河道水体生态修复治理项目施工方案
目录
第一章综述 (1)
1.1工程概述 (1)
1.2项目目标 (2)
1.3设计原则 (3)
1.4设计依据 (3)
第二章项目背景 (4)
2.1地理区位 (4)
2.2项目定位 (4)
2.3项目建设必要性 (5)
第三章现状问题分析 (6)
3.1 项目现状及周边环境分析 (6)
3.2现状污染源调查及分析 (8)
3.3工程现场重点问题和困难及应对措施 (8)
第四章生态技术简介 (11)
4.1工艺技术选择原则 (11)
4.2技术简介 (11)
第五章设计方案 (23)
5.1设计思路 (23)
5.2技术路线 (23)
5.3总体设计 (24)
5.4工程措施 (26)
5.5水质检测 (35)
第六章主要设备材料工程量 (37)
第七章目标可达性分析 (38)
第八章应急预案 (40)
8.1应急响应机制 (40)
8.2防汛应急响应机制 (40)
8.3重大活动保障响应机制 (40)
8.4突发水污染事件响应机制 (40)
8.5 应急响应小组 (41)
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第一章综述
1.1工程概述
本工程位于XX省XX市XX区九堡镇，XX区东毗钱塘江，西依西子湖，全区面积210.22平方公里，人口26.64万，下辖4个镇、4个街道。XX区历史悠久，物产丰富，人文荟萃，风光秀丽，是XX最古老的城区之一。
图1.1 项目区位图
工程东起海景桥，西至新建XX闸，工程段河道长度为1400m，河道宽度为10~13m，总修复面积为15000m2。常水位水深为1.7m~2m；工程范围内河道堤岸改造已经完成，工程区段内堤岸均为石砌直立硬质堤岸。景观工程正在实施，预计2015年6月竣工。
本项目采用设计施工总承包制模式。治理阶段分为施工期、水质调试期、养护管理期，施工期要求为45天，水质调试期为4个月，养护管理期为12个月。
图1.2项目位置和范围图
1.2项目目标
本方案采用水体生态修复综合技术，本着可持续发展、生态优先、亲水景观，对XX进行原位生态净化，逐步恢复各种有益微生物和水生动物，形成完整的生态食物链，构建一个结构和功能完整的生态系统，恢复水体的自净功能，提高水体的环境容量，使被污染的水体恢复并保持长期的清澈、洁净。
具体目标如下：
（1）2015年6月15日之前工程完工；
（2）在现有实际条件，无暴雨排涝的情况下，通过生态示范河道验收，其标准参见附件《关于进一步加强生态示范河道创建工作的通知》，其中建有河道长效管理制度和组织机构，专人管理专人养护；河道沿线无污水排放口，雨水排放口无晴天出水现象；水质指标溶解氧、高锰酸盐指数达到或优于国家地表水环境质量Ⅳ类标准；氨氮和总磷基本达到国家地表水环境质量Ⅳ类标准；水体透明度0.8m及以上，目测表观水清、可见多种水生动物和沉水植物；同时保证设计方案中的水生动、植物存活率达90%及以上。
表1-1 XX河道生态治理工程水质目标值
水质指标透明度
（m）
溶解氧
（mg/L）
高锰酸盐指数
（mg/L）
氨氮
（mg/L）
总磷
（mg/L）
水生动植物
存活率(%)
目标值0.8 3 10 1.5 0.3 90
1.3设计原则
（1）生态性原则
通过改善河道硬质河床、种植沉水植物、放养水生动物、高效曝气和人工生态浮床等措施构建人工水生生态系统，确保各种群之间相互依存、相互制约、处于生态平衡状态，逐步使水体能进入良性生态循环；
（2）系统开放性原则
水体的生态修复设计要将相关边界因素很好的相互结合起来，构成一个开放性的系统，使其形成一个有机、有序、有趣的线型空间系统，构建生态健康的城市河道。
（3）因地制宜原则
充分利用XX河道现有地形及现有构筑物，因地制宜、因物制宜、因时制宜，植物以本地物种为主，创造具有特色的城市河道生态景观空间。
（4）多样性原则
考虑XX水体相对封闭的特点，水生植物构建以净化水质的沉水植物为主，并放养本土鱼类、虾类及底栖类水生动物，实现水体的生物多样性；沉水植物按照常绿种类、暖季种类和冷季种类相配合提高生物多样性和系统完整性，实现水体持续自净。
1.4设计依据
（1）《中华人民共和国环境保护法》
（2）《中华人民共和国水污染防治法》(修正)1996.5.15
（3）《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)
（4）《城市污水处理及污染防治技术政策》(建城[2000]124号)
（5）《水生动植物工程设计指导原则》
（6）《常见沉水植物生物学特性及管理》
（7）《绿化设计规划》（DG/TJ08-15-2009，J11525-2009）
（8）《XX市城市河道生态治理常用技术要点及养护要求手册》
第二章项目背景
2.1地理区位
XX位于中国东南沿海北部，XX省北部，东临XX湾，与绍兴市相接，西南与衢州市相接，北与湖州市、嘉兴市毗邻，西南与安徽省黄山市交界，西北与安徽省宣城市交界。
水文
XX有着江、河、湖、山交融的自然环境。全市丘陵山地占总面积的65.6%，平原占26.4%，江、河、湖、水库占8%，世界上最长的人工运河—京杭大运河和以大涌潮闻名的钱塘江穿过。
气候
XX处于亚热带季风区，四季分明，雨量充沛。全年平均气温17.8℃，平均相对湿度70.3%，年降水量1454毫米，年日照时数1765小时。夏季气候炎热，湿润，是新四大火炉之一。冬季寒冷，干燥；春秋两季气候宜人。
