人工濕地景觀設(shè)計(jì)中

人工濕地景觀設(shè)計(jì)中水生態(tài)修復(fù)和水生植物造景以杭州長(zhǎng)橋溪公園為例吳彩蕓夏宜平丁松法【摘要】本文以杭州長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園設(shè)計(jì)與營(yíng)建為例，介紹水生態(tài)修復(fù)的自然式設(shè)計(jì)和水生植物應(yīng)用設(shè)計(jì)與造景特色，探討兩者在現(xiàn)代人工生態(tài)濕地公園中的有機(jī)結(jié)合，以體現(xiàn)最佳的生態(tài)效益和景觀價(jià)值。最后，分析了長(zhǎng)橋溪公園營(yíng)建后的存在問(wèn)題和對(duì)策。【關(guān)鍵詞】人工濕地水生態(tài)修復(fù)水生植物植物造景為達(dá)到最佳的生態(tài)效益和景觀價(jià)值，以凈化污水、改善水質(zhì)為目的的人工濕地技術(shù)，與園林水景建設(shè)有機(jī)地結(jié)合，成為現(xiàn)代人工濕地公園的發(fā)展趨勢(shì)。本文以杭州長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園的設(shè)計(jì)與營(yíng)建為例，探討生態(tài)濕地公園的自然式水生態(tài)修復(fù)和水生植物造景的有機(jī)結(jié)合。1長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園總體布局1.1區(qū)位條件與背景。長(zhǎng)橋溪是西湖上游四大溪流之一，發(fā)源于蓮花峰，自南向北流向西湖。隨著流域附近居住人口的增長(zhǎng)及餐飲業(yè)的發(fā)展，長(zhǎng)橋溪水污染問(wèn)題也日趨嚴(yán)重。長(zhǎng)橋溪總排污量平均約達(dá)25182.6噸/月。被污染的溪水直接排入西湖，嚴(yán)重污染了西湖水質(zhì)。長(zhǎng)橋溪流域生活污水處理勢(shì)在必行，水生態(tài)修復(fù)公園應(yīng)運(yùn)而生。1.2總體概況。長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園位于玉皇山北麓，南全玉皇山腳慈云嶺，北隔虎跑路與長(zhǎng)橋公園相望，西鄰南山村，東接玉皇山路。公園占地約4公頃，南北長(zhǎng)約600米，由南往北地勢(shì)依次降低，南北兩端的高差達(dá)5米，東西平均寬約90米，總體呈帶狀布局（圖1）。2004年，立項(xiàng)、施工并建成運(yùn)行，水處理工藝與園林造景有機(jī)結(jié)合，成為杭州第一個(gè)示范性水處理旅游景點(diǎn)。公園的建立維護(hù)了較完善的生態(tài)系統(tǒng)，營(yíng)造了良好的園林景觀，對(duì)改善西湖水質(zhì)，促進(jìn)西湖風(fēng)景區(qū)之南山景區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)平衡起到積極作用。1.3主要設(shè)施、水體與道路布局。由南至北依次設(shè)計(jì)為初級(jí)人工濕地區(qū)、跌水充氧區(qū)及二級(jí)人工濕地區(qū)三大區(qū)段，其中水系面積約1.83km2，占公園總綠地面積的45.7%左右。水體形式豐富，水池、溪流與跌水依據(jù)地勢(shì)相互穿插，并形成島嶼、漫灘地帶，水生植物在其中成為主角。曲線形道路系統(tǒng)圍繞水系環(huán)狀布局，或趨之或遠(yuǎn)之。水系兩岸則通過(guò)多座木棧道及木橋相連，東側(cè)玉皇山路開(kāi)辟4個(gè)主入口，西側(cè)亦設(shè)置多個(gè)次入口，方便附近居民進(jìn)入濕地公園及迅速達(dá)到對(duì)岸。