塔耀宇

（天津市水務(wù)規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)有限公司，天津 300000）

0 引言

隨著中國城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，城市硬化的領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大。這就是為什么城市廢水和水污染等問題越來越明顯的原因。水污染和其他問題越來越明顯，無法明確增長戰(zhàn)略所消耗自然資源，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后，設(shè)施維護(hù)滯后，對(duì)城市安全造成了較大的影響。至今為止，已有超過40 個(gè)國家開啟了有關(guān)城市雨水利用、城市雨水管理的研究，研究成果逐漸豐富起來。其中，日本、美國、德國等國家已經(jīng)在雨水利用方面開發(fā)出先進(jìn)技術(shù)，并研究了不同雨水管理水文模型并酌情建立了保障體系，體系依舊在不斷完善中。我國提出“海綿城市”理念，講究自然積累、自然滲透和自然凈化，這是中國在國際背景下對(duì)城市雨水管理概念的表達(dá)。

在城市海綿的建設(shè)中，最重要的途徑是保護(hù)和發(fā)展、低影響的開發(fā)。低影響開發(fā)（LID）主要是通過開發(fā)過程中的“滲透、保留、儲(chǔ)存、凈化、使用和排水”來控制和利用雨水。使用的技術(shù)措施包括綠色屋頂、滲水池、透水裝飾、雨沼澤、植草溝、初期雨水處理裝置等[1]。在設(shè)計(jì)和開發(fā)海綿城市的過程中，會(huì)酌情選擇合適技術(shù)并達(dá)成既定目標(biāo)。其中，濕地不失為一種常見且有效的雨水處理辦法，體現(xiàn)出較強(qiáng)的“滲透、停滯、儲(chǔ)存和凈化”雨水功能，是海綿城市建設(shè)中非常重要的技術(shù)。

1 人工濕地概述

20 世紀(jì)70 年代后期開發(fā)的人工濕地技術(shù)。它是一個(gè)由人類建造的濕地控制系統(tǒng)，模擬濕地自然系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。這是一個(gè)凈化污染水的過程。它由房間結(jié)構(gòu)、人工基質(zhì)、水生植物等組成。當(dāng)水進(jìn)入人工濕地時(shí)，其雜質(zhì)通過床層被吸附、過濾和分解，得到水凈化。建成濕地是一個(gè)由“基質(zhì)-微生物-植物”組成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，利用物理、化學(xué)和生物的協(xié)同效應(yīng)處理污水。

人工濕地的設(shè)計(jì)具有控制和工程特性。它通過調(diào)節(jié)水的進(jìn)出模式、選擇填料種類和植物，優(yōu)化人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物效應(yīng)，并通過營養(yǎng)物和水的生物地球化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)和無害化。同時(shí)，具有投資成本低、建設(shè)運(yùn)營成本低的優(yōu)點(diǎn)；加工過程能耗低；出水處理效果穩(wěn)定可靠；組合式污水處理系統(tǒng)具有多樣性和適宜性的優(yōu)點(diǎn)。建設(shè)海綿城市的聯(lián)合技術(shù)措施，包括綠色屋頂、下沉式綠地、生物遏制室和植草溝，可以納入濕地的廣泛概念。結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)，人工濕地在城市雨水管理和城市景觀建設(shè)中發(fā)揮著重要作用[2]。

2 景觀型人工濕地的構(gòu)建

大多數(shù)濕地系統(tǒng)主要關(guān)注濕地的水質(zhì)處理，而沒有考慮濕地的美學(xué)價(jià)值。濕地植物被種植在一塊，并定期放置在池塘、植物床和掛毯中。通風(fēng)系統(tǒng)也由設(shè)計(jì)不良的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。除了濕地植物帶來的綠色活力外，傳統(tǒng)濕地系統(tǒng)基本上沒有裝飾性景觀。只有將植物處理池和輔助水處理系統(tǒng)與其周邊景觀相結(jié)合，才能長期維護(hù)和利用，充分發(fā)揮濕地雨水調(diào)節(jié)和儲(chǔ)存的多重效應(yīng)，水凈化和提供娛樂設(shè)施。

