《福建省城市人工湖生态调蓄工程运行标准》（征求意见稿）

DB工程建设地方标准编号:DBJ/T13-XXX-XXXX住房和城乡建设部备案号：J1XXXX-20XXOperationguidelinesforecologicalregulationandstorageprojectsofurbanartificiallakes福建省城市人工湖生态调蓄工程运行标准Operationguidelinesforecologicalregulationandstorageprojectsofurbanartificiallakes工程建设地方标准编号：DBJ/T13-XXX-XXXX住房和城乡建设部备案号：J1XXXX-20XX主编单位：同济大学福州市城乡建总集团有限公司批准部门：福建省住房和城乡建设厅实施日期：2024年XX月X日2024年福州4闽建科〔2022〕86号各设区市、平潭综合实验区住房和城乡建设行政主管部门：由同济大学、福州市城乡建总集团有限公司共同编制的《城市人工湖生态调蓄工程运行标准》，经组织审查，批准为福建省工程建设地方标准，编号DBJ/T13-XXX-XXXX。在执行过程中，有何问题和意见请函告省厅科技与设计处。该标准由省厅负责管理，具体技术内容由主编单位负责解释。福建省住房和城乡建设厅20XX年XX月XX日6根据福建省住房和城乡建设厅《关于公布全省住房和城乡建86号）的要求，标准（或规范，或规程）编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本标准。本标准适用于福建省城市人工湖生态调蓄工作设计、运行与管理。本标准的主要技术内容是：1．总则；2．术语；3．基本规定；4．城市人工湖基础资料收集；5．城市人工湖状态监测；6．水动力水质模型构建；7.调度运行；8.生态调蓄工程的设置与运行；9.生态调蓄效果评价。本标准由福建省住房和城乡建设厅负责管理，由同济大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送福建省住房和城乡建设厅科技与设计处（地址：福州市北大路242号，邮编：350001）和同济大学（地址：上海市杨浦区四平路1239号，邮编：200092以供今后修订时参考。本标准主编单位：同济大学福州市城乡建总集团有限公司本标准参编单位：本标准主要起草人：本标准主要审查人：8 3基本规定 4城市人工湖基础资料收集 175城市人工湖状态监测 195.1气象监测 5.2水文监测 5.3水质监测 5.4水生态监测 6水动力水质模型构建 216.1水动力模型构建 6.2水质模型构建 7调度运行 237.1一般规定 7.2调度模式 7.3调度准则编制 7.4调度方案 7.5调度方案实施 8生态调蓄工程的设置与运行 278.1一般规定 8.2海绵设施 8.3滨岸带 8.4物理设施 8.5水生动植物 8.6底泥疏浚 9生态调蓄效果评价 329.1各生态调蓄单元效果评价 9.2综合评价 附录A二维水动力模型和水质模型 34附录B城市人工湖调度准则编制大纲 36附录C城市人工湖水生动植物常见物种 39本标准用词说明 42引用标准名录 44附：条文说明 3471GeneralProvisions 2Terms 3Basicrequirements 4Collectionofbasicdataofurbanartificiallake 5Statemonitoringofurbanartificiallake 5.1Meteorologicalmonitoring 5.2Hydrologicmonitoring 5.3Waterqualitymonitoring 5.4Waterecologicalmonitoring 6Establishmentofhydrodynamicmodelandwaterqualitymodel216.1Establishmentofhydrodynamicmodel 6.2Establishmentofwaterqualitymodel 7Regulationoperation 237.1Generalrequirements 7.2Regulationmode 7.3Regulationrulecompilation 7.4Regulationscheme.....................................................................................7.5Regulationschemeimplementation...........................................................8Settingandoperationofecologicalregulationandstorageproject 278.1Generalrequirements 8.2Spongefacilities 8.3Littoralzone 8.4Physicalfacilities 8.5Aquaticanimalsandplants 8.6Sedimentdredging 9Evaluationofecologicalregulationandstorageeffect 329.1Evaluationoftheeffectofeachecologicalregulationandstorageunit 9.2Conprehensiveevaluation AppendixATwodimensionalhydrodynamicmodelandwaterqualitymodel 34AppendixBOutlineofurbanartificiallakeregulationrulecompilation 36AppendixCCommonspeciesofaquaticanimalsandplantsinurbanartificiallakes 39ExplanationofWondinginThisSpecication 42ListofQuotedStandards 44Addition:ExplanationofProvisions 471.0.1为规范福建省城市人工湖生态调蓄工作的开展制定本标1.0.2本标准规定了城市人工湖基础资料收集、城市人工湖状态监测、水动力水质模型构建、调度运行、生态调蓄工程的设置与运行、调蓄效果评价的技术要求。