復合型人工濕地技術及其景觀設計

中圖分類號：TU986文獻標識碼：A

文章編號：1005-7897（2025）11-0076-03

1背景情況

隨著全球城市化、工業化進程的加劇，水資源短缺與水污染已成為區域社會經濟可持續發展的重要障礙。而傳統的工程設施處理技術存在能耗大、投資高、生態功能單一等傳統缺陷，愈發制約著生態宜居環境的營造與發展。人工濕地技術因其能耗低、管理成本低、水質凈化、生態修復等生態功能顯著等特點，已成為當前水環境領域應用與發展最廣泛的技術，特別是復合型人工濕地技術集成了各類人工濕地單元的優點，具有處理效率高、系統穩定、空間靈活等優點。但任何技術的發展都離不開對景觀建設理念的銜接與融合，以發揮其改善人居環境、生態服務、營造城市綠色空間的綜合作用，從單一的水處理向生態、景觀、休憩等多功能轉變，是水環境治理與生態建設的重要方向。

2人工濕地技術概述

2.1潛流人工濕地

潛流人工濕地污水在填料床層以下進行水平流或垂直流流動，不與大氣接觸。污水中水具有保溫性較好、效果較好、衛生條件良好、占地面積較小等特點。水流在填料床內流動，通過密集的植物根系、填料床的比表面積以及生物膜的過濾、吸附、分解等作用，實現去除污染的目的。潛流人工濕地污水在填料床內流動，減少了污水與大氣接觸，降低了水的蒸發量，使水溫保持平衡，在寒冷地區使用較好。水平流與垂直流是主要的兩種流型，兩種流型具有各自不同的特點，其去除的污染因素也有所不同。系統通常以礫石、砂、陶粒、火山巖等具有良好水力傳導率、有利于生物的生物惰性材料作為濕地植物、微生物附著載體，為植物、微生物提供固定附著表面。合理的水荷、停留時間是系統處理效果的保證，根據進水要求及出水目標，選擇合適的荷、歇時間。運行中應避免植物及填料的堵塞，及時進行濕地植物的管理，水流保持順暢有利于整個系統的長期穩定。

2.2表流人工濕地

表流人工濕地中的污水在地表呈薄層緩慢流動狀態，水面直接暴露于大氣環境。其結構相對簡單，建設成本較低，具備較強的景觀表現力與生物棲息地營造能力。該類型在懸浮物沉降、部分營養鹽吸收以及為鳥類和水生生物提供棲息生境方面具有優勢，但處理效率易受氣候條件波動影響，且存在一定的衛生與蒸發散失問題。水體直接接觸大氣有利于空氣中的氧氣向水中轉移擴散，促進好氧微生物降解過程。污水流經淺水區域，通過重力作用實現懸浮顆粒物的自然沉降去除。挺水植物和浮水植物發達的根系與莖葉表面為微生物生長提供了廣闊的附著空間，同時植物自身吸收利用水中溶解的營養物質。開敞的水面環境結合多樣的陸生、濕生及水生植物配置，顯著提升了濕地的視覺觀賞性與生態多樣性，易于形成良好的景觀水體效果，并成為吸引野生動物的理想生境。但是這種開放模式導致系統受環境溫度變化影響較大，低溫會顯著抑制微生物活性與植物吸收能力，高溫則加速水體蒸發并可能引發藻類過量繁殖。維持適宜的水深、控制合理的水力負荷與停留時間，以及定期進行植物群落的科學管理是保障其凈化效能與生態功能的關鍵措施。

2.3河道型人工濕地

河道型人工濕地是以自然河道形態為基礎或模擬自然河道，在河道中或河床上構建強化凈化單元，適合于污染河溝或污染溝渠的原位修復和水質改善目標，可有效地改善河道的自凈能力，提高河岸帶的景觀結構和功能完整性，在攔截面源污染、河道生態防護、濱水景觀營造等方面具有不可替代的作用。主要借助或改造原有河道內的水流運動條件和空間形態，在河床、河漫灘或河岸內構建多條強化凈化的生態單元，由可凈化水體的植物、填料基質（被選擇的）和有利于污染物質去除的微地形組成，當水流流經強化凈化單元時流速得到有效控制，增加了水體和凈化介質的接觸時間和接觸面積，使懸浮物得以沉淀，污染物和微生物得以吸附、降解、生物降解。河岸帶型通過構建植被緩沖帶、生態護坡或近自然濕地地埂來攔截削減地表徑流攜帶的面源污染物、阻控水體侵蝕、為水陸生物提供不同類型的生境，通過重建或修復河道蜿蜒性、生境多樣性以及水文連續性，模擬河流景觀的關鍵結構及生態功能，發揮對污染物的緩沖、凈化作用。而河道型人工濕地建設本身就是河道生態修復的過程，有利于改善水生環境質量、修復退化河岸帶植被群落等，提升河流廊道的生態系統的整體健康水平及景觀連貫度。河岸帶型濱水景觀為構建連續性、可達性、近自然野趣型的親水空間提供了基礎。

