沈阳市浑南区作为全国第三批生态文明建设试点区,多年来为保障浑南水系环境安全,实施了多项综合整治等工程,区内生态环境得到极大的改善。近几年随着城镇化建设内涝频发,径流污染,雨水资源大量流失,对浑南区生态环境造成了一定的影响。海绵城市建设将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。浑南区河湖水系在沈阳城区水系格局中起着至关重要作用,在浑南区海绵城市规划建设中拟通过新建湿地解决内涝、雨洪资源利用等问题。本次以浑南区海绵城市建设中拟建湿地为研究对象,通过拟建湿地水体中主要污染物在蓄存与渗透过程中的水环境效应研究为浑南区的湿地规划开展提供一定的科学依据。本次研究得到的主要成果如下:(1)浑南区水环境特征分析。通过收集沈阳市浑南区的自然概况资料,对研究区内地质地貌、气象、水文特点进行分析;对浑南区布点监测获取地表水、地下水监测数据,运用恰当的数学方法对水环境质量进行评价。对地表水运用综合标识指数法确定地表水水质,对研究区地下水运用模糊综合评价法确定地下水水质,得出无论是丰水期还是枯水期,浑南区地表水均不能达到功能区标准,地下水水质为Ⅱ类或者Ⅲ类水质,丰水期水质好于枯水期,其中在监测的污染物中,氨氮污染更为严重,所以本次研究选取氨氮作为主要污染物研究对象。(2)拟建湿地的土壤生物地球化学性质分析。根据测定的土壤容重、孔隙率、含水率、岩性成份等物理性质,得出拟建湿地土壤岩性为粉质粘土,根据高通量测序,得出各采样区细菌群落丰度及多样性并没有显著差别,根据细菌群落结构组成的测序结果可以知道,门水平上群落组成中变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)为优势,其相对丰度均大于10%;而变形菌门是其中所占比例最大的,变形菌门中的一些细菌具有脱氮功能,如氨氧化细菌或者反硝化细菌等;放线菌门的细菌也可以对自然界中的氮循环发挥作用。(3)拟建湿地土壤对污染物的静态吸附与解吸试验。通过静态吸附与解吸试验,了解拟建湿地土壤对水体污染物氨氮的静态吸附与解吸过程,确定污染物在其中发生的吸附与解吸作用及特征,根据氨氮的吸附动力学实验,研究区土壤对氨氮的吸附能力很强,大约4h就基本趋于吸附平衡,平衡吸附率达到90%以上。准二级动力学方程对供试土壤吸附氨氮的实测曲线拟合度较高,能够用来描述本实验条件下研究区土壤吸附氨氮的过程,等温吸附实验符合Langmuir、Freundlich、Henry曲线。(4)拟建湿地土壤中氨氮的迁移转化规律研究。首先通过土柱实验确定土壤渗流系数、弥散度等水动力参数;其次针对不同PH、不同氧化还原电位、不同硬度的条件下,开展室内土柱试验,了解氨氮在拟建湿地土壤中的迁移转化规律。结果表明PH越大,去除量越大;氧化还原电位越高,越有利于氨氮发生硝化反应;硬度越高,拟建湿地土壤对氨氮得阻截能力越弱。(5)拟建湿地的水环境效应及调控研究。本次研究利用QUAL2K水质模型模拟预测了在拟建湿地运行后,对区内主要河流-白塔堡河生态环境影响,结果表明拟建湿地运行后不会对白塔堡河生态环境用水水质产生影响,也能满足其水功能区标准,出水汇入浑河后,不会对浑河水质产生影响;通过建立地下水环境系统数值模型,分别预测在不同条件下,对地下水水质、水位产生的影响:在保持现有地下水源开采条件下,拟建湿地在运行十年后,地下水位与未建湿地基本上一致,不会对地下水位造成影响;在浑南区市政水源井全部关停后,地下水位会有一些回升,地下水水质符合Ⅲ类标准,表明对地下水水质未产生影响。本次研究针对浑南区地质地貌特征和水系格局,构建了以湿地、人工湖的“渗、滞、蓄、净、用、排”与实施河湖连通工程等多种技术途径来实现海绵城市建设,实现城市良性水文循环,维持和恢复城市的海绵功能,这也是海绵城市建设理念上的一种新的尝试。本次研究对浑南区海绵城市规划与建设具有重要的指导意义。