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文檔簡介
第一章總則
1.1編制目的
為系統(tǒng)整合重慶市湖庫生態(tài)修復(fù)適宜技術(shù),指導(dǎo)重慶地區(qū)城市湖庫的水環(huán)境
治理、水環(huán)境質(zhì)量提升、水生生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等工作,特編制本技術(shù)指南,為重慶
地區(qū)的湖庫湖庫水環(huán)境治理工作提供支撐。
1.2適用范圍
本指南適用于重慶地區(qū)及西南地區(qū)的城市湖庫水體。重慶及其西南地區(qū)屬于
山地城市,山地城市地形地質(zhì)條件較為復(fù)雜,地形坡度大,地表徑流流速大,人
類生活、活動(dòng)亦沿河/湖分布,面源污染裹挾的污染物負(fù)荷大。同時(shí)山地河湖貫
通格局較多,湖泊上游多有小溪溝匯入;西南地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后,市政設(shè)施建設(shè)、
管理及維護(hù)不佳,導(dǎo)致入湖點(diǎn)源污染眾多,對(duì)水質(zhì)影響明顯。
1.3基本原則
根據(jù)區(qū)域的自然環(huán)境特點(diǎn)、水體特征、人文社會(huì)環(huán)境條件和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水
平,綜合考慮湖泊周邊用地布局、污染輸入類型和水體自凈能力,提出適合重慶
市湖庫生態(tài)修復(fù)適宜技術(shù)體系。
(1)明確目標(biāo),整體規(guī)劃。綜合分析湖泊水環(huán)境問題和水污染特征,合理
制定水質(zhì)目標(biāo),針對(duì)性提出治理任務(wù),制定可行的總體方案和具體工作計(jì)劃。
(2)因地制宜,綜合治理。結(jié)合湖庫水質(zhì)特征、污染現(xiàn)狀以及未來城市規(guī)
劃,明確水體功能定位和水質(zhì)目標(biāo),綜合應(yīng)用點(diǎn)源、面源、內(nèi)源污染控制和生
態(tài)修復(fù)與水體水質(zhì)保障等措施,提出治理措施和任務(wù)布局。
(3)協(xié)調(diào)同步,多管齊下。堅(jiān)持政府主導(dǎo),鼓勵(lì)多渠道融資,與當(dāng)?shù)厣鐣?huì)
經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào),與各行業(yè)部門的計(jì)劃、規(guī)劃相協(xié)調(diào)。
(4)分類分區(qū),控制重點(diǎn)。根據(jù)不同水體的特征,綜合考慮區(qū)段內(nèi)點(diǎn)、面
源污染、內(nèi)源釋放等水體污染的特點(diǎn)。優(yōu)先考慮污染控制的重點(diǎn)區(qū)域,劃分控
制單元,實(shí)行分類分區(qū)控制。
(5)負(fù)荷削減,目標(biāo)控制。在水體環(huán)境容量核算的基礎(chǔ)上,確定水質(zhì)控制
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關(guān)鍵約束性指標(biāo)和重點(diǎn)控制區(qū)域,進(jìn)行水污染負(fù)荷分配。在湖庫沿線(含上游來
水)污染減排核算和分配的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)污染治理從目標(biāo)總量控制向基于控制單
元水質(zhì)目標(biāo)的總量控制轉(zhuǎn)變。
(6)強(qiáng)化監(jiān)督,公眾參與。強(qiáng)化全過程監(jiān)督,建立湖庫水體水質(zhì)監(jiān)測、預(yù)
警應(yīng)對(duì)機(jī)制。鼓勵(lì)公眾參與,接受社會(huì)監(jiān)督。
1.4工作流程
1.4.1湖庫水環(huán)境問題診斷
水環(huán)境問題診斷是湖庫生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)?;诤焖|(zhì)和沉積物分析結(jié)果,
結(jié)合污染物負(fù)荷來源解析,診斷湖庫的水環(huán)境現(xiàn)狀、問題和原因,為科學(xué)制定治
理方案提供依據(jù)。診斷過程包括三部分,首先是水質(zhì)現(xiàn)狀分析,即通過對(duì)常規(guī)水
