人工濕地的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)

人工濕地的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1人工濕地的定義 1\o"CurrentDocument"2人工濕地的分類(lèi)及結(jié)構(gòu) 1\o"CurrentDocument"2.1按濕地植物種類(lèi) 1\o"CurrentDocument"2.2按濕地功能定位和用途 2\o"CurrentDocument"2.2.1水質(zhì)處理型人工濕地 2\o"CurrentDocument"2.2.2生境支持型人工濕地 3\o"CurrentDocument"2.2.3景觀游憩型人工濕地 3\o"CurrentDocument"2.2.4雨洪調(diào)蓄型人工濕地 4\o"CurrentDocument"2.3按水的流動(dòng)狀態(tài) 4\o"CurrentDocument"2.3.1表面流濕地 4\o"CurrentDocument"2.3.2水平潛流濕地 5\o"CurrentDocument"2.3.3垂直潛流濕地 6人工濕地的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)1人工濕地的定義濕地是一種具有多功能的生態(tài)系統(tǒng)，被譽(yù)為“地球之腎”，具有保持水源、凈化水質(zhì)、蓄洪防早、調(diào)節(jié)氣候和維護(hù)生物多樣性等重要作用?！稘竦毓s》將其定義為：不問(wèn)其為天然或人工長(zhǎng)久或暫時(shí)性的沼澤地、泥炭地水域地帶，靜止或流動(dòng)的淡水、半咸水、咸水體，包括低潮時(shí)水深不超過(guò)6m的水域。自然濕地和人工濕地是自然界中常見(jiàn)的兩類(lèi)濕地。美國(guó)濕地專(zhuān)家博士Hammer等將人工濕地定義為:“一個(gè)為了人類(lèi)利用和利益，通過(guò)模擬自然濕地，人為設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植被、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體”。具體地，人工濕地就是通過(guò)模擬天然濕地的結(jié)構(gòu)與功能，選擇適宜的地理位置、地形，根據(jù)人們的需要人工建造和監(jiān)督控制的濕地。因此，人工濕地的概念有廣義和狹義之分。廣義的人工濕地是指人類(lèi)為滿(mǎn)足生產(chǎn)、生活、防災(zāi)、污水處理等目的人工修的濕地（如塘壩、魚(yú)塘、水景、稻田、水庫(kù)、潛流濕地等）。它以人類(lèi)利益為主要目標(biāo)，以社會(huì)服務(wù)為主要功能，不僅可以用于污水處理，還可以用于營(yíng)造景觀、恢復(fù)自然濕地等，因此可稱(chēng)為“功能性人工濕地”。其中，主要用于實(shí)現(xiàn)水質(zhì)改善功能的人工濕地，可以稱(chēng)為水凈化人工濕地。它可以分為水生植物系統(tǒng)（包括浮水植物系統(tǒng)、沉水植物系統(tǒng)、挺水植物系統(tǒng)）和濕生（耐濕）植物系統(tǒng)。本文所指的人工濕地是狹義的人工濕地，即人工濕地污水處理系統(tǒng)。人工濕地污水處理系統(tǒng)是人工建造的、可控制的和人工化的濕地系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)和建造是通過(guò)對(duì)濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用的優(yōu)化組合來(lái)進(jìn)行污水處理。人工濕地對(duì)水的凈化是填料、植物和微生物共同作用的結(jié)果。2人工濕地的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)2.1按濕地植物種類(lèi)按照不同的分類(lèi)方式，人工濕地可分為不同種類(lèi)。如按濕地植物種類(lèi)可分為挺水植物人工濕地系統(tǒng)、浮生植物人工濕地系統(tǒng)和沉水植物人工濕地系統(tǒng)挺水系統(tǒng)7 : 洋生系統(tǒng) 沉水系統(tǒng)挺水系統(tǒng)7 : 洋生系統(tǒng) 沉水系統(tǒng)圖2-1按濕地植物種類(lèi)分2.2按濕地功能定位和用途若按濕地的功能定位和用途，人工濕地又可分為水質(zhì)處理型濕地、生境支持型濕地、景觀游憩型濕地及雨洪調(diào)蓄型幾種類(lèi)型。2.2.1水質(zhì)處理型人工濕地水質(zhì)處理型人工濕地是適用于處理農(nóng)村生活污水、農(nóng)田退水和地表徑流等的人工濕地。該類(lèi)型小微濕地選取特殊的填料作為基質(zhì)，并采用針對(duì)性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為水質(zhì)處理型植物及微生物創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)條件，從而使其可以極大地發(fā)揮濕地的生物凈化能力，使水中的有機(jī)物、氮、磷、重金屬和一些有毒有害物質(zhì)沉淀、降解或進(jìn)入生物循環(huán)鏈，實(shí)現(xiàn)污水的低成本生態(tài)處理。圖2-2水質(zhì)處理型人工濕地圖2-2水質(zhì)處理型人工濕地2.2.2生境支持型人工濕地因濕地處于水陸系統(tǒng)的過(guò)渡地帶，濕地中動(dòng)植物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)兼有兩種系統(tǒng)的部分特征，具有豐富的生物多樣性。生境支持型人工濕地的營(yíng)造主要通過(guò)對(duì)濕地中水源、地形、土壤、動(dòng)植物因子的設(shè)計(jì)，以期為當(dāng)?shù)氐膭?dòng)植物提供適宜的生境。生境支持型小微濕地適用于人為活動(dòng)較少，生物多樣性較豐富的區(qū)域。圖2-3生境支持型人工濕地2.2.3景觀游憩型人工濕地景觀游憩型人工濕地的建設(shè)側(cè)重于為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┯瓮骀覒虻膱?chǎng)所，適用于人口較為集中、景觀需求較高的區(qū)域。景觀游憩型小微濕地在實(shí)現(xiàn)生境支持、水質(zhì)凈化、雨洪調(diào)蓄等濕地功能的同時(shí)融合人文景觀，具有生態(tài)、科學(xué)、教育以及歷史文化等多重價(jià)值。圖2-4景觀游憩型人工濕地2.2.4雨洪調(diào)蓄型人工濕地雨洪調(diào)蓄型人工濕地主要突出小微濕地吸收和存儲(chǔ)洪水、調(diào)節(jié)小環(huán)境水位的作用。雨洪調(diào)蓄型小微濕地的構(gòu)建可結(jié)合濕地景觀及濕地凈化功能，設(shè)計(jì)為多功能調(diào)蓄池，即平時(shí)可發(fā)揮正常的水體凈化、休閑娛樂(lè)等功能，在暴雨發(fā)生時(shí)著重發(fā)揮調(diào)蓄功能，實(shí)現(xiàn)土地資源的多功能利用。圖2-5雨洪調(diào)蓄型人工濕地2.3按水的流動(dòng)狀態(tài)在污水處理領(lǐng)域，按照系統(tǒng)布水方式及污水在系統(tǒng)中的流動(dòng)方式，也可將人工濕地分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地三種類(lèi)型。不同類(lèi)型的人工濕地污水處理系統(tǒng)具有不同的技術(shù)特征和適應(yīng)性，其水質(zhì)凈化效果亦有差異。2.3.1表面流濕地表面流人工濕地：具有自由水面，所以也稱(chēng)自由水面人工濕地。其與自然濕地相類(lèi)似，采用表面布水的設(shè)計(jì)方式，水面暴露于大氣，水位通常較淺（一般為0.1m?0.6）污水經(jīng)布水渠進(jìn)入濕地床體，污水在整個(gè)人工濕地的表層水平推流式流動(dòng)，通過(guò)濕地植物、基質(zhì)及內(nèi)部微生物間物理、化學(xué)、生物的綜合作用得到凈化，然后，水流至濕地末端而流出，完成整個(gè)污水凈化過(guò)程。

