人工濕地在武漢天鵝湖景觀營造中的應用

李穎+胡海輝

摘要：面對退化的湖泊生態環境，湖泊生態系統的恢復越來越成為各城市建設的重點。人工濕地不僅能夠凈化湖泊水體，同時可以收集雨水、增加景觀多樣性，是創造城市湖泊生態景觀的一種有效途徑。在武漢市天鵝湖的景觀設計中使用了人工濕地元素，主要從人工濕地的布置、景觀效果、曝氣和雨水利用以及植物選擇與搭配等角度介紹了人工濕地在天鵝湖景觀營造中的應用，以期為人工濕地在城市湖泊建設中的推廣提供一定的實踐參考。

關鍵詞：人工濕地；植物配置；景觀效果；天鵝湖；武漢市

中圖分類號：X524；S731.3；TU984.11+3（631） 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）20-5070-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.036

Application of Constructed Wetlands in Wuhan Swan Lake Landscape Design

LI Ying，HU Hai-hui

（College of Horticulture， Northeast Agriculture University，Harbin 150030， China）

Abstract： Facing the degradation of lake ecological environment， Lakes ecosystem restoration has become the focus of city construction. Constructed wetland is not only able to purify the Lake water but also can collect rainwater， increasing landscape diversity， which is an effective way to create the city Lake ecological landscape. The application of constructed wetland in Wuhan Swan Lake was introduced specificly from the aspects of the planning of constructed wetland， visual effects， aeration and rainwater utilization， and plant selection，so as to provide a theoretical basis and practical reference for the promote and construction of constructed wetland in city Lakes.

Key words： constructed wetland； arrangement of plants； landscape； Swan Lake； Wuhan city

近年來，以生態的方式營造湖泊景觀、將一些新型工程技術融入景觀建設中的思想漸漸滲入設計領域，這種生態思想不但拓展了景觀發展的方向，更在實際應用中改善了環境。目前很多新技術已經投入使用，其中利用人工濕地（Constructed wetland）改善湖泊水質、營造生態景觀的方法以其環保、經濟和實用逐漸為業內認同和應用。人工濕地是一種人為的將基質、微生物和植物按一定方式配置而成的復合生態系統[1]；這種復合生態系統具有物理、化學和生物三重協調作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、微生物同化分解和植物吸收等途徑去除水中的懸浮物、有機物、氮、磷和重金屬等不利于環保的物質，從而達到凈化水質的效果[2]；該技術具有建造和運行費用省、易于維護和處理效果好等優點[3]。隨著人工濕地美學、生態功能的深入人心，它已經越來越廣泛地被應用于各類城市綠地的建設中。此外，人工濕地不僅在水質凈化方面取得了明顯的效果，還在雨水收集利用中起到了越來越重要的作用，從當初單一的對污染的治理，發展成為綜合生物治理、濕地保護、景觀扮靚的生態綜合系統[4]，應用范圍越來越廣。課題組以武漢市天鵝湖為對象，分析了人工濕地的布局、植物選擇與搭配、使用的輔助手段及景觀效果等內容，以期對人工濕地技術在城市湖泊景觀設計中的應用提供參考。

1 天鵝湖概況

天鵝湖位于湖北省武漢市，隸屬“大東湖”區域，處于東湖的西北角，匯流面積2.66 km2，湖畔的東湖賓館是湖北省委、省政府的主要接待場所之一。由于天鵝湖周邊發展漁業養殖以及湖堤處居民的生活污水直接入湖，使湖泊水質受到了嚴重影響，水體環境惡劣，與周邊景觀極不協調。項目實施前，天鵝湖水質為V類水質，幾乎無水生植被，水體流動性較差，底泥淤積嚴重，湖泊的生態問題亟待改善（圖1）。