質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù),明確主要的水質(zhì)超標(biāo)因子和超標(biāo)程度;其次為排放源分析,以
湖泊集水范圍內(nèi)(含上游流域)自然地理、經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及土地利用等資料為基礎(chǔ),
綜合分析污染排放源。最后,以上述分析為基礎(chǔ),確定主控水質(zhì)指標(biāo),為污染治
理方案的制定奠定基礎(chǔ)。
1.4.2重點(diǎn)單元?jiǎng)澐旨跋鳒p負(fù)荷估算
基于水環(huán)境問題診斷結(jié)果,根據(jù)主要污染來源和負(fù)荷狀況,劃分重點(diǎn)治理單
元,并開展削減負(fù)荷計(jì)算,治理任務(wù)布局等工作。首先根據(jù)水質(zhì)目標(biāo),水文數(shù)據(jù),
計(jì)算湖庫環(huán)境容量,對(duì)實(shí)際的污染負(fù)荷進(jìn)行核算。其次,對(duì)比水環(huán)境負(fù)荷容量和
實(shí)際污染負(fù)荷排放量,明確需要削減的負(fù)荷量,根據(jù)點(diǎn)源、面源及內(nèi)源的污染情
況確定重點(diǎn)的負(fù)荷削減對(duì)象。最后,以污染負(fù)荷貢獻(xiàn)為基礎(chǔ),對(duì)重點(diǎn)控制單元進(jìn)
行負(fù)荷削減量核算。
1.4.3治理措施布局
治理措施布局是湖庫治理的核心。依據(jù)點(diǎn)源、面源及內(nèi)源的負(fù)荷削量分配
結(jié)果,進(jìn)行治理任務(wù)措施的總體布局,并結(jié)合湖庫的特點(diǎn),適當(dāng)?shù)牟贾貌糠炙?/p>
體自凈能力提升技術(shù)。
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1.5術(shù)路線圖
重慶市湖庫生態(tài)修復(fù)適宜技術(shù)實(shí)施技術(shù)路線如圖1-1所示。
圖1-1技術(shù)路線圖
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第二章術(shù)語及定義
2.1生境
指生物的個(gè)體、種群或群落生活地域的環(huán)境,包括必需的生存條件和其他
對(duì)生物起作用的生態(tài)因素;湖庫治理中主要包括影響水體生物生長的水文、流
速、水深、底質(zhì)、護(hù)岸形態(tài)等環(huán)境要素。
2.2地表徑流
指降雨抵達(dá)地面后,除去下滲到土壤成為地下水的部分。地表徑流沿著不
同路徑匯入河流、湖泊。
2.3水生植物
指整個(gè)或部分植物體如地下部分長期生活在水環(huán)境中的植物,可分為沉水
植物、浮葉植物、漂浮植物和挺水植物。
2.4挺水植物
是指下部或基部沉于水中,根或地莖扎入泥中生長,莖、葉挺出水面的水
生植物。代表物種有:荷花、蘆葦、香蒲、美人蕉、風(fēng)車草、茭白等。
2.5浮水植物
是指根附著在底泥或其他基質(zhì)上,無明顯的地上莖或莖細(xì)弱不能直立,葉
片漂浮在水面的水生植物。代表物種有:菱角、芡實(shí)、睡蓮、萍逢草、荇菜
等。
2.6沉水植物
是指植物體全部位于水層下的營固著生活的水生植物。整個(gè)植株沉入水
中,莖生于泥中,葉多為狹長或絲狀,根通常不發(fā)達(dá)或退化。代表物種有:苦
草、黑藻、金魚藻、狐尾藻等。
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2.7生態(tài)治理
包括任何對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的重建、改良、改進(jìn)、修補(bǔ)、更新、再植過程,這
些過程應(yīng)符合生態(tài)系統(tǒng)的基本法則或者要求的。
2.8生態(tài)恢復(fù)
是指在遵循自然規(guī)律的前提下,利用生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力,通過減輕
或消除人為干擾壓力,輔以適當(dāng)?shù)娜斯ひ龑?dǎo)措施,協(xié)助退化的、受損的、被破
壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)到近于它受干擾前的自然狀況,或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循
