摘要：城市人工湖建设是一个多方面的系统工程。本文以生态建设的角度，阐述城市人工湖建设的相关技术措施。
关键词：人工湖；生态建设
1.引言
随着社会经济的发展,人们生活水平的不断提高，城市的建设越来越强调“生态”。科学规划、建设城市水体景观工程，不但改善了城市生态环境和人居环境，同时也产生了可观的经济效益以及衍生无可估量的社会综合效益[1]。然而，庞大的景观水面蒸发、渗漏、循环等造成水量损失；地表径流、人为污染等造成水体污染。因此，水环境系统并非简单的土建工程，而是涉及多方面的系统工程，其污染防治、水量平衡、补给以及水质保持等都是景观水系运行中要面临的重要课题。本文从人工湖生态建设的角度，阐述了人工湖的防渗设计；利用非常规水资源进行补水的生态设计；人工湿地生态处理系统以及驳岸的生态处理等。
2人工湖的生态设计思路
2.1人工湖的防渗设计
目前我国已建的人工湖多数是钢筋混凝土结构的，实际上是将人工湖变成“游泳池”来蓄积水体，这与生态设计的理念显然相悖。这种结构不但隔断水的自然循环，使之无法与防渗层下的部分进行物质、能量交换，降低了水体的自净能力，导致富营养化，而且彻底破坏了园林固有的水系结构，把“活水”变成“死水”。一湖死水与园林草木相隔绝，园林树木将严重干旱而大片死亡；与地下水系相隔绝,会产生大量腐败气体和有毒气体。为了科学合理建设人工湖，采用生态防渗设计的理念，即选材生态环保、防渗技术可行、费用经济合理，并可能少用人造材料，同时营造生态系统。实践表明，粘土防渗与土工膜防渗相比，防渗性能略差，但可以采用其它补水措施解决。但其优点是无污染、对周围的植物生长有利等[2]。见图一所示。 
图一：人工湖生态防渗设计示意图
2.2人工湖的补水设计
根据质量守恒定律，当人工湖中的水体达到动态平衡时满足如下平衡关系：Q输入-Q输出-=0。其中输入包括降雨补给量、人工补水量、地下水侧向补给量等；输出包括水面蒸发量、漏渗损失量及杂用损失量。人工湖的补水，汛期应尽量采用尾洪进行补水，同时对雨水加以收集利用，处理达标后作为补充水源，这样不但补充了水源还起防洪防汛作用，北京的奥运村雨水利用设计就是如此。对于平时蒸发，可采用中水进行补水，对其水质水循环的设计可以参考图二的流程图。
图二：水体补水、水质保障工艺流程
2.3人工湖生态处理系统设计
景观水处理的方式主要有：物理方式、化学方式和生态方式。物理方式主要为引水换水、循环过滤，不但浪费大量的水资源，同时也增加了设备的日常维护保养的费用。化学方式主要是投加杀菌灭藻剂等各种化学物品，但久而久之，水体中会出现耐药的藻类，灭藻剂的效能会逐渐下降，投药的间隔会越来越短，而投加的量会越来越多，灭藻剂的品种也要频繁的更换，对环境的污染也在不断地增加，所以说用化学的方式处理水质，虽然是立竿见影的，但它的危害也是显而易见的。
人工湿地生态修复方法是近年来发展起来的一种新型环境生物技术。这类技术主要是利用微生物、植物等生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，创造适宜多种生物生息繁衍的环境，重建并恢复水生生态系统。由于这类技术具有处理效果好、工程造价相对较低、不需耗能或低耗能、运行成本低廉等优点。同时不向水体投放药剂，不会形成二次污染，还可以与绿化环境及景观改善相结合，创造人与自然相融合的优美环境，因此已成为水体污染及富营养化治理的主要发展方向。
人工湿地的设计主要方面有：
