昆明滇池城市濕地公園水系規(guī)劃

武彥生 李燕 潘潔 秦進

（1 昆明冶金高等專科學校環(huán)境工程學院，云南 昆明 650033；2 昆明冶金高等專科學校建筑工程學院，云南 昆明 650033；3 云南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院，云南 昆明 650021)

昆明滇池國際城市濕地公園位于昆明市南部滇池國家級旅游度假區(qū)內，緊鄰滇池，屬于“現(xiàn)代新昆明”核心地帶南緣。濕地公園是滇池湖濱濕地的重要組成部分，該濕地系統(tǒng)的建設將在滇池北岸筑起一道保護屏障，強化對濕地公園附近區(qū)域的點源和面源污染治理，減少進入滇池的污染負荷，改善排入滇池外海的水體質量，促進滇池湖濱生態(tài)系統(tǒng)的恢復。濕地公園建設與環(huán)湖截污處理構成完整的污染控制體系，對周邊濕地建設和滇池治理起到一定的生態(tài)教育示范作用，成為滇池污染防治工程的重要支撐。

1 研究區(qū)概況

昆明滇池濕地公園建設總面積163.3 hm2，人工快滲系統(tǒng)3 560 m2，復合人工濕地系統(tǒng)13.33 hm2，主要處理為園區(qū)補水的寶象河部分河水以及公園內的生活污水。恢復和建設天然濕地23 hm2，建設防護林帶35.78 hm2，目的是增強景觀功能、隔斷污染處理單元。濕地研究中心和示范基地4 hm2，一方面作為濕地植物園，展示滇池流域的物種多樣性，提高景觀功能；另一方面作為湖泊保護教育、科研和技術開發(fā)基地，提高市民和旅游者的生態(tài)環(huán)境保護意識。先期建設的啟動區(qū)位于濕地公園西北側，西起新寶象河東至既有農路，北以既有灌溉水圳為界，南至40 m城市道路，總面積26.5 hm2。

2 總體規(guī)劃原則

（1）貫徹嚴格保護、統(tǒng)一管理、合理開發(fā)、永續(xù)利用的指導思想。滇池是珍貴的自然資源，應在積極保護、合理開發(fā)的前提下，將保護、開發(fā)、教育與研究有機結合，達到滇池濕地生態(tài)系統(tǒng)保護與城市建設和諧發(fā)展的雙贏局面。

（2）充分考慮歷史、現(xiàn)在、未來三個階段的特點，科學預測濕地公園發(fā)展的各種需求，構建人與自然的和諧關系。

（3）實現(xiàn)資源的綜合保護和利用，并與社會經(jīng)濟發(fā)展水平和趨勢相適應。推動濕地生態(tài)科學的教育和研究，在保護滇池的同時，助推云南旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)良好的社會效益和生態(tài)效益。

（4）將濕地建設工程納入環(huán)滇池生態(tài)帶和面源污染控制系統(tǒng)，實現(xiàn)初期雨水的儲存調配功能以及面源污染治理的功能。

（5）結合滇池北岸社會、經(jīng)濟建設的要求，優(yōu)先選用投資少、運行費用低、土地利用效率高、工藝技術先進、技術含量高、運行管理方便的工藝流程和工程建設方案。

（6）在工程方案設計過程中，充分考慮景觀構建與生態(tài)效益。在濕地建設、景觀設計與植物種類選擇時，適當考慮濕地的經(jīng)濟價值和生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。

（7）按照植物生態(tài)位、物種多樣性原理進行濕地公園景觀區(qū)的植物配置。

3 滇池濕地公園水系規(guī)劃

3.1 水系規(guī)劃內容

結合環(huán)湖截污和污水處理工程、湖濱生態(tài)帶建設，構建水污染物排放與控制工程體系。按照滇池流域防污、減污、控污工程的總體布局，構建西亮塘濕地公園建設工程，增加城市景觀和居民休閑娛樂以及生態(tài)環(huán)境教育場所，控制水體污染，防治水土流失，改善滇池水體環(huán)境質量。根據(jù)區(qū)域現(xiàn)狀條件，對生活污水（沖廁及廚房排水）進行單獨處理，使其達到《污水綜合排放標準》的二級標準。達標排放的生活污水、區(qū)域內優(yōu)質排水以及寶象河河水可進入人工快滲處理系統(tǒng)和復合濕地處理系統(tǒng)，經(jīng)濕地系統(tǒng)的深度凈化后，達到景觀用水水質標準。

