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文档简介
入海河道流域生态修复技术方案编写导则2021年10月目录1总则 51.1适用范围 51.2编制依据 51.3术语和定义 61.3.1生态修复 61.3.2河道缓冲带 61.3.3生态护岸 61.3.4基底 61.3.5入海河道 61.3.6生态水位 61.3.7生态基流 62实施方案总体要求 82.1指导思想 82.2基本原则 82.3规划范围和时限 83入海河道流域生态环境调查与问题诊断 93.1河道流域概况 93.1.1自然概况 93.1.2社会经济概况 93.1.3入海河道特征 103.2入海河道流域生态环境调查 103.2.1河道水文调查 103.2.2河道水质调查 103.2.3河道基底调查 103.2.4河道生态调查 113.2.5河道护岸及缓冲带调查 113.2.6河道污染源调查 113.2.7河道水系形态调查 113.2.8生物多样性调查 123.3入海河道流域生态环境问题诊断及分析 123.3.1河道水质 123.3.2河道水量 123.3.3河道基底 123.3.4河道护岸及缓冲带 123.3.5生态多样性 134入海河道流域生态修复方案总体设计 144.1入海河道流域生态修复工程设计的主要内容 144.2入海河道流域生态修复设计总体原则 144.3入海河道流域生态修复设计路线 145入海河道流域生态修复技术 155.1水质维护与改善技术 155.1.1活水保质技术 155.1.2微生物修复技术 175.1.3人工湿地技术 205.1.4底泥疏浚技术 215.2河道形态保持 255.2.1技术原则 255.2.2河道形态保持技术重点 265.2.3断面形式设计 275.3河道岸坡修复技术 285.3.1设计原则 285.3.2生态护岸构造设计 295.3.3岸坡植被种植 345.4河道缓冲带构建技术 355.4.1缓冲带设计原则 355.4.2缓冲带构建技术 355.4.3植物种植要求 365.5河道生态多样性修复技术 365.5.1河道生态重建技术 365.5.2洄游通道保护与恢复 375.5.3水系生态连通技术 375.5.4入海河道流域水质自动在线监测技术 375.6海绵城市技术 385.6.1海绵城市建设原则 385.6.2海绵城市规划 386入海河道生态修复维护与管理 396.1总体原则 396.2主要修复工程的维护与管理 396.3维护管理监测要求 417投资估算 427.1投资估算的一般要求 427.2投资估算的主要内容组成 428生态环境效益评估 438.1生态效益 438.2社会及经济效益 439保障机制 449.1流域/区域行政管理 449.2财政保证机制 449.3考核机制 449.4群众参与 449.5运行责任机制 459.6技术支持与评价 451总则1.1适用范围本导则适用于中小型入海河湖水库河道河道的生态建设与修复实施方案的编制。中小型河道原则上是指流域面积在200~3000km2的河流,同时可兼顾一些流域面积小于200km2的小型河流。适用的红线范围为河道及其周边缓冲区域。1.2编制依据本导则内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本导则。《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)《河道整治设计规范》(GB50707-2011)《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91-2002)《水文调查规范》(SL196-97)《水和废水监测分析方法》(第四版)《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166)《水生态健康评价技术规范》(DB11/T1722-2020)1.3术语和定义1.3.1生态修复通过人为改变和切断导致生态系统退化的主导因子或过程,减轻负荷压力,调整、配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息流动过程,依靠生态系统的自我恢复能力使其向有序的方向演化,使遭到破坏的生态系统逐步恢复并向良性循环方向发展。1.3.2河道缓冲带河道两侧由树木(乔、灌木)及其他植被组成的、为保持河道生态环境健康而划定的具有一定宽度范围且可一定程度上防止地表径流、废水排放、地下径流等所携带的养分、沉积物、有机质、杀虫剂及其他污染物进入河道的功能区域。1.3.3生态护岸指在具备岸坡防护基本功能的基础上,具有河水与土壤相互渗透、一定的植物生长条件和生态恢复功能以及一定程度上增强河道自净能力和自然景观效果的护岸结构形式。1.3.4基底入海河道基底是生态系统发育与存在的载体,包括底质、地形、地貌等。1.3.5入海河道是指河水进入大海的通道,通常指河源区到入海口的全段范围。1.3.6生态水位是指能够保持典型植被良好发育生长的地下水水位埋深1.3.7生态基流是指下游生态所依赖的上游河流水文基本流量。
2实施方案总体要求对方案的指导思想、基本原则、方案规划范围、实施期限等内容进行明确。2.1指导思想指导思想是指导方案编制和入海河道流域生态修复实施的指导方向,应全面落实科学发展观和生态文明建设的理念,体现综合发展方向。不同的入海河道需根据基本概况、面临的主要环境问题以及生态环境保护的特点,提炼出符合自身特征的指导思想。2.2基本原则基本原则是方案实施的具体指导方针,是对指导思想的进一步深化和具体化。应根据指导思想,制定出合理的技术指导方案,整体规划设计,提出入海河道生态修复的基本原则。2.3规划范围和时限规划范围:具体入海河道河源区~入海口全段范围及其涉及的水面面积、流域面积,明确涉及的行政区域。规划时限:包括基准年和实施期限,基准年一般为方案实施起始年份的前一年度或当年度,从方案编制当年起计算,实施期限为3~5年。
3入海河道流域生态环境调查与问题诊断3.1河道流域概况3.1.1自然概况3.1.1.1地理位置包括名称、位置(经纬度坐标)、范围与边界、水域面积等3.1.1.2气候气象包括入海河道所处流域的年平均温度、平均风速、主导风向、年平均降水量、年平均蒸发量、年降水量年分布状况等3.1.1.3地形地貌包括地形地貌、土地利用类型与面积、土壤类型和面积、植被类型与面积等。3.1.2社会经济概况3.1.2.1行政区域及人口包括河流行政区的划分及人口状况等。3.1.2.2经济水平包括人均GDP总量,各个产业GDP贡献比重、主导工业类型及相应规模、种植业种类与规模等。3.1.2.3自然资源状况包括水资源、矿产资源、森林资源等。3.1.2.4流域自然资源保护状况包括是否设有保护区,保护区的建设时间、类型、级别与保护内容,自然森林、草地、湿地面积及近10年的变化趋势等。3.1.3入海河道特征3.1.3.1形态特征包括入海河道形态、支流分布状况,以及入海口地貌特征、岸滩演变和冲淤变化,防潮闸坝建设情况等。3.1.3.2河流水文特征包括水量大小、水位变化、汛期、水量季节变化、结冰期、水能蕴藏量、通航水位等。3.1.3.3水系特征包括河流流向、流程、水系形态、流域面积、河道状况等3.1.2.4河道治理状况包括河口开发利用、水污染治理、河流工程、水利、水资源利用状况等。3.2入海河道流域生态环境调查3.2.1河道水文调查河流水文调查频次为丰、平、枯三季各一次,指标包括水位、流速和流量。