公園設(shè)施齊備，主要有管理房、值班室、科普廊、公廁、景觀亭、電話亭等，滿足值班管理、科普教育與觀賞游憩等多種功能要求。2水生態(tài)修復(fù)的自然式設(shè)計(jì)公園采用自然式設(shè)計(jì)手法，依據(jù)自然地貌圍繞水體環(huán)境大量種植蘆葦、香蒲、睡蓮等水生植物，結(jié)合園林小品，打造了一個(gè)極具鄉(xiāng)野情趣的生態(tài)濕地公園。長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園充分考慮有效的污水處理工藝，并將其融入到自然水景的營(yíng)造當(dāng)中，在環(huán)境工程營(yíng)建的手法及形式上具有鮮明的特色。2.1水生態(tài)修復(fù)的污水處理工藝設(shè)計(jì)長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)工程以凈化長(zhǎng)橋溪流域居民生活污水和攔截長(zhǎng)橋溪泥沙入西湖為目的。公園采用地埋式水處理系統(tǒng)，設(shè)有地下污水調(diào)節(jié)池、沉沙池及凈化水處理站。主要通過(guò)污水收集暗渠、雨水收集暗渠將污水收集匯總至公園北端的調(diào)節(jié)池，經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)行水量的綜合和水質(zhì)的初步處理后，通過(guò)潛污泵將污水沿輸水管道由北端輸送至南端的地下凈化水處理站進(jìn)行處理（見(jiàn)圖1線路示意）。地下凈化水處理站采用物理、化學(xué)及生物手段，將泵房輸送上來(lái)的污水經(jīng)生物吸附、絮凝沉淀、曝氣池豎流污泥池 活性濾生物濾池 雙層濾料濾池 清水池等一系列工藝流程處理后，將所得清水排至公園地上部分作為景觀水體的水源。后又通過(guò)地上部分人工濕地公園的吸附、降解作用再次凈化水質(zhì)，最終將長(zhǎng)橋溪水由原地表水劣V類水質(zhì)凈化為地表水川類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后排入西湖。 2006年7月17日的水樣分析結(jié)果顯示，生活污水中的總磷含量經(jīng)處理后從0.397mg/L降到0.019mg/L；氨氮從11.55mg/L降低為0.21mg/L；總氨則由27.16mg/L減至0.86mg/L；高錳酸鹽指數(shù)從7.88mg/L減至2.15mg/L,總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)都已達(dá)到了地表水u類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。公園設(shè)計(jì)日處理量為3000m3，目前一般日處理量約為1000-1500m3，雨季的日處理量可達(dá)3000m3。入水處理的動(dòng)力費(fèi)、藥劑費(fèi)及人工費(fèi)等費(fèi)用，平均水處理成本為0.91元/噸。整個(gè)污水處理設(shè)計(jì)工藝具有運(yùn)行管理簡(jiǎn)便，節(jié)省能耗的特點(diǎn)。2.2巧妙運(yùn)用自然手法營(yíng)建環(huán)境工程公園模擬天然濕地景觀，將水處理工程隱藏于園林水景之中，體現(xiàn)了極為細(xì)致與精妙的工程設(shè)計(jì)理念與施工手法。2.2.1沉沙池。主要用于暴雨時(shí)截流西湖山區(qū)玉皇山一帶的山洪水中泥沙,通過(guò)沉積作用對(duì)注入西湖的水體進(jìn)行“過(guò)濾”，以減輕對(duì)西湖的淤積。沉沙池上方設(shè)計(jì)為公園入口小廣場(chǎng)，供游客活動(dòng)與休憩，并通過(guò)三級(jí)臺(tái)階與主園路相連。小廣場(chǎng)鋪地采用淺灰色木質(zhì)鋪裝材料，木質(zhì)紋理與周邊的植物環(huán)境搭配和諧。