菱角湖水生态修复工程方案设计

实用文档BEOFAN江汉区菱角湖耕水技术生态修复工程方案设计珠海风光耕水环保技术有限公司2009年7月、总说明 (1)1.1 工程名称 (1)1.2工程地址 (1)1.3工程主管部门 (1)1.4设计依据 (1)1.5设计原则 (3)1.6设计范围 (3)1.7 工程目标 (4)1.8工程期限 (4)1.9工程投资估算 (4)、基本概况 (5)2.1气候特征 (6)2.2水环境现状 (7)2.2.1菱角湖水功能区划 (8)2.2.2水质现状 (8)三、方案设计 (9)3.1工艺方案的确定 (9)3.2构建湖水造流工程 (9)3.3完善外源污染控制工程 (11)3.4构建高效净水景观型漂浮湿地 (12)3.5构建健康湖泊生态系统 (12)3.6建立湖泊生态系统长效管理系统 (13)3.6.1建立管理机构 (14)3.6.2制订菱角湖保护条例 (14)3.6.3生态环境工程的管理与维护 (14)3.6.4突发污染负荷冲击应急处理方案 (16)四、工程投资估算 (18)4.1编制依据 (18)4.2工程投资说明 (18)4.3工程投资估算表 (19)4.4投资估算清单 (20)亠、总说明1.1工程名称江汉菱角湖水体生态修复工程1.2工程地址武汉市江汉区菱角湖1.3工程主管部门江汉区水务局1.4设计依据(1) 《中华人民共和国水法》，2002年；(2) 《地表水环境质量标准》，(GB3838-2002;(3) 《景观娱乐用水水质标准》，(GB12941-9)(4) 《湖北省水功能区划》，(鄂政函〔2003〕101号);(5) 《室外排水设计规划》，(GB50014-2006 ；(6) 《武汉市湖泊保护条例》，2002年；(7) 《城市排水工程规划规范》，(GB50318-2000 ;(8) 《武汉市地表水环境功能区类别》，(鄂政办函〔2000〕74号)；(9) 《武汉市中心城区湖泊保护规划(2004-2020)»，2005年；(10) 《武汉市水生态系统保护与修复规划》，武汉市水务局，2006年5月；(11) 中华人民共和国《景观娱乐用水水质标准》，(GB12941-9)(12) 《地表水环境质量标准》，(GB3838-2002;(13) 武汉市人民政府办公厅武政办〔2005〕9号文；《关于转发武汉市中心城区湖泊保护规划(2004~2020)的通知》，2005年1月17 日;(14) 《武汉市水环境治理与保护规划》，武汉市水务局，2005年3月；(15) 《江汉区菱角湖景观整治与截污工程》，武汉市政工程设计研究院有限责任公司；(16) 珠海风光耕水机环保技术有限公司对菱角湖有关现场调查资料；(17) 珠海风光耕水环保技术有限公司科技人员在水体生态修复、重建、构建工程等领域的多年研究和工程经验。

1.5设计原则（1）执行国家有关政策、法规，服从本项目招标文件要求，符合都司湖功能定位；（2）遵循国家、湖北省以及武汉市关于武汉市中心城区湖泊保护的有关设计基本要求与原则；（3）以人为本，注重生态；（4）坚持污染控制与水体生态修复并重，先有效控制消除主要污染源，继而有序实施水体生态修复，最终建立健康水域生态系统;（5）以人为本，人水和谐，为构建与校园建设相统一相协调的水域环境；（6）在进一步截除主要污染源的基础上，以水体原位治理和生态修复为主；（7）水质改善与保护工程与菱角湖景观建设相结合并彼此协调；（8）坚持技术可靠性、先进性、综合性、可操作性及经济合理性；（9）注重贯彻“循环经济”理念与清洁生产原则。

1.6设计范围本工程设计范围为江汉区西起唐家墩路，东抵菱角湖路，北至香港路，南到新华路，湖泊水域保护面积9.4ha1.7工程目标通过湖泊水质改善与水体生态修复的实施，使水质得到明显改善，水质从V类提高至GB 3838-2002 W类，湖泊生态系统初步得到修复，湖泊环境有较大改善。

1.8工程期限工程建设期4个月，其中，施工准备期20天，施工3个月，工程验收10天。

1.9工程投资估算工程建设总投资为145.92万元1、基本概况菱角湖位于香港路与菱角路交叉口，西起唐家墩路，东抵菱角湖路，北至香港路，南到新华路，于1999年建成菱角湖公园。

菱角湖汇水面积57ha,岸线总长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，调蓄容积3.2万m。

图2-1菱角湖卫星照片湖周边多为居住小区，以低层和多层建筑为主，中高层和高层主要集中在地块北部。

菱角湖周边现已形成比较完善的内部环湖步道，步道宽2.5m，走向基本沿现状湖岸线；外围唐家墩路、香港路等城市道路均已按规划形成。

菱角湖岸线全部为人工硬质驳岸，沿岸环湖步行道路景观结构较为简单，绿地狭窄。

2.1气候特征菱角湖地处江汉平原东部，属暖湿北亚热带大陆性季风气候，与武汉市气候变化规律基本一致。

湖区多年平均气温为16.7 C, 一月平均气温 3.2 C,极端最低气温为-18.1 C, 7月平均气温29.3 C,极端最高气温41.3 C以上，多年平均无霜期245d。