点位设置原则上沿河流自上而下每公里不少于一个点,河流总长小于3公里的,上、中、下游各设一个点。入海口处调查风浪特征,感潮水文特性,岸坡侵蚀及岸线稳定性等,调研区域降雨、蒸发、洪水等情况。3.2.2河道水质调查河流水质调查的点位及采样频次与河流水文调查一致。调查指标包括现场水质指标和实验室分析指标,现场水质指标包括水温、水深、pH、DO、ORP、透光度等,实验室分析指标参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)及特征污染物等,具体监测方法见《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91-2002)。3.2.3河道基底调查基底类型和理化性质的调查频次与点位与水文、水质调查一致。指标重点调查淤泥厚度、含水率、总氮、总磷、有机质、重金属、粒径等指标。具体调查方法见《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166)。3.2.4河道生态调查调查对象包括河岸带植被、大型水生植物、鱼类、大型底栖动物、浮游生物和河口地区潮间带生物调查。河岸带植被、大型水生植物和鱼类的调查时间选在植被和鱼类生长最旺盛的季节。大型底栖动物及浮游生物的调查点位和频次与河流水质调查一致。还应进行海洋水文信息采集分析(包括潮汐、波浪、泥沙淤积、冰情等)、河道生态基流满足情况、入海口海洋生物、洄游鱼类情况等。调查范围和方法详见《河流水生态环境质量监测与评价技术指南》。3.2.5河道护岸及缓冲带调查调查对象主要包括河道护岸及缓冲带地理位置、植物种类、结构和布局、宽度等因素。缓冲带位置确定应调查河道所属区域的水文特征、洪水泛滥影响等基础资料。河道缓冲带种植结构应调查生态系统的稳定性,设置的规模、水土保持功效。3.2.6河道污染源调查河流污染源主要包括点源、面源和内源三部分。(1)点源:调查流域内所有点源污染,包括雨水口、污水口、雨污混接口等所有入河湖排口和支渠。主要污染物调查BOD5、COD、氨氮、总氮、总磷、特征污染物等主要水质参数的浓度、排放量、排放时间等。并调查出排放来源:对于水质差、水量大的排口,明确污水排放来源,应按照工业废水、生活污水等不同种类污水的性质分别调查。(2)面源:主要调查相关村镇农业种植结构、面积、农药、化肥施用量,畜禽、水产养殖企业规模、数量、废水和粪便产生量、利用情况,处理及排放情况等。3.2.7河道水系形态调查河流水系形态包括平面形态(宽窄、线条形态等)、纵断面形态(深渊、浅滩)、横断面形态(淹没变化、消落带)三方面。(1)平面形态:通过测量方式对河道宽窄和线条形态进行调查,并对丰水期和枯水期分别测量确保测量的准确性。(2)纵断面形态:通过超声波测绘方式对河道的深渊及浅滩进行调查,绘制河道底部图像。(3)横断面形态:根据时间的不同调查河道淹没变化和消落带情况。3.2.8生物多样性调查生物多样性调查是指对一定区域内的水(水系、径流量等)、土(地形、地势、土壤等)、气(温度、降水、CO2、N2等)、生物(即动物、植物、微生物等)进行调查和监测,以清晰了解受调查区域内的生物多样性现状。3.3入海河道流域生态环境问题诊断及分析3.3.1河道水质基于河道的水质调查结果,按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),河道水环境功能区划、海域环境目标等,对河道的水质现状进行评价。查明河道水体主要污染物及其来源,研究其时间和空间变化特征,从而对河道的水质状况进行分析。3.3.2河道水量基于河道水文调查的结果,分析入海河道的流量、年入海水量,研究逐年河道入海水量的变化特征,其季节和不同年份的变化过程,从而分析入海河道水文变量年内和年际变化的范围、时机、持续时间、频率以及变率等相关参数对河口水质及生态系统的影响程度。还需分析河道水资源情况及不同季节水位淹没范围等。3.3.3河道基底根据河道基底的调查结果,分析河床基底的基底特性及其污染特征、对河道生态环境的影响,分析河道基底的颗粒组分对水生植物生长、鱼类栖息的影响等,从而对河道基底状况进行诊断分析。3.3.4河道护岸及缓冲带根据对河道护岸及缓冲带地形、植被覆盖度、功能性、土壤与河水渗透情况的调查,对整个河道护岸及缓冲带的完成度进行分析与评估,从而对河道护岸及缓冲带进行修复。从地形的角度,缓冲带一般设置在下坡位置,与地表径流的方向垂直。河道缓冲带宽度确定应综合考虑净污效果、受纳水体水质保护的整体要求,尚需综合考虑经济、社会等其它方面的因素进行综合研究,确定沿河不同分段的设置宽度。3.3.5生态多样性基于河道生态调查的结果,结合各类生物种群的生物多样性、丰富度、完整性等相关指数的计算与评估,判断整个河道生态系统在生态多样性方面、群落结构存在的问题以及面临的风险等。4入海河道流域生态修复方案总体设计4.1入海河道流域生态修复工程设计的主要内容入海河道生态修复设计一般应包括以下主要内容:(1)入海河道生态修复总体设计,包括河道生态功能定位、生态修复目标和设计原则的确定、整体设计、分区修复设计等。(2)入海河道形态保持功能,主要包括设置主河槽、河漫滩、河滨带等多种地貌形态。(3)入海河道分区生态修复工艺设计,主要对基底修复、水质改善与群落配置的工艺进行设计。(4)入海河道生态修复的效益评估,主要包括生态效益、社会及经济效益等。4.2入海河道流域生态修复设计总体原则河道生态修复工程总体方案设计时,宜遵循如下原则:(1)河道生态治理应在保证河道基本功能实现的前提下,充分考虑生态环境、水质净化、亲水景观等需要进行修复设计。(2)河道生态治理工程和发挥河道自净能力紧密结合的原则。应以自然修复为主、人工修复为辅,促进河道生态系统的健康、良性发展,避免过度人工干扰、物种入侵。(3)河道生态治理整体设计和分步实施紧密结合的原则。应在流域污染源控制的基础上,逐步展开对全河道生态修复的整体设计,同时充分考虑水-陆生态系统作用及演化规律,提高水体自净能力,分阶段分步骤进行实施。(4)河道生态修设计陆海统筹规划的原则。应充分考虑为实现海洋生态环境保护,入海河道生态修复应实现的目标。4.3入海河道流域生态修复设计路线入海河道生态修复方案的确定应在入海河道河道生态环境调查与相关地区发展趋势的基础上,协调入海河道生态环境与社会经济的同步改善,根据实际修复效果进行反馈,及时优化调整方案,并最终确定可行、经济的技术方案。入海河道生态修复是综合性的工程,建议总体设计的方案设计框架如图所示。图1总体设计框架图5入海河道流域生态修复技术5.1水质维护与改善技术5.1.1活水保质技术a.技术原理活水保质又被称为“外源调水”,是水体修复的一种物理方法。在保证防汛安全、保障生产生活、航运对水资源需求的前提条件下,以现有的水闸、泵站等水利工程设施的调度为依托,充分利用水文条件等自然环境条件的优势,通过一定的措施把上游或周边的清洁水源调度到受污染的河道,使主要河道水体定向、有序流动,加快水体更新速度,尽快恢复水体自然净化能力,从而使河道水质和生态环境得到改善。活水保质的目的主要在于改善水体水质,提高水资源的利用价值和水环境的承载能力,应用对象主要是纳污负荷高、水动力不足、环境容量低的河道。活水保质技术利用的环境一般有四种,一是利用上游清水资源,如水库,只要放闸,清洁水源自然流动至污染水体,成本较低;二是利用污染水体周边或附近大型水体的清水优势,引水改善水质;三是自身优势,通过改变污染水体的自身循环,改善水质;四是利用再生水,环境效益好,节约资源。