生态环境系统整治项目-水生态修复工程生态环境系统整治项目-水生态修复工程构建水生植物系统作业设计设计方案水体生态修复及景观工程设计方案一、项目概述1.基本情况：现龙湾河流域内约5平方公里范围内的环境系统中含丝绸厂遗留污染治理约2000亩及内部废弃渣场治理，生活污水整治约2平方公里，农业面源污染整治约3.5平方公里，畜禽污染整治约1.2平方公里，造成水体污染，水面宽度4.5-18米，治理段总面积约达16亩。水体透明度差,高温季节水面经常爆发蓝藻水华，且水质易发绿发臭。经现场取水样检测，水质数据如下：COD：100mg/L；BOD：15mg/L；PH：7.3氨氮：5mg/L；总磷：17mg/L；2.水体生态环境调查与评价 21内源污染影响：工程水域长期受雨、污水及死亡藻类沉积影响，故有较多的有机污染物和化学物在河床底部淤积，通过与上覆水体的反复交换，不断向上释放高浓度污染，成为对水域污染贡献率较大的内源性污染源。而且平时河道水体基本不流动、交换量小，自净能力丧失。2.2面污染源进入：河道的雨水汇集区域面积较大，而河道护坡设计单纯考虑了水利防洪的需要，忽略了水陆交界的生态性，造成了沿河地面污染随雨水地表径流未经湿地、生态驳岸的阻拦和缓冲直泻入河。2.3点源污染进入：丝绸厂遗留污染、养猪场粪便未经处理排放、农作物肥料中含有多种化学物和污染物的少量废水排入河中，造成河水变黑、发臭。2.4评价：由于外源污染不间断进入，河床底部为水泥池底，没有淤泥形成自净功能，内源污染严重，水体高度富营养化且含超量化学物，水质劣于五类水质指标。耐污性能弱的水生植物根本无法生存，氮、磷等元素生态循环无法实现，水体生态链严重受损，自净功能丧失，河道生态遭到严重破坏。3.业主要求3.1水质要求：要求人在岸边嗅不到臭味。3.2景观要求：水面植物布置结合整体景观效果，着重在局部位置设置亲水平台及龙湾滩区域内视觉角度进行景观植物造型设计、布置。二、设计原则 1、保证工程设施的安全性、稳定性和耐久性；2、生物群落多样性与生境多样性相统一；3、生态系统自我设计、自我修复功能；4、景观整体性原则；5、回馈调整式设计原则。三、设计概要在工程约10666.7平方米水域内，设计如下重污染水体生物修复工程内容：1. 利用“吸附性微生物载体-底质改性微生物”技术措施、 投放底栖动物，原位改性底质（控制内源污染）；2. 布置浮岛植物膜，富集有益微生物；3. 种植经过适应性驯化的去污力强的植物（挺水、浮水、沉水）;4. （由于水体含有大量化学污染物）水生植物移栽前、后，进行耐污性能和适应性变异促进等调试。底质改性及生物膜技术净化水质，底栖动物、（滤食性鱼类）及先锋植物控制藻类，确保水生环境改善，为水生植物、水生动物生长生存提供良好的环境。植物选择经过适应性驯化的、去污能力强、观赏价值高的水生植物，结合植物膜技术加速削减水体中富含的氮、磷等，净化水质的同时，美化水域，建设生态景观。水生植物以土著种为主，挺水植物选用香蒲-xs1、菖蒲-xs1、美人蕉-xs2、水芹-x00等；沉水植物选用轮叶黑藻-xj2（暖季）、黄丝草-xj2（寒季）、菹草-xj2（寒季）、伊乐藻-xj2（寒季）等；浮水植物选用蕹菜-xs2（暖季）、凤眼莲-xs1（暖季）、水龙-xs1（寒季）、粉绿狐尾藻-xs2（寒季）来更替。