2 天鵝湖景觀中人工濕地的營造

2.1 人工濕地的表面營造

采用生態方法，從環境入手，首先通過外部截污解決湖水污染的問題，并對湖底1 m厚的底泥進行清淤，增強水體流動性；其次，修建面積1.02 hm2的生態濕地，通過水生環境修復改善湖泊水質，恢復湖泊生態功能。天鵝湖人工濕地主要分為1號水面和2號水面（圖2），分布在湖面中心以及東側，均采用水平潛流式濕地。水平潛流式濕地的水位較深，污水在濕地床體的內部流動；處理效果受氣候影響小，水力負荷和污染負荷大，對BOD、COD、SS、重金屬等污染指標去除效果好，出水水質穩定[5]。1號水面和2號水面之間通過水泵、管道及天鵝噴泉的噴涌，形成循環流動，帶動湖泊整體的水循環（圖3）。

2.2 景觀營造

人工濕地給天鵝湖的整體景觀增色不少，1號人工濕地位于小游園南側，占據著游客遠眺放松的視野，濕地的種植池結構大部分隱藏于湖面之下，并將自然原石散布在種植池附近，掩映在水生植物中間，石料的硬朗與植物的柔美搭配，豐富了湖面整體層次，也形成野趣的自然風光（圖4）；2號人工濕地則建立6個處理池，分別種植吸附不同離子的挺水植物組合，處理池之間通過木質棧道分隔，讓游客體驗行走在植物景觀中的愜意與樂趣，同時也可以近距離觀察水體凈化的整個過程，增強了景觀的互動性（圖5）。人工濕地系統作為有生命的機器，也將為天鵝湖景觀營造增添一些趣味性和教育功能。endprint

2.3 曝氣及雨水利用

曝氣機是水處理過程中用到的一種設備，作用是把氧氣以氣泡的形式分散到水中，提高水中含氧量，從而為微生物和水生植物的生長提供氧氣。曝氣機可分為水下曝氣機和表面曝氣機，其作用都是促進湖水交換與流動。天鵝湖在湖區點式安裝了8臺潛流助推式曝氣機，它獨特的混合氣室設計可將水流與空氣混合，在導流裝置的作用下，形成強大的高溶氧噴射，可使景觀水體在短期內溶解氧迅速增加，從而強化水體的自凈能力，改善微生態環境，促進濕地內及天鵝湖的水體循環[6]；同時，湖面西側設置天鵝噴泉，利用湖水供給，在噴涌的過程中曝氣充氧，也使湖水中的含氧量增加。

2號人工濕地入水口與初期雨水儲存池連接，降雨期多余的雨水可經過格柵及預處理后，進入天鵝湖參與濕地的循環，經過濕地的凈化，補充天鵝湖的水量，起到了涵養水源、調蓄水量的作用。

2.4 水生植物的選擇

水生植物是人工濕地中不可缺少的部分，不僅可以直接攝取和利用污水中的營養成分、吸收富集污水中的重金屬等有毒有害物質、維持水體生態系統的長期健康運行，還可以提供自然、半自然的美景，是整體景觀效果的有力保障。在配置中需要注意的是遵循當地的氣候特征和植被的分布狀況，最好是利用本土植物；盡量選擇根系發達且生物量大的植物種類[7]；注重植物的層次、色彩、種群配置；根據污染源選擇相應吸收能力較強的濕地植物；搭配植物青葉期與枯萎期，做到四季植物郁郁蔥蔥，以取得景觀季相與凈化水質兼具的生態效果。

