人工湿地系统讲解

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　　湿地是一个水和陆地两者之间一个过渡的系统，不但能保护环境还能积极涵养水源，不仅如此具有很多生物。在维持区域生态平衡，具有重要作用，还蕴藏着丰富的自然资源，在国民经济建设中具有重要效益和价值[1]。近些年来，湿地研究成为国际生态学与环境科学研究的热点问题之一。70年代以来不少国家成立了湿地研究的专门组织.如美国成立了湿地科学家协会(Society for Wetland Scientists)，加拿大建立了湿地工作组〔Wetland Working Group〕[1]。根据我国的现实情况，人工湿地处理系统作为一种成本低廉、节能、简单易行、效果显著、无二次污染的废水处理技术已显示出越来越强大的生命力。
　　1 湿地及人工湿地
　　1.1湿地及人工湿地的定义
　　目前一般采用《国际湿地公约》中对湿地(Wetland)的定义，即湿地是指不问其为天然或人工，长久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带，静止或流动，淡水、半咸水、咸水体，包括低潮位时水深不超过6m的水域。它具有如下三基本特征[1]：
　　(1)地表水多，水是导致湿地形成、发展、演替、消亡与再生的关键，无水不成湿地。地表过湿，有季节性或常年性积水、淡水、半咸水或咸水;(2)水导致了土壤潜育化，有明显的潜育层;有的有泥炭层，为水成土; (3)受水的影响，生长有湿生植物、沼生植物或喜湿的盐生植物。
　　人工湿地(Constructed Wetland)是人为创造的一个适宜于水生植物或湿生植物生长的，根据自然湿地模拟的人工生态系统，用于处理废水。与自然湿地的生态系统相比，人工湿地生态系统，无论在地点的选择，负荷量的承载上，还是在可控性上，对污水的处理能力都大大超过了自然湿地。第一个人工湿地的试验始于1974年，是在西德进行的, 运行结果相当理想，当时用于2700人的生活污水的处理，现已用于1000多人[12]。我国在“七五”期间开始了人工湿地的研究。1990年，国家环保局华南环保所在深圳白泥坑建造了处理规模人工湿地示范工程，相继又在北京昌平县建立了芦苇湿地处理系统示范工程，天津市环保所在实验室建立了人工湿地等一系列的研究工作[12]。
　　人工湿地因水流方式差异可分为以下3类[12]：
　　(1)表面流湿地(Surface Flow Wetlands缩写为SFW)：废水在填料表面漫流，它与自然湿地最为接近，绝大部分有机物的去处是由长在植物水下茎、杆上的生物膜来完成。这种湿地不能充分利用填料层极丰富的植物根系，卫生条件也不好，故设计中一般不采用。
　　(2)潜流湿地(Subsurface Flow Wetlands缩写为SSFw)：水在填料表面下渗流，因而可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他各种作用处理废水，而且卫生条件较好，故被广泛采用。
　　(3)立式流湿地(Vertical Flow Wetlands缩写为VFW)：水流动况综合了SFW和SSFW的特点，但其建造要求高，易滋长蚊蝇，目前亦不多用。
　　1.2人工湿地工作的原理
　　人工湿地是人工建造和监督控制的，它的构造可简述为：在一定长宽比及底面坡降的洼地中，按一定的坡度填充选定级配的填料如石子，在填料表层土壤中种植一些处理性能良好、成活率高、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇)，构成一个湿地生态系统。通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行废水的处理。它们包括沉淀、吸附、过滤、溶解、气化、固定化、离子交换、络合反应、硝基化、反硝基化、营养元素的摄取，生物转化和细菌、真菌的异化作用等过程[12，21~25]。
　　2 人工湿地系统在我国城市园林绿化建设中的应用
　　成都市活水公园是一个以水的复活为主题的生态环保公园，从府南河上抽取受到污染的河水，经过公园的人工湿地系统进行自然生态净化处理，最后变为“达标”的活水。它的创意，是由美国艺术家，水保护者贝特西·达蒙女士提出的，并组织了中、美、韩三国的水利、城建、环保、园林和艺术家共同设计建造的。王庆安等人对活水公园人工湿地塘床系统净化地表水的试验研究的结果表明：活水公园人工湿地塘床系统出水水质达到了国家地面水环境质量标准GB3838—88III类水域水质标准H值与透明度在枯水期也是呈现逐级升高的趋势，也在一定程度上反映了水质逐级好转[11,14]。