通过对水生动、植物选择性定向培养，建立起稳定的、具自修复性的人工生态系统，实现人工生态体系向自然生态体系的演替，恢复水体生物多样性，并充分利用自然系统的循环再生、自我修复等特点，实现水生态系统能量营养的良性循环。植物种植以湿地与浮岛（JH1浮岛、JGH2浮岛、JG3浮岛）相结合，充分考虑满足四季景观的观赏需求。本设计涵盖现场勘察评估、工程技术方案、生态修复目标、运行调试方案和非工程措施等内容。四、设计目标1.总体目标治理段通过水体生态修复工程实施后，总体逐渐实现水体从浊水藻型稳态向清水草型稳态的转变，提高水体的生物多样性和自净能力，降低水体富营养化程度，发挥特种高等水生植物吸收净化、抑制藻类、清淤防浊、澄清水质等功能，提高水体透明度。2.设计水质目标 透明度有所提高；岸边基本嗅不到水中臭味。3.水生植被修复目标生态系统食物链中的生产者具有多样性种群，暖季、寒季挺水植物自然更替，建立以挺水植物为优势种群的稳定的植物群落。本工程沉水植物主要品种为轮叶黑藻-xj2（暖季）、黄丝草-xj2（寒季）、菹草-xj2（寒季）、伊乐藻-xj2（寒季），布置面积为 100m2；浮水植物以蕹菜-xs2（暖季）、凤眼莲-xs1（暖季）、水龙-xs1（寒季）、粉绿狐尾藻-xs2（寒季）为先锋植物来控制水体污染，实现季节自然更替，面积达到2000m2；挺水植物以香蒲-xs1、菖蒲-xs1、美人蕉-xs2、茭笋-x00等为主，面积达到600m2。4.生物相目标恢复水生动物种群，适当提高螺类的种群数量，以消费有机碎屑、腐碎、巨大的微生物生物量，恢复摇蚊和水蚯蚓等底栖动物，维护生态平衡，净化水体。5.水面景观目标在保证水体环境自然性的基础上，进行水面“景观绿化”。引进经过适应性驯化的水生观赏植物、水培花卉、陆生花卉，结合周边环境造景。强调“绿化”与环境的协调性、景观的功能实用性和景观自身的可观赏性。水体景观设计目标：以“人文、人性、自然和生态”为原则，以江南水乡格调为特色，水生植物为主，陆生植物为辅，力图创造一个自然的、生态的、和谐的独具水乡风格的人性化的生态景观。视觉上力求“四季见绿”，冬季部分植物保持常绿（即2040%常绿植物）。在治理区域水面宽阔的桥梁、路口、亲水平台等处强化水面景观，针对环境加以美化。水面景观综合沿岸景观和倒影，水面植物进行适当的景观布置，形成水面画卷。 五、施工流程和单元说明1 先锋植物移栽 (耐污性强)2 JH1浮岛制作 生物制剂3 吸附性微生物载体+厌氧微生物1.施工流程图1 变异性促进药剂2 耐污吸收促进药剂 适应性驯化水生植物预处理准源头及上游入口治理初期底质改性N、P等富余营养吸收 1 JH1浮岛制作， 漂浮植物移栽生物制剂2 JGH2浮岛制作， 漂浮、挺水植物移栽生物制剂3 JG3浮岛制作， 挺水植物移栽生物制剂4 耐污吸收、促进繁殖药剂吸附性微生物载体+底质改性微生物（厌氧型）1. 种植品种、种植密度及浮岛形状调整，植物种群优化2. 药剂调试3景观调整4生态抑藻植物适应性调整、调试植物工程验收中期底质改性系统调试1吸附性微生物载体及底质改性微生物投放（间断性、直至微生物群落稳态）2根据水文、气象条件进一步调整1 吸附性微生物载体+底质改性微生物2 底栖动物分期分段投放3沉水植物种植退场系统工程验收水生植物布置路线图吸收N、P抑制藻类净化水质JH1浮岛JGH2浮岛浮叶植物吸收N、P完善种群景观搭配挺水植物JG3浮岛JGH2浮岛扦插移栽提高水体透明度，稳定水生态系统（盆栽法）沉水植物带泥抛秧移栽2.