高 露，周建華

(西南大學園藝園林學院，重慶 400715)

基于低影響開發(fā)的人工濕地景觀設計

高 露，周建華

(西南大學園藝園林學院，重慶 400715)

低影響開發(fā)主要是采用從源頭控制雨水的方法實現(xiàn)雨水的有效利用，解決水資源旱澇分布不均問題。文章主要探討低影響開發(fā)理念指導下的人工濕地景觀規(guī)劃設計原則、設計要點，并以重慶市南川區(qū)龍口湖人工濕地為例，采用低影響開發(fā)技術(shù)措施及人工濕地建造技術(shù)措施對其生態(tài)濕地進行系統(tǒng)規(guī)劃、景觀設計。

低影響開發(fā)；人工濕地；景觀設計；技術(shù)措施；龍口湖

全球城市化進程的加快導致城市自然濕地面積銳減，大面積硬質(zhì)場地的出現(xiàn)改變了城市原有水文循環(huán)機制，導致暴雨來臨時徑流量短時間內(nèi)劇增，超出了城市泄洪能力[1]。濕地是一種具有生物多樣性和生態(tài)功能高效性的生態(tài)系統(tǒng)，能夠在涵養(yǎng)水源、保持水土、調(diào)蓄洪水、美化環(huán)境等方面起到作用。人工濕地生態(tài)系統(tǒng)則是人為仿照自然生態(tài)系統(tǒng)設計建造的具備自我凈化和自我完善的生態(tài)系統(tǒng)，具有一定的經(jīng)濟價值和生態(tài)效益[2]。低影響開發(fā)理念源起于20世紀90年代，美國率先通過法律條文明確規(guī)定限制暴雨洪水峰流量，隨后德國開始研究雨水的滯留和使用情況，日本于1980年開始探索通過雨水滯留來結(jié)合濕地進行水土資源的涵養(yǎng)。低影響開發(fā)技術(shù)與傳統(tǒng)的雨水處理措施相比，主要是從源頭控制雨水的徑流量，模擬自然的水文循環(huán)機制，通過下滲、蓄水、蒸發(fā)等手段控制雨水[3]。

目前低影響開發(fā)理念在美國、荷蘭、澳大利亞、德國等西方發(fā)達城市運用較為普遍且技術(shù)成熟，我國在上海、深圳、北京等大城市有示范點。各大學者主要將低影響開發(fā)理念運用于城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃、道路規(guī)劃、城市下墊面改善提升等方面，較少運用于人工濕地景觀的運用中。本文主要以重慶南川區(qū)龍口湖景觀規(guī)劃為例，以低影響開發(fā)理念和人工濕地景觀設計為出發(fā)點，探討人工濕地景觀設計的功能布局原則與景觀設計要點，希望能夠為城市人工濕地景觀設計及其調(diào)蓄涵養(yǎng)水源能力的一體化設計提供借鑒。

1 人工濕地的特點及設計原則

1.1 人工濕地的構(gòu)成及其特點

人工濕地是人工設計與建造的由飽和基質(zhì)、水生植被、水體組成的復合體，從構(gòu)成要素上講，其主要由基質(zhì)、水生植物、微生物、無機環(huán)境等構(gòu)成。人工濕地主要有處理污染及改善生態(tài)環(huán)境、提升景觀價值的功能，其中處理污水是改善生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)，也是人工濕地最基本的功能[4]。人工濕地處理污水的工藝流程一般為：原污水→格柵→污水集水池→植物池A→植物池B→集水池→回用水或排放水體，同時按照污水在濕地床中的流動方式，人工濕地主要分為垂直流式人工濕地、潛流式人工濕地、表面流式人工濕地。目前對人工污水處理工藝流程及技術(shù)研究已非常成熟，但對凈化水體的植物池、對人工濕地景觀規(guī)劃設計的提升仍處于初期研究階段。

