謝麗如

摘 要：文章從水的景觀學(xué)及生態(tài)學(xué)著手，并對(duì)人工濕地的運(yùn)行機(jī)理以及營(yíng)造過程進(jìn)行詳細(xì)地分析，敘述了人工濕地景觀設(shè)計(jì)的可行性，以其在景觀設(shè)計(jì)當(dāng)中引入了人工濕地的趨勢(shì)以及營(yíng)造人工濕地所的問題及其解決的方法，以供同行借鑒。

關(guān)鍵詞：人工濕地；景觀設(shè)計(jì)；生態(tài)系統(tǒng)

1 前言

人工濕地是由人工控制、建造和監(jiān)督的，人工濕地充分地利用了濕地系統(tǒng)凈化污水能力的特點(diǎn)以及生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中物理、化學(xué)和生物協(xié)調(diào)的作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收以及微生物分解，達(dá)到對(duì)污水高效凈化的目的。然而，人工濕地也是通過人工創(chuàng)造一個(gè)比較適于水生植物成長(zhǎng)的環(huán)境，這也是可以用于處理污水、廢水。人工濕地系統(tǒng)是一個(gè)比較完整生態(tài)的系統(tǒng)，這樣就形成了一個(gè)良好的循環(huán)系統(tǒng)，并且還具有了很好的經(jīng)濟(jì)效益。具有維護(hù)以及運(yùn)行費(fèi)用比較低、操作比較簡(jiǎn)單、美化和改善了生態(tài)環(huán)境、視覺景觀優(yōu)異、增加了綠地的面積、出水水質(zhì)比較好、抗沖擊力比較強(qiáng)、投資比較低等優(yōu)點(diǎn)。處理污水的時(shí)候，不僅可以種一些草，養(yǎng)一些魚，還可以用鮮花以及綠葉對(duì)環(huán)境進(jìn)行一些裝飾，這樣的話就可以把清水活魚歸還給了大自然，不僅節(jié)約了自然資源，更有利于促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。而在景觀的設(shè)計(jì)當(dāng)中，人工濕地作為水景的元素，和廢水處理型的人工濕地不同的是，他的功能有著生態(tài)和景觀的作用，調(diào)節(jié)了物質(zhì)和局部的小氣候的循環(huán)，進(jìn)而形成了不同的生態(tài)系統(tǒng)。就濕地景觀而言，他是景觀不可或缺的組成部分。在生態(tài)系統(tǒng)上人工濕地非常重要，一些景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)的前提，應(yīng)該充分地考慮到生態(tài)系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì)。在思想上，景觀設(shè)計(jì)師們應(yīng)該樹立一種生態(tài)的觀念，就可以在對(duì)濕地景觀設(shè)計(jì)當(dāng)中，做到了美學(xué)以及生態(tài)兼顧，就可以使人類以及自然的生活環(huán)境具有一些良好的結(jié)合點(diǎn)，進(jìn)而使人與自然相互和諧。

2 國(guó)內(nèi)外的人工濕地現(xiàn)狀

2.1 人工濕地技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用研究

濕地處理系統(tǒng)，在我們國(guó)家引進(jìn)的相對(duì)比較晚。在七十年代才剛剛開始研究人工濕地。1988年到1990年，對(duì)污水進(jìn)行處理研究工作第一次利用人工濕地，在北京進(jìn)行的自由水面人工濕地，每天處理量大約為500千克的工業(yè)廢水以及生活的污水，而且處理的效果都比較好，這個(gè)比傳統(tǒng)的二級(jí)處理工藝要好很多。國(guó)家環(huán)保局以及中國(guó)科學(xué)院的每個(gè)單位相繼都采用了人工濕地處理系統(tǒng)，并作過一系列的試驗(yàn)。

四川的活水公園就能還好的展示了人工濕地系統(tǒng)對(duì)于污水進(jìn)行處理的新工藝，而且是以水為主體的環(huán)境科學(xué)公園。然而，這樣的人工濕地系統(tǒng)處理污水工藝主要有，自然水溝，戲水池以及連接每個(gè)工序的水流雕塑，床系統(tǒng)，養(yǎng)魚塘系統(tǒng)，厭氧沉淀池以及人工濕地塘等等五個(gè)主要的部分。而從厭氧的沉淀池到戲水池都能清晰地看到污水，在每一個(gè)工序逐漸地變成清水的過程，這樣就可以充分地體現(xiàn)到從“死水”變成了“活水”的過程。最近幾年，運(yùn)用了配套管理的技術(shù)，加強(qiáng)濕地的生態(tài)工程模式，景觀的生態(tài)學(xué)的理論和方法，農(nóng)業(yè)的生態(tài)學(xué)的相關(guān)研究，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)的效益非常明顯。

2.2 國(guó)外的人工濕地

在美洲，由于觀察到了自然濕地的同化能力，在七十年代就已經(jīng)開始對(duì)不同的設(shè)計(jì)人工濕地進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)。在世界上各種各樣不同的濕地，每一個(gè)地方都被用來處理大量的廢水，并且取得了非常明顯的效果。對(duì)一些潛流系統(tǒng)和一些自由的水面系統(tǒng)運(yùn)行得出來的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果就可以表明，人工濕地可以有效地去掉懸浮物以及生化需氧量，而且還可以有效地去除氮、磷，出水可以達(dá)到三類水域水質(zhì)的要求。而人工濕地不但能夠用于工業(yè)廢水二級(jí)的處理，還能夠用于對(duì)農(nóng)田徑流進(jìn)行處理，在某些情況下，人工濕地也就可能是唯一一個(gè)比較適用的技術(shù)。