b.引水方案(1)水源地选择结合区域历年河道水质监测资料及水环境评价分析,就近以相对较好水质的河道或其他水体为选择作为水源地。水源地的选择要充分结合河道污染治理的特征,从其技术层面、经济层面和效益层面的优势出发,选择合适的水源地。(2)调水方式调水方式一般包括南引北排、北引南排、东引西排、西引东排、先引后排、边引边排、先排后引等多种方式,具体选择哪种形式,主要由研究区域内水利工程建设情况和水环境状况等因素所决定。调水线路的选择应避免河道的交叉污染,以“河程取长,渠道取短”为遵循的原则。c.引水水量确定调水技术的一个关键性指标是调水总流量,应以入海河道的生态流量和水环境流量相比的较大值为调水量,调水水量研究方法主要分为四种。(1)实物模型法实物模型法是在已经建成的、可利用的调水工程的地区可进行调水实验,以实际调度形成的入河污染物与水质改善所需调水流量,得到拟合曲线,以此确定最佳调水流量。此方法需要有已建成的水资源调度工程作为前提,并且调水实验分析所耗时较长。(2)水文综合法通过河口生态-水文过程分析,按照根据维持河口水沙、水生生物、水盐平衡等生态环境功能和良好生态环境状况对入海水量的需求,综合考虑河口河道内生产用水需求,计算河口目标生态环境需水量。(3)水质模型法调水流量的计算首先需要分别确定污染物的排放量、允许纳污量、引水水质、水质控制目标、河网水体库容、旁侧入流流量以及水质降解系数等计算条件,然后建立了水量计算模型如下:W=Q(Cs−C0)+KVCs+qCs式中:W
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水环境容量(允许纳污量);Q
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入流断面流量;Cs
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某水质指标的水质标准;C0
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入流断面水质浓度;K
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水质降解系数;V
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水体体积;q
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旁侧入流流量。公式转换后,得到:也可以根据稀释水量和污染物的衰减状况确定引水水量。根据质量守恒原理,并假设稀释混合段浓度均匀,运用浓度控制方法计算引水总量。其基本公式为:WC[1−exp(−kt)]=W0C0+(W−W0)C1经转化,得到W0=C1−C[1−exp(−kt)]C1−WC0式中:W0
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引水总量;W
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引水后河网总需水量;C
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引水后河网水体污染物饱和浓度,最高限值一般为水功能区划确定的水质目标;t
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引水时间,在该时间内C值一般由高逐渐稀释和衰减而降低;C0
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引入水体污染物浓度;C1
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引水前河网水体污染物浓度。(4)分项功能法主要功能包括河口泥沙输运需水量、河口水生生物需水量、维持河口盐度平衡的需水量、分项计算取外包,作为河口目标生态环境需水量等。详细方法参见《河湖生态环境需水计算规范》(SL/Z712)。对于南方常年有水河道,以加强流域整体生态保护、维护河湖水生态系统水文情势为目标,从源头、上游、中游、下游及河口,系统配置生态水量。对于北方季节性河道,分山区河段、平原河段及河口分别配置生态水量,对水体连通河段,保障一定的生态基流,对非水体连通河段,可从水质净化、维持一定水面及植被用水量等,配置必要的生态水量。尤其对河口地区,重点以河口湿地、保护鱼类需水及河口压咸等所需水量为重点,以维持河口生态系统良性发展。5.1.2微生物修复技术a技术原理微生物修复技术是微生物通过催化降解有机污染物,来消除环境中的污染物,修复被污染环境的一个受控或自发进行的过程。根据微生物的生理特性,可以将微生物分为不同的功能类群,即执行同一功能形态相同或不同的一类微生物为一个功能类群。常见的有蛋白质降解菌、脂肪降解菌、纤维素降解菌、淀粉降解菌、磷细菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、生物酶制剂等,不同功能类群的微生物在生态系统中发挥不同的作用。表5-1各细微生物制剂的作用名称作用蛋白质降解菌用于降解环境中污染物中的蛋白质脂肪降解菌用于降解环境中污染物中的脂肪纤维素降解菌用于降解环境中污染物中的纤维素淀粉降解菌用于降解环境中污染物中的淀粉磷细菌用于分解有机磷化物如核酸、磷脂等;另一类称为无机磷细菌,主要作用是分解无机磷化物,如磷酸钙、磷灰石等。氨化细菌使环境中的有机物分解转变为NH4+硝化细菌用于降解环境中污染物中的氨氮反硝化细菌在缺氧的条件下能够将硝酸盐变成氨和氮。b技术方法从修复位点上,可将微生物修复技术划分为原位微生物修复技术、异位微生物修复技术和原位——异位联合微生物修复技术;微生物投加可分连续投加和固定期投加,按细菌存在方式,可将其分为直接投加法、吸附投菌法、固定化投菌法、根系附着法、底泥培养返回法和注入法等。不同的修复技术适用性不一样,需要根据实际水体污染的具体情况制订方案。(1)根据修复位点分类①原位微生物修复技术是指污染水体不经过输送,在其原位和易残留部位之间进行处理。一般会用土著微生物作为降解污染物的主体,也可能会加入经过驯化和培养的微生物或者商品化的适宜的微生物菌剂。对于流动性水体,一般会先使菌体吸附在各类填料及载体上,再将附菌载体均匀撒至河底淤泥上,以防止菌体随水流失。②异位微生物修复技术是指将被污染的水体进行抽取、运转,经处理后再输送回原地的微生物修复技术。相比原位微生物修复技术,异位微生物修复技术的修复过程是可以人为控制的,治理效率也较高,但是由于增加了对污染水体的抽取、运转的工程和费用,成本会比较高。异位微生物修复技术与一般概念上的污染治理工程相似,都是构建一个污染治理设施,如厌氧生物反应器等,然后在其中导入被污染的介质,进行一个完整的工艺过程之后,被污染的介质得到净化,再将其导出反应器。③原位-异位联合微生物修复技术。对于某些严重污染的水体,可以用原位微生物修复技术和异位微生物修复技术联合实施的方法进行修复。原位-异位联合微生物修复技术的基本原则为保持原位微生物修复的基本特征,也就是不需要搬运污染介质,也不在进行修复的场所营造大型的工程结构设施。