上海世博园后滩公园湿地景观设计

中国给水排水

CHINAWATER＆WASTEWATERVol．27No．16Aug．2011

上海世博园后滩公园湿地景观设计

1

陈计伟，王

22聪，张饮江

（1．北京土人景观与建筑规划设计研究院，北京100080；2．上海海洋大学水域环境生态

上海高校工程研究中心，上海201306）介绍了上海世博园后滩公园湿地的设计情况，包括其功能分区、水质目标、工艺流

程、水质调控管理及预警系统等。2009年4月，清水区已达到很好效果，多项水质指标均已达到Ⅱ

摘

～Ⅲ类水体标准。生态湿地景观的多种独特功能提供了可观的经济效益、社会效益以及生态效益。

关键词：

湿地；上海世博园；自净作用；植物配置；生态系统

中图分类号：TU991文献标识码：C文章编号：1000－4602（2011）16－0042－05

要：

DesignofWetlandLandscapeinHoutanParkofShanghaiWorldExpo

CHENJi-wei1，WANGCong2，ZHANGYin-jiang2

（1．BeijingTurenLandscapeandArchitecturePlanningandDesignInstitute，Beijing100080，China；2．EngineeringResearchCenterforWaterEnvironmentEcologyinShanghai，Shanghai

201306，China）

Abstract：

ThedesignofHoutanParkofShanghaiWorldExpoisintroduced，includingitsfunc-tionalzoning，waterqualityobjectives，processflow，waterqualitycontrolmanagement，earlywarningsystemsandsoon．OnApril2009，betterwaterqualityhasachievedinthefreshwaterdivisionandmanyindicatorshavereachedtheⅡorⅢwaterqualitystandards．Thevariousuniquefeaturesofwetlandeco-systemcanofferconsiderableeconomic，socialandecologicalbenefitstothehumanlivingenvironment．

