城市水環(huán)境與河道生態(tài)治理VIP

1、1城市水環(huán)境與河道生態(tài)治理陳 荷 生23一.問題 需求 目標 國家水污染防治行動計劃等重大戰(zhàn)略部署 水環(huán)境治理關(guān)系到國家生態(tài)文明建設(shè) 黑臭水體.海綿城市和飲用水安全是水環(huán)境治理的著力點 社會進步.民眾需求和科技發(fā)展目標需求 創(chuàng)新 協(xié)調(diào) 綠色 開放 共享456789我國湖泊面臨的主要問題n水量縮減，湖水面萎縮水量縮減，湖水面萎縮n湖泊富營養(yǎng)化加劇湖泊富營養(yǎng)化加劇n流域水土流失嚴重流域水土流失嚴重, 湖盆淤塞嚴重湖盆淤塞嚴重 n農(nóng)藥等有毒化學品入湖量增加農(nóng)藥等有毒化學品入湖量增加 n濱湖區(qū)人為活動影響加劇濱湖區(qū)人為活動影響加劇 n水生生態(tài)系統(tǒng)退化水生生態(tài)系統(tǒng)退化, 生物多樣性受損生物多樣性受損 n

2、局部區(qū)域湖泊酸化明顯局部區(qū)域湖泊酸化明顯 n全球氣候變化的影響效應(yīng)逐步顯現(xiàn)全球氣候變化的影響效應(yīng)逐步顯現(xiàn)10湖泊面臨著嚴重富營養(yǎng)化和復(fù)合污染問湖泊面臨著嚴重富營養(yǎng)化和復(fù)合污染問題題1112二.城市河道生態(tài)治理（技術(shù)內(nèi)涵.核心.本質(zhì)）1314黑臭河道治理目標 2015 年底前：地級及以上城市建成區(qū)應(yīng)完成水體排查，公 布黑臭水體名稱、責任人及達標期限。 2017 年底前：地級及以上城市建成區(qū)應(yīng)實現(xiàn)河面無大面積 漂浮物，河岸無垃圾，無違法排污口；直轄市、省會城市、計 劃單列市建成區(qū)基本消除黑臭水體。 2020 年底前：地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在 10%以內(nèi)。 2030 年：城市建成區(qū)黑臭水

3、體總體得到消除。15河道生態(tài)治理以流域或區(qū)域為單元 河道生態(tài)治理必須以流域或區(qū)域為單元規(guī)劃 設(shè)計 施工，遵循水循環(huán)運動規(guī)律，統(tǒng)一規(guī)劃，分區(qū)分期實施（深） 海綿城市規(guī)劃設(shè)計同樣應(yīng)遵循這一基本原則，防洪排澇首先流擔綱主責，流域或區(qū)域控制，分區(qū)消納治理 河流水網(wǎng)技術(shù)及管理兩大體系建立的基礎(chǔ)是流域和區(qū)域?qū)用?6與相關(guān)規(guī)劃協(xié)調(diào) 河道生態(tài)治理必須與： 城市總體戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃 城市給排水管網(wǎng)規(guī)劃 城市土地利用規(guī)劃 城市水環(huán)境治理與保護規(guī)劃 城市防洪排澇規(guī)劃 河流水系水（環(huán)境）功能區(qū)劃 生態(tài)文明城市規(guī)劃等相關(guān)規(guī)劃協(xié)調(diào)1718192021222324河流生態(tài)治理的本質(zhì)解讀 水污染防治和生態(tài)修復(fù)與重建是在河湖生態(tài)系

4、統(tǒng)受到污染損益的背景下，運用發(fā)展生態(tài)理論和生態(tài)動力學原理實施的生態(tài)工程，其本質(zhì)是以工程、環(huán)境、生態(tài)相結(jié)合來解決河湖可持續(xù)發(fā)展或稱“生態(tài)位”修復(fù)和整合的工程技術(shù)。因此，流域的水污染防治必須以生態(tài)的理念、方法和技術(shù)來實施，科學整合和集成物理、工程、化學和生物領(lǐng)域的先進成果，以生物科技為核心恢復(fù)和維系生物多樣性，盡可能地恢復(fù)和創(chuàng)建多元化生態(tài)環(huán)境類型，建立多層次穩(wěn)態(tài)生物種群和結(jié)構(gòu)，增強在外來脅迫下水生態(tài)系統(tǒng)的自穩(wěn)性。25262728入河排污口封堵或再規(guī)劃 入河排污口應(yīng)結(jié)合城市給排水規(guī)劃再規(guī)劃.封堵入河排污口是治理的必備條件 其總體設(shè)計 1)取消排污口，納入并完善排水管網(wǎng).由污水處理廠統(tǒng)一處理 2)將分

