校園再生水回用人工濕地景觀(guān)績(jī)效評(píng)價(jià)及優(yōu)化設(shè)計(jì)——以遼寧公安司法管理干部學(xué)院為例

王志勇,馬靜薇,王立帥,李 琳,吳珊珊

1 北京大學(xué)建筑與景觀(guān)設(shè)計(jì)學(xué)院, 北京 100871 2 北京大學(xué)景觀(guān)設(shè)計(jì)學(xué)研究院, 北京 100871 3 北京土人城市規(guī)劃設(shè)計(jì)股份有限公司, 北京 100080 4 南寧市建筑設(shè)計(jì)院, 南寧 530002

設(shè)計(jì)生態(tài)學(xué)是一種解決當(dāng)代生態(tài)問(wèn)題的新范式。它是相對(duì)于自然的生態(tài)而言,是人工的生態(tài)或人工設(shè)計(jì)的生命(包括人)與自然環(huán)境相互作用的系統(tǒng),即景觀(guān)設(shè)計(jì)及規(guī)劃的生態(tài)過(guò)程[1]。它基于當(dāng)代的自然環(huán)境而產(chǎn)生。當(dāng)前,城市中的原生自然生態(tài)系統(tǒng)越來(lái)越少,當(dāng)代的生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和凈化能力、生產(chǎn)、作為生物棲息地等功能都受到了嚴(yán)重的破壞。設(shè)計(jì)生態(tài)就是通過(guò)景觀(guān)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的手段,主動(dòng)創(chuàng)造出近乎自然或具有自然特征的人工環(huán)境[2-4]。

設(shè)計(jì)生態(tài)連接了“設(shè)計(jì)”和“生態(tài)”[5]。在這里,景觀(guān)是設(shè)計(jì)遵循生態(tài)學(xué)原則而形成的空間,它是自然過(guò)程和人類(lèi)活動(dòng)的載體,承載了生態(tài)系統(tǒng)的演化過(guò)程以及多樣化的人類(lèi)活動(dòng)[6-7]。在設(shè)計(jì)生態(tài)中,景觀(guān)作為“人工自然”中的生態(tài)介入形式和操作手段,使自然能夠發(fā)揮水質(zhì)凈化、蓄洪防災(zāi)、增加生物多樣性及復(fù)雜性等多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[8-9]。

作為人類(lèi)智慧的實(shí)踐,景觀(guān)的實(shí)際效益需要被明確地度量,這引出了景觀(guān)績(jī)效的發(fā)展。美國(guó)景觀(guān)設(shè)計(jì)師協(xié)會(huì)(Landscape Architecture Foundation,LAF)將其定義為“衡量景觀(guān)解決方案在實(shí)現(xiàn)其預(yù)設(shè)目標(biāo)的同時(shí),滿(mǎn)足可持續(xù)性方面的效率的度量”[10]。它以可持續(xù)發(fā)展為框架,以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為理論基礎(chǔ),以系統(tǒng)化、嚴(yán)謹(jǐn)和可量化的方式為景觀(guān)的設(shè)計(jì)提供科學(xué)反饋[11]。

