八蕩河綜合整治生態(tài)方案研究

上海昊華環(huán)境工程有限公司八蕩河綜合整治生態(tài)方案研究2013年7月目錄1前言 12工程概況 22.1.1氣候條件 22.1.2地形地貌 22.1.3河道概況 32.2.1生物群落歷史資料分析 32.2.2水質分析 62.2.3現(xiàn)場情況分析 73項目目標 113.1項目目標 113.2設計依據 124方案思路探討 144.1方案思路分析 144.2主要技術路線 155水質改善實施方案 195.1河道生態(tài)修復 195.1.1運河至廟右蕩段 195.1.2廟右蕩至吳家洋、吳家洋至南參蕩、南參蕩至懷蒲蕩、懷蒲蕩至老人蕩、東長蕩至元鶴蕩、南莊蕩至梁山蕩、梁山蕩至賣鹽港、賣鹽港至元蕩段 365.1.3老人蕩至東長蕩、楊蘇蕩至三白蕩段 405.2入湖口水質凈化系統(tǒng)（前置庫系統(tǒng)） 435.2.1前置庫凈化原理 435.2.2前置庫凈化的主要控制因子 455.2.3前置庫功能分區(qū) 465.2.4入湖口沉降系統(tǒng) 485.2.5淺水生態(tài)凈化系統(tǒng) 525.2.6深水生態(tài)凈化系統(tǒng) 545.2.7消浪系統(tǒng) 546水質改善研究 561前言太湖流域是我國人口最集中，經濟最發(fā)達的地區(qū)之一，同時也是洪澇災害、環(huán)境災害頻發(fā)的地區(qū)。流域經濟高度發(fā)展，外源污染嚴重，河湖水面開發(fā)利用過度，湖泊面積減少，濕地嚴重萎縮，生物多樣性銳減，生態(tài)功能退化，耐污類漂浮植物瘋長等導致了嚴重的水環(huán)境水生態(tài)問題。1991年大水后，太湖流域逐步實施建設了望虞河工程、太浦河工程、太湖環(huán)湖大堤等十一項流域防洪骨干水利工程。水利工程不僅要在防洪除澇、水資源調度方面發(fā)揮重要作用，在水環(huán)境、水生態(tài)改善等方面也需要深入挖掘其積極作用，促進水安全綜合效益的實現(xiàn)。八蕩河起點為京杭大運河，向東穿越廟右蕩、吳家洋、南參蕩、懷蒲蕩、老人蕩、東長蕩、元鶴蕩、南莊蕩、梁山蕩、賣鹽港，最終經由元蕩匯入淀山湖，全長21.4km,沿途跨越江蘇省和上海市。保障飲用水安全是我國當前水利工作的核心任務，也是直接關系到人民身體健康的民生水利問題。八蕩河的水質安全將直接影響下游黃浦江水源地的水質安全，關系到上海市的城市供水安全和經濟社會發(fā)展。因此，在太湖綜合治理基礎上開展提高八蕩河長距離輸水過程中自凈能力對于保證上海城市供水安全具有重要意義，也是十分必要的。八蕩河水質改善對河道行洪、供水條件下水動力特征的深入分析亦有助于改善河道水生態(tài)環(huán)境，提升水體輸移過程中的原位凈化效果，為完善骨干工程的水生態(tài)功能，提高環(huán)境效益提供參考。本專題圍繞改善太湖流域骨干水利工程迫切需要解決的生態(tài)和水質改善二大主要問題，依據生態(tài)學的原理、方法、現(xiàn)有研究成果和工程自然條件，研究八蕩河生態(tài)修復改善水質的關鍵技術。研究成果總結歸納了河流生態(tài)分區(qū)方法，在此基礎上對太浦河開展生態(tài)調查，并對其進行了河流生態(tài)分區(qū)，幫助制定有效的棲息地保護與改善方案；基于實地調查資料開展了河道內水生生物棲息地適宜性分布研究。2工程概況2.1自然概況2.1.1氣候條件八蕩河所屬區(qū)域為北亞熱帶季風區(qū)，四季分明，氣候溫和，雨水充沛，全年無霜期較長，年平均氣溫15.7℃，平均年降水量1126.4mm，平均年蒸發(fā)量為1407mm。年平均降雨日數130.1天，降雨主要集中在5~9月，占全年降雨的65%~70%，5~7月梅雨量較多，往往形成澇災，7~8月天氣炎熱干燥，干旱年供水不足，7~9月受臺風倒槽影響，平均每年2次，產生狂風暴雨，形成風災和洪澇災害。年均日照時間1635~2067h，地區(qū)年平均氣壓1015.7hpa，年平均風速3.2m/s。常年最多風向為東南風（夏季），其次為西北風（冬季），年平均相對濕度78%。2.1.2地形地貌八蕩河位于太湖平原區(qū)湖濱堆積平原上，周圍湖蕩水網稠密。太浦閘兩岸地形平坦，地面高程7.0m左右。2.1.3河道概況八蕩河起點為京杭大運河，向東穿越廟右蕩、吳家洋、南參蕩、懷蒲蕩、老人蕩、東長蕩、元鶴蕩、南莊蕩、梁山蕩、賣鹽港，最終經由元蕩匯入淀山湖，全長21.4km,沿途跨越江蘇省和上海市。八蕩河設計河道兩岸堤防外堤腳間距暫按80m定;外堤腳藍線范圍暫按30m定,其中護堤地暫按5m定，設計水位4.25米，其常水位為2.8-3.0米，河底標高0.00米。八蕩河水系示意如圖2-1-1。目前，八蕩河具有防洪、排澇、灌溉、航運和改善水環(huán)境等綜合作用。八蕩河各段流量及流速情況見下表八蕩河八拆計算流量進元鶴蕩流量進量三白蕩流量進元蕩前（東賣鹽港匯合前）流量進元蕩流量流量平均16.9017.1318.0219.347.13最大32.2829.3228.8632.9730.38最低-6.61-5.73-4.87-9.82-12.07流速平均0.120.120.130.130.05最大0.220.220.210.210.21最低-0.03-0.02-0.02-0.03-0.09從上表可知，八蕩河承載流量不大，流速較小。