人工湿地水处理系统在滨水景观中的营造探讨——以“基质床体”人工湿地水处理系统在天禄湖公园中的运用为例

人工湿地水处理系统在滨水景观中的营造探讨——以“基质床体”人工湿地水处理系统在天禄湖公园中的运用为例

常虎

浙江华坤建筑设计院有限公司 

摘要：城市的滨水景观空间中，在“海绵城市”设计思想的指导下，已有人工湿地的运用。但从整个体系上看，景观设计中针对雨水的措施相对分散。人工建设的滨水空间中，人为活动占主体地位，滨水生态隔离带相对较为薄弱，因此在生态要求的大环境下，人工湿地的水处理技术的应用和营造就尤为需要。本文介绍的内容首先是针对人工湿地水处理系统的概念进行阐述，同时阐明系统在滨水景观中的建设意义和特征，结合实际案例，进行深入研究和探讨。从设计和工程建设的角度提出措施，希望可以给同行业工作者一定的建议参考。

关键词：“基质床体”人工湿地水处理系统；滨水景观建设；营造探讨；

1 人工湿地水处理系统的概念及研究运用的现状

1.1人工湿地水处理系统的概念

人工湿地系统是在人为的干预下，由原有的及新增的湿地生物圈共同参与的生态体系。它模仿自然湿地，但相对自然湿地较为简单。且在人为干预下对局部水环境有更强的针对性。水中的污染物质经过人工湿地内各环节的吸收，过滤，转化，最终被去除。根据水流形式，可以表现为：表面流湿地、潜流湿地及立式流湿地三种。

“基质床体”人工湿地系统主要强调基质的运用，它是在人工参与下，以对水中悬浮物有过滤、吸附等功能的基质（如碎石，陶粒，塑胶纤维颗粒、土壤等）作为载体，结合对污水有抗性且可吸收污染元素的植物，融进生物体系而组成的完整生态系统。它特点主要体现在“基质”的运用上。基质在整个系统中扮演的是过滤、吸附、提供分解菌栖息场地的功能。它相对于常规景观系统中的表面流人工湿地系统，过滤及蓄水的时间更长，过滤效果更明显，且占地较小。其中，“基质床体”人工湿地，以潜流湿地相对更加卫生，处理效果也非常好。

1.2人工湿地水处理系统的研究运用现状

“基质床体”人工湿地系统最早运用于污水的尾水处理，国内外都已经开展多年的研究，有很多成功的案例。在实际运用中也得到了充分的认可和开发：四川成都的活水公园、吴淞江湿地公园等都是这些年较为成功的代表。但是结合实际项目看，基质床水处理系统大部分运用在污水的尾水阶段处理，而在景观空间中的实际的项目，近年利用虽然有建设开发，但是推广却并不广泛，当然这是由项目的性质和滨水空间的存在状态的复杂性等原因所限制的。

2“基质床体”人工湿地系统在滨水景观空间中的形式特征及营造原则

2.1“基质床体”人工湿地系统在滨水景观空间中的形式特征

“基质床体”人工湿地系统在尾水工程中一般以潜流和水平流湿地处理池的形式出现。滨水景观空间中，出于景观要求，如何将此类系统与景观空间在形式和功能上进行融合，是此次探讨内容之一。

海绵城市建设中的措施形式可以作为“基质床体”人工湿地系统形式的参考。“基质床体”人工湿地系统在滨水景观空间中的形式可以雨水湿地、生态过滤坝、基质过滤塘，旱溪过滤水道、滨水过滤坝等形式来出现。

“基质床体”人工湿地系统在滨水景观空间中的特征：具有生态性、景观性、经济性。无论它的参与的形式如何变化，都需要在满足生态过滤的功能前提下，以景观的手法来体现。

2.2基质床体”人工湿地系统在滨水景观空间中营造原则

2.21兼容景观功能的原则

本次探讨在景观框架下开展，以景观设计的角度来解读，因此“基质床体”人工湿地系统的营造，需要兼容景观的功能需求。主要有以下体现：

兼容的景观功能列表

2.22生态性原则

生态系统是生物与周边环境相互之间形成的一个相对平衡的系统概念，整个滨水景观空间是一个完整的生态性系统。“基质床体”人工湿地系统在整个滨水景观空间的营造中，本身就是生态系统的一种措施。