廣場(chǎng)上設(shè)周邊帶有座凳的木質(zhì)種植箱，箱內(nèi)栽植各類宿根花卉。2.2.2調(diào)節(jié)池。其作用是用于收集居民生活污水及初期雨水，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)自動(dòng)格柵去除雜質(zhì)，污水停留時(shí)間為6小時(shí)。調(diào)節(jié)池上方設(shè)計(jì)為活動(dòng)木平臺(tái)，作為空間轉(zhuǎn)換的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。平臺(tái)一側(cè)臨水，岸邊種植高大的香蒲及蘆葦?shù)人参?，起到了很好的空間限定作用。平臺(tái)邊緣設(shè)置木座凳供游客休憩，高大挺水植物恰好成為其背景，給人以安全感。2.2.3凈化水處理站。該站是水生態(tài)修復(fù)公園最為重要的地下水處理環(huán)節(jié)。其上方設(shè)計(jì)為公園最南端的全高點(diǎn)一一矜春臺(tái)，臺(tái)上設(shè)置澄觀亭，可盡攬全園南部風(fēng)景，漫灘、跌水、棧道盡收眼底。在周邊山體環(huán)境的襯托下，濕地猶如一首流淌的藍(lán)綠交響曲。同時(shí)，凈化水處理站與眺望臺(tái)的完美結(jié)合不僅很好的將水處理設(shè)施融入到自然水景之中（圖2），而且實(shí)現(xiàn)了空間利用的最大化。2.3多級(jí)跌水和水流的多樣化長(zhǎng)橋溪公園從南至北順勢(shì)設(shè)置了七級(jí)跌水，結(jié)合多樣化的水流環(huán)境，宜寬則寬、宜彎則彎、宜深則深、宜淺則淺，形成了多樣化的河道形態(tài)及生境。具體設(shè)計(jì)為：初級(jí)人工濕地區(qū)由落穎池經(jīng)二級(jí)跌水進(jìn)入水面狹窄呈溪流狀的跌水充氧區(qū)，經(jīng)過(guò)該區(qū)的二級(jí)跌落后，由地下暗管連通（該區(qū)域的地上部分待建），進(jìn)入北端的二級(jí)人工濕地區(qū)，水流在該區(qū)經(jīng)三級(jí)跌落最終進(jìn)入西湖。層層跌水及溪流將初級(jí)人工濕地區(qū)的落穎池、二級(jí)人工濕地區(qū)的澹真島及浣碧池等處的三個(gè)大水面串聯(lián)起來(lái)，營(yíng)造了錯(cuò)落有致、動(dòng)靜相宜、收放自如的水體形態(tài)（圖3）。由于長(zhǎng)橋溪公園的景觀水體來(lái)源于經(jīng)凈化處理后的生活污水，水質(zhì)能否得到進(jìn)一步的凈化與維持，對(duì)于水生態(tài)修復(fù)工程的成敗起了決定性的作用。跌水可以使水流產(chǎn)生水花，增大水與大氣的接觸機(jī)會(huì)和接觸面積，從而增加水體中的溶解氧含量。而流速相對(duì)較慢的水體可以為污水在曝氣后提供停留的場(chǎng)所，延長(zhǎng)滯留的時(shí)間，以最大限度地增加污水與水生植物以及水底附著細(xì)菌接觸的機(jī)會(huì)，更好地達(dá)到凈水的效果。多樣化的水流環(huán)境很大程度上增強(qiáng)了水質(zhì)的進(jìn)一步凈化效果，同時(shí)也構(gòu)成了水體景觀的一個(gè)重要組成部分3水生植物應(yīng)用設(shè)計(jì)與造景特色3.1水生植物多樣性水生植物是水生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的重要組成部分［1］,選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)挺水植物，突出生物多樣性特色是提高人工濕地凈化能力的關(guān)鍵措施［2,3］。