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海绵校园的生态水环境治理策略初探以玉溪师范

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海绵城市建设正在如火如荼开展中，其中包含很多校园海绵化改造。在“海绵校园”的建设中，常常不是单一专业的单打独斗，需要给排水、景观、水利等专业的配合。一些校园项目本底具备良好的自然水体，但往往由于水系统设计不完善，本身无净化能力，缺乏水循环机制，长时间维护管理不到位等原因，水体出现了断流或黑臭现象，无法形成自然流淌的，具有自净能力的，景观效果良好的生态水环境系统。

一、海绵校园中的生态水环境治理

海绵校园的概念伴随海绵城市建设出现。此概念将海绵城市中的“渗、滞、蓄、净、用、排”融入校园更新改造中，旨在建立生态校园、绿色校园、可持续校园。在已公开发表的研究中，清华大学教授刘海龙等以清华大学海绵规划、胜因院改造、学堂路改造项目为实例，研究了海绵改造与景观设计融合的方法与手段；曹磊、李园芳将海绵设计理念融入天津大学、天津工业大学新校区的规划设计中；杜莹等研究了河南农业大学雨水利用设计，提出雨水收集利用的景观方法论。同济大学、深圳大学土木工程学院、中科院研究生院怀柔新校区、郑州大学、华中科技大学先后提出校园屋顶花园、生物滞留带、雨水花园等海绵设施改造方案并进行了实际改造[1]。

在海绵理念的背景下进行的生态水环境治理是运用生态学的基本原理与方法对校园本底水资源进行规划、设计、建设、管理及运行，建立人与自然关系和谐，各物种布局结构合理且环境质量优良，物质、能量高效利用且对环境友好的，集成工作、生活、休闲功能于一体的水生态系统[2]。

二、玉溪师院学院天溪池悠悠湖区域的生态水环境治理策略

（一）人工湿地策略

玉溪师范学院内七星湖体是通过泵站引地海湖水提升至天溪池后，再流经悠悠湖、博思湖、怡心潭、教工水池、老砚池和德艺湖，天溪池后另一路水会分至中轴景观水景。在悠悠湖天溪池区域建立人工湿地净化系统，共分为四大板块，分别为：（1）天溪池水平潜流湿地，处理规模为175t/d；（2）悠悠湖垂直潜流湿地，处理规模80t/d；（3）中轴垂直潜流湿地，处理规模120t/d；（4）示范教育垂直潜流湿地，处理规模70t/d。

图1 玉溪师院天溪池悠悠湖区域人工湿地系统

此人工湿地系统的进水引自师院地海湖水。水体经过快速砂滤池进行预处理后再引入人工湿地系统。该系统的第一步工艺为天溪池水平潜流湿地。该湿地采用“快速砂滤池+水平潜流人工湿地+水生植物生态系统”工艺，设计流量为175m3/d，有效面积为350m2，平均有效水深为0.80m，水力负荷0.5m3/m2·d。种植黄菖蒲、梭鱼草湿地植物。

水流经天溪池水平潜流湿地后进入天溪池湖体，通过高差跌水分成两路，一路进入中轴垂直潜流湿地，另一路经过悠悠湖垂直潜流湿地净化后进入悠悠湖形成湖体自然景观。

悠悠湖人工湿地采用“垂直潜流人工湿地+水生植物生态系统”工艺。湿地设计流量为80m3/d，人工湿地有效面积为160m2，人工湿地平均有效水深为1.10m，水力负荷0.5m3/m2·d。种植黄菖蒲湿地植物。中轴人工湿地采用“垂直潜流人工湿地”工艺。湿地设计流量为120m3/d，人工湿地有效面积为240m2，人工湿地平均有效水深为1.10m，水力负荷0.5m3/m2·d。种植黄菖蒲、梭鱼草湿地植物。

（二）水下森林设计

对玉溪师范学院水体德艺湖、天溪池、悠悠湖、老砚池、怡心塘进行水下森林设计，构建校园水生态联动系统，配合低影响开发设施及人工湿地提升玉溪师范整体水质，使其氨氮、总磷、COD等指标最终达到地表Ⅳ类水标准。

图2 悠悠湖垂直流人工湿地系统

师院水下森林设计主要遵循以下几个原则：（1）自然保护原则：以自然为本，回归天然风貌；（2）生态可持续原则：人工建设调控与自然演替相结合，完善食物网，使湖内的水生生物种群结构合理稳定，各种群生物量和生物密度达到营养平衡水平，营造生物多样性和景观多样性，维持水生态系统健康、可持续；（3）因地制宜原则。根据项目地水土特点与气候特征、项目区现状特点、设计目标，分步进行治理，选择适宜的技术手段和构建生态系统所用的水生生物；（4）无污染原则。采用生态技术，不使用任何化学药剂，安全无污染。（5）人水共融原则。提升项目区水景的观赏性，为人们提供观水亲水机会，实现人与自然和谐；（6）生物安全性原则。采用本地物种，保证生物安全；工程所用生物，引入退化水体后随着生态系统的恢复，应能大大增加提供的生态系统服务，不会危害土著经济物种安全。（7）地方性与特色性原则。增强地方特征，打造自身特色，避免千篇一律；（8）先进性及经济最优原则。工程选用水生态处理技术不但要求具有先进性，而且必须考虑优先使用投入成本和运行费用总和相对较低的技术及方案；（9）整体性与系统性原则。运用系统学思想，根据现状诊断项目区存在的问题，从整体着手进行全面治理，标本兼治，点面结合，环环相扣，相得益彰。

文章来源：《生态毒理学报》网址: http://www.stdlxbzz.cn/qikandaodu/2021/0427/1106.html