人工濕地在海綿城市建設中的應用研究

劉旺清

摘要：本文結合海綿城市的定義、基本要求和人工濕地的建設標準，探討人工濕地與海綿城市之間的關系。首先分析人工濕地的組成要素，再研究分析了對濕地中主要污染物的處理機制和效果，得出人工濕地的優勢和對城市的積極意義。從而根據人工濕地的優勢得出對海綿城市建設重要的作用。

關鍵詞：人工濕地；生態結構；光化學氧化

1 緒論

海綿城市是指城市在適應環境變化和應對雨洪帶來的自然災害時，能夠像海綿那樣發揮彈性功能，可用滲、滯、蓄、凈、用、排六字概括。對雨水進行吸收、積蓄、下滲、凈化，在必要時能夠釋放出來。海綿的特性主要體現在下雨的時候吸水并儲存起來，需要用水時在再放出來。[1]根據國內外的相關研究以及在類似海綿城市建設的經驗中，可得到海綿城市應有至少三個主要的目標：第一，留住雨水，滲透回用，使海綿城市具有彈性用水功能；第二，能夠減少地面徑流量，減緩徑流入水體的速度，從而達到在中小雨的強度下，城市不積水不內澇的效果。第三，緩解城市生態危機，使人與自然和諧共存，實現城市的可持續發展。[2]人工濕地是指人工建造的濕地工程，比如氧化塘、生態浮島、濕地公園、雨洪公園等。人工濕地主要建設目的是凈化污水。對于一個具有復合功能的人工濕地，應具體包括凈化受納水體的水質，儲存雨水、減緩地表徑流，以及順便起到美化環境的作用。人工濕地正好體現了海綿城市所要求的滯、蓄、凈等功能。因此，對人工濕地的深入研究并在海綿城市建設中廣泛應用人工濕地，可能取得比較好的效果。

2 人工濕地的組成要素

人工濕地主要由透水基質、微生物、水生植物、動物、包括在基質上或下流動的水所組成的水體。綜合個因素選擇不同透水性和空隙的基質。其凈水效果往往更好。特別地，由基質鋪設所形成的濕地床應該具備較強的吸附能力、較輕的質量、較高的孔隙率以及其它相應的評估指標。人工濕地中的微生物是整個濕地中的分解者，對整個區域生態系統有著至關重要的作用。主要去除和降解有機物中的氮磷元素，微生物作用和植物吸收以及填料吸附協同作用將有效去除水體中的氮磷含量。水生植物有沉水植物、挺水植物、浮水植物。其中，沉水植物扎根于底泥或基質中，或漂浮或懸浮與水體中，能提高水中的DO含量，并搶占空間抑制藻類植物的生長；浮水植物區別于沉水植物，漂浮在睡眠，主要起到觀賞作用；挺水植物介于沉水植物和浮水植物之間，主要起到截留和減緩雨水徑流速度，延長徑流持續時間等作用。總體而言，為濕地生態系統中重要的一環。對凈化水質、減緩徑流、發揮景觀效果等都起到較好的效果。動物主要有蝌蚪、浮游動物、蝸牛、蛇、鳥類、雨以及其他水禽類等食草及食肉動物，促進系統的物質循環。水體中的水可通過雨水積蓄以及河湖水引流兩種方式。

3 污染物的去除機理

人工濕地主要處理的污染物質為化學需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、總氮含量及總磷含量（TN、TP）、懸浮固體含量（SS）、有機物、重金屬、硫化物、一些致病菌等。主要處理方式為沉淀、過濾、吸附、微生物降解、植物吸收、離子交換、微生物氧化還原、微生物分解等。將主要的污染物種類及其去除機制整理后列在下表。[3]

4 人工濕地的優勢分析和特性總結

人工濕地在凈化收納水體、減緩雨水徑流速度、減少雨水徑流帶來的面源污染、改善區域生態結構、提高景觀效果等方面都起到了良好的作用。大量建設人工濕地，對洪水以及暴雨徑流起到儲存的作用，與此同時，人工濕地區別于城市中的鋼筋混凝土建筑，與自然能較好地融合，并不會改變自然本來的發展軌跡，反而有益于生態，可以改善區域生態結構，提高生態系統的穩定性和對環境的應變能力。閑暇之余，還可帶領親友到人工濕地游玩，親近自然。總體而言，人工濕地兼具生態價值和經濟價值，是一個具有多重復合功能的多元生態系統。

5 結語

當今城市發展進程中，水資源短缺、水污染、城市積水內澇等問題日漸嚴重。由此我國提出海綿城市建設的理念。改善傳統城市出現的一些問題。而這需要建設多種輔助設施，如透水路面、生物塘、雨水花園、下凹式綠地等以滿足對雨水的滲透，滯留，蓄存、凈化等功能。本文中所提及和探討的人工濕地，具有集水和凈水兩個特征，同時有旅游觀光、生態棲息等間接價值，符合海綿城市建設的要求。在用地緊張的城市中建設人工濕地，能發揮雨水花園、蓄水塘等綜合性能。一個人工濕地，基本滿足海綿城市建設理念中的滲、滯、蓄、凈四個部分，如此多功能地小型生態系統將加快海綿城市建設的進程。總體而言，人工濕地對海綿城市的建設中改善城市的水生態及實現區域生態系統平衡以及可持續發展和美化環境起到至關重要的作用。

參考文獻：

[1]住房和城鄉建設部城市建設司，中國風景園林學會，中國風景園林規劃設計研究中心.全國城鎮生態建設“十三五”發展規劃[Z].2015.

[2]相巨虎，王曉玲，張健，高萬松.海綿城市和可持續雨洪管理相關理論與實踐研究[J].綠色科技，2017（04）：3536+38.

[3]魏海琪.海綿城市背景下的城市人工濕地設計研究[D].北方工業大學，2017.