河流生态修复导则国内外研究进展

2020年3月8日星期日1河流生态保护与修复导则国内外研究进展赵进勇中国水利水电科学研究院2011年12月14日2020年3月8日星期日2汇报内容研究背景国内外调研美国EPA人工湿地设计导则日本中小河流修复技术标准河流生态保护与修复规划编制导则总结2020年3月8日星期日3一、研究背景—国家政策导向水利部水资源[2004]316号关于水生态系统保护与修复的若干意见国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）2008年12月，水利部批复了《全国主要河流水生态保护与修复规划任务书》国家十二五规划2011年中央一号文件从科学技术角度探求保护与恢复受损生态环境的技术与对策，将生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建列为优先研究的主题。部署开展我国主要河流水生态保护与修复规划编制工作，并已在全国10多个城市先后开展了水生态保护与修复的试点工作。坚持保护优先和自然修复为主，加大生态保护和建设力度。继续推进生态脆弱河流和地区水生态修复。树立科学发展观，贯彻治水新思路，通过水资源的合理配置和水生态系统的有效保护，维护河流、湖泊等水生态系统的健康，积极开展水生态系统的修复工作，逐步实现水功能区的保护目标和水生态系统的良性循环，支撑经济社会的可持续发展。二、研究背景—国内现状水利部水生态系统保护与修复规划的十多个试点陆续展开2020年3月8日星期日4二、研究背景—国内现状2020年3月8日星期日5国内的河流生态保护与修复工程建设发展迅速成都府南河桂林两江四湖秦皇岛汤河首都省会一般城市；经济发达欠发达地区；城市乡村银川艾依河北京转河海宁辛江塘2020年3月8日星期日6二、研究背景—国内现状河流生态保护与修复工程的规划、设计、施工、验收等方面无标准可循。我国现行的一些标准在河流生态保护与修复方面存在内容缺失现象。河流生态保护与修复规划编制导则2020年3月8日星期日7二、国内外导则研究调研美国英国欧共体澳大利亚加拿大日本韩国国内部门导则浙江北京上海台湾地区亚洲河流生态修复网络联合国粮农组织调研资料来源示意图国外导则国内导则国际组织导则2020年3月8日星期日8二、国内外导则研究调研美国农业部、环保署、内务部等联合编写的《河流廊道修复的原理、方法和实践》美国陆军工程兵团编写的《河流调查与河岸加固手册》美国陆军工程兵团编写的《河流修复工程的水力设计手册》2020年3月8日星期日9二、国内外导则研究调研英国河流恢复中心（RRC）编写的《河流修复技术手册》欧共体编写的《欧盟水政策领域的行动框架指令》澳大利亚水资源和河流委员会编写的《河流修复手册》加拿大安大略省编写的《河流修复手册》2020年3月8日星期日10二、国内外导则研究调研日本河道整治中心编写的《多自然型河流建设的施工方法及要点》日本多自然河流建设研究会编写的《中小河流修复技术标准说明》韩国建筑技术研究院编写的《河流修复手册》2020年3月8日星期日11二、国内外导则研究调研2004年水利部印发了《关于水生态系统保护与修复的若干意见》2005年建设部发布了《城市湿地公园规划设计技术导则（试行）》2020年3月8日星期日12二、国内外导则研究调研浙江省质量技术监督局2006年10月1日发布了浙江省地方标准《河道建设标准》DB33北京《中小河道治理导则》上海《河道生态整治导则》（在编）上海市水务局和市绿化和市容管理局2009年发布了《上海市河道绿化建设导则》台湾编写了《生态工法技术参考手册》2020年3月8日星期日13二、国内外导则研究调研亚洲河流生态修复网络2009年编写的《基于流域生态适宜方法的河流修复导则》联合国粮农组织（FAO）2008年编写的FAO渔业技术手册第6册第1增补部分《针对渔业的内陆水域修复手册》2020年3月8日星期日14二、国内外导则研究调研欧美等一些发达国家或地区以及一些国际组织编写了多部河流生态修复的技术导则、法令或手册，在河流生态治理方面发挥了积极作用，这方面的经验值得我们借鉴。