人工湿地的营建与应用

[摘要] 生态湿地系统具有净化水质、改善空气质量、保护物种多样性等重要的生态功能，在保护自然环境的层面上具有十分突出的作用，因此，具有多种生态效益的城市湿地正逐步得到人们的认可和重视。本文主要是探讨了人工湿地的营建技术和影响湿地应用的因素，以期为湿地建设提供借鉴作用。

[关键词] 人工湿地；营建技术；应用

中图分类号：S342.2 文献标识码：A 文章编号：

1. 前言

人工湿地是近几十年发展起来的一种污水生态处理工程技术，由天然湿地发展而来，通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置与地形，根据人们的需要人为设计与建造的湿地生态系统，它将污水处理和环境生态有机地结合起来，在有效处理污水的同时也美化了环境，创造了生态景观，带来了环境效益和一定的经济效益。

2. 人工湿地分类与功能

2.1分类

根据湿地中主要植物形式可将人工湿地分为：浮游植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统。其中沉水植物系统主要应用领域在于初级处理和二级处理后的深度处理；浮游植物主要用于N，P去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统，根据其废水流经的方式，可分为地表流湿地(SFW)、潜流湿地(SSFW)、垂直流湿地(VFW)。

2.2 功能

(1)调节小区域气候。人工湿地系统包含着种类、数量繁多的动植物及较大面积的水域，大量植物与水体的存在不仅可以绿化、美化环境，而且还可以减轻城市的热岛效应，增加空气湿度，调节小区域范围内的气候。

(2)提供可利用资源。人工湿地资源丰富，当污水流经人工湿地时，污水得到净化，大大提高了水的重复利用率。同时，湿地内的植物除了给人们带来视觉上的美观之外，还可以充分利用其用途获取经济利益。

(3)景观功能。湿地可以依据其规模的大小设计成为国家公园、城市公园、街区游园、小区绿地乃至庭院小景等，增加这一生态系统的景观美学价值及为人提供参与的空间。

3. 营建规划

3.1规划原则

为了更好的对人工湿地进行设计，需要对人工湿地进行详细、细致的分析和评价，确保做到施工中的便利。在整个规划的过程中，为达到最优的效果，需着重遵循的几个原则有：(1)就近性原则；(2)生物多样性原则；(3)连锁效应原则；(4)环境完整性与资源稳定性原则；(5)生态与美学兼顾的原则。

3.2营建程序

（1）明确设计要求，形成设计任务书;（2）确定设计内容，完成场地评估;（3）进行相关资料收集，确定规划区存在的问题;（4）完成场地具体资料收集，完成总体规划;（5）依据总体规划，完成详细规划;（6）进行资金估算，完成项目施工图样;（7）场地准备与项目施工以及施工过程中的相关问题解决;（8）项目建成后的规划区后期运营管理与维护。

3.3 营建要点

（1）基质

人工湿地中基质的作用是为植物的生长和微生物提供附着界面，自身直接通过物理化学作用净化污水，并保证污水在人工湿地系统中的一定水力传导性能。选取基质填料时一般应考虑的特征有：①根据进水污染物性质，选择具有针对性基质；②基质的比表面积大，空隙发达；③因地制宜，就近取材，以降低人工湿地成本；④易于再生。

（2）植物配置

一个人工湿地系统的建立，植物的选择和配置是很重要的考虑因素。湿地植物对污染物都具有吸收、代谢、积累作用，对主要污染物均有富集作用，一般植物的长势越好、密度越大，净化水质的能力越强。人工湿地植物的首选一般是挺水植物、沉水植物和浮水植物等水生植物。在系统建立和植物栽种配置时要将系统的主要功能与植物的植物学特性充分结合起来考虑。只有这样，才能充分发挥不同植物各自的优势，达到更好的处理净化效果。

（3）生态驳岸设计

在人工湿地建造中, 自然生态驳岸具有可渗透性、增强水体的自净性、维持河流与陆地之间的生态系统平衡性的生态功能, 生态驳岸一般分为3种标准形式: 全自然护岸、半自然

护岸和多自然护岸，建造设计主要考虑以下功能: ①保护岸坡；②保护生态；③亲水功能；④自净功能；⑤调节气候。

4. 影响因素

4.1 床体深度

床体深度对植物根系的扩展、微生物和酶的垂直方向分布影响较大，从而对人工湿地系统净化生活污水效果有较大影响。有研究表明，人工湿地废水处理系统上部区域为较佳净化空间，植物的根系主要分布在基质上层25cm区域内，在5到10cm区域内，微生物数量最多，25cm区域次之，35cm以下较少，系统表层磷酸酶、葡聚糖脱水酶和蛋白酶的活性较20cm 区域内各酶活性强。对于废水的净化而言, 系统20cm和60cm处的净化效果差别很小。因此，床体深度为40~ 60cm 时，人工湿地表现出较好的污染物去除特性和去除效果，若含氮较高，可采取较大的床体深度，床底易形成还原环境，有利于氮的去除。

4.2 占地面积

人工湿地净化的机制与特点决定了其需要较大的占地面积，而对于水平流型人工湿地，由于水力负荷小，使得人工湿地需要占用更多的土地，这就制约了人工湿地的发展，尤其是在用地紧张的地区。此外，由于人工湿地中填料和植物的纳污能力有限，基质易达到饱和。因此，人工湿地在选址时首先要综合考虑规模、环境和经济效益，为了不占用市区宝贵的土地资源，可将工程选在市郊区域，这样做还能减轻风沙等对市区的影响和破坏。另外，可采取组合工艺，如水平流型湿地占用面积大，可以采取将水平流型湿地和其他构型的人工湿地或是其他的污水处理工艺组合，这样既可以减少湿地的占用面积，还可以提高对污水的处理效果。

4.3 基质影响

基质是人工湿地的重要组成部分，选择合适的基质填料对提高湿地的污染物处理效果有较大影响，随着污水处理过程的不断运行，湿地中的微生物也相应繁殖，再加上植物的腐败以及基质的吸附能力逐渐趋于饱和，若基质维护不当，很容易产生淤积、阻塞现象。因而，人工湿地系统中选用的填料需要有良好的通透性、大比表面积和较强的吸附能力，以创造良好的水力条件。同时，要加强预处理，降低湿地进水中的悬浮物和有机负荷，从而提高有机污染物、氮和磷的去除效果，有效预防人工湿地堵塞的发生。

4.4 湿地植物

人工湿地作为一个人工生态系统，其重要组成部分为湿地植物，而湿地植物会发生病虫害，进而对人工湿地的运行效果特别是对植物的产量将会造成较大影响，最终影响湿地对污水的净化效果。因此，要加强湿地植物的病虫害监测，在使用杀虫剂控制植物病虫害时，所用的杀虫剂不能对人工湿地系统产生影响，否则不仅会降低湿地的处理效果，同时还会造成二次污染。

5. 结语

如今，城市生态环境问题是现代人类生存与发展所面临的重要问题之一，随着湿地保护与合理开发在国内外越来越受到重视，人工湿地公园得到社会各界的认同，人工湿地的建设进入一个快速发展期。但是，目前对人工湿地的去除机理还处于“黑箱效应”，还有很多问题没有解决。因此，在推广应用时应慎重，特别是在大面积使用时应充分考虑该技术有可能带来的一系列影响，避免盲目推广，同时也要加强对人工湿地的研究，为人工湿地的应用提供理论参考和技术指导。

参考文献

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