地貌
XX地处长江三角洲南沿和钱塘江流域，地形复杂多样。XX市西部属浙西丘陵区，主干山脉有天目山等。东部属浙北平原，地势低平，河网密布，湖泊密布，物产丰富，具有典型的“江南水乡”特征。
人口
2013年末，全市常住人口884.4万人，比上年末增加4.2万人，其中城镇人口662.42万人，占比由上年末的74.3%提高为74.9%；人口出生率为9.09‰，人口自然增长率为4.12‰。公安部门户籍登记人口706.61万人，其中非农业人口393.88万人，占比由上年末的54.8%提高为55.7%；人口出生率为10.07‰，人口自然增长率为4.73‰。
本项目所在地XX市XX区东毗钱塘江，西依西子湖，全区面积210.22平方公里，人口26.64万，下辖4个镇、4个街道。XX区历史悠久，物产丰富，人文荟萃，风光秀丽，是XX最古老的城区之一。
2.2项目定位
XX是XX区九堡镇的重要河道之一，是和睦港的重要汇水河道，也是和睦港汇入钱塘江前的最后一条河道。因此XX的水环境治理是和睦港流域综合治理以及XX区实
施“五水共治”的重点工程之一。
2.3项目建设必要性
（1）XX河道生态环境遭到严重破坏，水环境承载力很差。加之水体与和睦港等外界水系水体交换受阻，水体较封闭，因此极易受到严重污染。开展本工程是全面改善XX水体水质、完善水生态结构、提高水体抗污染冲击能力的重要措施。
（2）XX依靠自身建有的水闸控制向和睦港的排水，而和睦港是整个城东地区向钱塘江排水的主要通道。因此XX河道生态治理工程既影响到区域防洪排涝，又通过水系连通直接影响到和睦港和钱塘江的水环境质量。
（3）XX两岸分布有丽江公寓、杨公江岸邻里、宋都阳光国际等居民社区，污染水体大大降低了周边居民的生活质量，也阻碍了周边区域的发展。本工程建成后可快速消除黑臭现象，大幅提高周边环境质量，改善生态环境和人居环境，提高群众生活质量。因此本工程是提升城市品位、增强城市竞争力、推进生态文明城市建设的重要推动措施。
第三章现状问题分析
3.1 项目现状及周边环境分析
3.1.1生态现状及分析
（1）驳岸情况
整个水系为硬质直立堤岸，河床宽度为10m~13m，两边硬质河床，中间约3m宽为土质河床，硬质堤岸至堤顶部分为景观绿化，预计2015年中期竣工；目前河道截污纳管工程尚未实施完毕，据了解计划在2015年6月实现彻底截污。
图3.1 XX硬质堤岸
（2）闸坝运行状态
XX与和睦港交汇处上游100m处有一座电动翻板闸，翻板闸除排涝期间开启外，其他时间处于关闭状态，控制XX水位。
图3.2 电动翻板闸
（3）底质及水生植物现状
河床中间约3m宽为土质河床，河床两侧为硬质河床，无淤积现象；河道无任何水
生动植物，河道生态系统缺失。
（4）河道水位数据
待水系修复正常后，控制河道水位1.5m~2m之间，汛期水位最高不超过2m。3.1.2水质现状及分析
目前河道水质较差，水体浑浊、有发黑、有异味、透明度很低；水域内无水生植被及水生动物；河道两侧有多处污水直排管及雨水排放口。2014年7-12月我方对XX河道进行了采样和水质测定。
表3-1 2014年下半年XX水质监测报告
3.1.3周边环境分析
?周边的农居点、企业均已拆除，因此大型的排污口较少，主要是周边小区较少的阳台水。
?河道东侧紧邻杨公路，公路北侧和河道南侧为新建居住区，人口密度较大。
?社区内污水管网建设尚未完工，待完工后生活污水可实现截污纳管。
?社区生活垃圾收集设施建设完善，居住区内整体环境良好。
?雨季道路和河岸绿化带地表径流直接排入河道。
总体而言，XX周边土地处于开发建设期，整体环境质量有待提升，污染源控制、绿化建设等有待加强。
图3.5 XX河道周边环境
3.2现状污染源调查及分析
XX现状主要污染源为外源污染，其主要污染源如下：
（1）附近生活污水排放口；
（2）大气干湿沉降带来的污染；
（3）地表径流带来的污染；
（4）沿岸带枯枝败叶混入水体造成污染；
（5）和睦港河道水体带入的污染；
（6）其他外来偶然性污染。
3.3工程现场重点问题和困难及应对措施
3.3.1重点问题和困难
工程范围内现状存在的重点问题和困难包括：
?河道水质较差为劣Ⅴ类水；
?污染物输入量较大，主要包括地表径流和上游河道携带污染物；
?水体封闭且循环性较差；
? 水生态系统缺失； ? 生态景观质量尚需改善； ? 水体抗冲击能力较低。
? 现有多处污水排放口未纳入截污管网
3.3.2应对措施
? 针对河道水质较差和污染负荷较大的问题，采取高效曝气系统+高效生态浮床+生态系统构建相结合的技术,削减水体中的污染物含量，提高水体透明度，形成健康的水生态系统，大幅提高水体的自我修复能力和自我净化能力，实现水质持续达标。
? 针对水生态系统缺失的问题，采取生态修复的方法，通过种植多种水生植物、放养多种水生动物等措施，结合短期的人工管理养护，重建健康的水生生态系统。
? 针对水体封闭且循环性差的问题，采取通过循环水泵强制水体内循环的措施实现工程范围内水体水质均匀，无污染死区。
? 针对生态景观质量较差的问题，采取种植景观效果好的开花植物，搭配水体净化效果好的水生植物种植；生物碳纤维浮床的水生植物选择开花的物种，提升整体水体景观质量。
? 针对水体抗冲击能力较低的问题，采取构建生物碳纤维浮床及微纳米气泡曝气的措施，提高水体的自我净化能力，加快水体净化效率，增大水体抗冲击能力。
