城市人工湿地景观设计与科普教育研究

摘要：近年来城市人工湿地过于聚焦水质处理，景观美学、游憩与科普教育等功能较弱。本文通过梳理优秀案例总结出城市人工湿地景观营造方法，通过整体设计营造湿地各净水单元与场地空间的疏密节奏;分区布景将各处理单元与游憩功能结合;精细化竖向设计作为聚集景观视觉焦点的方式提高其观赏性。结合游学式景观体验、互动沉浸式活动体验、场地的故事性与可变性、“互联网+文创”的形式，营造沉浸式景观体验并在游戏中不经意地获取科普知识。本文还强调寻找提炼场地独特语言形式，一体化设计，以文化串联场景的方式，营造场地独创性。

关键词：人工湿地;景观营造;科普教育

中图分类号：TU986.2 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）10-0-02

人工湿地系统具有建设和运行成本低、无二次污染的优点，它能够减少污染排放，实现污水再利用。不同于其他污水净化设施在使用过程中会随着时间的推移不断老化和磨损，只要管理得当，人工湿地就会变得越来越漂亮与成熟，是城市建设的增值投资，具有明显的社会和环境效益[1]，迄今为止，人工湿地已成为世界上公认的环境友好型“绿色”污水处理技术，是目前其他污水处理工艺无法比拟的。

当前，大多数人工湿地为功能型湿地，过于聚焦水质净化，景观美学、游憩、科普教育等功能较弱。人工湿地多按市政工程设计，缺乏景观方面的设计，没有充分发挥湿地工程优势。如今国家对生态文明建设越来越重视，人工湿地提标改造项目日益增多，打造观赏体验型人工湿地更有利于发挥人工湿地的生态环境功能与景观效益，实现人工湿地环境的可持续利用并满足城市居民对生活环境的更高要求。

1 人工湿地单元景观营造

人工湿地处理工艺由多种类型人工湿地及污水处理单元组合而成，预处理单元包括一级处理工艺、二级处理工艺、氧化塘等，人工湿地单元包括表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地等。相较于传统污水处理工艺，人工湿地占地面积往往较大，不仅有水质净化方面的工艺要求，同时也具有空间与生态景观设计的要求，水和植物构成的体系使其兼具了保护生物多样性、调节小气候和提供生物栖息地等功能，湿地植物独特的景观价值，有利于其景观营造，功能与艺术协调搭配。

1.1 预处理区景观

进入人工湿地系统的污水首先要经过预处理区，涉及的处理单元有氧化塘、接触氧化池、生态砾石床等[2]，此区水质较差，伴随少量异味，游人不宜长时间在此停留观赏。但是可在空间氛围上弥补缺陷，在氧化池、沉淀池、砾石床等规则构筑物内以种植芦苇、香蒲、水蔥等挺水植物为主，睡莲和荷花等浮水植物为辅的方式净化污水并软化池壁，背景植物种植方面选用色彩丰富的植物吸引游客视线，并考虑栽植去异味植物净化空气。另外，设置环绕型游步道供游客参观，不仅能引导游人深入景观，还能近距离观赏植物，起到科普作用。

1.2 表面流人工湿地景观

表面流湿地拥有自由水面，污水以较缓慢的流速和较浅的水流通过土壤表面[3]。在生态结构上外观与天然湿地十分相似，水深一般为0.3m～0.5m。表流人工湿地主要通过挺水植物密植区中挺水植物的拦截、过滤、吸收作用净化水质，易于形成浮水植物、挺水植物组成的植物美学景观，可采用片植或丛植的方式设计人工浮岛。浮岛设计可以运用无土栽培技术原理，以可漂浮材料为基质或载体，其上种植植物，除可以种植水生植物外，还可以种植陆生植物，如小灌木，铺设草皮以及播撒草籽。利用湿地植物色彩营造景观，具有较高的观赏性，也能保护生物多样性。根据水质净化程度将湿地划分为远水区和近水区，亲水区可设计滨水步道、亲水平台、水上汀步等供游客穿行其中，获得沉浸式体验，满足游客的亲水需求，也能带来巨大经济与生态效益。还可以根据表流湿地景观环境搭配设计观赏游览区、科普展览区、休憩停留场地。美国波士顿公园绿道被称为“翡翠项链”，拥有大面积表面流湿地景观，景观水系曲折而过，同时拥有灵动柔美与笔直刚硬的线条，给游人带来刚柔并济的绝佳体验。