Keywords：system

目前中国已经列入《湿地公约》国际重要湿地

2010年中国上海世界博览会名录的湿地共39处，

的成功举办更是世界瞩目，功效显著的世博园后滩公园湿地系统更成为关注焦点。1

破坏严重影响了黄浦江滨水景观和上海中心城市的可持续发展状态；作为上海的优质地段，浪费了文化环境资源与景观资源。黄浦江水质污染严重，资源、

水质在Ⅴ类左右，严重污染的水质威胁着湿地的动植物生存。

世博园后滩湿地公园为上海世博园的核心绿地景观之一，位于“2010上海世博园”之西南端，在黄浦江东岸与浦明路之间，南临园区新建浦明路，西至

2

倪家浜，北望卢浦大桥，占地为14．2hm。场地原

wetland；ShanghaiWorldExpo；self-purification；plantsarrangement；eco-

后滩公园湿地景观的自然环境

上海市位于北亚热带南缘，具有冬暖夏凉的特

年平均降雨日为131d，点。年平均气温为15．5℃，

年平均降雨量为1111．2mm。后滩区域具工业文明色彩和浦江风景特色，但工业废水的排放导致地

下水、黄浦江水严重污染；工业废气的排放摧残着大气环境；滨水岸线凌乱，植被稀少，绿化较差；工业建筑外形打破了城市建筑景观的格局……生态环境的

为钢铁厂（浦东钢铁集团）和后滩船舶修理厂所在地。后滩公园湿地位于江湾内侧，处在缓水区和漩涡区，泥沙易在此地堆积，其沉积物主要由软土、粘

·42·www．watergasheat．com陈计伟，等：上海世博园后滩公园湿地景观设计

表1

Tab．1项

湿地取水量

第27卷

湿地水量平衡结果

第16期

性土、粉性土和砂土组成，土地相对肥沃并受涨落潮

潮位随洪、枯季和大、小汛而变化，平均流交替作用，

平均高潮位为3．29m。水位变化低潮位为1．19m，

明显，有利于发展湿地生物群落多样性。2

Estimationofwetlandwaterbalance目江水雨水

估算水量估算水量占比场地面/（104m3/（m3·

/%积/hm2－1－1

·a）d）87．8240589．410．498．23．773．67．44．91．27．398．1

2842689101204134342002689

10．67．41003．87．65．01．27．4100

2．36．83．5

后滩公园湿地系统的功能分区

后滩公园湿地系统主要分三个功能区：原生湿

近自然湿地修复区和湿地游览活动区。地保护区、

①

原生湿地保护区

以充分保障生物的生保护区内禁止人员进入，

息场所，保护湿地内完整的生态循环系统，使其形成自我循环更新的立体生态链系统，完整的自我供给、

从而维护生物多样性分布结构，实现湿地的原生态保护。

②

近自然湿地修复区

合计

世博公园A包需水量世博公园B包需水量

201675．014．7

湿地湿地绿化喷灌用水量供水湿地蒸发量量未预见水量

排入黄浦江

合计

3.3

内滩近自然湿地突出自然栖息地和水生系统净

化的功能、生产以及审美启智和科普教育功能，重点修复被污染土地与展示湿地生态系统、生物多样性、湿地自净功能和湿地景观，使整个区域生态系统与景观的结合趋于完善。

③

湿地游览活动区

以湿地为主体的休闲、游览活动区，设置有游憩设施，休憩空间周围以自然式的植物造景为主，回归自然与和谐，既丰富景观又方便人们休闲娱乐，同时又构建了以人为本、安全健康的水环境。33.1

生态自净工艺流程

水净化流程：原水（黄浦江水）→取水（取水口）

水生植物、水生动物、→生物/生态净化（土地处理、

生物操纵、指示生物等）→加压、消毒→世博公园用水。其中最重要的净化阶段为生态净化。

4后滩公园湿地净化过程

后滩公园湿地净化过程可分为10个步骤：①初过滤（过滤格栅及自然沉淀）；②蓄水池（具有自然沉淀池功能）；③曝气跌水净化与景观墙；④生物/生态净化；⑤重金属净化；⑥病原体净化；⑦营养物净化；⑧综合净化；⑨水质稳定和控制；⑩清水蓄积（清潭粉荷），然后消毒加压输送。55.1

湿地生态净水工艺流程

水质净化目标及规模

营造湿地系统最佳净化效果

防潮护坡

后滩湿地公园的核心是一条带状、具有水净化

功能的人工湿地系统，由滨江芦荻带、内河净化湿地带、梯地禾田带以及原生湿地保护区四部分生态景观共同构成，通过将水体净化技术与绿化环境及景营造水系沿岸序列性滨水植物景观，观设计相结合，

赋予水系的每个区域不同群落特色与生态内涵，最终将黄浦江的劣Ⅴ类水引入后滩水系，利用不同深度、不同宽度和不同生物群落的湿地自净，仅通过一

2条长约1．6km、水面约12900m的水系自净作用，就将水质提高为Ⅱ～Ⅲ类水，并且净化量可达3000

从防潮浪护坡考虑选择主要材料为块石和根系

发达的植物。5.1.1

渗水控制

护坡在高程3．5m以下采用微渗水处理，既可保证内滩湿地的水位不受潮汐影响，又可保证黄浦

江水和后滩湿地间的微量水体交换。5.1.2坡顶高程控制

坡顶高程为5m（略高于高潮位4．3m），这样50年一遇潮汐才会漫过坡顶。这样的场地可为后滩湿地动物提供避难和繁殖场所，又不阻断场地内外的动植物个体迁徙和物种间相互关系的通道，同时也为后滩湿地提供多样性的动植物资源。5.1.3植物配置原则

配置吸污能力强、根系发达、固沙力强、耐淹的草本植物，挺水植物如芦苇、菰、荻、芒草类，湿生植

m3/d。

净化后的水不仅可以提供给世博公园作水景循

环用水，还能满足世博公园与后滩公园自身的绿化灌溉及道路冲洗等需要。3.2湿地水量平衡估算

湿地水量平衡结果见表1。

·43·第27卷第16期中国给水排水www．watergasheat．com

物如苔草、莎草、镳草。5.2植物综合净化区5.2.1

植物综合净化

漂浮、沉水植物，利用水科学配置与种植挺水、

生植物中的抗污染先锋种，通过生物操纵调节食物链网，促进水体自净。综合净化区长约260m。5.2.2植物配置原则

一般水底深在2．2m（最低水位）至3．29m（平均高潮位）之间，植物耐淹性有永久性和间歇性水淹。选择种植对各种污染物有综合吸收能力的植物，或各种植物交错种植。挺水植物：芦苇、菰、荻、水芹、泽泻、菖蒲、千屈菜；漂浮植物：浮萍、槐叶萍；沉水植物：眼子菜、金鱼藻、苦草、轮叶黑藻等。5.35.3.1