景觀濕地建設(shè)的目的是在濕地傳統(tǒng)建設(shè)階段的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)“景觀基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目”，確定濕地類別—選擇工藝流程—選擇合適的基質(zhì)—確定床體結(jié)構(gòu)和床深度—計(jì)算最佳水和地形負(fù)荷—選擇合適的植物物種。濕地的完整性通過添加景觀對(duì)象，如路線圖、休息平臺(tái)、景觀雕塑、景觀燈、標(biāo)識(shí)系統(tǒng)等。在選擇濕地植物時(shí)，還考慮了裝飾性和功能性的結(jié)合，將濕地與周圍環(huán)境生態(tài)結(jié)合，為居民和游客提供開放的休閑空間。

3 景觀型人工濕地在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用

“海綿城市”的建設(shè)需要不同的承接，包括宏觀、中觀和微觀層面的取舍合作。海綿城市的建設(shè)在不同的尺度和層次上有其適宜的建設(shè)方法，其中濕地所營造的景觀起著重要的作用[3]。

3.1 景觀型人工濕地在海綿城市建設(shè)宏觀層面的應(yīng)用

海綿城市建設(shè)方法主要包括保護(hù)和重建區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)，包括確定重要生態(tài)區(qū)識(shí)別、建設(shè)生態(tài)走廊、建立藍(lán)藍(lán)線與綠線以及恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)。城市區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)的重建是保護(hù)和恢復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)工作的重要組成部分。

在宏觀層面上，人工濕地主要是城市建成區(qū)外和鄰近城市以外的濕地系統(tǒng)。相對(duì)于自然濕地進(jìn)行對(duì)比，人工濕地在更大程度上介于城市、村莊和自然濕地之間。人工濕地作為一種局部人工景觀，在過渡景觀中起著重要作用。因此，其具體風(fēng)格可以是國家濕地公園、生態(tài)旅游度假區(qū)、綠道城市、帶狀公園等。

城市附近景觀型人工濕地過渡區(qū)的目的是在進(jìn)入自然濕地之前，將居民產(chǎn)生和生活的各種污染物排放到雨水中，以防止污染自然濕地的水箱。同時(shí)，建成的濕地過渡區(qū)可在該場地收集雨水，并在處理擬供居民使用或用于土地管理的濕地后將其排入水庫，從而大大降低水資源管理成本。此外，還將在景觀中修建濕地過渡帶，向游客展示了當(dāng)?shù)貎艋牧鲃?dòng)過程，起到了普及和科學(xué)教育的作用，引導(dǎo)人們參與濕地保護(hù)，也為市民和游客提供了一個(gè)出行和使用郊區(qū)濕地的好地方。

3.2 景觀型人工濕地在海綿城市建設(shè)中觀層面的應(yīng)用

海綿城市建設(shè)的中觀層建設(shè)方法主要包括空間規(guī)劃領(lǐng)域的海綿城市（LID）設(shè)計(jì)和改造，這是中國海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵區(qū)域。城市海綿門檻的建設(shè)基于生態(tài)優(yōu)先原則，將自然方法與人工措施相結(jié)合，最大限度地收集、滲透和凈化城市地區(qū)的雨水，以確保城市排水安全，防止取水，促進(jìn)雨水資源的利用和環(huán)境保護(hù)。濕地上的土地可廣泛用于城市社區(qū)、城市公園、綠色道路區(qū)、城市河流等城市區(qū)域。具有調(diào)節(jié)和儲(chǔ)存雨水、凈化雨水、美化環(huán)境的作用。

基質(zhì)層由填料、土壤和植物根系組成，基質(zhì)層通常具有較高的孔隙度。同時(shí)，濕植物在生長過程中也能吸收、輸送和蒸發(fā)更多的水分，這對(duì)濕地雨水的儲(chǔ)存也有一定的重要性。在硬化土壤（如道路和廣場）附近分散建設(shè)濕地，可以控制來自源頭的風(fēng)暴，并將開發(fā)區(qū)的水文循環(huán)降至最低[4]。

