城市水环境与河道生态治理(1)

城市水环境与河道生态治理陈荷生一.问题需求目标•国家水污染防治行动计划等重大战略部署•水环境治理关系到国家生态文明建设•黑臭水体.海绵城市和饮用水安全是水环境治理的着力点•社会进步.民众需求和科技发展目标需求•创新协调绿色开放共享我国湖泊面临的主要问题水量缩减，湖水面萎缩湖泊富营养化加剧流域水土流失严重,湖盆淤塞严重农药等有毒化学品入湖量增加滨湖区人为活动影响加剧水生生态系统退化,生物多样性受损局部区域湖泊酸化明显全球气候变化的影响效应逐步显现湖泊面临着严重富营养化和复合污染问题贫营养7%42%51%中国主要湖泊营养状况中营养富营养贫营养7%42%51%中国主要湖泊营养状况中营养富营养二.城市河道生态治理（技术内涵.核心.本质）黑臭河道治理目标•2015年底前：地级及以上城市建成区应完成水体排查，公•布黑臭水体名称、责任人及达标期限。•2017年底前：地级及以上城市建成区应实现河面无大面积•漂浮物，河岸无垃圾，无违法排污口；直辖市、省会城市、计•划单列市建成区基本消除黑臭水体。•2020年底前：地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在•10%以内。•2030年：城市建成区黑臭水体总体得到消除。河道生态治理以流域或区域为单元•河道生态治理必须以流域或区域为单元规划设计施工，遵循水循环运动规律，统一规划，分区分期实施（深）•海绵城市规划设计同样应遵循这一基本原则，防洪排涝首先流担纲主责，流域或区域控制，分区消纳治理•河流水网技术及管理两大体系建立的基础是流域和区域层面与相关规划协调•河道生态治理必须与：•城市总体战略发展规划•城市给排水管网规划•城市土地利用规划•城市水环境治理与保护规划•城市防洪排涝规划•河流水系水（环境）功能区划•生态文明城市规划等相关规划协调河流生态治理的本质解读•水污染防治和生态修复与重建是在河湖生态系统受到污染损益的背景下，运用发展生态理论和生态动力学原理实施的生态工程，其本质是以工程、环境、生态相结合来解决河湖可持续发展或称“生态位”修复和整合的工程技术。因此，流域的水污染防治必须以生态的理念、方法和技术来实施，科学整合和集成物理、工程、化学和生物领域的先进成果，以生物科技为核心恢复和维系生物多样性，尽可能地恢复和创建多元化生态环境类型，建立多层次稳态生物种群和结构，增强在外来胁迫下水生态系统的自稳性。入河排污口封堵或再规划•入河排污口应结合城市给排水规划再规划.封堵入河排污口是治理的必备条件•其总体设计•1)取消排污口，纳入并完善排水管网.由污水处理厂统一处理•2)将分散排污口集中纳城市管网•3)再规划引入异地湿地或前置库处理•4)增设独立分散式处理装置。城市河道生态治理技术路线（1）1.现状调查.规划资料收集与存在问题分析•生态环境现状调查与分析•河道水位.流速.防洪排涝等调查分析•外源污染物（排污口）调查及分析;•城市面源调查（土地利用类型）及分析•河道水工建筑物（桥梁.道路）及调度调查•陆域植被调查分析•规划资料整理与分析•2.确定建设目标与任务（分类）•3.针对存在问题,明确不同河段建设重点及主要内容.••城市河道生态治理技术路线（2）4.河道生态治理设计1)河道平面形态设计（现有河道及新建河道）--多变多形态并与周边生境耦合设计2)河道纵向和竖向（newider）形态设计（立体通透）3)河道横断面形式与结构设计（全系列或半系列）4)硬质护岸材料.结构.型式等改造或改善5)生态护岸多生境特征的结构.型式.材料设计;河岸带.河滨冲带.绿化带的型式.结构设计6)河道水质净化技术决择与设计7)亲水性设施等其它水工.城建.景观结构及型式设计城市河道生态治理技术路线（3）•5.生态护岸材料优选与匹配结构.施工设计•护岸材料必须满足：结构安全.稳定.耐•久性好.易获取.经济实用性好.施工方简易.易维护等•护岸材料类型主要有：石笼.生态袋.生•态混凝土块.开孔式混凝土砌块.叠•石.干砌块石.网垫植被类.植生土坡•抛石.原土加固类等等。•各类护岸材料均有相应材质或技术指标要求城市河道生态治理技术路线（4）•6.生态恢复与治理设计•1)陆域植物群落恢复与治理设计•2)水生态系统恢复设计•7.河道断面的结构稳性.过水能力.护面抗•滑稳定等校核•8.施工方案.投资预算.效益分析及环评•9.监测.