生态城市水景

水资源短缺和污染是世界大多数大城市当前面临的一个生态问题。而中国的人均水资源只是世界平均水平的1/3，北京更是一个缺水的城市。地表水靠天吃饭，地下水过度开采，造成地面下沉。没有新鲜的水源补给，污染物排入河湖水道，污水漫流，河道淤塞，严重影响城市景观。
    湿地的概念由国外引入，其对水体净化的神奇生态功能令人感到新奇。成都府南河边、北京奥林匹克森林公园的规划方案都规划了湿地，但湿地在国内的景观设计中仍然停留在“示范”阶段。最近我和环保工作者配合进行了一些湿地的设计，对湿地的生态作用有了较深刻地认识。
一、自然条件下生态系统对污染物的净化作用
    自然界对污水的净化主要有三种方式：
    水体自净：污水被通过稀释、扩散，使污染物的浓度降低，被微生物分解转化为无害、稳定的无机物，生物从中获取能量并得到增殖，被污染物水体恢复到原来的状态，使原有的生态平衡得到恢复。
    土壤净化：污染物质为表层土过滤所截留，并逐渐为土壤中的微生物分解利用;剩下来的污水为团粒结构的毛细管和胶粒所吸附，在富氧条件下，细菌对其进行分解与同化，一部分使细菌增值，另一部分则分解为植物易吸收的营养物质，最终转化为植物的营养组织和水、二氧化碳等无机物。 字串2
    湿地净化：污水的湿地净化：湿地是地球生态系统中的重要组成部分.与森林和海洋并称为全球三大生态系统。广义的湿地是指水深小于六米的水域同陆地间的过渡地带。湖滨、河岸、海边的滩涂、红树林、沼泽地都属于的湿地。湿地中有细菌、藻类、以轮虫类和水蚤类为主的浮游生物组成复杂的生物链，共同参与分解代谢有机污染物使水质净化。污水在湿地中停留3-8天后的生物化学需氧量均降到20毫克/升，去处效果达90%以上，细菌总数去除率在98%-99%之间，氨氮去除率在50%-96%之间。
    天然湿地在保护动植物多样性，调节区域性气候，保持生态平衡、环境净化方面有重要作用。
    污染物被分解的过程中要消耗氧气，天然环境复氧过程较缓慢，当汇入的水体的污染物中量大于水体的环境容量时，藻类等就会大量消耗水中氧气，使水中动植物因缺氧而死亡，而且在自然状态下分解污染物的过程中会不同程度影响环境，打破这种脆弱的生态平衡。
二、设计人工湿地的必要性和可行性:
    自然界的生态系统中，天然湿地具有净化水体污染物的功能给我们以启示，国外已有利用人工湿地的先例。湿地系统作为生态系统的重要组成部分，能调节微气候、改善区域生态环境、保持生物多样，在公园绿地的建设过程中保留、恢复或重新规划湿地系统是符合生态需要的。并且起到科普教育的示范功能。

    当前较为普遍的做法是城市污水经市政管线收集汇入污水处理厂，经二级处理形成的再生水。大多数污水处理厂位于城市外围，距离居民居住地较远，收集生活污水、输送再生水都需要大量投资用于修建地下管线，而用于再生水的管线有较高的防腐要求，成本较高。所以污水处理厂生产的再生水不便利用。而城市公园大多位于城区内部，周边分布着居住区。在公园绿地内恢复或建造人工湿地对污染水体进行深度处理，可以弥补污水处理厂布局上的空白。
    居民日常生活排放的污水一般不含有害物质，污染物的浓度也处于较低且较稳定的水平，即使经过二级处理后排入天然水体，水中残留的氮磷等仍会导致水体的富营养化，需要通过湿地生物处理法能对污水进行深度处理，以降低水体中氮磷的含量，减少对环境的污染。处理后洁净的再生水补充公园景观用水、浇灌绿地、回灌地下能涵养地下水源，汇入城市河流，景观水源得到不断的补充，河道被冲刷，进一步改善那里的水质，为城市生态做出的最大的贡献。
    当前随着科技的进步，湿地净化系统已不再是人们印象中的沼泽泥潭，它对周边的环境有较高的观赏价值；经过防渗处理的人工湿地能避免对地下水源的污染，所以将其规划在城市公园内，结合水景对城市污水进行净化是有可能的。
以下介绍几种经过实践的人工湿地净化系统。
  丹麦根脉水质净化系统：
    净化系统的底部接纳污水，从土壤的下部由一端流向另一端，净化后汇集流出。湿地生态系统主要由喜湿草本植物组成的植物群落、好氧微生物、厌氧微生物、昆虫、鸟类等组成。污水经过初级过滤，在土壤、植物根茎间流过，污染物质滞留在根系周围，有机物被好氧细菌分解成CO2和水，氮磷等物质被淹氧细菌分解，成为能被根系吸收 “氮肥”和“磷肥”，水中的悬浮物被土壤颗粒过滤，植物通过筛管向根系输送的氧气溶解于水中，增加了处理后水中的溶解氧。
    一处建成投产一个月的潜流式湿地，植被根系还没发育完全，其出水水质大部分标准已经高于V级地表水环境质量指标。（见图表）
项目 化学需氧量 生物需氧量 悬浮物 总磷 N-NH³ 含氧量
地表水IV 30 6 10 0.3 1.5 3
地表水V类 40 10 10 0.4 2.0 2
进水水质 104 25 128 5.5 25 0.03
出水水质 48 10 15 0.01 1.5 2

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    湿地面积较大时，也能较好的融入公园环境；生物链简单，较好控制；处理过程不存在异味；冬季低温不影响水处理的效果。能循环净化公园水体，也能处理污染较严重的城市污水，对水的净化作用稳定，经过处理的再生水用于公园浇灌，补充公园水景。
缺点是冬季草本植物枯萎，景观不甚理想；湿地不见水，稍显遗憾;处理能力有限，占地一平米的湿地净化污水量约为0.05-0.5吨•天。
  波导水质净化系统：
    在面积较大的水面设计人工岛，含氮的污水从岛的底部注入，在压力的作用下向上通过水生植物和微生物的净化从岛的表面溢流出来，回到水体。岛的面积决定其处理负荷，因此辅助以机械过滤和杀菌的系统以实现高质量、更安全的水质。
    波导水质处理系统造型现代活泼，能很好的与规则的景观水体结合。缺点是不适宜设计得面积过大，夏季气温较高，富营养化较严重时，需要机械扶助；在北方地区冬季草木凋零、水体结冰，湿地将失去对水体的净化作用。
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