3.2  日本渡良濑蓄水池的人工湿地

渡良濑蓄水池位于日本栃木县，是一座人工挖掘的平原水库，总库容2640万m³，水面面积4.5km² ,水深6.5m左右。这座蓄水池平时为茨城县等六县市64万人口供水，日供水量21.6万m³。蓄水池周围是渡良濑川的滞洪区，汛期时洪水由溢流堤流入蓄水池，此时蓄水池用于调洪，提供调洪库容1000万m³。

由于近年来上游用水造成生活污水以及含氮、磷的水流入，致使渡良濑蓄水池出现霉臭等水质问题。为保护蓄水池的水质，自1993年起在蓄水池一侧滞洪洼地上建人工湿地，这是一座设有人工设施的芦苇荡。将蓄水池的水引到芦苇荡，通过吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，达到对水体进行自然净化的目的。这种净化过程循环进行，确保蓄水池水质洁净。这种净化方式类似医学对病人血液体外透析处理。芦苇具有十分好的净化功能，污染物与其茎部接触产生沉淀作用，芦苇的根部与茎部可吸收某些污染物。另外，附着在茎部上的微生物可对污染物产生吸附分解作用。

图2 渡良濑蓄水池人工湿地平面图

图中： 1—渡良濑蓄水池；2—蓄水池泵站；3—橡胶坝；4—旁通水渠；5—地下水渠；6—连接渠；7—调节渠；
8—取水泵站；9—进水渠；10—荻草荡；11—芦苇荡净化设施；12—出水渠；13—集水池；14—芦苇荡泵站；15—北闸。

人工湿地的平面布置见图2。在蓄水池出水口建高3.5m、宽40m的充气式橡胶坝，用以控制出水口。水流经引水渠到达设于地下的泵站。其所以设于地下，是为满足景观的要求。泵站安装单机流量为1.25m³/s的两台水泵,水体加压后流入箱形涵洞,再流入芦苇荡。芦苇荡占地20hm²，最大净化水体能力为2.5m³/s。芦苇荡分为3个间隔，水流通过33个挡水堰流入。水流在芦苇荡中蜿蜒流动，以增加净化效果，遂从33处出口汇入集水池，再由渡良濑蓄水池的北闸门回到蓄水池，完成一次净化循环。人工湿地内主要种植芦苇，高2-3m，可收获用于编苇帘。此外，还种植同属稻科的荻，高度为1.0-2.5m。自1993年开始建设人工湿地，不只水质得到改善，动植物的生态系统也得到极大改善。生物多样性有所恢复（见表2）。

表2 治理前后动植物种类变化

渡良濑人工湿地的人工植被从陆地到水面依次为：杞柳（水边林）－芦苇、荻、蓑衣草（湿地植物）－茭白、宽叶香蒲（吸水植物）－荇菜、菱（浮叶植物），形成了一体的生态空间。渡良濑人工湿地已经成为日本最大的芦苇荡，也成为对居民、儿童进行环保及爱水教育的场所，组织学生进行自然观察。在这里可以看到绿头鸭、针尾鸭等禽类及芦燕、白头鹞和鸢等鸟类。

为净化渡良濑蓄水池的水体，还在蓄水池中部建一批人工生态浮岛，种植芦苇等植物，其根系附着微生物，可提供充足氧气，并通过迁移、转化水中的氮、磷等物质，降解水中有机质。浮岛还设置为鱼类产卵用的产卵床，也为小鱼设有栖身地，水中的浮游植物成了鱼饵。人工生态浮岛保证了蓄水池水质的洁净。