? 针对未纳入截污管网的排污口进行封堵，并在排污口附近布置生物碳纤维浮床，拦截污染物，减小污水对河道水体的冲击。
水质劣V 类污染物输入负荷大
水体封闭水生生态系统缺失生态景观质量待改善水体抗冲击能力较低部分污水排放口直排入河
高效曝气系统+高效生态浮床+生态系统构建相结合的技术种植水生植物、放养水生动物通过循环水泵强制水体内循环种植景观效果好的开花植物
加强水体自净能力排污口附近设置生态浮床
图3.6 工程重点难点应对措施示意图
第四章生态技术简介
4.1工艺技术选择原则
（1）适应性强：利用现有的资源，结合当地的自然地理条件合理规划，避免占地拆迁，技术选择应适应当地的环境、气候等相关因素，保障技术的可实施性。
（2）低投入、低能耗：因地制宜，充分考虑所选工艺的合理性，有效控制工艺造价。应选择高效节能的治理工艺，节能节耗，最大限度地降低运行费用。
（3）具备长效性、技术稳定可靠：选择的设计工艺应具备长期稳定性和有效性的特点，避免出现晒太阳工程。
（4）操作管理简便，易维护：选择的设计工艺应结合项目特点具备运行操作简单，易维护等特点。
4.2技术简介
针对项目特点，本工程主要采用微纳米气泡曝气技术、高效河道曝气增氧技术、高效生态浮床技术、沉水植物净化技术、水生动物多样性调控技术。
4.2.1高效微生物菌剂投加技术
（1）技术组成及特点
高效微生物菌剂投加技术是采用微生物强化降解技术对水体进行生态修复。通过投加有益微生物功能菌，在水体中迅速形成优势菌群共同作用，见效快，净化效果显著持久。与物理和化学法相比，微生物强化降解有助于生态系统的恢复，快速消除黑臭，改善河道感观效果。
1）微生物工作过程
图4.1 废物/臭味有氧分解流程?有氧分解过程
图4.2 废物/臭味有氧分解流程?无氧分解过程
图4.3 废物/臭味无氧分解流程
2）水中污染指标的去除期限及效率
表4-1 水中污染指标的去除期限及效率表
水质指标处理期限去除效率
硫化物1-2个月95%以上
PH值1-2个月维持在6-9之间
COD 1-2个月50-80%
总磷1-2个月50-85%
恶臭调试后1个月90%以上
备注：根据原水污染情况不同，水温、PH值等边界条件不同，污染物的去除效率不同。
图4.4 处理水样过程照片
3）微生物菌种分类
?河湖治理缓释生物制剂
适用范围：河流、港湾、湖泊、池塘等
特点功效：有效抑制藻类的生成，分解污泥，去除异味，改善水生态环境，恢复原生态。本制剂沉淀于水底，并缓慢散发微生物对周围的污泥进行分解处理。
?河湖治理速效生物制剂
适用范围：河流、港湾、湖泊、池塘等
特点功效：有效抑制藻类的生成，分解污泥，去除异味，改善水生态环境，恢复原生态。本制剂生效迅速，附着在载体上的微生物可即可对水中的污物处理，促进和恢复水中的生态平衡。
?污水处理厂全流程生物制剂
适用范围：排水沟水渠污水处理厂垃圾厂等污水集中或排放的地方等
特点功效：此制剂有较强的稳定性和持续性，对产生恶臭的硫醇、硫化物等有机物有很强的分解能力。减少恶臭气体产生。
?净化槽及排污用生物制剂
适用范围：排水管，水沟，阴沟，吸收式马桶等狭小的污水排放区
特点功效：具有超强的附着力和持续性对污水中的氨，硫化氢，硫醇等有机物进行分解去除，使水得到净化。
4.2.2微纳米气泡曝气技术
（1）技术组成及特点
增氧曝气技术是人工向水体中充入空气或氧气，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，修复和增强水体中好氧微生物的活力，促进有机污染物的降解速度，从而改善受污染水体的水质，进而修复水体的生态系统。
根据治理黑臭水体条件（包括水深、水量、流速、周边环境条件等）和污染源特征（如长期污染负荷、冲击污染负荷等）的不同，河道曝气复氧的主要方式有鼓风—扩散曝气增氧、射流曝气增氧和船载移动曝气、微纳米气泡曝气等。相对与前几种传统的曝气增氧技术，微纳米气泡曝气技术具有效率高、见效快、易维护、低能耗等特点。
微纳米气泡曝气技术是一种新型的人工曝气技术，由于具有气泡尺寸小（100-300nm 的气泡浓度是4×108/ml）、比表面积大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特点，在气
浮净水、水体增氧、农业灌溉、污泥降解等领域有重要应用价值。
对比1mm与10um的气泡特性如下：
1)上升速度慢
直径1mm的气泡在水中上升的速度为6m/min，而直径10μm的气泡在水中的上升速度为3mm/min，后者是前者的1/2000。
图4.5 气泡上升示意图
图4.6 气泡粒径与上升速度关系
2)自身增压溶解
微纳米气泡内部的压力远远大于外界液体的压力，可以将更多的气泡内的气体溶解到水中，并伴随有自身溶解消失的现象。
图4.7气泡溶解变化
3)比表面积非常大
相对于微纳米气泡的体积，其比表面积非常大，具有超常的气体溶解能力。直径10微米的气泡同直径1毫米的气泡相比，考虑气泡内部压力及比表面积的效果，前者的气体溶解能力为后者的1万倍，如果考虑气泡的上升速度的影响，理论上有20万倍的气体溶解能力，极大促进气液之间的反应速度。
图4.8 气泡比表面积
4)表面带电
透明的部分包括：气泡合并上升及气泡溶解消失两部分
微纳米气泡的表面带有负电荷，对水中微小粒子具有增强吸附的作用。并随微纳米气泡收缩、溶解的过程产生表面电荷浓缩、电离，产生氢氧自由基等现象。