2.2現(xiàn)狀調查2.2.1生物群落歷史資料分析東海水產研究所在2010年4月對太浦水閘上下游附近水域開展了一期水生生態(tài)及漁業(yè)資源現(xiàn)場調查，在閘址位置上下游共布置了4個水生態(tài)和漁業(yè)資源調查站點，同時收集了太浦河及上游湖區(qū)的水生態(tài)環(huán)境歷史調查資料。生物群落歷史調查資料從整體區(qū)域性、與太湖的聯(lián)系及差異有一定反映，但對太浦河沿程差異性未給出分析。八蕩河與太浦河地理位置較為接近，生物群落較為相似，可以太浦河作為參考。（1）浮游植物自1991年以來，在太湖累計鏡檢出浮游植物7門65屬74種。2009年調查結果顯示，在太湖湖區(qū)共鑒定出浮游植物6門31屬50種。其中綠藻14屬22種，占總種數的44%；硅藻10屬16種，占總種數的32%；藍藻4屬6種，占總種數的12%；裸藻1屬4種，占總種數的8%；隱藻和甲藻均為1屬1種，占總種數的2%?？梢娋G藻和硅藻在浮游植物種類組成和群落結構中占重要地位。其中該區(qū)域的主要優(yōu)勢種均為硅藻，如尖針桿藻（Synedraacus）、細星桿藻（Asterionellagracillima）、顆粒直鏈藻最窄變種（Melosiragranulatavar.ngustissima）、梅尼小環(huán)藻（Cyclotellameneghinian）等。個別點位以藍藻門的螺旋魚腥藻（Anabaenaspiroides）為優(yōu)勢種。綠藻門中小球藻（Chlorellavulgaris）、四尾柵藻（Scenedesmusquadricauda）數量較多，但均未構成優(yōu)勢。2010年太浦閘上下游調查共采集到浮游植物19種；其中硅藻物54種數最多，為11種，占總物種數的57.9%；其次是綠藻，為5種，占總物種數的45.5%；藍藻2種，占總物種數的18.2%；甲藻1種，占總物種數的9.1%。從出現(xiàn)頻率來看，常見種為螺旋魚腥藻（100%）、肘狀針桿藻（100%）、小席藻（75%）和粗壯雙菱藻（75%）。（2）浮游動物據2009年調查結果，在太湖內共鑒定浮游動物21種，共分3大類，分別為輪蟲類、枝角類及橈足類。其中輪蟲10種，占總種類數的47.6%；枝角類5種，占總種數的23.8%；橈足類6種（不含無節(jié)幼體），占總種數的28.6%。主要優(yōu)勢種有前節(jié)晶囊輪蟲、萼花臂尾輪蟲、針簇多肢輪蟲、湯匙華哲水蚤、廣布中劍水蚤和中華窄腹劍水蚤。2010年太浦河上下游生態(tài)調查共采集浮游動物16種，共分5大類，分別為輪蟲類、枝角類、橈足類、線蟲和浮游幼體。其中橈足類6種，占總種類數的37.5%；枝角類4種，占總種類數的25%；輪蟲3種，占總種類數的18.8%；浮游幼體2種和線蟲1種。（3）底棲生物據2009年調查結果，在太湖內共記錄到8種大型底棲動物。其中，軟體動物4種、占物種總數的50%；環(huán)節(jié)動物2種和甲殼動物2種，均占物種總數的25%。從各物種的出現(xiàn)頻率來看，本次調查太湖底棲動物的優(yōu)勢種為中國圓田螺，出現(xiàn)頻率為81.8%；其次是河蜆、背蚓蟲和鉤蝦，其出現(xiàn)頻率均為36.4%。2010年太浦閘上下游調查底棲動物采樣在3站點共采集到5種55大型底棲動物；其中甲殼動物3種，占物種總數的60%；環(huán)節(jié)動物2種、占物種總數的40%。從各物種的出現(xiàn)頻率來看，本水域底棲動物的常見種為蘇氏尾鰓蚓，出現(xiàn)頻率為66.7%；搖蚊幼蟲出現(xiàn)頻率均為50%。（4）魚類調查據記載，太湖共記錄有魚類107種，隸屬于14目25科73屬，鯉形目65種，占魚類總數的60.7％，其中鯉科魚類有60種，占總數的56.1％；鱸形目魚類16種，占15.0％。鯰形目10種，占9.3%，鮭形目4種，占3.7％。鯡形目和鯔形目各2種，分別占1.9％；鱘形目、鰻形目、頜針魚目、鳉形目、合鰓目、鲉形目、鰈形目和鲀形目各1種，分別占0.9％。在107種太湖魚類中，淡水魚類89種，占魚類總數的83.2%；海水或海淡水洄游性種類18種，占魚類種數的16.8%，其中有河口型和陸封型，但它們仍屬海水魚范疇?，F(xiàn)時太湖的主要經濟魚類資源有刀鱭、銀魚、鮊、鯉、鯽、團頭魴、草魚、青魚、鰱、鳙、鰻、花魚骨、鯰、鱖、烏鱧、河川沙塘鱧和似刺鳊鮈等20余種。2010年太浦閘上下游調查中，漁獲物現(xiàn)狀調查采集了2個站點的籪網漁獲物，共記錄到23種魚類。其中，鯉形目魚類最多，為14種，占魚類物種數的60.9%；鱸形目3種，占魚類物種數的13.0%；鯰形目2種，占魚類物種數的8.7%；鯡形目和合鰓魚目各1種，占魚類物種數的4.3%。從生態(tài)類型來看，淡水性種類22種，約占總物種數的95.7%；56洄游性魚類1種，約占總物種數的4.3%?？梢?，該水域的水生生物主要以淡水性種類為主。