多年平均降水量1264.2mm，最大年降水量2057.9mm，最小年降水量715.3m m。

降水主要集中在春、夏两季，占全年降水量的75%左右。

大暴雨多发生在6、7月份，个别年份发生在8月。

6月中旬至7月中旬为梅雨季节，梅雨期，雨强大，历时长，降雨范围大，往往发生内涝。

梅雨期后进入盛夏，因受太平洋副高压控制，维持一段时间高温无雨天气，易产生伏旱和伏秋连旱，形成武汉市前涝后旱的一般规律。

多年平均年蒸发量为1148mm。

区域内多年平均日照时数2057小时，年最大日照时数2334小时，年最小日照时数1779小时。

区域内多年平均风力为2.5~2.9m/s ，最大风速一般17.0~19.0m/s ，实测最大风速27.8m/s。

风向除6月份为东南风、7月份为西南风外，其它月份为东北风。

表2-1汉口站降水量特征表2.2水环境现状菱角湖曾于1999年实施截污、清淤、景观绿化等整治工程。

2008年江汉区水务局开展了“菱角湖水体达标工程”一一利用微生物菌剂进行了生态治理与修复，水体水质较2007年有所提升，但难于维持。

221菱角湖水功能区划根据《湖北省水功能区划》（鄂政函[2003]101号文批复）、武汉市人民政府《武汉市水功能区划》（市政办[2005]2号），菱角湖功能规划为调蓄、景观娱乐、生态，水质管理目标为W类。

2.2.2水质现状对菱角湖2007年和2008年水质监测数据的分析结果表明，水质由2007年劣V类提升至2008年V累，均未达到水功能区水质管理目标，主要表现为生化耗氧量、总氮、总磷超标的类似生活污水的有机污染。

根据《湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定》对菱角湖水体营养状态进行评价，结果表明该湖泊已呈富营养化。

根据《武汉市中心城区湖泊水质提档升级分类控制指标表》，确定菱角湖2008年水质为V类-2档。

表2- 1菱角湖水质监测分析表三、方案设计3.1工艺方案的确定针对菱角湖水质污染的实际情况，结合我们多年在水体生态修复方面的工程实践经验，结合工程实施的可行性和经济性及菱角湖人文景观的需要，确定菱角湖水体生态修复工程由如下五个部分或单元组成：构建湖水造流工程完善外源污染控制工程构建高效净水景观型漂浮湿地构建健康湖泊生态系统构建湖泊长效管理系统3.2构建湖水造流工程由于湖泊完全封闭，除降雨和少量地下水补给外，无其它补给水源，湖水呈一潭死水。

“流水不腐”，为使湖水活起来，需设法搅动湖水，让缺氧的底层水与富氧的表层水混合流动均质化。

加大水体的自然富氧能力，激活水底生命系统及底质在湖水净化中的重要功能。

本工程设计采用先进的低能耗风光耕水机搅动湖水，均化湖水水质。

由于湖面小、湖水流动性差，水中溶解氧存在分层与底层水缺氧 的现象，仅靠自然富氧量已不能满足需氧净化作用的需求。

因此，采 取强化措施提高湖泊水体的含氧量和水的层级水流交换，改变湖泊单 纯依靠大气富氧的被动机制，转变为大气富氧、人工曝气富氧相结合 的主动机制，为净化水体污染物的各类生物特别是活性微生物群落创 造有利的生境，也为快速消除有机污染物创造有利条件， 同时增加水 体的流动性。

禅■生is 的克命ft 用」 「慢酗■呻IT 聞 |EB 黑羽 降如值的非用 --------- 10/I 円花西、旳，勺：产浮谕生悔初田地(廿"｛徃徹生将的止淹!*」湖水造流增氧是在机械的作用下加速表层水流向四周扩散以及 表层与下层水间的对流，使含氧高的表层水变成薄薄的层流在水底流 动，这样表层水的氧气就能够有效地供给水底的淤泥， 淤泥的表面就 形成好氧细菌的过滤床，水底的磷、氮、淤泥就是这块田地的肥料被用于作为宝贵有机资源的浮游生物的繁殖，浮游生物成为昆虫和鱼、食物链耕水机(BIOFAN)功能示意图 氐^1*«水底 A I l贝类的饵食从而被消灭，达到净化水质的效果。

亠-二湖面共布设GYS3-60V耕水机12台，每台耕水深度1.8M,耕水面积10亩，工作电压220V,外形尺寸3090*810 （直径*高）耕水机耗电量计算：60W * 24h =1440W 1440W * 365d/1000=526 度12 * 526 =6312 度每度电0.57 元*6312=3598 元3.3完善外源污染控制工程湖周虽已实施市政截污工程，但每逢大雨周边雨水及污染严重的地表径流大量漫流入湖，造成湖水严重污染，因此需建设初期地表径流截留净化工程，即在沿湖环湖步道向湖侧建设渗漏盲沟和截留挡3.4构建高效净水景观型漂浮湿地由于湖区地处市区中心，受人为干扰负面影响很大，各种入湖外源污染难于根本控制，因此需构建有效的湖水泵位净化工程设施，措施之一就是构建漂浮湿地。

经计算需建2000吊漂浮湿地。

3.5构建健康湖泊生态系统(1) 构建水生植被沉水植物是水体自净生态系统生物链中重要的“生产者”，它们能直接吸收水体中的氮、磷等营养物质；控制藻类的发展，提高湖水透明度；利用透入水层的太阳光和水体好氧生化分解有机物过程产生的CO进行光合作用并向水体放氧，从而促进水体好氧生化自净作用；同时它们又为水体其他生物提供生存或附着场所，提高生物多样性，完善水体生态系统的结构和功能，达到原位治理的目的。

同时，沉水植物可形成“水下森林”的景观。

为了净化菱角湖水质，主要措施之一是种植沉水植物，改变单一菹草群落植被的现状，增加苦草、眼子菜科、金鱼藻、黑藻群落。

种植面积为水面积的25%即23500吊。

(2) 培育重要鱼类种群为了保证水生植物的生长，提高水体生态系统的生物多样性，完善湖泊生态系统的生物链，必须建立合理的鱼类种群结构。