人工濕地擁有生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和自然生態(tài)群落，是集景觀與功能于一體的生態(tài)綜合體，不僅能夠提升生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)機能，也能夠提升城市景觀空間活力[5]。

1.2 人工濕地的設計原則

1.2.1 以人工濕地生態(tài)系統(tǒng)完整性為指導思想

人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的完整性主要體現(xiàn)在2方面：

1)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的完整性。保持濕地系統(tǒng)陸地環(huán)境與水環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，避免水陸環(huán)境長時間的分離狀態(tài)使得與周邊環(huán)境的脫離，確保濕地周邊生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

2)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物群落與無機環(huán)境的完整性。濕地生態(tài)系統(tǒng)主要是由這兩者相互影響制約構(gòu)成的統(tǒng)一整體，因此在規(guī)劃設計中要求整體考慮生物與非生物因素的整體發(fā)展，宏觀把控景觀生態(tài)系統(tǒng)的完整性。

1.2.2 將保護生物的多樣性作為規(guī)劃設計的核心理念

生物多樣性是指生命有機體及其賴以生存的生態(tài)綜合體的多樣化和變異性，包括3個層次，即遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)與景觀多樣性[6]。其中物種多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性中最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的要點，生態(tài)系統(tǒng)的多樣性則是保證物種和遺傳多樣性的強有力保證，景觀多樣性則是生態(tài)系統(tǒng)多樣性的升華。規(guī)劃設計的核心理念就是要為濕地的生物營造出適合生物多樣性的生存空間，最小程度擾動其生活環(huán)境。

1.2.3 將因地制宜的原則作為人工濕地設計的基礎(chǔ)

因地制宜的原則強調(diào)規(guī)劃中根據(jù)場地的現(xiàn)有條件進行合理的設計，保證場地原有的景觀特性又融入新的設計理念或者手法。人工濕地規(guī)劃設計中著重體現(xiàn)在植物配置的這一重要環(huán)節(jié)上。一方面，要根據(jù)鄉(xiāng)土植物的特點科學合理地配置植物，以實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復，達到人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，同時利用鄉(xiāng)土植物能夠有效地避免植物入侵的狀況。另一方面，鄉(xiāng)土植物的生長環(huán)境經(jīng)過時間的錘煉，具有較強的地域性特征。植物配置是人工濕地規(guī)劃設計核心，必須因地制宜地合理選擇植物，以保證生態(tài)功能與景觀美學效益的最大化。

1.2.4 將可持續(xù)發(fā)展作為人工濕地設計的重點

可持續(xù)發(fā)展必須以保護自然和環(huán)境為基礎(chǔ)，使經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的關(guān)系達到協(xié)調(diào)的狀態(tài)，即人與自然的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。景觀設計要以自然景觀資源為基石，同時又包含人文景觀資源，二者均是重要的不可再生資源。景觀規(guī)劃設計中要對自然景觀資源加以合理的保護與利用，創(chuàng)造出既有自然特征、歷史延續(xù)性，又具有現(xiàn)代性的公共環(huán)境盡可能實現(xiàn)景觀資源的可持續(xù)性利用[7]。因此，人工濕地的規(guī)劃設計通過人為主導因素的作用，將可持續(xù)發(fā)展作為整個設計中的重點，實現(xiàn)自然資源與人文景觀資源長遠發(fā)展，促進生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。

2 低影響開發(fā)理念要點

2.1 低影響開發(fā)理念的特征

低影響開發(fā)是一種創(chuàng)新型的雨水管理方法，與傳統(tǒng)的雨水處理方法有所區(qū)別[8]。歷史上，我國處理雨水的方式主要有攔截、疏導、引流等措施，并未對雨水加以利用。低影響開發(fā)通過模仿自然過程中小尺度范圍上管理雨水的方法，利用地形與景觀相結(jié)合的小型工程達到雨水管理的目的，最好的狀態(tài)是使開發(fā)地點的水文狀態(tài)達到最佳。

