王凱軍：大型人工濕地在京津冀河道水質提升、景觀改善中的保障作用（上）

水專項在京津冀地區先后部署了近十個不同類型的大型濕地建設。在2020年《中國給水排水》舉行的第四屆“中國污水處理廠提標改造高級研討會”上，王凱軍教授非常系統的，第一次公開、綜合展示了京津冀地區水專項在濕地方面的探討和研究成果。

本文根據其發言整理，分為上下兩部分推送。在上篇，重點強調了濕地基本功能的不同應用場景和案例。針對濕地處理污水提升出水水體水質這一重要功能之外，發言還著重強調了濕地在調節地表徑流、保護生物多樣性、提升景觀效果等方面的高級功能。這些看似不常用的功能，卻同樣非常重要。

水質提升的老技術、新方法：人工濕地

這些年我們遇到了許多提標改造問題，對此技術界也有很多討論。那么，河道水質到底應該是什么樣子？

我舉個例子，在某城市河道處，總有一些市民去冬泳。為此，水務局相關部門專門在河邊懸掛了一個條幅，上面寫著“游泳請到正規場所，野泳危險，害人害己”。冬泳的老百姓表示不滿，又掛了一個橫幅，上面寫著“習主席說全民健身是建成小康社會的重要基礎”。上圖左側圖是國外的一個河道，親水是第一要素。美國對河道的法律法規非常繁瑣，但是其核心要求是“可游”、“可漁”。這兩個要求非常簡單，前者要求水質市民可直接接觸沒有危害性，后者則要求水質不引起生物變異，產生生物鏈效應，危害人類。

環境保護是環保法賦予地方政府的義務。一些特殊地區主動追求與其經濟、社會發展相適應的更高的環境質量標準，這是地方政府環保責任的剛性需求，無可厚非。從全國范圍來講，這也是十九大報告指出社會主要矛盾的體現，即“社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾。”很多地方相繼提出了更嚴的環境質量標準。今后會不會有更嚴的標準，我想是有可能的。滇池便是其中一個很好的例子。在長達20多年反復投入和不達標之后，近年滇池提出了全國最嚴的標準，總磷要求達到0.05 mg/L，總氮要求小于5 mg/L。

我今天僅從技術上來講濕地的作用。最近幾年，山東省環保廳在南水北調南四湖開展了大量的水污染控制工作，河北環保廳近期也發布了大清河流域標準。兩地都把濕地建設正式引入到了污染控制和標準里。在大清河流域標準中，將濕地作為污水處理廠的延伸環節。這給了我們一個可能的技術選項，我們改善水環境的工具箱里也多了一個工具，其中之一是更多考慮污水處理廠和生態措施的結合。

人工濕地是一種老的技術，但是我們現在將其作為一個新方法來看。

大型人工濕地功能分析

濕地的定義非常廣泛。按照《國際濕地公約》的定義，濕地系指不論其為天然或人工、常久或暫時之沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶，帶有靜止或流動、或為淡水、半咸水或咸水水體者，包括低潮時水深不超過6米的水域。而人工濕地的定義非常局限，僅指一個土地處理系統。美國魚類和野生生物保護機構于1979年在“美國的濕地深水棲息地的分類”給出了一個容忍度非常高的定義：“陸地和水域的交匯處，水位接近或處于地表面，或有淺層積水，至少有一至幾個以下特征：

（1）至少周期性地以水生植物為植物優勢種；

（2）底層土主要是濕土；

（3）在每年的生長季節，底層有時被水淹沒。

重新定義濕地：這里介紹的主要是針對城市污水廠退水的大系統，對象一般是3萬噸以上，主要是10萬噸、20萬噸，污染或微污染河道的大型人工濕地，以水質改善達到河湖環境質量標準為目標，通過濕地建設同時起到提升景觀效果、為市民通過休閑場所的作用。

總結上述濕地的定義和功能，可以看出大型濕地主要有如下幾個我們關心的功能：

處理污水，改善水質；

營造濕地，調節地表徑流；

保護生物多樣性，調節小氣候；（大型的濕地才有這個效果）

提升景觀效果，提供旅游資源；

下面逐一解釋和介紹這些功能：

1、處理污水，改善水質

這里給出水專項的一個典型案例：天津濱海工業帶尾水人工濕地（臨港濕地二期），其北與臨港濕地一期接壤，總占地面積約為183公頃。為有效修復濕地生態功能，保護鳥類棲息地，維護生態多樣性，二期工程按照國家濕地公園要求進行建設。公園以水處理為主題，兼具景觀效果，分為科普宣教區、人工濕地區和原生濕地鳥類保護區，曾獲天津科技一等獎，是國內唯一一座大型工業園區內生態濕地公園。此外，與一期相比，二期能進一步處理工業區溢流的雨水，避免工業園區內因空氣中有害物質運輸造成的雨水污染對周邊環境的影響。據報道，目前二期已經投入運行。

