菱角湖水生態(tài)修復(fù)工程方案設(shè)計(jì)

1、 江漢區(qū)菱角湖耕水技術(shù)生態(tài)修復(fù)工程江漢區(qū)菱角湖耕水技術(shù)生態(tài)修復(fù)工程方案設(shè)計(jì)珠海風(fēng)光耕水環(huán)保技術(shù)有限公司2009年7月II 珠海風(fēng)光耕水環(huán)保技術(shù)有限公司目 錄一、總說明11.1工程名稱11.2工程地址11.3工程主管部門11.4設(shè)計(jì)依據(jù)11.5設(shè)計(jì)原則31.6設(shè)計(jì)范圍31.7工程目標(biāo)41.8工程期限41.9工程投資估算4二、基本概況52.1氣候特征62.2水環(huán)境現(xiàn)狀72.2.1菱角湖水功能區(qū)劃82.2.2水質(zhì)現(xiàn)狀8三、方案設(shè)計(jì)93.1工藝方案的確定93.2構(gòu)建湖水造流工程93.3完善外源污染控制工程113.4構(gòu)建高效凈水景觀型漂浮濕地123.5構(gòu)建健康湖泊生態(tài)系統(tǒng)123.6建立湖泊生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)效管

2、理系統(tǒng)133.6.1建立管理機(jī)構(gòu)143.6.2制訂菱角湖保護(hù)條例143.6.3 生態(tài)環(huán)境工程的管理與維護(hù)143.6.4突發(fā)污染負(fù)荷沖擊應(yīng)急處理方案16四、工程投資估算184.1編制依據(jù)184.2工程投資說明184.3工程投資估算表194.4投資估算清單20II 珠海風(fēng)光耕水環(huán)保技術(shù)有限公司一、總說明1.1工程名稱江漢菱角湖水體生態(tài)修復(fù)工程1.2工程地址武漢市江漢區(qū)菱角湖1.3工程主管部門江漢區(qū)水務(wù)局1.4設(shè)計(jì)依據(jù)（1） 中華人民共和國(guó)水法，2002年;（2） 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，（GB3838-2002）；（3） 景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，（GB12941-91）；（4） 湖北省水功能區(qū)劃，（鄂政

3、函2003101號(hào)）；（5） 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)劃，（GB50014-2006）；（6） 武漢市湖泊保護(hù)條例，2002年；（7） 城市排水工程規(guī)劃規(guī)范，（GB50318-2000）;（8） 武漢市地表水環(huán)境功能區(qū)類別，（鄂政辦函200074號(hào)）；（9） 武漢市中心城區(qū)湖泊保護(hù)規(guī)劃（2004-2020），2005年；（10） 武漢市水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)規(guī)劃，武漢市水務(wù)局，2006年5月;（11） 中華人民共和國(guó)景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，（GB12941-91）；（12） 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，（GB3838-2002）；（13） 武漢市人民政府辦公廳武政辦20059號(hào)文；關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)武漢市中心城區(qū)湖泊保護(hù)規(guī)劃

4、（20042020）的通知，2005年1月17日；（14） 武漢市水環(huán)境治理與保護(hù)規(guī)劃，武漢市水務(wù)局，2005年3月；（15） 江漢區(qū)菱角湖景觀整治與截污工程，武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司；（16） 珠海風(fēng)光耕水機(jī)環(huán)保技術(shù)有限公司對(duì)菱角湖有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料；（17） 珠海風(fēng)光耕水環(huán)保技術(shù)有限公司科技人員在水體生態(tài)修復(fù)、重建、構(gòu)建工程等領(lǐng)域的多年研究和工程經(jīng)驗(yàn)。1.5設(shè)計(jì)原則（1） 執(zhí)行國(guó)家有關(guān)政策、法規(guī)，服從本項(xiàng)目招標(biāo)文件要求，符合都司湖功能定位；（2） 遵循國(guó)家、湖北省以及武漢市關(guān)于武漢市中心城區(qū)湖泊保護(hù)的有關(guān)設(shè)計(jì)基本要求與原則；（3） 以人為本，注重生態(tài)；（4） 堅(jiān)持污染控制與水體生態(tài)