单元技术说明2.1治理技术本工程通过凤眼莲-xs1、水龙-xs1、粉绿狐尾藻-xs2等耐污植物的根系形成类似生物柵（如图所示）来对雨水汇集区域进行过滤，去除污水中COD、悬浮物。待水体生态系统稳定后，具有一定的纳污及净化能力，可以逐步减弱其功效，同时增加沉水植物。图51根系生物柵2.2改性技术由于面源污染的长期积累，导致内源污染严重。本工程采用先进的“吸附性微生物载体”技术，利用富集功能性微生物原位降解内源污染，控制水体碳、氮、磷循环。改性技术以“吸附性微生物载体-底质改性微生物”介入工艺实施水体底质生物修复，迅速重建严重受损的底端生物链腐食食物链，为上行生物链的梯次恢复奠定基础。在这个系统中，有机物逐渐向高一级食物链转移，但是在每一级的转移过程中，只有大约10的有机物转化成为生物体的机体组成部分，其余大约90都被转化成为水和二氧化碳等物质，并释放出能量。一般的食物链都至少有四、五级生物组成，最终的高级生物体大约只有最初有机物的万分之一或十万分之一。这样就达到了降解有机物，消除污染的目的。2.3生态抑藻技术在这几年夏季，内河都大面积爆发水华，水面被一层厚厚的蓝藻群体所覆盖，接着蓝藻大量死亡，蓝藻死亡个体在分解过程中散发令人难以忍受的恶臭，同时消耗了水体中大量溶解氧，造成河中鱼类大量死亡，对沿岸居民工作、生活产生了严重的影响，为抑制藻类水华的爆发，本工程将采取以下对环境影响较小的生物措施：（1）先锋植物的种植在污染较严重的河道里，水体透明度较低，直接移栽沉水植物比较困难，选择经过适应性驯化的、不受水体透明度影响且纳污性强的漂浮植物抑制藻类，提高水体透明度，为后期移栽沉水植物做好准备，种植方法采用JH1-浮岛技术。2.4挺水及浮水植物种植技术2.4.1JGH2-浮岛、JG3-浮岛种植技术本工程的浮岛是一种象筏子的人工浮体,在上边栽培水生植物, 漂浮在水面。浮岛上种植的植物主要是具有景观效果和净化水质功能的品种，植物层次种植，独立造景、联合造景都可；与河岸、驳坎、栈桥协调性好，能够很好的与环境融合。2.4.2JH1-浮岛种植技术JH1-浮岛利用生物治污原理，通过植物根系吸收水中营养物质，同时植物根茎附着大量微生物，形成生物膜，利用这一原理净化水质。植物选择营养吸收率高的品种，在暖季采用蕹菜-xs2（暖季）、凤眼莲-xs1（暖季）、等，冬季为水龙-xs1、粉绿狐尾藻-xs2，在美化水域景观的同时，削减水体中富含的氮、磷等。2.5水生动物投放技术因为水质情况较差,不适合投放鱼类,只能在后期投放底栖动物螺类等。3.生态修复景观平面布置河道尺寸由业主提供，由于没有具体准确测量，河道植物布置如与实际有误差，以实际布置与植物数量为准。*植物面积布置已充分考虑水利行洪要求。*浮岛结构与锚固设计已充分考虑到行洪期间的水流冲击力因素。六、工程概算1.水生植物清单序号植物品种面积（）单位面积株数（株/ m2）总数量（株）备 注1喜旱莲子草-xs00500080 400000 冬季落叶2蕹菜-xs280050 40000 不 耐 寒3水龙-xs1500060 300000 耐 寒4粉绿狐尾藻-xs2300040 120000 耐 寒5凤眼莲-xs1300020 60000 不 耐 寒6菖蒲-xs11200（+200）20 28000 耐 寒7美人蕉-xs2400016 64000 不 耐 寒8水芹