1.3 水平潜流人工湿地景观

水平潜流人工湿地是目前世界上最为流行的湿地污水处理系统[4]。填料高于水面，具有卫生条件好，占地面积少，去除重金属、COD、BOD5、SS（悬浮物）等效果好的特点。植物是潜流湿地景观营造的重要组成部分，可选用菖蒲、芦苇、灯芯草、蔗草、香蒲等不同色彩的湿地植物，借鉴法国古典园林装饰艺术手法，按图案布置植物，利用植物色彩碰撞制造美观性与可欣赏性。填料床周边可搭配湿地松、垂柳、水杉等植物，提高观赏价值。填料床内不适宜进行过多人类活动，以免影响水质净化效果，可以在边缘与湿地上方修建亲水平台或高架适当拉近游人与湿地的距离。东阳市尾水湿地，在水平潜流湿地设计时植物景观分区布景，设计芦苇荡景观区、花海体验区等大面积种植芦苇以及水生观花植物，形成密闭的空间，栈道坐落于芦苇丛中，芦苇夹道，能使游客心境顿时得以平静、放松，并通过种植不同花色水生植物，形成多层次植物景观，取得良好净水和景观效益。

1.4 垂直流人工湿地景观

垂直流人工湿地植物造景手法、搭配与水平潜流人工湿地类似。根据垂直流人工湿地污水从填料床上方纵向流至床底的特性，在保证均匀布水的情况下，可在进水环节制造惊喜，设计类似音乐喷泉式洒水装置。洒水时根据洒水状态调整音乐，夜晚可与灯光同步结合动态洒水，在洒水的高度、形状造型、洒水幅度上灵活变化，另外还可设计互动喷泉等为湿地水景观增加一丝灵动。常熟新材料园采用垂直流人工湿地工艺，在竖向设计上，以同心圆形式呈现三级扇形结构，形成多层次、疏密有致、起伏变化、含蓄耐看的景观效果。

人工湿地作为一种生态处理技术其建设不仅靠单一的景观设计，还需要结合场地地域环境、水质净化功能、空间美学、文化等背景合理协调，进行整体设计。水体、生物和文化是人工湿地景观构成的基本元素，三者相互交融、相互影响。根据人工湿地水处理工艺的要求，湿地系统中可形成形态各异的水体，如曝气塘的涌泉、表面流湿地的涓涓细流、拦河堰形成的层层跌水、出水景观塘清澈见底的开阔水面等，极大地丰富了游人感受。人工湿地景观在有效改善水质的基础上，根据不同单元情况在空间、亲水性、植物、水景、等方面，结合场地语言、竖向设计，审美需求营建，具有极高的生态与人文价值。

2 科普教育在人工湿地中的运用

人工湿地水质净化蕴含了生命生生不息、循环往复、周而复始的理念，因此在人工湿地景观设计时，传达生态与科普教育理念，不仅是为人类回归自然而进行景观教育，同时也是为保护自然而行动的教育。将人与环境融为一体，在万物相连的场景里，从植物、湿地工艺、在地文化拓展到各类认知体验，增加对自然环境的感知能力，从而激发其热爱自然，保护环境的意识。

2.1 游学式景观体验

城市人工湿地公园通过游学式景观体验，营造与自然相处的空间。通过展现各净化单元，在亲近自然的同时，感受自然的变化，与自然建立联系、产生情感体验，了解植物、生物，学习湿地净水原理。成都活水公园在净化府南河水时将鱼的形状融入总体造型，将文化、形式与功能融为一体，污染的河水从鱼嘴进入开始净化，至鱼尾处清澈见底，展现了污水由浑变清的全过程，充分传达了鱼体净水的寓意，使市民在游览中潜移默化地学习湿地净水原理。由艺术家Lorna Jordan设计的美国华盛顿州雷通的东区水处理与回收利用厂的花园水系，基于艺术原理选择和布置景观要素，用水塘吸收净化暴雨径流，科普关于湿地、雨水净化和环境艺术领域的知识。还有仙居县化茧成蝶的设计理念，取意茧由蛹经过蜕皮，重生为蝴蝶的生命过程，传递了蜕变再生的生命寓意。上述设计传达出人工湿地水质净化理念与生态设计的寓意，达到游学式景观体验的目的，潜移默化地学习效果。