管理与维护运行退化河流物理、化学、生态和功能特征评价内容特征物理完整性江河生态基流满足率低，纵向连通性差，闸坝及水电站多，江河自然岸线比例很小，河岸带植被覆盖度低，物理栖息地受到很强干扰且退化明显化学完整性水生态系统受到人为干扰严重，水质很差生物完整性水生生物群落以耐污物种占据绝对优势，除耐受性强的杂食性种类外，其他水生生物种类较少功能完整性江河生态系统服务功能受损严重，无法满足人类需求健康河流物理、化学、生态和功能特征•评价方面特征••物理完整性•江河生态基流满足率高，纵向连通性好，无•闸坝及水电站，江河自然岸线比例大，河岸带植被覆盖度高，接近水生态系统的自然状况•化学完整性•相对而言没有人类的干扰，水质很好•生物完整性•所有期望出现的水生生物种类，包括耐受性极•差的种类都存在，有平衡的营养结构•功能完整性•江河生态系统服务功能非常重要，能够充分发挥城市降雨径流对河湖污染冲击•十分重视城镇化后,土地利用格局.性质.下垫面特性改变所引起的城市水文条件的变化,尤其是初期降水中高浓度污染物（有.无机污染.特征污染物.重金属等）•十分重视雨污分流,减轻河流污染负荷和冲击负荷•十分重视降雨产流特征剖析，正确决择•生态治理对策防控外耒物种入侵•近年来随着经济飞跃发展，进入我国的入侵种数目迅速增•多，截至2013年已达544种，严重危害的过百种；内陆水域入•侵种目前还缺乏详尽的清查，但全世界十大恶性杂草之首的凤眼•莲（水葫芦）和喜旱莲子草（水花生）已在我国泛滥成灾；伊乐•藻、聚叶狐尾藻（绿羽毛草)和尼罗满江红（细绿萍）局部爆发，•且危害加大；梭鱼草（海寿花）、再力花（水竹芋）、水盾草（菊•花草）、伞草（风车草）、南美天胡荽（香菇草）、齿果泽泻（皇冠草）和水罂粟（黄金英）已成景观水体的优势种。粉添狐尾藻河道淤填断流,生境损益不利于乔灌草层次结构的复式边坡阻隔水陆生态及能流的景观护岸自然型生态堤岸工程自然生态堤岸植被过渡带建设生态石笼堤岸河道等级•防护绿带宽度•一级河道•河道边界外侧各50米•二级河道•河道边界外侧各30米•三级河道•河道边界外侧各20米四级河道•河道边界外侧各15米•五级河道•河道边界外侧各10米•六级河道•河道边界外侧各10米太湖地区滨水带常见植物••陆地•湿生植物•乔木：香樟、水杉、池柳、垂柳、河柳等；•灌木：石楠、紫薇、桂花、夹竹桃、木槿等；•草本：中华结楼草、狗牙根、铁线草、麦冬等•挺水植物•芦苇、香蒲、菖蒲、茭草、荷花、再力花、美人蕉、•慈姑、席草、莎草等•浮叶植物•荇菜、金银莲花、睡莲等•沉水植物•竹叶眼子菜、金鱼藻、黑藻、苦草等水生植物生活习性及净化能力参考表(1)••植物名称•生活习性及特点•水质净化功能•芦苇•多年水生或湿生的高大禾草，多生长在灌溉沟渠旁、河堤沼泽地等区域•净化吸收水体中的悬浮物、氯化物、有机氮、硫酸盐等，降低COD、TP，同时能吸收水中汞和铅•美人蕉•多年生大型草本植物，生长速度快，亚热带地区终年常绿•对生活污水综合净化能力强，可以有效吸收水体中的氮、磷等富营养物质•香蒲•多年生水生或沼生草本，喜温暖湿润气候及潮湿环境•可以去除水中的氮磷营养元素••水生植物生活习性及净化能力参考表(2)菖蒲•多年生湿生或挺水宿根草本植物•对水体中氮磷去除效果较好；对Cd等重金属有较强的富集能力；•再力花•多年生挺水草本•对总磷去除能力较强，对总氮和COD的去除也有一定的效果•香菇草•多年生挺水或湿生植物。植株具有蔓生性，性喜温暖，怕寒冷•香菇草对富营养化水体中氮磷的去除效果较好，但植株较小，适合与高大挺水植物组合使用•水葱•多年生宿根挺水草本植物，多生长在湖边、水边、浅水塘、沼泽地或湿地草丛中•对水体中有机物、氨氮、磷酸盐及重金属都有一定的去除效果•水罂粟•多年生浮叶草本，常生活于池沼、湖泊、塘溪中•对水体氮、磷元素除去效率较好•竹叶•眼子菜•多年生沉水草本植物，在多种类型的基质上都能繁茂生长，分布广泛•对总氮、总磷有很好的去除效果，对重金属有一定的富集能力•菹草•多年生沉水草本植物，秋季发芽，冬春生长•菹草对水域富营养化有较强的适应能力，对总氮、总磷、氨氮、COD有较好的去处效果；对锌和砷有较强的净化能力•伊乐藻•伊乐藻适应力极强，生长繁殖快，生长期长，四季存活•在重富营养化水体中，伊乐藻在水面漂浮条件下可起到净化水体的作用，对总氮、氨态氮、硝态氮、总磷、COD的去除效果较好•黑藻•多年生沉水植物。生存范围广、适应能力强、生长速度快、富集能力强，是净化污水的理想植物•对总氮、总磷有非常好的去除效果，对不同悬浮泥沙含量的水体有较好的净化效果。常在富营养化水体植被恢复工程中作为先锋物种•微齿•眼子菜•多年生沉水植物•对水体中氮磷等各类营养元素都有非常好吸附效果•狐尾藻•多生于池塘和湖泊中，耐受弱碱性水•对水体中的总氮、总磷和硝态氮有明显去除效果•金鱼藻•多年水生草本植物，悬浮或沉于水中，是喜氮植物•吸氮能力极强，水中无机氮含量高时生长较好•苦草•多年生沉水植物，有较强的耐污性，常被作为富营养化水体植被恢复工程的主要选用品种•对总氮、总磷有较好的去除效果•水生植物生活习性及净化能力参考表(3)河流生境质量评价标准特征分级•1.指标分级为：优.好.中.差.劣•2.评价指标为：河流护岸形式与植被纵向连续•性岸坡稳定性•河流连通性河岸带宽度•河岸带植被覆盖率河岸•水体遮盖率•