低影響開發(fā)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1)能夠保持空間場地擾動程度最小，降低城市化進程的影響；2)能夠利用高效的措施解決雨水旱澇問題，節(jié)省場地投入成本；3)能夠與周圍場地巧妙地結(jié)合，提高環(huán)境景觀質(zhì)量；4)減少城市綠地的占用量，多功能利用空間。

2.2 低影響開發(fā)理念的技術(shù)措施

低影響開發(fā)理念提出20多年以來，工程技術(shù)手段不斷更新完善，國外已經(jīng)形成一套成熟的技術(shù)措施。較為普遍使用的措施有雨水花園(Rain Garden)、綠色屋頂(Green Roof)、可滲透路面(Permeable Pavers)、雨水收集池(Rainwater collection tank)、樹盒過濾(Tree Box Filters)、生態(tài)停車場(Ecological parking lot)等[9]。

目前，我國低影響開發(fā)技術(shù)在上海、深圳、廣東等城市有試點。在廣東東莞市萬科建研中心生態(tài)園區(qū)中，低影響開發(fā)技術(shù)系統(tǒng)主要由波紋花園、風車花園、屋頂花園、植物合理配置、透水性鋪磚等設施實現(xiàn)雨水的收集與凈化(圖1，圖2)。

圖2 萬科建研中心屋頂花園Fig.2 Roof garden of Vanke Construction and Research Center

3 龍口湖人工濕地規(guī)劃設計案例

3.1 區(qū)位概況

南川區(qū)處于四川盆地東南邊緣與云貴高原過渡地帶，處于低緯度地區(qū)，屬于亞熱帶溫潤季風氣候，氣候溫和，雨量充沛，立體氣候較為明顯，四季分明，霜雪稀少，無霜期長。年均溫16℃，熱量豐富，年降雨量 1 185 mm，年日照時間 1 273 h，無霜期長達308 d，相對濕度為80%[10]。夏季多暴雨，冬季雨量大幅度減少。龍口湖位于重慶市南川區(qū)石蓮鎮(zhèn)甘龍口，屬于大婁山褶皺地帶，呈中山地貌，周圍山脈為北東—南西走向。土壤類型以黃壤、黃棕壤、山地草甸土為主。

項目周邊有豐富的旅游資源，其中包括金佛山國家重點風景名勝區(qū)、南川神龍峽風景區(qū)、國家級森林公園黑山谷、黎香湖濕地生態(tài)公園等。緊鄰312省道，與周邊景區(qū)形成“1小時生態(tài)旅游圈”。

3.2 場地現(xiàn)狀分析

龍口湖項目總面積為 54 096 m2，現(xiàn)狀湖內(nèi)深水區(qū)面積為 5 734 m2，平均水深11 m，較為淺水區(qū)面積為 8 000 m2，平均深度為5 m。湖面東南方向有 1 500 m2的小島嶼，其余水面景觀資源良好。湖周邊分布有少量的農(nóng)田、細長狹窄的灘涂地，局部濱水地帶生長有蘆葦、鳳眼蓮、鴨跖草等水生植物。湖面西南側(cè)有進水口，湖內(nèi)水源主要來自于西北側(cè)的山泉水，夏季暴雨期間，大量山洪水匯集充滿整個湖面。東北側(cè)為湖面泄水口，能夠滿足汛期的排水需求。場地現(xiàn)狀為小型湖泊濕地，人為擾動痕跡明顯，水源無法及時補充，周圍植被破壞殆盡，生態(tài)系統(tǒng)功能急需恢復。湖岸周邊生活垃圾、生活污水直接排入湖中，導致湖水水質(zhì)相對較差。湖岸周邊灘涂地逐漸較少，取而代之以種植水稻、蠶豆、玉米等作物。