对污染严重的河道水体或土壤还可以采用反应器方法处理,用泵将黑臭河水输入放置于河边的生物反应器中,经过净化处理后再将洁净水返回河道。反应器与污水处理的接触氧化池相似,池中放置了活化煤、活性木质纤维素以及发泡聚丙烯等填料,同时还可以接种高效降解菌群,使之在填料表面生长形成生物膜。反应器内设置曝气管道,用于人工曝气复氧从而提高处理速率,并尽可能减小反应器的容积及缩短水利停留时间。c微生物投加方式(1)直接投加法。直接投加法适用于水体流动性较差时,直接向受污染水体均匀泼洒微生物和营养液,利用其扩散性可以在更深更广的水域发生作用。如果在流动的河道中采用这种方法,则可在河道上游投加微生物和营养液,使微生物在随水流向下游移动的过程中能有充分的时间与污染物发生作用,但要确定具体投菌地点需用到污染物降解动力学和水文学等方面的计算。(2)吸附投菌法。在水流流速较大的水域,采用吸附投菌法可防止菌体流失。先将菌体吸附在各种载体或填料上,再投入受污染的水体或底泥中,可有效降解该水体中的污染物质。常用的吸附材料主要有分子筛、蛙石、沸石等。(3)固定化投菌法。固定化微生物是将微生物通过物理和化学的方法封闭在高分子网络载体内,其生物活性好,生物密度也较高。可采用载体结合法、交联法和包埋法等制备固定化微生物,载体可选择琼脂、海藻酸钠、聚乙烯醇(PVA)凝胶、光硬化树脂等。应用于受污染水体的固定化球体不宜过小,以防止悬浮流失。此外,可以借鉴医药和农药缓释胶囊的应用,研究开发固定化微生物缓释胶囊,通过缓慢释放被固定的微生物菌种,使投菌水域始终保持比较高的微生物浓度。(4)根系附着法。在受污染水域,微生物在水生植物根系的富集作用,会使大量外来微生物附着于水体中的水生植物根系上,一方面增加了外来微生物的浓度;另一方面使微生物的分解产物被水生植物再次利用。根系附着法可以将菌种直接投加到受污染区域植物根系附近的水体中,也可在室内种植水生植物的培养液中投加微生物菌种,成功使其在这些水生植物根系挂膜后,再将水生植物移栽到受污染水体或底泥中。(5)底泥培养返回法。底泥培养返回法是典型的异位微生物修复技术。取出一定量受污染水域的底泥,将其放入培养器皿中,并定期投放营养液,同时提供微生物生长的其他适宜条件,使土著微生物在底泥中大量生长繁殖,当其达到一定数量后,再对底泥进行脱水形成泥球、泥饼或泥块,返还入受污染水域中。此方法要求所取出的底泥基本不含毒害物质,以利于微生物的生长。此外,也可用底泥降解微生物代替营养液。(6)注入法。注入法主要用于削减底泥污染物,适合受污染面积较小的水域。此法是利用注射工具在受污染水域表层底泥中直接注入营养液,以直接促进底泥中土著微生物的生长,从而使微生物降解底泥中的有机物。5.1.3人工湿地技术a技术原理人工湿地是由人工设计并建造的系统,是由饱和基质、挺水与沉水植被、动物和水体组成的复合体。人工湿地技术是人为的将适量再生水逐渐排放到种有水生植物的土地上,通过多种方式控制污水的有效停留时间并使其沿着固定的方向流动,在物理(过滤、吸附等)、化学(沉淀、离子交换等)、生物(植物吸收和微生物分解等)的共同作用下,来实现水质净化的生物处理技术。b类型选择(1)表面流人工湿地表面流人工湿地又称自由表面流人工湿地系统,其主要的水力路径为地表推流,在污水处理过程中,主要是通过植物茎叶对污染物的阻挡、土壤对污染物的吸附过滤和污染物在自然状态下的沉降来完成净化。(2)潜流式人工湿地潜流湿地的主体结构与表面流人工湿地相似,但二者的水流路径和集水方式不同,因此其污水处理机制也有区别。污水在潜流湿地基质中流动时,水面位于基质表面以下,呈潜流状态,这样不仅能够提高对基质表面生长的生物膜、丰富的植物根系及基质的利用,充分发挥其阻挡作用,提高了处理效果和处理能力,尤其提高了对氮、磷等物质的去除效率。潜流型人工湿地的优点是对污染物降解接触点多,微生物丰富,耐冲击;负荷较大,所需的土地面积小,污水处理的效率高。缺点是建造费用高,有机负荷较高时,容易发生堵塞,故维护和管理费用也较高。潜流湿地按照结构不同又分为水平潜流和垂直潜流两种。①水平潜流人工湿地。水平潜流人工湿地污水在基质空隙中以水平流动,从一端进入后水平流过一个或多个填料床,湿地中的基质、微生物与植物之间的物理、物化和生物作用共同协调下,污染物得到处理。水平潜流人工湿地是目前应用最广范的湿地形式,原因在于它水力负荷与污染负荷较大,对BOD、COD、SS、重金属等污染物的去除效果较好,而且无恶臭和蚊蝇滋生。②垂直流人工湿地。成熟的垂直流人工湿地系统是一个特殊的生态系统:水体-基质-植物-微生物-动物。垂直流人工湿地可以分成下向流和上向流两类,下向流垂直流湿地操作更为简单因此应用更多,污水自湿地表面流入,自上而下的流经湿地基质层,最后从底部流出。上向流水流方向则正好相反。其对N、P的去除效果比较好,但对有机物的去除能力较弱,控制相对复杂,夏季有滋生蚊蝇的问题。5.1.4底泥疏浚技术a技术原理底泥疏浚主要是为了除去水体底泥中的污染物,是基于水质改善和生态修复等目的。主要作用是清除沉积物表层的氮、磷、有机质的富集层,随之部分切断河道水体内营养盐物质循环锁链,将大部分富含营养盐的物质清理出河道水体,其中主要涉及到沉积环境和动力学条件,必须综合考虑物理、化学、生物以及社会等多因子的影响,在工程实施过程中,必须兼顾生态平衡和物质循环的概念,以达到投入和产出动态平衡的目的,环境质量改善效果良好。目前又有较高的施工精度的技术特点,能相对合理的控制疏浚深度,较大幅度地减少疏浚过程中产生的污染。b疏浚深度确定方法由于不同河道遭受污染的类型、时间和程度的不同,污染底泥的厚度、密度、污染物浓度的垂直分布差别很大,因此在挖除底泥之前,应当科学合理确定挖泥量和挖泥深度。此外河道底泥中常常还生长有一些水生动植物,底泥疏浚对生态系统会产生一定影响。因此,一般不适合将底泥全部挖除或挖得过深,需在底泥疏浚前确定疏挖深度。目前国内外尚无确定污染底泥环保疏浚深度的统一的方法和规范,常用方法有以下几种:(1)分层法分层法主要根据底泥的色泽、颗粒的粗细、流态和黏稠度等理化指标对采集的柱状样进行分层,一般是将底泥由上至下依次分为浮泥层、污染层、污染过渡层和正常湖泥层,各分层的物理特征。表5-2柱状底泥分层特征分层特征浮泥层多为浅黄色,半液态流塑状,含丰富的有机质及大量生物残骸污染层黑色至深黑色;上部稀浆状,下部呈流塑状;有臭味污染过渡层多灰黑色;流-软塑状;较污染层密实,与正常湖泥层分界明显正常湖泥层呈褐色、灰黄等不同颜色;多为黏质夹灰质黏土,质地密实;局部有草斑、铁锈斑,少量含贝壳分层法主要依据人的肉眼观察能力,依据底泥的颜色、粒度等表观指标对底泥进行分层,虽然简单快速,但是容易产生误差,其科学性需要进一步考察。(2)拐点法拐点法是我国20世纪90年代后大多数疏浚湖泊界定污染底泥疏浚深度时较常采用的方法。该法的思路主要是对污染底泥中的目标污染物含量(目前主要为总磷、总氮、有机质和重金属)进行相关分析,绘制出污染物含量随深度的变化形成的曲线。主要污染物含量出现明显减小或曲线上出现拐点时,将其上部泥层确定为受到“污染”的层、下部则称之为是稳定层或历史沉积层(通常进入该层大多数物质的含量较少变动)。将该拐点处与到达底泥界面的垂直距离界定为污染底泥深度,疏浚深度一般小于等于污染底泥深度。(3)背景值比较法背景值法是将未受或少受污染的底泥作为参照,采用数学的方法将底泥中相应污染物含量与其进行对比,用以确定底泥受污染程度,进而确定合理的底泥环保疏浚深度。