2.2 互动沉浸式活动体验

随着科技的不断发展，先进景观智能设施层出不穷，城市人工湿地公园可通过使用智能设施，设计有趣好玩的景观空间，在互动游玩中学习知识，鼓励人与景观对话互动，打造有趣的科普湿地公园。目前落地项目中的智能设施通过声光水电与人进行行为互动，例如与人互动的跳跳泉、涌泉、喷泉，雾喷、水帘等。利用打气筒的气压原理，挤压触发涌泉;感知行人的照明系统，灯光伴随人的靠近变亮变弱;智能座椅可以无线充电，冬天还会加热，款式与形式可定做;智能垃圾桶可以自动压缩垃圾，垃圾分类不明确时通过语音感应投口自动打开，并会告知中控系统什么时候需要清理。人工湿地公园中通过运用智能设施与景观互动，营造游戏式的景观体验，让人成为景观的“开关”，触发景观的同时激发学习兴趣，并帮助游客在潜移默化中学习与感知。Kato Pleasure Group与世界顶级数字艺术团体Moment Factory，在日本用多媒体互动装置讲述故事，在大自然运用鬼斧神工的力量雕琢出的自然美景基础上，将光影、互动元素以及投影映射进行无缝融合，使整体景观更具魅力，让游客们沉浸到一个充满魅力和冒险的奇幻世界。

2.3 场地故事性与可变性

通过营造人工湿地公园场地故事性、可变性与丰富的社群活动，赋予其更多的教育功能和增加游戏黏性。城市人工湿地公园可为社群活动提供场地、话题、场景，社群活动又赋予城市人工湿地公园活力和多变性：十月的风筝节让有趣飞上天;多样运动赛让人们在自然中奔跑、撒欢;星空帐篷节，草坪露营;夏日电影夜等活动，赋予湿地公园更多的教育功能。由奥雅设计的中海望京府童趣探索中心，打造了外星人“好海幼”的故事，为IP故事整合场地，将建筑、景观、室内设计都纳入故事场景中，运用场景化的设计手法，完整再现了“好海幼”来到地球的故事，以主题乐园化的方式打造完整的儿童主题。

2.4 商业模式与文创产品

人工湿地公园需紧跟互联网时代潮流，在科普教育中融入网络商业模式，例如通过扫码听取公园规划、植物科普、水质净化、互动装置解说，不仅是视觉上的观赏，也是听觉上的享受。还可以通过销售各种文创产品，例如有声日历、有声笔记本、书签、插画贴等，在科普的同时起到一定的宣传效果。故宫文创让传统文化走进大众生活，让物品因为增加创意而更富有趣味性，使消费者在消费、使用的过程中获得更多的精神享受。同时，600岁的故宫变成了家喻户晓的“网红”，重拾热度，文创产品销售额也屡创新高。

城市人工湿地景观的科普教育功能还体现在唤醒公众节约用水与水资源循环使用意识上。第一，结合游学式景观体验在植物认知、水质净化学习、花园基地自然教育与生物认知方面引发游客对生态系统的学习;第二，互动沉浸式活动体验，将游戏和直觉教学经验自然地连接在一起，在游玩中不经意间获取知识，通过玩耍、观察、实践等方式去提问、思考讨论和获取答案;第三，营造场地的故事性与可变性，赋予公园更多的教育功能和游戏黏性;第四，利用“互联网+文创”的形式，通过扫描二维码的方式详细解读景观深层次意义，让绿色的概念清晰可见，鼓励人们与大自然直接互动。

3 结语

人工湿地因其良好的水质净化功能被广泛关注，但人工湿地本身的水质净化特性、空间特征等因素，导致其空间规划设计受到制约，各处理单元面积与组合关系由进水水质与湿地工艺设计决定。在提升景观审美价值方面，可通过整体设计营造空间节奏，通过背景植物、景墻与铺装等分割空间，营造疏密节奏，使空间张弛有度。营造丰富的空间变化，吸取中国传统美学思想，合理运用对比、韵律、疏与密的设计手法。采用分区布景的手法，各处理单元因地制宜添加游憩功能。通过人的行为与声光水电互动，营造沉浸式互动体验景观。寻找提炼场地独特语言形式，一体化景观设计。通过以上手段打造具有良好生态效益与人文价值的城市人工湿地景观，满足市民不同的休闲娱乐与精神文化需求。

城市人工湿地在科普教育方面，结合游学式景观体验、互动沉浸式活动体验、营造场地的故事性与可变性、“互联网+文创”的形式，引发游客对人工湿地系统的学习。景观在带来美的体验的同时，如果能帮助大众树立节水意识，其影响将更为深远。

参考文献：

[1] [澳]怀特.雨水公园雨水管理在景观设计中的应用[M].张光磊，张瑞莉，译.桂林：广西师范大学出版社，2015：78.

[2] 魏俊，韩万玉，杜运领，等.尾水人工湿地设计与实践[M].北京：中国水利水电出版社，2019：53.

[3] 王浩，汪辉，王胜永.城市湿地公园规划[M].南京：东南大学出版社，2008：128.

[4] 崔理华，卢少勇.污水处理的人工湿地构建技术[M].北京：化学工林业出版社，2009：98.

作者简介：曲琛琛（1994—），女，陕西西安人，硕士在读，研究方向：环境设计。