1.0.3本标准适用于福建省城市人工湖生态调蓄工作设计、运行与管理。1.0.4实施城市人工湖生态调蓄，除应执行本标准外，尚应符合国家、行业和福建省工程建设地方标准的有关规定。2.0.1城市人工湖urbanartificiallake通过人工手段在城市或城市化区域内创造或改造的湖泊水体景观。2.0.2生态调蓄工程ecologicalregulationandstorageproject以城市人工湖水文、水质、水生态和景观等方面的管理、调节与质量提升为目的，包含信息获取、状态监测、模拟计算、方案确定、施工运维的综合工程。2.0.3水动力模型hydrodynamicmodel模拟人工湖水体流动情况的数学模型，包括水流速度、水流方向、水深等参数。2.0.4水质模型waterqualitymodel模拟人工湖水体中水质组分所发生的变化的数学模型，包括物理、化学、生物化学、水生态等参数。2.0.5调度模式regulationmode在不同水文、水质、气象和运行目标条件下，对人工湖进行优化管理和调控，以实现防洪和水质改善等多重目标的最佳运行方式。2.0.6调度准则regulationrule依照一系列标准、规范和原则，结合水动力水质模型的模拟结果，确定不同条件下人工湖各种设施的调度方式，有效实现相应的调度目标。2.0.7水力停留时间hydraulicretentiontime水流从进入到离开人工湖所停留的时间。2.0.8海绵设施spongefacilities通过增强道路、绿地和水系等生态系统对入湖雨水及地表径流的渗透、调蓄、转输、污染物拦截作用，强化人工湖外围水自然积存、自然渗透、自然净化的工程设施。2.0.9滨岸带lakesidebelt城市人工湖水域与周围陆地接触的边缘区域，包括水陆交错带及其辐射影响区，对于入湖污染物具有截留降解及其它水陆交互作用，是人工湖生态系统的重要组成部分。2.0.10水生动植物群落构建constructionofhydrophyteandaquaticanimalcommunities通过合理配置湖区水生植物和水生动物的种类、结构和分布，使湖区水生动植物更好应对人工湖调蓄过程水深、流速和水质的变化，以保障水生态系统和结构的良好状态。2.0.11底泥疏浚sedimentdredging利用工程措施对水体中的污染底泥进行疏挖，以减少底泥中污染物向水体释放，构建平稳的水生态系统的技术。3.0.1人工湖生态调蓄工程运行的基本流程应包括基础资料收集、状态监测、水动力水质模型构建、调度运行、生态调蓄工程设置与运行、生态调蓄效果评价等环节。3.0.2应通过“海绵设施-滨岸带-物理设施-水生动植物-底泥疏浚”五层次的人工湖系统设计，对外源污染进行拦截控制、对水量水质进行综合调控、对湖区内部生态系统稳定性进行优化，以保证城市人工湖防洪安全与水质稳定，促进湖区生态平衡。3.0.3应在充分调研和资料收集的基础上，针对不同城市人工湖的环境特征，因地制宜地制定一湖一策的调蓄方案，确保调蓄的科学性。3.0.4城市人工湖运行管理单位应利用数字化手段，建立水动力水质模型指导生态调蓄工程实施与人工湖的日常运行管理。3.0.5通过融合人工手段与生态要素，保护人工湖水质，促进生态系统平衡稳定。3.0.6城市人工湖运行过程中应遵守有关环境保护法律、法规，采取有效措施控制工程过程中各类污染物造成的污染和危害。3.0.7以科学性、合理性为前提，追求资源有效利用和成本优化，确保工程经济效益和可行性。3.0.8承担城市人工湖生态调蓄工程作业的单位应具备相应的资质，并应建立相应的质量、安全、环境管理体系。4.1.1为构建城市人工湖生态调蓄方案，应收集流域（区域）内的基本资料，包括但不限于下列内容：地形地貌、水系特征、排水分区、湖区地形等资料；2气象水文资料：收集调蓄范围内历史气温、降水、蒸发、风场、径流、湖区历年逐月（旬、日）水位、水面面积、流速等资料；3水质资料：收集人工湖进出水口附近水体及湖区代表性点位的CODMn、氨氮、总氮、总磷、叶绿素a、悬浮物和透明度等水质监测资料；4水工建筑物资料：收集人工湖水闸、泵站、曝气设施和水动力循环设施等水工建筑物的位置、基本设计参数、运行规则等信息；5水生生物资料：收集人工湖水生植物、以鱼类为主的水生动物的数量、种类和分布特征，以及珍稀、濒危、特有或指示性物种等资料。4.1.2资料缺乏或不能满足城市人工湖调度模型构建、生态调蓄工程实施要求时，应根据需要开展必要的补充调查。补充调查可通过实地勘察、典型调查与补充监测等方式进行，调查工程应符合相关规范和标准的要求。5.1气象监测5.1.1为掌握湖区气象条件及变化情况，应进行气象监测。有条件的地区可设置自动气象站。5.1.2气象监测指标包括降水量、蒸发量和风速风向。