5、修復(fù)并重，先有效控制消除主要污染源，繼而有序?qū)嵤┧w生態(tài)修復(fù)，最終建立健康水域生態(tài)系統(tǒng)；（5） 以人為本，人水和諧，為構(gòu)建與校園建設(shè)相統(tǒng)一相協(xié)調(diào)的水域環(huán)境；（6） 在進(jìn)一步截除主要污染源的基礎(chǔ)上，以水體原位治理和生態(tài)修復(fù)為主；（7） 水質(zhì)改善與保護(hù)工程與菱角湖景觀建設(shè)相結(jié)合并彼此協(xié)調(diào)；（8） 堅(jiān)持技術(shù)可靠性、先進(jìn)性、綜合性、可操作性及經(jīng)濟(jì)合理性；（9） 注重貫徹“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”理念與清潔生產(chǎn)原則。1.6設(shè)計(jì)范圍本工程設(shè)計(jì)范圍為江漢區(qū)西起唐家墩路，東抵菱角湖路，北至香港路，南到新華路，湖泊水域保護(hù)面積9.4ha。1.7工程目標(biāo)通過湖泊水質(zhì)改善與水體生態(tài)修復(fù)的實(shí)施，使水質(zhì)得到明顯改善，水質(zhì)從V類提高至

6、GB 3838-2002 類，湖泊生態(tài)系統(tǒng)初步得到修復(fù)，湖泊環(huán)境有較大改善。1.8工程期限工程建設(shè)期4個(gè)月，其中，施工準(zhǔn)備期20天，施工3個(gè)月，工程驗(yàn)收10天。1.9工程投資估算 工程建設(shè)總投資為145.92萬元。二、基本概況菱角湖位于香港路與菱角路交叉口，西起唐家墩路，東抵菱角湖路，北至香港路，南到新華路，于1999年建成菱角湖公園。菱角湖匯水面積57ha，岸線總長(zhǎng)1.62km，平均水深1.5m，正常水位18.60m，最高控制水位19.10m，最低控制水位17.10m，調(diào)蓄容積3.2萬m3。圖2-1菱角湖衛(wèi)星照片湖周邊多為居住小區(qū)，以低層和多層建筑為主，中高層和高層主要集中在地塊北部。菱角湖

7、周邊現(xiàn)已形成比較完善的內(nèi)部環(huán)湖步道，步道寬2.5m，走向基本沿現(xiàn)狀湖岸線；外圍唐家墩路、香港路等城市道路均已按規(guī)劃形成。菱角湖岸線全部為人工硬質(zhì)駁岸，沿岸環(huán)湖步行道路景觀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，綠地狹窄。2.1氣候特征菱角湖地處江漢平原東部，屬暖濕北亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，與武漢市氣候變化規(guī)律基本一致。湖區(qū)多年平均氣溫為16.7，一月平均氣溫3.2，極端最低氣溫為-18.1，7月平均氣溫29.3，極端最高氣溫41.3以上，多年平均無霜期245d。多年平均降水量1264.2mm，最大年降水量2057.9mm，最小年降水量715.3mm。降水主要集中在春、夏兩季，占全年降水量的75左右。大暴雨多發(fā)生在6、7月

8、份，個(gè)別年份發(fā)生在8月。6月中旬至7月中旬為梅雨季節(jié)，梅雨期，雨強(qiáng)大，歷時(shí)長(zhǎng)，降雨范圍大，往往發(fā)生內(nèi)澇。梅雨期后進(jìn)入盛夏，因受太平洋副高壓控制，維持一段時(shí)間高溫?zé)o雨天氣，易產(chǎn)生伏旱和伏秋連旱，形成武漢市前澇后旱的一般規(guī)律。多年平均年蒸發(fā)量為1148mm。區(qū)域內(nèi)多年平均日照時(shí)數(shù)2057小時(shí)，年最大日照時(shí)數(shù)2334小時(shí)，年最小日照時(shí)數(shù)1779小時(shí)。區(qū)域內(nèi)多年平均風(fēng)力為2.52.9m/s，最大風(fēng)速一般17.019.0m/s，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速27.8m/s。風(fēng)向除6月份為東南風(fēng)、7月份為西南風(fēng)外，其它月份為東北風(fēng)。表2-1 漢口站降水量特征表年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 年總

9、量多年平均39.846.25102.8137.3161.6215.7190.3117.977.475.953.130.21264.2最大106.8183.1217.6271.0354.9522.8766.2470.4214.1419.3167.2107.32057.9最小0.72.017.234.033.810.628.32.12.9000.20.0715.32.2水環(huán)境現(xiàn)狀菱角湖曾于1999年實(shí)施截污、清淤、景觀綠化等整治工程。2008年江漢區(qū)水務(wù)局開展了“菱角湖水體達(dá)標(biāo)工程”利用微生物菌劑進(jìn)行了生態(tài)治理與修復(fù)，水體水質(zhì)較2007年有所提升，但難于維持。2.2.1菱角湖水功能區(qū)劃根據(jù)湖北省水

