模塊化人工濕地在農(nóng)村庭院景觀中的應(yīng)用研究

萬 學(xué) 康

(浙江農(nóng)林大學(xué)風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 杭州 311300)

0 引言

目前，我國農(nóng)村污水治理未能全面展開，農(nóng)村污水處理率僅在個(gè)位數(shù)，污水若無法實(shí)現(xiàn)有效地治理，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展就會受到制約，中國需要根據(jù)自己的國情探索屬于自己的污水治理道路[1]。由于村民的環(huán)保觀念淡薄，污水隨意排放，導(dǎo)致水源以及耕地受到污染，水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。十九大以來，我國大力推進(jìn)鄉(xiāng)村振興工作，努力將中華民族扎根的農(nóng)村地區(qū)打造成更加適合人民居住，適合人民生產(chǎn)生活，適合人民暢游的精神家園，污水治理問題迫在眉睫。

1 庭院景觀

1.1 農(nóng)村庭院的概念及功能

“庭院”可以被定義為：被圍合的三維空間，該空間的范圍是指建筑本身或建筑物以及其周邊場地，而圍合的形式、元素多種多樣[2]。通常，圍合空間的元素主要有磚墻、綠籬以及天然地勢差等。

庭院是農(nóng)戶建筑的附屬場地，是建筑空間的向外延伸，具有多種功能。在農(nóng)村里，庭院是每家每戶都具備的，供村民們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活所需。首先，農(nóng)村的庭院是村民們進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工以及存儲的地方。其次，農(nóng)村庭院還滿足村民的社交功能，村民們可以在庭院中休閑活動、娛樂交流。最后，庭院也需要滿足村民們在精神文化方面的需求。

1.2 農(nóng)村庭院空間布局要點(diǎn)

首先，庭院必須滿足基本的光照、通風(fēng)、避雨等功能需要。庭院所承擔(dān)的功能要求其在建設(shè)、改造過程中不僅要滿足村民實(shí)際的農(nóng)產(chǎn)品加工存儲的需要，還要考慮庭院和建筑的空間位置關(guān)系，合理規(guī)劃，充分利用每一塊區(qū)域。其次，庭院作為村民休閑娛樂、社交的重要區(qū)域，要充分考慮家庭成員的組成要素，在整體空間規(guī)劃上要兼顧開場交流的空間、休閑娛樂空間以及私密生活空間的需求。最后，農(nóng)村的庭院滿足以上基本功能性的需求以及功能分區(qū)的規(guī)劃后，更應(yīng)當(dāng)考慮村民的精神文化層面，通過結(jié)合當(dāng)?shù)靥赜械膫鹘y(tǒng)文化、自然風(fēng)貌和鄉(xiāng)土人情，讓居住者、空間建筑和自然環(huán)境和諧共生，不斷發(fā)展。

1.3 庭院景觀設(shè)計(jì)理論

1.3.1園林美學(xué)

園林美學(xué)是將藝術(shù)中的美學(xué)理論應(yīng)用到園林景觀設(shè)計(jì)中，從而研究園林藝術(shù)審美的特征和規(guī)律的一門學(xué)科，其主要內(nèi)容包括：

1)硬質(zhì)景觀美和植物造景美：園林道路鋪裝形式美、材料質(zhì)感美、建筑小品外形美、喬灌草合理搭配產(chǎn)生色彩美、形式美、孤植樹木外形美、四季皆有景且四季景色分明美。

2)設(shè)計(jì)美：功能空間劃分美、園路平面形式美、各種園林設(shè)計(jì)要素合理搭配、空間營造的尺寸方式優(yōu)美等。

3)園林的意境美：園林美的最高境界，利用不同園林要素之間的配合，營造出空間的魅力，道法自然，樹人化境、天人合一，達(dá)到雖由人作，宛自天開的境界。

1.3.2景觀生態(tài)學(xué)

