水源生态湿地建设与长效运行管理技术指南（征求意见稿）

T/CI×××—2020

中国国际科技促进会

团体标准

T/CI×××—2020

水源生态湿地建设与长效运行管理

技术指南

TechnicalGuidelinesonWaterSourceEcological

WetlandsConstructionandSustainable

OperationandManagement

（征求意见稿）

2020-××-××发布2020-××-××实施

中国国际科技促进会发布

T/CI×××—2020

水源生态湿地建设与长效运行管理技术指南

1适用范围

本指南规定了水源生态湿地技术的总体要求、工艺设计、施工与验收、运行与维护等技

术要求。

本指南适用于饮用水水源地及与水源性质相似的其他水体保护与生态修复工程，可作为

水源生态湿地工程设计、施工、验收及运行与维护的技术依据。

根据《中华人民共和国专利法》，对于本指南中所涉及专利技术（ZL200910244504.7,ZL

201010162178.8,ZL201110326364.5,ZL200510064636.3,ZL201110261546.9）的使用，

需获得专利权所有人书面许可。

2术语和定义

2.1微污染水源（Slightlypollutedwatersource）：指受到轻微污染，生态湿地能适应性长

效处理的地表水源水体，不劣于《地表水环境质量标准》中V类标准。

2.2复合污染（Combinedpollution,Complexpollution）：指水源水或其他环境介质中各种

宏量、微量、痕量有机、无机污染物共存，并可能对水体、土壤、大气、生物和人类等产生

综合性、复杂性影响的污染状态或现象。实际环境污染多数属于此类污染。

2.3根孔（Rootchannel）：由植物根系生长以及根系死亡遗留的孔道。植物根孔在土壤

优先水流和溶质运移中具有重要的作用。

2.4生态湿地（Ecologicalwetland）：又称仿自然人工湿地，仿照自然湿地的结构和功能，

进行人工湿地设计和优化，或做某些强化，使之快速成熟，并尽可能保持原生态特色，其某

些功能优于自然湿地。

2.5表流湿地（Surfaceflowwetland）：指水在其中以相对较浅的深度呈自由表面流形态

流经各单元的湿地形式。

2.6潜流湿地（Subsurfaceflowwetland）：指水在其中以亚表层潜流的形态流经各处理单

元的湿地形式。

2.7前处理区（Pretreatmentzone）：又称预处理区，湿地的前处理单元，位于湿地系统

的前端，对湿地来水中颗粒物和部分污染物发生初步沉降、吸附、氧化分解等作用。

2.8强化处理区（Enhancedtreatmentzone）：亦称中处理区，在本指南中主要指湿地根

孔生态净化区，采取人造根孔与自然根孔相结合、植物床与沟壕相组合的多级拦截净化系统，

在此发生大规模的水土流动接触、氧化-还原交替、微生物降解、土壤吸附、水生生物净化

等作用，主要去除水源水中氨氮、较难降解的有机污染物和部分难以去除的无机污染物。

2.9后处理区（Post-treatmentzone）：湿地的后处理单元，位于湿地系统的后端，发挥后

续水质净化、储水、稳定水质等作用。

2.10植物床（Plantbed）：指在湿地中由大型水生植被占主导的地面或坡面部分，植物

床的顶面通常出露于湿地常水面之上。植物床内含有根孔。

2.11基质（Bedfilter）：又称填料或介质，指提供人工湿地的基础支撑以及植物与微生

物的生长并对污染物起到过滤、截留、吸收、吸附、降解等作用的填充材料，包括土壤、砂、

砾石、沸石、石灰石、火山石等。

2.12孔隙率（Porosity）：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。

2.13渗透系数（Permeabilitycoefficient）：又称水力传导系数（Hydraulicconductivity），

指水在人工湿地介质或防渗层中，单位时间内流动通过的距离。

2

2.14水力负荷速率（Hydraulicloadingrate）：又称表面水力负荷（Hydraulicsurface

loading），指人工湿地单位面积单位时间所能接纳的水量。

2.15表面有机负荷（Organicsurfaceloading）：指一定人工湿地表面积中，单位时间内

去除的五日生化需氧量。

2.16水力停留时间（Hydraulicretentiontime）：指水体在湿地中的平均驻留时间，以湿

地的蓄水容积除以平均流量来表达。

2.17水力坡度（Hydraulicslope）：指污水或水源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总体设计