環(huán)方向發(fā)展的操作及管理過程。
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第三章水體功能區(qū)劃分與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
3.1山地城市湖庫特點(diǎn)
重慶市屬山地城市,山地地形和地貌特征顯著,水土流失問題突出,洪澇
和干旱頻發(fā),水體污染因素較多。與此同時(shí),山地城市湖庫庫容較小,生態(tài)系
統(tǒng)物種單一,水體自凈能力弱。與平原城市相比,山地城市地面坡度起伏大、
平均氣溫高、日照少、雨季長、濕度大、云霧多、霜雪少、蒸發(fā)量和空氣濕度
大、風(fēng)速小,受降雨徑流影響大,加之山地城市年降雨徑流對(duì)地表的沖刷作用
通常超過平原城市,導(dǎo)致進(jìn)入山地城市湖、庫水環(huán)境的污染負(fù)荷量高于平原城
市湖庫。
3.2水環(huán)境功能區(qū)劃分
水環(huán)境功能區(qū)劃是指為確保水資源的可持續(xù)利用,使水環(huán)境得到有效的保護(hù)
而確定的功能劃分。
根據(jù)水環(huán)境功能區(qū)劃,可將水域主要?jiǎng)澐譃樽匀槐Wo(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)、
漁業(yè)用水區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)和景觀娛樂用水區(qū)。
3.3水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
3.3.1地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)。標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)地表水水域環(huán)境功能
和保護(hù)目標(biāo),按功能高低依次劃分為五類,見下表3-1。
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表3-1水域功能和標(biāo)準(zhǔn)分類
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)用途
Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護(hù)區(qū)
主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水
Ⅱ類
生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的索餌湯等
主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類
Ⅲ類
越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)
Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)
Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的擬定一般包括高猛酸鹽指數(shù)、COD、總磷(TP)、總氮
(TN),也可以包括常規(guī)指標(biāo)pH、溶解氧(DO)。其基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值見下
表3-2:
表3-2基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值
分類
Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類Ⅴ類
項(xiàng)目
pH值(無量綱)6~9
飽和率90%
溶解氧(DO)≤6532
或(7.5)
高錳酸鹽指數(shù)≤2461015
化學(xué)需氧量(COD)≤1515203040
氨氮(NH3-N)≤0.150.51.01.52.0
0.020.10.20.30.4
總磷(以P計(jì))≤
(湖庫0.01)(湖庫0.025)(湖庫0.05)(湖庫0.1)(湖庫0.2)
總氮(湖、庫以N計(jì))≤0.20.51.01.52.0