10、功能區(qū)劃（鄂政函2003101號(hào)文批復(fù)）、武漢市人民政府武漢市水功能區(qū)劃（市政辦20052號(hào)），菱角湖功能規(guī)劃為調(diào)蓄、景觀娛樂、生態(tài)，水質(zhì)管理目標(biāo)為類。2.2.2水質(zhì)現(xiàn)狀對(duì)菱角湖2007年和2008年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明，水質(zhì)由2007年劣類提升至2008年累，均未達(dá)到水功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo)，主要表現(xiàn)為生化耗氧量、總氮、總磷超標(biāo)的類似生活污水的有機(jī)污染。根據(jù)湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定對(duì)菱角湖水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明該湖泊已呈富營(yíng)養(yǎng)化。根據(jù)武漢市中心城區(qū)湖泊水質(zhì)提檔升級(jí)分類控制指標(biāo)表，確定菱角湖2008年水質(zhì)為類-2檔。表2- 1 菱角湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析表監(jiān)測(cè)時(shí)間現(xiàn)狀水質(zhì)類

11、別水質(zhì)管理目標(biāo)達(dá)標(biāo)情況主要污染物超標(biāo)倍數(shù)營(yíng)養(yǎng)化2007年劣類類未達(dá)標(biāo)BOD（0.05）、TN（0.19）、TP（0.32）富營(yíng)養(yǎng)2008年類三、方案設(shè)計(jì)3.1工藝方案的確定 針對(duì)菱角湖水質(zhì)污染的實(shí)際情況，結(jié)合我們多年在水體生態(tài)修復(fù)方面的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)施的可行性和經(jīng)濟(jì)性及菱角湖人文景觀的需要，確定菱角湖水體生態(tài)修復(fù)工程由如下五個(gè)部分或單元組成：Ø 構(gòu)建湖水造流工程Ø 完善外源污染控制工程Ø 構(gòu)建高效凈水景觀型漂浮濕地Ø 構(gòu)建健康湖泊生態(tài)系統(tǒng)Ø 構(gòu)建湖泊長(zhǎng)效管理系統(tǒng)3.2構(gòu)建湖水造流工程由于湖泊完全封閉，除降雨和少量地下水補(bǔ)給外，無其它補(bǔ)

12、給水源，湖水呈一潭死水。“流水不腐”，為使湖水活起來，需設(shè)法攪動(dòng)湖水，讓缺氧的底層水與富氧的表層水混合流動(dòng)均質(zhì)化。加大水體的自然富氧能力，激活水底生命系統(tǒng)及底質(zhì)在湖水凈化中的重要功能。本工程設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的低能耗風(fēng)光耕水機(jī)攪動(dòng)湖水，均化湖水水質(zhì)。由于湖面小、湖水流動(dòng)性差，水中溶解氧存在分層與底層水缺氧的現(xiàn)象，僅靠自然富氧量已不能滿足需氧凈化作用的需求。因此，采取強(qiáng)化措施提高湖泊水體的含氧量和水的層級(jí)水流交換，改變湖泊單純依靠大氣富氧的被動(dòng)機(jī)制，轉(zhuǎn)變?yōu)榇髿飧谎?、人工曝氣富氧相結(jié)合的主動(dòng)機(jī)制，為凈化水體污染物的各類生物特別是活性微生物群落創(chuàng)造有利的生境，也為快速消除有機(jī)污染物創(chuàng)造有利條件，同時(shí)增加水

13、體的流動(dòng)性。湖水造流增氧是在機(jī)械的作用下加速表層水流向四周擴(kuò)散以及表層與下層水間的對(duì)流，使含氧高的表層水變成薄薄的層流在水底流動(dòng)，這樣表層水的氧氣就能夠有效地供給水底的淤泥，淤泥的表面就形成好氧細(xì)菌的過濾床，水底的磷、氮、淤泥就是這塊田地的肥料被用于作為寶貴有機(jī)資源的浮游生物的繁殖，浮游生物成為昆蟲和魚、貝類的餌食從而被消滅，達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。湖面共布設(shè)GYS3-60W耕水機(jī)12臺(tái)，每臺(tái)耕水深度1.8M，耕水面積10畝，工作電壓220V,外形尺寸3090*810（直徑*高)。 耕水機(jī)耗電量計(jì)算: 60W * 24h =1440W 1440W * 365d/1000=526度 12 * 526