3.1基本原则

(1)污染源治理优先原则。以环境容量和承载力为基础，兼顾区域可持续发展，制定最

优化的水源地流域污染综合控制方案。

(2)坚持生态特色。构建的湿地尽可能贴近自然、仿拟自然，保持原生态，充分利用土

壤、植物、微生物等介质发挥功能，减少钢筋混凝土结构，减少人为干预。

(3)发挥生态系统自我维持特长。以自然恢复为主，人工诱导为辅。

(4)坚持仿自然人工湿地的多态化。（地形）有高有低，（沟渠）有宽有窄，（沟塘）有

深有浅，（水势）有动有静，（水流）有快有慢，（水位）有升有降，（植物）有高有矮，（植

被）有疏有密。

(5)多生态服务功能。以水质改善和稳定供水为核心目标，兼顾区域生态环境改善、生

物多样性保育、清新空气、城市生活品质提升、生态环保教育、水文化建设等其他服务功能。

图1水源生态湿地设计的基本理念和目标

3.2基本模式

采用塘-湿地多级复合净化系统链（图2）模式设计和构建水源生态湿地，即前处理塘-

植物床/沟壕强化湿地-后处理塘的梯级处理模式，简称塘-湿地复合系统。对应本指南的经典

案例工程，则为预处理区—湿地根孔生态净化区—深度净化区。前处理塘（前处理区）发挥

储存、滞留、沉降、导流、预处理等功能，植物床/沟壕强化湿地（中处理区）发挥过滤、

拦截、吸附、分解、净化等功能，后处理塘（后处理区）发挥水质稳定、储存和输送原水等

功能。根据水源水水质特征、水质目标、处理水量要求、储存水量、用地条件等情况，综合

分析确定工艺流程及各功能区面积。

3

图2塘-湿地多级复合净化系统链模式示意图

3.3基本原理

以人工诱导与自然恢复相结合，构筑人造根孔与自然根孔复合体，运用水力调控措施促

进和提升湿地对水质的处理效果。在水源生态湿地中，预处理区、湿地根孔生态净化区、深

度净化区组成串联体，湿地根孔生态净化区中的大沟、小沟、植物床组成并联体，实现串并

联结合。采用合理的竖向设计和水力梯度，并结合卡口、堵头水量输配控制，实现多种水力

运行管理模式。湿地根孔生态净化区内的植物床-沟壕系统的界面区（边界区）是湿地对各

种物质强化去除的“高效反应区”（微生物丰度高、活性强的区域），强化“高效反应区”的

反应活性，能够使水陆交错带的功能和边缘效应最大化；通过合理水力调控、局部强化曝气、

分步分段进水、强化物理介质等工艺，可进一步强化水陆交错带的边缘过滤效应，从而提高

湿地对各种物质的去除率。在上述原理和思路指引下，进行湿地的合理设计和优化运行。

3.4基本参数

(1)水源湿地整体的水力负荷速率设计为≤0.15m3/(m2•d)。如确因条件所限，可适当

放宽至0.2~0.4m3/(m2·d)，但不宜超过0.5m3/(m2·d)。

(2)水源湿地整体的表面有机负荷设计为<50~100kg/(ha·d)（以五日生化需氧量计）。

(3)水源湿地整体的水力停留时间设计为7~10d。如确因条件所限，不宜小于3~5d。

(4)水源湿地整体的水深通常设计范围为0.2~3.5m，最深一般不超过7~8m。其中，

表流湿地区的水深范围为0.2~0.6m；潜流湿地区的水深范围为0.3~2.0m；塘区的水深范围

为2.0~3.5m。

(5)水源湿地整体的水力坡度设计为0.15%~1%。其中，表流湿地区的水力坡度宜小于

0.15%~0.5%；潜流湿地区的水力坡度范围为0.15%~1%。

(6)水源湿地的应急备用时间一般不少于3~7d。

(7)水源湿地的面积设计可由附录中水力负荷速率公式推求。

3.5选址规划

水源生态湿地的选址是一件相对复杂而关键的事情，需要经过仔细考察和多方论证确

定。选址是否正确将对湿地的后续处理效果产生较大的影响。选址需要综合考虑的因素包括

河流水文、水质、水源水量保障、土质、种子库、交通等。

水源生态湿地用地应选在源水水体和自来水厂之间，形状宜集中连片（含水域），尽量

不跨河、跨路、跨界。拟用地应与生产区、生活区或其他潜在污染源区有隔离。

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在初步选定地址后，需要对区域内土壤、植被、沉积物或水体等进行场地调研，特别是

检查区域范围内是否含有或曾经存在过垃圾填埋、大中型养殖场、有毒有害行业、航道危化

品等潜在的污染源，如有或曾存在重大污染源，则不应作为水源生态湿地的实施地。对于曾

存在小型有害行业和污染可能的地方，需要根据其产业类型对特定污染物进行调研。采取多

点采样法对区域内土壤、沉积物进行采样，分析其中所含一般污染物和特定污染物的含量，

并完成调查报告。对有场地污染的地方必须在工程实施前将这些污染物或污染层清除。

3.6湿地的防渗

如果湿地建设区土地渗水严重（渗透系数大于10-7m/s），应对建设用地的全部或部分区

块进行防渗处理。可以采取黏土防渗、铺设聚乙烯防渗膜、其他建筑工程防水材料等方式阻

断垂向和侧向渗漏。防渗处理后的相应区块各向渗透系数均应小于10-8m/s。

3.7湿地进出水目标设计

湿地进水设定为微污染水源，按《地表水环境质量标准》中不劣于V类标准。

湿地出水设定为《地表水环境质量标准》中III类或优于III类水体。

湿地进出水目标设计不宜盲目设定，需要兼顾考虑水文、植被、季节性变动以及气候、

土地等因素，特别是考虑区域内冬、春冷季低温域的时长和幅度来合理设定进出水目标。

3.8湿地的流态与构型

为最大化、分梯次、逐级或优先去除各类复合污染物，湿地的流态设计宜采取表流、潜

流相结合的多流态形式。在湿地局部区域，通过水力调控形成周期性水位波动或较大幅度涨

落，能够营造湿地表流、潜流流态之间的暂时转换。具体设计时，湿地各结构单元的空间连

接形式可以设计成串联式、并联式、串并联相结合等形式。

3.9优选多区块并联运行

在有条件的地方，优先采用双区块或多区块并联（分路）运行模式进行设计，从而可以

实现湿地各区块的交替或联合运行，并分散、分流湿地的水力负荷和污染负荷，同时，也能

够为湿地运行和维护管理时各区块之间切换、不影响整体供水等提供便利。

3.10竖向设计

水源生态湿地的高程设计是湿地设计的主要核心内容之一。高程设计应充分考虑和利用

湿地建设区原有的地形条件，尽量结合自然坡度，兼顾考虑排水通畅、湿地整体或局部水位

提升的能耗、土方平衡等需求，着重考虑湿地各功能区和结构单元之间的水流分配效率，以

发挥湿地良好的净水效果。

多采用重力推流形式，如需动力提升水位，宜优先考虑一次完成，以降低运行管理费用。

图3水源生态湿地竖向设计示意图

3.11湿地布水

在水源生态湿地中，通过泵站、水闸并借助水力坡度来调控湿地的水流流向和流速，依

靠水动力和重力驱使水流依次经过湿地各功能区块或结构单元。在湿地根孔生态净化区中，

通过卡口（叠梁门或卡口闸）来进一步调控、约束水流，向高位小沟均匀布水，经植物床渗

流至低位小沟。在植物床与沟壕之间通过设定堵头（不透水或半透水）等水工微结构来改变

和优化水流。

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必要时，可采用溢流堰、布水渠、集水堰、立体石笼坝等设施来实现集配水的均匀。

