卜琳

摘要 人工濕地在凈化水質(zhì)的同時，逐步成為城市一種重要的生態(tài)景觀類型。該研究探討了生態(tài)理念下人工濕地的特點(diǎn)及設(shè)計關(guān)鍵，并以湖北鐘祥鏡月湖為例，在場地分析的基礎(chǔ)上，以水環(huán)境治理和生態(tài)景觀建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，對不同入流水體進(jìn)行工藝設(shè)計，應(yīng)用生態(tài)理論探討濕地的功能布局與景觀設(shè)計，以實(shí)現(xiàn)城市濕地生態(tài)環(huán)境的構(gòu)建和濕地生態(tài)景觀的塑造。

關(guān)鍵詞 人工濕地；生態(tài)；城市水環(huán)境；景觀規(guī)劃

中圖分類號 S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）05-01443-03

Abstract Constructed wetland has gradually become an important ecological landscape in city besides purifying water. The characteristics and key design of constructed wetlands under the ecological principles were discussed and the Jingyue Lake of Zhongxiang in Hubei Province was taken for example. According to the construction of water environment management and ecological landscape as a starting point， the treatment process was designed for different inflow water on the basis of site analysis. With the application of ecological theory， the function layout and landscape design of the wetland was explored to achieve the construction of urban wetland ecological environment and the shape of wetland landscape.

Key words Constructed wetland； Ecology； Urban water environment； Landscape planning

濕地是生物多樣性和生態(tài)功能最具有代表性的生態(tài)系統(tǒng)之一，具有涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)蓄洪水、美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候等生態(tài)功能。人工濕地系統(tǒng)是具備自我凈化、自我完善能力的生態(tài)系統(tǒng)，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。自20世紀(jì)中葉后，基于人工濕地在結(jié)構(gòu)、功能、過程、動態(tài)等多方面的研究[1-3]，其在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛[4-5]，直至在建設(shè)生態(tài)文明的今天，不僅作為一種低能耗、高效能、與自然相和諧的污水處理工藝解決區(qū)域水體污染問題[6]，同時有利于改善人們的生活環(huán)境，促進(jìn)城市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)[7-8]。隨著社會的發(fā)展和居民生活水平的提高，人們對城市景觀環(huán)境的關(guān)注不斷加強(qiáng)，逐水而居、臨水而建成為現(xiàn)代城市居民對美好人居環(huán)境努力追求的方向，使得在湖泊濕地眾多的城市以生態(tài)理念綜合利用水生態(tài)環(huán)境、合理解決水環(huán)境問題、構(gòu)建臨水景觀顯得十分重要。筆者以湖北鐘祥鏡月湖濕地公園為例，以濕地水環(huán)境治理和生態(tài)景觀建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)用生態(tài)理論探討人工濕地功能布局與景觀設(shè)計，以期為現(xiàn)代城市中集水體凈化與景觀規(guī)劃于一體的城市水環(huán)境建設(shè)提供多目標(biāo)綜合化的規(guī)劃設(shè)計方法。

1 人工濕地特點(diǎn)及設(shè)計關(guān)鍵

1.1 人工濕地的概念及特點(diǎn)

人工濕地是一種利用人為手段建立起來的具有濕地性質(zhì)和特殊用途或功能的“土壤-生物-水體”生態(tài)系統(tǒng)。相比自然濕地而言，人工濕地的基質(zhì)和植物種類具有強(qiáng)烈的人為選擇性，空間結(jié)構(gòu)相對簡單，且食物網(wǎng)簡單、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)單一[9]，表現(xiàn)出對有機(jī)污染物較強(qiáng)的降解能力，能夠?qū)⑺械奈廴疚镛D(zhuǎn)化為碳、氮、磷等被濕地植物吸收，進(jìn)而凈化水體[10]。