從海綿城市的根本中可以看出，海綿城市不僅應(yīng)確保城市排水安全，防止水的抽取，還應(yīng)通過使用雨水資源促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和環(huán)境保護(hù)。然而，雨水作為非點(diǎn)源污染物，具有空間分散性、污染源異質(zhì)性、污染源廣、成分復(fù)雜、定量計(jì)算困難等特點(diǎn)。人工濕地可以有效地防治污水污染。濕地雨水流量可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)條件和水流水質(zhì)要求，結(jié)合不同的濕地凈化設(shè)施，綜合考慮不同類型濕地的特點(diǎn)。此外，與傳統(tǒng)的城市污水處理方法相比，組合濕地技術(shù)具有投資小、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，且不容易造成二次污染。此外，在景觀上修建濕地可以改善城市環(huán)境，體現(xiàn)景觀之美，為市民提供休息和娛樂場所。

3.3 景觀型人工濕地在海綿城市建設(shè)微觀層面的應(yīng)用

海綿城市建設(shè)的微觀層面方法主要包括雨水的利用和回收水的再利用。屋頂花園或綠色屋頂是雨水利用的技術(shù)途徑之一。在屋頂花園或綠色屋頂上設(shè)計(jì)了一小塊濕地景觀。通過保護(hù)植被和人工濕地蓄水的容積功能，可以減少落在屋頂上的雨水。屋頂花園可以有效地減少污水和雨水，平均減少35%和100%；年平均有效減少總污水量68%?？梢钥闯?，屋頂花園或綠色屋頂是毛毯廠頭部的濕地，在控制雨水流量總量方面具有明顯的功能和優(yōu)勢，屋頂花園對(duì)調(diào)節(jié)小氣候、改善生活環(huán)境也有很好的作用。

4 我國建筑中景觀型人工濕地的工程實(shí)例

4.1 濕地系統(tǒng)總體布局

城市生活污水和雨水淌過草床，變成清清的流水，水中的蒲草、浮萍和水鳥相戲，形成一幅絕妙的生態(tài)景觀圖。10 月15 日，國內(nèi)惟一一處集污水處理與雨水處理為一體的渾南生態(tài)濕地示范工程竣工。陳政高市長認(rèn)為，明年沈陽市要建設(shè)水城，雨水的收集與處理顯得格外重要，該工程的雨水收集與處理對(duì)于缺水的沈陽城市具有積極的借鑒及推廣作用[5]。

渾南新區(qū)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)示范工程占地10.1 萬m2，由三項(xiàng)主要工程構(gòu)成，分別是污水濕地生態(tài)工程、雨水濕地生態(tài)工程、和污泥礦化床濕地工程。在今年4 月開工建設(shè)，總造價(jià)金額在1200 萬元左右，主要發(fā)揮水資源處理功能，每日處理的污水和雨水可達(dá)到3000t，其中的濕地只需用一般污水處理廠的1/3 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)進(jìn)行維持即可，大大節(jié)約了資金成本。

這是一個(gè)典型的平流濕地工程，多種技術(shù)介入其中，也在靈活使用這些技術(shù)過程中更好的處理了污水，重點(diǎn)應(yīng)用了植物本身特有的凈化功能，植物涉及蘆葦、荷花等。另外，濕地西側(cè)建立的石墻也在發(fā)揮獨(dú)特作用，雨水天氣下，2km 范圍內(nèi)的雨水都可順著石墻的縫隙進(jìn)入雨水濕地，起到了較好的引流效果。凈化效果非?？捎^，COD 數(shù)值為50mg/L，遠(yuǎn)比污水處理廠的處理效果要好。后來，渾南人工濕地便獲取了“人工腎”美稱，可發(fā)揮調(diào)解氣候、凈化水體、保護(hù)生物多樣性作用，存在價(jià)值可見一斑。