监测点位布设、监测频率及监测方法应分别符合现行国家标准《地面气象观察规范降水量》GB/T35228、《地面气象观测规范蒸发》GB/T35230、《地面气象观测规范风向和风速》GB/T35227的规定。5.2水文监测5.2.1为掌握城市人工湖的水位水量变化，并为调度方案的制定提供支撑，城市人工湖及出入湖河道应进行水文监测。5.2.2水文监测指标包括水位、流速、流量。监测点位布设、监测频率、监测方法应符合现行国家标准《水位观测标准》GB/T50138、《河流流量测验规范》GB/T50179规定。5.3水质监测5.3.1为掌握城市人工湖及附近出入湖河流水质变化，城市人工湖及出入湖河道应进行水质监测。5.3.2水质监测指标包括叶绿素a、CODMn、氨氮、总氮、总磷、悬浮物、透明度。出入湖河道监测断面上设置的采样垂线数与各垂线上的采样点的设置、监测频率和监测方法应符合现行行业标准《地表水质量监测技术规范》HJ92.1的规定；有条件的地区可设置水质自动监测站点，监测站址的选择应符合现行行业标准《地表水自动监测技术规范》HJ915的规定。5.4水生态监测5.4.1为掌握城市人工湖生态系统状态及生物多样性情况，城市人工湖及出入湖河道应进行水生态监测。5.4.2水生态监测应充分考虑湖泊的形态特征及状况，针对性地开展科学、合理的监测作业。水生态监测指标包括浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生植物和鱼类。监测点位布设、监测频率、监测方法应符合现行行业标准《水质浮游植物的测定》HJ1216、《水生态监测技术指南湖泊和水库水生生物监测与评价》HJ1296、《生物多样性观测技术导则淡水底栖大型无脊椎动物》HJ710.8、《生物多样性观测技术导则水生维管植物》HJ710.12及《生物多样性观测技术导则内陆水域鱼类》HJ710.7的规定。6.1水动力模型构建6.1.1水动力模型可基于平面二维不可压雷诺平均Navier-Stokes方程。水动力模型的求解方法常有有限元法、投影法、时空迭代法等。6.1.2根据人工湖平面图和地形高程资料，划分和生成模型计算网格，添加水工建筑物信息，设置边界条件、初始条件及预估的模型参数值，完成人工湖水动力模型构建。6.1.3水动力模型构建完成后需对模型进行率定与验证。模型率定与模型验证应满足如下要求：1水动力模型参数包括糙率等水文水动力参数。2通过模型计算结果与实测数据进行比较分析，在合理取值范围内不断调整模型参数值，使模型模拟结果尽可能与实测数据相吻合。3模型验证应采用与模型率定不同组实测资料数据进行。4应对模型率定与验证的过程和结果进行分析说明，阐明模型适用性、模型参数取值合理性与模型精度。6.1.4应用所构建的模型展开人工湖流场特征分析。6.2水质模型构建6.2.1水质模型基于质量平衡方程，可包含对流、扩散、生化反应和沉降等多个部分。水质模型的求解方法常有有限差分法、有限体积法等。6.2.2基于人工湖水动力模型，设置边界条件、初始条件及预估的模型参数值，完成人工湖水质模型构建。6.2.3水质模型构建完成后需对模型进行率定与验证。模型率定与验证应满足如下要求：1水质模型参数包括污染物综合衰减系数、扩散系数等水质参数。2通过模型计算结果与实测数据进行比较分析，在合理取值范围内不断调整模型参数值，使模型模拟结果尽可能与实测数据相吻合。3模型验证应采用与模型率定不同组实测资料数据进行。4应对模型率定与验证的过程和结果进行分析说明，阐明模型适用性、模型参数取值合理性与模型精度。6.2.4应用所构建的模型展开人工湖水质特征分析。7.1一般规定7.1.1人工湖日常调度运行的主要流程如下：1选择调度模式：根据上级主管部门指令，或根据监测及预报的气象、水文、水质等信息，确定当前应采用防洪调度模式或水质改善调度模式。2选择调度准则：根据当前的调度模式，选择相应的调度准则。3确定调度方案：在不同调度模式下，基于相应的调度准则，确定具体的调度方案。4实施调度：依据所确定的调度方案，控制水工建筑物启闭状态，实施人工湖水量水质调度。7.1.2有条件时，可应用水动力水质模型，根据不同调度模式及监测与预报的气象、水文、水质等信息，确定具体的调度方案。若水动力水质机理模型计算时间较长，可利用机理模型训练机器学习模型，实现对机理模型的替代，节约调度方案的计算时间。7.2调度模式7.2.1根据城市人工湖功能要求、监测，确定调度模式。本标准规定的调度模式包括防洪模式与水质改善模式。7.2.2调度模式的选择应符合以下规定：1为保证城市人工湖运行安全，应优先考虑防洪模式。2当预报将发生强降雨、上级防汛部门发布洪水预警信息时，进入防洪模式。3若无防洪需要，则进入水质改善模式。7.2.3调度模式选定后，应针对不同调度模式，明确其水文和水质改善调度目标。7.3调度准则编制7.3.1由上级主管部门根据区域防洪的总体要求编制城市人工湖防洪调度准则，指导防洪调度方案的实施，并按上级主管部门发布的指令进行防洪调度操作。否则，城市人工湖运行管理单位应编制防洪调度准则，并提交至上级主管部门审核批准。7.3.2防洪调度准则的编制应遵循如下流程：1收集城市人工湖总体信息及闸泵等水利工程设施信息。2明确城市人工湖防洪调度的组织与职责。3确定防洪调度的总体目标与原则。4城市人工湖的防洪调度方式可分为预泄、调蓄和恢复等3个阶段。5考虑区域防洪需求，应用人工湖水动力模型，计算确定不同阶段下的控制水位和排蓄时机。6基于上述信息，编制防洪调度准则。防洪调度准则编制大纲见附录B.0.1。Ⅱ水质改善调度准则编制7.3.3城市人工湖运行管理单位应编制水质改善调度准则，指导水质改善调度方案的实施，并提交至上级主管部门审核批准。