湿地中的水位控制闸板、可调堰等装置采用非标设计时，应考虑材质、控制方式、防腐

及耐用等因素。

图4湿地根孔生态净化区布水方式示意图

4分区分部设计

4.1工艺流程

根据泵站在湿地中所处的位置，水源生态湿地可采取以下两种基本工艺流程：

（1）当泵站位于湿地系统前端时，基本工艺流程为：

（泵站）水位提升和曝气充氧区预处理区湿地根孔生态净化区深度净化区达标

引水区。

（2）当泵站位于湿地系统中段（如1/3处）时，基本工艺流程为：

预处理区（泵站）水位提升和曝气充氧区湿地根孔生态净化区深度净化区达标

引水区。

4.2进水口提水动力系统和过滤设施

在有可能的情况下，应尽量考虑设置多个水源进水点，实现双水源或多水源切换，以增

强湿地系统的安全性、可调控性、多适应性。必要时，预留长距离引调水引流口和空间。

在平原河网地区，一般在进水口或合适的位置设立进水闸或提水泵站，以增加湿地水动

力，进水闸或泵站的流量以能满足湿地的目标最大处理水量来设计，泵站系统可以由多台水

泵组成，留有备用，交替运行。考虑湿地水位周期性波动，泵站采取间歇运行方式。控制湿

地系统水流流速，避免植物床及沟、塘岸坡冲刷崩塌。

湿地进水口是水源水进入湿地的第一道屏障，通过对湿地进水口区域设置拦污栅、石笼

坝、跌水槽、漫滤式草坪或植被过滤带等设施，实现其对颗粒物拦截率为30%~50%。

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在湿地进水口前后可以使用的过滤设施的布置顺序通常为：

（1）拦污栅固定悬浮在进水口前方约10m的位置，起到阻挡外河水葫芦、浮萍和漂浮

垃圾进入湿地内部的作用；在拦污栅与进水闸之间设置复合探头监测箱（图5），自动监测

并识别湿地进水水质状况，包括水位、浊度、溶解氧和氨氮等指标，尤其是当遇上短历时强

降雨，大量隐性污染源被瞬间汇入河道，在湿地进水口催生并形成洪峰和污染物浓度高峰，

对湿地进水水质构成严重的冲击，此时通过复合探头的原位监测与远程信号传输，实现即时

的远程自动调控，以保护湿地内部免受过大脉冲负荷冲击。

图5湿地进水口拦截和复合探头控制示意图

（2）在拦污栅与湿地进水口之间可以增设石笼坝来对水体中的中粗颗粒等进一步过滤

和拦截，石笼坝顶部淹没于水中或者露出水面，可多层布设，每层交错或呈梅花桩式布置，

净距50cm，石笼网箱单体的规格可为2×2×1m，内置10~12cm砾石。

（3）在进水口过后设置跌水槽设施对来水进行缓冲沉淀作用，跌水槽底部铺设鹅卵石

或以T型乱石抛筑。

（4）跌水槽之后可以设置植被过滤带（或漫滤式草坪）对来水中的中细颗粒进行滞留

和拦截，在植被过滤带的迎水端设置30~50cm粒径块石或T型乱石，自然堆放石块之间留

空隙，保证水流通过，并对来水的动能和势能起缓冲消能作用，植被过滤带的土壤耕作层保

证至少有30cm的厚度，其上种植百慕大草等耐水淹、耐水冲的植物。

上述进水口过滤设施可以选择性地组合使用。

4.3预处理区（前处理区）

在湿地预处理区的局部实施石灰石基底强化，石灰石缓释的钙离子能够有助于水中胶粒

絮凝，从而降浊除磷，并缓冲调节水体pH值，抑制藻类的生长。对悬浮物拦截率为10%~12%。

为了实现更好的水质接触交换效果和防止石块滚落，宜将石灰石用石笼网箱装填，放置

在预处理区周围的水下缓坡处，厚度约30cm，内部的石灰石粒径可选为6~8cm。

在可能的情况下，建议在预处理塘的前面增加一条长条形的长度为几百米至一千米左右

的预处理河道或渠道，该河道或渠道可以进一步很好地削减水源水中的悬浮颗粒物及附载的

各类污染物，也为日后对湿地的局部、集中的疏浚操作奠定良好的基础。

在预处理区中可以采取深潭、浅滩相结合的形式进行塘区的设计（图6），通常深潭位