3 人工濕地的營(yíng)造過程

3.1 設(shè)計(jì)的方法和運(yùn)行的機(jī)理

在設(shè)計(jì)以及運(yùn)行上，污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型則需要工程師以及設(shè)計(jì)師之間的相互合作，到現(xiàn)在為止，大部分濕地設(shè)計(jì)的方法都證明了濕地去除效果的模型及方法都已適用濕地當(dāng)中的大腸桿菌、硝酸鹽、銨鹽、總懸浮物含量以及生化需氧量等的指標(biāo)。當(dāng)前的濕地設(shè)計(jì)傾向就是進(jìn)出水的模型，或者是發(fā)展比較簡(jiǎn)單的種群平衡，這些模型不僅僅是說明在濕地里發(fā)生的復(fù)雜反應(yīng)的過程，而是從濕地的運(yùn)行得到數(shù)據(jù)的當(dāng)中得到生物反應(yīng)速度的參數(shù)。在這個(gè)基礎(chǔ)之上，越是復(fù)雜及理論化能夠描述濕地運(yùn)行的過程動(dòng)力學(xué)的濕地模型，也就不可能被嚴(yán)格的限制。

3.2 凈化的機(jī)理以及相應(yīng)的特點(diǎn)

在植栽濾床VSB型池中，添加一些相應(yīng)的人工介質(zhì)作為濾料，而在正常的運(yùn)行過程當(dāng)中，濾料的表面生長(zhǎng)著相應(yīng)的生物膜，把有控制的污水投入到濾料的表面并且繼續(xù)下滲過程當(dāng)中，植栽濾床VSB型池就會(huì)對(duì)污水起著生物降解、過濾以及沉淀、生物吸附的作用。吸附降解污水當(dāng)中溶解性的有機(jī)物以及阻止污水中的懸浮物。人工滲濾的深度不斷地發(fā)生變化，在濾料的表面上吸附的微生物也會(huì)隨著接觸氧程度有著比較大的變化。因此，在滲濾的過程當(dāng)中，污水借助一些微生物，就會(huì)產(chǎn)生了一系列的反硝化，及其除磷的反應(yīng)。

3.3 植栽濾床VSB型人工濕地技術(shù)的特點(diǎn)

相對(duì)于土地自然凈化的技術(shù)占地面積比較小，但是相對(duì)于人工生物的二級(jí)處理而言占地面積就比較大，所以，應(yīng)該適用于處理規(guī)模比較小，進(jìn)水的濃度比較低的污水，或者是景觀水體水質(zhì)的修復(fù)，以及供水水源預(yù)的處理。對(duì)于處理的水質(zhì)適應(yīng)范圍比較大，也可以和生物處理相互進(jìn)行結(jié)合，可以作為深度處理的技術(shù)。由于采用人工建造，不受場(chǎng)地條件的限制。水流方向一般利用垂直流，污水自上而下重力通過滲濾介質(zhì)。通常不用人工曝氣的系統(tǒng)，而且復(fù)氧的過程也主要是靠著大氣的復(fù)氧，可以利用在該系統(tǒng)植物根系進(jìn)行一系列的復(fù)氧，以及可以采用周期性干濕交替的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。沒有反沖的系統(tǒng)，應(yīng)該選擇滲透性能合適的滲濾介質(zhì)，這樣不但能可以起到滲濾攔截的作用，還可以更好地減少VSB系統(tǒng)的堵塞。這樣工藝流程比較簡(jiǎn)單，該系統(tǒng)不用設(shè)有二沉池，運(yùn)行的電耗比較小，處理對(duì)成本比較低。這樣進(jìn)水就會(huì)對(duì)懸浮物有一定的要求，而污水在進(jìn)入這個(gè)系統(tǒng)之前，還應(yīng)該有一定的預(yù)處理，這樣的話就避免了對(duì)濾料層的堵塞及降低運(yùn)行的周期。

4 結(jié)束語

人工濕地的研究具有多學(xué)科的特點(diǎn)，這些學(xué)科的領(lǐng)域覆蓋了野生的動(dòng)物植物學(xué)，生態(tài)學(xué)，水生生物學(xué)，土木工程以及化工工程、景觀的建筑學(xué)以及其他的學(xué)科。所以，人工濕地研究就必須結(jié)合區(qū)域發(fā)展的規(guī)劃和環(huán)境的設(shè)計(jì)等學(xué)科原理。通過一系列的研究、實(shí)驗(yàn)，并得出了一些相關(guān)的結(jié)論，利用原來的景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)，也是保持濕地系統(tǒng)完整性的一種手段。反之，按照構(gòu)思的改變，也就破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡及其完整性，也就使原來系統(tǒng)缺少了自我調(diào)節(jié)的能力及整體性。在了解出水水質(zhì)前提之下，VSB型和FWS型人工濕地的成本效益應(yīng)該取決于場(chǎng)地是否有所選的介質(zhì)的成本、土地的價(jià)格和可用的土地。人工濕地處理的系統(tǒng)和正常的污水處理系統(tǒng)，運(yùn)行、施工以及維護(hù)的成本比較低，除掉生物需氧量以及凈化總固體懸浮物效果比較好。中小型的處理系統(tǒng)特別適合土地購(gòu)置費(fèi)比較低的地區(qū)。

參考文獻(xiàn)

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