该法的关键是要确定沉积物中目标污染物的背景浓度。依据确定的背景值方法的不同将背景值比较法分为3类,即断面垂直沉积地球化学背景法、水平空间沉积地球化学背景分析法以及时间地域背景法。(4)标准偏差倍数法标准偏差倍数法是对表层沉积物中的目标污染物含量进行分析,对样品数据进行统计分析后,求出其平均值和标准偏差,然后根据随机误差的理论,确定出极限误差下的置信度水平,就可以计算出置信区间。根据目标污染物含量的均值及其标准偏差变动范围,划分出底泥污染等级。釆集所研究区域不同深度的底泥,对其中的目标污染物的含量进行测定,根据底泥污染等级划分确定出标准确定底泥受污染程度,进而确定底泥环保疏浚深度。(5)生态风险指数法底泥生态风险指数法的两个关键性内容包括底泥释放实验和生态危害评价两个方面。首先,釆集出研究区域不同污染程度的柱状底泥,根据实际需要对底泥进行分层分析,对分层底泥进行污染物(氨态氮和磷酸盐)释放的实验并测定其中相应污染物(总氮和总磷)的含量,构建污染物(氨态氮和磷酸盐)释放速率与相应污染物(总氮和总磷)含量之间的数学关系,划分出释放风险级别及相应的各污染物释放速率值域。利用潜在生态风险指数法对分层底泥进行与重金属含量对应的生态危害评价,根据风险评价指数所在区间范围,将底泥划分为无污染的正常层位(HI)、污染过渡层(H2)和污染层(H3),危害阈值为RIMOO,进而确定疏浚深度。c.疏浚技术目前我国疏浚的主要船只设备包括:绞吸式挖泥船、斗轮式挖泥船、抓斗式挖泥船、挖斗式挖泥船、链斗式挖泥船等。依据众多疏浚工程实践经验总结,在选择疏浚设备的时候应该遵循的原则为:目的决定、工况选型以及效率兼顾。在选择疏浚设备的时候应该综合考虑疏浚河道的深度、宽度、土质、生态环境要求、设备调遣以及河道运输、通航等情况,同时在清淤环节要积极采用环保清淤方式,在环保、成本方面进行综合考虑,把多种清淤方式相结合。表5-3展示了不同疏浚设备在施工中的优缺点。表5-3不同疏浚设备的优缺点比较船型优点缺点小型绞吸式挖泥船(适合带水作业)挖层吹一体施工质量好生产效率高成本低受排距影响大,超过设备额定排距需增设集浆池及接力泵,成本提高与通航矛盾大,受河宽和桥梁高度等限制生产效率受垃圾等障碍物影响大抓斗式挖泥船受运距影响较小调遣灵活,对河道通航影响较小挖运卸设备间相互影响较大施工质量难以控制生产效率低斗轮式挖泥船挖运吹一体、施工质量好生产效率高、成本较低受排距影响大,成本提高与通航矛盾较大对水体扰动较大气力泵泥浆泵浓度高水体扰动小生产效率低施工质量难以控制进泥口容易堵塞泥浆泵(适合干水
作业)挖运吹一体施工质量高成本低设备调遣方便受排距影响大,超过设备额定排距需增设集浆池及接力泵,成本提高生产效率受垃圾等障碍物影响较大清淤机(适合带水
或干水作用)受运距影响小挖运卸设备相互间影响大施工质量难以控制,淤积泥土很难清除,净成本较高受河宽、桥梁高度等限制,调遣不灵活集成清淤高环保低成本可多设备协同清淤效率高受河宽、桥梁高度等限制,调遣不灵活d.底泥处理疏浚底泥具有泥量大、含水率高、成分复杂、毒害性强、易造成二次污染等不良特性,所以如何能够合理高效地处理疏浚底泥就会显得尤为重要。疏浚底泥含水率较高,为了便于运输和资源化土地充分合理利用,需要对疏浚底泥进行脱水处理,寻求经济可行高性能的脱水方案,减少底泥体积,实现减量化。现有的常见的疏浚底泥的脱水方法有浓缩脱水和絮凝剂脱水两种。(1)浓缩脱水:浓缩脱水主要作用是去除污泥的间隙水,然后缩小污泥的体积,通常使用的方法有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩等。(2)絮凝剂脱水:由于浓缩脱水耗时长、占地大等缺点的存在,只是依靠浓缩脱水是远远不能满足工程要达到的标准的。因此,为了提高脱水效率,就需要对底泥进行调理。以在实际生产中以加入絮凝剂的化学沉淀脱水方法为主要方法。脱水后的底泥在满足相关标准后,如《建设用地土壤污染风险筛选值》(GB36600-2018)、《农用地土壤污染风险筛选值》(GB15618—2018),可进行再利用,主要用途如下:(1)农田园林绿化疏浚底泥含有有机质和植物所需的营养成分,具有化学肥料所没有的有机质肥料,同时具有多量的比较均衡的肥料成分,具有腐殖质胶体,可以促使土壤形成团粒结构,保证底泥中具有足够养分支持,具有相当重要的生物价值。(2)湿地及栖息地建设疏浚底泥还可用于湿地建设,并可以进一步成为动物的栖息地。(3)修复严重扰动的土地严重扰动的土地已经失去了土壤的大部分优良特性,区域内的土地已经无法进行直接进行花卉或树木种植,此时施入疏浚底泥可以有效的增加土壤养分含量,改善土壤的土状况,促进植物体快速生长。该技术方法不仅有效利用了底泥,同时还能改善生态恢复,并且疏浚底泥在修复扰动土地的时候避开了食物链,因此对人类的潜在威胁就大大降低,是一种很好的底泥处置利用方式。(4)热能回收利用疏浚后的底泥进行焚烧是一种快速使底泥减量化和无害化的方法,此外,燃烧后产生的气体还能进一步作为热能加以回收利用,焚烧后产生的灰分可以作为一些建筑材料以及新品原料。但是该方法的缺点也同样明显:运行不稳定、工艺复杂、能耗高、投资费用大、运行维护费用高、焚烧时产生大量有害性空气污染物等。(5)疏浚底泥制作建筑材料疏浚底泥可用于制造建筑墙体材料、混凝土轻质骨料和硅酸盐胶凝材料的制造。在陶粒、砖瓦、水泥等各行业都对黏土有着大量的需求,黏土资源的大量开采,已对农村耕田的数量和质量造成影响,而当前黏土砖、混凝土等仍是最大宗的墙体材料所需。所以,利用疏浚底泥替代黏土会减缓建材制造业与农业争土,是疏浚底泥资源化的又一方法途径,在我国有着十分广阔的发展前景。污泥回用于建材不仅能够达到河道污泥减量化、无害化、稳定化的目的,基本可以避免二次污染,同时还可由此变废为宝,获取相应经济效益,具有其他方法所不具备的优势。同时,也只有建材行业才能及时消纳如此数量巨大的以无机物为主要成分的河道底泥,从而可以保证清淤工程能够顺利进行。5.2河道形态保持5.2.1技术原则(1)应分析防洪、排涝、供水、航运、水力发电、文化景观、生态环境、河势控制和岸线利用等各项开发、利用和保护措施对河道整治的要求,确定河道整治的主要任务。(2)满足河道整治任务、标准、治导线制定、整治河宽、水深、比降、设计流量等河道整治工程总体布置要求,并满足河道整治设计相关规范、标准的规定。(3)综合考虑到不同季节的生态径流量,生物多样性。(4)当河道水域断面形态沿河道纵向较为单一时,宜采用断面测量。当河道水域断面形态沿河道纵向复杂多变时,应采用水下地形测量。(5)河道疏浚、开挖工程地质勘察应按有关勘察规范要求执行,并符合环保疏浚的相关勘察要求。(6)设计河道断面时考虑多样性的方式,从河道断面上提出纵断面坡降要求、横断面多样性改善、深潭浅滩序列布局等,以改善河湖生态系统结构,充分发挥栖息地功能和提高生物群落多样性为导向。从河道功能、行洪安全、平面形态、泥沙冲淤等因素综合考虑,提出设置主河槽、河漫滩、河滨带等多种地貌形态,避免采用均一规则几何断面。5.2.2河道形态保持技术重点(1)从河道整治的角度,入海河道以提高地区河道防洪、除涝标准为主,保障人民群众生命财产安全、改善农业生产环境、促进国民经济持续发展。水利工程的主要整治措施一般有:分洪道(灌渠)或人工运河开挖、河道疏浚、弯道裁弯取直、护岸堤防建设等。(2)从河道生态保护角度,排洪、除涝、设闸等措施可能导致污染转移、河道原有水文条件改变、水体流动性变差、纳污能力下降以及对地下水水质造成不利影响等情况。