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人工湿地在海绵城市建设中的应用研究

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人工湿地在海绵城市建设中的应用研究

2020/07/10 14:59
来源:
科技风
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【摘要】:
人工湿地的研究与其在海绵城市建设中广泛应用。
01
绪论
 
 

海绵城市是指城市在适应环境变化和应对雨洪带来的自然灾害时,能够像海绵那样发挥弹性功能, 可用渗、 滞、 蓄、 净、用、 排六字概括。对雨水进行吸收、 积蓄、 下渗、 净化, 在必要时能够释放出来。

 

海绵的特性主要体现在下雨的时候吸水并储存起来,需要用水时在再放出来。  根据国内外的相关研究以及在类似海绵城市建设的经验中,可得到海绵城市应有至少三个主要的目标: 第一, 留住雨水, 渗透回用, 使海绵城市具有弹性用水功能; 第二, 能够减少地面径流量, 减缓径流入水体的速度, 从而达到在中小雨的强度下, 城市不积水不内涝的效果。第三,缓解城市生态危机, 使人与自然和谐共存, 实现城市的可持续发展。 

 

人工湿地是指人工建造的湿地工程, 比如氧化塘、生态浮岛、 湿地公园、 雨洪公园等。人工湿地主要建设目的是净化污水。对于一个具有复合功能的人工湿地, 应具体包括净化受纳水体的水质, 储存雨水、 减缓地表径流, 以及顺便起到美化环境的作用。人工湿地正好体现了海绵城市所要求的滞、蓄、 净等功能。因此, 对人工湿地的深入研究并在海绵城市建设中广泛应用人工湿地,可能取得比较好的效果。

 

02
人工湿地的组成要素
 
 

人工湿地主要由透水基质、 微生物、 水生植物、 动物、 包括在基质上或下流动的水所组成的水体。综合个因素选择不同透水性和空隙的基质。其净水效果往往更好。特别地, 由基质铺设所形成的湿地床应该具备较强的吸附能力、 较轻的质量、较高的孔隙率以及其它相应的评估指标。人工湿地中的微生物是整个湿地中的分解者,对整个区域生态系统有着至关重要的作用。主要去除和降解有机物中的氮磷元素, 微生物作用和植物吸收以及填料吸附协同作用将有效去除水体中的氮磷含量。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质中, 或漂浮或悬浮与水体中, 能提高水中的 DO 含量,并抢占空间抑制藻类植物的生长; 浮水植物区别于沉水植物, 漂浮在睡眠, 主要起到观赏作用; 挺水植物介于沉水植物和浮水植物之间, 主要起到截留和减缓雨水径流速度, 延长径流持续时间等作用。总体而言, 为湿地生态系统中重要的一环。对净化水质、 减缓径流、 发挥景观效果等都起到较好的效果。动物主要有蝌蚪、 浮游动物、 蜗牛、 蛇、 鸟类、 雨以及其他水禽类等食草及食肉动物,促进系统的物质循环。水体中的水可通过雨水积蓄以及河湖水引流两种方式。

 

03
污染物的去除机理人
 
 

工湿地主要处理的污染物质为化学需氧量( COD) 、 生化需氧量( BOD) 、 总氮含量及总磷含量( TN、 TP) 、 悬浮固体含量( SS) 、 有机物、 重金属、 硫化物、 一些致病菌等。主要处理方式为沉淀、 过滤、 吸附、 微生物降解、 植物吸收、 离子交换、 微生物氧化还原、 微生物分解等。将主要的污染物种类及其去除机制整理后列在下表。 

 

04
人工湿地的优势分析和特性总结人
 
 

工湿地在净化收纳水体、 减缓雨水径流速度、 减少雨水径流带来的面源污染、 改善区域生态结构、 提高景观效果等方面都起到了良好的作用。大量建设人工湿地, 对洪水以及暴雨径流起到储存的作用, 与此同时, 人工湿地区别于城市中的钢筋混凝土建筑,与自然能较好地融合, 并不会改变自然本来的发展轨迹, 反而有益于生态, 可以改善区域生态结构, 提高生态系统的稳定性和对环境的应变能力。闲暇之余, 还可带领亲友到人工湿地游玩, 亲近自然。总体而言, 人工湿地兼具生态价值和经济价值,是一个具有多重复合功能的多元生态系统。

 

05
结语
 
 

当今城市发展进程中,水资源短缺、 水污染、 城市积水内涝等问题日渐严重。由此我国提出海绵城市建设的理念。改善传统城市出现的一些问题。而这需要建设多种辅助设施, 如透水路面、 生物塘、 雨水花园、 下凹式绿地等以满足对雨水的渗透,滞留,蓄存、 净化等功能。本文中所提及和探讨的人工湿地,具有集水和净水两个特征, 同时有旅游观光、 生态栖息等间接价值,符合海绵城市建设的要求。在用地紧张的城市中建设人工湿地,能发挥雨水花园、 蓄水塘等综合性能。一个人工湿地,基本满足海绵城市建设理念中的渗、 滞、 蓄、 净四个部分, 如此多功能地小型生态系统将加快海绵城市建设的进程。总体而言,人工湿地对海绵城市的建设中改善城市的水生态及实现区域生态系统平衡以及可持续发展和美化环境起到至关重要的作用。