（2）技术优势
曝气效率高，氧气利用率高。本曝气装置产生的气泡粒径属于微纳米级别，产生100nm-300nm的气泡浓度是4×108/ml，在水体中的上升速度将更慢、停留时间更长、比表面积更大，由于气泡自身带电性能更强，在水体净化过程中，能够显著提升生态系统的水体自净化能力。
本技术主体设备完全放置在水面之上，后期设备被人为破坏的可能性极小，设备能耗很低，单设备功率只有0.75kw，后期运行费用低。
XX水体富营养化程度高，溶解氧含量低，设置高效曝气装置，为水体整个健康生态系统的建立和完善提供基础条件
4.2.3生物碳纤维浮床技术
针对XX河底硬化的特点，可以采用将生态浮床与生物填料结合的高效生态浮床技术，克服了传统水生植物对种植土的需求条件
（1）技术组成及特点
生物碳纤维浮床技术是生态浮床技术与生态碳纤维接触氧化技术的组合技术，该技术充分结合两者的优势，达到水质净化和景观美化的双重效果。
其中浮岛采用沿湖岸摆设的布局方式，旨在美化景观和保持水面干净，生态碳纤维接触氧化采用尼龙绳悬挂方式，总体布局采用生态浮岛与生态碳纤维接触氧化工艺交替安装的方式。
?生物碳纤维浮床结构
新型人工浮岛装置具有双层填料结构，由浮岛框架、填料、植物、浮子、固定装置等几部分组成。为营造不同溶解氧区域，新型人工浮岛采用透水性相差较大的填料进行填充，上层填充颗粒状填料，如生物陶粒、沸石等。下层填充过水性好的新型生物碳纤维填料，如图所示。
图4.11 生物碳纤维浮床侧面示意图
生态碳纤维是一种与生物有着良好兼容性的新型填料，由腈纶、丙纶和经表面修饰后的活性碳纤维复合而成。活性碳纤维，与普通活性碳纤维相比，它经过表面修饰后，具有更好的生物亲和性、具有高达1000 m2/g以上的比表面积。结合了活性碳纤维、腈纶和丙纶三者的优点，具有化学稳定性能好、不易老化、高吸附性能、生物亲和力强的特点，优越性显著。
生态碳纤维具有极高的吸附性与生物亲和性，是良好的微生物挂膜填料，在生物法污水处理领域具有明显的竞争优势。该材料已成功应用于水产养殖水体净化与污水处理、印染废水与再生水净化处理。
?生物碳纤维填料技术原理
生物碳纤维填料技术原理为生物接触氧化法，生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。
该工艺净化效率高，处理所需时间短，对进水有机负荷的变动适应性较强。生物接触氧化法的核心是填料，填料的性能对废水处理有直接的影响，需要使用比表面积大、水力阻力小、空隙率高、能经久耐用、生物及化学稳定性好的填料。常见生物填料除了改性填料，还有分散式、悬挂式、固定式等填料。
?生物碳纤维填料结构
生物碳纤维草由圆环串联而成，圆环直径Φ100mm，单个圆环上材料含量为2.0g，圆环间距为200mm。中心由塑料绳或纤维绳连接。本设计中用到的填料长度为1m。
填料用防水尼龙绳串成一挂。按照所选渠段长度方向均匀排列，充分发挥填料的净化作用。每根生态纤维的底部可填充少量小石块等负重物，或者每根碳纤维底部悬挂一
个外径2.5cm，内径1.5cm的螺母。以增加重量使填料在水中可自然下垂。
（2）技术优势
生态浮床技术是一种低成本、能持续去除水体中氮磷等污染物的原位生态修复技术，具有净化水质、提升景观、提供生物的生长繁殖空间等综合功能，在富营养化的湖泊、水库、城市景观河道等水体的修复治理中具有良好的推广应用前景。
图4.13 生物碳纤维水处理三小时后效果对比
4.2.4沉水植物水质净化技术
（1）技术组成及特点
在合适的水深范围内，进入水体的营养物质可通过构建多种类型的水生植被进行有效的水质净化。水生植物经过自身直接吸收、附着微生物转化、物理吸附及沉降，可遏制底泥营养盐的释放，抑制藻类生长，起到降低营养盐负荷的作用。
本工程采用优选和培育的沉水植物，主要选择净水能力强，景观效果好，能够有效控制、不会恣意泛滥生长的种类，包括苦草、轮叶黑藻、伊乐藻、金鱼藻、菹草等。通过种植轮叶黑藻、伊乐藻等构建沉水植物净化系统，栽植方式以群落形式，以实现水体的自净，提升水域景观效果。
沉水植物主要作用包括：
?物理作用：沉水植物减小风浪扰动，降低水流速度，促进悬浮物沉降，抑制再悬浮。
?植物的吸收作用：沉水植物可通过根、茎、叶直接吸收利用污水中的营养物质，供其生长发育，并把大量营养盐物质固定在其生物体内。
?植物的富集作用：许多的沉水植物有较高的耐污能力，能吸附、富集一些有毒有害物质，如重金属铅、镉、汞、砷、钙、铬、镍、铜等，其吸收积累能力为：沉水植物>漂浮植物>挺水植物，不同部位浓缩作用也不同，一般为：根>茎>叶，各器官的累积系数随污水浓度的上升而下降。
?氧的传输作用：水体中的污染物降解需要的氧主要来自大气自然复氧和植物输氧。有研究表明，水生植物的输氧速率远比依靠空气向液面扩散速率大，特别是沉水植物，其在水体中可释放大量的原生氧，保持水体高溶氧状态，提高水质净化效果。
?为微生物提供栖息地：微生物是水体净化污水的主要“执行者”，水体中微生物的种类和数量很丰富，因为水生植物的根系常形成一个网络状的结构，并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，为各种不同微生物的吸附和代谢提供了良好的生存环境，也为水体污水处理系统提供了足够的分解者。研究表明，有植物的水体系统，细菌数量显著高于无植物系统，且植物根部的分泌物还可促进某些嗜磷、氮细菌的生长，促进氮以气态形式释放，磷向无机状态转化、从而间接提高净化率。