14、 =6312度 每度電0.57元*6312=3598元3.3完善外源污染控制工程 湖周雖已實(shí)施市政截污工程，但每逢大雨周邊雨水及污染嚴(yán)重的地表徑流大量漫流入湖，造成湖水嚴(yán)重污染，因此需建設(shè)初期地表徑流截留凈化工程，即在沿湖環(huán)湖步道向湖側(cè)建設(shè)滲漏盲溝和截留擋墻。3.4構(gòu)建高效凈水景觀型漂浮濕地 由于湖區(qū)地處市區(qū)中心，受人為干擾負(fù)面影響很大，各種入湖外源污染難于根本控制，因此需構(gòu)建有效的湖水泵位凈化工程設(shè)施，措施之一就是構(gòu)建漂浮濕地。 經(jīng)計(jì)算需建2000m2漂浮濕地。3.5構(gòu)建健康湖泊生態(tài)系統(tǒng)（1）構(gòu)建水生植被沉水植物是水體自凈生態(tài)系統(tǒng)生物鏈中重要的“生產(chǎn)者”，它們能直接吸收水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物

15、質(zhì)；控制藻類的發(fā)展，提高湖水透明度；利用透入水層的太陽光和水體好氧生化分解有機(jī)物過程產(chǎn)生的CO2進(jìn)行光合作用并向水體放氧，從而促進(jìn)水體好氧生化自凈作用；同時(shí)它們又為水體其他生物提供生存或附著場(chǎng)所，提高生物多樣性，完善水體生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，達(dá)到原位治理的目的。同時(shí)，沉水植物可形成“水下森林”的景觀。 為了凈化菱角湖水質(zhì)，主要措施之一是種植沉水植物，改變單一菹草群落植被的現(xiàn)狀，增加苦草、眼子菜科、金魚藻、黑藻群落。種植面積為水面積的25%，即23500m2。（2）培育重要魚類種群為了保證水生植物的生長(zhǎng),提高水體生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，完善湖泊生態(tài)系統(tǒng)的生物鏈，必須建立合理的魚類種群結(jié)構(gòu)。種群結(jié)構(gòu)

16、必須利于水質(zhì)凈化，即嚴(yán)禁傳統(tǒng)式的以商業(yè)性質(zhì)為目的養(yǎng)魚方式。合理放養(yǎng)濾食性魚類鰱、鳙，以及高背鯽、鲴、烏鱧等，魚種放養(yǎng)總量為1500kg。（3）培育大型底棲動(dòng)物由于湖水凈化過程中產(chǎn)生數(shù)量巨大的微型生物生物量，為維持湖泊正常的生態(tài)平衡，必須將此生物量的一部分甚至大部分從生態(tài)系統(tǒng)輸出，加之還有許多腐屑需從湖中清除，為此，應(yīng)構(gòu)建吃食有機(jī)腐屑和微型生物為主的螺類、蚌類等重要底棲動(dòng)物。放養(yǎng)螺、蚌各1500kg。品種為：銅銹環(huán)棱螺、湖蚌、河蚌。（4）其余水生生物種群通過自然過程形成3.6建立湖泊生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)效管理系統(tǒng)湖泊管理生態(tài)系統(tǒng)是根據(jù)湖泊生態(tài)系統(tǒng)固有的生態(tài)規(guī)律以及湖泊對(duì)外部擾動(dòng)的反應(yīng)進(jìn)行各種調(diào)控，從而達(dá)到

17、系統(tǒng)總體最優(yōu)的過程。對(duì)于菱角湖的管理，應(yīng)在統(tǒng)一規(guī)劃基礎(chǔ)上，以武漢市公園管理處為管理主體，運(yùn)用技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、法律、行政等手段，限制和控制自然與人為因素?fù)p害菱角湖水質(zhì)的活動(dòng)，達(dá)到既滿足人們對(duì)菱角湖景觀娛樂需要，又不超出菱角湖水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能閾值的目的。菱角湖的保護(hù)和管理的主要目標(biāo)是維護(hù)菱角湖水域的生態(tài)平衡，因此，必須遵循生態(tài)學(xué)原則，以湖泊生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo)，了解菱角湖水域的生態(tài)平衡機(jī)制，否則菱角湖的水體保護(hù)和管理工作就失去了理論基礎(chǔ)，人們對(duì)景觀的需求與湖泊生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系就不能協(xié)調(diào)，水體生態(tài)環(huán)境就不能從根本上得到修復(fù)和有效的保護(hù)。3.6.1建立管理機(jī)構(gòu)根據(jù)武漢市湖泊管理現(xiàn)狀，菱角湖的管理權(quán)屬武漢