于前端，浅滩位于后端。

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图6湿地浅滩设计平面和剖面示意图

在春、夏季等温度较高的季节，可以选择性地在预处理区的局部圈囿式地引种浮水植物，

发挥其季节性的营养物质去除效果。

4.4曝气设施

根据湿地空间分布及水质沿程变化，在溶解氧较低、需补充曝气或有其他要求的部位设

置跌水曝气、微孔曝气、穿孔管曝气、风车曝气、太阳能曝气等曝气设施或曝气方式。

跌水曝气可通过梯级的水头差来实现自然势能跌水充氧，通常需要设置2~3级的跌水曝

气梯度，总水头差不小于50~120cm。

在跌水曝气区的平台处可设置石笼接触过滤系统，成为石笼坝，实现激流增氧，减缓水

流，降低浊度，除磷和氨氮，及吸附置换削弱其他污染因子。此处的石笼坝上端通常出露水

面20~50cm，可以设置成多层多排的布设格局，常以梅花桩式错落排列，以起到良好的疏

导水流、延长水力停留时间、接触氧化、激流增氧等效果。石笼单体外覆石笼格宾网，在石

笼网内部装填砾石、沸石、方解石、火山石等常用石料，石料粒径范围为5~10cm。石笼坝

上可依靠自然力来繁衍水生植物，发育生物膜，进一步强化其拦截、净化、景观等功能。

图7水源生态湿地中的跌水曝气实景图（王为东摄）

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4.5湿地根孔生态净化区（中处理区）

在湿地根孔生态净化区中，采取植物床与沟壕相互交替的方式进行设计，在植物床片区

与片区之间可以通过大型沟渠（大沟）来疏导和传输水流（图8）。通过堵头（土埂或石埂）、

叠梁门卡口（流量调节装置）或卡口闸（节制闸）等来控制湿地的水流速度、过流量和水流

方向。

植物床和沟壕的外观形态可采取直线型、流线型或蜿蜒曲折型设计。植物床的宽度为

3~20m，长度为25~250m。植物床的边坡宜采用1:6、1:3或其他合适坡度比的复式边坡设

计，在靠近植物床的上边缘处其边坡采取1:6的坡度比设计，在靠近沟渠底部中心地带其边

坡采取1:3的坡度比设计，以有利于边坡稳定及水生动植物繁衍。在植物床内部土壤层铺设

一定比例、一定量的植物秸秆，通过逐步的自然腐烂过程形成人造根孔，或预置孔道。分散

于植物床之间的小型沟壕（小沟）其宽度范围为5~15m，一般为10m左右，其长度与植物

床等长，常水位时深度为0.6~1m，初始深度可深于1m，但最深一般不深于2m。

植物床内的土壤介质层应优先采用当地的表层种植土，如当地原土不适宜湿地植物生长

时，则需进行置换。

人工构造的根孔主要分布于地表下10~80cm土层中。植物床内土壤的初始孔隙率宜控

制在35%~40%。植物床内土壤层的厚度应大于所栽种植物的根系所能达到的最深处。

植物床上种植能够形成发达根孔、净化能力较强、具有抗冻及抗病虫害能力、有一定经

济价值、容易管理的本土水生维管束植物，如芦苇、香蒲、灯心草、菖蒲、菰、水葱等。

图8植物床-沟壕系统中小沟堵头与大沟卡口示意图

4.6深度净化区（后处理区）

深度净化区主要由湖、塘、荡、漾等开阔水面组成。通常，该区的面积、深度和蓄水量

均较大，可以贮存较多已净化好的原水，满足水厂取水或应急备用供水的需求。在深度净化

区同样可以采取深潭、浅滩相结合的方式进行多个塘区的衔接或过渡。植物床的出水与深度

净化区相承接的部位可以采取单点或多点出水的方式设计，以起到良好的交换和净水效果，

也能起到防止局部形成死水区的作用。

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在深度净化区中可适当、适量投放水生动物，如螺蚌、鱼类，其边缘浅水区可适量引种