7.3.4水质改善调度准则的编制应遵循如下流程：1收集城市人工湖总体信息及闸泵等水利工程设施信息。2明确城市人工湖水质改善调度的组织与职责。3确定水质改善调度的总体目标与原则。4水质改善措施包括引入外部优质好水、控制湖体水力停留时间、控制湖体水位及促进湖体水力循环等，以达到改善湖体水质与促进水生态保育的目的。5应用水动力水质模型，计算确定不同水质控制目标及不同来水条件下的水工建筑物启闭时机。6基于上述信息，编制水质改善调度准则。水质改善调度准则编制大纲见附录B.0.2。7.4调度方案7.4.1依据防洪调度准则和区域防洪要求，以水位为控制目标，确定水闸开启程度。如果有引排水水泵，应确定是否同时开启水泵进行引排水。Ⅱ水质改善调度方案7.4.2明确湖区当前水质风险，依据水质改善调度准则，以水质达标和藻华风险控制为目标，确定水闸的开启程度。如果有引排水水泵，应确定是否同时开启水泵进行引排水。7.5调度方案实施7.5.1依据所确定的调度方案，控制水工建筑物启闭状态，实施人工湖水量水质调度。7.5.2在实施过程中密切关注水位、流量、水质以及水工建筑物运行状态，若有异常应及时向上级主管部门报告。8.1一般规定8.1.1生态调蓄工程主要包含海绵设施、滨岸带、水工建筑物及相关设施、水生动植物等要素。8.1.2生态调蓄运行还应辅以底泥疏浚措施等措施。8.2海绵设施8.2.1应在人工湖滨岸带周围因地制宜设置海绵设施，以实现人工湖外围水的自然积存、自然渗透、自然净化，一定程度拦截外源污染进入湖区、控制污染物入湖量，提升湖区系统整体韧性。8.2.2人工湖滨岸带周围设置的海绵设施包括渗透设施、调蓄设施、转输设施、截污净化设施。设计施工部门应按需要进行选择和设置：1渗透设施包括透水道路（透水路基、透水砖路面、透水水泥混凝土路面、透水沥青路面）、下沉式绿地、渗透塘、渗井等；2调蓄设施包括蓄水池、调节池、湿塘、雨水湿地、调节塘等；3转输设施包括植草沟、渗管、渗渠等；4截污净化设施包括初期雨水弃流设施、植被缓冲带、人工土壤渗滤设施等。8.2.3防洪需求较高的地区，应着重进行渗透设施、调蓄设施、转输设施的设计、建设，并保障其在防洪模式下的功能。8.2.4水质改善需求较高的地区，应在满足防洪需求的基础上，着重进行截污净化设施的设计、建设，并保障其在水质改善模式下的功能。8.2.5湖区海绵设施建设施工与质量验收应执行国家、行业现行相关标准，或由建设、设计、施工、监理等有关方面协商解决。8.2.6应建立健全海绵设施运行日常巡视制度、汛期重点检查制度、常规定期维护制度和应急处置操作规程，配备专职管理人员。8.2.7海绵设施维护的内容应包括：垃圾、杂物、积泥的清理，各类设施的修复、疏通和更换，边坡或护坡修补与土壤的补填、翻耕或更换，植物的养护、修剪、清理和补种等。8.2.8应在汛期前、汛期后对区域内各海绵设施巡视检查一次，汛期内每月至少一次。强降雨后应对海绵设施进行巡视。8.3滨岸带8.3.1应结合流域管理和相关规划，明确湖泊滨岸带岸线生态空间管控范围、内容和要求，并应符合GB50513的相关规定。滨岸带设计和构建应考虑结构形式、岸坡、底质、植物等方面，在保证安全稳定的基础上增强污染物拦截及降解能力。8.3.2应根据河道岸坡坡度、水流特点和岸坡土质等因素选择适宜的滨岸带结构形式。8.3.3构建时应保证岸坡的稳定性，防止水土流失。8.3.4构建时滨岸带时应增强滨岸带底质拦截污染物能力，宜采用如下方法：1可采用砂砾碎石层或无纺土工织物作为岸坡防护结构与坡面之间的反滤层；2宜结合实际底质情况，向基底中添加污染物防控阻隔材料，对入湖外源氮磷污染、重金属污染进行控制；3宜向基底中添加土壤改良剂、微生物菌剂，通过化学、生物改良技术有效改良滨岸带土壤性质与微生物群落指标，促进植物生长与光合作用，提升污染物截留降解能力。8.3.5滨岸带植物设计应包括植物物种选择、植物配置、水生植物系统构建等，其结构宜为岸边草地与乔木、灌木相结合的形式。具体规定见8.5节。8.3.6应配备专职管理人员，做好滨岸带的日常巡视、汛期重点检查与定期维护。8.3.7滨岸带维护的内容应包括：垃圾、杂物、积泥的清理，各类设施发生损坏时的更换，岸坡修补加固，岸坡土壤的补填、翻耕或更换，植物的养护修剪、清理和补种等。8.3.8应在汛期前、汛期后对区域内滨岸带巡视检查一次，汛期内每月至少一次。强降雨后应对滨岸带进行巡视。8.4物理设施8.4.1水闸、泵站的位置应具备有利的引排水条件，并考虑营造湖区较好的流态。必要时可应用水动力水质模型进行方案比选。8.4.2若人工湖湖体存在滞水区，应设置水动力循环设施。水动力循环设施的取排水位置及规模设置应能有效消除湖体滞水区。必要时可应用水动力水质模型进行方案比选。若人工湖部分水域水力停留时间较长，应启动湖区水动力循环设施。8.4.3若人工湖存在滞水区，可考虑设置曝气设施，同时可考虑从周边水域取水，以促进人工湖水体流动。必要时可应用水动力水质模型进行方案比选。若该区域出现溶解氧含量较低的情况，应启动曝气设施。8.5水生动植物8.5.1水生植物群落的构建应根据人工湖调蓄过程中各区域水深、流速和水质状态进行植物种类的选择配置和种植。福州地区常见水生植物参加附录C.0.1。8.5.2水生动物群落的构建应基于经典操纵理论和非经典操纵理论，根据人工湖水质调蓄运行过程中湖泊水质状态和藻类组成进行底栖动物和鱼类种类的选择、配置和投放。投放时序应遵循先底栖后鱼类，投放比例参考相似湖泊决定。主要鱼类和底栖生物种类参见附录C.0.2。8.5.3应在人工湖调蓄运行结束后对死亡的水生植物进行打捞和清理并及时补种。8.5.4针对调蓄后水生动物调查结果，采取补充性的人工增殖放养或捕捞以促进湖泊生物多样性的恢复和保育。