（2）技术优势：
?自然生态：通过水生植物构建为水体生态环境构建提供基础，为微生物提供附着基质，有利于快速恢复健康水体生态系统，促进水体自净能力。
?效果稳定可控：水生植物种类为乡土物种，具有成活率高、净化效果明显、景观效果好、易于管理控制、不会造成物种入侵危害等优点。
4.2.5水生动物多样性构建技术
（1）技术原组成及特点
在保护水生植物净水功能的前提下，完善人工生态系统食物链和食物网结构，在水体中放养一定种类和数量杂食性鱼类和底栖动物，提高水生生态系统的稳定性。
自然水生生态系统通常由以下两条食物链构成：
A 、牧食链：
B 、腐食链：
图4.16 河道生态系统食物链示意图
通过人工放养鱼、虾、底栖动物等水生动物，增加食物链顶级消费者，可将水体中的营养盐等转化为人类可以利用的鱼类等产品进行收获，与此同时使水质得到净化。
水生动物的放养将充分考虑水生动物物种的配置结构（时空结构和营养结构），科学合理地设计水生动物的放养模式(种类、数量、个体大小、食性、生活习性、放养季节、放养顺序等)。
? 鱼类
黑鱼生性凶猛，繁殖力强，胃口奇大，中地区为5~7月，以6月较为集中。繁殖水温为18℃~30℃，最适水温为20℃~25℃。乌鳢有极强的生命力和对环境的适应能力，无论是湖泊、水库、河川、溪沟、塘堰还是水田、渠道，甚至连一般鱼类难以生存的沼泽、积水潭、洼凼等都能生长、繁衍。
? 虾类
岸边落叶、河中水草等形成的有机碎屑以及水生动物粪便、尸体等形成的有机物质易污染景观水体，在河中放养一定数量和青虾以摄食有机碎屑，起到净化水质作用。
? 底栖动物
底栖动物根据摄食习性选择螺、贝类作为群落调控主要种类。
（2）技术优势
人工放养适宜生境的水生动物，不仅不会破坏原有水生生态系统，反而会增加生态系统生产力、增加水体生机活力。同时通过人工干预促进食物链的完善，可快速恢复并加长食物链，加快水体中污染物的去除速率，生态、有机的消除水体污染。
4.2.6水生态系统集成技术
健康水生态系统各成分是个完整的有机体，除了必要的非生命类物质基础（阳光、水、空气和土壤等），还需有处于生态平衡状态下的生产者、消费者和分解者。因此，健康水生态系统中有各类水生植物（包括沉水、浮叶和挺水植物等）、浮游动物、底栖动物及鱼类、微生物和少量的藻类，从而维持了水生态系统正常的结构和功能，使得水体产生自我净化能力，同时顺利完成物质循环和能量流动，水体也可长久保持清澈状态，并且具备一定抗干扰能力。
水生态系统集成技术，就是通过完善整个生物群落组成、形成生物群落与水体环境的双向反馈协调，其中水生植物、水生动物、底栖动物、浮游动物、微生物等各种类数量均衡协调，同时充分利用水生植物的净化效果，从而来重建健康的水生态系统，实现水环境治理和水生态恢复的目的。
第五章设计方案
5.1设计思路
本工程总体思路采用高效曝气系统+高效生态浮床+水生生态系统构建相结合的技术，通过种植沉水植物、投放原生水生动物、构建高效生态浮床、改造硬质河床等措施，促进河道形成健康完善的沉水植物群落、水生动物群落、及微生物群落，提高生态处理功能。通过构建高效曝气系统，提高河道水体溶解氧浓度，促进生态处理能力，最终实现水质稳定达标，并保障河道水质长期稳定达标，水生生态系统健康稳定。
5.2技术路线
图5.1技术路线图
5.3总体设计
5.3.1设计参数
河道长度：1400m
治理面积：15000m2
常水位水深：1.7m~2m
处理工艺：高效曝气+生物碳纤维浮床+水生生态系统构建技术进水水质:
表5-1 2014年下半年XX水质检测报告
出水水质:
表5-2 设计出水水质
图5.2.1 工程总平面图（一）
图5.2.2 工程总平面图（二）
图5.2.3 工程总平面图（三）
图5.3 XX剖面图
利用新建XX闸控制河道水位，人工排水将水位降至最佳施工深度再进行相应施工步骤。生态水处理工序如下：
图5.4 项目总体工艺流程图
5.3.4技术方案优势
（1）原位修复净化效果持续可控、能耗低；
（2）净化效果好，自然生态、无二次污染；
（3）生态效益高、景观效果好；
（4）管理维护简便，运行维护费用低；
（5）工程量小、投资省。
5.4工程措施
5.4.1河床改造
在现状硬质河床上铺设卵石、砂石，为微生物提供挂膜载体，增加水体与生物膜的接触面积，同时为水生动物提供繁殖休憩的场所。
表5-3 河床改造工程量
5.4.2高效微生物菌剂投加
（1）针对XX河道底质较硬，不利于水生植物快速恢复的问题，通过投加生物激活剂DLX-Y04及生物制剂CSDLX-001，改良河道底泥特性，减少内源污染。投加对底泥处理有很强针对性的菌剂，此类微生物注意分解污泥中的有机质并固化污泥中其他不
可分解的物质，使污泥不再持续污染水体。本环节添加量约为3kg/500平米。根据后续水质变化情况适量补充。
（1）抑制河道黑臭，投加生物激活剂DLX-Y04及生物制剂CSDLX-003。
根据本治理区域的特点，将激活并稀释后的专用微生物菌剂喷洒在水面及四周5米内的地面或墙面内，用量约为3kg/1000m2。微生物附着在水体内或岸边时可将水体内散发的硫化氢和氨气的臭气成分分解掉。
（2）提升河道透明度，改善色度及浊度，投加生物激活剂DLX-Y04及生物制剂CSDLX-002.