18、市水務(wù)局監(jiān)察大隊(duì)。為實(shí)現(xiàn)菱角湖水域管理與菱角湖公園整體管理的協(xié)調(diào)。建議建立以武漢市水務(wù)局水務(wù)監(jiān)察大隊(duì)為主體的菱角湖生態(tài)系統(tǒng)管理機(jī)構(gòu)。3.6.2制訂菱角湖保護(hù)條例根據(jù)國(guó)家、湖北省、武漢市頒布的有關(guān)法律法規(guī)及條例，制定符合菱角湖實(shí)際的菱角湖保護(hù)管理?xiàng)l例及其實(shí)施細(xì)則。3.6.3 生態(tài)環(huán)境工程的管理與維護(hù)以水生植被為主的健康湖泊生態(tài)系統(tǒng)建立后，生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)效管理，尤其是水生植被特別是沉水植被的維護(hù)管理最為重要，只有管理好水生植被，才能使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加合理，功能更有效發(fā)揮。管理內(nèi)容主要有如下幾個(gè)方面：（1） 水生植被管理l 調(diào)控沉水植物的群落結(jié)構(gòu)，保證沉水植物群落結(jié)構(gòu)以暖季植物為主，以冷季植物為輔；

19、l 調(diào)控水生植被的分布與覆蓋度，使其滿足維持健康湖泊生態(tài)系統(tǒng)平衡的需求；l 及時(shí)清除影響沉水植物生長(zhǎng)的絲狀藻類等； l 及時(shí)清除湖中沉水植物和沿岸水生花卉的枯枝爛葉，防止二次污染，同時(shí)輸出N、P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降低水體營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷；l 嚴(yán)禁釣魚者破壞沿岸水生花卉；l 減少游人不良習(xí)慣或行為對(duì)湖體造成的污染，公園管理處應(yīng)該加大宣傳教育力度。（2） 水生動(dòng)物的管理l 根據(jù)水生動(dòng)物的種群數(shù)量變動(dòng)狀況，通過捕撈或放養(yǎng)增殖調(diào)控其種群數(shù)量變動(dòng)；l 必須密切關(guān)注兇猛魚類和吃碎屑魚類的種群數(shù)量變動(dòng)，在任何情況下都須保證它們有足夠的種群數(shù)量與多樣性；l 在藍(lán)藻水華得到控制時(shí)，要及時(shí)適度減少鰱、鳙的數(shù)量；l 最好劃定水域封

20、閉的釣魚娛樂區(qū)，此區(qū)域以外水域不許釣魚；l 必須保證底泥表層處于好氧狀態(tài)。（3） 綠化生態(tài)帶的管理l 減少生態(tài)帶入湖地表徑流量；l 綠化應(yīng)多選用生態(tài)型樹種和草種，盡量減少肥料和農(nóng)藥的施用量，使用環(huán)境友好型肥料與農(nóng)藥。（4） 人工濕地管理按制定的管理規(guī)范進(jìn)行管理；（5） 水體環(huán)境管理l 嚴(yán)禁向水體拋丟垃圾、剩余食物和排泄糞便；l 及時(shí)清除水面和水底枯枝落葉、塑料制品和各種垃圾；l 及時(shí)清除藻類、水綿、剛毛藻等。（6） 污染源監(jiān)控l 定期取樣監(jiān)測(cè)水質(zhì)狀況；l 監(jiān)控陸地生態(tài)保護(hù)帶環(huán)衛(wèi)管理狀況；l 定期檢查湖周截污工程排污排水工程運(yùn)行狀況，應(yīng)及時(shí)向有關(guān)管理部門反映存在的問題（含潛在問題）并促其解決；l 監(jiān)控向水體非法排污行為。3.6.4突發(fā)污染負(fù)荷沖擊應(yīng)急處理方案（1） 對(duì)排污排水工程泄污引發(fā)的突發(fā)事故：向排水箱涵或排水管投放環(huán)保型氧化劑（H2O2、漂粉精、過氧化鈣等）和聚合氯化鐵或三氯化鐵等無機(jī)絮凝劑；向納污水域投灑氧化劑和相應(yīng)凈水菌劑。如具備輕便攜移式曝氣機(jī)，可向納污水體實(shí)施曝氣充氧。（2） 對(duì)有毒污染物泄入湖體引發(fā)的突發(fā)污染事故根據(jù)有毒污染物性質(zhì)和種類，按有毒物質(zhì)突