国内功能型景观人工湿地案例浅析

韩晓芳

河南省交通规划设计研究院股份有限公司河南省郑州市450000

摘要：本文选取了三个不同类型的人工湿地案例，对其构造、工艺进行分析，总结了各个人工湿地的优缺点，并对存在问题提出解决方法。

关键词：人工湿地；景观；工艺；污水处理

国内一般景观水体（如人工湖、人工池塘等）大多是一个基本封闭的系统，自净能力薄弱，极易产生富营养化，致使水体发黑、变臭。

传统的物理、化学方法虽然短时间内能发挥一定作用，但都治标不治本。要从根本上解决国内景观水体难题，首推功能型景观——人工湿地。人工湿地作为海绵城市的重要组成部分，可以发挥自然积存、自然渗透、自然降解的生态优势。

一、人工湿地的概念及原理

人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统，类似自然沼泽地，但由人工建造和监督控制，是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的生态处理系统。

人工湿地由基质、水体、植物、动物和微生物组成。湿地植物的根系将氧气带入周围的土壤，但远离根部的环境处于厌氧，人工湿地又分为表面流人工湿地、潜流型人工湿地。

现分别就校园、住宅小区、公园三个主要对象讨论人工湿地成功案例。

二、校园人工湿地——以中国矿业大学南湖新校区景观生态规划为例

概况

中国矿业大学新校区规划绿地率约为67%，即总绿化面积约127.7hm2；水体面积约11.3hm2，占总面积的6%。校园内设置校区污水处理厂，该污水处理厂处理出水提供校区的浇灌用水、景观水系补充水及冲厕用水，多余出水溢流排放至云龙湖。

污水厂平均出水量为8000m3/d，其中4000m3/d用于绿化浇灌用水及冲厕用水，其余4000m3/d作为景观水系补充水，由提升泵提升至水耕植物过滤型人工湿地（FWS人工湿地），自流进人潜流型人工湿地（SFS人工湿地）。

工艺设计

工艺设计采用两级人工湿地：第一级为水耕植物过滤型人工湿地，能够高效去除悬浮性污染物，避免下一级滤料堵塞。水生植物生物床上种植多种观赏型或食用水生植物，通过植物过滤、微生物降解、水生植物吸收及排除底泥来去除水体中的有机物及营养物。

第二级为潜流型人工湿地，该类型人工湿地具有土地利用率高，工艺简单，运行费用低等突出优点，不会对环境产生不良影响，而且具有更好的脱氮除磷效果。

三、住宅小区人工湿地——以合肥碧湖云溪别墅区水体景观水景为例

概况：

合肥碧湖云溪别墅区是合肥市区高档住宅区。园区内有四个自然水池，小区水容量约3600m³，是一个与外界没有联系的封闭水系。随着居住区投入使用，水质富营养化程度将明显增加。小区整个地形坡向是从南到北、从西向东缓缓下降的缓坡，并有一级跌落（即中心景观带）。适合运用人工生态湿地技术。

湿地构造

碧湖云溪人工湿地系统由基质，菌床、浅滩和底泥四个系统与一个水循环构成。

菌床系统一位于小溪的上游和中游部分，水深较浅，水流速度相对平缓，设计长度100m，铺设20cm卵石生物填料。菌床系统二位于小溪的下游部分，设计长度50m，宽度3m，卵石生物填料厚度1m，采用卵石或者块石分三层铺设。

浅石滩面积为菌床系统一的0.5倍，是菌床系统二面积的6倍，与底泥交接处自然过渡。

底泥系统采用多年荒芜且有一定肥力的水稻土，通过生物作用达到良好的水质标准。

水循环原理

根据水系条带状形式，水循环采用了串联式形式，即在低水位区域设置入水口，水体被调往上游高水位区域后，以景观涌泉曝气充氧作为出水形式，在微重力状态下向下游浅滩系统和泥塘系统区域流动，完成在低水位调水，高水位潜流过滤过程。

四、人工湿地公园——以杭州长桥溪公园为例

公园概况

长桥溪是西湖上游四大溪流之一，发源于莲花峰，自南向北流向西湖。随着流域附近居住人口的增长及餐饮业的发展，长桥溪水污染问题也日趋严重。长桥溪总排污量平均约达25182.6吨/月。被污染的溪水直接排入西湖，严重污染了西湖水质。

2004年，水生态修复公园立项、施工并建成运行，水处理工艺与园林造景有机结合，成为杭州第一个示范性水处理旅游景点。

图4.1长桥溪湿地公园布局图

湿地结构及布局

由南至北依次设计为初级人工湿地区、跌水充氧区及二级人工湿地区三大区段，其中水系面积约1.83km2，占公园总绿地面积的45.7%左右。水体形式丰富，水池、溪流与跌水依据地势相互穿插，并形成岛屿、漫滩地带，水生植物在其中成为主角。

污水处理工艺

公园采用地埋式水处理系统，设有地下污水调节池、沉沙池及净化水处理站。主要通过污水收集暗渠、雨水收集暗渠将污水收集汇总至公园调节池，通过潜污泵将污水由北端输送至南端的地下处理站。所得清水排至公园地上部分作为景观水体的水源，从南至北顺势经过七级跌水，后又通过地上部分人工湿地公园的吸附、降解作用再次净化水质，最终将长桥溪水由原地表水劣Ⅴ类水质净化为地表水Ⅲ类水质标准后排入西湖。

存在问题

（1）水生植物用量过大问题

水生植物普遍呈现过密、过满的情况，水体面积逐渐减少，大大削弱了景观表达。同时，部分植株因生长过密而无法吸收充足阳光，导致植株枯萎惨败，对净化水质极为不利；

（2）植物的二次污染问题

减少水岸乔灌木落叶和水生植株季节性残败对于水体的污染，能提高人工湿地净化效率。

（3）沉水植物的选择问题

沉水植物栽种处的水流速度不足，引起植株缺氧及水中悬浮颗粒的大量沉淀。可适当增加些许浮水植物

取得成效

公园设计日处理量为3000m3，目前一般日处理量约为1000—1500m3，雨季的日处理量可达3000m3。入水处理的动力费、药剂费及人工费等费用，平均水处理成本为0.91元/吨。整个污水处理设计工艺具有运行管理简便，节省能耗的特点。

五、结语

人工湿地具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、运行费用低等特点，作为综合生态系统，人工湿地是功能型景观与污水处理的最佳结合。针对人工湿地目前存在的占地面积大、易堵塞、低温降低处理效果的问题，一般可采用以下解决办法：

选址时要考虑到环境、经济效益的因素，可将工程选址在市郊、公园等区域。采用组合工艺，提高效率，减少占地面积；对进水进行预处理，选择合适的基质粒径及级配、选择合理的湿地植物以减少堵塞。

参考文献：

[1].黄剑锋谢国勇林燕清人工湿地技术在居住小区景观中的应用-以碧湖云溪别墅区水体景观为例风景园林2009（2）92-95；

[2].范旭红人工湿地在景观设计工程中的应用风景园林2005，19（5）82-84.