3.3.2湖庫水質(zhì)目標(biāo)的確認(rèn)
(1)湖庫的確認(rèn)
山地區(qū)域地形起伏,河流在發(fā)育過程中,易利用坑塘區(qū)域形成相對(duì)靜滯水
面,另一方面,河道的水利設(shè)施建設(shè),也易形成滯緩區(qū)域。由于湖庫和河流在
水質(zhì)考核指標(biāo)上的不同,因此,如何甄別湖庫,明確其水質(zhì)指標(biāo),是湖庫生態(tài)
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修復(fù)的基礎(chǔ)。通常認(rèn)為,湖庫有一定的蓄水量、與下游河道不能進(jìn)行水體交
換、對(duì)水生魚類有阻斷。同時(shí),在水質(zhì)指標(biāo)的考核上,還應(yīng)針對(duì)湖庫特征,增
加葉綠素a(chla)、透明度(SD)及藍(lán)綠藻密度等指標(biāo)。
(2)湖庫水質(zhì)目標(biāo)的確認(rèn)
水環(huán)境功能區(qū)劃明確了對(duì)象水域的水質(zhì)管理目標(biāo)。若對(duì)象水域已有相應(yīng)功
能,治理目標(biāo)應(yīng)結(jié)合已有的水質(zhì)管理目標(biāo);當(dāng)對(duì)象湖庫功能尚不明確,應(yīng)在征
得主管部門的意見的基礎(chǔ)上,以景觀娛樂用水對(duì)待,合理選擇Ⅳ類或Ⅴ類水體
作為水環(huán)境治理目標(biāo)。
3.3.3水體營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)
水體營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià),是通過與湖泊營養(yǎng)狀態(tài)有關(guān)的一系列指標(biāo)及指標(biāo)間的相
互關(guān)系,對(duì)湖泊的營養(yǎng)狀態(tài)作出準(zhǔn)確的判斷。目前我國湖泊營養(yǎng)化評(píng)價(jià)的基本方
法主要有綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TLI)、卡爾森營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TSI)、營養(yǎng)度指數(shù)
法和評(píng)分法,其中綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法(TLI)應(yīng)用最為普遍。
(1)富營養(yǎng)化狀況評(píng)價(jià)方法
綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法(TLI):
式中:TLI(∑)——綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);
Wj——第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重;
TLI(j)——代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。
以chla作為基準(zhǔn)參數(shù),則第j種參數(shù)的歸一化的相關(guān)權(quán)重計(jì)算公式為:
式中:rij——第j種參數(shù)與基準(zhǔn)參數(shù)chla的相關(guān)系數(shù);
m——評(píng)價(jià)參數(shù)的個(gè)數(shù)。
2
湖泊(水庫)的chla與其它參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系rij及rij見下表3-3。
2
表3-3中國湖泊(水庫)部分參數(shù)與chla的相關(guān)關(guān)系rij及rij值
參數(shù)chlaTPTNSDCODMn
rij10.840.82-0.830.83
8
2
rij10.70560.67240.68890.6889
營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式為:
(1)TLI(chla)=10(2.5+1.086lnchla)
(2)TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP)
(3)TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN)