2.2.2水質分析2012年對吳江區(qū)八蕩河主要地表水水質指標如pH、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數、BOD5、COD、TN和TP進行監(jiān)測，水質現(xiàn)狀監(jiān)測結果（下表）表明，pH、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數、BOD5、COD和TP等指標現(xiàn)狀均達到并優(yōu)于地表水Ⅳ類標準，TN部分監(jiān)測斷面如大浦橋能夠達標，其余檢測斷面TN均為能達標，或超標嚴重。八蕩河主要水質監(jiān)測點位平面布置圖2012年吳江區(qū)八蕩河主要水質指標年均值2.2.3現(xiàn)場情況分析八蕩河起點為京杭大運河，向東穿越廟右蕩、吳家洋、南參蕩、懷蒲蕩、老人蕩、東長蕩、元鶴蕩、南莊蕩、梁山蕩、賣鹽港，最終經由元蕩匯入淀山湖，全長21.4km,沿途跨越江蘇省和上海市。其各段河道形式及水質皆有不同。京杭大運河至廟右蕩該段全長約4公里，前段連接京杭大運河，由于運河航運較為頻繁且河道兩側村落較多，水質較為混濁，水生植物等生物群落較少。至蘇嘉杭高速后，河道兩側以農田荒地居多，河道為自然駁岸，受農業(yè)面源污染等影響，該段河道水質一般，漂浮植物以水花生、菱角居多，挺水植物以蘆葦、香蒲為主，沉水植物有少量苦草、輪葉黑藻，但并為形成群落。廟右蕩至吳家洋、吳家洋至南參蕩、南參蕩至懷蒲蕩、懷蒲蕩至老人蕩、東長蕩至元鶴蕩、南莊蕩至梁山蕩、梁山蕩至賣鹽港、賣鹽港至元蕩段這幾段河道兩側均為村落，駁岸為硬質駁岸，受附近居民生活影響，水質一般，且水生植物較為少見，在河道死角處可見少量漂浮植物如浮萍，沉水植物見少量梅花藻。（3）老人蕩至東長蕩、楊蘇蕩至三白蕩段此兩段河道兩側以農田荒地居多，河道為自然駁岸，受農業(yè)面源污染等影響，該段河道水質一般，漂浮植物有少量浮萍，挺水植物以蘆葦、香蒲、茭白為主，沉水植物有少量輪葉黑藻，但并為形成群落。3項目目標3.1項目目標通過歷史資料調查和水質現(xiàn)狀分析，近期目標是保持八蕩河水質，確保不對下游淀山湖增加污染負擔，遠期規(guī)劃目標，項目的水質設定為近期達到地表水水環(huán)境質量Ⅲ類。遠期在截污治污基礎上，通過河道和入湖口水質凈化，水生植被恢復重建等措施，去除和降解污染特別是氮磷等營養(yǎng)鹽，穩(wěn)定和進一步提高八蕩河水質，實現(xiàn)各指標均優(yōu)于Ⅲ類的目標。表1地表水環(huán)境質量標準基本項目標準限值單位：mg/L序號分類Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類Ⅴ類標準值項目1水溫(℃)人為造成的環(huán)境水溫變化應限制在：周平均最大溫升≤1周平均最大溫降≤22pH值(無量綱)6～93溶解氧≥飽和率90%(或7.5)65324高錳酸鹽指數≤24610155化學需氧量（COD）日生化需氧量（BOD5）≤3346107氨氮(NH3-N)≤0.150.51.01.52.08總磷（以P計）≤0.02(湖、庫O.01)0.1(湖、庫O.025)0.2(湖、庫O.05)0.3(湖、庫O.1)0.4(湖、庫O.2)9總氮(湖、庫．以N計)≤0.20.51.01.52.010銅≤0.011.01.01.01.011鋅≤0.051.01.02.02.012氟化物（以F-計）≤1.01.01.01.51.513硒≤0.010.010.010.020.0214砷≤0.050.050.050.10.115汞≤0.000050.000050.00010.0010.00116鎘≤0.0010.0050.0050.0050.0117鉻（六價）≤0.010.050.050.050.118鉛≤0.010.010.050.050.119氰化物≤0.0050.050.020.20.220揮發(fā)酚≤0.0020.0020.0050.010.121石油類≤0.050.050.050.51.022陰離子表面活性劑≤0.20.20.20.30.323硫化物≤0.050.10.20.51.024糞大腸菌群（個／L）≤20020001000020000400003.2設計依據在我司多年的設計和處理經驗，及河道治理項目的成功運行的實踐經驗基礎上，遵循與濕地有關的國家法律、法規(guī)，與國際有關規(guī)定相一致；堅持濕地保護與合理開發(fā)利用相結合的原則，在全面保護的基礎上合理利用；根據實際情況和保護現(xiàn)狀，堅持突出重點、體現(xiàn)特色、因地制宜的等原則。