本地的沉水植物。投放的鱼类宜以滤食性鱼类（鲢、鳙）为主，一般控制鲢（白鲢）的量大

约是鳙（花鲢）的1.2~2倍左右为宜，以达到控藻效果较佳。宜投放小型鱼苗。成鱼后的密

度控制在46~50g/m3或以下为宜。注意慎放草鱼等草食性鱼类。通过食物链的构建来营造

和维持稳定的水生态系统。通过适当布设太阳能水循环系统、浮动湿地等设施来加强水体循

环流动、减少死水区，防控藻类水华爆发。在周边局部的边坡台地和接近出水口的沟通渠道

等部位可以铺设鹅卵石或碎石基底，进一步强化该区对水体的净化和对水质的稳定效果。

4.7水生生物诱导恢复与生物多样性

在湿地根孔生态净化区、深度净化区的水陆交错带，适量种植挺水植物、沉水植物；在

宽阔的水面可适量种植浮水植物或布设生态浮岛。在水源生态湿地中，推荐芦苇为先锋优势

种，其比例范围为48%~54%，并通过生境条件的改善来诱导生物多样性提高，依靠自然演

替来逐步形成湿地的稳定优势物种，营造健康、安全的湿地系统。水生植物的选择尽可能以

本地种优先。适量引入冬季常绿植物，如绿苇、石菖蒲、矮型苦草，提升在冬季低温期大部

分植物枯萎情况下湿地的净化效率。水源湿地中植物种植的时间宜为春季，秋季仅作为补充

季节考虑。植物种植密度可根据植物种类与工程的要求调整，挺水植物的种植密度宜为3~20

株/m2，浮水植物和沉水植物的种植密度宜为3~9株/m2。

图9水源生态湿地中繁衍植物的多样性

要严格避免外来物种入侵带来的生态失衡与破坏。对水葫芦、水花生等已存在多年且净

水效果较显著的植物，宜采用圈养方式进行有限移植，并且在秋冬之交的季节要及时收割、

清理，避免其腐烂释放对湿地水质造成二次污染。

适量投放鲢、鳙、螺、蚌等水生动物，诱导和强化湿地生态的自我修复能力，营造动物

多样性，注意避免植物、动物泛滥，破坏生态平衡。

4.8潜水丁坝群

在预处理区、深度处理区选择性地设置潜水丁坝系统，改变过水流态，延长水力停留时

间，促淤沉砂，诱导沉水植物恢复，捕获和拦截藻类，在岸边带进行消解，并强化岸边带水

体和沉积物的脱氮除磷。潜水丁坝可以3~5个为一组，可设置多组，组成潜水丁坝群。单个

潜水丁坝的坝顶长度设计为5~25m，或按水面宽度的10%~60%设计，坝顶宽度设计为2.5~8

m，或按照其长度的10%~30%设计，潜水丁坝的坝顶淹没于常水位以下10~60cm，其上可

以种植水生植物或者依靠自然恢复来繁衍植物。潜水丁坝头部迎向主水流的一侧可设置向外

凸起的平台辅以乱石堆砌以减轻迎面来水的冲蚀。

10

3.3m高程芦苇

新沉积的泥沙其它水生植物

2.7m高程

图10潜水丁坝剖面图与潜水丁坝群示意图

4.9浮动湿地系统

浮动湿地技术以仿生学、工程学、水体动力学原理为基础，通过构建模拟天然湿地的浮

动生境平台，为动植物提供生息空间，复建水生态圈，恢复水体健康，保护水生动植物种群。

在开阔的水域引入新型复合纤维浮动湿地水质改善技术，发挥浓缩的湿地效应，流动接触氧

化，核心是微生物膜的作用，起到降浊除磷和去除氨氮及有机污染物，景观美化和点缀功能。

浮动湿地的面积和构型可以根据实际情况进行设计。在浮动湿地上方种植对营养物质吸收能

力强、具有发达根系的本地物种，不宜选用易泛滥或不可控的外来或入侵物种。为了实现最

大的污染物去除效益，可以季节性地对浮动湿地上的植物进行收割或移除。

4.10太阳能水循环系统

太阳能水循环系统主要解决水体溶氧、流动性、水体分层、藻华、部分地区冬季水面结

冰等问题。在增加水体透明度、消除水华、改善水体黑臭、减少淤泥、增加水体生物数量、

改善生物生境等方面起到改善水环境、水生态的功能。在开阔的塘区、湖区引入太阳能水循

环增氧除藻设备，强化循环增氧，打破水体分层，加强水体紊流，消除死角，抑制藻类爆发。

选取动水范围大、作用距离广、输出功率高、性能稳定、适合大水体的产品。可以在特定水

域内根据动水范围放置若干台太阳能水循环设施，以发挥其相互之间的联合联动作用，净水

效果更佳。

4.11湿地的陆域部分

湿地陆域设计要统筹兼顾地形地貌、暴雨径流、管理边界、植被、景观、环保教育等，

做好微地形地貌设计。在近水区要避免枯枝落叶或植物花絮等进入湿地水体。注意合理布设

有一定宽度的岸边缓冲带，使地表径流经过植被过滤带的滞留后汇入水体。开放区域流动人

员的污水、杂物等不得进入湿地。兼顾水生态、水景观、水文化。结合湿地的微地形营造局

域小气候。禁止培育和种植对水体、人体、周边环境有毒有害的植物，禁止引入或种植易引

发泛滥、吸引动物集聚、导致失控失衡的植物。

图11生态湿地陆域岸边多品种植被缓冲带示意图（修改自：TomSchultz）

11

图12生态湿地陆域岸边植被缓冲带作用过程示意图（修改自：王旭东等,2004）

4.12湿地管理设施

在湿地外围及内部各区块设置必要的管理边界，植物的收割、停放和运输通道，船只停

靠码头，生态环境保护教育基础设施等。在各边界处设置必要的围栏设施、标识和警示。根

据反恐要求，配套建设安防系统。

水源湿地系统中泵站、闸坝、顶管、箱涵等水工结构的启闭和调控应采用自动控制系统，

实时监控其启闭、运转情况，要具备连锁、保护、报警等功能。采用成套设备时，设备本身

的控制宜与系统控制相结合。

实施实时动态监测，安装水质安全在线生物监控预警系统，设立湿地运行应急预警系统。

建立湿地基础信息系统，监测、收集、显示和储存水位、水质等基本信息，包括水泵、

电机、湿地进出口运行的基本参数。

水源湿地属于一级水源保护区，需严格防范各种安全隐患或风险。在湿地的核心区域、

关键节点、重要部位设置图像视频监视点，实时掌握动态。

设置必要的诱虫灯，维护植物系统初期健康成长。推行生态绿色理念，提倡利用太阳清

洁能源，如照明路灯、曝气设备等。

在有条件的情况下，可在水源生态湿地区内积极开设湿地科普文化宣传长廊。

5湿地建设与验收

实行项目法人负责制、招标投标制、建设监理制、合同管理制、质量监督制、质量终身

负责制，严格根据基本建设程序，落实建设资金，按图施工，做好质量控制、投资控制、进

度控制，建立工程档案。

加强施工与验收技术指导与质量控制：

(1)设立施工用高程控制基准点及平面坐标控制网，按网格法放样确定平面形状。

