慈溪市城河治理建成段水生态修复工程

1一、综述1.1项目背景1.1.1项目名称慈溪市城河治理建成段水生态修复工程1.1.2建设单位慈溪市城河治理工程指挥部1.1.3方案设计单位宁波星荷园林景观发展有限公司1.1.4工程地址慈溪市大塘江、浒山江、邵家路江、东城河、城东新村横江。1.1.5项目提出理由与过程慈溪市随着其经济的发展，人口的增加，生活水平的提高，水的需求和消耗量不断增多，相应的废水排放量也在不断的增多，由于污水处理设施和面源控制的滞后等原因，城市水环境污染严重，河网水体己基本失去水环境功能，饮用水源水库富营养化问题突出，使慈溪这个严重缺水的地区正面临着水源型缺水与水质型缺水．日益加剧的水污染，正威胁着慈溪市经济的可持续发展、危害慈溪人民的生活质量以及水体生态系统。防治河流湖泊等水体富营养化已是社会经济和生态环境建设的一项迫切需求。对此，慈溪市政府、市人大高度重视，对水资源实行外引内治策略。为了实现内治的目标，市政府及有关部门从1997年开始对已发臭发黑城河进行了分区、分阶段清淤、截污治理，治理后的城河水质虽然得到了一定改善，但水质仍处于重度富营养化状态。2004年3月以来又实施中水调控，以搞2活水体，但水质富营养化化情况仍未好转。为此，慈溪市环局、慈溪市建设局、慈溪市水产研究所，于2004年2月到2005年10月，在慈溪市峙山文化广场A区河道，开展了《城河生态修复治理技术研究》研究项目，2005年11月3日，通过专家鉴定，并建议抓紧做好推广应用工作。因此实施城河建成段的水生态修复工程，以控制慈溪城河的水体富营养化，使水体从富营养型转到中营养型，使城河治理达到水质清澈、景观优美，对实现慈溪市成为生态模范城市的目标具有非常重大的意义。1.1.6方案设计的依据及其采用标准与规范1）《慈溪市城河治理建成段水生态修复招标文件》，慈溪市城河治理工程指挥部，2005年12月；2）由业主提供的有关本方案设计的书面答疑文件，2006年1月；3）《慈溪市城河治理建成段水生态修复工程可行性研究报告》，慈溪市城河治理工程指挥部；4）《慈溪市城区河道污染治理图及河道断面图》；5）《慈环监报水-2005-140号及水-2005-141号监测报告》；6）河道规划蓝线（电子版）；7）《地表水环境质量标准》，GB3838－2002。8）《地表水资源质量标准》，SL63－941.2项目概况1.2.1地理位置本项目位于我国东部海滨城市浙江省慈溪市城区，北临杭州湾。31.2.2工程规模对已经截污、清淤的大塘江、浒山江等5条(段)河道进行生态修复，河道总长9146m，蓄水标高以黄海高程2．00m计．具体见下表：名称起至长度(m)河宽(m)水深(m)备注东城河南起金山后横江，北至大塘江1172101.9北岸土斜坡，河底未做毛石衬砌浒山江南起饲料厂三江口，北至周家路江后二房闸2530202.4河底已做毛石衬砌大塘江东起住宅公司土坝，西至鸣山闸2620182.4河底未做毛石衬砌邵家路江南起大塘江，北至北二环线1306102.4河底已做毛石衬砌城东新村横河(老二灶江)南起大塘江，北至周家路江150872．3河底未做毛石衬砌1.2.3水质净化目标在污染负荷能够控制，水位能调控的前题下，达到以下水生态修复目标：(1)水质指标pH：6-9DO：3mg/LCODMn：10mg/LBOD5：6mg/LNH3-N：1.5mg/L4TN：2.0mg/LTP：0.3mg/LSD：1.0mChla：0.015mg/L(2)水生植被修复目标使城河水生态系统食物链中的生产者：具有多样性种群的，暖季、寒季能自然交替的，以沉水植物为优势种群的稳定的植物群落。构建的水生植物面积占工程总水面的33％～50％。1.2.4方案设计的原则1）原位治理为主原则。在所治理河道内就地构建水质净化工程和生态修复工程。2）清洁治污原则：治污过程不产生二次污染。3）技术先进性、经济合理性和可操作性原则相结合。