河湖生態修復工程

2017-03-17 08:43:18 xiaoyifan 408

  河湖 是人類濱水活動空間的重要組成部分,是具有攔洪調蓄、景觀觀賞和生態服務等多種功能的人工水利工程建筑,具有匯水面積小、匯水量小、交換水量調節能力小、受污染風險大、生態環境脆弱、發生富營養化的可能性較大等特點。

河流生態修復的概念最早是在德國提出的,它強調水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同時,還應該達到接近自然的目的,特別強調河溪治理工程中的自然美學成分。國外河湖生態修復技術研究起步較早,取得了很多理論成果和工程實踐經驗;而我國生態修復技術的研究仍然很不成熟,人工河流湖泊的生態修復工作仍處于起步階段,很多工作仍著眼于修復河流某一方面的功能,技術大都比較單一,生態修復工作還有待加強。目前,在人工湖設計方面有很多研究,但大多側重于人工湖的空間景觀設計,或簡單地改善人工湖水質狀況,而對運用生態修復技術對人工湖進行生態修復的設計研究還較少。

本研究以廣州市白云人工湖生態修復為例,對白云湖生態修復工程進行設計研究,旨在借此研究人工湖的生態綜合修復技術,提高人工湖的生態服務水平,為人工湖的生態修復建立示范,促進環境友好型社會的進一步發展。

人工湖的設計應首先與城市的總體規劃、道路規劃、景觀規劃、環保規劃等相協調;其次要從其功能性出發,綜合考慮,在滿足其人文、景觀和生態等功能的基礎上,減小環境影響,降低建設、運營費用,節約社會資源;最后人工湖的設計應具有可操作性,易于實施,方便管理。

1白云湖建設背景

廣州市背靠白云山,懷抱珠江,形成了“六脈皆通海、青山半入城”的山水城市格局。位于廣州市白云區中部的石井河是一條連接著廣州河段西航道飲用水源的河涌,具有防洪、排澇、灌溉、航運及景觀等多種功能,屬一類河涌。近年來,隨著城市化進程加快,石井河的水質受到了嚴重的有機污染,占市區總供水量70%的西航道飲用水源的水質因此受到了嚴重威脅,人們的生命健康以及地區的經濟發展因此受到了嚴重影響。為此,廣州市特意開展北部水系建設工程,以解決廣州北部河涌的污染問題。

而白云湖作為廣州市北部水系建設首期工程,其設計作用是將引水沉淀、生物凈化后引入廣州北部河涌,改善北部河涌水質并為其補水,另外,兼顧雨水調蓄、防治洪澇災害的功能。因此,白云湖的建設對廣州市北部城區的環境改善以及經濟發展具有極其重要的作用。

2白云湖生態修復工程設計

2.1白云湖概況

白云湖(113°13′E、23°12′N)位于廣州市白云區西北部,地處環蟯村的北側,西臨廣清高速公路,東臨機場高速公路及+*J國道,北靠建設中的華南快速,京廣鐵路及正在建設中的石井大道從人工湖的中間穿過,將白云湖分東、西兩部分。白云湖地理位置情況見圖1。

白云湖東湖部分規劃總面積為1.13km2,水域面積為0.57 km2;西湖部分規劃總面積為0.94 km2,水域面積為0.48 km2,是廣州市最大的人工湖。白云湖于2006年12月開工建設,2010年4月正式通水,目前已基本建設完畢。建成后的白云湖總面積2.07 km2,水面面積1.05 km2,日輸水100萬m3,總庫容200萬m3。白云湖自珠江西航道引水,經廣和泵站提水后,采用重力自流方式通過引水渠引入白云湖西湖,在西湖經沉淀、湖濱帶凈化后,流入白云湖東湖,在東湖經過生物處理后引入石井河,沖刷石井河河道并為其補水。

2.2白云湖生態修復設計方案

白云湖是具有生態服務功能的綜合性人工湖泊公園,其生態修復以水質改善為依托,白云湖水質要求為《景觀娛樂用水水質標準(GB 12941-91)》中C類標準。在工程設計中針對白云湖總磷(TP)、總氮(TN)和五日生化需氧量(BOD5)等指標超標的水質現狀,結合白云湖工程布置,將白云湖水體生態修復工程分為常規修復和應急修復。

常規修復是指白云湖的日常生態修復,包括兩大處理單元,即入湖前的引水渠道處理單元和入湖后的湖區處理單元。其中渠道處理單元采取沉淀池沉淀、炭素纖維生態草、微納米氣泡發生裝置、生態護岸等措施;湖區處理單元采用炭素纖維生態草、微納米氣泡發生裝置、太陽能動水除藻、生態浮床、生態護岸等措施。白云湖生態修復總體技術情況見圖2。

應急修復是指當白云湖遇到突發性水污染等降低水質、破壞生態的事件時所作出的緊急處理,應急修復的主要形式是對白云湖投放微生物菌種。微生物菌種修復在降解有機污染物方面具有處理效果好、見效快的優點,可快速改善水質。但由于其后續影響的不可預知,故僅作為應急處理措施。白云湖各項修復技術布置情況見圖2。

白云湖各項常規生態修復處理技術原理如下:

(1)微納米曝氣

水體產生黑臭的一個主要原因就是水體中溶溶解氧(DO)濃度降低。微納米氣泡發生裝置是當前曝氣充氧行業最先進的曝氣裝備,其所產生的微納米氣泡具有較大的表面積。而且微納米氣泡在水中停留時間長,氣泡小,溶氧率高,上升速度慢,可迅速達到氧飽和,溶氧時間短。.

微納米曝氣一方面可以加速水體復氧過程,增加水體中DO濃度,氧化水體中還原性的鐵和錳,消除黑臭情況的產生;另一方面曝氧過程產生的微氣泡系統能夠促進懸浮物(SS)和部分有機污染物的沉淀,微納米曝氣還有利于水生植物對水體中TN、TP的去除。

詳情請點擊下載附件:人工湖生態修復工程設計

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