在第一步实施后的同时，将针对水体内的悬浮污的微生物菌剂均与撒入水体内，此种菌剂在水体内激活并繁殖后，可将水体内的有机悬浮污分解转化为无机盐类沉淀到水底及气体排出水面，使水中的色度逐步降低；通过微生物分泌的多糖等粘连物质将水体中的无机悬浮小颗粒絮凝在一起形成大分子沉淀到水底。使水中的浊度逐步降低，能见度一般在1-2个月后可达到0.8m以上。本环节添加约为3kg/500m2，在初次添加后48小时，再次添加约为1kg/500 m2的菌剂进行补充。
（4）稳定的外来污染源处理，投加生物激活剂DLX-Y04及复合微生物菌剂CSDLX-002，CSDLX-003。
截污工程未完成前，河道治理段上游每天有1200m3生活污水汇入该水域，可在治理段前端将激活和稀释后的菌剂通过计量投加，随生活污水一起进入水体内，可保持治理段前端的微生物浓度，提高水体内的处理效率。根据现场情况，可设置1-2个投加点，每天补充的菌剂约为2kg直到截污工程完成。
另外针对治理区段内的其他点源污染，在点源污染汇入处添加一部分长效微生物颗粒，此种菌剂可随着污水的流动冲刷不停繁殖散发想要的微生物。具体的添加量根据现场确定。
（5）应急处理
遇突发情况，如大量污染进入的情况下，需尽快投加制剂配合其他处理单元（如曝气系统、循环系统等）进行应急处置，一般处置期为1-3天，具体时间及投加量根据外来污染情况及污染程度确定。
图5.5 有机物分解流程图
（6）菌剂工程量统计
表5-4 菌剂投加工程量表
5.4.3微纳米气泡曝气系统构建工程
本项目的高效曝气技术采用一种新型的人工曝气技术，微纳米气泡曝气技术，由于其具有气泡尺寸小、比表面积大、吸附效率高、在水中上升速度慢等优点，在气浮净水、水体增氧、农业灌溉、污泥降解等领域有重要应用价值。在本项目中的河道设置微纳米气泡曝气技术，可快速有效改善水体溶解氧浓度，为整个河道健康生态系统的建立和完善提供基础条件。
本项目拟构建5套高效曝气设备，快速提高河道水体溶解氧浓度，并对应构建5套
名称
规格型号 数量 备注 复合微生物菌剂 CSDLX-003 150kg 复合微生物菌剂 CSDLX-002 50kg 自动散发
复合微生物菌剂 CSDLX-001 100kg 微生物激活剂 DLX-Y04 200L 微生物自动激活器 DLX-100L 1台 微生物冲击散发器
DLX-20*40 10台 不锈钢材质
加药桶 1立方
2台
自动喷药泵
1台
电动,临时设备
推流曝气设备，促进水体水平流动，保障整个河道水体溶解氧浓度处于较高水平。每套高效曝气系统服务半径为50m，两套曝气设备间隔250m设置。
表5-5 高效曝气系统工程量
5.4.4生物碳纤维浮床配置工程
河道常水位水深为 1.7~2m，无法满足挺水植物的生长。本项目拟沿河道两岸构建高效生态浮床1000m2。通过挺水植物的吸收净化作用去除水体中的部分氮磷等元素，挺水植物具有较高的景观观赏价值，可显著提高河道景观。同时高效生态填料可为微生物提供较大面积的挂膜载体，充分利用微生物分解去除水中的污染物。
浮床种植水生植物可选择种类有：菖蒲、黄花鸢尾、钱币草等。
表5-6 生物碳纤维浮床工程量
5.4.5沉水植物配置工程
本项目水生态技术系统方案核心是建立以沉水植物为主的健康水生态系统，提升河道水体的自净能力，保证水质治理目标。
（1）沉水植物配置说明
河道水域总面积约15000 m2，土质河床部分为4500m2，沉水植物总种植面积2200 m2，占土质河床总面积的49%，占河床总面积15%。沉水植物选择物种有：苦草、金鱼藻、伊乐藻、菹草、轮叶黑藻等。其中以苦草为主要种类，约占总面积的55%，计1000m2；金鱼藻种植面积共计300 m2、伊乐藻种植面积共计300m2、菹草种植面积共计300m2、轮叶黑藻种植面积共计300m2。
表5-7 沉水植物材料配置表
序号工程内容特征单位数量
1 苦草密度220株/m2，株高：15-20cm m21000
2 金鱼藻密度150株/m2，株高：20-40cm m2300
3 伊乐藻密度180株/m2，株高：20-40cm m2300
4 菹草密度180株/m2，株高：20-40cm m2300
5 轮叶黑藻密度120株/m2，株高：20-40cm m2300
（2）沉水植物简介
?苦草
