水循环处理与园林景观的融合——以郑州市郑东新区人工湿地公园为例

2024年2月13日发(作者：张明文)

第３ｌ卷第４期　河　南　林业科　技　ＶＯ１．３ｌＮｏ．４　２０ｌ１年ｌ２月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｃ．２０１１　水循环处理与园林景观的融合　——以郑州市郑东新区人工湿地公园为例　刘驶，徐玉成，许新太　（郑州市郑东新区管委会，河南４５００４６）　摘要：对人工湿地与城市公园结合的实例一郑州市郑东新区人工湿地公园进行了调研，从公园建设背景、基　本概况、人工湿地结构组成、净化原理和效果及景观功能等方面分析研究，提出建设人工湿地公园对科学利用　水资源、建设节约型社会、打造特色园林景观具有重要的现实意义。　关键词：园林；人工湿地；水循环；净化；节水；　中图分类号：Ｓ　７３１．９　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００３—２６３０（２０１１）０４—００１７—０３　水是城市的灵魂，大到一个城市或新城区，小　能长期保持良好的水质，郑东新区在规划建设之初　到一个公园或居住区，其规划设计，都会或多或少　就充分考虑所处区域位置和气候特点，对生态环境　融入水的元素。　建设至关重要的水资源进行科学合理的综合利用。　人工湿地公园正是水循环处理及综合利用和园林　１人工湿地公园建设背景　景观建设相融合的创造性成果。　郑州市位于河南省中部偏北，北临黄河，西依　２郑东新区人工湿地公园概况　嵩山，东、南为黄淮平原，整体呈西高东低的态势。　郑东新区处于郑州市东部，地势低洼，河网纵横交　郑东新区人工湿地公园位于ＣＢＤ外环和南北　错，鱼塘星罗棋布。按照郑东新区总体规划中引入　运河交汇处，占地４万余ｒｎ２，由１个温室、１个控　的生态城市、共生城市、新陈代谢城市、环形城市　制室、１６个碎石床和１６个生物塘组成。它由黄河　等先进的城市发展理念，要通过道路、河渠、湖泊　勘测规划设计有限公司设计，水系统部分由河南建　的绿化建设构建生态回廊，并将龙湖生物圈与嵩山　达工程建设监理公司监理、北京中关村开发建设股　生物圈、黄河生物圈有机相连，形成生态城市。按　份有限公司承建，园林绿化部分由杭州园林工程监　照“水绕城转”，“城在水中”及“以水为脉，以绿　理有限公司监理、杭州天开市政园林工程有限公司　为基”的规划设计理念。金水河、熊儿河、七里河、　施工。水处理系统２００６年５月份试运行，２００６年　东风渠穿越郑东新区并在交汇，和人工运河，规划　ｌ２月份公园竣工验收。园林景观部分获得河南省优　的龙湖、龙子湖，构成了郑东新区独特的生态水系。　质工程。　水资源的开发利用是郑东新区实施“水域靓　郑东新区人工湿地公园是东区首次大规模采　城”建设的重要内容。根据“组团式”开发的概念，　用人工湿地技术建设的生态保护主题公园和生物　城市基础设施分区建设，相继完成了如意湖、如意　环境教育基地，该系统主要是负责处理ＣＢＤ如意　河（部分）和昆丽河的开挖，形成了绿树成荫、河　湖水和运河水。系统日处理水量约为１０　０００　。最　流湖泊相映、碧波荡漾，富有魅力和特色的现代化　大日处理可以达到２０　０００ｍ。，也是目前全国城市生　城市。但因其他河渠的综合整治尚未完成，目前只　态湿地水体处理系统中水处理能力最大的人工湿　对人工湖和运河封闭蓄水。为保证相对封闭的水体　地工程之一。经该系统处理后，流回如意湖的水质　收稿日期：２０１１—０９—１５　作者简介：刘设（１９７３一），男，河南登封人，园林工程师，主要从事园林景观建设施工管理工作。　