濕地被譽(yù)為“自然之腎”,對(duì)城市及居民具有多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值,包括,蓄滯雨洪、凈化水質(zhì)、抵御自然災(zāi)害、保持生物多樣性、調(diào)節(jié)微氣候、承載城市文化、美學(xué)價(jià)值、提供能源和原材料、提供休閑娛樂(lè)空間等[12]。濕地被廣泛地應(yīng)用于城市生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)和構(gòu)造當(dāng)中,通過(guò)構(gòu)造人工濕地,形成具備棲息地功能的“人工自然”,為城市生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)的修復(fù)提供基礎(chǔ)[13-14]。俞孔堅(jiān)及其帶領(lǐng)的土人景觀(guān)在國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量的整合人工濕地的設(shè)計(jì)生態(tài)實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)了西方學(xué)界許多還停留在理論階段的想法[15]。遼寧司法公安管理干部學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為司法干校)是其較早開(kāi)展的設(shè)計(jì)生態(tài)學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目,該項(xiàng)目充分利用校園的自然條件,設(shè)計(jì)建造了一個(gè)集蓄滯雨洪、水質(zhì)凈化、水資源循環(huán)利用、休閑娛樂(lè)等為一體的人工濕地景觀(guān)。于2011年建成后,至今是為數(shù)不多的完全依據(jù)生態(tài)理念規(guī)劃設(shè)計(jì),并運(yùn)行多年的校園景觀(guān)項(xiàng)目。我國(guó)高校眾多,校園生活污水的可持續(xù)利用是一個(gè)可以創(chuàng)新開(kāi)拓的領(lǐng)域。目前,我國(guó)校園人工濕地的效益研究多集中在其對(duì)生活污水的水質(zhì)凈化上[16-17],并且人工控制試驗(yàn)研究較多[18-19],對(duì)具備環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)多重效益的人工濕地在實(shí)際運(yùn)行中的效益研究較少。司法干校人工濕地已建成多年,其與周邊環(huán)境、使用者的生產(chǎn)生活方式已經(jīng)融為一體,其規(guī)劃設(shè)計(jì)的績(jī)效評(píng)估既可以為我國(guó)此類(lèi)校園項(xiàng)目提供具體可參照的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),也可以為我國(guó)設(shè)計(jì)生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的理論和實(shí)踐提供完整的樣本。因此,以司法干校人工濕地為研究對(duì)象,通過(guò)開(kāi)展監(jiān)測(cè)、問(wèn)卷調(diào)查、訪(fǎng)談等方法,從環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益三個(gè)方面對(duì)其景觀(guān)績(jī)效進(jìn)行評(píng)價(jià),以期為未來(lái)可持續(xù)的設(shè)計(jì)生態(tài)項(xiàng)目提供參考。

1 校園及人工濕地的可持續(xù)特征

人工濕地是遼寧司法干校生態(tài)校園設(shè)計(jì)的一部分(圖1),包括節(jié)約水資源、充分尊重場(chǎng)地特點(diǎn)、減少對(duì)環(huán)境的破壞等[20]。校園位于沈陽(yáng)市棋盤(pán)山風(fēng)景區(qū)轄域內(nèi),總面積25.08 hm2,于2011年建成。現(xiàn)有教職工364人,在校生4000余人。校園總體地貌三山環(huán)抱,北高南低,最高點(diǎn)高程92.2 m,最低點(diǎn)57.1 m。校園中部地勢(shì)較平緩,以緩坡和臺(tái)地為主;東部和北部以山體為主。建設(shè)前場(chǎng)地內(nèi)有大量生長(zhǎng)良好的植被,包括北側(cè)的楊樹(shù)林帶,西側(cè)刺槐(Robiniapseudoacacia)、榆樹(shù)(Ulmuspumila)、樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)、云杉(Piceaasperata)等樹(shù)種組成的密林,以及成斑塊狀分布、以楊樹(shù)為主的密林。建成后校園總體自西北向東南分為教學(xué)辦公帶、生態(tài)景觀(guān)帶和生活帶三部分,位于中間的以人工濕地為核心的生態(tài)景觀(guān)帶既分隔又連接了兩側(cè)的教學(xué)辦公帶和生活帶。

人工濕地的設(shè)計(jì)充分利用了校園中部原有自然沖溝南北間35.1 m的地形高差,建造出25個(gè)層級(jí)的生態(tài)化跌水壩,形成梯級(jí)表面流人工濕地,總長(zhǎng)600 m,面積11500 m2。每級(jí)人工濕地的池底采用回填土夯實(shí),用層疊枕木作為擋墻,擋墻下游堆壘自然水沖石,具體設(shè)計(jì)參數(shù)可見(jiàn)《海綿城市——理論與實(shí)踐》[21]。該人工濕地被用來(lái)匯集雨水和凈化中水。校園生活污水被收集至學(xué)院南部谷底的中水處理站,通過(guò)管道和水泵提取到人工濕地源頭和中部,形成水循環(huán)。濕地中的水同時(shí)用于校園其他部分的綠地灌溉。

人工濕地既是雨水收集和中水凈化的設(shè)施,也是獨(dú)特的水景觀(guān)。設(shè)計(jì)還在沖溝沿線(xiàn)根據(jù)地形和水位的不同,種植了濕生植物和護(hù)坡植物。沿岸設(shè)置了游憩步道、休息平臺(tái)等,為師生提供休憩、觀(guān)景的空間,增強(qiáng)親水性和濱水空間的景觀(guān)層次。