枯草是一种沉水草本，具匍匐茎，叶基生，线形或带形，长20-200厘米，宽0.5-2厘米，绿色或略带紫红色，无叶柄；叶脉5-9条，萼片3片，大小不等，成舟形浮于水上，对氮、磷等污染物具有高效的吸收作用。
图5.6 苦草
?金鱼藻
金鱼藻是多年生沉水草本；茎长40-150厘米，平滑，具分枝。叶4-12轮生，1-2次二叉状分歧，裂片丝状，或丝状条形，长1.5-2厘米，宽0.1-0.5毫米，先端带白色软骨质，边缘仅一侧有数细齿。花小，单性，雌雄同株或异株，群生于淡水池塘、水沟、稳水小河、温泉流水及水库中。金鱼藻在pH值7.1-9.2的水中均可正常生长，但以pH值7.6-8.8最为适。
图5.7 金鱼藻
?伊乐藻
伊乐藻是一种优质、速生、高产的沉水植物，与黑藻、苦草同属水鳖科。伊乐藻适应力极强，只要水上无冰即可栽培，气温在5℃以上即可生长。能以营养体越冬，当苦草、轮叶黑藻尚未发芽时，该草已大量生长。
图5.8 伊乐藻
?菹草
菹草又名虾藻、虾草，属眼子菜科，为多年生沉水草本植物，具近圆柱形的根茎。茎稍扁，多分枝，近基部常匍匐地面，于节处生出疏或稍密的须根。生于池溏、沼泽或沟渠中。
图5.9 菹草
?轮叶黑藻
轮叶黑藻属水鳖科黑藻属单子叶多年生沉水植物，茎直立细长，长50-80厘米，叶带状披针形，4-8片轮生，通常以4-6片为多，长1.5厘米左右，宽约1.5-2cm。叶缘具小锯齿，叶无柄。广布于池塘、湖泊和水沟中。
图5.10 轮叶黑藻
5.4.6水生动物配置设计
水生植物种植完毕，系统进入生态优化调整期后，将按比例投放鱼、虾、螺、贝等水生动物进行食物链调节，从而真正建立起一个生意盎然的全生态景观水体，以完善生态链，促进水生态系统的稳定。每种水生动物的投放比例和数量根据该区域水体生态修
复需要进行合理调控。
水生动物包括鱼类（构建食物网）、底栖动物、虾类及滤食性浮游动物，它们参与水生态系统的物质循环和能量流动过程，能够显著增强水体的自我净化能力，同时也是构成完整水生态系统必不可少的部分。
需要注意的是：全生态系统中放养的水生动物种类和数量是有特定要求的，要以水质净化为目标，而不是观赏或提高鱼产量。锦鲤、鲤鱼等人们喜爱的观赏鱼类不能随便放养。拟投放的鱼虾螺贝类水生动物有：环棱螺和萝卜螺，河蚌，青虾，鱼类包括肉食性的鳜鱼、黑鱼等鱼类。
投放的水生动物简介
（1）底栖动物类
?萝卜螺
本种形态变异较大，幼体时期，体螺层不十分膨胀，螺旋部较高，因此外形多不呈耳状，在生长过程中比例逐渐变化。壳高达32毫米，壳宽可达29毫米，有4个螺层，螺旋部极短、尖锐，体螺层膨大，形成贝壳的绝大部分；壳面呈黄褐色或茶褐色，具有明显的生长纹，或者具有“锤击”的凹痕。栖息于沼泽、小水洼、池塘、湖泊、水库到小溪的沿岸带，以及咸水湖、温泉等水域。
?环棱螺
环棱螺是田螺科动物，体大型，身体分为头部、足部、内脏囊、外套膜和贝壳五个部分。壳高可达70毫米以上，小型种壳高亦可达30毫米。群栖于江河、湖泊、池塘和水田中。以宽大的腹足匍匐于水草上或爬行于水底。对环境的适应性强，具有耐旱，耐寒，耐氧的能力。雌雄异体。
?河蚌
河蚌外形呈椭圆形或卵圆形，壳质薄，易碎，有纹理。壳面光滑，具同心圆的生长线或从壳顶到腹缘的绿色放射线，背部有后翼，壳顶隆起。河蚌可生长在淡水区亦可生长在咸水区，以滤食藻类和微生物为生。多栖息于淤泥底、水流缓慢和静水的水域，分布于江河、湖泊、水库和池塘内。雌雄异体。
（2）鱼类
黑鱼生性凶猛，繁殖力强，胃口奇大，中地区为5—7月，以6月较为集中。繁殖
水温为18℃~30℃，最适水温为20℃~25℃。黑鱼有极强的生命力和对环境的适应能力，无论是湖泊、水库、河川、溪沟、塘堰还是水田、渠道，甚至连一般鱼类难以生存的沼泽、积水潭、洼凼等都能生长、繁衍。
（3）虾类
青虾学名为沼虾，主要分布于中国和日本淡水水域中，具有繁殖力高，适应性强，食性广。青虾是经济价值很高的淡水虾类之一，它生长快，个体大，繁殖快，生命力强，广泛分布于我国淡水湖泊中。青虾是杂食性动物，生物。幼虾阶段以浮游生物为食，自然水域中的成虾主要食料是各种底栖小型无脊椎动物、水生动物的尸体、固着藻类、多种丝状藻类、有机碎屑、植物碎片等。其最适生长水温为18~30℃，当水温下降到4℃时进入越冬期，当水温升到10℃以上时活力加强，摄食逐步加强，营底栖生活，喜欢栖息在水草丛生的缓流处。栖息水深从1~2米到6~7米不等。夏秋季青虾在岸边浅水处寻食和繁殖，冬季则移到较深的水区越冬，很少摄食和活动。
图5.11 水生动物系统