(2)严格控制植物床、沟渠、湖荡高程及边坡，严格掌握土方压实度，预留沉降量。对

于根孔区的建设，坚持分层验收的原则，验收通过一层的施工方能施工下一层。

(3)应用的石灰石、砾石、沸石、方解石、火山石等材料的规格与指标参数必须符合设

计参数要求。安装稳固，位置正确。

12

(4)严格控制湿地中水电设施的高程，并充分考虑其实施区地基自然沉降情况，确保在

不同水位运行情况下特别是应急高水位下水电设施的安全。

(5)泵站、闸站、溢流堰、顶管、箱涵等水工建筑物施工质量合格，运行可靠。

(6)选用的植物品种、规格符合设计要求，以本地种为主，不得使用有病虫害、生长不

良的植物，在适宜季节施工，种植一年后成活率不低于90%。湿地植物宜从专门的

水生植物供应基地采购，采购、种植时应有专业人员指导。

(7)投放的鱼类、螺、蚌等生物，要求健康，品种、规格、数量符合设计要求。

(8)湿地防渗材料采用聚乙烯膜时，应由专业人员用专业设备进行焊接，焊接结束后，

需进行渗透试验。

(9)落实“三同时”制度，水土保持措施、环境保护设施应与主体工程同时设计、同时

施工、同时验收。

(10)经竣工环境保护验收合格后，工程方可正式投入使用运行。

6湿地优化运行管理

运行人员、技术人员及管理人员应进行相关专业技术、安全防护、应急处理等理论知识

和操作技能的培训。

各岗位人员在运行、巡视、交接班、检修等生产活动中，应做好相关记录。

制定管理制度、调度运行规程。采取合理的水力调控以保证湿地净水效率的最大化。根

据湿地运行调度方案，通过提水泵站运行，结合各闸开度调节及水厂生产要求，形成湿地面

水位变化，每日一至二次30~40cm水位波动，使湿地植物根系区域形成厌氧和富氧状态，

利用微生物降解水中的有机物，以营造边界处的最大水交换效率，并强化交错带的边界效应。

对湿地植物进行定期的收割。在11月中下旬对预处理区的浮水植物通过设备及人工进

行彻底打捞，清除干净。待来年再次进行种植、打捞。每年12月左右开始进行挺水植物的

收割，利用二至三个月的时间全部收割外运完成。待来年再次生长出来，再次收割外运。

图13水源生态湿地植物床不同季节芦苇实景图（王为东摄）

对湿地局部进行不定期的底泥疏浚工作。预处理区通常2~3年疏浚一次，湿地根孔生态

净化区通常5~7年疏浚一次，深度净化区通常大约10年左右疏浚一次。

对湿地局部的漂浮垃圾等杂物进行及时打捞、清理。

日常工作中要做好湿地杂草的识别和刈割。禁止使用化肥、农药。

从水源湿地投入试运行起，对湿地进行定期跟踪监测，做到周期性日常监测，做好周期

性总结、季度总结、半年至年总结，根据监测结果总结、改进、优化、提高。对湿地系统中

关键节点处的进出水进行检测，主要包括水位、流量、水温、酸碱度、溶解氧、悬浮性固体、

氨氮、高锰酸盐指数、总磷、化学需氧量、五日生化需氧量等，并应按国家相关标准和规定

执行。检测频次为每日1次。

13

制定应急预案。应对上游突发污染负荷冲击，防止藻类爆发，及其它意外事故。

加强安全巡查及开放区域的管理，确保湿地正常运行。

14

附录

附1术语解释与计算方法

附1.1水陆界面区（Land/waterinterfacearea）：亦称水陆边界区，指生态湿地内水体与

岸边带土壤相交接的边缘地带，该处存在着水体、沉积物、大型水生植物、动物、污染物等

发生变化的多级梯度，多种生物和微生物在此繁衍、共存。湿地内水位周期性波动效应主要

发生在水陆界面区，该区是湿地对水源水中主要污染物去除的反应活性“热区”（附图1）。

附图1浙江省嘉兴市石臼漾湿地中存在“热区”位置概略图

附1.2汇控制（Sinkcontrol）：与源控制（Sourcecontrol）、迁移控制（Conveyancecontrol）

相对应，汇控制处于系统处理链的末端。一般在岸边带、沟渠与水体连接处，修建规模性湿

地等技术归为“汇”控制。一般情况，应在污染源控制、物质迁移转化路径控制（即迁移控

制）优先的基础上，开展汇控制设计。饮用水源污染控制需在流域尺度和生态系统层次上，

从污染源→迁移转化路径→汇，进行全过程系统控制。

附图2仿自然生态湿地工程技术的思路和目标

附1.3水力负荷速率（Hydraulicloadingrate）：又称表面水力负荷（Hydraulicsurface

loading），指人工湿地单位面积单位时间所能接纳的水量。按式(1)计算：

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Q

q=(1)

A

式中，q——水力负荷速率，m3/(m2·d)或m/d；

Q——人工湿地设计水量或处理水量，m3/d；

A——人工湿地表面积，m2。

附1.4表面有机负荷（Organicsurfaceloading）：指单位面积人工湿地在单位时间去除的

五日生化需氧量。按式(2)计算：

QCC×−×()10−3

q=01(2)

osA

2

式中，qos——表面有机负荷，kg/(m·d)；

Q——人工湿地设计水量或处理水量，m3/d；

C0——人工湿地进水五日生化需氧量质量浓度，mg/L；

C1——人工湿地出水五日生化需氧量质量浓度，mg/L；

A——人工湿地表面积，m2。

附1.5水力停留时间（Hydraulicretentiontime,Hydraulicresidencetime,HRT）：亦称为水

力持留时间，指水体在湿地中的平均驻留时间，以湿地的蓄水容积除以平均流量来表达。如

果发生短流，有效的停留时间会显著不同于理论计算值。按式(3)计算：

Vp

t=(3)

Q

式中，t——水力停留时间，d；

V——湿地基质实体体积，表流湿地的蓄水容积，或潜流湿地水体流经的介质的体积，

m3；

p——湿地基质中多孔介质（如：潜流湿地的土壤或砾石）的孔隙率，%；

3

Q——人工湿地设计水量或处理水量，m/d；Q=(Qi+Qo)/2，Qi是进流，Qo是出流。

附1.6水力坡度（Hydraulicslope）：指污水或水源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。按式(4)计算：

∆H

i=×100%(4)