根据入海河道的相关特征,生态保护治理工程技术应注重如下:①尽量保持河道岸线原有的自然形态,并结合堤防或护岸建设要求,河道两侧尽量留有一定宽度的缓冲带范围(一般不宜少于15m),改善河岸带生境条件。②设闸的河道,根据河道洄游生物情况,宜设置洄游道,并提出泵闸工程的生态调度需求,改善河道的水文条件。所设工程均应减少对河道底栖生物生存环境的破坏,最大限度保持河段的生境条件。③进行护岸、堤防建设时,应在满足河岸稳定的基础上,尽量采用生态护坡形式。在条件允许时,应优先采用斜坡式结构。(3)根据河道流经的不同区段,不同类型河段生态治理的形态保持技术重点和相关要求总体如下:①城(镇)市区段入海河道由于城市(尤其是老城区)的建设基本成型,一般情况下城(镇)市区段河道的形态已基本固定,河道两侧或周边的用地基本受限,规模化改造河道的平面形态及布局难以实现。此外,城(镇)市区段河道两岸大部分建有各种型式的护岸,并以硬质护岸结构型式为主,且一般分布有大量不同类型的排水口。生态治理工程的形态保持重点一般可考虑河道两侧沿线的护岸、堤防或防汛墙的生态化改造、景观绿化节点布置、河道局部形态改变等。治理中应注重河道生态景观建设与城市发展及历史文化背景的结合,重点关注城(镇)居民对河道景观功能的需求,通过修复使河道更具休闲游憩空间和良好的亲水性。此外,宜充分利用河道两侧的城市绿地或景观带,进行必要的水质净化工程布置,最大限度地提升城(镇)市区段河道的生态、人文、环境等品质。②城(镇)郊区段入海河道城(镇)郊区段河道两岸用地相对较为宽裕,一般情况下尚保留着河道原有的岸线形态。从河道生态保护角度,应首先将河道生态保护或治理的相关要求纳入城(镇)开发建设的总体规划内容中,从规划开始就体现河道生态保护的控制要求。河道形态保持工程的技术重点可体现在河道自然形态的保持、生境条件的改善、河道两侧缓冲带的建设,最大限度保留河道沿线的自然属性。5.2.3断面形式设计对应于不同的河道平面形态,在满足河道水利、航运等行业规划断面的基础上,应充分考虑河道的生态保护需求,根据河道的水位、流量、流速、流态、泥沙等水文要素,结合河道的堤防、护岸及防汛道路等工程建设方案,合理确定河道的断面设计形式。河道断面形式总体可分为横断面形式、纵断面形式两大类。横断面形式根据河道断面的几何形态,主要可分为矩形、梯形、复合型等。矩形断面主要受河道两岸用地限制,一般布置于城(镇)市区段,河道生态系统恢复条件较差。梯形断面适用于河道面宽较宽、用地相对充裕的河段,一般布置于城(镇)郊区段、农村村落段等,河道生态系统恢复条件一般。复合型断面更加贴合河道的自然特征,适用于河道自然形态保持较好的河段,往往可体现河道浅滩、边滩、水槽、滩地串沟等河道自然特征,河道范围占地面积一般较大,生境条件较好,且易构建利于河道生态修复的平面形态和断面条件。此外,对于水利、航运等整治工程为主的河道,顺直河段一般以对称型、几何尺度规则化为主;而对于现状自然属性显著的河道,可根据水流、泥沙及河床演变等特性,宜保留其自然的、不规则、不对称的河道复合断面形态。河道横断面形式设计,主要包括下列内容:(1)根据河道基本功能要求,确定河槽底宽及底高程。(2)根据河道地质和水文等条件,确定水下开挖或疏浚边坡。(3)确定水下平台、护岸、堤防、缓冲带等河道相关整治工程和生态工程各部位的竖向高程及横向尺度。(4)根据河道平面或岸线形态保持要求,确定深槽、浅滩、边滩、生态沟渠、支流、汊道、沙洲、水槽、生态沟渠及其它生态修复工程的断面布置范围及其相关尺度。(5)复式断面的主槽糙率和滩地糙率应分别确定。河道过水断面各部分糙率不同时,应求出断面的综合糙率,当沿河长方向的变化较大时,尚应分段确定糙率,从而进行必要的河道水力计算。河道纵断面布置应统筹协调好各项河道整治任务和相应专业规划的关系,宜根据相关水力计算、河床演变分析等河道整治工程研究结论,在不影响河道整治效果的基础上,适度形成深浅交替的浅滩和深槽,构建急流、缓流和滩槽等丰富多样的水流条件及多样化的生境条件。有条件时,尚可结合河道纵向的基底特征,进行局部水下微地形的改造,如:构建局部砾石(抛石)河床、生态潜堤、人工鱼巢等,形成多样性的河床基底及流态,改善河道纵断面生境条件。5.3河道岸坡修复技术5.3.1设计原则(1)河道岸坡总体设计应充分考虑河岸现状、设计标准、总体布置等内容,一般要求如下:①应对现状河岸及其护岸特征进行充分调查,分析现状岸坡的存在问题。②具有水利、航运等基本功能的河道,岸坡设计标准应满足相应的行业规范及标准规定。③岸坡的平面总体布置应根据河道断面、水深、地质、地形及周边环境等条件的变化进行分段布置。一般情况下,河道面宽条件较好的河段,可选用斜坡式;河道较狭窄的区段,可采用直立式;介于两者之间的河段,可采用复合式。④岸坡带植被修复总体设计应主要考虑种类选择、布置、种植及景观等,应充分考虑工程河段的场所特性,因地制宜地进行布置。植被配置应符合原有的生态结构,充分利用本土植物和当地优势物种。⑤宜采用自然属性较强的材料作为主体结构,结合适宜生态护岸结构采用的块石、生态混凝土、植草砌块、石笼、土工合成材料等,构筑可以抵抗水流淘刷侵蚀的结构,同时适合植物的生长和自然演替。在水位变动区范围内,应充分考虑反滤层结构的稳定性,并可通过设置小型挡墙、块石堤、人工预制块体等构筑物加强防护,并构造适宜水生植物生长的水流条件。⑥宜选用利于生态系统稳定的斜坡式结构,结构构造为水体与土体、水体和生物、生物和土体的相互涵养创造良好条件,创造适合生物生存和繁衍的岸坡带环境。⑦宜顺应河道的自然岸坡断面形态,不宜进行过多的人工干预而改变原有河道岸坡断面形态。(2)生态护岸工程结构设计除满足生态效果的设计要求外,尚应满足护岸设计的稳定安全要求,宜遵循如下原则:①结构及构造设计应适应河道及周边环境条件,具有可实施性,并满足稳定安全及河道管理的相关要求。②使用效果好、质量及技术可靠的材料。③根据环境、景观、生物生长、养护等要求,结合土壤、气候、水文条件和植物适应性等因素,从自然恢复和人工种植两方面综合进行植物设计。④宜减少后续的养护管理工作量。(3)生态护岸承载能力极限状态设计应采用设计高水位、设计低水位、极端低水位或历史最低水位、设计最高通航水位、设计最低通航水位与相应地下水位的不利水位组合方式。5.3.2生态护岸构造设计(1)生态护岸结构型式应根据自然条件、材料来源、使用要求和施工条件等因素,经技术经济比较确定。(2)结构型式从构造上可分为:直立式、斜坡式、下直上斜式、阶梯式、复合式、综合式等;从结构分类上可分为:护坡式、重力式、悬臂式、高桩承台式、墙体式等;从生态护岸构造型式上分斜坡式、阶梯式、直立式、复合式及综合式。(3)典型的护岸结构构造型式及设计技术理念可参照下列要求:路堤型护岸(坡)为满足路基的稳定安全,一般需构建直立式挡墙或路堤斜坡护面结构。从河滨带生态修复的工艺角度,可在坡脚抛置块石、人工预制块体等,形成既具有防护能力、又具有生态功能的多空隙结构体。图2路堤型护岸(坡)示意图农田型护岸(坡)缓坡型河滨带应视水位变幅区的冲刷情况,布置植被生态护坡,宜以植物根系护坡为优先考虑方式,并宜考虑布置植物绿篱带,降低人类活动的干扰。对于陡坡型,宜在水位变幅区及其附近区域设置砌石、石笼等具有植物恢复或生长条件的多空隙护坡结构,并宜在坡脚位置构筑抛石护脚结构体,对现有树木的生长形成防护能力。