8.6底泥疏浚8.6.1疏浚位置的确定应当根据对湖泊污染源和污染物的分布特征调查决定，选择营养物含量较高的位置作为核心疏浚区域，并重点考虑易受人类活动影响的入湖河口、湖岸区及相对封闭的湖湾。8.6.2疏浚范围的确定应当采用网格层次法进行确定，对规划治理区和推荐疏浚区的底泥进行疏浚。8.6.3疏浚深度的确定应当选择视觉分层法、拐点法或其他常见方法进行确定，确保重污染区域的清除。8.6.4底泥疏浚方式选择应当遵循尽可能确保对污染底泥在范围和深度上进行有效清除并减少残余的原则，结合实际选择合适的方法与工具。疏浚方式推荐使用抓斗式、铲斗式、气力泵或绞吸式。8.6.5底泥疏浚的执行过程应当做好防扩散、防泄漏，避免二次污染的发生。9.1各生态调蓄单元效果评价9.2.1经海绵设施生态调蓄后，城市人工湖外源污染物多数截留在海绵设施中，进入湖区的外源污染得到有效削减。9.2.2经滨岸带生态调蓄后，进入湖区的外源污染物一部分截留在滨岸带土壤、植物中，进入湖水和底泥的外源污染得到进一步削减。滨岸带群落健康状况和生态功能提升。9.1.3经物理设施生态调蓄后，城市人工湖应满足以下条件：1水闸泵站运行后，在防洪模式下湖区内水位应实现控制水位目标，水质改善模式下，湖区水质应实现达标。2水动力循环设施运行后，湖区应基本消除滞水区，缩短水力停留时间。3曝气设施运行后，湖区溶解氧含量提升。9.1.4经水生动植物生态调蓄后，城市人工湖水体透明度有效提高，营养盐平衡适宜、自净能力增强，生物多样性增加且种群数量保持在相对稳定的状态。9.1.5经底泥疏浚生态调蓄后，湖泊底泥中存在的污染物应得到有效清除，污染物浓度有效下降，并有效规避二次污染。9.2综合评价9.2.1区域防洪需求得到保障，人民群众生命财产安全得到保护，并最大限度减轻了洪涝灾害带来的损失。9.2.2在首先满足9.2.1的基础上，区域水生态环境得到保障。体现在以下几点：1各人工湖的3d滑动平均水位应不低于按SL/T712计算的生态水位；2各人工湖断面水质I~IV类水比例应不低于90%；3各人工湖富营养化状态指数（TSI）应不高于50；4按现行行业标准《水生态监测技术指南河流水生生物监测与评价（试行）》HJ1295使用参照点位IBI值的25%分位数法计算得到的生物完整性指数（IBI）值应不低于75。A.0.1二维水动力模型水动力模型可基于二维不可压雷诺平均Navier-Stokes方程，并满足流体静压假定和Boussinesq假定。二维水动力模型主要控制方程如下：水流连续方程：（A.0.1-1）水流动量方程：++=fℎ−gℎ−−+−−++ℎTxy+ℎTyy)+ℎuss（A.0.1-3）式中，t为时间；x和y为右手Cartesian坐标系；η为水位；h为总水深；u和v为垂向平均流速在x和y方向上的分量；pa为当地大气压；P为水密度，P0为参考水密度；f=2Ωsinφ为Coriolis力参数（其中Ω=0.729×10-4s-1为地球自转角速率，φ为地理纬度fv和fu为地球自转引起的加速度；Sxx、Sxy、Syx、Syy为辐射应力分量；Txx、Txy、Tyx、Tyy为水平粘滞应力项；S为源汇项uS，vS）为源汇项水流流速。A.0.2二维水质模型水质平衡方程可以分为扩散方程、对流方程和反应方程等多个部分。水动力模型的求解方法常有有限差分法、有限体积法等。利用水动力模型计算得到的水动力条件，模拟水质变化的控制方程如下：（A.0.2-1）式中，t为时间；h为总水深；C为污染物垂向平均浓度；Dx、Dy分别为x、y方向上的扩散系数，u、v分别为沿x、y方向的流速分量；S为源汇项；FC表示生化反应项。B.0.1应按照以下要求编制防洪调度准则：1前言：说明编制背景、编制单位和主要起草人；2城市人工湖基本情况：说明城市人工湖基本工程信息，包括工程平面布置图、工程特征表（库容、设计水位等3调度设施基本情况：说明城市人工湖水闸、水泵等防洪调度设施的基本信息和设计参数；4区域水文气象特征：说明城市人工湖所在区域的水文气象特征；5组织与职责：说明上级防汛部门与城市人工湖运管单位及其主要职责；6调度目标：说明城市人工湖的防洪调度目标和任务；7防洪调度原则：说明城市人工湖防洪调度的一般性原则，包括但不限于：1）确保重要地区和重点防洪工程安全，确保主要交通干线安全，确保人民群众生命安全，最大限度减轻洪涝灾害损失；2）城市人工湖调度运用必须服从有管辖权的人民政府防汛指挥部的统一调度指挥；3）防洪优先，兼顾水生态环境保护；4）防洪调度应考虑可能发生的意外或失误，留有一定余地。8调度方式：上级防汛部门未发布洪水预警信息期间，城市人工湖按水质改善调度模式要求调度。一旦上级防汛部门发布洪水预警信息，应进行以下防洪调度操作：1）根据不同洪水预警级别，确定所需控制的湖区水位。防洪控制水位由区域防洪调度需要确定；2）根据区域防洪需要，确定所需开启的水闸进行引排3）根据当前湖内外水位，以及达到目标水位所需的引排水时间，确定水闸开启度；如果有引排水水泵，应确定是否同时开启水泵进行引排水。4）引水期间应密切关注引水水质，当水质较差可能导致城市人工湖水质污染时，应及时报告，并按上级部门指令减少引水流量直至停止引水。9附则：说明城市人工湖防洪调度准则的修订要求和生效B.0.2应按照以下要求编制水质改善调度准则：1前言：说明编制背景、编制单位和主要起草人；2城市人工湖基本情况：说明城市人工湖基本工程信息，包括工程平面布置图、工程特征表（库容、设计水位等3调度设施基本情况：说明城市人工湖水闸、水泵、水力循环设施等水质改善调度设施的基本信息和设计参数；4城市人工湖及入湖河道水质特征：说明城市人工湖及入湖河道的水质特征；5组织与职责：说明上级水质管理部门与城市人工湖运管单位及其主要职责；6调度目标：说明城市人工湖的水质改善调度目标和任务；7水质改善调度原则：说明城市人工湖水质改善调度的一般性原则，包括但不限于：1）城市人工湖在优先满足防洪调度任务之后，则进入水质改善调度模式；2）城市人工湖水质改善调度必须服从上级主管部门的统一调度指挥；3）水质改善调度应优先实现城市人工湖水质浓度目标，其次满足水力停留时间指标；4）水质改善调度应兼顾水生态保育的需要。