濕地公園水系建設的主要內容：①凈化處理項目區(qū)內住宅排放的生活污水及雨季的暴雨徑流；②恢復天然濕地，建設濕地研究中心和生物質能轉化中心；③建設相關的景觀和綠化工程，增加濕地公園的景觀層次；④公眾環(huán)保教育示范基地的建設。

設計要考慮非降雨期和降雨期的來水特點，采用處理效率高、截污能力強、降雨期有利于水流穩(wěn)定的設計技術。根據(jù)每部分的地形地貌特點設計相應的工程系統(tǒng)，盡量減小土方工程量。工程的布置應兼顧污染控制效果、生態(tài)效果、景觀效果和基建投資，實現(xiàn)工程的整體優(yōu)化。

3.2 水質凈化系統(tǒng)設計

水凈化系統(tǒng)的核心是構建人工快滲處理系統(tǒng)和復合濕地處理系統(tǒng)，經(jīng)過人工快滲處理后的污水進入人工濕地，經(jīng)過生態(tài)凈化后的水最終進入公園景觀湖（Craig et al,1999）。

人工快滲處理系統(tǒng)（Constructed Rapid Infiltration，簡稱CRI），既能應用于生活污水的處理，也能應用于受污染河流水質的凈化。該系統(tǒng)采用滲透性良好的天然介質作為主要滲濾材料代替天然土層。采用人工填充的天然河砂（天然河砂選用一定的顆粒級配），并摻入一定量的特殊填料，以保證既有較高的水力負荷，又能滿足出水的處理目標。CRI系統(tǒng)凈化機理包括過濾、生物膜作用以及吸附3個過程。

復合濕地處理系統(tǒng)由表面流人工濕地和水平潛流人工濕地組合構建，系統(tǒng)的水流運行綜合了表面流人工濕地和水平潛流人工濕地的特點（江巧靈,2018），例如下行垂直流濕地，填料床中水流由上向下垂直流動，水流流經(jīng)床體后被鋪設在出水端底部的集水管收集而排出處理系統(tǒng)。濕地系統(tǒng)節(jié)約了建設面積，利于脫氮、除磷，而且處理效果穩(wěn)定，單位面積處理效率高（趙薈等, 2018）。

3.2.1 設計進、出水水質指標 系統(tǒng)進水水源為寶象河河水，人工快滲處理污水量為4 000 m3/d。出水水質達到污水再生利用工程設計規(guī)范（GB50335-2016）的用水標準(表1)。

3.2.2 水質凈化工藝流程 工藝流程以接納城鎮(zhèn)生活污水或與生活污水性質相近的其它污水來設計(祁磊等，2018)(圖1、圖2)。

表1 進、出水水質指標 mg/LTable 1 Water Quality Indicators for Inlet and Outlet mg/L

3.3 水質凈化工程設計要點

3.3.1 人工快滲系統(tǒng) 人工快速滲濾污水處理系統(tǒng)是污水土地處理法中的一種類型，系統(tǒng)的機理是有控制地將污水投放于采用人工方法構筑的特定滲濾介質的表面，使其在向下滲透的過程中依次經(jīng)歷物理、化學和生物的作用，最終達到凈化污水的過程。

人工快滲系統(tǒng)由提升泵池、快滲池構成。人工快滲處理單元中污水先進入提升泵池，在提升泵池內匯集污水，調節(jié)水量，滿足對快滲池的布水要求。污水經(jīng)過一次提升，后續(xù)處理工藝均為重力自流。出水進入人工快滲池，利用滲池的物理、化學和生物反應去除水中的生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、懸浮固體（SS）、氨氮、總磷等。經(jīng)過人工快滲系統(tǒng)的深度處理，出水水質可達到景觀用水標準(圖3)。

3.3.2 人工復合濕地系統(tǒng) 經(jīng)人工快滲系統(tǒng)凈化處理后的水體進入人工復合濕地系統(tǒng)，水體在濕地植物、基質和微生物的共同作用下，進一步得到凈化。根據(jù)人工濕地的長度以及地面高程，分別采用表面流濕地或表面流濕地與潛流濕地的組合型式，在復合人工濕地末端設置穩(wěn)定塘，處理后的水體經(jīng)穩(wěn)定塘和出水系統(tǒng)進入天然濕地(圖4)。

復合人工濕地由污水收集系統(tǒng)、布水系統(tǒng)、配水系統(tǒng)、濕地系統(tǒng)、穩(wěn)定塘和出水系統(tǒng)組成。

（1）污水收集系統(tǒng)。收集濕地公園沖廁水及廚房排水，經(jīng)管道排出后，匯流至生活污水排水干管，進入污水處理站。污水經(jīng)二級處理達標后，進入人工快滲系統(tǒng)，出水進入人工濕地處理單元。