图3农田型护岸(坡)示意图植草空心块(砖)生态型护岸植草空心块(砖)生态型护岸利用自身结构满足护面稳定要求,且块(砖)孔洞内可提供较好的生物生存环境,为植物根系提供生存空隙。护岸具有较好的渗透性、良好的生态和景观效果。植草空心块(砖)从形式上一般可分为植草砖、六角螺母块、日字型砌块、田字形砌块及其他人工预制空心块体。从铺筑形式上,可为斜坡面层铺设、阶梯式或台阶式堆砌等。图4植草空心砌块生态型护岸示意图石笼生态型护岸石笼生态型护岸将自然生态与人工构筑物相结合,用于抵御水流、波浪冲刷,具有良好的防护性能,而且为植物的生长提供良好的基础。护岸不仅具有很好的渗透性,而且可以适应阶梯式、斜坡式等不同的型式要求,又可多种型式组合使用,达到更好的效果。图5石笼生态型护岸示意图生态混凝土(球、块)生态型护岸生态混凝土是由低碱度水泥、粗骨料、保水材料等按照特殊工艺制成的混凝土,具有多孔结构和较大的比表面积、良好的透气性和透水性。既能保护堤岸,防止其受到侵蚀,又使其表面适宜富集植物和微生物,为岸边植物提供相应的生存空间。图6生态混凝土球生态型护岸示意图抛石防护生态型护岸抛石防护生态型护岸一般利用自然的卵石或块石,自然抛置成具有防护效果的结构层,一般在抛石体下部设置袋装碎石和无纺土工布组合反滤层,阻止岸坡的土体流失,并利用抛石的自然缝隙保持水体与土体的相互涵养,为生物提供生存的空间,同时满足岸坡防护要求。图7抛石防护生态型护岸示意图新型砌块挡墙护岸新型砌块材料一般由水泥、机制砂、细沙、氧化铁颜料等组成,为干硬性混凝土振压成型,具有施工简便快捷、对地基的要求低、占地少、形式多样、造型美观、结构耐久性好、与传统挡土墙比较综合成本低等优点。图8新型砌块挡墙护岸示意图复合式结构型式一般可分为下直上斜型、斜直斜式。在河道宽度受到限制的情况下,宜利用圆木桩、钢板桩或板式墙体等形成下部直立的防护结构,并可设置供水土相互交换和涵养的空隙,上部斜坡区域则采用仿自然护坡结构。当有条件改善直立式挡墙的高度,宜考虑斜直斜式结构,并宜通过开孔透水提升直立挡墙段的透水性,提供生态环境价值。图9斜直斜式护岸结构示意图综合式结构型式护岸结构主体一般由防护带、生态湿地(或水槽)带、仿自然岸坡带三部分组成。防护带结构设计宜采用利于生物栖息的小型抛石堤、连排木桩等,结构顶高程一般在常水位以上30cm左右,应根据河道实际水位变幅进行综合分析确定。生态湿地(或水槽)带须适应挺水植物、浮水/叶植物、亲水湿生植物的生长演替,提供生物栖息、产卵和繁殖的空间。仿自然岸坡带可由植物形成具有一定防护作用的自然型岸坡,营造水域到陆域的斜坡过渡环境,且满足水陆生态系统的自然衔接要求。图10综合式护岸结构示意图5.3.3岸坡植被种植(1)岸坡带植被种植宜遵循如下原则:①生态性原则,主要包括生态演替规律、生物多样性规律、自然原则等。在植物生态恢复的过程中宜根据生态系统自身的演替规律分步骤分阶段进行恢复,并考虑本土植物和生物多样性的原则构建生态系统结构和生物群落。②景观性原则,自然景观和人文景观宜和谐统一,营造一个舒适、优美的景观环境。③亲水性原则,岸坡带的植物修复宜构建亲水平台,让居民能够亲水、赏景。④四季交替原则,岸坡植物种植时应充分考虑季节影响,四季均有植物生长,尤其是秋冬季岸坡不能完全衰败。(2)水生植物根据其生活方式和形态特征可分为沉水植物、浮水/叶植物、挺水植物和湿生植物。入海河道通常有通航、行洪排涝的要求时,一般不宜在河道岸坡带修复沉水植物和浮水/叶植物。岸坡带水生植物选择主要面向挺水植物和湿生植物。5.4河道缓冲带构建技术5.4.1缓冲带设计原则(1)河道缓冲带生态环境功能应考虑土地利用、经济投入等因素,根据不同河道功能、结构合理有效地确定措施。(2)河道缓冲带宜充分考虑河道的主要环境功能和使用功能,解决突出问题。(3)河道缓冲带构建宜充分考虑缓冲带修复工程的可实施性、实用性以及技术、经济的合理性。(4)河道缓冲带构建应充分考虑后期维护管理便利。(5)河道缓冲带修复工程的总体设计应充分考虑缓冲带位置、植物种类、结构、布局及宽度等因素,以充分发挥其功能,一般要求如下:①应根据流域的水文、地形和环境特点选择合适的位置。②宜从缓冲带的净污效果、受纳水体的水质保护要求、非点源污染有效控制以及环境、经济和社会等角度对缓冲带的适宜宽度进行综合研究,科学界定缓冲带的宽度。③应根据实际情况进行乔、灌、草的合理搭配,宜采用以灌、草为主的植物在农田附近阻沙、滤污,宜布置根系发达的乔、灌木保护岸坡和滞水消能。④缓冲带的结构和布局应综合考虑去污效果、吸附能力、系统稳定性及流域的生物多样性。5.4.2缓冲带构建技术河道缓冲带构建技术应充分考虑缓冲带位置、植物种类、结构、功能等因素,并满足下列要求:(1)缓冲带位置确定应调查河道周围的水文地质资料,充分考虑降雨、洪水、水力冲刷等影响。(2)河道缓冲带种植结构设置应考虑系统的稳定性,设置规模宜综合考虑水土保持功效和生产效益。(3)河道缓冲带宽度确定应综合考虑净污效果、受纳水体水质保护的整体要求。此外还需综合考虑经济、社会等其他方面的因素进行综合研究。5.4.3植物种植要求植物种类配置及设计宜满足下列要求:①缓冲带植物配置应具有控制径流和污染的功能,并宜根据所在地的实际情况进行乔、灌、草的合理搭配,宜选择对营养性污染物去除能力强的物种。②宜充分利用乔木发达的根系稳固河岸,防止水流的冲刷和侵蚀。③宜通过草本植物增加地表粗糙度,增强对地表径流的渗透能力和减小径流流速,提高缓冲带的沉积能力。④经济欠发达地区,宜选择具有一定经济价值的树种。⑤种植植物尽量选择本土物种,避免带来物种入侵的风险。5.5河道生态多样性修复技术5.5.1河道生态重建技术受人为活动影响大、河口存在重要栖息地且栖息地退化、存在目标物种保护需求时,可采用生态堰、卵石群、固床技术等进行河道内的生态重建。生态堰的布置方式和结构组成应结合当地材料、水动力情况、稳定分析、目标功能等情况综合确定,外部形态应采取不影响鱼类通过的仿生式堰体,堰体材料组成应满足安全过流、有效净水和自然修复等要求。卵石群设计时应对可能出现的掏刷、淤积、洪水和河岸侵蚀、海水侵蚀等地貌过程进行分析,卵石群数量、每群的石块数及间距等需根据河道规模合理确定。卵石群应布设在靠近主河槽处,在平滩断面上所阻断的过流区域不宜超过1/3。固床技术应包括阶梯式和石梁式固床技术,主要作用是降低河水流速、创建多样化流场、防止河床掏刷和稳定河床等。阶梯式固床技术适用于河床掏刷严重、紊流突出的河段,采用嵌石阶梯设计,并与两岸亲水设施相配合,其对水流有效能效果,可保护下游河床结构,并调整河床坡降。石梁式固床技术适用于常流水、河床坡度较缓且较为稳定的河段,采用大型天然石块构筑于河中形成横向构筑物,设计时避免全断面阻水,以利于水生动物在上下游迁移。5.5.2洄游通道保护与恢复由于入海河道建设防潮闸、拦沙坝等各类闸坝,对河口洄游性鱼类造成阻断影响,需在流域尺度上通盘考虑不同洄游鱼类的生活史需求,河道水系空间格局以及障碍物的空间分布,制定洄游通道保护与恢复的全局性解决方案。可根据闸坝上下游水头差、场地空间、目标鱼类物种习性、需要流量等因素,通过经济技术论证,因地制宜确定过鱼设施方案。过鱼设施包括鱼道、鱼闸、升鱼机及集运鱼系统等,低水头水坝或溢流堰可采用仿自然型鱼道。进行过鱼设施设计时应掌握主要过鱼种类的生物学特性及行为学特性,包括鱼类尺寸规格、栖息水层、趋流特性、克流能力、洄游模式、洄游行为等,缺少相应资料时应开展相关调查、测试及研究,鱼道设计应符合SL609的相关规定。