圖1 遼寧公安司法管理干部學(xué)院人工濕地及其下段Fig.1 The constructed wetland and its lower part in Liaoning Administrators College of Police and Justice

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 水體樣品采集及水質(zhì)檢測(cè)

于2018年9月在司法干校開(kāi)展人工濕地水體樣品采集。受施工影響,人工濕地上段停止補(bǔ)水,只有下段在運(yùn)行。從中部水泵出水口處的濕地到末端共7個(gè)層級(jí),末端濕地接收回用的再生水,中部水泵從該末端濕地提水至濕地中部,水流逐層流回末端,形成循環(huán)。分別收集污水處理站的出水(即再生水)、中部水泵的出水(即濕地入水)、倒數(shù)第二層級(jí)濕地出水口的出水(即末端出水),并檢測(cè)總磷(Total Phosphorus,TP)、總氮(Total Nitrogen,TN)、氨氮(Ammonia Nitrogen,NH3-N)、化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、懸浮物(Suspended Solids,SS)的含量。人工濕地各層級(jí)水體樣品采集點(diǎn)位置見(jiàn)圖1。

2.2 土壤樣品采集

對(duì)人工濕地水體樣品采集的同時(shí)采集人工濕地的土壤樣品,并檢測(cè)總磷、總氮、全鉀(Total Potassium,TK)、有機(jī)質(zhì)(Organic Matter,OM)的含量。沿人工濕地流向在各濕地底部采集土壤樣品,各層級(jí)濕地采集1個(gè),并在濕地附近不受再生水影響的區(qū)域采集土壤樣品1個(gè),共7個(gè)。土壤樣品采集點(diǎn)位置見(jiàn)圖1。

2.3 植物物種調(diào)查

在采集水體、土壤樣品的同時(shí),對(duì)人工濕地周邊進(jìn)行植物樣方調(diào)查。在濕地周邊非水域地區(qū),隨機(jī)分布30個(gè)樣方,其中喬木灌木樣方10個(gè),每個(gè)5 m×5 m,草本樣方20個(gè),每個(gè)1 m×1 m,使樣方的劃分盡量涵蓋多種生境類(lèi)型。喬灌木樣方調(diào)查中,記錄植物物種的名稱(chēng)、胸徑、樹(shù)高、冠幅;草本層樣方記錄種名、占比等。各樣方位置分布見(jiàn)圖2。

圖2 人工濕地下段植物樣方分布位置Fig.2 Location of plant quadrals in the lower part of the constructed wetland

2.4 問(wèn)卷調(diào)查、訪(fǎng)談及觀(guān)察

采用問(wèn)卷調(diào)查、訪(fǎng)談及觀(guān)察評(píng)價(jià)人工濕地的社會(huì)效益。時(shí)間為2014年9月22日—25日。

2.4.1問(wèn)卷調(diào)查法

根據(jù)人工濕地特征和使用者特征,調(diào)查人工濕地的植物景觀(guān)、地形營(yíng)造、道路、入口、燈光、水系等。使用者信息主要包括性別、年齡、職業(yè)、對(duì)人工濕地的使用方式。采用隨機(jī)簡(jiǎn)單抽樣,對(duì)象主要是學(xué)校里的學(xué)生和教職工。共發(fā)放并收回問(wèn)卷120份,其中有效問(wèn)卷102份。

2.4.2訪(fǎng)談法

針對(duì)在問(wèn)卷中難以體現(xiàn)的問(wèn)題,對(duì)管理者進(jìn)行訪(fǎng)談,更全面地了解人工濕地的運(yùn)行和使用狀況。訪(fǎng)談的主要問(wèn)題包括：運(yùn)行和維護(hù)的成本,使用中出現(xiàn)的問(wèn)題和調(diào)整方案,所收集的水的去向等。