ｌ８　河　南　林业科技　第３ｌ卷　达到国标ＧＢ３８３８—２００２Ⅱ类水质，使中心湖水表体　经常保持在国家Ⅲ类水质标准。　３人工湿地公园净化功能　３．１湿地的功能　中的氮、磷元素，既起着净化水体的作用，同时也　是很好的绿化观赏植物。　（２）中央控制系统是整个湿地水质净化系统　的控制监测中心，其内设置有水质分析实验设备、　配电控制系统、湿地监视系统及管理人员办公设施　等。　湿地具有物质生产、大气组分调节、水分调节、　净化、提供动物栖息地、调节局部小气候等多种功　能，特别是湿地能够分解、净化环境物，起到“排　（３）温室主要是解决水生植物的过冬及来年　春季种苗培育问题。　毒”、“解毒”的功能，因此被人们喻为“地球之肾”。　而人工湿地公园就是充分利用湿地中有相当一部　分的水生植物（包括挺水性、浮水性和沉水性的植　物），具有很强的清除毒物的能力，是毒物的克星。　据测定，在湿地植物组织内富集的重金属浓度比周　围水中的浓度高出ｌ０万倍以上。正因为如此，人　们常常利用湿地植物的这一生态功能来净化污染　物中的病毒，有效的清除了污水中的“毒素”，达　到净化水质的目的。　３．２人工湿地系统的组成　（４）给排水管线和配电系统是湿地与中心湖　之间及湿地各池之间给水连接、水体循环等服务配　套设施。　３．３人工湿地公园水循环处理过程　郑东新区人工湿地体现了生态、环保和可持续　发展的理念，符合科学发展观的要求。净化水质技　术摒弃了传统的过滤、撒药等污水处理方法，主要　利用植物的化学作用、微生物的生物降解及填料的　物理作用，吸收或者分解污水里的污染物质和营养　物质，使污水得到深度净化，实现水资源的循环利　用，而且，水处理过程不存在异味，冬季低温不影　响水处理效果。　如意湖和运河水首次注入原水，补水主要为收　纳城市雨水和周边高层建筑施工降水。依据水质监　测状况，当如意湖湖区水体需要净化处理时，由水　泵将水经地下管道抽送至人工湿地。进入湿地后，　郑东新区的人工湿地系统主要由中央控制系　统、温室、人工湿地及给排水管线和配电系统４大　部分组成。　（１）人工湿地是发挥水质净化作用的主体。　由４个跌水曝气池、８块湿地及连通管线组成，每　个跌水曝气池供应两块湿地用水。　跌水曝气池为浆砌卵石结构，每个曝气池分为　级跌水池、二级跌水池、三级跌水池，通过这种　一先经过跌水曝气池加氧，然后依次流经一级生物　池、一级碎石床、二级生物池、二级碎石床进行过　滤、除磷氮，最后经地下管道流回ＣＢＤ湖区　经　过处理的再生水不仅可以补充ＣＢＤ如意湖及周边　瀑布式流水的方式，为湿地水体进行充氧，增加水　，　体的氧元素。　每块湿地由一级生物池、一级碎石床、二级生　物池和二级碎石床组成，碎石床内和生物池内栽种　水生植物，包括：香蒲、苍蒲、美人焦、芦苇、水　竹、水葱、水芹菜等，这些水生植物能够吸附水体　公园水景用水，还可以用于景观绿化浇灌，同时，　还具有调节局部微气候、改善小区域生态环境的功　能。如图ｌ所示。　　一鉴ｌ　黹　ＨＬ　．二：二二：　’。’。　。。　。。。。。。．—　一一—。。。’。。　。。‘　。　—。‘　。　‘　｝＋一　‘‘‘‘‘　‘‘　。——一　　水　Ｉ　Ｌ。　。。　。　。　’。。‘　。’　’　—Ｊ　Ｉ　沉　妻磊　ｈ　蠢　！遂　一一一一一一一——　！　Ｉ　图１　人Ｔ湿地水处理系统流程图　３．４人工湿地的水质净化原理　郑东新区ＣＢＤ人工湿地水质净化系统是利用　生态系统中物理、化学、生物的３重协调作用，通　过过滤、吸附、沉淀、植物吸收、微生物降解等方　法，实现了对污染物质的高效分解和净化。水质净　化系统不仅能去除有机物，而且能脱氮除磷、去除　