隨著生態(tài)理念在人工景觀上的發(fā)展，人工濕地在凈化水質(zhì)的同時，逐步成為城市一種重要的生態(tài)景觀類型，其所構(gòu)建的污水處理系統(tǒng)不僅具有水處理的功能，還具有濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和水景觀的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)、功能、景觀方面都有獨(dú)特性[11]。人工濕地有著特定的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者，利用透水性基質(zhì)、流動水體、植被以及生物種群所構(gòu)成的適合污染環(huán)境條件下生存的人工復(fù)合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對水體和環(huán)境的凈化功能。作為一種半自然式水景觀，人工濕地具有完整的自然生態(tài)群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，在視覺上富有生活情趣和自然生態(tài)特色，是集功能與景觀為一體的生態(tài)環(huán)境景觀資源，在城市中與公園體系的結(jié)合更加提升了濕地空間的活力。

1.2 人工濕地規(guī)劃設(shè)計的關(guān)鍵問題

兼具景觀功能的人工濕地在規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)遵循生態(tài)理念，在促進(jìn)濕地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，合理利用現(xiàn)代工程技術(shù)方法和景觀設(shè)計手段，構(gòu)建滿足濕地功能需求、兼顧美學(xué)與生態(tài)、體現(xiàn)人類活動與自然環(huán)境相結(jié)合的人工濕地系統(tǒng)，形成居民感受自然的環(huán)境場所。

1.2.1 在設(shè)計布局上，從整體環(huán)境系統(tǒng)出發(fā)全面統(tǒng)一規(guī)劃。充分了解濕地生態(tài)系統(tǒng)所在大環(huán)境的特點(diǎn)，科學(xué)合理地規(guī)劃設(shè)計與周邊城鎮(zhèn)發(fā)展、居民生活環(huán)境的功能銜接，以達(dá)到大環(huán)境整體的平衡和協(xié)調(diào)[12]。保持濕地水環(huán)境和陸域環(huán)境的完整性，避免濕地環(huán)境過度分割而造成生態(tài)環(huán)境功能的退化。完善城市濕地與周邊自然環(huán)境的合理連接，確保濕地生物廊道的暢通，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的良性循環(huán)。

1.2.2 在工藝選擇上，從水質(zhì)及水環(huán)境角度出發(fā)合理設(shè)計。依據(jù)對污染源的調(diào)查和水體水質(zhì)水量分析，結(jié)合水文條件和地形地貌，確定處理規(guī)模以及針對性去除的有關(guān)污染物，以此合理設(shè)計濕地工藝流程，滿足水質(zhì)凈化的需求。人工濕地從類型上主要有表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地。目前，人工濕地的構(gòu)建更趨向于3種結(jié)構(gòu)的組合或是某一類型的交替應(yīng)用，即復(fù)合流人工濕地系統(tǒng)[13-14]。

1.2.3 在景觀營造上，綜合濕地的自然生態(tài)功能和社會空間功能。充分利用原有的生物資源和地區(qū)自然文化特色等，設(shè)計具有生態(tài)美學(xué)特點(diǎn)的可供社會行為和個人行為活動的場所空間，通過與自然生態(tài)環(huán)境的有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)出自然美、生態(tài)美。利用濕地資源營造的居住場所水環(huán)境，結(jié)合綠地系統(tǒng)和交往空間規(guī)劃，形成城市居住區(qū)的生態(tài)軸和生態(tài)核，提高居住的景觀環(huán)境和生態(tài)質(zhì)量，營造高品質(zhì)的城市生活環(huán)境[15]。成都活水公園是我國人工濕地作為景觀要素運(yùn)用在城市中的典型范例[16]。