1、編制依據1）、法律法規(guī)與技術標準2）、《中華人民共和國水法》（中華人民共和國主席令第47號）；3）、《中華人民共和國防洪法》（中華人民共和國主席令第88號）；4）、《中華人民共和國環(huán)境保護法》（中華人民共和國主席令第22號）；5）、《中華人民共和國水污染防治法》（中華人民共和國主席令第66號）；6）、《中華人民共和國水土保持法》（中華人民共和國主席令第49號）；7）、《中華人民共和國城市規(guī)劃法》（中華人民共和國主席令第23號）；8）、《中華人民共和國河道管理條例》（中華人民共和國國務院令第3號）；9）、《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）；10）、《防洪標準》（GB50201-94）；11）、《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50138-2000）；12）、《水利水電工程水文計算規(guī)范》（SL278-2002）；2、項目現(xiàn)場考察資料4方案思路探討4.1方案思路分析本項目的目的是設計八蕩河及河道入湖口水體生態(tài)修復計劃。在調查分析項目所在地生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的基礎上，結合河道景觀規(guī)劃、堤防整治計劃、岸線利用計劃，從污染物削減、節(jié)能減排和水生態(tài)修復兩方面綜合考慮設計八蕩河水體綜合治理。水質改善方面，根據八蕩河水質現(xiàn)狀和主要超標污染因子分析，采取攔截、凈化等方式因地制宜設計濕地、入湖口前置庫等設施，在創(chuàng)造良好水系景觀同時提升水質。水體生態(tài)修復方面，對新開河道進行水生植物重建，根據水深及離岸距離構建挺水植物和沉水植物修復區(qū)，打造沿河和入湖口的生態(tài)屏障，攔截、過濾和去除入河（湖）污染。八蕩河河道及入湖口水質改善系統(tǒng)示意為了確保項目目的順利實現(xiàn)，本設計的著眼點如下：創(chuàng)造湖口水質改善核心區(qū)湖口是污染物入湖的主要通道和重要蓄積區(qū)，在河道入湖口建設水質改善立體防控體系是維系湖泊水質達標和水生態(tài)健康的關鍵。項目采用工程措施和非工程生物措施改善水質，在湖口設置前置庫，打造入湖水體緩沖區(qū)，并在湖內湖中優(yōu)化布置水生植物和生物浮床，實現(xiàn)水面—水體—水底三重防治，利用湖內湖污染攔截沉降、水生植物凈化、微生物強化降解等有效去除污染物。自然凈化的水生態(tài)修復設計項目所在區(qū)域存在著豐富的自然生態(tài)環(huán)境資源，水量充沛、濕地沼澤密布、水生植物種類豐富。計劃因地制宜，充分挖掘這些自然生態(tài)環(huán)境要素的水體凈化潛力，在自然環(huán)境與周邊環(huán)境和諧一致的基礎上，設計利用自然生態(tài)環(huán)境資源的生態(tài)修復方案和水質凈化設施。污染物過程控制和末端治理為了達到八蕩河2020年遠期規(guī)劃水平年的水質管理目標，將污染物負荷降至最低，采用整體性和全過程考慮，實施污染物從產生到消失的全過程管理。此外，項目設計還充分考慮河道灘地、河道入湖口的水文地形和坡度、人工濕地過濾性能、植被組成等因素，確保生態(tài)景觀完整性和連續(xù)性。4.2主要技術路線八蕩河水質改善系統(tǒng)包括兩個方面系統(tǒng)：1、河道自身生態(tài)修復，其中包括水生態(tài)修復、人工濕地、水生植被修復等修復技術；2入湖口前置庫凈化系統(tǒng)，其中包括水質沉降、淺水生態(tài)處理、深水區(qū)生態(tài)處理及生物浮床等凈化措施。通過水質凈化工程去除污染，達到近期水質設計目標；在此基礎上，利用恢復重建的優(yōu)良水生生態(tài)系統(tǒng)予以維持和繼續(xù)改善。河道總圖如下：根據各段河道的不同特點，其處理工藝如下：序號河道區(qū)域處理工藝1京杭大運河至蘇嘉杭高速挺水植物修復2蘇嘉杭高速后河道轉彎處挺水植物凈化、水平流濕地、浮床凈化3河道轉彎處至廟右蕩水生生態(tài)系統(tǒng)修復4廟右蕩至吳家洋浮床凈化、沉水植物凈化5吳家洋至南參蕩浮床凈化、沉水植物凈化6南參蕩至懷蒲蕩浮床凈化、沉水植物凈化7懷蒲蕩至老人蕩浮床凈化、沉水植物凈化8老人蕩至東長蕩水生生態(tài)系統(tǒng)修復9東長蕩至元鶴蕩浮床凈化、沉水植物凈化10楊蘇蕩至三白蕩水生生態(tài)系統(tǒng)修復11南莊蕩至梁山蕩浮床凈化、沉水植物凈化12梁山蕩至賣鹽港浮床凈化、沉水植物凈化13賣鹽港至元蕩浮床凈化、沉水植物凈化14各入湖口前置庫凈化5水質改善實施方案5.1河道生態(tài)修復5.1.1運河至廟右蕩段該段河道為八蕩河起點，連接運河，全長約4公里。其河道水質凈化分為三段處理：1、運河至蘇嘉杭高速段，約1公里，該段河道直接連接運河，水質較為混濁。本段采用生態(tài)袋作為駁岸，并且在沿岸種植8米寬挺水植物。利用生態(tài)袋駁岸可以作為挺水植物的種植基質，同時生態(tài)袋駁岸更有利于河道內懸浮物質的沉降，改善河道透明度。挺水植物選擇蘆葦、再力花、香蒲種植于標高2.5-4.0米（豐水期可被淹沒），這三種挺水植物不僅凈化水質效果極佳，且耐水耐旱，在豐水期及枯水期都較易于存活；在4.0米以上標高處主要種植蘆葦、茭白、美人蕉等植物（常水位時較為干旱），此三類植物耐旱性較高，且具有一定的景觀效果，可起到固岸凈化雨水沖刷的效果。該段前段250米示范區(qū)挺水植物布置圖如下：該段河道斷面示意圖如下：類似河道效果圖：2、蘇嘉杭高速后河道轉彎處，長度約700米，通過在河道轉彎處內側構建人工水平流濕地，及在轉彎處外側構建浮床凈化系統(tǒng)進行水質凈化。