植物床净化区

植物床净化的组织机构

其反应过程主植物床净化区总长度约180m，

利用U型管连通原理，通过控制水位来确定种

对雨水进行植水田和旱田。通过U型管水位控制，收集和净化。

5.4.2植物配置原则

具有吸污能力的农作物包括水作物（如水稻、慈姑、荸荠、菱、茭白、芋、莲藕等）和旱作物（如小麦、玉米、油菜、大豆等）。具有吸污能力的适种花卉植物包括菖蒲、鸢尾、马蔺、千屈菜、水葱、水芹、水蓼等。

5.5重金属净化区5.5.1

植物吸附功能

重金属净化区长约260m，主要通过水生植物富集一些有毒有害物质，如重金属铅、镉、汞、吸附、

砷等，其吸收积累能力为：沉水植物＞漂浮植物＞挺水植物，不同部位浓缩作用也不同，一般为：根＞茎＞叶。沉水植物中苦草、轮叶黑藻、菹草、龙须眼子菜等对重金属具有很强的耐受能力和去除能力。5.5.2植物配置原则

以沉水植物为主，如眼子菜、金鱼藻、轮叶黑藻、苦草等；以漂浮和浮叶植物为辅，如睡莲、浮萍等；少量种植挺水植物，如香蒲、芦苇、鸢尾、菰等。5.6病原体净化区5.6.1

病原体净化原理

一方面一些水生植病原体净化区长约200m，

要是好氧反应（需氧呼吸过程、氮的硝化过程、硫的

氧化过程、硫化铁的氧化过程、二价铁的氧化过程）、去酸反应、厌氧反应（脱氮过程、脱锰过程、脱

脱硫过程、沼气发酵、固氮过程）。铁过程、5.3.2

植物配置原则布置吸污能力强、向根部输氧能力强、根系对介

质穿透能力强且景观效果好的植物，如芦苇、茭白、水烛、早熟禾、菖蒲、水葱、荻等。5.45.4.1

滴瀑水景石墙过滤滴瀑水景石墙原理

物可以从根部释放抗生素，当污水经过这些水生植

物时，一系列病原体（如大肠杆菌、沙门氏菌属和肠另一方面水生植物可以把鱼类粪球菌等）被去除，

便作为肥料加以吸收，消除了病原体的繁殖场所。据目前国内外研究，这些植物主要以挺水植物为主。5.6.2植物配置原则

以挺水植物为主，如芦苇、香蒲、水芹、菖蒲等。5.75.7.1

营养物净化区

营养物净化原理

营养物净化区长约250m，植物在受污染江水

水源自蓄水池出水进入长约200m、高约2m

的滴瀑水景石墙（表面凹凸不平的曝气跌水墙）的然后由槽内沿石墙向下滴水，长时间的污引水槽内，

水流冲使石墙表面形成一层生物膜，起到了污水净化作用，同时也营造了一个景色别致的瀑布水景。从内滩湿地中抽取江水对梯田进行灌溉，同时利用梯田高差对雨水进行层层过滤净化（见图1）。

