人工湿地设计
人工湿地设计基本参数
人工湿地基本参数1、湿地表面积的预计计算公式：As=(Q×（lnCo－lnCe）)/(Kt×d×n)其中As为湿地面积（m2）Q为流量（m3/d），假定流量为5000 m3/d。
Co为进水BOD（mg/l），假定进水BOD为200mg/l。
Ce为出水BOD（mg/l），假定出水BOD为20mg/l。
Kt为与温度相关的速率常数，Kt＝1.014×（1.06）（T－20），T假定为25，则Kt=1.357。
d为介质床的深度，一般从60－200cm不等，大都取100－150cm，项目取1 20cm。
n为介质的孔隙度，一般从10－40％不等。
表5—1 人工湿地面积计算表孔隙度10％20％30％40％湿地面积（m2）70701 35351 23567 17675可见，填料床孔隙度的大小对人工湿地面积的影响较大。
一般项目预计介质的孔隙度为30%，则人工湿地面积约为23567 m2，其中，水平湿地面积为2016 7m2，垂流式湿地面积为3400 m2，2、水力停留时间计算计算公式：t=v×ε/Q其中t：水力停留时间（d）v：池子的容积（m3），容积为V=23567 m2×1.2m=28202.4 m3，ε：湿地孔隙度，湿地中填料的空隙所占池子容积的比值，需实验测定；本项目按30%计，Q：平均流量（m3/d），假定流量为5000 m3/d。
则：水力停留时间（d）=1.697d=40.7h。
3、水力负荷计算计算公式：HLR=Q/AsQ=5000 m3/d。
As=23567 m2。
则HLR=0.2122m3/ m2.d。
4、水力管道计算计算公式V＝πR2×S＝Q/tV：流量R：管径S：流速，0.5m/sQ：总流量，Q=5000 m3/d。
t：停留时间，t=1.697d=40.7h。
可以计算出R=0.1474m，可用D30的水利砼管管道，也可以用D30的不锈钢管。
人工湿地介绍与设计
29
1.4 植物的年生长期长，最好是冬季半枯 萎或常绿植物；
人工湿地处理系统中常会出现因冬季植 物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降 的现象，因此，应着重选用常绿冬季生 长旺盛的水生植物类型。
产生污水量
157 L/人/天
宽度 80 m
等价污染量
2930 人
深度 0.55m
水力停留时间
3.3天
建议各建一个100m x 40m的湿地系统
流入浓度估算 (mg/L)
COD BOD1 TSS FColi1 TN1
面积 倾斜度 NH4+ NO3-
0.8 ha < 0.005% Org N1
43
44
45
4.CW系统的填料及其构成
46
5、CW系统的植物
水上植物、水底植物、浮游植物、大型挺水植物(芦苇）
47
5、CW系统的植物
灯芯草 鸢尾 香蒲 黑三菱
48
单户家庭的湿地系统设计
设计流量
表面流湿地k-C*（模型）
0.785 m3/d
长度 7.5 m
产生污水量157 L/人来自天根系发达，茎叶茂密 抗病虫害能力强 有一定的经济价值
北美人工湿地常用的 植物有芦苇、香蒲、灯 心草、水葱、竹等
22
在湿地植物根系表面生长的生物膜
23
人工湿地工艺进水布置方式 人工湿地系统组合方式
2
进 水 布 置 及 组 合 方 式
24
技术要求
随着环境保护的迅速发展，人们对湿地 功能也有了广泛的认识。湿地作为"地球 之肾"，担负着对地球自然水体的净化和 处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐 减少和消亡，因此人工湿地以其独到的 优越性受到了越来越多的关注和发展。
人工湿地设计规范
人工湿地设计规范1总则33≤2000m/日处理水量。
日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m /2术语人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。
当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。
人工湿地分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。
指水在人工湿地介质层表面流动，依靠表层介质、植物根茎的拦截及其上的生物膜降解作用，使水净化的人工湿地。
subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指水从人工湿地池体一端进入，水平流经人工湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及生物膜的降解作用，使水净化的人工湿地。
指水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排出，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出，使水得以净化的人工湿地。
垂直流人工湿地分单向垂直流人工湿地和复合垂直流人工湿地两种。
指人工湿地充填介质中，存在于介质间的孔隙体积占全部体积的百分比。
指水在人工湿地内的平均停留时间。
指一定人工湿地表面积中，单位时间内去除的污染物数量。
指一定人工湿地表面中，单位时间内通过的水体积。
指水在人工湿地内，沿水流方向单位渗流路程长度上的水位下降值。
3人工湿地处理工艺设计3.1处理设施选址与总体布置;宜靠近自然水体、市政排污管道的排放点或便于处理后回用的地点1．2在城市、居住区处理站内宜在夏季主导风向的下风侧，应与建筑保持一定距离，并用绿化带与建筑物隔开;3居住区内处理站宜设置在绿地、停车坪及室外空地;农村地区宜设置在地势相对较低的荒地处;4处理设施与生活供水泵站及其清水池水平距离应不得小于10m;5处理设施地点应便于施工、维护和管理等。