其凈化原理如下：人工濕地是自然濕地的人工強化，是一個利用植物、微生物和無機填料構建生態(tài)水處理系統(tǒng)，主要借助物理、化學和生物作用去除污染。目前已成為富營養(yǎng)化水體凈化的主流工藝。八蕩河水質現(xiàn)狀分析結果表明，水體主要污染物為氮磷等營養(yǎng)鹽。傳統(tǒng)礫石人工濕地有機物去除率較高，但無機氮磷去除不甚理想，高效人工濕地引入間歇曝氣和生物填料，有效改善濕地微生物的活性和數量，進而提高濕地的氮磷等營養(yǎng)鹽削減效率。生物浮島為富營養(yǎng)化景觀水體治理提供了新的思路，該技術以浮床為載體，在其上種植高等水生植物，通過植物根部的吸收、吸附、化感效應和根際微生物的分解、礦化作用，削減水體中的氮、磷營養(yǎng)鹽和有機物，抑制藻類生長，凈化水質。人工浮床中的基質填料便于植物根系的伸展和分布，也可以為微生物的生長提供載體，增加了有效載體面積。基質填料增加了單位體積內填充物的密度，能夠減少水體在植株根系的空間網狀結構中交換和流通。此外，采取植物漂浮生長的方式，可以使該技術適用于不同深度的水體，水位的變化不會對人工浮床產生影響。與傳統(tǒng)的浮床基質材料如聚丙乙烯泡沫、陶粒等相比，孔隙率高，比表面積大的生物填料如聚丙烯空心多面小球、及生物繩等有利于增加植物根際以及填料內部微生物濃度及其活性，改善氮、磷在植物根系周圍的傳質效率，提高植物組織吸收氮磷的能力。浮動式生物填料植物凈化床通過填料和植物的優(yōu)化選擇，能夠同步取得營養(yǎng)鹽去除和藻類防控雙重目標。本段內彎處濕地區(qū)域設置生態(tài)袋駁岸，寬度5米，種植耐旱水生植物，主要種植蘆葦、黃菖蒲、茭白、美人蕉等；標高2.6處設置水平流濕地凈化區(qū)，凈化區(qū)寬度15米，上附20cm碎石濾料，濕地主要種植蘆葦；濕地以下至標高1.0米處是沉水植物凈化區(qū)，沉水植物主要種植苦草、輪葉黑藻、伊樂藻等；本段外彎處為砌石駁岸，該處設置5米寬浮床凈化區(qū)。該處平面布置示意圖如下：該段斷面示意圖如下：類似河道效果照片：3、轉彎處至廟右蕩段，長度約2.3公里，該段區(qū)域周邊多是農田或荒地，受環(huán)境人為因素影響較小，易于采用人工水生生態(tài)修復的方式進行河道凈化處理（以水生植物修復為主）?，F(xiàn)場照片如下：其凈化原理如下：本項目水面比較開闊，對護坡的設計應該以生態(tài)護坡為主。因為景觀水體沿岸帶是水域和陸域生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)交錯帶，是容易受損的敏感脆弱地帶之一。因此，根據河岸地形、地貌等具體環(huán)境條件，應用生態(tài)學原理，充分考慮沿岸淺水區(qū)水生植物、濕生植物的組成和季節(jié)變化，因地制宜進行優(yōu)化組合，建成與自然生態(tài)景觀相和諧的不同形態(tài)、不同材質的護岸結構，創(chuàng)造多樣化生態(tài)景觀，優(yōu)化環(huán)境。建立有利于護岸、防地表徑流和抗風浪的生態(tài)護岸帶。（1）挺水植物種植部分岸線考慮種植適量挺水植物，以達到起凈化水質和景觀的雙重功效。同時可利用挺水植物在局部區(qū)域構建濕地角，以避免死角區(qū)域由于水動力較差而形成的垃圾堆積及水質變差的情況。挺水植物景觀圖：梭魚草黃菖蒲千屈菜蘆葦旱傘草香蒲再力花美人蕉科屬種特性景觀用途1、千屈菜科千屈菜屬千屈菜別名：水柳、水枝柳和水枝錦。多年生挺水宿根草本植物。株高40～120cm?；倒寮t或藍紫色，花期6～10月。多生長在沼澤地、水旁濕地和河邊。比較耐寒，在我國南北各地均可露地越冬。對土壤要求不嚴，在土質肥沃的塘泥基質中花艷，長勢強壯。2、天南星科莎草屬旱傘草別名：傘草、水棕竹、風車草、水竹。常綠濕生（挺水型）草本植物。高40~150cm，叢生。莖稈粗壯，莖稈三棱形，無分枝?？偘~狀，長而窄，約20枚，近于等長，成螺旋狀排列在莖稈的頂部，向四面開展如傘狀。7月開花，聚傘花序，花小，淡紫色。傘草體態(tài)輕盈，瀟灑脫俗，，是良好的觀葉水生植物。宜布置于河邊水旁的淺水之中，如與山石相配，更是秀態(tài)萬千、清雅無比。3、禾本科蘆葦屬蘆葦別名：葦、蘆、蘆芛。多年水生或濕生的高大禾草，植株高大，地下有發(fā)達的匍匐根狀莖。莖稈直立，稈高1~3m，節(jié)下常生白粉。夏秋開花，圓錐花序，頂生，疏散，為白綠色或褐色，花期為8~12月。種在公園的湖邊，開花季節(jié)特別美觀。4、香蒲科香蒲屬香蒲多年生水生或濕生植物。植株高1.2~2.6m。先端白色。長而橫生，節(jié)部處生許多須根，老根黃褐色。葉扁平帶狀?；ü?~8月。用于水景工程。5、竹芋科塔利亞屬再力花多年生挺水草本。葉卵狀披針形，淺灰藍色，邊緣紫色，長50cm，寬25cm。復總狀花序，花小，紫色。全株附有白粉。溫帶地區(qū)是一種優(yōu)秀的溫室花卉，花柄可高達2m以上。水生植物再力花株形美觀灑脫，葉色翠綠可愛，是水景綠花的上品花卉?；蜃髋柙杂^賞。