关于人工湿地景观设计的研究

谢丽如

摘 要：文章从水的景观学及生态学着手，并对人工湿地的运行机理以及营造过程进行详细地分析，叙述了人工湿地景观设计的可行性，以其在景观设计当中引入了人工湿地的趋势以及营造人工湿地所的问题及其解决的方法，以供同行借鉴。

关键词：人工湿地；景观设计；生态系统

1 前言

人工湿地是由人工控制、建造和监督的，人工湿地充分地利用了湿地系统净化污水能力的特点以及生态系统当中物理、化学和生物协调的作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收以及微生物分解，达到对污水高效净化的目的。然而，人工湿地也是通过人工创造一个比较适于水生植物成长的环境，这也是可以用于处理污水、废水。人工湿地系统是一个比较完整生态的系统，这样就形成了一个良好的循环系统，并且还具有了很好的经济效益。具有维护以及运行费用比较低、操作比较简单、美化和改善了生态环境、视觉景观优异、增加了绿地的面积、出水水质比较好、抗冲击力比较强、投资比较低等优点。处理污水的时候，不仅可以种一些草，养一些鱼，还可以用鲜花以及绿叶对环境进行一些装饰，这样的话就可以把清水活鱼归还给了大自然，不仅节约了自然资源，更有利于促进生态环境的建设。而在景观的设计当中，人工湿地作为水景的元素，和废水处理型的人工湿地不同的是，他的功能有着生态和景观的作用，调节了物质和局部的小气候的循环，进而形成了不同的生态系统。就湿地景观而言，他是景观不可或缺的组成部分。在生态系统上人工湿地非常重要，一些景观进行设计的前提，应该充分地考虑到生态系统方面的设计。在思想上，景观设计师们应该树立一种生态的观念，就可以在对湿地景观设计当中，做到了美学以及生态兼顾，就可以使人类以及自然的生活环境具有一些良好的结合点，进而使人与自然相互和谐。

2 国内外的人工湿地现状

2.1 人工湿地技术在我国的应用研究

湿地处理系统，在我们国家引进的相对比较晚。在七十年代才刚刚开始研究人工湿地。1988年到1990年，对污水进行处理研究工作第一次利用人工湿地，在北京进行的自由水面人工湿地，每天处理量大约为500千克的工业废水以及生活的污水，而且处理的效果都比较好，这个比传统的二级处理工艺要好很多。国家环保局以及中国科学院的每个单位相继都采用了人工湿地处理系统，并作过一系列的试验。

四川的活水公园就能还好的展示了人工湿地系统对于污水进行处理的新工艺，而且是以水为主体的环境科学公园。然而，这样的人工湿地系统处理污水工艺主要有，自然水沟，戏水池以及连接每个工序的水流雕塑，床系统，养鱼塘系统，厌氧沉淀池以及人工湿地塘等等五个主要的部分。而从厌氧的沉淀池到戏水池都能清晰地看到污水，在每一个工序逐渐地变成清水的过程，这样就可以充分地体现到从“死水”变成了“活水”的过程。最近几年，运用了配套管理的技术，加强湿地的生态工程模式，景观的生态学的理论和方法，农业的生态学的相关研究，社会、经济以及生态的效益非常明显。

2.2 国外的人工湿地

在美洲，由于观察到了自然湿地的同化能力，在七十年代就已经开始对不同的设计人工湿地进行了一系列的实验。在世界上各种各样不同的湿地，每一个地方都被用来处理大量的废水，并且取得了非常明显的效果。对一些潜流系统和一些自由的水面系统运行得出来的数据统计结果就可以表明，人工湿地可以有效地去掉悬浮物以及生化需氧量，而且还可以有效地去除氮、磷，出水可以达到三类水域水质的要求。而人工湿地不但能够用于工业废水二级的处理，还能够用于对农田径流进行处理，在某些情况下，人工湿地也就可能是唯一一个比较适用的技术。

3 人工湿地的营造过程

3.1 设计的方法和运行的机理

在设计以及运行上，污水处理系统的设计模型则需要工程师以及设计师之间的相互合作，到现在为止，大部分湿地设计的方法都证明了湿地去除效果的模型及方法都已适用湿地当中的大肠杆菌、硝酸盐、铵盐、总悬浮物含量以及生化需氧量等的指标。当前的湿地设计倾向就是进出水的模型，或者是发展比较简单的种群平衡，这些模型不仅仅是说明在湿地里发生的复杂反应的过程，而是从湿地的运行得到数据的当中得到生物反应速度的参数。在这个基础之上，越是复杂及理论化能够描述湿地运行的过程动力学的湿地模型，也就不可能被严格的限制。

3.2 净化的机理以及相应的特点

在植栽滤床VSB型池中，添加一些相应的人工介质作为滤料，而在正常的运行过程当中，滤料的表面生长着相应的生物膜，把有控制的污水投入到滤料的表面并且继续下渗过程当中，植栽滤床VSB型池就会对污水起着生物降解、过滤以及沉淀、生物吸附的作用。吸附降解污水当中溶解性的有机物以及阻止污水中的悬浮物。人工渗滤的深度不断地发生变化，在滤料的表面上吸附的微生物也会随着接触氧程度有着比较大的变化。因此，在渗滤的过程当中，污水借助一些微生物，就会产生了一系列的反硝化，及其除磷的反应。

3.3 植栽滤床VSB型人工湿地技术的特点

相对于土地自然净化的技术占地面积比较小，但是相对于人工生物的二级处理而言占地面积就比较大，所以，应该适用于处理规模比较小，进水的浓度比较低的污水，或者是景观水体水质的修复，以及供水水源预的处理。对于处理的水质适应范围比较大，也可以和生物处理相互进行结合，可以作为深度处理的技术。由于采用人工建造，不受场地条件的限制。水流方向一般利用垂直流，污水自上而下重力通过渗滤介质。通常不用人工曝气的系统，而且复氧的过程也主要是靠着大气的复氧，可以利用在该系统植物根系进行一系列的复氧，以及可以采用周期性干湿交替的运转方式。没有反冲的系统，应该选择渗透性能合适的渗滤介质，这样不但能可以起到渗滤拦截的作用，还可以更好地减少VSB系统的堵塞。这样工艺流程比较简单，该系统不用设有二沉池，运行的电耗比较小，处理对成本比较低。这样进水就会对悬浮物有一定的要求，而污水在进入这个系统之前，还应该有一定的预处理，这样的话就避免了对滤料层的堵塞及降低运行的周期。

4 结束语

人工湿地的研究具有多学科的特点，这些学科的領域覆盖了野生的动物植物学，生态学，水生生物学，土木工程以及化工工程、景观的建筑学以及其他的学科。所以，人工湿地研究就必须结合区域发展的规划和环境的设计等学科原理。通过一系列的研究、实验，并得出了一些相关的结论，利用原来的景观进行设计，也是保持湿地系统完整性的一种手段。反之，按照构思的改变，也就破坏了生态环境的平衡及其完整性，也就使原来系统缺少了自我调节的能力及整体性。在了解出水水质前提之下，VSB型和FWS型人工湿地的成本效益应该取决于场地是否有所选的介质的成本、土地的价格和可用的土地。人工湿地处理的系统和正常的污水处理系统，运行、施工以及维护的成本比较低，除掉生物需氧量以及净化总固体悬浮物效果比较好。中小型的处理系统特别适合土地购置费比较低的地区。

参考文献

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