圖2-6表面流人工濕地機(jī)構(gòu)示意圖由于與大氣具有廣闊的接觸面積，使得表面流濕地系統(tǒng)氧氣供應(yīng)充足，對(duì)懸浮物、有機(jī)物的去除效果較好；但對(duì)氮、怫的去除率相對(duì)較低。表面流人工濕地具有投資低，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)有水力負(fù)荷低、占地面積大、夏季蚊繩滋生、易受氣候條件影響等缺點(diǎn)。該系統(tǒng)多見(jiàn)于北美地區(qū)，一般應(yīng)用于江河湖泊的水質(zhì)凈化及生態(tài)修復(fù)。圖2-7表面流人工濕地構(gòu)建意向圖2.3.2水平潛流濕地水平潛流人工濕地：一般由土壤和各種填料組成的基質(zhì)層、表層種植的濕地植物及其深入基質(zhì)層的發(fā)達(dá)根系構(gòu)成的根區(qū)微生物組成。底部一般設(shè)有隔水層，用于將系統(tǒng)底部與地表分開(kāi)，防止污水滲入地下；且系統(tǒng)縱向有一定的坡度保證污水順暢流過(guò)。污水一般由沿濕地床構(gòu)建的布水溝（內(nèi)置填料）或布水管進(jìn)入濕地系統(tǒng)內(nèi)，沿基質(zhì)層下部形成潛流并呈水平滲濾推進(jìn)，通過(guò)基質(zhì)表層的生物膜、豐富的植物根系及基質(zhì)的截留等作用得到凈化，然后，從系統(tǒng)末端集水管流出。為節(jié)約濕地面積可設(shè)計(jì)為多層潛流方式，在出水端填料層不同高度處設(shè)置出水管，