景觀生態(tài)學(xué)的主要功能包括研究分析景觀生態(tài)內(nèi)部和外部進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部存在的問題，能夠有利于合理利用自然資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境[3]。農(nóng)村庭院雖然面積小，但仍然是農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)部分，在農(nóng)村庭院中往往有各種各樣的能量流動[4]。農(nóng)戶們可以利用庭院的空間，建造一個(gè)微型生態(tài)系統(tǒng)，利用植物、基質(zhì)上附著的微生物、太陽能等將種植和養(yǎng)殖相結(jié)合。

1.4 農(nóng)村庭院景觀設(shè)計(jì)原則

作為農(nóng)村庭院，相較于城市庭院，最為重要的是實(shí)用性原則，因?yàn)檗r(nóng)村庭院承載了許多農(nóng)事活動。不僅如此，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的原則，農(nóng)村人均收入低于城市居民，過高的建造成本不符合實(shí)際。降低后期養(yǎng)護(hù)成本原則，植物的選擇盡量選擇本地鄉(xiāng)土品種，生存能力強(qiáng)，硬質(zhì)材料選用性價(jià)比高、耐用、易于后期養(yǎng)護(hù)、清理的材料。

2 模塊化人工濕地

2.1 人工濕地

人工濕地(Constructed Wetlands，CWs)是一種由人工構(gòu)筑而成，人為的將沙、石、土壤、煤渣等介質(zhì)按照一定的比例構(gòu)成的，并且有選擇性的利用濕地植物以及附著在植物根系的微生物和其他生物組成的水處理生態(tài)系統(tǒng)[5]。人工濕地通過基質(zhì)的過濾、沉淀、植物的吸附、吸收以及微生物的生理化學(xué)活動分解污水中的污染物，從而達(dá)到除去污水中的TP,TN,COD及氨氮等污染物的目的。我國第一座人工濕地于1987年建成[6]，截至目前，人工濕地處理農(nóng)村生活污水已成為農(nóng)村污水處理的十分重要的一個(gè)技術(shù)手段，傳統(tǒng)的人工濕地在長時(shí)間使用后基質(zhì)容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，并且處理農(nóng)村分散式生活污水仍存在許多問題難以得到解決，例如工程量太小，專業(yè)的人工濕地技術(shù)工程團(tuán)隊(duì)參與積極性不高，村里的施工人員的工藝水平不足，無法保證施工的質(zhì)量。

2.2 模塊化人工濕地概況及分類

模塊化人工濕地是在傳統(tǒng)的人工濕地基礎(chǔ)上，將人工濕地等比例縮放，內(nèi)部基質(zhì)填料的使用依舊按照最適宜配比進(jìn)行填放，植物因地制宜，選擇最適宜的品種，制作成為一個(gè)整體單元，將不同的整體單元串聯(lián)或者并聯(lián)，可以組合成適合使用的形狀。模塊化人工濕地快速裝配性可以有效地解決基質(zhì)堵塞后更換的問題，運(yùn)用兩個(gè)單元或者以上的模塊化人工濕地輪休可以實(shí)現(xiàn)人工濕地凈水的可持續(xù)運(yùn)作，將替換下來的堵塞的模塊化人工濕地單元進(jìn)行基質(zhì)清洗、植物修剪替換后，可以反復(fù)使用，滿足可持續(xù)性的發(fā)展要求。目前模塊化人工濕地的主要類型有基質(zhì)模塊化人工濕地、一體式模塊化人工濕地和快速裝配式模塊化人工濕地[7]，如表1所示。

表1 模塊化人工濕地分類及其特點(diǎn)

3 模塊化人工濕地在農(nóng)戶庭院景觀中的應(yīng)用

3.1 模塊化人工濕地污水凈化系統(tǒng)

污水收集完成后，通過格柵濾池—沉淀池—模塊化人工濕地—出水，該處理系統(tǒng)具有緩沖容量大、處理水質(zhì)效果好、持續(xù)運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，利用土壤的過濾作用，植物和微生物的吸附、吸收和分解作用，可以有效地凈化污水。將該系統(tǒng)適用于在廣大的農(nóng)村分散地區(qū)推廣使用，能夠減少收集散戶的管網(wǎng)鋪設(shè)費(fèi)用。