第４期　刘议等：水循环处理与园林景观的融合　１９　重金属。本科研技术系统是由国家环境保护总局华　南环境科学研究所资深研究员、享受国务院特殊津　公园则是其中最独具特色的景观绿地。　公园规划充分融合水循环处理和园林景观两　方面的因素，以绿化为底，水系统分布其中。园内　共种植有１１０多种水生及园林植物，以不同的生态　习性创造不同的生态环境和景观效果，不但增加了　湿地公园内景观的多样性，而且对湿地生态平衡起　着重要的作用。公园中心区域是回转曲折的生态水　体，取太行石布设水岸，水中荷花点缀，岸边局部　设木平台和花架，幽静自然；中层沉淀池内主要种　贴专家汪俊三教授经过多年研究取得的成果。该技　术已通过国家环保总局鉴定，达到国际同类研究领　先水平，并获得２００２—２００４年度国家环保总局科技　进步奖。　净化系统首先将污染水中的铁离子氧化除锈。　这个程序由跌水氧化及除锈滤池处理。　污水中污染物可分３类，第１类污染物为悬浮　物、第２类污染物为有机污染物；第３类污染物为　无机盐氮Ｎ和磷Ｐ。　悬浮物的去除主要靠沉淀作用和被吸附作用，　以植物碎石床为主的综合生态处理工艺的去除效　果非常好，当水力负荷小于０．８　ｍ３／ｍ。，其去除率都　在９５％以上。　有机污染物的去除是靠本工程中的高等水植　物塘植物的根系和植物碎石床中的植物根系、碎石　面上的生物膜，能有效的将污水中的有机颗粒和胶　体吸附，随后被微生物降解。植物碎石床对主要有　机污染物ＢＯＤ５的去除率，在水力负荷０．４～０．６　ｍ：ｊ／ｍ　・ｄ情况下，一般在８０％～９０％之间。　对磷的去除是通过微生物的积累、植物的吸收　和碎石床的物理化学等几方面的协调作用共同完　成的。　对氮的去除是依据富营养化湖水中的氮一般　主要以有机氮和氨氮的形式存在，有机氮在人工湿　地系统中被异养微生物首先转化为氨氮，而氨氮在　硝化菌的作用下被转化为无机的亚硝态氮和硝态　氮，而后一部分被植物根系吸收，另一部分在厌氧　条件下通过反硝化菌的作用从系统中逸出。　实践证明，人工湿地对ＣＢＤ如意湖的水体净　化具有非常明显的效果。　４人工湿地公园景观功能　因人工湿地公园位于郑东新区中央商务区　（ＣＢＤ）内外环路之间且紧邻运河，优越地理位置　要求其不仅满足水处理功能，还必须具有良好的城　市园林景观效果，两者相辅相成、缺一不可。作为　郑东新区核心区和郑州市的商务中心区的ＣＢＤ，规　划总面积约３．４５　ｋｍ　。环形规划的高层建筑和大面　积的生态绿地及水体共同营造“水域靓城”的城市　景观。ＣＢＤ规划公园总面积约１５０万ｍ　，包括：　城市公园（其分石、水、竹、土、木、禅６类）、　河川公园、中央公园和郑州之林公园等，人工湿地　植芦苇、香蒲等水生植物，郁郁葱葱、风生水起；　外层合理种植各种园林植物，景观效果突出。整个　人工湿地公园以水系为贯穿主线，以小桥，花架为　衬托，木道穿插、步移景异。从外部看是一个环境　优美的城市绿地，进入内部则别有洞天一完全是一　幅身居闹市难以观赏到的湿地画面，让到此的游人　充分享受到独有的自然风光而流连忘返。　５人工湿地公园建设投资及运行费用　－与同等规模的污水处理厂相比，其建设费和运　行费用仅相当于后者的１／２和１／５。　５。１投资比较　人工湿地的投资约为二级污水处理工艺的　４１．　。二级污水处理一般１吨水投资费为２　０００元，　人工湿地投资费约为８００元。　５．２运行费用比较　人工湿地运行不需要电耗　年运行费用约为为　二级污水处理厂运行费的１２．５％。二级污水每处理１　吨水直接费用为０．５元，人工湿地每处理１吨水直　接费用为０．１元。　６结束语　郑东新区人工湿地公园是集污水处理、环境保　护、科普教育和休闲观赏等功能于一体的水处理先　锋技术，不但具有生态环保的功能优势，而且建设　成本、运行管理费用低廉。先后被全国节约用水办　公室等部门命名为“全国节水教育基地”　、“河南　省节水教育示范基地”和“郑州市科普教育基地”。　另外，该系统通过与园林景观设计相结合，充分利　用湿地内的绿色植物和水体，在发挥水质净化功能　的同时，又为城市环境营造了一处独具特色的休闲　观赏景区。　（责任编辑：千团荣）