2.23可持续发展的原则

“基质床体”人工湿地系统在滨水景观空间中运用的可持续性与区域的社会、生态及经济的可持续发展紧密相连。如何使滨水景观空间中的水资源的可持续利用及水域的生态环境是其可持续性的核心问题。正确认识水生态资源环境的价值内涵，才能最大程度的制定相关的方法论，采取相应手段来保护与利用好滨水景观空间中的生态资源。“基质床体”人工湿地系统正是滨水景观空间中水生态可持续发展的一种重要的措施。

2.24观美学性原则

景观美学性原则贯穿整个滨水景观空间形式创造的始终。它主要体现在：

（1）整体景观布局的形式：空间布局被景观空间的功能需求、人类的行为习惯、原场地特征和要素、以及美学原理等几方面所影响。整体布局形式的统一，韵律、尺度、比例、平衡都遵循美学原理。

（2）景观元素单体塑造的美学：景观的基本元素包含地形、场地、道路、种植、水系、构筑物、山石几大类。它们不仅整体布局中遵循了统一、韵律、尺度、平衡等美学原理。单体形式上也同样遵循。但是，不同的元素又有不同的个性美学存在。

（3）自然生态美学： 滨水景观空间的自然生态的部分，是自然自由发展下形成且少人为干预的。它往往是原始场地中保留的部分。

（4）文化美学：文化美学主要体现在景观园林中的精神内涵和意境的营造上。这是和中国古典文化相契合的。

3以“天禄湖公园”中的运用为例——浅析人工湿地水处理系统在滨水景观中的营造运用

3.1基质床体”人工湿地在滨水景观空间中的流程

滨水景观空间中，“基质床体”人工湿地的流程不需也无法完全按照人工湿地尾水处理的流程，可根据情况适当简化，利用填充基质的旱溪汇合地表雨水（有充足地形高差的滨水空间环境，可以布置高位氧化沉淀塘），旱溪内布置基质和过滤坝，初步截留过滤雨水径流内的悬浮物，雨水直接汇入基质生态塘或者内水系人工湿地（内水系内布置沉淀塘、基质床湿地塘和人工表面流湿地），最后导入水系。

在天禄湖风景区滨水景观空间中，人工湿地系统以“集”+“滤”+“吸”+“阻”四位一体运用。融入旱溪、综合氧化塘、内水系的形式出现。流程主要采用下图示意的流程。

图 “基质床体”人工湿地在滨水景观空间中的流程示意

3.2人工湿地水处理系统在滨水景观中的营造运用

在天禄湖风景区滨水景观空间中，基质床体”人工湿地系统的营造，虽然形式有变化，但是它们的营造原则是统一的。

在原则统一的情况下，每个区块空间宽度和定位的不同，它们的营造形式不尽相同。

“天禄湖公园”功能分区及平面示意

天禄湖公园环湖建设，主要分为四个区块：景观生活休闲区、景观商务休闲区、东部滨水生态走廊以及南部神态防护林地区块。在这个项目中，人工湿地系统的营造形式就是不同的。

1、在景观生活休闲区和商务休闲区内，“基质床体”人工湿地系统采用的是：旱溪、过滤跌水坝、碎石床雨水塘、滨水植物隔离带和内湖人工湿地。雨水通过旱溪引导进碎石床雨水塘，雨水塘过滤后，排入内湖人工湿地或者湖体。

2、东部滨水生态走廊区块主要采用的是内水系人工湿地（中间布置基质塘）、生态过滤坝、表面流滨湖人工湿地、滨水植物隔离带、曝气冲氧、旱溪。雨水通过旱溪，导入内水系或者通过管道导入内水系起始端，然后溢水层层叠落，最后导入水系入湖口的滨湖人工湿地。

3、南部生态防护林地区块主要采用的是旱溪、内湖湿地、曝气冲氧。

从实际案例中，我们可以灵活的运用不同的形式将人工湿地水处理系统充分的融入景观空间中去。

3.21人工湿地基质床体空间形式的营造

以天禄湖风景区滨水景观空间为例，我们主要有以下几种主要的人工湿地系统基质床体营造。

（1）旱溪空间形式的营造：利用地形营造旱溪基础槽床，铺设200克土工布一道，然后满铺卵石或者深灰色碎石，自然块石嵌边。间隔15米-20米左右，布置2米长的过滤坝，填充活性炭，面层卵石或碎石满铺，过滤坝与后段旱溪高差叠落，控制在30-50公分，组合成跌水小景。旱溪边缘及旱溪中，点缀湿生植物，此类植物要求有很高抗性和适应性，需满足水湿环境和干旱环境。

（2）碎石床体雨水塘的营造：雨水塘设计深度2米，整体回填瓜子片和深灰色碎石。末端设计阀门及溢水口，底部设置1.5米*1.5米的沉水井，深度3.2米，已达到地下水位。塘体的边缘和内部种植挺水植物和沉水植物，植物种植面积占整个塘体面积的70%。