水生植物多樣性的作用，一方面由于多種植物的根系交錯(cuò)具強(qiáng)有力的去污能力，另一方面使水邊的水流及生境多樣化，保持良好的水質(zhì)凈化效果，長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園設(shè)計(jì)應(yīng)用了各類水生植物達(dá)29種（表1），其中挺水植物22種，占75.9%;另有浮葉、浮水和沉水植物7種，建植以來(lái)均生長(zhǎng)良好，充分體現(xiàn)了水生植物應(yīng)用的多樣性。3.2水生植物人工群落的建立蘆葦具有較強(qiáng)的輸氧能力，茭白具有較強(qiáng)的吸收氮、磷的能力，蘆葦和茭白混種是一種較好的植物種植方式［4］。因此，長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園的挺水植物選擇以蘆葦、香蒲與野茭白為主，并通過(guò)片植建立人工群落，并形成極佳的水生景觀效果（圖4）。蘆葦、香蒲與野茭白群落集中布置于二級(jí)人工濕地區(qū)的浣碧池四周，該池水深約為90cm,水面開(kāi)闊。該群落植株高大繁盛，夏季生長(zhǎng)勢(shì)佳，建立了穩(wěn)定的群落體系。同時(shí)，群落將喬灌木植物層自然地過(guò)渡到了水面，起到修飾水岸線與豐富植物景觀層次的作用。為了與寬水面相協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)種植了以睡蓮為主的浮葉植物群落。睡蓮群落集中布置于初級(jí)人工濕地區(qū)的落穎池與二級(jí)人工濕地區(qū)的澹真島水域；沉水植物群落，苦草與金魚(yú)藻群落，亦集中植于浣碧池，形成了如水下草原般的景觀。菹草群落則分布于跌水充氧區(qū)，此處30cm水深適宜菹草的植株生長(zhǎng)和景觀表現(xiàn)。長(zhǎng)橋溪水系中還有豐富的野魚(yú)、螺等水生動(dòng)物以及微生物，它們與水生植物共同構(gòu)成了復(fù)雜的生物群落，對(duì)水生態(tài)的平衡和水質(zhì)的改善起到了重要的作用。我們?cè)谒w不同取樣點(diǎn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)表明，全年各季節(jié)的水質(zhì)均高于地表水川類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。3.3水生植物造景特色植物設(shè)計(jì)遵循生態(tài)種植原則，注重水生植物的綜合配置。（圖5）3.3.1水生植物多層次配置手法，大方簡(jiǎn)潔亦不乏細(xì)膩和雅致。植物組合主要有：香蒲+千屈菜+海壽花+睡蓮組景；香蒲+茭白+蘆葦+金魚(yú)藻+苦草組景；再力花+水芋+石菖蒲+菹草組景；再力花+千屈菜+慈姑+睡蓮組景；再力花+千屈菜+紫芋+石菖蒲組景；蒲葦+蘆竹+睡蓮組景；黃菖蒲+千屈菜+香菇草組景等，甚為豐富。其中，木棧道旁的香蒲+千屈菜+海壽花+睡蓮組景（圖6），千屈菜將木棧道與園路的交界處很好地進(jìn)行了遮擋。葉片油綠的海壽花與千屈菜高低錯(cuò)落，同時(shí)兩者藍(lán)紫色與粉紅色的花序相互映襯，顯得既活潑又雅致。3.3.2水生植物與跌水相搭配，動(dòng)靜相宜。如初級(jí)人工濕地區(qū)的出水口設(shè)計(jì)，二級(jí)跌水緩緩跌落，水面上種植的睡蓮緊貼水面，背后高低錯(cuò)落的喬灌木及遠(yuǎn)山清晰地展現(xiàn)在眼前，景觀層次極為深遠(yuǎn)。駁坎右側(cè)水岸邊，一叢香蒲倒影入水，自然野趣。后方一垂柳枝條隨風(fēng)飄動(dòng)，豐富了立面景觀效果，亦增添了一份嫵媚。3.3.3水生植物與園林小品完美融合，盡顯鄉(xiāng)土野趣。如一小水面一角（圖7），叢植睡蓮安靜地鋪在水面上，為這小水景增添了一份靜謐。岸邊海壽花與千屈菜正開(kāi)放著藍(lán)紫色與粉紅色的花序，頓時(shí)賦予了水景跳躍的元素。一圓木搭建而成的三折形木棧道則鄰水而設(shè)，睡蓮葉片簇?fù)碇鴹５溃瑑烧呓Y(jié)合得完美無(wú)暇，透露著原始樸素的鄉(xiāng)野氣息。