該濕地直接處理工業尾水，尾水首先經臨港一期濕地，接著出水與園區初期雨水進入臨港二期濕地處理，并最終排入渤海。人工濕地區主要通過潛流濕地、表流濕地中基質、植物和微生物的共同作用，有效去除氮、磷污染物，改善水質、凈化水體。集配水渠均用碎石作為填料，濕地植被種植土層約為20 cm，以挺水植物蘆葦為主。

2、營造區域濕地，調節地表徑流

現代社會由于城市路面硬化，高樓林立，無法滯留雨水。如果說城市干涸了可以理解，農村為什么也干涸了呢？

以北京市為例。2014年2月，習總書記在北京考察，來到他小時候居住過的玉泉山地區，指出了北京河水斷流、地下水超采等生態系統退化問題，提出要保護水文化，看得見山、看得見水、記得住鄉愁。

而北京過去是什么樣呢？一直到解放前，北京市整個水系統是由元朝郭守敬設計，把昌平白浮泉的水及沿途共攔截11處泉水，匯聚為積水潭，成為大運河的端頭，再往東流向通州匯入北運河。白浮泉是通惠河的源頭，到建國初期仍可澆灌300余畝水稻田。1959年8月，水利部門勘測出白浮泉水的日流量為20多噸。這么小的水量，加上北京的地表徑流，就保持了在解放初期的“水鄉北京”，并為約660萬的常駐人口供水。所以，有限的水資源維持一個地方的水系和濕地結構是完全可能的。

基于以上分析，若污水廠數萬噸的流量，通過水質提升，可否像白浮泉一樣支撐一個區域的水生態系統的重構？我們現在來進一步計算，如果徑流管理合適，在農村一個500噸的污水處理廠可以保持20-30公頃的濕地。而在城市，一個5萬噸的污水處理廠，可以維持近3000公頃的濕地群。當然，我們也給出了一些具體的假設條件，如滲透系數、蒸發量等等，這里不再贅述。

也就是說，目前盡快排掉污水的徑流、雨水徑流的管理方式，使得整個城市、農村都是干涸的。小時候下完雨后，一些施工的大坑里便馬上積了水，半個月、三個月以后，就有了魚蟲，小孩子可以到里面游泳。這種現象說明即使在北方，維持適當的水面也是完全可能的。

3、生物多樣性保持的作用

人工濕地對生物多樣性的保持是非常有效的。以天津臨港濕地二期為例，該濕地除作為科普宣教區和人工濕地區，還包含原生濕地鳥類保護區的功能。原生濕地鳥類保護區在濕地的南部，主要以現狀水鳥棲息地為核心區。針對不同種類水鳥棲息時對水深的要求，進行地形塑造，打造人工島嶼，建設富有梯度的、適合各類型水鳥棲息的保護區。所以，濕地雖然不大，運行狀況非常好。

4、提升旅游資源，提升景觀效果

濕地群的建設不僅能夠保障水質安全，同時也能拓展綠色生態空間，打造沿河景觀。濕地群的建設需要結合區域內自然環境及成型空間，修復或延續生態功能，創造出適合動植物生存及充滿旺盛生命力的綠色生態廊道。

目前，圍繞京津冀水專項最重要的一條河道——永定河5個生態節點建設了濕地群。其中，八號橋濕地和媯水河濕地有效改善了官廳水庫的入庫水質。北京的新首鋼五湖一線建成，極大改善了永定河的生態環境，形成水面180hm2，綠化300hm2。

現在，在世博會官廳水庫，百里畫廊、新首鋼的五湖一線分別形成了一個景觀群，今后在北京南機場也會形成大的濕地景觀。宛平湖、曉月湖、園博湖、蓮石湖、門城湖，就是所謂的“五湖一線”，已經成為夏季北京市民重要的休閑地。這些濕地不僅僅處理污水，同時也對景觀提升和旅游資源提升起到了非常好的作用。

（本文為《大型人工濕地在京津冀河道水質提升、景觀改善中的保障作用》上篇，請繼續關注下篇）

原標題:王凱軍：大型人工濕地在京津冀河道水質提升、景觀改善中的保障作用(上)