8调度方式：说明水质改善调度的实施条件和实施目标，以及参与调度的城市人工湖各水利工程设施的启用条件及操作方式。水质改善调度的实施目标可设置为水质浓度目标和水力停留时间控制目标；9附则：说明城市人工湖水质改善调度准则的修订要求和生效日期。C.0.1城市人工湖常见水生植物种类3~5C.0.2城市人工湖常见水生动物种类置性性鲌鲴C.0.3城市人工湖常见底栖动物种类1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1)表示很严格，非这样做不可的用语：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2)表示严格，在正常情况下均应这样做的用语：3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。1《水位观测标准》GB/T501382《河流流量测验规范》GB/T501793《城市水系规划规范》GB505134《地面气象观测规范风向和风速》GB/T352275《地面气象观察规范降水量》GB/T352286《地面气象观测规范蒸发》GB/T352307《地表水质量监测技术规范》HJ92.18《地表水自动监测技术规范》HJ9159《生物多样性观测技术导则内陆水域鱼类》HJ710.710《生物多样性观测技术导则淡水底栖大型无脊椎动物》HJ710.811《生物多样性观测技术导则水生维管植物》HJ710.1212《水质浮游植物的测定》HJ121613《水生态监测技术指南河流水生生物监测与评价（试行）》HJ14《水生态监测技术指南湖泊和水库水生生物监测与评价》HJ城市人工湖生态调蓄工程运行标准《城市人工湖生态调蓄工程运行标准》DBJ/T13-XXX-2022，经福建省住房和城乡建设厅202X年XX月XX日以闽建科〔202X〕XX号文批准发布，并经住房和城乡建设部备案，备案号为J1XXXX-202X。本标准制订过程中，编制组进行了水文水质水生态的调查研究，总结了我国城市人工湖生态调蓄的实践经验，同时参考了国外先进技术法规、技术标准。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，《城市人工湖生态调蓄工程运行标准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需要注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。1总则................................................................................................................3基本规定................................................................................................................4城市人工湖基础资料收集....................................................................................5城市人工湖状态监测............................................................................................5.1气象监测......................................................................................................5.2水文监测.....................................................................................................5.3水质监测.....................................................................................................5.4水生态监测.................................................................................................6水动力水质模型构建............................................................................................6.1水动力模型构建.........................................................................................6.2水质模型构建.............................................