3.3 總體規(guī)劃

龍口湖項目主要是通過人工濕地的構(gòu)建達到湖泊生態(tài)修復的目的，引入低影響開發(fā)相應技術(shù)可有效收集利用雨水給湖泊以水源補充。其總體規(guī)劃如下：全區(qū)共有5個大小不同的景區(qū)，分別是山林景觀區(qū)、民居改造區(qū)、濕地凈化區(qū)、濱水景觀區(qū)和調(diào)節(jié)緩沖區(qū)(圖3)。其中山林景觀區(qū)為保護龍口湖生態(tài)植被的最外圍屏障，園區(qū)內(nèi)人工濕地系統(tǒng)達到設計要求80%之前起保護作用。居民改造區(qū)針對現(xiàn)有及新建的建筑設計有低影響開發(fā)技術(shù)措施，確保流出的污水及場地內(nèi)的蓄水量滿足設計要求。濕地凈化區(qū)主要針對流入湖內(nèi)的水源進行處理。調(diào)節(jié)緩沖區(qū)連接凈化水質(zhì)與邊緣灘涂地，確保濕地生態(tài)系統(tǒng)動植物的需求。濱水景觀區(qū)包括湖東北和西北側(cè)較為狹長地帶。通過景觀營造創(chuàng)造出休閑舒適的景觀區(qū)域?？傮w以生態(tài)恢復為規(guī)劃核心，對現(xiàn)有資源進行綜合利用，按照因地制宜的原則布置沿線景點，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。

圖3 龍口湖濕地生態(tài)景觀功能分區(qū)Fig.3 Functional regionalization of wetland ecological landscape in Longhu Lake

3.4 技術(shù)措施

本項目的技術(shù)措施主要采用部分低影響開發(fā)技術(shù)措施與人工濕地技術(shù)措施。低影響開發(fā)技術(shù)主要運用于建筑、道路、場地三大部分。通過屋面雨水收集用于景觀補水、生活二次用水、道路灑水；透水鋪磚可以及時補充園區(qū)內(nèi)的地下水；植被過濾、下凹綠地、生物滯留池等設施可凈化雨水，降低水體污染負荷。園區(qū)內(nèi)所有道路系統(tǒng)均設置有植被淺草溝，便于雨水原位徑流處理。園區(qū)低影響開發(fā)技術(shù)主要運用于雨水的收集與利用，適用于雨洪期，具有處理非穩(wěn)定水質(zhì)、水量的作用。

人工濕地技術(shù)措施主要用于處理園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)生活污水，保證流入龍口湖的水質(zhì)符合要求。考慮到規(guī)劃園區(qū)內(nèi)原有水塘溪流較多以及園區(qū)內(nèi)高差較大的地形因素，采用表面流濕地、多級跌水生物塘、串聯(lián)植物池的優(yōu)化組合系統(tǒng)，實現(xiàn)有機懸浮物、氮磷為主的污染物的凈化。結(jié)合雨水徑流措施，人工濕地的工藝流程如下：原污水(雨水)進水→雨水溢流井→格柵→沉砂池→調(diào)蓄池→表面流床→多級跌水生物塘→植物床→出水入湖。

3.5 功能分區(qū)

3.5.1 山林景觀區(qū)

沿湖岸的東側(cè)至南側(cè)，通過建立生態(tài)隔離屏障確?；謴蛥^(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境保持相對恒定。區(qū)域內(nèi)補植馬尾松、大葉楨楠、無患子等喬木，灌木層可增加杜鵑、山茶、松柏等觀賞性植物，地被層待其自然生長原生物種。區(qū)域內(nèi)可以設置原生態(tài)露營場地以及樹屋、吊橋等森林探險活動裝置，增加本區(qū)域內(nèi)的趣味性。

3.5.2 居民改造區(qū)