2.4復合型人工濕地

復合人工濕地系統指多種不同單元（潛流與表流或表流與河道）串聯或并聯排列而成的系統。復合型人工濕地系統由多種類型的人工濕地有機組合，克服了單一濕地類型的缺點，生態工藝污染物去除率最高且穩定。復合人工濕地系統具有處理流程組合靈活，生態功能多元協同等特點，可以根據具體的水質目標及場地條件、生態綜合效益要求組合設計，是人工濕地發展的方向。復合人工濕地系統不是簡單的各個單元組合，是根據污染物有效去除的物理、化學、生物過程及其各單元水力特性、生態功能特點而順序連接的，一般前面單元是有效去除懸浮固體及有機物，后面單元是有效脫氮、除磷或提高生態景觀。單元之間的連接需要設計水力、水位控制，確保水勢順接及滿足單元的流速和負荷。潛流單元的處置功能實質和表流單元的生態景觀功能在復合系統中的集成運用，河道型單元的加入進一步強化了復合系統對河道內水體或地表徑流等較大規模入水景觀處理與空間利用，通過各單元有機組合，不僅強化了污染物廣譜高效消減的處置功能，還提高了系統對進水水質水量變化的消納能力和系統運行的穩定性。復合系統設計可根據進水水質、出水水質、可利用場地空間結構、生態景觀功能利用需求，靈活選擇系統單元類型，優選單元組合類型及組合序列，合理分配處理負荷，精準計算單元容積。復合系統因其極強的應用范圍適應性，可用于從污水尾水深度處理、污染河湖水質原位修復到城鄉面源污染控制等各類不同類型、不同規模污水入水污染控制項目，是當前水生態環境綜合治理的主要技術手段之一。

3目前存在的問題

盡管復合型人造濕地具備一定的技術優勢，但在運用中還存在諸多問題。其中，技術、景觀契合性低是主要存在的問題。多數工程過度追求水質凈化和水質工程技術指標，忽視了濕地整體的空間形態、景觀美學、公眾參與和生物棲息地等景觀因素，建設的人造濕地大多呈現出標準化、單一化傾向。同質性嚴重，對地區自然、文化、場地因素缺乏創新性表現，減弱了濕地場所的認同感和景觀特色。景觀建設中未能體現生態的優先性，例如，植物的栽植過分追求觀瞻性，而忽視了植物本身的水質凈化功能和生態位需求，硬質景觀的設計不利于水文和動物的游移等。公眾參與和科普展示設施的缺乏，使得人造濕地對人的教育和生態體驗的功能未得到充分發揮。沒有維護管理復合系統的長期景觀效果演變的措施，也制約著復合系統的景觀可持續性。

4復合型人工濕地中的景觀設計

4.1景觀設計原則

景觀設計應滿足混合人工濕地生態優先原則，任何景觀要素的加入都要滿足保護并強化濕地內部基本生態功能的前提。功能性原則指景觀服務于水質凈化的基本要求，水路要流暢。美學性原則指景觀空間、造型、色彩等方面的美化設計要給人以視覺感官體驗的舒適系列。地性原則指設計要尊重并順應地方的自然地理環境、鄉土植物群落環境和地域文化環境。可持續性原則指設計選材、施工方式、后期維護都能遵守長遠性和環保性原則。在滿足生態適宜性的人工濕地功能分區規劃中首先要遵循的是負干擾程度的最小化，在進行生態適宜性分析時，要充分考慮人為干擾以及自然干擾的因素。另外，要滿足多用途的使用，從一定程度上來說可以滿足人工濕地的生態需求，完善人工濕地內的生態系統的完整性。同時，功能分區的多樣性要求功能分區既要考慮公園的使用功能又要兼顧濕地的生態功能。對于不同生態環境的區域進行保護和利用，維持濕地生境的可持續發展，使得人工濕地的分區功能劃分更加明確，并還要考慮公園內的生態容量安全。在人工濕地中構建具有空間連續性的濕地景觀格局，不僅要考慮不同種類的景觀要素在空間上的分布也要從微觀角度去觀察不同類型景觀要素在空間上的連接方式，還要考慮原有的生態景觀格局所存在的問題與現象。人工濕地生態景觀空間的構建需要不同景觀類型的景觀要素與場地功能相協調，這種協調從景觀格局角度來說主要分為3個方面： ① 人工濕地的空間形態要與原生濕地基質相協調； ② 景觀格局廊道與濕地公園功能分區相協調； ③ 要遵循場地的基本形態，適當調整不同景觀類型作為生態斑塊的數量與分布，使之滿足景觀格局的要求與人工濕地內的景觀空間相協調，使得場地內的生態景觀格局更加的穩定與安全