1主要车行道的宽度:单车道为3.5~4.0m，双车道为6.0~7.0m，并应有回车道;2车行道的转弯半径宜为6.0~10.0m;3人行道的宽度宜为1.5~2.0m。
人工湿地设计基本参数
人工湿地基本参数1、湿地表面积的预汁计算公式:As=(QX (lnCo-lnCe))/(KtXdXn)其中As为湿地面积(m2)Q为流量(m3/d),假定流量为5000 m3/doCo为进水B0D(mg./l),假定进水B0D为200mg/loCe为出水B0D(mg/l),假定出水B0D为20mg/l。
Kt为与温度相关的速率常数,Kt=l. 014X (1. 06) (T-20), T假定为25,则Kt=l. 357。
d为介质床的深度,一般从60-200cm不等,大都取100-150cm,项目取120cm。
n为介质的孔隙度,一般从10-40%不等。
表3—1人工湿地面积计算表孔隙度10%20%30%40%湿地面积(m2) 70701 35351 23567 17675可见，填料床孔隙度的大小对人工湿地面积的影响较大。
一般项H预计介质的孔隙度为30%,则人工湿地面积约为23567 m2,其中，水平湿地面积为2016 7m2,垂流式湿地面积为3400 m2,2、水力停留时间计算计算公式：t=vX e /Q其中t：水力停留时间(d)v:池子的容积(m3),容积为V二23367 m2X 1. 2m二28202. 4 m3,£ :湿地孔隙度，湿地中填料的空隙所占池子容积的比值，需实验测定;本项U 按30%计,Q:平均流量(m3/d),假定流量为3000 m3/d。
则:水力停留时间(d)=l. 697d二40. 7ho3、水力负荷计算计算公式:HLR二Q/AsQ二5000 m3/doAs二23567 m2o则HLR二0. 2122m3/ m2, do4、水力管道计算计算公式V二JIR2XS二Q/tV漩量R:管径S：流速,0. 5m/sQ:总流量,Q=5000 m3/dot:停留时间,t=l. 697d=40. 7ho可以计算出R二0. 1474m,可用D30的水利栓管管道，也可以用D30的不锈钢管。
《人工湿地设计要点及案例分析》札记
《人工湿地设计要点及案例分析》阅读随笔目录一、内容概要 (2)1.1 人工湿地的定义与特点 (3)1.2 人工湿地设计的意义与重要性 (4)二、人工湿地设计要点 (5)2.1 水源与水质 (7)2.1.1 水源的选择与保护 (7)2.1.2 水质的监测与控制 (9)2.2 土地选择与利用 (10)2.2.1 土地的类型与特性 (11)2.2.2 土地的规划与布局 (12)2.3 生物多样性保护 (13)2.3.1 生物栖息地的构建 (15)2.3.2 生物物种的选择与引入 (17)2.4 景观设计与文化融入 (18)2.4.1 人工湿地的景观风格与特点 (19)2.4.2 文化元素的融入与表达 (20)三、人工湿地案例分析 (22)3.1 国内外典型人工湿地案例介绍 (23)3.1.1 国内人工湿地案例 (24)3.1.2 国外人工湿地案例 (25)3.2 案例分析与经验借鉴 (27)3.2.1 设计理念与方法的借鉴 (28)3.2.2 成功经验的总结与启示 (29)四、结论与展望 (30)4.1 人工湿地设计的成果与价值 (31)4.2 对未来人工湿地设计的展望 (33)一、内容概要本书介绍了人工湿地设计的基本概念与重要性，它强调了人工湿地作为一种生态工程手段，在环境保护、水资源管理以及生态修复方面的关键作用。
书中阐述了人工湿地的定义、功能及其与自然环境的关系。
书中详细阐述了人工湿地设计的要点，这包括选址分析、设计原则、设计流程等方面。
选址分析强调了综合考虑地形、水文、气候等自然因素以及社会经济因素的重要性。
设计原则部分提出了以人为本、生态优先、可持续利用等核心理念。
设计流程则具体介绍了从规划到施工、运行及后期维护的整个过程。
书中通过多个实际案例分析，展示了人工湿地设计的实践应用。
这些案例涵盖了不同地域、不同规模的人工湿地建设项目，包括城市湿地公园、生态净化系统、污水处理工程等。
通过案例分析，读者可以深入了解人工湿地设计的实际操作过程，以及面临的实际问题和解决方案。
人工湿地设计分析
案例分析
以某城市公园人工湿地为例，该人工湿地主要功能是净化雨水，缓解城市内 涝，同时为周边居民提供休闲观赏的场所。设计过程中，首先对底部结构进行优 化设计，采用钢筋混凝土结构，确保承载力和防渗漏性能；其次，针对不同区域 选择适宜的植物种类，如水生植物区主要选用荷花、芦苇等常见水生植物，陆地 区主要选用乔木、灌木和花卉等；最后，选用具有高吸附能力和良好持水能力的 介质，确保湿地的净化效果。
3、介质
介质是人工湿地中植物生长的基础，同时也能吸附和分解污染物。介质的选 择应考虑其理化性质、吸附能力、持水能力等因素，以保证人工湿地的净化效果 和水质改善能力。
设计原则
1、美观性
人工湿地设计应考虑其与周边环境的协调性和美观性。通过合理布局和选用 适合的植物种类，打造优美、自然的湿地景观，使人们在享受生态服务的同时， 也能感受到自然之美。
4、实际案例的分析表明，优化的人工湿地设计能够取得显著的生态效益和 社会效益，为周边居民提供了优美、自然的生态环境的同时，也起到了缓解城市 内涝等实际作用。
5、未来人工湿地设计需要进一步研究和改进，提高设计的科学性和精细化 程度，以更好地发挥其在生态文明建设和可持续发展中的作用。
参考内容
引言
人工湿地设计分析
01 引言
03 设计原则 05 结论
目录
02 设计要素 04 案例分析 06 参考内容
引言