圖1 工藝流程示意圖Fig.1 Flow chart of water system process

圖2 凈化系統(tǒng)平面布置示意圖Fig.2 Plan of sewage treatment system

圖3 人工快速滲濾系統(tǒng)基本流程圖Fig.3 Basic fl ow chart of artif i cial rapid inf i ltration system

圖4 人工復合濕地處理系統(tǒng)流程示意圖Fig.4 Flow chart of constructed composite wetland treatment system

（2）濕地進水系統(tǒng)。進水系統(tǒng)對濕地的設計和運行至關重要，其布水的均勻性和結構的合理性直接影響濕地系統(tǒng)的處理效果。布水系統(tǒng)主要包括兩部分：①將人工快滲出水均勻分布到人工濕地；②將人工濕地出水經(jīng)穩(wěn)定塘均勻分布到天然濕地系統(tǒng)。配水系統(tǒng)是指連接布水系統(tǒng)和復合人工濕地系統(tǒng)的溝渠，將污水從布水系統(tǒng)配布到濕地系統(tǒng)。

（3）復合型濕地系統(tǒng)。由表面流濕地以及表面流和潛流濕地組成。表面流濕地結構簡單，投資小，能夠適應降雨期濕地進水量的變化，發(fā)揮對雨水的貯存和調蓄作用。復合濕地采用表面流濕地和潛流濕地組合工藝，通過填料帶設置可以增加濕地中的生物量，強化濕地對氮磷污染物的去除效果，并與濕地內部的通道結合起來，實現(xiàn)多種功能。

表面流濕地設計平均水深0.4 m，盡量利用各單元的地形，局部平整形成坡度，平均坡度3‰～5‰，面積3.33 hm2。通過潛流濕地填料的選擇吸附性以及介質、土壤、植物、微生物的綜合作用，可去除水中的氮磷物質，同時填料床可達到均勻布水的目的，潛流濕地面積10 hm2。

（4）穩(wěn)定塘。在復合人工濕地末端開挖有效深度0.5 m，水面面積6 300 m2的穩(wěn)定塘，在其上人工種植漂浮植物。穩(wěn)定塘可截留濕地中的植物碎屑，提高復合人工濕地的出水水質，增強濕地的整體景觀效果。降雨時，穩(wěn)定塘可截留泥沙和植物殘渣，提高氮磷負荷削減量。利用開挖的土方建造出水系統(tǒng)的土堰（武彥生, 2015）。

（5）濕地公園循環(huán)水量經(jīng)園區(qū)后進入與人工濕地單元并行排列的河流濕地，河流濕地長度2100 m，河道水深0.2～0.5 m，表面積9 200 m2。

（6）出水系統(tǒng)。穩(wěn)定塘出水進入后端的自然濕地。在出水端設置出水堰，采用簡易土堰結構，并在堰頂每間隔2 m均勻布設一出水口。為便于行走和持久耐用，出水堰頂部鋪0.2 m厚的碎石。自然濕地出水后進入湖泊濕地。

4 結語

滇池濕地是珍貴的自然資源，滇池城市濕地公園水系規(guī)劃充分體現(xiàn)了“濕地嚴格保護、統(tǒng)一管理、合理開發(fā)、永續(xù)利用”的指導思想，開展城市濕地公園的規(guī)劃建設是濕地資源保護與合理利用的重要措施。由于濕地的復雜性和多樣性，決定了濕地公園規(guī)劃設計的復雜性和綜合性，濕地公園的規(guī)劃建設必須因地制宜，根據(jù)當?shù)氐臍夂?、水文、水質、地質等條件，并結合區(qū)域的經(jīng)濟、文化背景進行規(guī)劃建設。

昆明滇池泛亞國際城市濕地公園是建設昆明生態(tài)型現(xiàn)代化城市的具體體現(xiàn)，開展水系規(guī)劃設計與該區(qū)域生態(tài)旅游和生態(tài)農業(yè)區(qū)域的長期規(guī)劃目標一致，貫徹落實了云南省委、省政府及昆明市委、市政府提出的“滇池濕地生態(tài)要科學教育、研究、建設一體化推進”的要求。昆明滇池城市濕地公園水系規(guī)劃改善了滇池水質，推東了云南旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了良好的社會效益和生態(tài)效益。昆明滇池城市濕地公園的水質凈化系統(tǒng)可為國內同類濕地公園的規(guī)劃建設提供有益的借鑒經(jīng)驗。