(4)TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD)
(5)TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCOD)
式中:葉綠素(chla)單位為mg/m3,透明度SD單位為m;其它指標(biāo)單位
均為mg/L。
(2)水體營養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)
采用0~100的一系列連續(xù)數(shù)字對(duì)湖泊營養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分級(jí),在同一營養(yǎng)狀態(tài)
下,指數(shù)值越高,其營養(yǎng)程度越重,具體分級(jí)見下表3-4:
表3-4湖泊(水庫)營養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)
綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)營養(yǎng)程度
TLI(Σ)<30貧營養(yǎng)(Oligotropher)
30≤TLI(Σ)≤50中營養(yǎng)(Mesotropher)
TLI(Σ)>50富營養(yǎng)(Eutropher)
50<TLI(Σ)<60輕度富營養(yǎng)(Lighteutropher)
60<TLI(Σ)≤70中度富營養(yǎng)(Middleeutropher)
TLI(Σ)>70重度富營養(yǎng)(Hypereutropher)
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第四章湖庫生態(tài)修復(fù)適宜技術(shù)
4.1點(diǎn)源污染控制技術(shù)
點(diǎn)源污染是集中在一點(diǎn)或一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的污染源,排放污染物的種類、濃度、
時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定。由于污染物集中在小范圍內(nèi)高強(qiáng)度排放,故對(duì)湖庫排放口周邊水
域影響較大。
通常對(duì)水環(huán)境造成影響的點(diǎn)源污染為生活污水、分流制雨水管道旱季排水
(多由管道錯(cuò)接、漏損導(dǎo)致)和合流制污水排口,另外湖庫周圍的工礦企業(yè)或家
庭作坊也會(huì)散布排放廢水。根據(jù)污染源的污染特征,選擇合適的污水處理方式和
治理技術(shù)。常用的有截污納管、小型一體化處理設(shè)備處理和人工濕地就地處理,
考慮截污納管的工程性較強(qiáng),適宜于各類點(diǎn)源污染的控制,且國家有強(qiáng)制性規(guī)范,
此處不予闡述。
4.1.1人工濕地就地處理
適用范圍:主要適用于暫時(shí)不具備截污條件的小型污染源,或污染源水量較
小、來水污染相對(duì)較輕,經(jīng)簡單的就地處理即可達(dá)標(biāo)排放的污染源(含初期雨水)。
圖4-1濕地就地處理示意圖
技術(shù)要點(diǎn):在來水周邊區(qū)域建造生態(tài)濕地,將所排放污水有控制的投配入濕
地,利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物協(xié)同作用,對(duì)污水
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進(jìn)行就地處理。濕地通??刹捎盟槭?礫石做基底,種植耐污型礫石基生長挺水
或濕生植物,充分利用植物截流吸收的能力,實(shí)現(xiàn)對(duì)來水的凈化。濕地處理的優(yōu)
點(diǎn)在于濕地處理系統(tǒng)具有基建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、無需處理污泥的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),
濕地景觀可與周邊景觀有效融合,增加觀賞價(jià)值。
濕地設(shè)計(jì)可參考《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范HJ2005-2010》。