人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的工程化技术，通过人工建造和运营， 为人类社会提供多种生态服务。人工湿地具有净化水质、储存营养物质、维护生 态平衡、促进生物多样性等多种功能，并且在应对气候变化、缓解城市“热岛效 应”等方面也具有显著作用。因此，人工湿地设计分析对于推动生态文明建设和 可持续发展具有重要意义。
人工湿地的设计与计算
人工湿地的设计与计算人工湿地是利用湿地生态系统的自净作用，通过人工方式模拟湿地生物和非生物因素，净化和改善水体质量的一种生态工程技术。
其设计和计算需要考虑多个方面，包括湿地类型选择、湿地规划设计、主要构筑物选取、水流计算等。
1.湿地类型选择在设计人工湿地时，首先需要选择适合的湿地类型。
常见的湿地类型包括自由水面湿地和人工湿地。
自由水面湿地通常需要一定的土地面积才能建设，适用于处理大量水量。
而人工湿地适合处理小型水体，优点是占地面积小、维护方便。
2.湿地规划设计湿地规划设计包括湿地形状、湿地面积、湿地深度等的确定。
通常情况下，湿地的形状可以选择为长方形、正方形、圆形等。
湿地面积的确定需要根据入水量和出水量进行估算，确保湿地能够有效处理污水。
湿地深度的确定需要考虑污水的水质要求、湿地底部材料的透水性等因素。
3.主要构筑物选取湿地中的主要构筑物包括入、出水口、挡水坝、植物种植等。
入、出水口的选取需要根据处理水量和水质要求进行合理确定。
挡水坝主要用于控制湿地水位，可以选择建设小堤坝或水闸。
植物种植是湿地的重要组成部分，不仅可以美化湿地环境，还能够促进湿地生态系统的运行。
4.水流计算水流计算主要包括湿地进水和出水水量的计算。
湿地进水水量的计算需要考虑污水产生量、污水处理要求等方面，并结合设计流量进行确定。
湿地出水水量的计算需要根据进水水量和湿地入渗量来计算，确保湿地能够满足出水要求。
水流计算还需要考虑水力学原理，例如水力坡度、水体流速等。
总之，人工湿地的设计与计算需要综合考虑湿地类型、规划设计、主要构筑物选择以及水流计算等多个方面的因素。
通过科学的设计和合理的计算，人工湿地可以有效地净化和改善水体质量，起到环境保护和生态恢复的作用。
人工湿地工程设计方案
人工湿地工程设计方案目录人工湿地工程设计方案 (1)1.1.1.1治理目标 (1)1.1.1.2人工湿地工艺比选 (1)1.1.1.3人工湿地设计 (3)1.1.1.4植物选择 (4)1、配置原则 (4)2、配置分析 (4)3、配置选择 (5)4、种植要求 (5)1.1.1.5工程量统计表 (6)1.1.1.1治理目标本项目人工湿地主要用于处理漷县区域污水处理厂（站）尾水，深度净化水中有机物和氮磷等污染物，使出水达到地表口类标准，本次共建设人工湿地21 座。
选择投资省，工艺简单、运行费用低、管理简便的湿地工艺。
通过工程的实施，改善工程区周边河道水环境质量，同时充分考虑该流域生态恢复及湿地景观效果，利用湿地内不同种类植物的搭配，形成缤纷沼泽、芦苇溪岸、栈桥水畔等湿地小品景观。
1.1.1.2人工湿地工艺比选人工湿地类型按照水流方式不同分为表面流湿地和潜流湿地。
表面流湿地：污水在湿地土壤表面漫流，可在自然湿地基础上构造而成，同自然湿地净化原理最为接近，绝大部分污染物的去除是由长在植物地下茎、杆上的生物膜来完成。
表面流湿地充氧效果好，投资少。
不足之处是这种湿地不能充分利用湿地床及丰富的植物根系，净化负荷相对较低，占地面积较大。
潜流湿地：通过铺设炉渣、沸石、陶粒、砖块、碎石、细砂、土壤等填料层，使污水在湿地地表下渗流，充分利用湿地填料表面及植物根系上生物膜及其他各种作用处理污水，具有较高的处理效果和处理能力，同时由于水在地表下流动，保温性好，处理效果受气候影响较小。
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-1水平潜流湿地示意图垂直潜流湿地示意图不同类型人工湿地工艺与组合对特征污染物的去除效果不同，具有各自的特点，如下表。
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-1 人工湿地污染物去除效率%!-2本项目湿地形式选择，主要从污染物去除效率，占地面积、建设投资、运行原理等多方面考虑，建议采用水平潜流湿地作为本方案的湿地建设工艺。
人工湿地系统设计
人工湿地系统设计人工湿地（Constructed Wetland, CW）是指通过人工手段模拟湿地自然环境和生物过程，利用湿地植物和微生物群落等生物活动，处理城市污水、农村污水和工业废水等水体的一种水处理方法。
相比传统的化学方法和机械法，人工湿地系统具有效果好、工艺简单、经济性好、环保性强的优点，在城市污水处理和水资源管理中有广泛应用。
1.选择适当的湿地类型：湿地类型包括自由水面流式湿地、水平流湿地和垂直流湿地等。
选择适当的湿地类型要考虑到处理水体的性质、水质目标和项目财力等因素。
2.设计适当的湿地尺寸：湿地面积和深度是湿地系统设计中的关键参数。
湿地面积要根据处理水体的流量和负荷来确定，一般采用最大日流量的1.2倍作为设计流量。
湿地深度一般为0.3-1.0米，需要根据不同湿地类型和处理水体的不同污染物浓度来确定。
3.选择适宜的湿地植物：湿地植物是人工湿地系统中的关键组成部分，可以吸收、转化和降解水中的有机物和无机物质，同时为微生物提供生境。
选择适宜的湿地植物要考虑到其耐短暂淹没、耐盐碱和抗病虫害等特性，一般选择芦苇、蒲草和菖蒲等湿地植物。
4.设计适当的湿地流态：湿地流态是指水体在湿地中的流动方式，包括自由水面流动、水平流动和垂直流动。
自由水面流动适用于水质较好的情况下，水平流动适用于水质中等的情况下，垂直流动适用于水质较差的情况下。
根据处理水体的水质要求和能源消耗等方面的考虑，选择适当的湿地流态。
