海绵城市背景下的城市人工湿地设计研究

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中国作为发展中的大国,近年来许多城市频繁遇到城市内涝问题。快速城市化进程中城市建成区过大、不可渗透地面过多、市政设施不完善,雨水管网设计标准过低等因素造成城市地表雨水径流量过大。我国城市面临的水生态问题不仅仅是洪涝灾害,还面临着严峻的水资源短缺和水污染问题,因此国家提出海绵城市的概念。其中城市人工湿地这样一种兼具净化、调蓄、景观等多元化功能的绿色基础设施在海绵城市的建设中必将起到不可替代的作用。现在在人工湿地的建设上有两种趋势:风景园林学科设计的人工湿地更多的关注景观效果,但对污染物的控制往往达不到理论上的效果。环境学科从污染物去除的有效性方面出发,但景观视觉效果不理想。本研究的目的是在用地紧张的城市中使人工湿地在海绵城市的背景下发挥其综合性功能:净水功能、蓄水功能、景观功能、科普功能等。这种多功能的发挥,就需要兼顾景观效果和生态效益这两个方面。本文首先对国内外海绵城市及人工湿地的相关概念进行梳理,并对相关案例进行分析,总结已建成的城市人工湿地的优缺点。第二,选取北京市奥林匹克森林公园人工湿地、玉渊潭人工湿地和颐和园葫芦河为研究对象,通过全年水质监测、径流模拟、调研分析等方式对人工湿地污染物控制能力、径流控制能力和景观效果三个方面进行分析研究。发现研究区人工湿地TP均严重超标;污染控制能力:奥林匹克森林公园人工湿地>玉渊潭湿地>葫芦河;径流调蓄能力:奥森>葫芦河>玉渊潭;景观效果:玉渊潭>奥森>葫芦河。针对研究区人工湿地在运行中存在的问题,分析其原因并提出相应的改善策略。第三,根据对文献、国内外案例、实地监测等的分析研究提出海绵城市背景下城市人工湿地实现净水、蓄水、景观等多元化功能的综合设计建议,为今后海绵城市建设中城市人工湿地的建设提供参考。第四,选取西宁市湟水河人工湿地项目对论文中的海绵城市人工湿地设计方法进行实践应用和验证。
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