我国少数经济发达地区在进行防洪建设和河道整治工程中，已经开始考虑河流生态需求，探索制定本地区河流生态修复导则。大部分地区在河流生态修复规划设计、湿地工程建设中迫切需要有关技术导则的指导，这些导则也将是对已发布的规范和导则的有力补充。2020年3月8日星期日15三、美国EPA人工湿地设计导则对美国环境保护署（EPA）出版的两本技术资料进行了翻译整编：《ConstructedWetlandsTreatmentofMunicipalWastewaters》《SubsurfaceFlowConstructedforWastewaterTreatment-ATechnologyAssessment》2020年3月8日星期日16三、美国EPA人工湿地设计导则内容共包括七章，约35万字第一章引言第二章人工湿地介绍第三章去除原理及人工湿地模型第四章表流人工湿地第五章潜流人工湿地第六章系统施工、启动、运行和管理第七章案例介绍2020年3月8日星期日17三、美国EPA人工湿地设计导则第一章引言术语介绍常见误区人工湿地适用条件第二章人工湿地介绍表流（FWS）人工湿地的构成潜流湿地床（VSB）系统构成2020年3月8日星期日18三、美国EPA人工湿地设计导则第三章污染物去除原理及人工湿地模型悬浮物分离、转化机理有机物分离、转化机理氮去除、转化机理磷去除、转化机理病菌去除、转化机理其它污染物的去除和转化机理人工湿地模型表流湿地的主要机理人工湿地模型创建的流程图2020年3月8日星期日19三、美国EPA人工湿地设计导则第四章表流人工湿地预期性能；湿地水文条件；湿地水力学；湿地系统设计及尺寸；施工要点等。参数设计标准出水水质BOD≤20或30mg/L,TSS≤20或30mg/L预处理氧化塘设计流量Qmax（最大月流量）和Qave（平均流量）需达到的最大BOD负荷（整个系统）20mg/L：45kg/ha-d；30mg/L：60kg/ha-d需达到的最大TSS负荷（整个系统）20mg/L：30kg/ha-d；30mg/L：50kg/ha-d水深0.6-0.9m长满植物区；1.2-1.5m敞水区；1.0m入口沉淀区1区（和3区）中的最小HRT（在Qmax时）长满植物区2天2区中的最大HRT（在Qave时）敞水区（根据气候）2-3天最少单元数每一序列中3个最少序列数2（除非很小）水池几何形状（长宽比）最适AR3:1至5:1，但是受场地限制；AR＞10:1时可能需要计算回水曲线入口沉淀区用途失败，预处理未能截留可沉淀微粒时入口在单元入口区域均匀分布入水到出口在单元出口区均匀收集出水出口堰负荷≤200m3/m-d挺水植物香蒲或水葱（首选本地品种）沉水植物眼子菜，伊乐藻等（参考第二章）设计孔隙率长满植物区中挺水植物密集时为0.65；长满植物区中挺水植物不太密集时为0.75；敞水区为1.0单元水力学每一个单元都应该是可完全排干的；应设置灵活的内部单元管道系统允许进行必要的维护；独立的、单一功能单元能使处理效果达到最佳表流人工湿地推荐设计标准适度参考2020年3月8日星期日20三、美国EPA人工湿地设计导则第五章潜流湿地系统湿地水文系统；设计原理；设计时需考虑的因素；实际应用；间歇式潜流湿地系统等。潜流湿地分区示意图2020年3月8日星期日21三、美国EPA人工湿地设计导则第六章系统施工、启动、运行和管理人工湿地系统的施工：水池施工；湿地植物种植等。运行维护：水流均匀性维护、湿地植物管理、气味控制、蚊虫控制、隔堤结构维护等。监测：常规监测项目包括进水和出水流量、水质、水位以及生物状况等指标。生物监测包括微生物种群变化、优势植物覆盖率、以及大型无脊椎动物和代表性鱼类的数目变化等。