李穎+胡海輝

摘要：面對(duì)退化的湖泊生態(tài)環(huán)境，湖泊生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)越來越成為各城市建設(shè)的重點(diǎn)。人工濕地不僅能夠凈化湖泊水體，同時(shí)可以收集雨水、增加景觀多樣性，是創(chuàng)造城市湖泊生態(tài)景觀的一種有效途徑。在武漢市天鵝湖的景觀設(shè)計(jì)中使用了人工濕地元素，主要從人工濕地的布置、景觀效果、曝氣和雨水利用以及植物選擇與搭配等角度介紹了人工濕地在天鵝湖景觀營造中的應(yīng)用，以期為人工濕地在城市湖泊建設(shè)中的推廣提供一定的實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：人工濕地；植物配置；景觀效果；天鵝湖；武漢市

中圖分類號(hào)：X524；S731.3；TU984.11+3（631） 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）20-5070-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.036

Application of Constructed Wetlands in Wuhan Swan Lake Landscape Design

LI Ying，HU Hai-hui

（College of Horticulture， Northeast Agriculture University，Harbin 150030， China）

Abstract： Facing the degradation of lake ecological environment， Lakes ecosystem restoration has become the focus of city construction. Constructed wetland is not only able to purify the Lake water but also can collect rainwater， increasing landscape diversity， which is an effective way to create the city Lake ecological landscape. The application of constructed wetland in Wuhan Swan Lake was introduced specificly from the aspects of the planning of constructed wetland， visual effects， aeration and rainwater utilization， and plant selection，so as to provide a theoretical basis and practical reference for the promote and construction of constructed wetland in city Lakes.

Key words： constructed wetland； arrangement of plants； landscape； Swan Lake； Wuhan city

近年來，以生態(tài)的方式營造湖泊景觀、將一些新型工程技術(shù)融入景觀建設(shè)中的思想漸漸滲入設(shè)計(jì)領(lǐng)域，這種生態(tài)思想不但拓展了景觀發(fā)展的方向，更在實(shí)際應(yīng)用中改善了環(huán)境。目前很多新技術(shù)已經(jīng)投入使用，其中利用人工濕地（Constructed wetland）改善湖泊水質(zhì)、營造生態(tài)景觀的方法以其環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用逐漸為業(yè)內(nèi)認(rèn)同和應(yīng)用。人工濕地是一種人為的將基質(zhì)、微生物和植物按一定方式配置而成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[1]；這種復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)具有物理、化學(xué)和生物三重協(xié)調(diào)作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、微生物同化分解和植物吸收等途徑去除水中的懸浮物、有機(jī)物、氮、磷和重金屬等不利于環(huán)保的物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的效果[2]；該技術(shù)具有建造和運(yùn)行費(fèi)用省、易于維護(hù)和處理效果好等優(yōu)點(diǎn)[3]。隨著人工濕地美學(xué)、生態(tài)功能的深入人心，它已經(jīng)越來越廣泛地被應(yīng)用于各類城市綠地的建設(shè)中。此外，人工濕地不僅在水質(zhì)凈化方面取得了明顯的效果，還在雨水收集利用中起到了越來越重要的作用，從當(dāng)初單一的對(duì)污染的治理，發(fā)展成為綜合生物治理、濕地保護(hù)、景觀扮靚的生態(tài)綜合系統(tǒng)[4]，應(yīng)用范圍越來越廣。課題組以武漢市天鵝湖為對(duì)象，分析了人工濕地的布局、植物選擇與搭配、使用的輔助手段及景觀效果等內(nèi)容，以期對(duì)人工濕地技術(shù)在城市湖泊景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供參考。

1 天鵝湖概況

天鵝湖位于湖北省武漢市，隸屬“大東湖”區(qū)域，處于東湖的西北角，匯流面積2.66 km2，湖畔的東湖賓館是湖北省委、省政府的主要接待場所之一。由于天鵝湖周邊發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖以及湖堤處居民的生活污水直接入湖，使湖泊水質(zhì)受到了嚴(yán)重影響，水體環(huán)境惡劣，與周邊景觀極不協(xié)調(diào)。項(xiàng)目實(shí)施前，天鵝湖水質(zhì)為V類水質(zhì)，幾乎無水生植被，水體流動(dòng)性較差，底泥淤積嚴(yán)重，湖泊的生態(tài)問題亟待改善（圖1）。