2.4.3觀(guān)察法

觀(guān)察使用者的活動(dòng),包括活動(dòng)的地點(diǎn)、活動(dòng)類(lèi)型和人數(shù)等信息。

3 結(jié)果與討論

3.1 環(huán)境績(jī)效

3.1.1水質(zhì)凈化

按地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002)劃分,回用再生水水質(zhì)類(lèi)別為劣V類(lèi)(表1)、中部水泵出水水質(zhì)類(lèi)別為劣V類(lèi),濕地末端出水水質(zhì)類(lèi)別仍為劣V類(lèi)。3種水體當(dāng)中,TP、TN、NH3-N的水質(zhì)類(lèi)別均為劣V類(lèi),再生水和濕地入水的COD的水質(zhì)類(lèi)別為V類(lèi),末端出水COD的水質(zhì)類(lèi)別為III類(lèi)。再生水經(jīng)過(guò)人工濕地凈化后,總體水質(zhì)仍為劣V類(lèi),但COD的水質(zhì)類(lèi)別提升至III類(lèi)。

與再生水相比,濕地入水中TP、NH3-N、COD、SS分別減少71.58%、56.97%、2.94%和41.18%(圖3),而濕地入水中TN的濃度比再生水中大。總體上,再生水排入人工濕地末端坑塘后污染物濃度有所減小,這主要跟末端坑塘中存在持續(xù)曝氧設(shè)施有關(guān)。

與再生水相比,濕地末端出水中TP、TN、NH3-N、COD、SS分別減少74.9%、6.66%、61%、41.18%和64.71%。與濕地入水相比,濕地末端出水中TP、TN、NH3-N、COD、SS分別減少11.68%、48.79%、9.37%、39.39%和40%。人工濕地已普遍被認(rèn)為能有效地凈化生活污水,其凈化效果受植物、碳源、基質(zhì)、溶解氧和微生物等影響[22-24]。在司法干校中,再生水經(jīng)過(guò)人工濕地后,各污染物濃度均有所減少,但整體水質(zhì)類(lèi)別仍為劣V類(lèi)。這與人工濕地流程較短,流速較快,而又有持續(xù)的再生水排入濕地有關(guān),但人工濕地整體上是能提供一定的水質(zhì)凈化效益的。

表1 人工濕地水質(zhì)類(lèi)別

TP: 總磷 Total Phosphorus; TN: 總氮 Total Nitrogen; NH3-N: 氨氮 Ammonia Nitrogen; COD: 化學(xué)需氧量 Chemical Oxygen Demand

圖3 人工濕地水樣品的污染物濃度Fig.3 Pollutants concentration of the water samples in the constructed wetlandTP: 總磷 Total Phosphorus; TN: 總氮 Total Nitrogen; NH3-N: 氨氮 Ammonia Nitrogen; COD: 化學(xué)需氧量 Chemical Oxygen Demand; SS: 懸浮物 Suspended Solids

3.1.2土壤肥力

按照全國(guó)第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),人工濕地周邊不被再生水影響的土壤OM含量很高,屬一級(jí)水平(表2),TN和TK的含量為四級(jí),屬中下水平;TP含量為五級(jí),屬低水平。濕地基質(zhì)中的土壤OM和TN含量較高,TP和TK含量較低。濕地基質(zhì)中土壤的OM含量也屬于很高水平;TK含量屬于低水平。TP和TK的含量在各層級(jí)坑塘中差異較大,TP含量以低和中下水平為主,TN以高和中上水平為主。

表2 人工濕地土壤養(yǎng)分分級(jí)

TK: 全鉀 Total Potassium; OM: 有機(jī)質(zhì) Organic Matter

除了TK以外,人工濕地各坑塘基質(zhì)中的TP、TN和OM含量與濕地周邊土壤中的含量接近或者較大(圖4)。再生水為經(jīng)過(guò)處理的校園生活污水,污染物主要為N(Nitrogen)、P(Phosphorus),濕地基質(zhì)中的N、P含量相對(duì)濕地周邊土壤較高,表明再生水回用于人工濕地后,增加了濕地基質(zhì)土壤中的N、P含量。再生水灌溉既能直接增加N、P、K(Potassium)、OM等養(yǎng)分含量[25-26],還能通過(guò)提高土壤酶活性,提高土壤微生物數(shù)量和活性,促進(jìn)土壤水分保持來(lái)提升土壤肥力[27-28]。再生水處理站每天為人工濕地提供再生水源,2011年建成以來(lái),持續(xù)的灌溉足以為濕地基質(zhì)提供充足的養(yǎng)分,使?jié)竦鼗|(zhì)土壤具備較高的肥力。