（1）面积的确定：由于大面积人工湿地基质更换几乎不易实现，氮磷的去除主要通过水生植物的收割来实现[3]。为了充分保证氮磷的去除率，根据进、出水水量、氮磷含量的差值确定水生植物需吸收的营养物的量，由营养物量与水生植物生物量增值的比例关系确定植物的种植量，从而确定人工湿地的面积。
（2）植物的栽种：人工湿地系统设计中,应尽可能增加湿地系统的生物多样性,植物的种植避免大面积内的单一化，尽量交替搭配、错落有致，以提高湿地系统的处理性能,延长使用寿命[4]，同时也要考虑因地制宜。可用于人工湿地的植物有芦苇、灯心草、槐叶萍、水花生、稗草等,目前最常用的是芦苇。芦苇的根系较为发达,是具有巨大比表面积的活性物质,其生长可深入到地下0.6~0.7m,具有良好的输氧能力。
（3）水生生物的放养：湖中适当放些蚌类、鱼类、螺等动物，延长食物链，提高生物净化效果。鱼类能摄食浮游生物；蚌类能能不断滤水，将水中悬浮的藻类以及有机屑滤食、转化；螺类主要摄食固着藻类，并能分泌促絮凝物质，作为其食物，使水变清。如果能在水面上放养些许鸳鸯和鸭子，既可调控水草和放养水生动物数量的增长，又能丰富水面景观[5]。
此外，人工湿地的设计还应注意进出水系统的布置、填料的选用及采取相应措施防止地下水的污染等。集改善水质和景观建设功能于一体的人工湿地生态处理系统的应用，利用生态系统的净化技术，通过水生动植物、微生物的作用，令水体具备自我净化的能力，同时也大大丰富景观观赏功能，并恢复其自然生态和生物多样性，具有“生态型污水处理厂”的功效。
2.4人工湖生态驳岸设计
为了修复退化了的生态环境，恢复生物多样性，国外尤其是日本在河道、沟渠护坡中运用了生态混凝土技术，并于2001年4月制订了生态混凝土河川护岸工法，以推进具有生态效应的生态混凝土的应用进程。生态混凝土具有一定的强度和良好的透气性、透水性，既能保护堤岸防止受到侵蚀，又可在具有连续孔隙的多孔混凝土中直接或在其表面铺上泥土薄层，在上面播种草籽或小苗。由于生态混凝土的透水性能和透气性能良好，可以使植物舒适地生长，从而建成亲近自然型的生态护坡护岸[6]。见图三所示。
图三：生态驳岸示意图
3.结语
人工湖的建设，应以可持续发展的思想作为指导，使其处于生态健康的发展道路上，真正起到改善城市生态环境和人居环境的作用。
水污染控制和水质保障措施主要包括：暴雨径流污染控制；人为污染控制；湖体自近能力强化；加强水质监测等等。人工湖的水质维护是个长期而艰巨的任务，更是一个利民的工程，理应受到政府相关部门以及物业管理部门的充分重视，给予协调完善人工湖区域内的污物排放系统及周边硬质景观设施的管理工作。众所周知，一个良好的生物－生态水体净化系统的形成固然有一定难度，然而一旦这个系统形成再遭到破坏，要修复系统那就是更加困难和费时，且得不偿失。因此对各人工湖管理部门人员进行适当的技术指导，规范管理操作规程是必要的和不容忽视的。
参考文献：
[1] 彭静,廖文根,骆辉煌.城市水系建设的环境重塑[J].中国水利水电科学研究院学报.2003,11(01).
[2] 颜振良,刘亚凤,郑秀君.渠道防渗的几种措施[J].现代化农业.1999,237(4):11-12.
[3] 徐栋,成水平,付贵萍,贺锋,梁威,吴振斌.受污染城市湖泊景观化人工湿地处理系统的设计[J].中国给水排水,2006,(12).
[4] 吴彩芸,夏宜平.水生植物在园林水景中的生态配置研究[J]广东园林,2006,(04).
[5] 申欢,胡洪营,潘永宝,何苗.用于净化景观水体水质的人工湿地设计[J].中国给水排水,2007,(02).
[6] 卢莉琼,徐亚同,史家梁.人工湖生态设计方法研究[J].上海环境科学,2002,21(6):375-377.