在植被選擇上,宜采用本地物種,推薦選用耐寒能力強(qiáng)、可安全越冬的西伯
利亞鳶尾、風(fēng)車草、黃菖蒲和花葉蘆竹等,種植密度參見附錄。
對(duì)常綠的西伯利亞鳶尾、黃菖蒲、風(fēng)車草和花葉蘆竹等耐寒濕地植被,視植
被生長密度合理開展植物的收割,建議收割周期為每10個(gè)月1次;對(duì)耐寒能力
一般,冬季枯萎的濕地植物,建議在每年1月份開展收割,以備來年生長。
限制因素:采用濕地作為小型點(diǎn)源污染排放的末端處理,應(yīng)在考慮接納湖庫
納污能力的基礎(chǔ)上,合理設(shè)定濕地出口水質(zhì)目標(biāo),并以此確定濕地面積。濕地處
理所需的面積較大,而山地城市湖泊可用地往往不足,應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)地形情況,通
過梯級(jí)化改造的方式,構(gòu)建濕地處理系統(tǒng)。同時(shí),濕地的管理維護(hù)是保證濕地處
理效率的重要環(huán)節(jié),濕地內(nèi)填料易出現(xiàn)堵塞情況,需要定期(視堵塞情況)對(duì)填
料進(jìn)行翻動(dòng)和清理。
4.1.2小型一體化污水處理設(shè)備
適用范圍:適用于湖庫集水區(qū)內(nèi)短期無法實(shí)現(xiàn)截污納管的污水排放口,通過
選用適宜的小型一體化污水處理設(shè)備,對(duì)污廢水進(jìn)行就地處理,去除污水中的污
染物,也可用于突發(fā)性水體污染事件的應(yīng)急處理。
技術(shù)要點(diǎn):污水處理一體化設(shè)備集成程度高,占地面積小,停留時(shí)間相對(duì)較
短,可以快速去除污水中污染物。設(shè)備自動(dòng)化程度高,維護(hù)和維修簡單。建議采
用小型污水處理一體化設(shè)備作為臨時(shí)處理設(shè)施,解決當(dāng)前湖庫集水區(qū)內(nèi)部分片區(qū)
的污水直排問題,后期仍應(yīng)積極建設(shè)市政管線,將現(xiàn)有污水統(tǒng)一截流納管后進(jìn)入
城市污水收集處理系統(tǒng)。
設(shè)計(jì)參數(shù):
污水處理一體化設(shè)備應(yīng)該根據(jù)水質(zhì)處理要求和現(xiàn)場場地條件綜合考慮,選擇
合適的型號(hào)?,F(xiàn)有市場的一體化設(shè)備的主要技術(shù)形式主要包括生化處理和物化處
理兩類。生化處理設(shè)備又可分為生物濾池、膜生物反應(yīng)器、生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)三類;
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物化處理設(shè)備主要包括絮凝沉淀、微絮凝過濾、超磁分離過濾等,技術(shù)核心為物
理化學(xué)分離。現(xiàn)有的物化處理設(shè)備以去除水中的膠體懸浮顆粒為主要對(duì)象,部分
藥劑對(duì)水中磷酸鹽有一定的去除效果,但無法實(shí)現(xiàn)對(duì)水中各類型氮的去除。各類
以生化為核心的處理設(shè)備對(duì)水中COD的去除效果均較為明顯,但對(duì)水中氮磷的
去除仍較為有限。以生物接觸氧化為核心的生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)對(duì)水中的氮
有一定的去除,以膜分離為核心的膜生物反應(yīng)器對(duì)氮僅有微量的去除,對(duì)水中總
磷的去除較為有限。
限制因素:市場設(shè)備良莠不齊,選擇難度大;后期運(yùn)行需要持續(xù)的費(fèi)用和人
力投入,同時(shí)需要專業(yè)的運(yùn)行維護(hù)和現(xiàn)場管理。
一體化處理設(shè)備對(duì)水中氮、磷營養(yǎng)鹽的去除,尤其是氮的去除效果普遍有限。
當(dāng)受納水體為靜滯湖體時(shí),易出現(xiàn)氮的積累,誘發(fā)接納水體的富營養(yǎng)化。因此,
一體化處理設(shè)備僅是污水截污的輔助手段,在有條件截污、泵站提升入城市管網(wǎng)
的情況下,應(yīng)盡可能避免使用一體化處理設(shè)備。
4.2面源污染控制技術(shù)
山地城市湖庫集水區(qū)內(nèi)地形坡度較大,降雨匯流時(shí)間短,地表沖刷嚴(yán)重,隨
著地表徑流匯入湖庫中的污染物也是重要的外源負(fù)荷輸入。面源污染主要來自于