6、雨久花科梭魚草屬梭魚草多年生挺水或濕生草本植物，株高80~150cm，葉柄綠色，圓筒形，葉片較大，長可達25cm，寬可達15cm，深綠色，葉形多變。大部分為倒卵狀披針形。穗狀花序頂生，長5~20cm，小花密集在200朵以上，藍紫色帶黃斑點。果實初期綠色，成熟后褐色，花果期5~10月。梭魚草葉色翠綠，花色迷人，花期較長，可用于家庭盆栽、池栽，也可廣泛用于園林美化，栽植于水體兩側、池塘四周、人工濕地。（2）沉水植物種植大量的科研成果和工程實踐證明，沉水植物在水質凈化方面起到十分重要的作用。 水生植物能大量吸收水中和底質中的氮、磷等營養(yǎng)物質。根據測算，沉水植物的氮、磷含量不低，，而挺水植物和浮葉植物的氮、磷含量更高，其蛋白質含量一般占鮮重的1~1.5%，可以通過收割取出水生植物計算被去除的氮、磷。根據野外調查實測結果，水生植物豐富的長江中下游湖泊中，水生植物去除N、P的能力分別為29.8gN/(m2·a)和3.78gP/(m2·a)。 給水體高效供氧，所有沉水植物通過光合作用，使水中溶解氧快速增加，經測算，狐尾藻、菹草、苦草等植物在光照強度800Lx、水溫26~29℃條件下，平均產氧量為1.06mg/(h·g鮮重植物)，因此，沉水植物生長豐茂的水域，水中溶解氧常常過飽和，這有助于水質的改善，特別有利于氨的硝化、BOD5的去除、生物多樣性的提高和黑臭的根治。 由于水生植物覆蓋于泥面，從而減輕引水、風浪對底泥的翻攪作用程度。也由于水生植物枝葉表面積很大。能有效吸附和促沉由地表徑流的引入的泥土等懸浮物，從而有助于湖水透明度的提高，有效消除懸浮物組分的污染特別是無機磷的污染，使水體清澈碧透，形成水景和水下森林景觀。沉水植物種類選擇原則：凈水能力強、季節(jié)上相互銜接（如伊樂藻為冬春季生長種類）、生長易受控制、以輪葉黑藻、苦草、金魚藻、伊樂藻等為主。實景圖（呈現(xiàn)水清見魚游的水下森林景觀）實景圖（呈現(xiàn)水清見魚游的水下森林景觀）水生植物種植種類選擇及特性生態(tài)類型種類名稱圖片種植水深植株高度備注沉水植物（主要凈水為主，水深1.5-2.5米以均可種植。）輪葉黑藻60-150cm水下生活凈水，4月發(fā)芽生長，10月死亡苦草60-150cm水下生活凈水，草食性魚類喜食。4月底發(fā)芽，11月份死亡金魚藻60-100cm水下生活凈水，4月底發(fā)芽，11月份死亡伊樂藻60-150cm水下生活凈水，3-9月生活。冷水性，外來種該段區(qū)域均以生態(tài)袋作為駁岸，兩側設施5米寬耐水耐旱挺水植物凈化區(qū)，主要種植蘆葦、香蒲、黃菖蒲、美人蕉等；同時在2.0米處設置10米寬沉水植物種植平臺，主要種植輪葉黑藻、苦草、馬來眼子菜、伊樂藻等沉水植物進行水質凈化。該段270米示范區(qū)水生植物布置圖如下：該段斷面圖如下：部分區(qū)域可利用拋石護岸營建水生動物的棲息地，完善河道水生生態(tài)系統(tǒng)：類似河道效果照片：5.1.2廟右蕩至吳家洋、吳家洋至南參蕩、南參蕩至懷蒲蕩、懷蒲蕩至老人蕩、東長蕩至元鶴蕩、南莊蕩至梁山蕩、梁山蕩至賣鹽港、賣鹽港至元蕩段廟右蕩至吳家洋總長約950米、吳家洋至南參蕩總長約700米、南參蕩至懷蒲蕩總長約800米、懷蒲蕩至老人蕩總長約450米、東長蕩至元鶴蕩總長約400米、南莊蕩至梁山蕩總長約400米、梁山蕩至賣鹽港總長約500米、賣鹽港至元蕩總長約600米，幾段河道共計長度4800米。現(xiàn)場照片如下：幾段河道兩側均為村落，駁岸均為硬質垂直駁岸，易采用浮床加沉水植物凈化系統(tǒng)進行水質凈化。駁岸設計10米寬1.8米平臺，平臺分別設置5米寬浮床凈化區(qū)及5米寬沉水植物凈化區(qū)。河道斷面圖示意圖如下：部分區(qū)域可利用拋石護岸營建水生動物的棲息地，完善河道水生生態(tài)系統(tǒng)：梁山蕩至賣鹽港500米段示范區(qū)平面布置示意圖如下：類似河道效果照片：5.1.3老人蕩至東長蕩、楊蘇蕩至三白蕩段老人蕩至東長蕩總長約450米、楊蘇蕩至三白蕩總長約1200米，兩段河道共計長度1650米，河道現(xiàn)場照片如下：兩段河道現(xiàn)場與運河至廟右蕩段中最后2.3公里段相似，易采用相同的凈化措施，即水生生態(tài)修復法。該段河道斷面如下圖：老人蕩至東長蕩450米示范區(qū)平面布置示意圖如下：類似河道效果照片：5.2入湖口水質凈化系統(tǒng)（前置庫系統(tǒng)）5.2.1前置庫凈化原理所謂前置庫，是指利用水庫存在的從上游到下游的水質濃度變化梯度特點，根據水庫形態(tài)將水庫分為一個或者若干個子庫與主庫相連，通過延長水力停留時間，促進水中泥沙及營養(yǎng)鹽的沉降，同時利用子庫中大型水生植物、藻類等進一步吸收、吸附、攔截營養(yǎng)鹽，從而降低進入下一級子庫或者主庫水中的營養(yǎng)鹽含量，抑制主庫中藻類過渡繁殖，減緩富營養(yǎng)化進程，改善水質。根據相關研究及實踐，前置庫對控制面源污染，減少湖泊外源有機污染負荷，特別是去除入湖地表徑流中的N、P安全有效，對于含泥沙量大的河流攔截泥沙也起到至關重要的作用，前置庫是河口水質凈化的重要措施。