模塊化人工濕地在農村庭院景觀中的應用研究

萬 學 康

(浙江農林大學風景園林與建筑學院，浙江 杭州 311300)

0 引言

目前，我國農村污水治理未能全面展開，農村污水處理率僅在個位數，污水若無法實現有效地治理，經濟的發展就會受到制約，中國需要根據自己的國情探索屬于自己的污水治理道路[1]。由于村民的環保觀念淡薄，污水隨意排放，導致水源以及耕地受到污染，水體的富營養化現象日趨嚴重。十九大以來，我國大力推進鄉村振興工作，努力將中華民族扎根的農村地區打造成更加適合人民居住，適合人民生產生活，適合人民暢游的精神家園，污水治理問題迫在眉睫。

1 庭院景觀

1.1 農村庭院的概念及功能

“庭院”可以被定義為：被圍合的三維空間，該空間的范圍是指建筑本身或建筑物以及其周邊場地，而圍合的形式、元素多種多樣[2]。通常，圍合空間的元素主要有磚墻、綠籬以及天然地勢差等。

庭院是農戶建筑的附屬場地，是建筑空間的向外延伸，具有多種功能。在農村里，庭院是每家每戶都具備的，供村民們日常生產、生活所需。首先，農村的庭院是村民們進行農產品生產、加工以及存儲的地方。其次，農村庭院還滿足村民的社交功能，村民們可以在庭院中休閑活動、娛樂交流。最后，庭院也需要滿足村民們在精神文化方面的需求。

1.2 農村庭院空間布局要點

首先，庭院必須滿足基本的光照、通風、避雨等功能需要。庭院所承擔的功能要求其在建設、改造過程中不僅要滿足村民實際的農產品加工存儲的需要，還要考慮庭院和建筑的空間位置關系，合理規劃，充分利用每一塊區域。其次，庭院作為村民休閑娛樂、社交的重要區域，要充分考慮家庭成員的組成要素，在整體空間規劃上要兼顧開場交流的空間、休閑娛樂空間以及私密生活空間的需求。最后，農村的庭院滿足以上基本功能性的需求以及功能分區的規劃后，更應當考慮村民的精神文化層面，通過結合當地特有的傳統文化、自然風貌和鄉土人情，讓居住者、空間建筑和自然環境和諧共生，不斷發展。

1.3 庭院景觀設計理論

1.3.1園林美學

園林美學是將藝術中的美學理論應用到園林景觀設計中，從而研究園林藝術審美的特征和規律的一門學科，其主要內容包括：

1)硬質景觀美和植物造景美：園林道路鋪裝形式美、材料質感美、建筑小品外形美、喬灌草合理搭配產生色彩美、形式美、孤植樹木外形美、四季皆有景且四季景色分明美。

2)設計美：功能空間劃分美、園路平面形式美、各種園林設計要素合理搭配、空間營造的尺寸方式優美等。

3)園林的意境美：園林美的最高境界，利用不同園林要素之間的配合，營造出空間的魅力，道法自然，樹人化境、天人合一，達到雖由人作，宛自天開的境界。

1.3.2景觀生態學

景觀生態學的主要功能包括研究分析景觀生態內部和外部進行物質、能量、信息的交換，能夠及時發現生態系統內部存在的問題，能夠有利于合理利用自然資源和保護生態環境[3]。農村庭院雖然面積小，但仍然是農村生態系統的一個部分，在農村庭院中往往有各種各樣的能量流動[4]。農戶們可以利用庭院的空間，建造一個微型生態系統，利用植物、基質上附著的微生物、太陽能等將種植和養殖相結合。

1.4 農村庭院景觀設計原則

作為農村庭院，相較于城市庭院，最為重要的是實用性原則，因為農村庭院承載了許多農事活動。不僅如此，還應當考慮經濟實用性的原則，農村人均收入低于城市居民，過高的建造成本不符合實際。降低后期養護成本原則，植物的選擇盡量選擇本地鄉土品種，生存能力強，硬質材料選用性價比高、耐用、易于后期養護、清理的材料。

2 模塊化人工濕地

2.1 人工濕地

人工濕地(Constructed Wetlands，CWs)是一種由人工構筑而成，人為的將沙、石、土壤、煤渣等介質按照一定的比例構成的，并且有選擇性的利用濕地植物以及附著在植物根系的微生物和其他生物組成的水處理生態系統[5]。人工濕地通過基質的過濾、沉淀、植物的吸附、吸收以及微生物的生理化學活動分解污水中的污染物，從而達到除去污水中的TP,TN,COD及氨氮等污染物的目的。我國第一座人工濕地于1987年建成[6]，截至目前，人工濕地處理農村生活污水已成為農村污水處理的十分重要的一個技術手段，傳統的人工濕地在長時間使用后基質容易產生堵塞現象，并且處理農村分散式生活污水仍存在許多問題難以得到解決，例如工程量太小，專業的人工濕地技術工程團隊參與積極性不高，村里的施工人員的工藝水平不足，無法保證施工的質量。