L

式中：i——水力坡度，%；

ΔH——污水或水源水在人工湿地内渗流路程长度上的水位下降值，m；

L——污水或水源水在人工湿地内渗流路程的水平距离，m。

附2规范性引用文件

本指南内容部分引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用

于本指南。

《中华人民共和国环境保护法》

《中华人民共和国水污染防治法》

《中华人民共和国水法》

《地表水环境质量标准》（GB3838）

《农村饮用水水源地环境保护技术指南》（HJ2032）

《集中式饮用水水源地环境保护指南（试行）》（环办[2012]50号）

《分散式饮用水水源地环境保护指南（试行）》（环办[2010]132号）

《人工湿地污水处理工程技术规范》（HJ2005）

《人工湿地污水处理技术规程》（DG/TJ08－2100,J12086）

《人工湿地污水处理技术导则》（RISN-TG006）

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《污水处理厂尾水人工湿地工程技术规范》DB41/T1947

《高原湖泊区域人工湿地技术规范》（DB53/T306）

《湿地恢复与建设技术规程》（DB11/T1300）

《水污染治理工程技术导则》（HJ2015）

《农田面源污染防治技术指南》（2014年1月）

《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141）

《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268）

《区域生物多样性评价标准》（HJ623）

《水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）》（HJ/T353）

《水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）》（HJ/T354）

《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T355）

附3核心技术

本指南中的水源生态湿地系统技术是在已有研究基础上的优化与创新，是以嘉兴平原河

网生态型水源地等工程为基础，结合当地的实际状况与发挥自主创新而形成的。包括人造根

孔构建技术、植物床-沟壕系统技术、湿地水力调控技术、潜水丁坝技术等多项授权、有权

的发明专利技术。以下为其中的两项核心技术。

附3.1人造根孔构建技术

水源生态湿地系统所采用的核心技术之一为湿地生态根孔技术，即在植物床上种植能发

育自然根孔的水生植物，同时，营造湿地植物床两侧沟壕之间一定的水位差，促使水流从湿

地植物床床体中的根孔系统中滤过。通过一定的水力流程驱动，充分运用水生态修复的理念，

以及湿地的物理吸附沉降、化学吸附降解、生物吸收分解和自然净化恢复等机理，提升原水

水质，效果明显。为缩短植物根孔的发育形成时间，可在植物床区亚表层预行构筑孔道或埋

植植物秸秆，使其逐步腐烂后形成人造根孔。

附3.2植物床-沟壕系统技术

在人造/自然根孔构建技术的基础上，仿照长期稳定的自然芦苇湿地，设计构建独具特

色的植物床-沟壕系统（附图3）。通过植物床、高位小沟、低位小沟、渠道（大沟）、湿地

台埂等组合成耦合系统，辅助介质填埋等措施进行人工强化，通过水力调控措施实现水位变

动，充分发挥系统的综合水质净化功能。研究表明，植物床-沟壕系统对水体中的氨氮、有

机质、重金属、持久性有机污染物、农药、抗生素等物质均有较好的沉积与去除效应。

自然繁衍的其他

湿地植物

植物床植物床

芦苇等主要低位小沟渠道(大沟)低位小沟高位小沟HWL

挺水植物基面

湿地

LWL

水位变幅区台埂

湿生植物

沉水植物渠道边坡局部种植水

为主葱、菰等具固堤防浪

功能的植物

附图3植物床—沟壕—湿地—渠道连续体剖面示意图

附4湿地面积设计

水源生态湿地的面积设计与水源水的水质、区域内可利用的土地面积、目标处理水量和

预期达到的水质、所采用的湿地结构形式、介质类型和植物载体、湿地所能接纳的水力负荷

和有机负荷等因素密切相关。鉴于城市土地资源紧缺，在一定的水力负荷和污染负荷下，宜

优先选择占地面积小、处理负荷高的工艺路线和技术方案，寻求负荷与效果之间的平衡。

水源生态湿地的表面积设计必须考虑最大污染负荷和最大水力负荷，可按表面有机负

荷、水力负荷进行计算，应取两种设计计算结果中的大值。

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附5各处理单元原理

水源生态湿地的水质净化作用主要通过各功能区及其内部的结构单元来实现的，这些功

能区在空间位置上是相互串联的，在作用上是互为补充的，主要由塘和植物床-沟壕湿地两

大类别组成。在湿地中的关键位置布设水工结构，采取水力调控手段使水源水逐次经过各功

能区，从而发挥其水质净化功能。水源生态湿地主要功能区的功能和作用原理如下：

附5.1预处理区（前处理区）

预处理区通常约占湿地总面积的15%~35%。水源水经泵站或闸站进入预处理区后，由

于过水面积突然增大，水流流速下降，起到了沉淀和缓冲作用，悬浮性固体和油类都可以减

少，并阻挡悬浮及漂浮物进入湿地。经预处理区处理后，固体悬浮物可减少10%~15%，其

中大颗粒减少80%；石油类减少20%。

附5.2湿地根孔生态净化区（中处理区）

湿地根孔生态净化区通常约占湿地总面积的40%~55%。本区主要利用湿地植物、土壤

根孔，在湿地区水位周期性变幅作用下，通过土壤吸附、截留、交替氧化还原、微生物降解

等措施，培育生物多样性，使水质进一步得到净化（附图4）。经湿地根孔生态净化区后，

一般氨氮可减少20%~40%，石油类减少30%~50%，铁、锰减少30%~40%，化学需氧量减

少10%~15%（11、12、1月除外）。

关键技术1:自然湿地关键技术2:水陆交错带对径流、物质的

