本文以表面流人工湿地为研究对象,通过中试研究,对人工湿地的技术参数进行优化,并对南水北调东线南四湖流域规模化人工湿地示范工程进行调查研究及长期运行效果评价,可望为南四湖流域以及中国北方相似气候条件下表面流人工湿地的建设运行提供技术参考和实际经验。通过湿地中试条件优化研究得出：南四湖流域表面流人工湿地适宜水深为50cm、适宜布水方式为砾石层布水,生物岛栅在湿地开阔水面的应用是比较适宜的；水深、布水方式、生物岛栅等通过影响植物的光合生理和溶解氧状况等影响人工湿地的水质净化效果。植物在湿地N、P去除中有很大的贡献,分别占19-26%和31-37%,且P去除的主要途径是植物去除,N的主要去除途径是微生物去除。对8种湿地植物淹水胁迫研究得出：随着水淹深度的增加,植物的株高不断增加,叶片变得细长,并且生成大量不定根,植物的生物量和含水量随水深的增加呈现先增加后减少的趋势,生物量普遍在水淹50cm处达到最大积累量,含水量在水淹90cm处达到最大,水淹深度超过140cm后,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量和可溶性糖含量随水深的增加而减少；水深20cm适合水葱、菖蒲生长,水深50cm适合芦苇、水葱、荆三棱、香蒲、菖蒲生长,而在水深90cm荆三棱、香蒲、茭白、鸢尾、菖蒲耐淹性较强,水深140cm植水花生、茭白、鸢尾、香蒲的耐淹性较强,水深200cm水花生耐淹性较强。通过规模化人工湿地长期运行效果评价得出：新薛河人工湿地示范区水质净化效果良好,化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)去除率平均为40%、55%、50%、34%,基本达到地表水Ⅲ类标准,DO、pH也达到了地表水Ⅲ类标准,新薛河入湖水基本满足了南四湖流域的水质要求；新薛河人工湿地示范区生态修复作用显著,生物多样性显著提高,示范区的植物种数由修复前的23种上升至50种以上,物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielous均匀度指数分别从修复前的4、0.35、0.63、0.47提升到10、0.7、1.5、0.7以上；新薛河人工湿地示范区环境效益明显,平均每年削减COD 78.69吨、NH4+-N 8.03吨、TN 43.36吨、TP 0.32吨；新薛河人工湿地示范区具有很好的景观效益,有一定的旅游价值；新薛河人工湿地示范区经济效益明显,农民收入由湿地建设前的400～500元/亩提高到700元/亩以上；新薛河人工湿地示范区为中国典型北方河流的湿地修复提供可靠的实践经验,为当地环境的生态修复和水污染的治理提供了示范作用,形成了很大的影响。