5、散排污口集中納城市管網(wǎng) 3)再規(guī)劃引入異地濕地或前置庫處理 4)增設(shè)獨立分散式處理裝置。 2930城市河道生態(tài)治理技術(shù)路線（1）1.現(xiàn)狀調(diào)查.規(guī)劃資料收集與存在問題分析 生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與分析 河道水位.流速.防洪排澇等調(diào)查分析 外源污染物（排污口）調(diào)查及分析; 城市面源調(diào)查（土地利用類型）及分析 河道水工建筑物（橋梁.道路）及調(diào)度調(diào)查 陸域植被調(diào)查分析 規(guī)劃資料整理與分析 2.確定建設(shè)目標與任務(wù)（分類） 3.針對存在問題,明確不同河段建設(shè)重點及主要內(nèi)容. 313233城市河道生態(tài)治理技術(shù)路線（2）4.河道生態(tài)治理設(shè)計 1)河道平面形態(tài)設(shè)計（現(xiàn)有河道及新建河道）-多變多形態(tài)并與周邊生境耦合設(shè)計

6、 2)河道縱向和豎向（new ider）形態(tài)設(shè)計（立體通透） 3)河道橫斷面形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計（全系列或半系列） 4)硬質(zhì)護岸材料.結(jié)構(gòu).型式等改造或改善 5)生態(tài)護岸多生境特征的結(jié)構(gòu).型式.材料設(shè)計;河 岸帶.河濱沖帶.綠化帶的型式.結(jié)構(gòu)設(shè)計 6)河道水質(zhì)凈化技術(shù)決擇與設(shè)計 7)親水性設(shè)施等其它水工.城建.景觀結(jié)構(gòu)及型式設(shè)計 34城市河道生態(tài)治理技術(shù)路線（3） 5.生態(tài)護岸材料優(yōu)選與匹配結(jié)構(gòu).施工設(shè)計 護岸材料必須滿足：結(jié)構(gòu)安全.穩(wěn)定.耐 久性好.易獲取.經(jīng)濟實用性好.施工方 簡易.易維護等 護岸材料類型主要有：石籠.生態(tài)袋.生 態(tài)混凝土塊.開孔式混凝土砌塊.疊 石.干砌塊石.網(wǎng)墊植被類.植生土

7、坡 拋石.原土加固類等等。 各類護岸材料均有相應(yīng)材質(zhì)或技術(shù)指標要求 35城市河道生態(tài)治理技術(shù)路線（4） 6.生態(tài)恢復(fù)與治理設(shè)計 1)陸域植物群落恢復(fù)與治理設(shè)計 2)水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)設(shè)計 7.河道斷面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)性.過水能力.護面抗 滑穩(wěn)定等校核 8.施工方案.投資預(yù)算.效益分析及環(huán)評 9.監(jiān)測.管理與維護運行3637退化河流物理、化學、生態(tài)和功能特征評價內(nèi)容評價內(nèi)容特征特征物理完整性江河生態(tài)基流滿足率低，縱向連通性差，閘壩及水電站多，江河自然岸線比例很小，河岸帶植被覆蓋度低，物理棲息地受到很強干擾且退化明顯化學完整性水生態(tài)系統(tǒng)受到人為干擾嚴重，水質(zhì)很差生物完整性水生生物群落以耐污物種占據(jù)絕對優(yōu)勢，除

8、耐受性強的雜食性種類外，其他水生生物種類較少功能完整性江河生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能受損嚴重，無法滿足人類需求38健康河流物理、化學、生態(tài)和功能特征評評價價方方面面 特特征征 物理完整性 江河生態(tài)基流滿足率高，縱向連通性好，無 閘壩及水電站，江河自然岸線比例大，河岸帶 植被覆蓋度高，接近水生態(tài)系統(tǒng)的自然狀況化學完整性 相對而言沒有人類的干擾，水質(zhì)很好生物完整性 所有期望出現(xiàn)的水生生物種類，包括耐受性極 差的種類都存在，有平衡的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)功能完整性 江河生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能非常重要，能夠充分發(fā)揮394041424344454647城市降雨徑流對河湖污染沖擊 十分重視城鎮(zhèn)化后,土地利用格局.性質(zhì).下墊面特性改變所

9、引起的城市水文條件的變化,尤其是初期降水中高濃度污染物（有.無機污染.特征污染物.重金屬等） 十分重視雨污分流,減輕河流污染負荷和沖擊負荷 十分重視降雨產(chǎn)流特征剖析，正確決擇 生態(tài)治理對策4849505152535455565758596061626364656667防控外耒物種入侵 近年來隨著經(jīng)濟飛躍發(fā)展，進入我國的入侵種數(shù)目迅速增 多，截至2013 年已達544 種，嚴重危害的過百種；內(nèi)陸水域入 侵種目前還缺乏詳盡的清查，但全世界十大惡性雜草之首的鳳眼 蓮（水葫蘆）和喜旱蓮子草（水花生）已在我國泛濫成災(zāi)；伊樂 藻、聚葉狐尾藻（綠羽毛草)和尼羅滿江紅（細綠萍）局部爆發(fā)， 且危害加大；梭魚草（