2 天鵝湖景觀中人工濕地的營造

2.1 人工濕地的表面營造

采用生態(tài)方法，從環(huán)境入手，首先通過外部截污解決湖水污染的問題，并對(duì)湖底1 m厚的底泥進(jìn)行清淤，增強(qiáng)水體流動(dòng)性；其次，修建面積1.02 hm2的生態(tài)濕地，通過水生環(huán)境修復(fù)改善湖泊水質(zhì)，恢復(fù)湖泊生態(tài)功能。天鵝湖人工濕地主要分為1號(hào)水面和2號(hào)水面（圖2），分布在湖面中心以及東側(cè)，均采用水平潛流式濕地。水平潛流式濕地的水位較深，污水在濕地床體的內(nèi)部流動(dòng)；處理效果受氣候影響小，水力負(fù)荷和污染負(fù)荷大，對(duì)BOD、COD、SS、重金屬等污染指標(biāo)去除效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定[5]。1號(hào)水面和2號(hào)水面之間通過水泵、管道及天鵝噴泉的噴涌，形成循環(huán)流動(dòng)，帶動(dòng)湖泊整體的水循環(huán)（圖3）。

2.2 景觀營造

人工濕地給天鵝湖的整體景觀增色不少，1號(hào)人工濕地位于小游園南側(cè)，占據(jù)著游客遠(yuǎn)眺放松的視野，濕地的種植池結(jié)構(gòu)大部分隱藏于湖面之下，并將自然原石散布在種植池附近，掩映在水生植物中間，石料的硬朗與植物的柔美搭配，豐富了湖面整體層次，也形成野趣的自然風(fēng)光（圖4）；2號(hào)人工濕地則建立6個(gè)處理池，分別種植吸附不同離子的挺水植物組合，處理池之間通過木質(zhì)棧道分隔，讓游客體驗(yàn)行走在植物景觀中的愜意與樂趣，同時(shí)也可以近距離觀察水體凈化的整個(gè)過程，增強(qiáng)了景觀的互動(dòng)性（圖5）。人工濕地系統(tǒng)作為有生命的機(jī)器，也將為天鵝湖景觀營造增添一些趣味性和教育功能。endprint

2.3 曝氣及雨水利用

曝氣機(jī)是水處理過程中用到的一種設(shè)備，作用是把氧氣以氣泡的形式分散到水中，提高水中含氧量，從而為微生物和水生植物的生長提供氧氣。曝氣機(jī)可分為水下曝氣機(jī)和表面曝氣機(jī)，其作用都是促進(jìn)湖水交換與流動(dòng)。天鵝湖在湖區(qū)點(diǎn)式安裝了8臺(tái)潛流助推式曝氣機(jī)，它獨(dú)特的混合氣室設(shè)計(jì)可將水流與空氣混合，在導(dǎo)流裝置的作用下，形成強(qiáng)大的高溶氧噴射，可使景觀水體在短期內(nèi)溶解氧迅速增加，從而強(qiáng)化水體的自凈能力，改善微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)濕地內(nèi)及天鵝湖的水體循環(huán)[6]；同時(shí)，湖面西側(cè)設(shè)置天鵝噴泉，利用湖水供給，在噴涌的過程中曝氣充氧，也使湖水中的含氧量增加。

2號(hào)人工濕地入水口與初期雨水儲(chǔ)存池連接，降雨期多余的雨水可經(jīng)過格柵及預(yù)處理后，進(jìn)入天鵝湖參與濕地的循環(huán)，經(jīng)過濕地的凈化，補(bǔ)充天鵝湖的水量，起到了涵養(yǎng)水源、調(diào)蓄水量的作用。

2.4 水生植物的選擇

水生植物是人工濕地中不可缺少的部分，不僅可以直接攝取和利用污水中的營養(yǎng)成分、吸收富集污水中的重金屬等有毒有害物質(zhì)、維持水體生態(tài)系統(tǒng)的長期健康運(yùn)行，還可以提供自然、半自然的美景，是整體景觀效果的有力保障。在配置中需要注意的是遵循當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣骱椭脖坏姆植紶顩r，最好是利用本土植物；盡量選擇根系發(fā)達(dá)且生物量大的植物種類[7]；注重植物的層次、色彩、種群配置；根據(jù)污染源選擇相應(yīng)吸收能力較強(qiáng)的濕地植物；搭配植物青葉期與枯萎期，做到四季植物郁郁蔥蔥，以取得景觀季相與凈化水質(zhì)兼具的生態(tài)效果。