　　香港湿地公园位于天水围北部，占地64ha，该湿地公园是一个集社区、教育及旅游于一身的世界级景点。香港湿地公园展示了香港湿地生态系统的多样性，以及保护湿地的重要性。此外，并建设以湿地功能及价值为主题的教育及消闲场地[26]。
　　深圳海上田园旅游区建在沙井镇的沿海滩涂及沿海填造的三高农业示范鱼塘区内，堤内面积1.73Km2，堤外面积0.41 Km2，控制区及规划用地内的湿地类型属咸淡水人工塘堰湿地(海堤内)和围海后再生的浅海滩涂湿地(海堤外)，土壤以粉土和沙粉土为主，并有部分外来黄土和沙土[2]。在尊重自然湿地生态的前提下，形成了以约20ha的人工湖为园区中心，度假村、水上街市、密林区、露营区等景区依湖而建的规划布局形式。原本景观及功能价值不高的鱼塘环境经优化，不仅显露出了自然风貌，丰富了生物物种，而且提供了参与性娱乐，增进了渔农知识，值得借鉴和推广。
　　1997年，深圳市环境科学研究所在深圳市洪湖公园建成了人工湿地研究试验基地，并于1999年，又设计了“洪湖公园人工湿地系统水质净化工程”，它通过净化严重受污染的河水补充到景观湖泊，从而使污水得到回用。目前已经稳定运行两年半，效果良好[16]。还有人工湿地系统在“桐乡市乌镇华章现代农业生态园总体规划” [7]中得到了很好的应用。中关村生命高科技园规划的一大特色就是引入了人工湿地[5]，形成了以中央湿地为核心，周围组团式地环绕着13组建筑的空间布局和绿地系统规划，取得了良好的效果。
　　3 人工湿地系统在成都市园林绿化建设中应用的探讨
　　3.1 水系风景线是成都市园林绿化建设发展格局的一大特色
　　城市园林绿化作为城市建设基础设施之一，具有改善环境、调节气候、美化市容和人民生活及体现城市风貌特色的作用，现在已成为改善投资环境和发展旅游事业的需要，以及城市生态环境建设的基础和体现现代城市文明的标志。成都市的城市园林绿化建设在特定的时代，特定的要求和特定的地域中走出了一条体现现代化和具有蓉城特色的路子，形成了以大环城绿化和城区总绿量的增加为重点，逐步发展成为以市区为中心系统，12各区(市)县城为子系统、以江河、公路绿化为纽带，以风景区和大片山地造林为外围的城乡一体化的园林绿化体系[20]。
　　在成都市城市格局中，“二江抱城”(府河和南河)最能体现名城风貌特色。为解决工农业生产用水，又在东郊工业区内开凿沙河，在城郊新开东风渠。浣花溪连接青羊宫和杜甫草堂，摸底河连接摸底河生态公园，还有清水河。从而形成江水绕城、河渠纵横的特色景观格局[19]。
　　府南河在经过四年综合整治工程后，已在长11km的内环路与河道间形成绿化面积为24ha。形成宽窄不等、连接成环的滨江环城公园[15]。除连接原由的游乐园、合江亭、锦水苑、慧园、磊园、散花搂、文君故里、青羊宫、王建墓九个景点外，还将连接新开辟的春、夏、秋、冬四个景区的十五个景点，如映艳园、活水公园、思蜀园、绮霞园、龟城遗堞等。
　　沙河全流域两边有很多公园，所以两边有大量的绿地，所以拥有较好的自然条件，具有很大的发展潜力。根据沙河流域的现状情况、资源条件景观构成及发展潜力，拟定带状公园总体布局为二带三区十景。二带，即沙河蓝带和沙河沿岸绿带。三区，即依据沙河沿岸现实条件和景观特点、将22km沙河分为三个景色区段。上游洞子口至铁路区段.长约6Km，为水源保护区，规划构想该区段的总名北湖景区，景区内构建两大风景点，洞子口南刘小挖湖，辟建北湖景点，以现水源保护区为核心，向上下方扩展.形成沙河水源保护林;中游驷马桥至静居寺路沙河大桥、长约13km、规划为城市森林景区，该区段以法桐林带为特色，充分保护和利用720棵大法桐这一大树景现与蓝色河流交融，形成风景林为基调，间有与居民区、城市桥梁风景相结合的游园绿地;下游沙河大桥至府沙河交汇口，包括府河东湖段在内长约3Km，规划为东湖景区，该景色区段以水景为主，造景注重两河交汇处开阔的视线交点和城市结点风景的营造，构建成都南部的度假休闭中心。十景，即北湖景点、沙河源水源保护林景点、上中三洞桥景点、麻石桥景点、黑天鹅渡假村、塔孔公园、古雅园、汇芳园、东湖、白鹤林码头及堤心公园[18]。在东风渠沿岸设护岸林，发展成为城市外围的防护林带。
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