天鵝湖地處武漢市城中央，在選擇水生植物時，應該以長江中下游天然湖泊的優勢水生植物作為基礎種類，將其構成濕地植物的主體成分，輔以吸收污染物功能較強的挺水植物，結合水生植物群落配置與景觀需要，設計濕地內植物的配置方案。1號人工濕地主要起到景觀作用，輔助進行水質二次凈化，水生植物以組團群落模式形成濕地系統，可栽植的水生植物主要有水蔥（Scirpus validus Vahl）、睡蓮（Nymphaea tetragona Georgi.）、荇菜[Nymphoides peltatum（Gmel.）O.Kuntze]、水生美人蕉（Canna indica L. var. flava Roxb.）等，輔以沉水植物苦草[Vallisneria natans（Lour.）Hara]、竹葉眼子菜（Potamogeton malaianus Miq.）。2號人工濕地主要承擔凈水作用，效仿成都活水公園的植物塘配置方式[8]，每個植物池選擇不同的優勢種挺水植物，同時輔以點綴種，通過觀察研究，這樣的層層過濾形式對水體中污染物的消除效果較好。6個植物池中優勢種挺水植物有蘆葦[Phragmites australis（Cav.）Trin. ex Steud]、菖蒲（Acorus calamus L.）、再力花（Thalia dealbata Fraser）、鳶尾（Iris tectorum Maxim.）、千屈菜（Lythrum salicaria L.）、水生美人蕉，各植物池由優勢種命名（圖6）。并栽培一些點綴種形成景觀，點綴種主要有梭魚草（Pontederia cordata L.）、睡蓮、竹葉眼子菜、荷花（Nelumbo nucifera Gaertn.）、狐尾藻（Myriophyllum verticillatum L.）等。其中菖蒲和美人蕉對水體氮磷污染的去除能力較強[9]。整個人工濕地區域水生植物的覆蓋率近90%，并且注重了沉水植物的應用，這些沉水植物不僅可以吸附水中的懸浮物、防止底泥返混，而且還可為水中的生物提供食物和棲息地。

3 小結

天鵝湖人工濕地在表面布置、植物選擇、設計思想等方面均將生態功效放在第一位，將濕地景觀營造出了具有水體流動、噴泉充氧的動態美；光影交錯、枝蔓叢生的植物美；色相搭配、花色艷麗的色彩美，增加了天鵝湖的景觀美感。在生態方面也有顯著作用，根據設計規范，預計濕地的處理能力為1 000 m3/d，大約3個月可以將天鵝湖的水體循環1次，能夠保證天鵝湖水質穩定和好轉，達到凈化水質、防止水體富營養化的目的。

由于特有的生態性與可塑性，人工濕地在城市公園、居住小區、湖泊池塘等各類城市綠地中都得到了廣泛的應用，它已經由原始的污水處理功能拓展到景觀營造高層面。運營良好的人工濕地不僅可以保護生態環境，搭配人文設計更具有科普教育和旅游觀光的功能，擁有廣闊的發展潛能。在今后的城市湖泊濕地營造研究中，應加強季節對人工濕地處理能力影響的研究，可以通過建立系統的檢測數據庫，細致的研究不同地區湖泊中人工濕地的特征和運行數據，以便在將來的城市建設中提供更充分、合理的參數。

致謝：本項目由泛華建設集團湖北設計分公司提供，設計組成員喻俊、雷晶、張敏、鄭杰、劉強等在項目設計實施中給予了大力支持與幫助，在此一并表示感謝。

參考文獻：

[1] 王圣瑞，年躍剛，侯文華，等.人工濕地植物的選擇[J].湖泊科學，2004，16（1）：91-95.

[2] 籍國東，孫鐵珩，李 順.人工濕地及其在工業廢水處理中的應用[J].應用生態學報，2002，13（2）：224-228.

[3] 原 野，楊 雪，夏 雪，等.人工濕地在我國北方寒冷地區的應用[J].環境保護與循環經濟，2010（5）：41-44.

[4] 趙 薇，張艷橋.人工濕地在雨水處理與湖泊水質改善中的應用研究[J].環境保護科學，2010，36（1）：24-27.

[5] 吳蕙君.人工濕地在城市污水處理中的應用[J].廣東建材，2009（8）：32-35.

[6] 張洪剛，洪劍明.人工濕地中植物的作用[J].濕地科學，2006， 16（4）：146-151.

[7] 蔣衛剛.人工濕地技術在景觀水處理中的應用案例[J].環境污染與防治，2011，33（7）：87-93.

[8] 王慶安，任 勇，錢 駿， 等. 成都市活水公園人工濕地塘床系統的生物群落[J].重慶環境科學，2001，23（2）：52-55.

[9] 唐藝璇.杭州市富營養化河道生態浮島修復的植物選擇與示范[D].杭州：浙江大學，2011.endprint