2.2 模塊化人工濕地概況及分類

模塊化人工濕地是在傳統的人工濕地基礎上，將人工濕地等比例縮放，內部基質填料的使用依舊按照最適宜配比進行填放，植物因地制宜，選擇最適宜的品種，制作成為一個整體單元，將不同的整體單元串聯或者并聯，可以組合成適合使用的形狀。模塊化人工濕地快速裝配性可以有效地解決基質堵塞后更換的問題，運用兩個單元或者以上的模塊化人工濕地輪休可以實現人工濕地凈水的可持續運作，將替換下來的堵塞的模塊化人工濕地單元進行基質清洗、植物修剪替換后，可以反復使用，滿足可持續性的發展要求。目前模塊化人工濕地的主要類型有基質模塊化人工濕地、一體式模塊化人工濕地和快速裝配式模塊化人工濕地[7]，如表1所示。

表1 模塊化人工濕地分類及其特點

3 模塊化人工濕地在農戶庭院景觀中的應用

3.1 模塊化人工濕地污水凈化系統

污水收集完成后，通過格柵濾池—沉淀池—模塊化人工濕地—出水，該處理系統具有緩沖容量大、處理水質效果好、持續運行費用低等優點，利用土壤的過濾作用，植物和微生物的吸附、吸收和分解作用，可以有效地凈化污水。將該系統適用于在廣大的農村分散地區推廣使用，能夠減少收集散戶的管網鋪設費用。

3.2 模塊化人工濕地在農村庭院景觀中的應用方式

模塊化人工濕地能夠代替農村庭院中植物綠化庭院的功能，起到圍合空間的作用，能夠為農村庭院提供私密性、舒適性。將該系統結合庭院小品、庭院植物、座椅等景觀配置要素合理布置，不僅能夠凈化水質，還可以美化庭院景觀。如圖1為模塊化人工濕地在農村土景觀中的應用技術路線。

3.3 模塊化人工濕地植物的選擇

植物在模塊化人工濕地系統中有著重要的作用，植物起到了物理吸附和化學吸附污染物質的作用，另外也為微生物的生長提供了生存環境。在人工濕地系統中，植物通常分為挺水、沉水、漂浮和浮葉植物，其中作用最大、應用最廣泛的是挺水植物，其根系長度為0.5 m～1.5 m，根系生長在底泥中。模塊化人工濕地在植物選擇時需要植物的適應性強、凈化污水效果較好、抗倒伏強、景觀效果好等特點。常使用的植物有鳶尾、蘆葦、莎草、千屈菜等，如表2所示。

表2 模塊化人工濕地植物

3.4 模塊化人工濕地在農戶庭院景觀中的應用意義

在農戶的庭院中，水的使用充斥著農戶們的日常生活，有著重要的地位，喂養家禽、洗衣做飯等方面都離不開水，模塊化人工濕地可以將農戶排放的生活用水和生產用水、雨水管道收集的雨水等污水通過模塊化人工濕地凈化，從而達到:1)緩解農村水資源緊張、供不應求的矛盾，減少自來水的使用。2)可以節省村民們在用水方面的花費。模塊化人工濕地建造成本較低，后期運行時間持久，養護成本低廉，通過收集的雨水以及其他污水經模塊化人工濕地處理后可用作種植、喂養、洗衣、沖廁用水。3)在農村地區，傳統的習慣就是，村民將生活污水不經處理隨意排放到耕地或者河流等區域，不僅不符合可持續發展的理念，造成水資源的浪費，還會污染環境，破壞耕地。在庭院中使用模塊化人工濕地處理居民生活污水，可以將生活污水得到合理的回收和再利用，提高水資源的利用效率，改善水循環的方式，減少污水的排放量、減少耕地河流的污染情況。4)傳統的人工濕地占地面積大，需要專人定期負責植物的清除等工作，建設成本、養護成本仍舊較高。由于農戶庭院面積較小，可以在每家每戶中建造模塊化人工濕地，不僅裝配方便，無需專人養護，而且可以結合庭院植物造景手法，美化農戶家庭生活環境。

4 總結與建議

農村地區居民居住較為分散，通過搭建管道收集每家每戶的污水，工程量大、耗費大量的人力物力、后期維修成本高。模塊化人工濕地作為一種新型的處理污水的方式，具有除污效果好、建設成本低、后期養護成本低等優點，再通過結合農戶自家的庭院營造手法，景觀要素合理規劃配置，為農村治理生活污水以及美化庭院景觀，改善鄉村面貌提供了一個新的思路和方法。