關于人工濕地景觀設計的研究

謝麗如

摘 要：文章從水的景觀學及生態學著手，并對人工濕地的運行機理以及營造過程進行詳細地分析，敘述了人工濕地景觀設計的可行性，以其在景觀設計當中引入了人工濕地的趨勢以及營造人工濕地所的問題及其解決的方法，以供同行借鑒。

關鍵詞：人工濕地；景觀設計；生態系統

1 前言

人工濕地是由人工控制、建造和監督的，人工濕地充分地利用了濕地系統凈化污水能力的特點以及生態系統當中物理、化學和生物協調的作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收以及微生物分解，達到對污水高效凈化的目的。然而，人工濕地也是通過人工創造一個比較適于水生植物成長的環境，這也是可以用于處理污水、廢水。人工濕地系統是一個比較完整生態的系統，這樣就形成了一個良好的循環系統，并且還具有了很好的經濟效益。具有維護以及運行費用比較低、操作比較簡單、美化和改善了生態環境、視覺景觀優異、增加了綠地的面積、出水水質比較好、抗沖擊力比較強、投資比較低等優點。處理污水的時候，不僅可以種一些草，養一些魚，還可以用鮮花以及綠葉對環境進行一些裝飾，這樣的話就可以把清水活魚歸還給了大自然，不僅節約了自然資源，更有利于促進生態環境的建設。而在景觀的設計當中，人工濕地作為水景的元素，和廢水處理型的人工濕地不同的是，他的功能有著生態和景觀的作用，調節了物質和局部的小氣候的循環，進而形成了不同的生態系統。就濕地景觀而言，他是景觀不可或缺的組成部分。在生態系統上人工濕地非常重要，一些景觀進行設計的前提，應該充分地考慮到生態系統方面的設計。在思想上，景觀設計師們應該樹立一種生態的觀念，就可以在對濕地景觀設計當中，做到了美學以及生態兼顧，就可以使人類以及自然的生活環境具有一些良好的結合點，進而使人與自然相互和諧。

2 國內外的人工濕地現狀

2.1 人工濕地技術在我國的應用研究

濕地處理系統，在我們國家引進的相對比較晚。在七十年代才剛剛開始研究人工濕地。1988年到1990年，對污水進行處理研究工作第一次利用人工濕地，在北京進行的自由水面人工濕地，每天處理量大約為500千克的工業廢水以及生活的污水，而且處理的效果都比較好，這個比傳統的二級處理工藝要好很多。國家環保局以及中國科學院的每個單位相繼都采用了人工濕地處理系統，并作過一系列的試驗。

四川的活水公園就能還好的展示了人工濕地系統對于污水進行處理的新工藝，而且是以水為主體的環境科學公園。然而，這樣的人工濕地系統處理污水工藝主要有，自然水溝，戲水池以及連接每個工序的水流雕塑，床系統，養魚塘系統，厭氧沉淀池以及人工濕地塘等等五個主要的部分。而從厭氧的沉淀池到戲水池都能清晰地看到污水，在每一個工序逐漸地變成清水的過程，這樣就可以充分地體現到從“死水”變成了“活水”的過程。最近幾年，運用了配套管理的技術，加強濕地的生態工程模式，景觀的生態學的理論和方法，農業的生態學的相關研究，社會、經濟以及生態的效益非常明顯。

2.2 國外的人工濕地

在美洲，由于觀察到了自然濕地的同化能力，在七十年代就已經開始對不同的設計人工濕地進行了一系列的實驗。在世界上各種各樣不同的濕地，每一個地方都被用來處理大量的廢水，并且取得了非常明顯的效果。對一些潛流系統和一些自由的水面系統運行得出來的數據統計結果就可以表明，人工濕地可以有效地去掉懸浮物以及生化需氧量，而且還可以有效地去除氮、磷，出水可以達到三類水域水質的要求。而人工濕地不但能夠用于工業廢水二級的處理，還能夠用于對農田徑流進行處理，在某些情況下，人工濕地也就可能是唯一一個比較適用的技術。