................................................7调度运行................................................................................................................7.1一般规定.....................................................................................................7.2调度模式......................................................................................................7.3调度准则编制..............................................................................................7.4调度方案......................................................................................................8生态调蓄工程的设置与运行................................................................................8.2海绵设施.....................................................................................................8.3滨岸带.........................................................................................................8.4物理设施.....................................................................................................8.5水生动植物.................................................................................................9生态调蓄效果评价................................................................................................9.2综合评价.....................................................................................................1.0.1城市人工湖在保障城市水安全、改善城市水环境、促进城市水生态、营造城市水景观、弘扬城市水文化的方面起到重要作用，对人工湖进行调蓄已被证明是实现防洪减灾、水资源优化配置、减少水污染、维护水生态的重要手段。为贯彻党中央、国务院关于实施国家水网重大工程的决策部署，加快构建“系统完备、安全可靠，集约高效、绿色智能，循环通畅、调控有序”的国家水网，进一步提升福建省水旱灾害防御能力、水资源调配能力、城乡供水保障能力、河湖生态保护治理能力、水网智慧化水平，同济大学、福州市城乡建总集团有限公司等单位对福建省已建成运行、在建、拟建的城市人工湖进行了广泛调查研究，参考借鉴了北京、山东、河南、南京等地方规程，编制了本标准。1.0.4国家、行业现行的有关综合管廊工程施工的标准和规范包括《海绵城市建设评价标准》GB/T51345等。3.0.1人工湖生态调蓄工程的运行应遵循一系列基本流程，确保工程的系统性和有效性。应在开展工作前进行基础资料的收集，包括水文、地质、气候、生态环境等数据，开展人工湖状态监测，实时跟踪湖泊的水动力和水质状况。根据实际防洪或水质改善需要，通过构建水动力水质模型，确定调度准则并编制调度方案，指导工程的具体实施。在工程设置与运行阶段，在湖区设置相应海绵设施、滨岸带、水生动植物，依据方案调整水位、流量，进行底泥疏浚，实现调蓄目标。最后对生态调蓄效果进行评价，确保工程达到预期效果。3.0.2人工湖的设计应采用多层次系统，包括海绵设施、滨岸带、水工建筑物和水生动植物。海绵设施负责初步的污染拦截和水量调节；滨岸带作为生态缓冲区，进一步吸收和净化污染物；水工建筑物如闸门、泵站等，负责水量的精确调控；水生动植物则通过自然生态过程，参与水质净化和生态平衡的维护。四个层次共同作用，实现对外源污染的有效控制，水量水质的综合调控，以及湖区内部生态系统稳定性的优化。3.0.3在制定人工湖的调蓄方案时，应充分考虑每个湖泊独特的环境特征和功能需求。通过深入调研和资料收集，了解湖泊的自然条件、当地社会经济条件等，因地制宜地制定个性化的调蓄策略，确保调蓄方案的科学性、针对性和有效性。3.0.4城市人工湖的运行管理单位应积极采用数字化手段，提升数智化水平，建立和维护水动力水质模型，以模拟湖泊的水动力过程和水质变化，为生态调蓄工程的实施和日常运行管理提供科学依据，提高决策的准确性和响应的及时性。