1.2.4 在植物配置上，強(qiáng)調(diào)凈化水體和景觀美學(xué)的兼顧。一方面，依據(jù)鄉(xiāng)土物種特點(diǎn)科學(xué)合理地配置物種[17-18]，實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)定的系統(tǒng)自我修復(fù)[19]，控制生境改變的程度和范圍，防止物種入侵，增強(qiáng)人工濕地系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另一方面，濕地植物作為人工濕地系統(tǒng)的核心，對濕地系統(tǒng)組成和功能起著重要作用[20]，但濕地植物受氣候影響較大，地域性強(qiáng)，一個地方篩選的植物在另一種氣候條件下可能不適合種植或是達(dá)不到預(yù)期效果。因此，必須因地制宜選擇物種，在時空上確保濕地植物對污染物的有效去除。

2 鏡月湖人工濕地規(guī)劃設(shè)計案例

2.1 區(qū)域概況

鏡月湖位于鐘祥市境內(nèi)，地處湖北省中部，處于中緯度地區(qū)，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，多年平均降水量約為961.6 mm，土壤類型以水稻土、潮土、黃棕壤、石灰?guī)r土、紫色土5類為主。城區(qū)沿漢江東岸作扇形分布，東部為大洪山余脈，西部為荊山支脈，漢江從中穿過，形成河谷沖擊平原。漢江由北向南貫穿全市，在市域內(nèi)全長144 km，其他較大的河流有巒河、利河、竹皮河、豐樂河、直河、長灘河。境內(nèi)天然湖泊較少，由眾多河道上截流筑壩形成的人工水庫湖泊較多。城區(qū)內(nèi)以鏡月湖及其北側(cè)莫愁湖較大，與城區(qū)西側(cè)的漢江形成“一江兩湖”的獨(dú)特外部自然環(huán)境（圖1）。城區(qū)湖泊水塘星羅棋布，與自然山水融為一體，具有山水城市的獨(dú)特風(fēng)貌。

2.2 場地分析

鏡月湖水面面積13.25 km2，規(guī)模較大，中央水體景觀資源良好。水面中央現(xiàn)存以小規(guī)模島嶼居多，大體量島嶼相對較少。湖內(nèi)整體平均深度較淺，且底部存在不同程度的淤泥淤積，平均深度1.5 m。湖體周邊分布有水坑魚塘、農(nóng)田及少量村落，局部濱水地帶生長有菖蒲、蘆葦?shù)人参?。水體與城市交接段存在一定程度污染，鏡月湖周邊主要有鐘祥市污水處理廠部分出水、鐘祥市一中南湖校區(qū)生活污水、護(hù)城河水體、九里河及周邊山體徑流共5條主要水體匯入（圖2）。湖周沿岸水體的水質(zhì)檢測分析顯示居民區(qū)附近垃圾、洗車等污水排放，化學(xué)需氧量、氨氮、總磷指標(biāo)略有超標(biāo)；鐘祥市一中南湖校區(qū)生活污水直接匯入處化學(xué)需氧量、氨氮、總磷指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，水質(zhì)相對較差；九里河上游工廠和村民生活污水污染導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，匯水處藻類及水生植物眾多；污水處理廠出水口附近氨氮、鎘指標(biāo)超標(biāo)嚴(yán)重，周邊水體受到影響。

2.3 工藝設(shè)計

由于鏡月湖周邊坑塘散布，規(guī)劃中將人工濕地與地塊內(nèi)的若干洼地利用起來，形成環(huán)湖串連片狀濕地，主要接收并進(jìn)一步凈化污水廠出水、校園生活污水、周邊河流和山體徑流入水、湖體及周邊降水?？紤]到規(guī)劃區(qū)域內(nèi)大面積水域及湖邊魚塘和舊河道，采用潛流濕地和生物塘串、并聯(lián)混合的優(yōu)化組合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物、懸浮物及氮磷為主的污染物凈化。對于污染濃度較高的校園生活污水則在濕地前增設(shè)“水解酸化+穩(wěn)定塘”預(yù)處理系統(tǒng)，處理后進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)。工藝流程如圖3所示。

