目前,水资源短缺、水环境污染这两大问题已经成为世界性的难题。人工湿地是近些年来一项新兴的污水处理工艺,具有建设成本低、效率高、维护管理方便的优点,且具有生态修复、景观美化的功能,与国际上关于污水的处理偏向小型化、分散化的理念相符合,已经在世界上多数国家内得到广泛推广。然而,人工湿地对污水的处理过程中会受到许多因素的影响和制约,比如说温度、溶解氧（DO）、基质属性、植物类型和土壤微生物等,而这些因素也限制了人工湿地的净化效果,进而限制了湿地的推广与应用。其中,温度作为人工湿地的一项限制因素,制约着人工湿地在寒冷地区的推广与应用,原因在于低温环境下,湿地系统对氮、磷等污染物的去除效果会显著降低。特别是在我国北方大部分地区,冬季气温会降低到零度以下,很多湿地因此被冻结,无法正常运行。基于这一现象,本文开展了冬季新型人工湿地结构的研究,主要研究内容及成果如下:（1）针对湿地受低温影响对污水去除效果变差的问题,本文提出了一种新型的冬季人工湿地结构,该结构利用浅层地热能来提高人工湿地内部温度,确保湿地系统在冬季可以正常运行。（2）在湿地建设之前,为确定浅层地热能条件下湿地内部温度是否能达到预期目标,构建了地下水-热运移模型。模拟结果表明,在浅层地热能的作用下,最终出水温度可达到预期温度,说明提出的新型冬季湿地结构是可行的。（3）为验证湿地效果,构建了新型湿地结构,进行了实验。结果表明,湿地在浅层地热能的作用下,可以在冬季正常运行,未出现冻结现象,表明在浅层地热能保温下的湿地可确保在冬季正常运行。（4）通过实验,针对湿地系统对氮磷等污染物的去除效果进行了研究。结果表明,该湿地系统在冬季对TP、TN和NH₄⁺-N的平均去除率分别达到了77.7%、54.8%和44.5%,总体去除效果良好。（5）将湿地系统对氮磷等污染物的去除效果与其他保温方法进行对比,结果表明,本文所提出的湿地结构具有效果好、无污染、维护简单等优点,具有很好的实用价值。