另一大水面上則片植單一的睡蓮，亦不時(shí)留出水面，增強(qiáng)水體的鏡面效果。一木板搭建而成的多折形棧道穿過(guò)睡蓮叢中而設(shè)，為人們近距離觀賞水生植物及其景觀提供了便利。另外，香蒲、野茭白等高大的挺水植物依水岸的木亭而種植（圖8），形成半抱合構(gòu)景，為亭內(nèi)休憩的人們帶來(lái)了一份安全與神秘感。同時(shí)，也將人的活動(dòng)真切地融入到景觀環(huán)境當(dāng)中去，給人返樸歸真的感受。4存在問(wèn)題與對(duì)策4.1水生植物用量過(guò)大問(wèn)題。與水體面積相比，且呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。為盡快達(dá)到水質(zhì)凈化效果，該濕地建園之初水生植物用量有意識(shí)地有所提高。經(jīng)過(guò)二、三年的生長(zhǎng)繁衍，睡蓮、千屈菜、黃菖蒲等水生植物普遍呈現(xiàn)過(guò)密、過(guò)滿的情〉兄，水體面積逐漸減少，大大削弱了景觀表達(dá)。同時(shí)，部分植株因生長(zhǎng)過(guò)密而無(wú)法吸收充足陽(yáng)光，導(dǎo)致植株枯萎慘敗，對(duì)凈化水質(zhì)極為不利。對(duì)于直接栽種于河床基質(zhì)上、因吸收水中充足養(yǎng)分而生長(zhǎng)過(guò)盛的睡蓮，需要定期對(duì)其進(jìn)行收割或挖除部分植株，才能控制其瘋長(zhǎng)。4.2植物的二次污染問(wèn)題。減少水岸喬灌木落葉和水生植株季節(jié)性殘敗對(duì)于水體的污染，能提高人工濕地凈化效率[5]，并有利于保持秋冬季的水質(zhì)與水體景觀。公園在秋冬季管理時(shí)對(duì)香蒲、蘆葦、再力花、千屈菜、睡蓮等水生植物進(jìn)行定期收割，但仍需進(jìn)一步加大養(yǎng)護(hù)管理力度與人力投入，針對(duì)飄入水中的喬灌木落葉也應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)撈除。4.3沉水植物的選擇問(wèn)題?？嗖萆L(zhǎng)不良，金魚(yú)藻植株易附著水中懸浮顆粒，沉水植物景觀難以表現(xiàn)。究其原因，主要是苦草、金魚(yú)藻栽種處的水流速度不足，引起植株缺氧及水中懸浮顆粒的大量沉淀，此現(xiàn)象在浣碧池非常明顯。營(yíng)建適宜沉水植物生長(zhǎng)的水體環(huán)境，充分發(fā)揮其凈化效果，增強(qiáng)沉水植物景觀表現(xiàn)。為彌補(bǔ)沉水植物景觀問(wèn)題，可適當(dāng)增加些許浮水植物。如可于水面較為開(kāi)闊的浣碧池種植一些水鱉與野菱，進(jìn)一步改善其水質(zhì)，并豐富水面景觀效果。參考文獻(xiàn)：汪松年.水生態(tài)修復(fù)的理論與實(shí)踐[J].上海建設(shè)科技，2006(2):20-22,33BrijG.NaturalandconstructedwetlandsforwastewatertreatmentPotentialandproblems[J].WaterScieneeandTechnology,1999,4O(3):27-35BrixH.Domacrophytesplayaroleinconstructedtreatmentwetlands?[J].WaterScieneeandTechnology,1997,35(5):ll-l7劉超翔，胡洪營(yíng)，張健等.人工復(fù)合生態(tài)床處理低濃度農(nóng)村污水[J].中國(guó)給水排水，2002，18(7):1-4⑸袁東海，任全進(jìn)，等.幾種濕地植物凈化生活污水COD總氮效果比較[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，200