旱季地表、屋面的污物,在降雨期徑流的沖刷作用下,經(jīng)雨水管道進(jìn)入水體,導(dǎo)
致了水體的污染。城市面源污染源區(qū)段控制技術(shù)主要包括集水區(qū)地表的清掃和下
滲化改造,使得地表的徑流系數(shù)減小,減少降雨期的產(chǎn)流量和產(chǎn)污;遷移段控制
技術(shù),主要針對(duì)地表徑流在流動(dòng)過程中,利用植草溝、雨水塘、下滲綠地等滲濾、
滯控措施對(duì)徑流進(jìn)行攔蓄、下滲等處理;匯處理技術(shù)主要針對(duì)徑流在匯入接納水
體的終端處理技術(shù),被用于地表徑流的末端污染控制。在面源污染控制措施中,
需對(duì)源-遷移-匯技術(shù)進(jìn)行綜合布局,以保證對(duì)城市面源污染的最大限度的削減。
根據(jù)單向措施/技術(shù)在處理鏈中的分布與對(duì)地表徑流水量、水質(zhì)控制潛在作
用與表現(xiàn),表4-2總結(jié)了目前應(yīng)用比較廣泛的城市面源污染控制措施,供湖庫面
源污染控制措施選擇提供參考。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上,篩選并羅列了部分適用于
山地城市面源污染控制的控制技術(shù)。其中山地城市地表徑流源區(qū)生物促滲減流技
術(shù);用于面源污染遷移段控制的技術(shù)主要有大坡度道路徑流路肩帶滲濾技術(shù)、道
側(cè)綠地滯控技術(shù)、組合模塊式大坡度徑流控制濾池系統(tǒng)和微型水景滯存技術(shù);用
12
于面源污染匯處理的技術(shù)主要為徑流入湖強(qiáng)化側(cè)向流生物濾池凈化技術(shù)、湖庫雨
水口梯級(jí)調(diào)蓄池處理技術(shù)。各技術(shù)介紹如下。
13
表4-1城市面源污染控制技術(shù)水量、水質(zhì)控制功能與環(huán)境效益/選擇矩陣
處理鏈適宜性水量控制水質(zhì)控制環(huán)境效益
遷物生化植硝生
技術(shù)特征功能源匯舒
/移入傳滯收理過吸物學(xué)物化景態(tài)
控控適
控滲輸留集沉濾附降沉吸作觀功
制制度
制淀解淀收用能
綠色屋頂屋面種植,減少地表徑流◆◆◆◆◆◆◆◆◆
透水鋪裝使雨水、地表徑流滲透到亞表層基質(zhì)或土壤◆◆◆◆◆
植被過濾帶排放不透水地表徑流的同時(shí)起到過濾顆粒污
過濾帶◆◆◆◆◆
染物的作用
促滲設(shè)施促滲溝或渠,收集地表徑流,并使其滲透到深層土壤◆◆◆◆◆◆
生物滯留植被洼地收集、處理地表徑流,可設(shè)置入滲功能◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
植草性淺溝或渠道,收集、傳輸?shù)乇韽搅鳎瑥搅骺扇霛B,
植草溝◆◆◆◆◆◆◆
植被可過濾顆粒態(tài)污染物
砂濾利用砂床過濾顆粒態(tài)污染物◆◆◆◆◆◆◆
收集、儲(chǔ)存、處理地表徑流,具有一定水位,岸邊生長
水塘◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
挺水、水生植物
生態(tài)濾池以砂為主要介質(zhì)種植植物,過濾污染物◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
濕地種植水生植物,減緩徑流流速,削減和過濾徑流◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
◆高/主要過程;有時(shí),決定于設(shè)計(jì)
14
4.21山地城市湖庫集水區(qū)生物促滲減流技術(shù)
適用范圍:生物促滲減流技術(shù)適合以分散的、小規(guī)模的形式在湖庫集水區(qū)內(nèi)
處理地表徑流,可同景觀綠地結(jié)合,利用景觀綠地管理地表徑流。生物促滲減流
技術(shù)可提高匯入湖庫中的徑流水質(zhì)。
技術(shù)要點(diǎn):山地城市湖庫集水區(qū)生物促滲減流技術(shù)主要利用湖庫集水區(qū)范圍
內(nèi)的景觀綠地滯留、促滲不透水地表產(chǎn)生的徑流,在減少地表徑流的同時(shí),控制
不透水地表初期徑流污染。生物促滲減流設(shè)施是由0.7~1m深的砂質(zhì)壤土或壤質(zhì)
砂土及其種植其上的植物組成,用以不透水地面產(chǎn)生的徑流,在徑流滲透過程中,
通過沉淀、過濾、吸附以及生物過程達(dá)到對(duì)地表徑流的滯留與凈化作用。(技術(shù)
詳細(xì)組成見附圖)。生物促滲減流技術(shù)主要作用為通過暫時(shí)的填洼蓄水和向深層