10、海壽花）、再力花（水竹芋）、水盾草（菊 花草）、傘草（風車草）、南美天胡荽（香菇草）、齒果澤瀉（皇冠草）和水罌粟（黃金英）已成景觀水體的優(yōu)勢種。68粉添狐尾藻69河道淤填斷流,生境損益70不利于喬灌草層次結(jié)構(gòu)的復(fù)式邊坡71阻隔水陸生態(tài)及能流的景觀護岸72自然型生態(tài)堤岸工程73自然生態(tài)堤岸植被過渡帶建設(shè)74生態(tài)石籠堤岸757677787980818283848586878889909192河道等級 防護綠帶寬度防護綠帶寬度 一級河道一級河道河道邊界外側(cè)各河道邊界外側(cè)各50米米 二級河道二級河道河道邊界外側(cè)各河道邊界外側(cè)各30米米 三級河道三級河道河道邊界外側(cè)各河道邊界外側(cè)各20米米 四級河道四級

11、河道河道邊界外側(cè)各河道邊界外側(cè)各15米米 五級河道五級河道河道邊界外側(cè)各河道邊界外側(cè)各10米米 六級河道六級河道河道邊界外側(cè)各河道邊界外側(cè)各10米米93太湖地區(qū)濱水帶常見植物 陸地濕生植物喬木：香樟、水杉、池柳、垂柳、河柳等；灌木：石楠、紫薇、桂花、夾竹桃、木槿等；草本：中華結(jié)樓草、狗牙根、鐵線草、麥冬等挺水植物蘆葦、香蒲、菖蒲、茭草、荷花、再力花、美人蕉、慈姑、席草、莎草等浮葉植物荇菜、金銀蓮花、睡蓮等沉水植物竹葉眼子菜、金魚藻、黑藻、苦草等94 水生植物生活習性及凈化能力參考表(1) 植物名稱生活習性及特點水質(zhì)凈化功能蘆葦多年水生或濕生的高大禾草，多生長在灌溉溝渠旁、河堤沼澤地等區(qū)域凈化吸

12、收水體中的懸浮物、氯化物、有機氮、硫酸鹽等，降低COD、TP，同時能吸收水中汞和鉛美人蕉多年生大型草本植物，生長速度快，亞熱帶地區(qū)終年常綠對生活污水綜合凈化能力強，可以有效吸收水體中的氮、磷等富營養(yǎng)物質(zhì)香蒲多年生水生或沼生草本，喜溫暖濕潤氣候及潮濕環(huán)境可以去除水中的氮磷營養(yǎng)元素 95 水生植物生活習性及凈化能力參考表(2) 菖蒲多年生濕生或挺水宿根草本植物對水體中氮磷去除效果較好；對Cd等重金屬有較強的富集能力； 再力花多年生挺水草本對總磷去除能力較強，對總氮和COD的去除也有一定的效果香菇草多年生挺水或濕生植物。植株具有蔓生性，性喜溫暖，怕寒冷香菇草對富營養(yǎng)化水體中氮磷的去除效果較好，但植株

13、較小，適合與高大挺水植物組合使用水蔥多年生宿根挺水草本植物，多生長在湖邊、水邊、淺水塘、沼澤地或濕地草叢中對水體中有機物、氨氮、磷酸鹽及重金屬都有一定的去除效果水罌粟多年生浮葉草本，常生活于池沼、湖泊、塘溪中對水體氮、磷元素除去效率較好竹葉眼子菜多年生沉水草本植物，在多種類型的基質(zhì)上都能繁茂生長，分布廣泛對總氮、總磷有很好的去除效果，對重金屬有一定的富集能力菹草多年生沉水草本植物，秋季發(fā)芽，冬春生長菹草對水域富營養(yǎng)化有較強的適應(yīng)能力，對總氮、總磷、氨氮、COD 有較好的去處效果；對鋅和砷有較強的凈化能力96伊樂藻伊樂藻適應(yīng)力極強，生長繁殖快，生長期長，四季存活在重富營養(yǎng)化水體中，伊樂藻在水面漂浮條件下可起到凈化水體的作用，對總氮、氨態(tài)氮、硝態(tài)氮、總磷、COD的去除效果較好黑藻多年生沉水植物。生存范圍廣、適應(yīng)能力強、生長速度快、富集能力強，是凈化污水的理想植物對總氮、總磷有非常好的去除效果，對不同懸浮泥沙含量的水體有較好的凈化效果。常在富營養(yǎng)化水體植被恢復(fù)工程中作為先鋒物種微齒眼子菜多年生沉水植物對水體中氮磷等各類營養(yǎng)元素都有非常好吸附效果狐尾藻多生于池塘和湖泊中，耐受弱堿性水對水體中的總氮、總磷和硝態(tài)氮有明顯去除效果金魚藻多年水生草本植物，懸浮或沉于