1.2.5主要技术经济指标治理河道总长与总水面水质净化指标水生植物修复面积工程总投资两年调试与维护管理费占地总长9146m总水面13.3万m2pH6～9DO3mg/LCODMn10mg/LBOD56mg/LNH3-N1.5mg/LTN2.0mg/LTP0.3mg/LSD1.0mChla0.015mg/L占水面46.52％河道原位治理，不另占土地51.3问题与建议1）实践表明，以水生植物为主体的河道水质净化生态工程系统有除氮能力，但有限度，如水生植被覆盖度高达70％～80％的长江下游某湖泊，水生植被磷和氮的净化量仅为3.78gP/(m2·a)和29.8gN/(m2·a)。因此当用总氮含量高的污水厂中水作为城河补水时，河道水质难以达到目标。而用总氮含量高、C/N比低于6的中水（慈溪污水厂中水即属此类）补充城河时水质达标更难，不止于此，还会引起河水总氮含量增加，导致水体严重富营养化和蓝藻水华发生。而且总氮含量会有所增加。鉴于此，建议中止对治理河道的中水补给措施。同时建议加强沿河截污系统的监管。2）调查表明，本工程部分治理河段还污染较严重，水质条件难以满足水生植物种植等水体生态修复技术的实施，建议对这部分河段可采取对河道生态环境无不良影响的人为强制清水措施和实行水位调控等，以促进水体生态修复工程实施。6二、工程区环境概况2.1地形、地貌与土壤概况慈溪市地处杭州湾周边的冲积平原河网区，地势平坦，河道密集，地表冲积和淤积层厚，土壤粘性较强，透气性较差，偏碱。2.2水文特征本项目治理河段属慈溪市内河水系，建有多处泵闸、节制闸、橡胶坝等控制治理河道与周围河道的水力连通，治理河道控制水位2.0m（黄海基准），一般不存在防洪排涝问题。2.3气候与气象特征慈溪市位于亚热带北缘，属东亚季风盛行区，受大陆季风和海洋季风的交替影响，四季分明，雨量充沛，光照充足，气温适中，但有台风、寒潮等不良天气影响。多年平均气温16℃，最热月平均气温31℃，最冷月平均气温1℃。多年平均降水量1170mm，年最大降雨量2030mm，年最小降水量650mm。降雨多集中在5～9月，占全年降水的60％，降水月数较多的在3～6月，其间主要有春雨和梅雨。风向季节变化明显，全年主导风向偏东南，其次为偏西北。7～9月台风盛行，并易生强台风灾害，最大风速40m/s。空气温度较高且年变化不大，冷季易生雾天。寒潮在当地1月和12月易入侵成不良天气。72.4水质污染状况分析慈溪市环境保护监测站2003年～2005年对浒山江水质进行的监测结果和2005年12月2日对慈溪市城河十个样点进行水质监测的结果表明，五条河的水质均劣于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的Ⅴ类，污染物主要为总磷和总氮，以总氮的污染最为严重。五条河中，城东新村横河和东城河的水质较差。8三、工程方案设计范围、边界条件与技术指标3.1工程方案设计范围对河道总长9146m的慈溪市城河治理建成段水体的生态修复工程方案进行设计。拟实施水生态修复工程的五条（段）河道的长度、河宽、水深和河段起止点列于下表：名称起至长度(m)河宽(m)水深(m)备注东城河南起金山后横江，北至大塘江1172101.9北岸土斜坡，河底未做毛石衬砌浒山江南起饲料厂三江口，北至周家路江后二房闸2530202.4河底已做毛石衬砌大塘江东起住宅公司土坝，西至鸣山闸2620182.4老二灶江至住宅公司的河底未做毛石衬砌外，其余已做毛石衬砌邵家路江南起大塘江，北至北二环线1306102.4河底已做毛石衬砌城东新村横河(老二灶江)南起大塘江，北至周家路江150872．3河底未做毛石衬砌3.2工程进度要求根据招标文件要求，本工程方案设计应满足如下要求：本工程针对水体富营养化的生态学的原因和实质，和以整体观为指导，9结合清淤、截污等多种措施，通过修复水生态系统食物链中的生产者高等水生植物及消费者水生动物，来抑制藻类，疏通与增加河流生态系统中有机质、营养盐等在河中迁移、转化、输出途径和量．将原已生态失衡的状况，逐步恢复生态平衡，从而改善水质，控制水体富营养化，实现生态系统的良性循环．