2.4 功能布局

人工濕地系統(tǒng)從城市旱地到湖濱水面，分別由喬灌木林區(qū)、梯田利用區(qū)、宣教展示區(qū)、濕地凈化區(qū)、調(diào)節(jié)緩沖區(qū)及保育核心區(qū)構(gòu)成。其中，喬灌木林區(qū)為城市生活區(qū)與濕地公園間的過渡地帶，梯田利用區(qū)、濕地凈化區(qū)及調(diào)節(jié)緩沖區(qū)一同構(gòu)成人工濕地系統(tǒng)，其中以濕地凈化區(qū)發(fā)揮主要凈化功能。宣教展示區(qū)以滿足城市居民需求，實(shí)現(xiàn)濕地公園教育功能為主，而保育核心區(qū)則主要以天然濕地及自然景觀表現(xiàn)為主，與鏡月湖直接相接。鏡月湖人工濕地規(guī)劃布局見圖4，各功能區(qū)域具體設(shè)計如下。

2.4.1 喬灌木林區(qū)。由城市污水廠出水管道引入矩形配水渠，由落水墻跌落梯田，兼具曝氣作用，配合假山形成類似小瀑布的水體景觀，體現(xiàn)生態(tài)景觀與水質(zhì)凈化的有機(jī)結(jié)合的。配水區(qū)可以配合周邊城市道路景觀種植以喬木、灌木，形成喬灌林景觀帶。

2.4.2 梯田利用區(qū)。從污水廠排出的水體滿足農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行農(nóng)田灌溉，利用梯田高差，對水體進(jìn)行分段利用、層層凈化。通過對地形地勢的利用和出水水位的控制分別種植水田和旱田。梯田內(nèi)按植物凈化床原理設(shè)計，可分別選擇種植土、粘土、素土、礫石、粗砂等種植作物，并形成多層過濾，選擇對污染吸附能力強(qiáng)、向根部輸氧能力強(qiáng)且景觀效果好的植物，使污水得以過濾和生物凈化。

2.4.3 宣教展示區(qū)。結(jié)合梯田利用區(qū)和濕地凈化區(qū)生態(tài)系統(tǒng)，通過內(nèi)水坑塘及濕地植物泡及駁岸緩坡展示濕地生態(tài)特征、生物多樣性、水質(zhì)凈化等生態(tài)功能。通過合理的廊道設(shè)計進(jìn)行濕地凈化系統(tǒng)的展示和生態(tài)科普教育，便于居民體驗(yàn)蘊(yùn)含生態(tài)文化、農(nóng)耕文化等濕地生產(chǎn)活動，示范濕地的合理利用。

2.4.4 濕地凈化區(qū)。以多級組合人工濕地為主體凈化水體，同時形成層次分明的景觀帶，構(gòu)建集休閑、生態(tài)、景觀、環(huán)境保護(hù)等功能于一體的濱水區(qū)域。從功能上看，一級水生物塘以病原微生物的去除凈化為主，一級植物碎石床以氮磷營養(yǎng)物去除為主，二級水生植物塘主要凈化前段生態(tài)塘出水中夾帶的雜質(zhì)及污染物，二級植物碎石床通過基質(zhì)沙礫的過濾和多種植物的綜合凈化作用對水中各污染物進(jìn)行綜合凈化。砂濾池通過層層礫石和細(xì)沙的過濾，濾去各種濕地生物材料，輸出凈水。

2.4.5 調(diào)節(jié)緩沖區(qū)。內(nèi)湖調(diào)節(jié)帶接收人工濕地凈化后的水體，主要用于將人工環(huán)境與重點(diǎn)保護(hù)的自然水體環(huán)境分離開。內(nèi)湖具有一定的水容量，可在暴雨期實(shí)現(xiàn)短期水體蓄積的功能，同時形成一系列親水空間，可供娛樂游覽，增強(qiáng)濕地公園內(nèi)的休閑景觀空間?？蛇x擇千屈菜等水景花卉品種制作人工浮島，增強(qiáng)景觀視覺效果。