5.设计适当的湿地进水与出水方式：湿地的进水和出水方式对于处理效果和工艺运行都有很大影响。
进水方式可以选择表面进水或底部进水，根据处理水体的水质目标和湿地自洁能力来确定。
出水方式可以选择自由出水或收集出水，根据处理水体的营养盐排放标准和后续处理工艺考虑。
6.设计适当的湿地监测与维护：湿地系统设计完成后，需要进行监测和维护，确保系统能够持续有效地运行。
湿地监测包括水质监测和植物监测，水质监测通过监测处理水体的污染物浓度和水质指标来评估系统的处理效果；植物监测通过观察植物生长情况和植物对污染物的吸收转化能力来评估系统的生物群落健康状况。
人工湿地设计规范-（38666）
⼈⼯湿地设计规范-（38666）⼈⼯湿地设计规范1总则1.0.1为贯彻《中华⼈民共和国环境保护法》和《中华⼈民共和国⽔污染环境防治法》，规范⼈⼯湿地污⽔处理技术，保护和改善环境，提⾼⼈民健康⽔平，建设环境友好型社会，特制定本规程。
1.0.2本规程适⽤于江苏省内⼈⼯湿地污⽔处理系统的设计、施⼯、验收和运⾏管理。
1.0.3⼈⼯湿地污⽔处理对象为⽣活污⽔、⽣活废⽔，或具有类似性质的污废⽔。
包括城市⽣活污⽔、农村⽣活污⽔、学校⽣活污⽔、住宅⼩区⽣活污⽔、宾馆污⽔、机关事业单位污⽔、疗养院污⽔、景区污⽔、污⽔处理⼚尾⽔等。
1.0.4本规程适⽤的处理规模:⽣活污⽔处理规模≤2000m3/⽇处理⽔量，城市污⽔处理⼚尾⽔处理时规模≤10000m3/⽇处理⽔量。
1.0.5⼈⼯湿地污⽔处理系统的设计、施⼯、验收和运⾏管理除应符合本规程外，还应符合国家、省现⾏有关标准的规定。
2术语2.1.1⼈⼯湿地constructedwetlands⼈⼯湿地是⼈们模拟天然湿地系统结构和功能⽽建造的、可控制运⾏的湿地系统，⽤以对受污染⽔进⾏处理的⼀种⼯艺，由围护结构、⼈⼯介质、⽔⽣植物等部分构成。
当⽔进⼊⼈⼯湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解⽽达到⽔质净化作⽤。
⼈⼯湿地分为表⾯流⼈⼯湿地、⽔平潜流⼈⼯湿地和垂直潜流⼈⼯湿地。
2.1.2表⾯流⼈⼯湿地freewatersurfaceconstructedwetlands指⽔在⼈⼯湿地介质层表⾯流动，依靠表层介质、植物根茎的拦截及其上的⽣物膜降解作⽤，使⽔净化的⼈⼯湿地。
2.1.3⽔平潜流⼈⼯湿地subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指⽔从⼈⼯湿地池体⼀端进⼊，⽔平流经⼈⼯湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及⽣物膜的降解作⽤，使⽔净化的⼈⼯湿地。
2.1.4垂直流⼈⼯湿地verticalflowconstructedwetlands指⽔从⼈⼯湿地表⾯垂直流过⼈⼯湿地介质床⽽从底部排出，或从⼈⼯湿地底部进⼊垂直流向介质表层并排出，使⽔得以净化的⼈⼯湿地。
《人工湿地设计》课件
3
后期监测设计
4
说明人工湿地后期监测设计的目的和方 法，以确保其长期稳定和环境效益。
方案设计
详细介绍人工湿地的方案设计过程，包 括初步设想、系统布局和设计优化。
运营管理设计
讲述人工湿地运营管理设计的关键，包 括监测与维护、水质调控和安全管理。
人工湿地设计的要点
系统设计
强调设计中需要考虑 的元素，如尺寸、流 量和操作要求。
生态设计
详述如何优化人工湿 地以支持多样的生态 系统和物种。
工程设计
讨论工程设计方面的 注意事项，如材料选 择和结构设计。
维护管理设计
介绍如何设计人工湿 地以方便维护、保养 和管理。
人工湿地设计的应用案例
水处理
探索人工湿地在城市和农村水处 理领域的成功应用。
生态修复
介绍人工湿地如何帮助恢复受损 湿地的生态系统功能。
城市景观建设
展示人工湿地在城市景观设计中 的创新和美学价值。
人工湿地的优缺点
优点
详细解释人工湿地的环境效益，如水质改善和自然保护。
缺点
探讨人工湿地设计和管理中可能遇到的挑战和限制。
人工湿地的发展趋势
1 技术创新
介绍当前人工湿地设计中 的新技术和创新方法。
2 环境治理需求的增加
讨论人工湿地在应对环境 问题和生态面流湿地的原理、 结构和适用场景。
2 底部流湿地
3 湿地池
解释底部流湿地如何工作， 以及其在水处理和氮污染 控制中的应用。
讨论湿地池的功能和设计 原则，以及在城市景观中 的应用。
人工湿地设计的步骤
1
施工设计
2
阐述人工湿地施工设计的要求，包括土
壤改良、湿地植被和排水系统。
人工湿地工程设计参数及工作流程
低扬程水泵，通过水力喷射或跌水等方式进行充氧。
3、阶梯进水可减轻单元前端的负荷，使前端填料的负荷均匀，避免处理床前部堵塞；
4、复合式则一方面设置出水回流，另一方面还将进水分布至填料床的中部，以减轻填料床前端的负荷。
一、人工湿地概述
1.5.2 人工湿地工艺流程
人工湿地工艺流程应根据污水特征、出水水质要求等因素进行确定。当来水污水为生活污水或类似污 水时，应先经过预处理设施后再进湿地单元；当人工湿地用于深度微污染水时则无需做预处理。工艺流程 简图如下 ：
1.4 人工湿地的基本类型
布水渠 阀门井
布水区填料
水生植物 生态填料 防渗膜保护层（粗砂）
防渗膜 基础夯实
集水区填料 可调出水口 集水渠
水平流潜流湿地
一、人工湿地概述
1.4 人工湿地的基本类型
布水渠 阀门井
水生植物 生态填料 布水管 防渗膜保护层（粗砂） 防渗层 基础夯实
集水渠
上行潜流湿地
一、人工湿地概述
一、人工湿地概述
1.1 湿地的定义