天鵝湖地處武漢市城中央，在選擇水生植物時(shí)，應(yīng)該以長江中下游天然湖泊的優(yōu)勢水生植物作為基礎(chǔ)種類，將其構(gòu)成濕地植物的主體成分，輔以吸收污染物功能較強(qiáng)的挺水植物，結(jié)合水生植物群落配置與景觀需要，設(shè)計(jì)濕地內(nèi)植物的配置方案。1號(hào)人工濕地主要起到景觀作用，輔助進(jìn)行水質(zhì)二次凈化，水生植物以組團(tuán)群落模式形成濕地系統(tǒng)，可栽植的水生植物主要有水蔥（Scirpus validus Vahl）、睡蓮（Nymphaea tetragona Georgi.）、荇菜[Nymphoides peltatum（Gmel.）O.Kuntze]、水生美人蕉（Canna indica L. var. flava Roxb.）等，輔以沉水植物苦草[Vallisneria natans（Lour.）Hara]、竹葉眼子菜（Potamogeton malaianus Miq.）。2號(hào)人工濕地主要承擔(dān)凈水作用，效仿成都活水公園的植物塘配置方式[8]，每個(gè)植物池選擇不同的優(yōu)勢種挺水植物，同時(shí)輔以點(diǎn)綴種，通過觀察研究，這樣的層層過濾形式對(duì)水體中污染物的消除效果較好。6個(gè)植物池中優(yōu)勢種挺水植物有蘆葦[Phragmites australis（Cav.）Trin. ex Steud]、菖蒲（Acorus calamus L.）、再力花（Thalia dealbata Fraser）、鳶尾（Iris tectorum Maxim.）、千屈菜（Lythrum salicaria L.）、水生美人蕉，各植物池由優(yōu)勢種命名（圖6）。并栽培一些點(diǎn)綴種形成景觀，點(diǎn)綴種主要有梭魚草（Pontederia cordata L.）、睡蓮、竹葉眼子菜、荷花（Nelumbo nucifera Gaertn.）、狐尾藻（Myriophyllum verticillatum L.）等。其中菖蒲和美人蕉對(duì)水體氮磷污染的去除能力較強(qiáng)[9]。整個(gè)人工濕地區(qū)域水生植物的覆蓋率近90%，并且注重了沉水植物的應(yīng)用，這些沉水植物不僅可以吸附水中的懸浮物、防止底泥返混，而且還可為水中的生物提供食物和棲息地。

3 小結(jié)

天鵝湖人工濕地在表面布置、植物選擇、設(shè)計(jì)思想等方面均將生態(tài)功效放在第一位，將濕地景觀營造出了具有水體流動(dòng)、噴泉充氧的動(dòng)態(tài)美；光影交錯(cuò)、枝蔓叢生的植物美；色相搭配、花色艷麗的色彩美，增加了天鵝湖的景觀美感。在生態(tài)方面也有顯著作用，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，預(yù)計(jì)濕地的處理能力為1 000 m3/d，大約3個(gè)月可以將天鵝湖的水體循環(huán)1次，能夠保證天鵝湖水質(zhì)穩(wěn)定和好轉(zhuǎn)，達(dá)到凈化水質(zhì)、防止水體富營養(yǎng)化的目的。

由于特有的生態(tài)性與可塑性，人工濕地在城市公園、居住小區(qū)、湖泊池塘等各類城市綠地中都得到了廣泛的應(yīng)用，它已經(jīng)由原始的污水處理功能拓展到景觀營造高層面。運(yùn)營良好的人工濕地不僅可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，搭配人文設(shè)計(jì)更具有科普教育和旅游觀光的功能，擁有廣闊的發(fā)展?jié)撃?。在今后的城市湖泊濕地營造研究中，應(yīng)加強(qiáng)季節(jié)對(duì)人工濕地處理能力影響的研究，可以通過建立系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)庫，細(xì)致的研究不同地區(qū)湖泊中人工濕地的特征和運(yùn)行數(shù)據(jù)，以便在將來的城市建設(shè)中提供更充分、合理的參數(shù)。

致謝：本項(xiàng)目由泛華建設(shè)集團(tuán)湖北設(shè)計(jì)分公司提供，設(shè)計(jì)組成員喻俊、雷晶、張敏、鄭杰、劉強(qiáng)等在項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施中給予了大力支持與幫助，在此一并表示感謝。

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