圖4 人工濕地土壤養(yǎng)分含量Fig.4 Soil nutrients concentration of the constructed wetlandTK: 全鉀 Total Potassium; OM: 有機(jī)質(zhì) Organic Matter

3.1.3植物多樣性

依據(jù)土地利用類(lèi)型和群落類(lèi)型分類(lèi)體系,對(duì)植物生境進(jìn)行分類(lèi)。通過(guò)走訪(fǎng)、拍照,判定優(yōu)勢(shì)植物,并依據(jù)下墊面類(lèi)型,將植物劃分為4種生境類(lèi)型——落葉闊葉林、灌木叢、草叢、淺水沼澤(圖5)。在此基礎(chǔ)上,對(duì)每個(gè)生境類(lèi)型的結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢(shì)種、下層植物進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)人工濕地周邊不同生境的結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢(shì)種和下層植物等各有不同,差異明顯(表3)。

表3 生境類(lèi)型分析

圖5 人工濕地周邊植物生境類(lèi)型Fig.5 Habitat types at the surround of the constructed wetland

人工濕地周邊植物共計(jì)22科,37屬,37種,主要群落結(jié)構(gòu)為喬木層和草本層,植物群落地域特征十分明顯。人工濕地周邊植物整體多樣性較為豐富,但喬木層由于大部分為人工種植,顯示出相對(duì)較低的多樣性(表4)。主要植物種類(lèi)為鄉(xiāng)土物種,生長(zhǎng)良好,為其他物種提供了良好的生境。很多植物種類(lèi)為天然更新的草本和木本植物,顯示出較好的生長(zhǎng)趨勢(shì)。

表4 人工濕地樣方植物 Shannon-wiener指數(shù)

人工濕地水體和土壤中的養(yǎng)分為濕地周邊植物生長(zhǎng)提供了充足的養(yǎng)分,對(duì)植物的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。許多研究都提出了相同的觀(guān)點(diǎn),如,美國(guó)環(huán)保署[29]認(rèn)為再生水中的養(yǎng)分水平要超過(guò)綠地喬灌植物所需的養(yǎng)分量,其中N、P、K等作為有用的營(yíng)養(yǎng)元素,使用再生水可以促進(jìn)植物生長(zhǎng),減少植物對(duì)肥料的需求。陳雁和李樹(shù)華[30]對(duì)17種園林植物用再生水和自來(lái)水灌溉對(duì)比發(fā)現(xiàn),再生水能夠提供園林植物生長(zhǎng)必需的部分大量元素和微量元素,且可以被多數(shù)植物有效吸收,還可以促進(jìn)一些植物開(kāi)花,使花期提前。賈哲峰等[31]對(duì)再生水灌溉綠地植物的影響進(jìn)行綜述后認(rèn)為,再生水灌溉可以促進(jìn)綠地植物的生長(zhǎng)發(fā)育、改變生理特性、優(yōu)化形態(tài)品質(zhì)、增加礦物質(zhì)元素的吸收和增強(qiáng)綜合抗性等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年的生長(zhǎng)演替,人工濕地周邊的植物群落結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本穩(wěn)定,并且長(zhǎng)勢(shì)良好,可以認(rèn)為再生水回用于人工濕地對(duì)促進(jìn)周邊植物生長(zhǎng),提高植物多樣性起到了積極作用。

3.2 社會(huì)績(jī)效

3.2.1使用者狀況

對(duì)102份有效問(wèn)卷中使用者的總體特征進(jìn)行了分析,主要包括職業(yè)、年齡及使用情況等方面(表5)。(1)人工濕地景觀(guān)的使用者主要是學(xué)生,人數(shù)為91人,占有效問(wèn)卷總?cè)藬?shù)的89.22%,其次是教師,人數(shù)為7人,占比6.86%。年齡多在19—35歲之間,占總?cè)藬?shù)的88.24%。(2)活動(dòng)內(nèi)容主要是是散步和聊天,占比分別為65.69%和48.04%。(3)學(xué)生與教師在工作日使用人工濕地景觀(guān)的時(shí)段存在差異,53.85%的學(xué)生不定時(shí)使用,71.43%的教師在11：30—14：00時(shí)段使用。(4)大部分使用者停留時(shí)間較短,54.90%的使用者停留時(shí)間在30 min以?xún)?nèi),28.43%的使用者停留時(shí)間在30—60 min。