《湿地公约》对湿地的定义为“湿地指不问其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或 水域地带，带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6米的水域。潮湿 或浅积水地带发育成水生生物群和水成土壤的地理综合体。是陆地、流水、静水、河口、和海洋系统中各 种沼生、湿生区域的总称。”
生活污水
预处理
人工湿地单元
后处理
达标排放或回用
微污染水
人工湿地单元
后处理
达标排放或回用
预处理设施
（1）格栅池 格栅池中宜设置粗、细两道，以拦截较大体积的杂质，防止堵塞布水口。
（2）沉砂池 来水SS 含量较大时，宜设沉淀池（也可采用表流湿地的形式）以保护管道、阀门等设施免受阻塞， 为保证沉沙效果，沉砂池中水平流速宜≤0.1m/s。
湿地建造各类参数
人工湿地设计步骤以及相关参数一、人工湿地设计内容（1）确定详细的废水流速，污染物负荷及期望的处理效果。
（2）优化区域结构，进出水区域结构要利于水控制、水循环和分配等。
（3）处理单元的接连水渠构造根据情况选择串联或者并联。
（4）改变处理单元内部及不同处理单元之间的深度，以利于更好的分配水流、形成多样性环境及有利于污染物的去除。
（5）制定湿地植物的选择方案、种植密度、种植方式等。
（6）制定良好的运行维护计划，以便后续的维护管理。
二、人工湿地设计参数人工湿地的设计因素会影响到其运行效果，主要的设计参数包括湿地尺寸参数、水力参数和构造参数三类。
其中，湿地尺寸参数主要包括湿地长宽比、面积、深度等；水力参数主要包括水力停留时间、表面负荷率、水力坡度、水动力弥散系数等；构造参数主要包括填料种类、渗透性、植物选种等。
三、水力停留时间（Hydraulic Retention Time ,HRT）人工湿地水力停留时间是指污水在湿地内部平均驻留时间，是人工湿地处理系统最重要的参数之一，它影响系统的除氮除磷效果，水利停留时间越长，对氮磷的去除效果越好。
理论上的HRT可按照下列公式计算：t = V ×ε / Q ，其中，V是人工湿地基质在自然状态下的体积，m³；ε是孔隙率，%；Q是人工湿地设计水量，m³/d。
但是在实际运行中，随着孔隙率的变化，水力停留时间通常为理论值的40%~80%。
通常情况下，表面流人工湿地2天左右即可在沉降区去除大约80%的总悬浮物。
英国环境署对表面流人工湿地的好氧反应区研究表明，水力停留达到2d以上后，各类藻类开始生长，引起pH变化，促进植物生长，促进氨氮的挥发，磷的沉降，不过为了防止水华，HRT限制在3~4天左右。
Kadlec 则认为，在人工-N，也就是说2~3天的时间可保湿地的植物净化区域，1~2天即可去除90%的NO2证反硝化的进行[47]。
Dierverg则在潜流系统中证实了潜流人工湿地的厌氧区域适合系统的反硝化作用，在HRT为2~4天时候，发生强烈的反硝化脱氮[48]。
人工湿地的设计流程
人工湿地的设计流程一、前期调研。
咱得先去了解一下这块地儿的基本情况呢。
比如说，这个地方的地形是咋样的，是平平整整的呢，还是有高有低的小坡坡呀。
要是地形复杂，那在设计的时候就得费点心思啦，可不能让水流得乱七八糟的。
还有呀，得看看当地的气候，是那种经常下雨湿漉漉的，还是干巴巴很少降水的呢。
如果雨多，那咱排水得做好；要是雨少，可能得考虑怎么节水。
土壤的情况也不能马虎，是肥沃的黑土，还是比较贫瘠的沙土地呀，这对湿地植物的生长可有影响啦。
另外呢，周围有没有污染源，像工厂啊，垃圾堆放点之类的，要是有，得想办法避免这些污染源对咱们人工湿地的破坏。
二、确定湿地类型。
人工湿地有好几种类型呢，像表面流湿地、潜流湿地这些。
表面流湿地就像是小池塘一样，水在表面流动，植物的根在水下，这种湿地看起来就比较自然，有那种野生的美感。
潜流湿地呢，水是在地下的基质里流动的，表面可能看不到太多的水，但是它处理污水的效果有时候会更好。
那咱们得根据前期调研的结果来确定用哪种类型的湿地。
如果这块地儿空间比较大，而且主要是想营造一个生态景观，表面流湿地可能就挺合适的。
要是周围有污水需要处理，而且对处理效果要求比较高，潜流湿地或许就是更好的选择。
三、设计湿地规模。
湿地的规模可不能随便定呀。
得考虑有多少水要处理呢，如果是处理一个小村庄的污水，那和处理一个大城市的污水，湿地的大小肯定不一样。
还要看看这块地儿能给咱们多少空间来做湿地，要是地儿小，咱就得想办法在有限的空间里达到最好的效果。
就像咱们住房子一样，小房子就得合理规划空间，湿地也是这个理儿。
而且呢，湿地规模还和咱想要达到的水质目标有关。
如果想让水变得特别特别干净，那可能就得把湿地设计得大一点，给它足够的时间和空间来净化水。
四、选择植物。
这植物的选择可太有趣啦。
咱得选那些适应本地环境的植物，就像人到了一个新地方，得适应环境才能活得好，植物也是一样的。
比如说芦苇，这可是湿地里的常客，它长得高高的，根在水里能吸收好多脏东西，而且它还特别坚强，风吹雨打都不怕。
人工湿地设计规范
人工湿地设计规范1总则≤2000m3/日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m3/日处理水量。
2术语人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。
当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。
人工湿地分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。
指水在人工湿地介质层表面流动，依靠表层介质、植物根茎的拦截及其上的生物膜降解作用，使水净化的人工湿地。
subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指水从人工湿地池体一端进入，水平流经人工湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及生物膜的降解作用，使水净化的人工湿地。