前置庫凈化面源污染的原理，可以分為：沉淀理論、自然降解、微生物降解、水生植物吸收等。前置庫凈化機理（1）沉淀理論水體中的懸浮顆粒，都因重力和浮力兩種力的作用而發(fā)生運動，重力大于浮力時，顆粒下沉。在創(chuàng)造一定沉淀空間和水力條件下，水體中固體顆粒污染物可較好的沉淀于某一主要區(qū)域。因此，合理的水力停留時間和池深是前置庫設計的關鍵參數。根據相關研究前置庫夏天滯水時間一般為2d，春秋天為4～8d，冬天為20d。前置庫中的沉降過程受沉積物和絮凝物質的影響，還與生物的組成有關，前置庫中若沉降速率較大的藻類（如硅藻）占優(yōu)勢，同時避免各種濾食性浮游動物如水蚤的大量繁殖，防止造成浮游植物生物量的急驟下降和營養(yǎng)物質的大量再礦化，可有效地加大正磷酸鹽的沉降和去除。因此可以通過調控浮游植物的生物量來加速溶解性磷的沉淀。（2）自然降解理論水中的部分污染物，在特定光照和水溫等作用下，少部分可自行降解。一部分可通過氣態(tài)的形式，散失到大氣中，如氮氧化物形成氮氣外溢。（3）水生生物的吸收作用水生植物植物在生長繁殖中，能吸收大量的N、P等污染物并加以轉化和利用。同時，其龐大的根系可吸附顆粒固體污染物后，成為微生物活動頻繁的場所，對顆粒污染物可進行降解和利用，最終達到凈化水質的作用。(4)微生物通過微生物的生命活動和新陳代謝對水體中的污染物進行分解、吸收、利用。一部分污染物分解出氣態(tài)物質可散發(fā)到空氣中，氧化的最終產物CO2。根據相關研究，前置庫去除污染物的能力與光照密切相關，因此水深就成了前置庫設計的一個重要參數。適宜的水深能夠使懸浮物得以充分沉淀，浮游植物和光合作用均較強烈，污染物的去除達到最大限度。但是深度太大將導致底部的光照減弱，影響微生物的作用。同時，前置庫水深超過3m，水中溶氧減少，出現(xiàn)缺氧甚至厭氧環(huán)境，最終導致底泥中的固態(tài)磷溶解重新釋放到水中。5.2.2前置庫凈化的主要控制因子根據相關研究，一般認為光照條件、水力停留時間及生物是影響前置庫作用的三大主要影響。(1)光照強度影響光照強度直接影響水中微生物特別是浮游微生物的生物量，浮游生物又為磷的沉淀提供了載體，同時浮游動植物吸收、吸附水中的氮磷和有機物。光照強度將明顯影響到植物光合作用的進行，如果光照強度太低，光合作用將趨于停滯，水中生物量將大量減少，最終導致氮磷的去除率降低。同時，光合作用的減少也必然影響到水中的溶解氧水平，進而左右水中的氧化還原電位。這些物理化學特征的改變，對于水中污染物的去除起著重大作用。各地區(qū)地理位置的差異，導致光照強度亦有差異，但是某個地區(qū)的光照強度不能人為控制，但可以通過控制水體的深度來達到設計適宜光照強度的目的。根據研究，前置庫設計水深一般不超過透光層（不同地區(qū)有一定差異，但一般均小于3m）的深度。例如，在位于盧森堡北部的設立了兩個前置庫，水深分別為2.5m和7.1m。夏季的運行結果表明，光照強度的不足，導致氧化還原電位的降低，進而發(fā)生水化學變化，形成難容的FeS，結果使得磷重新釋放到水體。日本在霞浦、川尻川、園部川等河川入湖口的前置庫，水深均在2m左右也取得了明顯的效果。對霞浦前置庫在暴雨季節(jié)凈化水體兩年的監(jiān)測結果顯示，暴雨期前置庫對SS、TN、TP的去除率分別達到60%、28%～40%、34%～56%。（2）水力停留時間前置庫的水力停留時間對于去除懸浮顆粒物SS和TP具有重要的影響。顆粒性的磷沉淀到水底需要一定的時間，特別是被浮游生物吸收吸附的有機磷要沉淀下來必須考慮充分的水力停留時間。日本的霞浦湖前置庫設計水力停留時間僅為1.5h，就取得了較好的去除氮磷、有機物的效果。較多的研究表明，前置庫的水力停留時間與季節(jié)密切相關，一般來說夏天滯水時間為2d，春秋天為4～8d，冬天為20d左右。但是，水體中存在復雜的水化學平衡和變化，前置庫的運行往往需要綜合考慮脫氮除磷、去除顆粒物等多目標問題。在反硝化脫氮的過程中，由于水化學作用工程，將降低磷的去除效果。如何合理的確定合理的水力停留時間是前置庫水質凈化的重要問題。（3）生物的影響根據相關研究，前置庫中浮游植物是影響磷凈化效果的重要的因子，磷的去除主要依靠浮游植物。國內許多研究者采用透水壩技術、生物強化技術、濕地技術和生態(tài)工程技術等與經典的前置庫技術進行耦合，以充分發(fā)揮微生物凈化水體的功能。研究還發(fā)現(xiàn)，河流的污染程度與微生物的生物量呈反相關現(xiàn)象，當前置庫內微生物量豐富且多樣性良好時，氮磷等污染物的濃度就較低；相反，當為生物量減少時，污染程度就加重。可見，微生物對于凈化水體的具有重要的價值。5.2.3前置庫功能分區(qū)根據八蕩河水質情況情況，以及前置庫對于水質凈化的基本原理，擬初步把前置庫初步分為4個部分，即入湖口沉降系統(tǒng)、淺水生態(tài)凈化系統(tǒng)、深水生態(tài)凈化系統(tǒng)、消浪系統(tǒng)。由于八蕩河經流的各個湖蕩面積較小，難以滿足入湖口前置庫的面積要求，因此僅在元蕩入湖口處設置前置庫凈化措施。