4.1.3基础资料收集以历史资料和现场调查为主，调查内容包括城市人工湖自然地理、工程设施、湖泊物理形态及水文水资源等基本情况，湖泊水质状况、水生态状况等：1自然地理资料：自然地理资料指的是在生态调蓄范围内收集的关于湖泊的各种重要信息，这些信息包括地质区域内的地下和地表水特性及沉积类型这类水文特征、湖泊地形地貌的形态和特征、湖泊的分布和特性、用于区分不同排水系统的区域以及湖泊周围的地理特征和形状。2水工建筑物资料：水指在特定范围内收集的有关人工湖、水闸、泵站、曝气设施以及水动力循环设施等工程设施的详细信息，主要包括建筑物的精确位置、基本设计参数比如尺寸和几何特征、材料和结构、建筑物在水文条件下的水力表现等，以及它们的运行规则和操作流程。5.1气象监测5.1.2气象监测指标包括降水量、蒸发量和风速风向。监测点位布设应选在平坦、避风、清洁、无积水的场所，且风速风向观测中测风仪器、目力观测的观测者应处于空旷处。人工观测降水量时，监测频率为每天测量20时~08时、08时~20时两个时段累计降水量，自动观测时监测频率则测量分钟、小时、日降水量。5.2水文监测5.2.2水文监测指标包括水位、流速、流量。监测点位布设中水尺断面、水尺布设和水位自动监测设备的安装调试应符合《水位观测标准》GB/T50138，而城市人工湖及出入湖河道流速、流量的测验河段、测流断面的布设应符合《河流流量测验规范》GB/T50179的规定。监测频率根据水位的变化确定，在此基础上当城市人工湖闸门开启前后时应加密测次。5.3水质监测5.3.2水质监测指标包括叶绿素a、COD、氨氮、总氮、总磷、悬浮物、透明度。水质采样频次应充分考虑水文条件、水体的季节分层和换水周期等。水质指标的监测至少每月1次，全年不少于12次。遇湖泊形态发生变化、水体污染突发事故等异常事件，应适当增加采样点数量和采样频率。5.4水生态监测5.4.2水生态监测应充分考虑湖泊的形态特征及状况，针对性地开展科学、合理的监测作业。水生态监测指标包括浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生植物和鱼类。监测点位布设监测点位应覆盖整个调查水域，并根据湖泊的形态、水文分布特征、水质状况及水生生物分布等因素将湖泊分成不同的区域。确定底泥采样点位时应考虑底泥特征，原则上应尽量与水体指标采样点保持一致。水生态监测频率依据水域环境条件、生物类群时间变化特点、调查目的及人力、费用投入等来确定，至少应每年监测1次。6.1水动力模型构建6.1.1构建水动力模型的基本目的是提供人工湖各个点位、各个时刻的水位和流速等水动力要素信息，并模拟闸泵调度、扬水曝气、水动力循环等对湖区水动力的影响，为调度方案编制提供基础。城市人工湖一般水深较浅，垂向混合较为均匀，故水动力模型可基于平面二维不可压雷诺平均Navier-Stokes方程。6.1.2模型率定即模型参数的识别过程。通过对历史数据资料的模拟分析来确定使模型系统最满意的模型参数。模型参数率定的目标是使模型模拟的结果与实测结果尽可能吻合。模型验证基本方法是保持率定过程中确定的所有模型参数值不变，仅改变模型基本输入条件，考察模型计算结果，以分析所建模型的可靠性。6.2水质模型构建6.2.1构建水质模型的基本目的是提供人工湖各个点位、各个时刻的水质信息，并模拟水工建筑物调控对湖区水质的影响，为水质改善调度方案编制提供基础。水质模型对应于水动力模型，为基于质量平衡方程的平面二维模型，可包含对流、扩散、生化反应和沉降等多个部分。7.1一般规定7.1.1若人工湖有在线水文水质监测数据，可将之作为水动力水质模型的输入数据，应用模型实时评估分析当前条件下的调度方案。7.2调度模式7.2.3城市人工湖防洪调度目标主要为湖区水位，同时可适当考虑湖区各水域的流速、流向等流场条件。水质改善调度目标包括城市人工湖水质浓度与藻华风险控制，同时可适当考虑水生植物等水生态保育目标。7.3调度准则编制7.3.1应用水动力模型来支撑防洪调度准则的编制。1城市人工湖的防洪调度方式可分为预泄、调蓄和恢复等3个阶段。预泄阶段是若天气预报将发生强降雨，应根据上级主管部门指令启动腾空库容程序。调蓄阶段是利用人工湖引排水，尽力减轻人工湖湖上下游区域的洪涝压力。恢复阶段是逐步恢复至日常景观水位。2在模型中设置预泄、调蓄和恢复等3个阶段下的湖内外控制目标水位，进行不同水闸开启度和泵站流量设置的情景模拟，计算得到各阶段不同工况下达到目标水位所需的闸泵控制方式与引排水时间。7.3.2应用水动力水质模型来支撑水质改善调度准则的编制。1在水动力模型中设置不同进水条件、风场条件和水工建筑物启闭状态，分析不同工况下的湖区水力停留时间2应用水动力水质耦合模型，设置不同湖内外水质条件、风场条件及水工建筑物启闭状态，分析不同工况下的引水方案，包括引水点、引水流量和引水时间。3综合考虑水力停留时间和水质浓度控制目标，确定不同情景下的水工建筑物调度方式。7.4调度方案7.4.1防洪调度的最终目标是减轻区域洪灾损失，通过控制人工湖水位可支撑这一目标的实现。7.4.2藻类生长机制较为复杂，影响湖泊水体藻类繁殖的主要因素包括光照、水温、营养盐浓度、水动力条件、水体分层（密度、温度）、浮游动物捕食等。水体水力停留时间过长容易滋生藻类，甚至导致藻华爆发。通过控制水体的水力停留时间，可以有效控制藻类过度繁殖。8.2海绵设施8.2.5湖区海绵设施建设涉及给水排水、城市道路、园林绿化、雨水控制与利用等方面的内容。具体工程如透水铺砖路面工程，排水构筑物、管道、设备等工程，各项设施中的土方施工、土工合成材料、消能设施、溢流井、挡水堰、石笼网箱、排水沟等通用项目的施工与质量验收应执行国家、行业现行相关标准，或由建设、设计、施工、监理等有关方面协商解决。8.2.7