3 人工濕地的營造過程

3.1 設計的方法和運行的機理

在設計以及運行上，污水處理系統的設計模型則需要工程師以及設計師之間的相互合作，到現在為止，大部分濕地設計的方法都證明了濕地去除效果的模型及方法都已適用濕地當中的大腸桿菌、硝酸鹽、銨鹽、總懸浮物含量以及生化需氧量等的指標。當前的濕地設計傾向就是進出水的模型，或者是發展比較簡單的種群平衡，這些模型不僅僅是說明在濕地里發生的復雜反應的過程，而是從濕地的運行得到數據的當中得到生物反應速度的參數。在這個基礎之上，越是復雜及理論化能夠描述濕地運行的過程動力學的濕地模型，也就不可能被嚴格的限制。

3.2 凈化的機理以及相應的特點

在植栽濾床VSB型池中，添加一些相應的人工介質作為濾料，而在正常的運行過程當中，濾料的表面生長著相應的生物膜，把有控制的污水投入到濾料的表面并且繼續下滲過程當中，植栽濾床VSB型池就會對污水起著生物降解、過濾以及沉淀、生物吸附的作用。吸附降解污水當中溶解性的有機物以及阻止污水中的懸浮物。人工滲濾的深度不斷地發生變化，在濾料的表面上吸附的微生物也會隨著接觸氧程度有著比較大的變化。因此，在滲濾的過程當中，污水借助一些微生物，就會產生了一系列的反硝化，及其除磷的反應。

3.3 植栽濾床VSB型人工濕地技術的特點

相對于土地自然凈化的技術占地面積比較小，但是相對于人工生物的二級處理而言占地面積就比較大，所以，應該適用于處理規模比較小，進水的濃度比較低的污水，或者是景觀水體水質的修復，以及供水水源預的處理。對于處理的水質適應范圍比較大，也可以和生物處理相互進行結合，可以作為深度處理的技術。由于采用人工建造，不受場地條件的限制。水流方向一般利用垂直流，污水自上而下重力通過滲濾介質。通常不用人工曝氣的系統，而且復氧的過程也主要是靠著大氣的復氧，可以利用在該系統植物根系進行一系列的復氧，以及可以采用周期性干濕交替的運轉方式。沒有反沖的系統，應該選擇滲透性能合適的滲濾介質，這樣不但能可以起到滲濾攔截的作用，還可以更好地減少VSB系統的堵塞。這樣工藝流程比較簡單，該系統不用設有二沉池，運行的電耗比較小，處理對成本比較低。這樣進水就會對懸浮物有一定的要求，而污水在進入這個系統之前，還應該有一定的預處理，這樣的話就避免了對濾料層的堵塞及降低運行的周期。

4 結束語

人工濕地的研究具有多學科的特點，這些學科的領域覆蓋了野生的動物植物學，生態學，水生生物學，土木工程以及化工工程、景觀的建筑學以及其他的學科。所以，人工濕地研究就必須結合區域發展的規劃和環境的設計等學科原理。通過一系列的研究、實驗，并得出了一些相關的結論，利用原來的景觀進行設計，也是保持濕地系統完整性的一種手段。反之，按照構思的改變，也就破壞了生態環境的平衡及其完整性，也就使原來系統缺少了自我調節的能力及整體性。在了解出水水質前提之下，VSB型和FWS型人工濕地的成本效益應該取決于場地是否有所選的介質的成本、土地的價格和可用的土地。人工濕地處理的系統和正常的污水處理系統，運行、施工以及維護的成本比較低，除掉生物需氧量以及凈化總固體懸浮物效果比較好。中小型的處理系統特別適合土地購置費比較低的地區。

參考文獻

[1]楊永興，劉興土等.三江平原沼澤區“稻-葦-魚”復合生態系統效益研究[J].地理科學，2012（3）：41～48.

[2]黃石達，王安慶等.從成都市活水公園看人工濕地系統處理工藝[J].四川環境，2011（1）：（2）：8～12.

[3]白曉慧，王寶貞等.人工濕地污水處理技術及其發展應用[J].哈爾濱建筑大學學報，2011（6）：88～92.