中根孔提供湿地土壤截留和调控过程，机理放大到人工湿地

亚表层优先流通道，

移植到人工湿地中

健康水陆交错带的结构和功能

由于根系的吸收、分泌以及根际

微生物的活动等，形成了一个根

系吸收分泌-微生物代谢-空气传

输-溶质流动的持续界面。在根孔

中存在的优先水流、溶质流等对

根孔净化起重要作用。

附图4湿地根孔生态净化区作用原理示意图

附5.3深度净化区（后处理区）

深度净化区通常约占湿地总面积的20%~35%。此区利用大面积水体进一步净化水质，

同时起到储存净化后水体、保障水厂供水安全、美化环境等作用。经过本区，可使固体悬浮

物进一步减少20%，高锰酸盐指数继续降低并达到设计目标，生物多样性更加丰富。

附6水质目标预期

水源生态湿地的水质目标预期如附表1所示：

18

附表1水源生态湿地的水质目标预期值

序分

目标（所有比例数字指基于水源水质的比例）

号类

溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、石油类、粪大肠菌群分别

1总

提高到≥5mg/L，≤6mg/L，≤20mg/L，≤3mg/L，≤0.05mg/L，≤10000个/L。

体

2氨氮、总磷在水源水质分别劣于Ⅲ类水标准时，可提升一个类别。

目

3湿地出水硝酸盐（以N计）达到10mg/L以下。

标

4水质改善保证率达到90%以上。

5预处理区：①固体悬浮物减少10%~15%；②石油类减少20%。

6分曝气区：①颗粒物减少5%；②溶解氧增加1mg/L。

7区表流湿地区：①固体悬浮物减少5%；②氨氮减少5%；③高锰酸盐指数减少3%。

效湿地根孔生态净化区：①氨氮减少20%~40%；②石油类减少30%~50%；③总铁减

8

果少30%~40%；④总锰减少20%~30%。

9深度净化区：①固体悬浮物减少20%；②高锰酸盐指数减少3%。

总

体

整个系统总体：①固体悬浮物减少；②氨氮减少；③总磷减少

预30%~50%20%~50%

；④高锰酸盐指数减少；⑤总铁减少；⑥总锰减少

10期20%~40%5%~10%20%~40%

；⑦粪大肠菌群减少。

效20%~30%80%~90%

果

附7案例

附7.1水源生态湿地样板工程——石臼漾湿地

概况：石臼漾构筑根孔湿地位于浙江省嘉兴市市区的西北角，紧邻石臼漾水厂。其地理

坐标为N30°46′11.98"~30°47'02.56"，E120°41′50.64"~120°42′41.20"。利用城市楔形绿地，

规划总面积为2.59km2（合3878亩），包括河道生态修复区、湿地核心净化区、湿地绿化景

观区以及科普实践区等部分。湿地核心区总面积108.7hm2（合1630亩），其中陆地面积45.4

hm2，水域面积63.3hm2。核心区主要由预处理区、湿地根孔生态净化区、水位提升和曝气

充氧区、深度净化区、达标引水区等功能区组成。该湿地工程由中国科学院生态环境研究中

心提供方案和技术支持，并与嘉兴市水利水电勘察设计研究院联合设计，由嘉兴市水利投资

有限公司进行建设、运行和维护。2007年4月1日开工建设，于2008年7月2日建成并投

入试运行，至2009年5月8日东西双区联用正式投入运行。处理河网源水25万t•d-1，并贮

存超过120万t水厂备用水。基本实现了主要水质指标改善一个等级的目标，显示出较好的

水质净化功能和多方面生态服务功能。石臼漾湿地已连续运行十年以上，监测结果显示：石

臼漾湿地对主要水质指标的平均去除率为：浊度35.7%，氨氮42.6%，总磷20.6%，总氮12.3%，

高锰酸盐指数5.8%，总铁35.9%，总锰13.3%，溶解氧提升率为81.3%。

1.背景情况

近年来，我国南方河网地区水环境污染和水生态破坏的趋势仍没有得到有效遏制，水源

水质恶化已经成为河网地区众多水厂面临的难题。饮用水水质安全保障的关键是水源保护和

修复。饮用水源地保护对于减少饮用水处理成本和提高饮用水质量具有至关重要的作用。

防治水源污染是一项综合性系统工程。由于影响水源污染的因素甚多，形成水源污染的

机理也十分复杂，因而必须选用综合控制的途径，才能收到较好的防治效果。饮用水源污染

控制需在流域尺度和生态系统层次上，从污染源治理、迁移途径修复、汇终端治理进行全过

程系统控制。湿地是处于陆地与水体之间的过渡地带，具有很强的净化和缓冲功能。在适当

的负荷、不超过其净化能力的前提下，湿地对水质的改善作用明显。许多国家都对湿地净化

机理开展了长期而深入的研究，同时构建了较多的工程案例，包括作为饮用水源的保护措施。

如何保障饮用水水质安全，加强河网“汇”环节的自净能力，对于保护和修复河网地区水源

地有重要意义。

19

长江三角洲是我国最发达的经济核心区之一，区内水网稠密，淡水资源丰富。但是，近

几十年来随着该地区经济的高速发展，地表水环境迅速恶化，已普遍出现了质量型缺水现象，

严重制约了区域经济的可持续发展。地处杭嘉湖平原的嘉兴市位于长三角的核心区，2005

年底全市总户籍人口334万人，其中市区人口80万人，地势平坦，河网密布，区域社会经

济发展和生态环境治理等在长三角地区具有显著代表性。

由于上游客水和自身的污染，嘉兴市河网地区呈现出典型的水质型缺水现状。2005年

该市水环境监测中心对该市43条河道、6个湖荡共79个水环境监测断面进行了评价。结果

表明，市域评价河长共计707.3km，其中全年期内复合地表水III类标准的河长6.8km，仅

占评价河长的1.0%；IV类水河长71.7km，占评价河长的10.1%；V类河长119.7km，占评

价河长的16.9%；而劣于V类水的河长509.2km，占到评价河长的72.0%。1995-2005年间

该市地表水主要水质指标平均值统计情况如附图5。从图中看出，五日生化需氧量及氨氮污

染呈明显上升趋势。目前嘉兴市的水体污染主要以有机污染、氨氮污染为主。

附图51995-2005年间嘉兴市的地表水主要水质指标变化