官厅水库黑土洼湿地2020年3月8日星期日22三、美国EPA人工湿地设计导则第七章案例介绍表流人工湿地密西西比州WJC湿地系统一、二期结构示意图加利福尼亚州Gustine湿地系统结构示意图密西西比州WJC湿地系统三期结构示意图2020年3月8日星期日23三、美国EPA人工湿地设计导则潜流人工湿地纽约州Monia潜流湿地系统结构示意图内华达州Mesquite潜流湿地系统结构示意图路易斯安那州Mandeville潜流湿地系统结构示意图2020年3月8日星期日24四、日本中小河流修复技术标准目录1本书的目的和使用方法1.1目的1.2本书的使用方法1.2.1本书所讨论的河流1.2.2本书所涉及的河流条件1.2.3本书的构成2多自然河流建设中河流计划基础2.1概述2.2中小河流平面和纵断面设计基本事项2.2.1设计最高水位的确定2020年3月8日星期日252.2.2河流深泓线及宽度2.2.3断面形状2.2.4纵断面形状2.2.5粗糙系数2.2.6管理用道路等2.2.7维护管理的考虑2.3中小河流平面、纵横断面的设计2.3.1多自然河流建设的河道规划流程2.3.2掌握现状河道特性，确定目标2.3.3设计洪水位的初设2.3.4平面形状的初设2.3.5设计横断面形状四、日本中小河流修复技术标准2020年3月8日星期日26四、日本中小河流修复技术标准2.3.6设计纵断面形状2.3.7判断设定内容的合理性2.3.8用于河道规划的核查表2.4设计横断面形状方法实例选集3工程案例相关资料2020年3月8日星期日河流生态保护与修复规划编制导则（征求意见稿）共包括七章、125条、5个附录。第一章总则第二章基本术语第三章调查分析第四章河流生态保护与修复规划第五章城市河流生态保护与修复第六章规划工程实施方案第七章项目监测、评估和管理五、河流生态保护与修复规划编制导则（征求意见稿）2020年3月8日星期日附录A河流生态保护与修复规划编制提纲及成果要求附录B河道糙率确定方法附录C生态经济评价矩阵方法附录D生态型岸坡防护方法附录E报表格式标准用词说明条文说明五、河流生态保护与修复规划编制导则（征求意见稿）2020年3月8日星期日第一章总则本导则适用于全国中小型河流的生态保护与修复规划以及河流管理工作。应在流域综合规划的指导下，与防洪、灌溉、供水、发电、航运等专业规划相协调。对河流生态系统应先保护、后修复，保护与修复兼顾。应明确河流生态保护与修复项目的范围和尺度。在流域范围内编制河流生态保护与修复规划，在河流廊道尺度上进行河流生态保护与修复工程设计，在河段尺度上逐步实施。五、河流生态保护与修复规划编制导则（征求意见稿）2020年3月8日星期日第二章基本术语河流生态修复（riverrestoration）水利工程的胁迫效应（stressesofhydraulicengineering）河道基流量（streambaseflows）指示物种（indicatorspecies）水文情势（hydrologicalregime）生物群落多样性（biologicalcommunitydiversity）胁迫因子（stressfactors）缀块-廊道-基底景观格局(landscapepatternofpatch-corridor-matrix)空间异质性（spatialheterogeneity）五、河流生态保护与修复规划编制导则（征求意见稿）2020年3月8日星期日河流廊道（rivercorridor）生态系统自修复(ecosystemself-rehabilitation)河流连续性（rivercontinuity)负反馈调节设计法（designmethodofnegativefeedbackadjustment）兼顾生态的水库多目标调度(multi-objectiveecologicaloperationsofreservoirs)河道内栖息地（in-streamhabitat）可持续利用的生态良好河流（goodecologicalriverswithsustainableusing）五、河流生态保护与修复规划编制导则（征求意见稿）2020年3月8