指水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排出，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出，使水得以净化的人工湿地。
垂直流人工湿地分单向垂直流人工湿地和复合垂直流人工湿地两种。
指人工湿地充填介质中，存在于介质间的孔隙体积占全部体积的百分比。
指水在人工湿地内的平均停留时间。
指一定人工湿地表面积中，单位时间内去除的污染物数量。
指一定人工湿地表面中，单位时间内通过的水体积。
指水在人工湿地内，沿水流方向单位渗流路程长度上的水位下降值。
3人工湿地处理工艺设计3.1处理设施选址与总体布置1宜靠近自然水体、市政排污管道的排放点或便于处理后回用的地点;2在城市、居住区处理站内宜在夏季主导风向的下风侧，应与建筑保持一定距离，并用绿化带与建筑物隔开;3居住区内处理站宜设置在绿地、停车坪及室外空地;农村地区宜设置在地势相对较低的荒地处;4处理设施与生活供水泵站及其清水池水平距离应不得小于10m;5处理设施地点应便于施工、维护和管理等。
1主要车行道的宽度:单车道为3.5~4.0m，双车道为6.0~7.0m，并应有回车道;2车行道的转弯半径宜为6.0~10.0m;3人行道的宽度宜为1.5~2.0m。
土木工程中的人工湿地设计
土木工程中的人工湿地设计人工湿地是一种模拟自然湿地的人造湿地系统，可以用来处理和改善水质、保护生物多样性以及提供景观效益。
在土木工程领域，人工湿地设计是一个重要的课题，涉及到水资源管理、环境保护和城市规划等方面。
本文将介绍土木工程中人工湿地设计的原理、设计要点以及实施效果等内容。
一、人工湿地设计的原理人工湿地是通过模拟自然湿地的水文、生物和物理化学过程来达到净化水质的目的。
其原理主要包括以下几个方面：1.1 植物吸收和转化：湿地植物的根系能够吸收水中的养分和污染物，通过植物的作用，将水中的污染物转化为植物可利用的形式，达到净化水质的效果。
1.2 微生物降解：湿地中存在大量的微生物，它们能够降解水中的有机物和氮、磷等养分。
微生物通过吸附、吸附、氧化等过程将污染物转化为无害物质。
1.3 湿地滞留时间：水在湿地中停留的时间较长，这使得湿地有足够的时间进行物理、化学和生物反应。
在滞留时间的作用下，污染物通过沉降、吸附等方式从水体中去除。
1.4 湿地结构：湿地的设计结构也是其净化水质的关键。
不同的湿地结构，如水平流、垂直流、浸滤等，都能影响湿地的净化效果。
二、人工湿地设计的要点2.1 选择合适的湿地类型：根据需要处理的水质和空间条件，选择合适的湿地类型。
常见的湿地类型包括自由水面流湿地、浸渗湿地、人工湖泊等。
不同的湿地类型适用于不同的水体处理和环境要求。
2.2 设计适宜的湿地面积：人工湿地的面积要根据处理量、水体质量和土地利用情况等因素进行合理确定。
面积过小会导致处理效果不佳，面积过大则浪费资源。
2.3 选择合适的湿地植物：湿地植物是人工湿地中的重要组成部分，不同的湿地植物对水质的净化效果有所差异。
在人工湿地设计中，要根据水体的污染物类型和浓度选择适宜的湿地植物。
2.4 设计合理的水流模式：水流模式是人工湿地设计中的重要考虑因素。
水流过快会影响湿地的净化效果，而水流过慢则容易造成水体富营养化。
因此，需要根据具体情况设计合理的水流模式。
人工湿地设计规范
监测与评估数据的处理与应用
数据采集：定期对人工湿地环境进行监测和评估，收集相关数据。 数据处理：对采集的数据进行整理、分析和处理，提取有用的信息。 数据分析：运用统计分析等方法，对处理后的数据进行分析，评估人工湿地环境的状况。 数据应用：将分析结果应用于人工湿地设计、管理和保护等方面，为决策提供科学依据。
湿地食物链的构建需要充分考虑生物的生态位和营养级，以及它们之间的相互作用和制 约关系。
湿地生态平衡维护
植被覆盖：保持湿地的植被覆盖，防止水土流失，维护生态平衡。 水质管理：定期监测水质，保持湿地水质的清洁，防止污染。 生物多样性保护：保护湿地内的生物多样性，维护生态系统的稳定。 人类活动控制：限制人类活动对湿地的干扰，保持湿地的自然状态。
人工湿地环境监测与评估
章节副标题
水质监测与评估
监测指标：pH值、溶解氧、浊度、氨氮等 监测方法：现场采样、在线监测 评估标准：水质达标、生态平衡、安全性 评估周期：定期监测与评估
环境质量监测与评估
监测指标：包 括水质、土壤、
植被等
监测方法：采Байду номын сангаас样、实验、遥
感等
评估标准：根 据监测结果， 制定相应的评
0.5-1米
水生植物：根 据生长速度和 覆盖面积，一 般种植间距为
0.3-0.5米
人工湿地水体设计
章节副标题
水体深度设计
浅层水深：0.3-0.5米，适合挺水植物生长 中层水深：0.5-0.7米，适合浮叶植物和漂浮植物生长 深层水深：0.7-1.0米，适合沉水植物生长 塘面水深：不宜过深，保持稳定的水位
考虑植物的生长速度和生命周 期
植物配置方式
根据湿地类型选择植物 考虑植物的生态适应性 植物配置要注重多样性 植物配置要与景观相协调
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氧化沟
传统活性污 泥法
0.58
0.66
700
788
0.32
0.36
0.33
0.40
22
14
芦苇湿地法
有效去除有机物，对N,P去 除效果较好，占地面积大
0.21
164
0.08
0.15
80
针对前述一些现有人工湿地存在的问题， 需要强化的环节。 我们。。。 下面介绍一些学术前沿的人工湿地设计方案