（3）内湖人工湿地的营造：内湖人工湿地分为两类。一类是通过桥梁或者堤坝在湖边缘划分出来的内湖湿地，湖区溢水口内湖湿地，暗藏900宽石笼碎石过滤坝分割控制内湖边界。此处的内湖湿地满种狐尾藻、野茭白及水葱，种植面积约占湿地面积的60%。第二类是内部开挖水系，形成独立的生态过滤人工湿地。此类湿地是纯人工开挖的景观内水系，与湖区连接，入湖口设置滨水人工湿地生态组团，从起始端，按50CM一级跌水，共分了三次跌水，起始端水由湖区水水泵提水提供和湖区雨水系统排水沟接入的地表雨水。

3.22人工湿地基质床体在项目运营中的解读

床体空间在项目运营中的解读主要分为两部分：运营问题的解读；运营中后期管理的解读。

（1）运营问题的解读。不同的项目中，床体空间的形式不尽相同，滨水空间的环境也不相同，因此在运营阶段，所遇到的问题也会不同。

天禄湖风景区内，床体人工湿地空间在运营中发现的问题主要有：

1、由于天禄湖建设区块内的土壤为砂质土壤，地表径流中带有大量的泥沙，雨水塘内会大量的淤积，影响塘内的水流情况和微生物群落。运营使用中发现了沙土易流动的现象，因此将雨水塘周边种植全部改为高密度地被种植时，大量种植全覆盖的草坪和草本花卉，一定程度上缓解了此类情况。

2、旱溪内的过滤坝，由于水流形式和坡度比，很难形成良好的过滤效果。

3、雨水塘内的蓄水过滤时间难精准控制，泰州地区季节性降雨环境区别明显，天禄湖内的碎石雨水塘采用的是溢流形式排水，当暴雨时，快速蓄水，雨水塘内的蓄水有可能会迅速超过溢水口，导致部分未经过滤的雨水直接入湖，此部分雨水仅能依靠滨水种植带过滤处理。

（2）运营后期管理的解读。基质塘床湿地空间需要后期维护管理，主要集中体现在碎石基质的清洗和植物的维护两方面。

1、碎石基质的清洗：在基质床体运营一段周期后，雨水中杂质在碎石表面的附着增多、悬浮物和泥沙大量积聚、植物的腐叶沉淀等慢慢堵塞降低碎石中的水流的通过性，降低碎石基质的过滤效果，因此需要定期翻洗碎石，一般建议一周年翻洗一次。天禄湖后期运营中对雨水塘和过滤坝内的清理基本无进行，雨水塘面层基本被泥沙覆盖。目前建设完成约一年半左右，运营效果退化十分明显。

2、植物收割、补种杂草清除：。雨水塘和湿地内种植的植物，除个别品种（如：路易斯安娜鸢尾）为常绿品种，仅有少量的枯黄叶，其余大量的植物品种，冬季都是上层枯萎，根部埋地过冬，因此需要对雨水塘内部及内湖湿地局部枯萎的植物适当收割，以免枯叶积聚腐烂，降低净化效果。天禄湖后期管理中，有集中时间收割，利用电动三轮车外运，但是塘内枯叶清理较差。

风景区现场的雨水塘和旱溪，大部分是出于相对干旱的状态，野生杂草大量的入侵，抑制了种植湿生植物的生长，也影响了景观效果。景观场地内杂草的清除，一般依靠人工和除草农药结合清除。而在旱溪及与雨水塘区域不建议使用除草药剂清除杂草，因此，紧靠定期的人工杂草清除，给现场的管理带来了挑战。

4结语

滨水景观空间是一个交叉影响的体系空间，有其本身的特性和需求。基质床体人工湿地处理技术在国内虽然在污水尾水中运用多年，但是业态内，其实相对缺乏比较全面的数据统计，特别是植物这块。两种体系在同一个空间内出现，必然会产生碰撞和融合。本论文仅是从一个景观设计人的视野角度，通过对理论的学习归纳和实际案例运用的总结，从两个体系的共性和不同两方面来分析，研究基质床体人工湿地系统在滨水景观空间内的营造支撑和方法论。滨水景观空间的营造、水生态环境的保护需要更多不同专业的设计师来共同努力，本次论文仅是过程中的一个浪花，肯定有很多不足之处，这需要通过更多深度的研究和综合来完善，使得滨水景观空间的营造能够得到更好的开发和保护。

参考文献：

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