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景观水体是指天然形成或人工建造的,给人以美感的城市、乡村及旅游景点的水体。由于景观水体一般存在补给水水质差、水量少和水体流动性差等问题,导致我国景观水体的富营养化现状非常严峻,采用适当的技术方法对其进行修复迫在眉睫。人工湿地作为一种生态修复技术,可达到净化污水与增强景观的双重目的,近年来在景观水体富营养化治理中的应用日益增多。但是,目前关于人工湿地选型、设计、运行等方面的研究较少,理论依据较为匮乏。本论文基于此问题进行了相关研究,取得的研究成果主要体现在以下几个方面:(1)实验室模拟试验。设计了三套相同规格的水平潜流人工湿地(HFCW)、复合垂直流人工湿地(IVCW)和复合折流人工湿地(IBCW)装置,研究不同进水浓度条件下,三种湿地对模拟富营养化水的COD和氮、磷等污染物的去除效果。然后将IBCW的上下布水比由1:1调整为1:2,考察布水比对净化效果的影响。结果表明,不同进水浓度条件下,三种湿地对COD均具有较好的去除效果;三种湿地的出水TP浓度与进水TP浓度具有较好的正向响应关系;在高浓度进水条件下,IVCW和IBCW对TN的去除效果优于HFCW,在低浓度进水条件下则相反;两种进水条件下,HFCW的TN平均去除率具有显著性差异;IBCW在1:2的上下布水比对COD、TP和NH+4-N的去除率略低于1:1的去除率,但对TN的去除率显著提高。(2)现场试验。以北京会议中心北区人工湖生态修复示范工程为依托,创新性地采用以水量衡算和水质衡算为基础的生态承载力算法进行工艺设计,并从人工湿地防堵塞设计、植物和基质选择、水力负荷等方面因素对湿地可靠运行和污染物去除规律进行论述与分析。结果表明,微絮凝过滤和特殊设计的湿地配水渠过滤系统可有效降低进水的SS和Chla浓度,保障了湿地的稳定运行;1#人工湿地(HFCW,基质为砾石,植物为芦苇)和2#人工湿地(HFCW,基质为砾石和钢渣,植物为美人蕉)对COD、TN和TP均具有较好的去除效果;湿地水动力分析表明,1#人工湿地总水力坡度主要受前段影响,2#人工湿地总水力坡度则主要受前段和后段影响;砾石对TN的去除效果要好于钢渣,但钢渣对TP的去除效果更好;对2#人工湿地的水力负荷分析表明,当水力负荷由1.03m/d提升至1.37m/d时,虽然COD、TN和TP去除率均略有下降,但三者的去除总量增加,其生态承载力仍有进一步的提升空间。(3)人工湿地修复景观水体工艺设计方法研究。针对景观水体水质修复的特殊性,系统阐述了有别于传统单体工艺设计的设计思路,即将人工湿地作为水体生态系统的有机组成部分,相当于从宏观上拓展了水体的物理边界,同时分析了与其相匹配的生态承载力算法,并同传统人工湿地设计方法进行了对比研究。另外,归纳了人工湿地应用于景观水体修复的选型、关键设计参数的选择及设计中需注意的一些关键问题。