3.2 模塊化人工濕地在農(nóng)村庭院景觀中的應(yīng)用方式

模塊化人工濕地能夠代替農(nóng)村庭院中植物綠化庭院的功能，起到圍合空間的作用，能夠?yàn)檗r(nóng)村庭院提供私密性、舒適性。將該系統(tǒng)結(jié)合庭院小品、庭院植物、座椅等景觀配置要素合理布置，不僅能夠凈化水質(zhì)，還可以美化庭院景觀。如圖1為模塊化人工濕地在農(nóng)村土景觀中的應(yīng)用技術(shù)路線。

3.3 模塊化人工濕地植物的選擇

植物在模塊化人工濕地系統(tǒng)中有著重要的作用，植物起到了物理吸附和化學(xué)吸附污染物質(zhì)的作用，另外也為微生物的生長提供了生存環(huán)境。在人工濕地系統(tǒng)中，植物通常分為挺水、沉水、漂浮和浮葉植物，其中作用最大、應(yīng)用最廣泛的是挺水植物，其根系長度為0.5 m～1.5 m，根系生長在底泥中。模塊化人工濕地在植物選擇時(shí)需要植物的適應(yīng)性強(qiáng)、凈化污水效果較好、抗倒伏強(qiáng)、景觀效果好等特點(diǎn)。常使用的植物有鳶尾、蘆葦、莎草、千屈菜等，如表2所示。

表2 模塊化人工濕地植物

3.4 模塊化人工濕地在農(nóng)戶庭院景觀中的應(yīng)用意義

在農(nóng)戶的庭院中，水的使用充斥著農(nóng)戶們的日常生活，有著重要的地位，喂養(yǎng)家禽、洗衣做飯等方面都離不開水，模塊化人工濕地可以將農(nóng)戶排放的生活用水和生產(chǎn)用水、雨水管道收集的雨水等污水通過模塊化人工濕地凈化，從而達(dá)到:1)緩解農(nóng)村水資源緊張、供不應(yīng)求的矛盾，減少自來水的使用。2)可以節(jié)省村民們在用水方面的花費(fèi)。模塊化人工濕地建造成本較低，后期運(yùn)行時(shí)間持久，養(yǎng)護(hù)成本低廉，通過收集的雨水以及其他污水經(jīng)模塊化人工濕地處理后可用作種植、喂養(yǎng)、洗衣、沖廁用水。3)在農(nóng)村地區(qū)，傳統(tǒng)的習(xí)慣就是，村民將生活污水不經(jīng)處理隨意排放到耕地或者河流等區(qū)域，不僅不符合可持續(xù)發(fā)展的理念，造成水資源的浪費(fèi)，還會污染環(huán)境，破壞耕地。在庭院中使用模塊化人工濕地處理居民生活污水，可以將生活污水得到合理的回收和再利用，提高水資源的利用效率，改善水循環(huán)的方式，減少污水的排放量、減少耕地河流的污染情況。4)傳統(tǒng)的人工濕地占地面積大，需要專人定期負(fù)責(zé)植物的清除等工作，建設(shè)成本、養(yǎng)護(hù)成本仍舊較高。由于農(nóng)戶庭院面積較小，可以在每家每戶中建造模塊化人工濕地，不僅裝配方便，無需專人養(yǎng)護(hù)，而且可以結(jié)合庭院植物造景手法，美化農(nóng)戶家庭生活環(huán)境。

4 總結(jié)與建議

農(nóng)村地區(qū)居民居住較為分散，通過搭建管道收集每家每戶的污水，工程量大、耗費(fèi)大量的人力物力、后期維修成本高。模塊化人工濕地作為一種新型的處理污水的方式，具有除污效果好、建設(shè)成本低、后期養(yǎng)護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，再通過結(jié)合農(nóng)戶自家的庭院營造手法，景觀要素合理規(guī)劃配置，為農(nóng)村治理生活污水以及美化庭院景觀，改善鄉(xiāng)村面貌提供了一個(gè)新的思路和方法。