表5 人工濕地景觀(guān)使用者狀況

3.2.2使用者對(duì)人工濕地景觀(guān)的滿(mǎn)意度評(píng)價(jià)

人工濕地景觀(guān)的評(píng)價(jià)包括植物種類(lèi)、色彩、綠蔭,地形營(yíng)造,道路材質(zhì)、寬度、路線(xiàn),入口數(shù)量、分布,燈光數(shù)量、分布、亮度,以及水系景觀(guān)、水質(zhì)。

人工濕地周?chē)械母叽髥棠颈槐Ａ?建設(shè)過(guò)程中補(bǔ)植喬木和大量的野花,如山楂(CrataeguspinnatifidaBunge)、鼠李(RhamnusdavuricaPall.)、核桃(JuglansregiaL.)、波斯菊(CosmosbipinnataCav.)、黑心金光菊(Rudbeckiahirta)、孔雀草(TagetespatulaL.)。85.3%的使用者對(duì)植物種類(lèi)豐富程度“滿(mǎn)意”,77.45%的使用者認(rèn)為植物色彩“非常豐富”或“豐富”,96.7%的使用者認(rèn)為綠蔭“非常充足”或“充足”。

人工濕地原地形北高南低,高差較大,設(shè)計(jì)與建設(shè)中盡量保留并利用了原有地形。77.45%的使用者對(duì)地形營(yíng)造“滿(mǎn)意”。人工濕地改造自原場(chǎng)地的沖溝,跌落式的山塘、溝渠和溪流構(gòu)成水景,同時(shí)具有滯蓄雨水和凈化中水的功能。84.33%的使用者認(rèn)為水系景觀(guān)“非常好”或“好”,65.69%的使用者認(rèn)為人工濕地的水質(zhì)“非常好”或“好”。

圖6 對(duì)人工濕地評(píng)價(jià)為“滿(mǎn)意”以上的使用者所占的比例Fig.6 Ratio of the users indicating ‘satisfied’

使用者對(duì)人工濕地周邊步行道路材質(zhì)的認(rèn)可程度較高,認(rèn)為“非常合適”或“合適”的占80.39%。人工濕地的入口分布位于北部、中部和南部,78.43%的使用者認(rèn)為入口數(shù)量“非常充足”或“充足”,73.53%的使用者認(rèn)為入口分布為“非常合適”或“合適”。燈光營(yíng)造人工濕地的夜間景觀(guān),72.55%的使用者認(rèn)為燈光數(shù)量“非常充足”或“充足”,74.51%的使用者認(rèn)為燈光分布“非常合適”和“合適”,67.64%的使用者認(rèn)為燈光亮度“非常合適”或“合適”。

總體上,使用者對(duì)人工濕地的各方面評(píng)價(jià)和總體評(píng)價(jià)均較高,80.39%的使用者對(duì)人工濕地總體評(píng)價(jià)為“非常滿(mǎn)意”或“滿(mǎn)意”,表明人工濕地為使用者提供了較好的游憩和社交、視覺(jué)景觀(guān)服務(wù)。

3.3 經(jīng)濟(jì)績(jī)效

人工濕地是校園的一部分,屬社會(huì)公益項(xiàng)目,無(wú)直接的投入產(chǎn)出效益。其所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益主要是與常規(guī)水景觀(guān)相比,運(yùn)行、維護(hù)和管理成本低。人工濕地每年可利用雨水和再生水共計(jì)10.38×104m3,按設(shè)計(jì)建造時(shí)段居民生活用水價(jià)格計(jì)算同等水量的用水成本,約18.7萬(wàn)元。去除運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,約每年節(jié)約用水成本6.7萬(wàn)元。