2.4.6 保育核心區(qū)。通過內(nèi)湖的隔離作用，自然濕地與人類活動區(qū)域隔開，形成相對不受人類活動干擾的自然生態(tài)區(qū)域，對濕地核心區(qū)進(jìn)行有效的保護(hù)?？蛇x擇荻等具有鄉(xiāng)土特征且景觀效果較好的植物構(gòu)建濱湖蘆荻景觀帶?？紤]到核心區(qū)濕地植物和動物的保護(hù)，依據(jù)鄉(xiāng)土動物白鷺、中華沙秋鴨等鳥類的棲息習(xí)性培育其適合生存的生境。

2.5 水景塑造

景觀水體建設(shè)一方面有助于修復(fù)湖體水域，恢復(fù)水生態(tài)環(huán)境，另一方面結(jié)合湖周綠化林帶和居住區(qū)開發(fā)，將湖水和人工景觀融為一體，體現(xiàn)自然、生態(tài)和文化的有機(jī)結(jié)合。水面形式上，充分考慮水體水形，結(jié)合生態(tài)浮島豐富水系，以產(chǎn)生灣、溏等不同形態(tài)水體的變化。采取不同的水岸空間處理方式，用自然化的手段進(jìn)行生態(tài)改良，適當(dāng)搭配姿態(tài)優(yōu)美的濕地植物進(jìn)行種植設(shè)計，強(qiáng)化水體自凈能力使植物能夠產(chǎn)生對水體的自凈化作用；用美學(xué)原則設(shè)計出豐富的水岸立面景色和水體空間景觀，形成水與岸自然過渡區(qū)域，構(gòu)建由湖面向外的“親水區(qū)-見水區(qū)-遠(yuǎn)水區(qū)-望湖區(qū)”4個層次的景觀格局，在三維空間上豐富湖區(qū)景觀，營造出濕地原本的自然野趣。在植物配置上由沿岸向湖心方向依次分布濕生植物帶、挺水植物帶、浮水植物帶和沉水植物帶。其中，濕生植物包括喬灌木林帶的喬灌木、城市草地等，挺水植物包括香蒲、蘆葦、菖蒲等，浮水植物包括鳳眼蓮、蓮荷等，沉水植物包括金魚藻等。湖濱景觀采用點(diǎn)線面相結(jié)合的設(shè)計方法，“點(diǎn)”主要包括環(huán)境藝術(shù)小品及構(gòu)筑物以及具有較好視覺空間的觀景平臺，“線”主要是以林蔭道及觀景廊道為主體的連通網(wǎng)絡(luò)，“面”主要指一些較大的綠化空間，即濕地主題公園、中心廣場及濕地教育展示區(qū)域等，最終實(shí)現(xiàn)湖泊景觀與城市景觀的結(jié)合。在景觀建設(shè)中，盡量選取生態(tài)化、鄉(xiāng)土化的建材，結(jié)合鐘祥養(yǎng)生文化和楚文化元素體現(xiàn)地域文化特色。

3 結(jié)語

隨著生態(tài)保護(hù)意識的加強(qiáng)，現(xiàn)代城市的建設(shè)需要越來越多的優(yōu)質(zhì)水資源和親水環(huán)境。人工濕地作為一種城市污水處理系統(tǒng)，不僅可以作為自然濕地在總量上的有效補(bǔ)充，還能緩解其所受的城市環(huán)境壓力，而融入了景觀特色的人工濕地也在單純的水景觀之外體現(xiàn)出獨(dú)特的自然生態(tài)美，成為具有地域特色的生態(tài)景觀。在城市湖泊人工濕地建設(shè)中，應(yīng)充分貫徹生態(tài)理念，因湖制宜，綜合考慮資源、環(huán)境、生態(tài)及文化等諸多因素，營建出集觀賞、娛樂、污水凈化等功能于一體的人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，充分發(fā)揮濕地的綜合效應(yīng)，推動現(xiàn)代城市建設(shè)更加綠色、生態(tài)、宜居。

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