4.2 景觀型人工濕地案例

（1）蒲河生態(tài)文化走廊。

蒲河不管是在長度還是面積上，都是令人贊嘆的，河上由冬雪湖、夏花湖、天乾湖等在內(nèi)7 個(gè)湖組成，因?yàn)樾嗡票倍菲咝?，所以獲取“七星湖”的稱號(hào)，有勇氣、祥和、蓬勃等吉祥蘊(yùn)意。蒲河生態(tài)廊道建設(shè)工程由污水處理、文化、水利、綠色、道橋幾個(gè)工程構(gòu)成，投資高達(dá)45 億元，建有休閑廣場、景觀湖、濕地等，兩岸綠色面積有上千萬平方米，自然植被覆蓋率廣，水生植物也摻雜其中，最大程度的保護(hù)了自然生態(tài)。工程中建有藝術(shù)雕塑，存在寬闊的休閑廣場，讓這里成為名聲大噪的東北地區(qū)喬灌木的科普?qǐng)@和展示館。全線形成了連片綠化帶，罕見的珍稀鳥類棲息于此，每逢周末，草地里各色賬篷簇?fù)矶?。營造出優(yōu)美的景觀型人工濕地，可謂是一步一景，如一條玉帶縈繞在沈北大地，像一串珍珠鑲嵌在沈北大地，是蒲河中最美、最具文化典范的生態(tài)文化走廊[6]。

（2）龍?zhí)断獫竦毓珗@。

龍?zhí)断獫竦毓珗@占地45hm2，投資金額近2 億元，當(dāng)前是川東北地區(qū)最大的城市綜合景觀人工濕地公園，具體位置在平昌縣佛頭山文化產(chǎn)業(yè)園和龍?zhí)断咚僦虚g，吸引了眾多人前來參觀。公園內(nèi)共有5 座景觀橋，包括車型橋、人行橋兩種類型。同時(shí)，園內(nèi)景觀橋分別對(duì)應(yīng)不同名稱且具有不同含義，如龍鳳橋、飛龍橋。有龍鳳呈祥廣場和音樂廣場，廣場配備齊全的硬件設(shè)施，滿足游客休憩、消費(fèi)等需要，充分實(shí)現(xiàn)了休閑娛樂和生態(tài)保護(hù)的結(jié)合，屬于名副其實(shí)的海綿城市。公園內(nèi)的攔河壩是一大特色，采用不同河段的水洗工程打造出瀑布、流水等效果，強(qiáng)化園區(qū)景觀的觀賞性。除了這些，園區(qū)還配備獨(dú)特且精致的綠色景觀[7-8]，為游客增添了一抹綠色，加上綠色植物的多樣性，也讓濕地公園熱鬧非凡：園區(qū)內(nèi)的主色調(diào)是以黃花槐、臘梅、紅梅等為主的自然顏色，喬、灌、草則讓園區(qū)內(nèi)的綠色呈現(xiàn)多層次變化，強(qiáng)化了濕地公園的色彩與魅力。

5 結(jié)語

在海綿城市建筑的3 個(gè)層次中，濕地既能起到很好的污水吸收和污染控制作用，又具有很高的美學(xué)價(jià)值和生物棲息地功能。此外，濕地景觀的內(nèi)在特征非常符合海綿城市對(duì)覆蓋結(jié)構(gòu)的要求。在城市海綿的建設(shè)中，根據(jù)現(xiàn)有條件合理建設(shè)濕地，并與其他技術(shù)措施合理結(jié)合，城市海綿不僅可以實(shí)現(xiàn)雨水的滲透、攔截、儲(chǔ)存、清潔、利用和排水的目的，還可以實(shí)現(xiàn)良好的環(huán)境效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

作為一個(gè)人工濕地污染控制系統(tǒng)，世界各地都有成熟的設(shè)計(jì)規(guī)范和應(yīng)用指南。然而，在建設(shè)海綿城市的情況下，污染控制濕地、雨水控制和良好的景觀功能將比傳統(tǒng)的建成濕地系統(tǒng)具有更廣闊的發(fā)展前景。通過今后的建設(shè)和發(fā)展，在實(shí)現(xiàn)污水處理基本功能的基礎(chǔ)上，致力于景觀濕地的研究和實(shí)踐，使其在環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益方面發(fā)揮更大的作用。