表5-8 水生动物配置表
序号名称数量单位特征合计
1
底栖
动物萝卜螺50 kg 300只/1kg
共150Kg
2 环棱螺50 kg 300只/1kg
3 河蚌50 kg 80～120g/个；
4 鱼类黑鱼30 kg 150～200g/尾共50Kg
5 虾类青虾20 kg 2cm/只共20Kg
5.4.7全生态系统平衡调节
在生态系统初期，某一物种会因为环境的适宜性而大量繁殖，使单个物种生长占优势，从而抑制其他物种的竞争力，使得其他物种数量减少甚至缺失，从而导致生态系统维持平衡的能力减弱。因此在生态系统初步构建完成后，需通过全生态系统平衡调节方式以确保生态系统稳定。
5.5水质检测
5.5.1监测点位
工程施工期在河道内设置水质监测点4处，分别位于和睦港与XX交叉口、杭乔路以西、XX闸东、海景路西；养护期设置检测点3处，分别位于和睦港与XX交叉口、XX 闸东、海景路西。结果以由国家认定有检测资质的第三方专业检测机构的监测为准。水质监测点位布置如下图：
图5.12 施工期水质检测点位图
图5.13养护期水质检测点位图
5.5.2检测频率
施工期水质检测频率为1月2次，养护期水质检测频率为1月1次。
5.5.3考核指标
表5-9 河道水质考核指标表
5.5.4检测要求
?检测时间应选择在雨天后两到三天；
?检测方式采用人工取样，使用标准的取样设备。
第六章主要设备材料工程量表6-1 工程量及材料设备表
第七章目标可达性分析
本工程XX河道干流长度为1400m，河道宽度为10m~13m，水域面积为15000m2，河道常水位均深1.7m~2m；因河道为断头河，河道水体与相通水体有水闸相隔，水体交换频率很低，本计算中河道水体停留时间暂按20天计算；取最差月份9月水质为计算取值；工程去除污染物能力按照表流湿地污染物表面负荷计算（见表7-2）；
XX设计目标水质为：高锰酸盐指数≤10mg/L，氨氮≤1.5mg/L，总磷≤0.3mg/L, 溶解氧≥3.0mg/L。
表7-1 2014年下半年XX水质检测报告
表7-2 表流湿地各污染物表面有机负荷
表7-3 污染物去除总量
备注：污染物去除总量=表面有机负荷×总面积
目标去除量=处理水量×（来水污染物浓度—目标水质污染物浓度）经初步计算实际去除污染物总量远大于目标去除量，工程建成后可实现XX水质长期稳定达到地表IV类水标准，并具有一定的抗污染负荷能力。
第八章应急预案
8.1应急响应机制
应急响应机制包括应急组织联络机制、设施设备故障响应、防汛防台响应、重大活动保障响应、突发水污染事件响应、应急器材储备、应急响应考评等七个部分。
（1）应急组织联络机制
公司内部建立了由总经理和分管副总经理牵头的“双人负责制”，每个环节由第一责任人和第二责任人共同负责，成立“应急响应工作组”，要求所有责任人24小时保持手机畅通，除手机、短信外，我们将建立由业主单位联系人、应急响应责任人、工厂工程师等组成的微信群，传输照片图像，及时掌握现场情况。
（2）设施设备故障响应机制
设施设备故障响应主要针对生态浮岛、水体循环泵、微纳米气泡发生器、在出现破损或故障时的处置应对机制。我们在XX市内设立了器材储备仓库，保证故障设备的更换和破损设施的修复都能够在24小时内完成。
8.2防汛应急响应机制
XX汛期内暴雨多发，我们将在业主单位统一指挥安排下进行防汛应急处置，保障行洪排涝任务，保障设施设备安全、对暴雨造成的破损设施、故障设备进行及时修复和更换。
8.3重大活动保障响应机制
重大活动保障将按照业主单位统一组织安排，视情况可调用应急储备器材或菌剂，为活动提供优良的水环境保障。
8.4突发水污染事件响应机制
对偷排、截污管道破裂等可能出现的突发水污染事件，我们制订了应急响应预案，储备了相关应急处置器材，尽可能将突发事件对维护河道的影响降到最低。
表8-1 突发水污染事件应急响应措施表
8.5 应急响应小组
公司内部建立了由总经理和分管副总经理牵头的“双人负责制”，每个环节由第一责任人和第二责任人共同负责，成立“应急响应工作组”，要求所有责任人24小时保持手机畅通，除手机、短信外，我们将建立由业主单位联系人、应急响应责任人、工厂工程师等组成的微信群，传输照片图像，及时掌握现场情况。
日期：2015年4 月20 日
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