具体分以下步骤实施：第一阶段(2005年12月至2006年2月)：调查、设计及管理措施制订阶段．一是对制约试验河道中水生植物的主要环境因子，即水文、水质、底质、生物，以及外源污染负荷等进行调查。二是根据营养平衡、生态平衡原则，以及主导生态因子、生态适应性、物种耐性、生态位、生物多样性等生态学原理，对先锋物种进行选择及植物群落的水平空间和垂直空间进行优化设计。并根据生态系统食物链中生产者与消费者初级生产与次级生产的情况选择水生动物种类和数量，以协调食物链中生产者与消费者关系。三是制订出保护城河的法规、条例，以及建立一支切实保证治理措施和管理措施实施的管理队伍。四是水生生物资源的管理与利用计划，包括收割与渔业、畜牧业等利用技术。第二阶段：(2006年3月)消除危及水生植被生存因素。包括外源污染负荷的控制，消除草食性鱼类等。第三阶段：(2006年4月到5月)实施水生植物与水生动物的修复．第四阶段：(2006年7月到2008年5月)在第三阶段的植物群落对其环境因子改善的基础上，建立多样性种群的，暖季、寒季能自然交替的，以沉水植物为优势种群的稳定的植物群落。从而控制水体富营养化，建立良性的城河水生态系统。10第五阶段：(2006年3月到2008年5月)：包括管理、水生生物资源的收割与利用以及水质监测等，该阶段贯穿于城河生态修复工的始终。3.3工程方案设计总体目标与具体技术指标在污染负荷能够控制，水位能够调控的前提下，达到以下技术要求：1）水质指标pH：6－9DO：＞3mg/LCODMn：＜10mg/LBOD5：＜6mg/LNH3-N：＜1.5mg/LTN：＜2.0mg/LTP：＜0.3mg/LSD：＞1.0mChla：＜0.015mg/L2）水生植被修复目标使该工程水体生态系统食物链中的生产者：具有多样性种群的，暖季、寒季能自然交替的，以沉水植物为优势种群的稳定的植物群落。具体如下：①植物种类：应包括挺水植物、浮叶植物、沉水植物，能反映生物多样性，生境复杂性。挺水植物、浮叶植物各二种以上，并考虑景观效果；沉水植物包括暖季沉水植物与寒季沉水植物，暖季沉水植物以苦草、黑藻为主，寒季沉水植物以黄丝草等为主。11②水生植被面积：修复的水生植物面积为该工程整个水体面积的33%～50％。其中，挺水植物与浮叶植物的面积占10％，沉水植物的面积占23％～40％。12月、1月、2月，由于是大多数植物的越冬期，水生植被面积可相应减少50％。③自然繁殖与自然交替：种植的植物经过越冬期或越夏期后，应能自然繁殖；暖季植物与寒季植物能自然交替。12四、工程方案设计4.1水生生态系统现状分析4.1.1水质状况所有治理河道的水质状况均属超GB3838－2002标准Ⅴ类，超Ⅴ类的污染物主要为总磷和总氮，特别是总氮的污染尤为严重。在列入本项目水体生态修复的五条河中，城东新村横河水质最差，水体受总磷、氨氮和总氮的污染严重，水体透明度低且处于缺氧－厌氧状态；其次为东城河，同样受总磷、氨氮和总氮的严重污染，水体透明度低亦处于缺氧－厌氧状态，水质状况比城东新村横河的稍好一些；再其次为邵家路江，水体受总氮的严重污染；大塘江与浒山河的水质大致相当，水质虽好于前述诸河，但仍受总氮的严重污染。根据我们2006年1月5日对上述诸河水质的调查，发现各河底层水均严重缺氧，处于厌氧状态。城东新村横河河水还散发恶臭。根据2003～2005年浒山江水质监测结果，可以明显看到，浒山江总磷和总氮的污染逐年加重，尤其是总氮的污染更为严重，值得特别关注。总氮污染是本工程要解决的关键问题、难题。4.1.2底质状况约有6000m的河床铺砌毛块石，不利水生植物种植。根据2006年1月5～6日我们对河道底质的调查，发现各河流由于水体流动性很小和受到污染，底层水均缺氧，其溶解氧含量为0，因此河底底泥呈黑色，用竹竿触动表层底泥时，泥层中放出大量气泡，表明泥层处于厌氧状态。13对于铺砌毛块石的河床，河床上的沉积物较少，泥层厚度比较薄。东城河底泥呈黑色且有