5.5.3水系生态连通技术恢复河道水系连通性是入海河道生态修复的重要措施之一,包括修复河道纵向、侧向和垂向空间三维以及时间维度上的物理连通性和水文连通性,改善水动力条件,促进物质流、物种流和信息流的畅通流动。河道水系生态连通应在流域尺度下统筹考虑,进行河道水系连通性空间景观格局配置,优化河湖水系生态连通格局,提出适宜的工程措施与非工程措施。河道水系连通措施在纵向上包括河道生态清淤、新建生态河道、过鱼设施建设、闸坝生态改造、废弃闸坝拆除、仿生式多组合生态净水堰等,在横向上措施包括河湖通道恢复、堤防后靠、滩区小微水体连通、开口式堤防等,在垂向上包括渗透区保护、拟自然减渗、河床底质重构、低影响开发等。河道水系连通非工程措施包括水闸优化调度、岸线和滩区保护等。5.5.4入海河道流域水质自动在线监测技术水质自动监测技术是水环境保护监督管理的有机组成部分,是提升水环境保护监督管理整体水平的重要性基础。对入海河道流域各交汇处和水域线性代表性布设水质自动在线监测点位,针对特征污染物设置自动监测系统,能够实现自动采集水样,并自动进行处理、分析及数据上传,实现定点水质定量监测。实时监测所选点位水质情况,通过对所有点位水质自动对比分析,结合水环境专家的趋势分析及溯源分析,为整体流域的修复治理提供有效建议。5.6海绵城市技术5.6.1海绵城市建设原则海绵城市建设--低影响开发雨水系统构建的基本原则是规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设。规划引领,城市各层级、各相关专业规划以及后续的建设程序中,应落实海绵城市建设、低影响开发雨水系统构建的内容,先规划后建设,体现规划的科学性和权威性,发挥规划的控制和引领作用。生态优先,城市规划中应科学划定蓝线和绿线。城市开发建设应保护河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,优先利用自然排水系统与低影响开发设施,实现雨水的自然积存、自然渗透、自然净化和可持续水循环,提高水生态系统的自然修复能力,维护城市良好的生态功能。安全为重,以保护人民生命财产安全和社会经济安全为出发点,综合采用工程和非工程措施提高低影响开发设施的建设质量和管理水平,消除安全隐患,增强防灾减灾能力,保障城市水安全。因地制宜,各地应根据本地自然地理条件、水文地质特点、水资源禀赋状况、降雨规律、水环境保护与内涝防治要求等,合理确定低影响开发控制目标与指标,科学规划布局和选用下沉式绿地、植草沟、雨水湿地、透水铺装、多功能调蓄等低影响开发设施及其组合系统。统筹建设,地方政府应结合城市总体规划和建设,在各类建设项目中严格落实各层级相关规划中确定的低影响开发控制目标、指标和技术要求,统筹建设。低影响开发设施应与建设项目的主体工程同时规划设计、同时施工、同时投入使用。5.6.2海绵城市规划海绵城市总体规划(含分区规划)应结合所在地区的实际情况,开展低影响开发的相关专题研究,在绿地率、水域面积率等相关指标基础上,增加年径流总量控制率等指标,纳入海绵城市总体规划。6入海河道流域生态修复维护与管理6.1总体原则为保障生态修复的稳定性和效益型,河道生态修复在最初方案设计时,需明确修复目标;在生态修复工程完成后,对工程区进行环境在线监测。此外,还应建立管理机制,使得生态修复后的河道趋于自我维持状态,不会短时间内恢复原状。建立维护与管理的长效运行机制,明确责任主体及其维护管理职责。建立公众参与与监督机制,提高公众参与水平与环保意识。6.2主要修复工程的维护与管理(1)河道形态、护岸维护与管理的主要内容一般包括河道岸线功能的保持、护岸结构的观测和保养、生态护岸的植物保护、防止人为破坏、垃圾清理等。(2)河道形态、护岸维护与管理的方法可从法律方法、行政主管部门的职责履行及专业养护工作三方面开展,一般要求如下:①以法律和地方法规的形式,明确河道岸线的保护范围和内容,通过法律、法规禁止擅自进行岸线重新调整、功能转化或其他改变河道岸线形态的活动。②确定行政主管部门的职责,对河道岸线形态、功能及生态护岸建筑物的技术状况进行定期检查,对受损坏的建筑物进行必要的维修,对功能明显存在缺陷的建筑物或植物进行局部改善。③行政主管部门可安排专业养护人员,或采取委托专业公司社会化管理的形式,进行专门的维护管理。(3)岸坡带植物维护与管理的主要内容一般包括植物残体的收获处理、植物病虫害防治、防止人为破坏、定期垃圾清理等内容。(4)岸坡带植物维护管理的一般方法及要求如下:①挺水植物一般采用地上部分收割的方式进行管理,留下必要的生存根茎,保证翌年春季的发芽。②浮水/叶植物生长迅速、繁殖速率较高时,宜进行及时的收割和清捞,保持一定的植物密度以维持净化效果。③病虫害的绿色防治方式可采用物理方法诱杀害虫,如灯光诱杀、粘虫板诱杀等;亦可考虑应用一些生物农药或植物性农药,如微生物农药、植物提取物等;也可在病虫害发生初期及时收割植物地上部分;根部发病时应及时拔除。④配置必要的维护管理工人进行日常的管理,如垃圾清理、植物收割补种等。⑤加强宣传教育,设置必要的宣传标志标牌,提高区域内居民对生态治理工程的理解和认识,加强生态环保意识,自觉参与到生态环保工程的保护行动中,减少人为破坏和干扰。(5)河道缓冲带维护与管理的主要内容一般包括植物的生长控制、生态系统完整性及健康程度、植物病虫害防治、人为侵占破坏、定期垃圾清理等内容。(6)河道缓冲带维护管理的一般要求如下:①河道缓冲带应维持原生生态系统的完整性,不应破坏当地原有的生态环境,且需辅助河道生态系统向有序、健康的方向发展。②缓冲带植被生长应具有适当的通达性,以方便水生及陆生动植物的迁移、交流,并宜兼顾人类亲近河道、亲近自然的要求。③缓冲带宜维持生态价值和经济价值的平衡,不宜追求其中之一而改变缓冲带的设计功能目标。④宜采用界碑明确河道缓冲带的保护范围。⑤严格控制人类经济和社会活动占用缓冲带的保护范围,制定适宜的度量限制标准,明确缓冲带范围内的人类活动限度。原则上不应在缓冲带范围内扩建生活用地设施,或将生活用地变性为生产和商业用地。⑥管理行为及方式应有利于河道缓冲带生态系统向有序、健康的方向发展。⑦应定期对河道缓冲带内的植物进行收割、清理、优化,辅助河道缓冲带的生态系统趋于完善。(7)河道缓冲带维护管理的一般方法及要求如下:①以法律和地方法规的形式,明确河道缓冲带的范围和保护内容,河道缓冲带范围内,可通过法律、法规禁止下列行为:新建公共基础设施以外的建筑物、构筑物;挖砂、取土、采石等;堆放废弃物、倾倒垃圾;擅自砍伐树木、毁坏花草;擅自截流引水;建房、建窑、建坟;使用剧毒、高残留农药、含磷洗涤品及不可降解塑料制品等有害物质。②明确河道缓冲带的行政主管部门,安排专门的责任人。也可自行安排专业养护人员,或采取委托专业公司社会化管理的形式,进行专门的维护管理。(8)水质维护与管理需按照法律法规,明确流域水质监测点位,确定监测频次,根据地方要求确保水质符合地方及国家标准。(9)水质应急管理的一般要求如下:①突发性水环境污染事故,尤其是有毒有害化学品的泄漏事故,往往会对水生生态环境造成极大的破坏,并直接威胁人民群众的生命安全。因此,突发性环境污染事故的应急监测与环境质量监测和污染源监督监测具有同样的重要性,是环境监测工作的重要组成部分。②为迅速查明污染物的种类、污染程度和范围以及污染发展趋势,及时、准确地为决策部门
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