中吸收大量的无机氮、磷等营养物质，供其生长发

育。水中无机磷、氨氮被植物直接摄取，转化为植物ATP、PNA等有机成分，有机氮、通过鱼类的蛋白质、

摄食与收割得以去除。其他不易被植物吸收的大部分氮通过水和土壤中微生物的降解，一部分释放于空气中，一部分被植物吸收。生根植物直接从土壤

图1

Fig．1

雨水净化流程

Schematicdiagramofrainwaterpurification

中去除氮磷等营养物质，而浮水植物则在水中去除营养物质。·44·www．watergasheat．com陈计伟，等：上海世博园后滩公园湿地景观设计第27卷第16期

5.7.2植物配置原则6.2后滩公园湿地主要植物配置

香蒲、水葱、鸢主要以种植挺水植物（如芦苇、

菰等）和浮水植物（如浮萍、睡莲、槐叶萍等）为尾、主。5.85.8.1

水质稳定调节区水质稳定调节

公园内植物品种选择原则上宜为黄浦江水系及

极力回避外来物种和引进其湿地的乡土湿生植物，

物种。湿地水生植物选择以湿生的草本被子植物为

主，选用上海乡土的湿生乔木类、耐湿灌木类、湿地草本植物类、水生植物类。77.1

水质稳定调节区长约300m。经过一系列过滤

净化后的江水，水质可以达到使用要求，为动植物提供良好的生存环境，维护水体内生态系统稳定，保持水质稳定。5.8.2

植物配置原则挺水植物、沉水植物和浮水植物混合种植，协同

动物群落多样性营造

植物群落决定动物群落

后滩湿地所表现出的湿地景观有林地、滩地、浅

深水区湿地等。不同的湿地景观体现了水区湿地、

植物群落多样性，即动物的生境多样性，从而也就决

定了动物多样性。7.2

增加动物群落多样性措施湿地介于水体和陆地之间，它的动物群落包括

香蒲、水葱、菰等；沉水植物净化。挺水植物如芦苇、

菹草、伊乐藻等；浮水植物如睡莲、眼子如金鱼藻、菜、槐叶萍等。66.1

植物群落多样性营造

鸟类、兽类、爬行类、两栖类、鱼类等，而这些动物群

落及其环境形成了一个整体的水生生态系统，其中水生植物、草本植物、耐湿乔灌生产者（浮游植物、

木）→第一级消费者（水生昆虫、食草鱼类）→第二级消费者（两栖类、食肉鱼类）→第三级消费者（爬行类）→高级消费者（鸟类）→腐物寄生菌→无机营养盐→生产者，形成完整的食物链循环（见图2）。

上海湿地主要植物群落现状

据统计，上海的湿地植物包括苔藓植物6种、蕨类植物10种、被子植物138种。在上海的湿地植物

中，低等的苔藓、蕨类不多，主要是以湿生的草本被子植物为主。湿地植物中，以温带地区类型占主导。从地理、生态角度划分，上海的湿地植被可以明显地

一类是河湖水生植被，一类是滩涂植分为两大类，

相应地形成两个主要的分布区：一是内陆湖荡沟被，

渠，以西部青浦淀泖湖区为主，其他郊县也有少量分布；二是沿江、沿海滩涂和河口岛屿边滩，主要分布在金山、奉贤、南汇、川沙、宝山、崇明等处。内陆河湖水生植被中挺水、浮水和沉水三个植被型都有。挺水植被以芦苇、菰等为主，各处河湖湿地几乎都见有芦苇、菰这两种植物，但形成大面积群落的不多见；其他尚有莲群落和慈姑群落。浮水植被较为多样，在许多湖汊、小河分布有漂浮型的凤眼莲单优群落；喜旱莲子草在很多湖汊河沟浅水处生长，形成优势群落；菱（除栽培的形成较大的浮叶型群落外）、荇菜、水鳖、槐叶萍等在淀泖但以此为优势构成浮水群落的不湖区有不少分布，多，且一般不单独形成浮水带，常与挺水、沉水植物混生；槐叶萍等在一些小池塘水面形成单优的漂浮群落，亦散布于其他水生群落中。沉水植被主要由苦草、菹草、轮藻、金鱼藻、狐尾藻等构成。

上海湿地类型主要为沼泽型组、浅水植物型组，类型有草丛沼泽植物群落、浅水植物群落。

图2Fig．2

湿地生态系统食物链循环过程示意

Completecycleoffoodchaininwetlandecosystem

要营造湿地生物的整体多样性，可先营造生境

的多样性（各类植物）。根据以上食物链生态学原理，从食物链最底层开始营造，确保构建一个完整的生态系统。按以下步骤逐步进行：第一步，培养第一级消费者；第二步，培养第二级消费者；第三步，培养第三级消费者；第四步，培养更高级消费者；第五步，湿地养护。