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5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
2016/1/27
6.人工湿地常见故障及解决措施
气候温度条件变化
夏季，温度较高，植物生长较快， 生物量增加，湿地净化功能较强， 秋冬季：植物枯萎后，吸收速度较 慢，是污染物去除效率降低。 一是湿地冬季保温方法，如植物 覆盖法，就是将植物的地上部分分 割去就地覆盖； 二是冰层覆盖法，即在冬季湿地
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国内人工湿地应用实例
• 以处理污水量60000m3/d计，在建造污水处理厂前对各种处理流程进 行了经济技术比较。
工程名称 AB法 特点 有效去除有机物，对N,P去 除率高 有效去除有机物，N,P去除 率高 有效去除有机物，N,P去除 率低 工程投 资(亿元) 0.73 运行费用 (万元/a) 876 处理成本 (元/m3 ) 0.4 耗电量 (kw.h)/m 3 0.36 占地面 积(hm2 ) 14
防表面冲蚀，迅速进水
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3.人工湿地结构设计步骤 基质的填充
水平潜流填料从左到右结构
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3.人工湿地结构设计步骤 植被的选择要求
1）适应当地环境，优先选择本土物种
2）根系发达，输氧能力 3）强耐污能力强，去除效果好
4）具有抗冻，抗病虫的能力
5）生长周期短，生物量大的 6）有经济价值或者景观效果好
1
3 黏土防渗： 采用黏土防渗时，黏土厚度应不小于60cm，并进行分层压 实。亦可采取将黏土与膨润土相混合制成混合材料，不小于 60cm。
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保 护 地 下 水
3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式
V形槽配水构筑物结构简图
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3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式
向系统内部充氧，并保证 池内气体排出，防止产生臭味。 常设置在填料层底部，与排水 管，穿水管连接。
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单元模块有多种灵活的组合方式，这样 可以很好地适应选址条件的变化
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3.人工湿地结构设计步骤 基质的填充
提供植物和微生物生长并对污染物起到过滤，吸 附的作用，包括土壤、砾石、陶砾、碎石、沙土矿 渣、粉煤灰等。
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6.人工湿地常见故障及解决措施
出水污染物浓度回升问题
水生植物生长周期较短和补给水源水质等环
境的变化会引起植株的衰竭和腐烂，腐烂的茎、 叶容易消耗水体中的溶解氧使河床上升、底泥增 多，其中释放出的有机物、氨氮等导致水体污染 物回升，容易造成水体的二次污染。
定期的进行人工湿地的维护， 包括清洗基质，换基质，收割植 物，给系统富氧等等
潜流人工湿地
2.人工湿地基本参数
（1）湿地面积的预计 计算公式：A=(Q×（So－Se）)/ Ls 其中：As为湿地面积（m2） Q为流量（m3/d） So为进水BOD5（mg/l） Se为出水BOD5（mg/l） Ls为BOD负荷（kg/hm2.d）
（2）水力停留时间计算
计算公式：t=V×ε/Q
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3.人工湿地结构设计步骤 植被的选择
芦苇 菖蒲 香蒲
鸢尾
美人蕉
富贵竹
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凤眼莲
浮萍/浮莲
槐叶萍
水鳖
灯心草
香蒲
菖蒲
矮化美人蕉
茭白
黄花鸢尾
3.人工湿地结构设计步骤
微生物接种
人工湿地系统中的微生物主 要去除污水中的有机质和N，某 些难降解的有机物质和有毒物 质需要运用微生物的诱发变异 特性，培育驯化适宜吸收和消 化这些有机物质和有毒物质的 优势细菌，进行降解。
可选择格栅、沉砂、初沉、均质等一级处理工艺，物化强化法、AB
法前段、水解酸化、浮动生物床等一级强化处理工艺，以及SBR、
氧化沟、A/O、生物接触氧化等二级处理工艺。
①：BOD5/COD<0.3时，宜采用水解酸化处理工艺。 ②：SS >100mg/L时，宜设沉淀池。 ③：含油量>50mg/L，宜设除油设备。 ④：DO<1.0mg/L时，宜设曝气装置。
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3.人工湿地结构设计步骤
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3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式 水平潜流人工湿地结构简图
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3.人工湿地结构设计步骤