根據前置庫面積及蓄水量分析，入湖口前置庫功能定位為正常流量情況下的水質處理，在豐水期，元蕩處于高水位高流量時，在保證前置庫區(qū)域內水生植物群落存活的前提下，前置庫可處于漫流狀態(tài)。故設置前置庫在平均流量的情況下（元蕩入湖口處平均流量7.13m3/s），停留時間為1天。入湖口沉降系統(tǒng)：初步設定受八蕩河影響最大含沙量在0.01kg/m3以上河口區(qū)域為入湖河口沉降系統(tǒng)，區(qū)域面積約為1.8萬m2。此區(qū)域受八蕩河泥沙輸入影響較大，初步考慮適當加大水深，提高區(qū)域的蓄水量，增加來水的停留時間，對于八蕩河來水中的顆粒物、泥沙等進行攔截、沉淀，降低來水中淺水生態(tài)凈化系統(tǒng)：位于入湖河口沉降系統(tǒng)的外圍，主要初步確定受八蕩河影響最大含沙量在0.01kg/m3～0.003kg/m3之間的湖區(qū)，面積約為2.8萬m2深水生態(tài)凈化系統(tǒng)：位于淺水生態(tài)凈化系統(tǒng)的外圍，面積約為26.2km2。通過恢復沉水植物、浮水植物等具有較強凈化作用能夠的水生植物，進一步去除N、P。消浪系統(tǒng)：消浪系統(tǒng)是淺水生態(tài)凈化系統(tǒng)及深水生態(tài)凈化系統(tǒng)的保護系統(tǒng)，通過消浪措施，減少湖區(qū)風浪對于前置庫內部的沖擊，保持前置庫內部的穩(wěn)定。消浪系統(tǒng)主要分布于深水生態(tài)凈化系統(tǒng)的外側區(qū)域，長度約為1km。元蕩入湖口前置庫平面布置示意圖5.2.4入湖口沉降系統(tǒng)入湖口沉降系統(tǒng)主要通過泥沙及污染物顆粒的自然伴隨沉淀至底，結合系統(tǒng)內的水生植物有效吸收去除底部沉淀物中的營養(yǎng)物質，從而達到初步凈化水體水質的效果。根據相關研究表明，其中<0.02mm的微團聚體和<0.002mm的粘粒是養(yǎng)分流失的主要載體，泥粒伴隨沉淀和植物的緩沖帶可使水體中的顆粒結合態(tài)營養(yǎng)物質截留下來，沉降系統(tǒng)能去除絕大部分泥沙，氮、磷素去除率一般可達25%~30%。根據大河河口濕地發(fā)育的形態(tài)及快速沉降的功能要求，初步把入湖河口沉降系統(tǒng)模擬天然發(fā)育的河口形態(tài)進行布設，主要分為4個部分對于來水泥沙進行沉降，河口沉降區(qū)、導流島群、引水沉降區(qū)及深水沉降區(qū)。河口沉降區(qū)布置示意圖（1）導流島群模擬天然河口自然形成的河口濕地，通過一些工程措施加速其發(fā)育，對于來水進行引導，同時降低來水流速。導流島群通過布設一個主島及若干個小島，對于來水泥沙進行攔截，減少來水泥沙對于湖區(qū)的影響。主島對于來水進行主要的攔截及引導，降低來水的流速，控制來水的主要淤積范圍；小島對于來水進行主要進行導流作用，約束水流的流向，控制淤積范圍。導流島群在迎水面可通過拋石等工程措施，穩(wěn)定坡腳，減少沖刷，其他區(qū)域可利用湖區(qū)的底泥進行吹填堆積。導流島群高程一般控制在2.80～3.5m左右，主要適宜濕生植物、挺水植物生長。植物主要根據新生濕地植物演替的規(guī)律進行配置，加速其演替過程，穩(wěn)定及維持島群的形態(tài)，保證其攔截導流功能的正常發(fā)揮。植物配置主要考慮挺水植物、濕生植物等。在常水位以下區(qū)域可種植蘆葦，進行保灘護灘；常水位以上高程較高的區(qū)域可種植狗牙根等具有一定耐淹能力的草本，也可適當種植一些濕生的灌木及喬木。(2)河口沉降區(qū)河口沉降區(qū)是沉降系統(tǒng)中主要的沉降區(qū)域，八蕩河來水由于進入湖區(qū)后，水面變寬，水動力減弱，比降減小，流速減慢、水體攜沙能力減弱，同時在導流島群的攔截及引導下，泥沙大部沉降在此區(qū)域。根據相關研究，一般較大的水深條件有利于泥沙的沉降，因此對于河口沉降區(qū)進行適度挖深，為泥沙沉降提供有利條件。根據元蕩的地形條件，河口沉降區(qū)可挖深至0.8m高程左右，在常水位是保持2.0m左右的水深條件。河口沉降區(qū)所挖土方可用來堆積導流島群。由于此區(qū)域泥沙沉降較多，且后續(xù)管理需進行一定的清淤，不利于水生植物的生長，因此此區(qū)域水生植物生長及演替不進行人工干預。（3）引水沉降區(qū)引水沉降區(qū)是由于導流島群對于來水的引導而形成的，來水泥沙經水流分選作用后，部分泥沙沉降在引水沉降區(qū)內，形成泥沙沉降的又一主要區(qū)域，此區(qū)域也需要定期清淤以保持通道的過流能力。（4）深水沉降區(qū)八蕩河來水在經過河口沉降區(qū)、導流沉降區(qū)后，泥沙含量已大大降低，同時引水沉降區(qū)來水進入深水沉降區(qū)后，水面迅速變寬，水動力減弱，比降減小，流速減慢，泥沙將在此區(qū)域繼續(xù)沉降。根據原有泥沙模型計算及泥沙攔截后泥沙的沉降情況分析，此區(qū)域泥沙淤積厚度一般不超過2.5cm/年，屬于湖相沉積為主的湖床和河湖相沉積為主的湖床，不會影響植物的正常萌發(fā)。因此此區(qū)域可適當恢復沉水植物，通過水生植物的吸附、吸收等功能，加速沉降泥沙，吸收水體中的營養(yǎng)鹽。同時在此區(qū)域前段設置人工介