7.3水生动物配置工艺

在保护水生植物生长、存活和发挥净水功能的前提下，完善人工生态系统的食物链和食物网结构，采用长江流域上海地区水域生存的本土种，建立了

·45·第27卷第16期中国给水排水www．watergasheat．com

多层次、按程序、定量配置鱼类、虾类、蟹类、贝类和

密度、数量、个体、食性、习性、雌雄螺类（注重种类、

放养季节、水文特点、水质状况、病害防治等）的比、

技术方法体系，促进有机质分解，加速自净过程和底质分解，降低内源污染释放，减少水体沉积率。

按滤食性鱼类、刮食性鱼类、杂食性鱼类、肉食性鱼类工艺顺序投放，放养凶猛肉食性鱼类控制幼鱼、新增鱼类的生物量，发挥水生动物在水生态系统中的作用，以提高水生生态系统的净化能力和稳定性，既能净化水体，又具有观赏性，进一步建立生物群落，提高生物多样性。7.4植物、鱼类、贝类生物群落合理组合

充分利用鱼类、贝类、植物的生态生理特性，利用各自不同空间和营养生态位及其互利共生的种间关系，提高生物多样性，发挥协同作用，控制水体污染，促进水体生态修复与改善水质。7.5土著微生物培育技术

为保护公共环境生态安全性，保障人体健康安全，体现土著性、安全性，避免外来微生物菌剂破坏天然微生态系统，防止导致整个开放水域生态系统失衡，生态水系前期运行时，直接引导后滩土著微生物高效稳步与所在环境体系自行建立相互联系和相互作用的有机体系，强化降解效率，充分发挥后滩土增加水中有机质的分解矿化。相著微生物的作用，关检测表明，后滩微生物稳定性可以维持在一个较好水平，全年优势菌群相似性达到50%以上，而大

芽孢杆菌等条件致病菌始终处于国家安全肠杆菌、

标准范围，维持了水体安全性，防止了外来生态入

侵，保护了公共水域生态环境。8

抽样检测（取4个点位），其主要水质指标仍达到Ⅱ

～Ⅲ类水标准，具体见表2。

表2

Tab．2项目

pH值

－1

氨氮/（mg·L）

－1

高锰酸盐指数/（mg·L）

BOD5/（mg·L－1）

水质检测结果

点位一点位二点位三点位四7．7407．7707．7807．7500．1670．1620．1360．1204．8604．7004．4504．2802．2201．5101．7801．1108．3005．0303．9102．2701．8701．1400．8830．5130．0230．020

ND

NDND

NDND

2．2901．3501．7900．714

Monitoringdataofwaterquality

硝酸盐/（mg·L）

－1

硝酸盐氮/（mg·L）

－1

亚硝酸盐氮/（mg·L）

－1

总氮/（mg·L）

－1

－1

0．067总磷/（mg·L）

注：ND表示低于检出限。

9结语

生态湿地景观已经成为现代城市生态景观的重要组成部分，在规划人类居住区时应更多地考虑营造、保护自然生态环境，发挥湿地景观的多种独特功能，建设一个人与自然和谐共处可持续发展的生态家园。参考文献：

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2010．建筑工业出版社，

［2］俞孔坚，李迪华，孟亚凡．湿地及其在高科枝园区中的

J］．中国园林，2001，（2）：26－28．营造［

［3］张饮江，何培民，徐姗楠．上海世博园区景观水系生态

J］．中国园林，2008，24（5）：31－34．要素的构建［

［4］张饮江，董悦，金晶．世博园后滩水域生态修复与景观

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［5］张饮江，黄薇，罗坤，等．上海世博园后滩湿地大型底

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［6］张饮江．村镇河网水系不同类型护坡生态效应的研究

［M］．南昌：江西科学技术出版社，2008．

［7］吕宪国．湿地生态系统保护与管理［M］．北京：化学

2004．工业出版社，

［8］克雷格S坎贝尔，迈克尔H奥格雷．湿地与景观

［M］．吴晓芙译．北京：中国林业出版社，2005．E－mail：chenjiweivip@qq．com收稿日期：2011－03－07

后滩湿地公园水质调控管理与水系预警

后滩公园湿地生态系统建设过程中，建立了一

套科学的调控管理机制和水系预警系统。在试运行及2010年的世博会期间，后滩公园生态水系预警系统对水系水质、底质、水生物等特征参数进行监测，将全面巡视和重点检测相结合，做到定人、定时、定

保护水体生态环境。点检测，

在施工过程中对水质进行科学调控与管理，使

水质条件得到不断改善。2009年4月，清水区的多项水质指标均已达到Ⅱ～Ⅲ类水标准。

2010年上海世博会结束时，对清水区水质再次

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