水平潜流人工湿地进水
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3.人工湿地结构设计步骤16/1/27
3.人工湿地结构设计步骤
结冻前放水，使湿地表面结一层冰
层对湿地自然覆盖等
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6.人工湿地常见故障及解决措施
基质容易产生堵塞现象
随着时间的推移，部分营养物质会 逐渐积累，湿地中的微生物大量繁殖， 所产生的代谢产物、腐烂根系等会不 断阻塞填料空隙，发生堵塞现象，湿 地处理效果和运行寿命降低。
a：加强预处理
b：设定合理的间歇期，实现间接 进水方式 c：适度密度种植，及时维护收割
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3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式 垂直流人工湿地结构简图
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3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式 垂直流人工湿地结构布水
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3.人工湿地结构设计步骤
布水与集水方式 垂直流人工湿地结构布水
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3.人工湿地结构设计步骤
通气孔
作用：
人工湿地设计基础
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景观效果 生态和谐 集配水系统 进水方式 通气系统 防渗系统设计 确定类型 填料选择 铺设方式 植物选择
面积 负荷 停留时间
预处理 运行维护
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1.确定湿地的类型
表面流人工湿地
人工湿地
水平潜流人工湿地 垂直潜流人工湿地
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表面流人工湿地
要求：
1、作业以个人为设计者； 2、自己选择和模拟情景； 3、严格禁止大段抄袭别人的设计或者直接网上下载；（设计计零分，20%） 4、时间要求：成绩的一部分，学期结束后提交；可以集体交也可以个人交； 5、字数和格式不限。手写打印都可以，专业术语和图表要求规范。提倡CAD做图
驯化接种优势菌种有假单 胞杆菌属Pseudomonas、产碱 杆菌属Alcaligens 和黄杆菌属 Flavobacterium以及硝化细菌和 反硝化细菌。一般接种活性污泥， 配置一定浓度的营养物质，使得 微生物在人工湿地中迅速生长， 繁殖
2016/1/27
2016/1/27
5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
2016/1/27
3.人工湿地结构设计步骤 基质的填充
常用垂直流填料从下到上结构
分层
排水层 过渡层 滤料层 覆盖层
厚度
200~350mm 100mm 600mm 50mm
材料
功能 汇集排出已处理的污水 防止上层砂砾堵塞下 面排水层 核心处理区
粒径8~16mm
粒径4~8mm 粒径0.2~6mm 粒径8~16mm
t：水力停留时间（d）Q：流量 V：池子的容积（m3） ε：孔隙度%
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2.人工湿地基本参数
（5）床体结构参数
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3.人工湿地结构设计步骤
防渗设计
水泥砂浆或混凝土防渗： 砖砌或毛石砌后底面和侧壁用防水水泥砂浆防渗处理， 或采用混凝土底面和侧壁 塑料薄膜防渗： 薄膜厚度宜大于1.0mm，两边衬垫土工布，以降低植物 根系和紫外线对薄膜的影响。 2
1、人工增氧复合垂直流人工湿地
1-空气压缩机 2-复合垂直流 3-下行流地 4-上行流地 5-导气管 6-穿孔曝气管 7-排空管 8-通孔
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2、水力增氧人工湿地
1-湿地植物 2-床体填料 3-支撑墙 4-集配水干管 5-进水箱 6-间歇进水控制装置 7-增氧机 8-出水箱 9-配水箱 10-进水口 11-放空管 12-出水口 13-配水孔 14-配水箱
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5.人工湿地运行过程中进水的预处理过程
生物接触氧化组合工艺介绍 预处理措施中核心技术多为生物接触氧化组合工艺，大幅度降低来水中 有机物含量，减少了人工湿地系统处理负荷，避免了湿地易堵塞的现象， 延长了湿地运行时间，可以使污水达到相关排放标准。 工艺设计边界条件
技术路线
2016/1/27
2、新型人工湿地设计-水力增氧人工湿地
构造剖面A-A示意图
湿地俯视示意图 （箭头表示水流流径）
3、利用跌水曝气充氧的潜流人工湿地
1-进水口 2-导流板 3-挺水植物 4-下过流通道 5-多层平面竹网 6-填料 7-集水区 8-跌水挡板 9-床体 10-进水挡墙 11-出水挡墙
课程设计
情景设计 1、居住小区； 2、别墅山庄； 3、农业的小村庄； 4、靠近河边的居住区； 5、景区酒店； 6、远离都市的海景住宅区 7、其它