4.2景觀設計的作用

科學合理的景觀設計對于復合型人工濕地具有多維度提升作用。在生態層面，優化植物群落結構與空間配置，可顯著強化系統對污染物的吸收降解能力，豐富生物多樣性，完善生態鏈結構。通過精心設計的植被空間分布和層次組合，使植物序列與水體環境的融合更為合理，能夠有效促進微生物群落的生長與棲息，從而最大限度地提高人工濕地的處理效益。地形塑造與水流路徑的景觀化處理有助于形成多樣化的水力條件與氧化還原環境，滿足不同凈化階段對溶解氧的需求，促進污染物梯級去除過程。在視覺層面，通過濕地單元形態的有機組合、地形微塑造、四季有景的植被搭配及水景營造，能夠構建層次豐富、季相變化的優美景觀畫面。對水體透明度、流動度、光影反射等影像要素的改造，能夠增強景觀的靈性，增強趣味性，塑造引人入水的景觀水環境影像。在空間層面，路徑系統、觀景點、休憩設施為公眾接近濕地、親近自然的安全舒適的路徑，讓公眾了解自然的過程。路徑系統提供了濕地連續性空間探索序列，觀景點為公眾提供了濕地微觀、宏觀的景觀視角，休憩設施為公眾提供了停駐、休憩、交流的空間，共同構成生態感知沉浸式體驗場景。在社會層面，景觀設計和環境解說系統和文化要素的融入是對公眾進行生態教育，增強公眾環保意識的最好載體，解說標識、互動設施、主題景觀的設置使得生態凈化過程和環境保護的知識可視、可感、可懂、可接受，喚起公眾保護生態的意識自覺。

4.3景觀設計在復合型人工濕地中的應用形式

復合型人工濕地系統景觀設計的具體形式體現在系統構建的多個環節。首先是空間布局和造型設計，依據水質凈化流程內部順序、場地內地形地貌條件與景觀視覺體驗期望，設計潛流和地表流、河道等不同單元的排列組合方式，相互過渡和聯系，考慮不同單元互相彌補、水勢通暢、空間構型整體有秩序和節奏感等，最終形成滿足凈化需求且具有空間美感的有機組合。地形設計是保留場地原有的自然基線，進行微調；通過地形調整，塑造地面徑流匯入場地，引導場地水流路線，形成不同深度微地形，對水力停留時間、污染物去除率等產生一定影響；同時為景觀提供高低錯落的場景，為景觀提供不同視點。植被景觀設計是運用重點，形成結構相對穩定、功能相對完善、景觀相對優美的復層植物群落。因此，應根據不同濕地單元的功能定位、水深、生態位要求，科學篩選對污染吸收與降解能力相對較強，環境適應性與地域環境特征要求較好的植物種類，并按功能區域進行優化配置，深水區配置沉水植物，淺水區及駁岸配置根系發達的挺水植物、浮葉植物和濕生植物，周邊配置防護、分隔、襯托的鄉土喬灌木植物，形成水生、陸地、水邊等景觀類型。而水體景觀則是通過適當控制水體的水質（水體透明度、水色、亮度等）、流速及水面線型等條件，配置不同形狀、不同色彩的水生植物，形成靜、幽、深、清、流的水體景觀效果。路徑設施系統是為人們安全進入濕地內部，合理設置路徑系統需保證通達性、生態干擾性與最佳可觀測點，沿途可設置觀鳥屋、宣傳科普類設施、座椅等設施，將環境教育與生態觀光、休憩放松等因素融入游路上。

5結語

復合型人工濕地是一項生態建設和環境保護的重要手段。恰當的景觀則是充分發揮其生態凈化功能、美化環境、服務大眾的關鍵。景觀和技術完美融合，生態效率更高，成為美化環境、保護環境、大眾休閑、生態綠化的綜合體。今后應加強技術美學和藝術的融合，促進人工濕地的全面可持續發展。

參考文獻

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作者簡介：潘博雅（1989一），女，漢族，濟寧人，碩士研究生，研究方向為風景園林。

憨化景（1990一），男，漢族，菏澤人，碩士研究生，研究方向為環境工程。