從而達(dá)到控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)水位的目的。圖2-8水平潛流人工濕地結(jié)構(gòu)示意圖與表面流人工濕地相比，由于水平潛流人工濕地中基質(zhì)填料的作用得到了充分的發(fā)揮，故系統(tǒng)、、及重金屬等污染物去除效果較好，該系統(tǒng)還具有保溫性良好，水力負(fù)荷高，運(yùn)行效果受氣候條件影響小、衛(wèi)生條件較好等特點(diǎn)，但其存在投資較高、管理相對(duì)復(fù)雜、且對(duì)氮、磷去除效果欠佳等缺點(diǎn)。水平潛流人工濕地常見(jiàn)于英、德、丹麥等歐洲國(guó)家，目前己廣泛應(yīng)用于石油化工、造紙、制革、鋼鐵、制藥等工業(yè)廢水及生活污水處理領(lǐng)域。圖2-9水平潛流人工濕地構(gòu)建意向圖2.3.3垂直潛流濕地垂直潛流人工濕地：是在水平潛流人工濕地基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種工藝，兼具水平潛流濕地和土地滲濾處理系統(tǒng)的特征。污水經(jīng)地表布水裝置，垂直下行滲流入床體底部，通過(guò)系統(tǒng)地表與地下滲濾過(guò)程中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物反應(yīng)得到凈化，最后經(jīng)底部集水管或集水溝流出。垂直潛流濕地通常采用間歇進(jìn)水，氧通過(guò)

空氣自由擴(kuò)散與植物根莖運(yùn)輸進(jìn)入濕地內(nèi)部，使整個(gè)系統(tǒng)處于不飽和狀態(tài)或半飽和狀態(tài)，故該系統(tǒng)硝化能力強(qiáng)，氮去除效果較好。圖2-10下行垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)示意圖圖2-11上行垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)示意圖同樣，垂直潛流人工濕地具有水力負(fù)荷較大，占地面積相對(duì)較小的優(yōu)點(diǎn)，存在施工要求高、操控復(fù)雜、有機(jī)物去除能力欠佳、易發(fā)生堵塞及蚊幡滋生等問(wèn)題，目前主要用于富營(yíng)養(yǎng)水體、景觀水體處理，不如水平潛流濕地應(yīng)用廣泛。圖2-12垂直流人工濕地構(gòu)建意向圖

表2.1三種類(lèi)型人工濕地比較類(lèi)型表面流人工濕地水平潛流人工濕地垂直潛流人工濕地特點(diǎn)污水在濕地的表面流動(dòng)，水位較淺，多在0.1?0.6m,與自然濕地最為接近污水在濕地床的內(nèi)部流動(dòng)，從一端水平流過(guò)填料床污水在濕地床的內(nèi)部流動(dòng)，從濕地表面縱向流向填料床的底部，或者從底部流向頂部。優(yōu)點(diǎn)/r/