現(xiàn)狀居民建筑區(qū)存在生活污水排放不合理、生活垃圾隨意丟棄等問題，通過相應的技術(shù)措施進行改造。居住區(qū)排出的污水通過處理達到植物澆灌用水的水質(zhì)標準。利用場地內(nèi)的高差設置凈化水體的裝置層層處理水體，并按照人工濕地中植物凈化床的原理設計，裝置的底層設置有種植土、黏土、素土、礫石、粗砂等基質(zhì)，形成多層過濾體系，選擇對污染物吸附能力強且景觀效果好的植物栽植在裝置內(nèi)。水體經(jīng)過初步凈化后流入濕地凈化區(qū)。

3.5.3 濕地凈化區(qū)

園區(qū)內(nèi)污水來源主要有2方面，一是居住區(qū)內(nèi)經(jīng)過初步凈化的生活污水，二是園區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)生活污水。通過人工濕地的方式凈化水體，同時形成層次分明的景觀帶，構(gòu)建集景觀、休閑、生態(tài)功能為一體的濱水區(qū)域。功能上劃分生物塘以去除病源微生物為主，碎石植物凈化床主要以去除氮和磷的營養(yǎng)物為主。砂慮池通過砂石與細砂的結(jié)合過濾濕地生物材料，輸出滿足水質(zhì)要求的水體。

3.5.4 濱水景觀區(qū)

濱水景觀的塑造一方面可以有助于湖泊水質(zhì)的凈化，另一方面可以結(jié)合水域周邊的綠地、坡地、植被等創(chuàng)造出自然和諧景觀。功能方面，沿湖一側(cè)設置有塑膠健身步道、垂釣休閑平臺、觀景平臺等功能型場地及花徑、花架、亭廊等景觀性設施。湖面的處理采用自然式岸線與緩坡草坪入水駁岸的處理方式，沿湖岸向湖中心依次種植濕生植物、挺水植物、浮水植物和沉水植物。喬木采用水杉、垂柳、楓楊等樹種，灌木采用再力花、水生鳶尾、梭魚草、狐尾藻、鳳眼蓮、睡蓮等品種。景觀塑造方面盡可能多地利用鄉(xiāng)土物種，滿足生態(tài)環(huán)境的需求。

4 結(jié)語

隨著城市化進程的高速發(fā)展，現(xiàn)代化城市建設越來越需要優(yōu)質(zhì)的水資源與水環(huán)境。低影響開發(fā)技術(shù)作為解決城市雨洪問題的主要手段，也逐漸與其他城市水質(zhì)處理系統(tǒng)相結(jié)合，做到水問題處理一體化。人工濕地的建設也逐步擺脫傳統(tǒng)的單一系統(tǒng)處理方式，融入了新技術(shù)與新理念，成為具有鮮明特色的景觀。在人工濕地的建設過程中，應充分引入低影響開發(fā)技術(shù)措施，因地制宜，綜合考慮資源、環(huán)境、文化等因素，營造出與自然協(xié)調(diào)的集休閑、景觀等功能于一體的人工濕地系統(tǒng)，推動城市與自然共生的現(xiàn)代化城市的發(fā)展。

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Landscape Design of Constructed Wetland Based on Low Impact Development

GAO Lu, ZHOU Jianhua

(College of Horticulture and Landscape Architecture, Southwest University, Chongqing 400715, China)

The method of controlling rainwater from the source was mainly used in low impact development to realize the effective utilization of rainwater and solve the problem of uneven distribution of drought and flood. This paper discussed the design principles and points of constructed wetland landscapes under the guidance of low impact development(LID). Based on the case of Longkou Lake constructed wetland in Nanchuan District of the Chongqing, the systematic planning and landscape design for the ecological wetland were carried out by using techniques of LID and wetland construction.

low impact development (LID); constructed wetland; landscape design; techniques; Longkou Lake

2017-06-21；

2017-07-17.

高 露(1992-)，女，四川西昌人，碩士研究生.主要從事風景園林景觀規(guī)劃設計等研究.

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.05.017

Q178.513;P901

A

1671-3168(2017)05-0093-05