4 設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

(1)人工濕地地下輸水管道和水泵對(duì)人工濕地的運(yùn)行具有關(guān)鍵性作用。每年11月中旬地表水開(kāi)始結(jié)冰,至次年3月中旬開(kāi)始解凍。受土壤溫度影響,地下輸水管道內(nèi)直到5月初才能完全化凍。受該因素影響,人工濕地開(kāi)始運(yùn)行的時(shí)間延后,年均運(yùn)行時(shí)間縮短。人工濕地管理者計(jì)劃在地下輸水管道增加豎井和水泵,以便在冬季地表水結(jié)冰前將管道內(nèi)的水抽空,使人工濕地運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)、處理中水的量增加、管道壽命延長(zhǎng),但該改造計(jì)劃目前尚未實(shí)施。在項(xiàng)目初期全面考慮運(yùn)行、管理和維護(hù)問(wèn)題,整合分析、設(shè)計(jì)、管理和維護(hù)將有可能使人工濕地的運(yùn)行更高效。

(2)人工濕地周邊缺少景觀(guān)解說(shuō)牌。景觀(guān)解說(shuō)牌是設(shè)計(jì)師與使用者間的溝通媒介,傳達(dá)設(shè)計(jì)理念和景觀(guān)內(nèi)涵等知識(shí)。設(shè)計(jì)師有責(zé)任和義務(wù)幫助使用者提高景觀(guān)審美水平。增加景觀(guān)解說(shuō)牌將有助于使用者理解場(chǎng)地和景觀(guān)的含義,從單純的美學(xué)欣賞轉(zhuǎn)向更深刻的理解與認(rèn)同,對(duì)人工濕地的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理有更客觀(guān)的評(píng)價(jià),更好地實(shí)現(xiàn)人工濕地的教育功能。

(3)訪(fǎng)談中,了解到人工濕地在2013年8月16日的暴雨中全部被淹沒(méi),洪水從水體表面漫出。設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)有的較高效的水文模型等手段,提高設(shè)計(jì)過(guò)程所采用的參數(shù)準(zhǔn)確度。

5 結(jié)論

從環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)3個(gè)方面對(duì)遼寧公安司法管理干部學(xué)院人工濕地的景觀(guān)績(jī)效進(jìn)行了評(píng)價(jià)。景觀(guān)績(jī)效顯示出了人工濕地在環(huán)境改善、公共活動(dòng)支持等方面的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)水體、土壤樣品以及植物樣方調(diào)查的結(jié)果表明,人工濕地具有多重的環(huán)境效益,包括提高水質(zhì)、提高土壤肥力、促進(jìn)提高植物多樣性。人工濕地凈化再生水的過(guò)程也是再生水提高濕地基質(zhì)土壤肥力的過(guò)程,同時(shí)也是為周邊植物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分的過(guò)程。

人工濕地能對(duì)回收再利用的生活污水產(chǎn)生比較顯著的凈化作用。再生水經(jīng)過(guò)人工濕地后,各污染物濃度均有所減少。與再生水相比,濕地末端出水中TP、TN、NH3-N、COD、SS分別減少74.9%、6.66%、61%、41.18%和64.71%,但整體水質(zhì)類(lèi)別沒(méi)有變化。

濕地基質(zhì)土壤中TN、TP的含量與濕地水體有密切關(guān)系,再生水回用于人工濕地可以增加濕地基質(zhì)中的土壤養(yǎng)分含量,提高土壤肥力。

濕地周邊植物生境類(lèi)型為落葉闊葉林、灌木叢、草叢、淺水沼澤,其結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢(shì)種、下層植物差異明顯。人工濕地周邊植物共計(jì)22科,37屬,37種,主要群落結(jié)構(gòu)為喬木層和草本層,植物群落地域特征十分明顯,整體多樣性較為豐富。

(2)人工濕地塑造的景觀(guān)也為校園師生提供了較好的游憩、社交和視覺(jué)景觀(guān)服務(wù)。使用者對(duì)人工濕地的各方面評(píng)價(jià)和總體評(píng)價(jià)均較高,超過(guò)80%的使用者對(duì)人工濕地的總體評(píng)價(jià)在“滿(mǎn)意”以上。同時(shí),人工濕地運(yùn)行、維護(hù)成本低,約每年可節(jié)約用水成本6.7萬(wàn)元。

(3)以提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為目標(biāo)的景觀(guān)在設(shè)計(jì)初期,應(yīng)當(dāng)全面考慮運(yùn)行、維護(hù)和管理方面的地域獨(dú)特性,計(jì)算出更準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù),提高設(shè)計(jì)績(jī)效的預(yù)見(jiàn)度。