土壤入滲,地表徑流中的污染物經(jīng)沉淀與基質(zhì)過濾、吸附而去除。植被可以種植
草坪或灌叢,植物不僅能夠起到過濾和滯留地表徑流的作用,而且根系發(fā)達(dá)的草
本有利于促進(jìn)地表徑流的入滲。當(dāng)亞表層土壤滲透率較低時(shí),通過在草坪底部布
置碎石層,暫時(shí)滯留徑流,給徑流提供繼續(xù)向深層土壤入滲的時(shí)間,過多的徑流
可通過在碎石層設(shè)置開孔排水管,排放至市政雨水管網(wǎng)。
植被是的復(fù)雜地質(zhì)條件下源區(qū)促滲技術(shù)的重要組成部分,不僅對(duì)地表徑流起
著過濾與蒸騰的作用,而且發(fā)達(dá)根系植物的選擇具有促進(jìn)地表徑流入滲的能力,
另外對(duì)污染物的去除也發(fā)揮著重要的作用。選擇植物時(shí)應(yīng)該遵循鄉(xiāng)土種、根系發(fā)
達(dá)、耐淹耐旱以及景觀性等原則。
限制因素:不適合在地下水位較淺或底部為巖層結(jié)構(gòu)的地區(qū)使用。
15
圖4-2山地城市湖庫集水區(qū)生物促滲減流技術(shù)
4.2.3山地城市湖庫集水區(qū)大坡度道路徑流路肩帶滲濾技術(shù)
適用范圍:路肩帶滲濾設(shè)施可應(yīng)用在湖庫集水區(qū)內(nèi)地表徑流源區(qū)及其傳輸途
徑中,可局部代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雨水口和排水管網(wǎng)。路肩帶滲濾設(shè)施同時(shí)具有凈化地表
徑流水質(zhì)與傳輸排放高強(qiáng)度降雨徑流的作用。底部開孔排水管溢流的設(shè)置可應(yīng)用
于不同滲透能力土壤的地區(qū)??稍谏降爻鞘袘?yīng)用,通過梯級(jí)堰的設(shè)置可在10%
坡度地區(qū)應(yīng)用。
技術(shù)要點(diǎn):山地城市大坡度道路徑流路肩帶滲濾技術(shù)是由植草溝與滲透渠結(jié)
合形成。梯級(jí)滲濾系統(tǒng)主要包括路肩帶片流進(jìn)水、植被過濾區(qū)、滯留滲濾區(qū)、梯
級(jí)堰以及溢流排放設(shè)施。其中滯留滲濾區(qū)又包括滯水空間、植物層、種植基質(zhì)層、
過濾層、儲(chǔ)排水層。城市道路產(chǎn)生的地表徑流通過路肩帶分散排入植被過濾區(qū)。
地表徑流經(jīng)過植被過濾區(qū)沉淀、過濾后,匯集到滯留滲濾區(qū)。地表徑流在下滲的
過程中,污染物主通過沉淀與基質(zhì)過濾、吸附而去除。滯留滲濾區(qū)底部的碎石儲(chǔ)
16
排水層,暫時(shí)滯留地表徑流,給徑流提供時(shí)間繼續(xù)向深層土壤入滲,過多的徑流
可通過在碎石層布置開孔集排水管排放。梯級(jí)滲濾系統(tǒng)對(duì)道路地表徑流起到滯留
滲濾作用,又可以承擔(dān)地表徑流的排放功能。梯級(jí)堰的設(shè)置使該系統(tǒng)可應(yīng)用在坡
度達(dá)10%的地區(qū),適合處理山地城市大坡度道路地表徑流。滯留滲濾區(qū)的設(shè)置使
該系統(tǒng)在減少地表徑流的同時(shí),可改善匯入湖庫的徑流水質(zhì)。
圖4-3山地城市湖庫集水區(qū)大坡度道路徑流路肩帶滲濾技術(shù)
限制因素:不適合在地下水位較淺的地區(qū)使用。
4.2.4山地城市湖庫集水區(qū)地表徑流控制組合模塊生態(tài)濾池技術(shù)
適用范圍:生態(tài)濾池技術(shù)適合以分散的、小規(guī)模的形式在湖庫集水區(qū)內(nèi)處理
城市地表徑流,同景觀綠地結(jié)合,利用景觀綠地管理地表徑流,也可大規(guī)模的應(yīng)
用在較大匯水單元內(nèi)。
技術(shù)要點(diǎn):組合模塊式大坡度徑流控制生態(tài)濾池系統(tǒng)是傳統(tǒng)砂濾與人工濕地
的結(jié)合,是具有底部排水系統(tǒng)的砂礫床暴雨徑流過濾設(shè)施,砂礫床的頂部可以種
植耐水淹的植物。組合模塊式大坡度徑流控制生態(tài)濾池系統(tǒng)主要用于處理匯入湖
庫的初期重污染徑流,目標(biāo)污染物主要為TSS以及其他顆粒態(tài)污染物(N、P),
在過濾速率較高的條件下,可滿足暴雨徑流污染的控制要求。對(duì)地表徑流水質(zhì)的
17
處理機(jī)理主要為沉淀、過濾和生物轉(zhuǎn)化。當(dāng)發(fā)生降雨時(shí),截流的地表徑流進(jìn)入生
態(tài)濾池沉淀室,隨后徑流潛流進(jìn)入三級(jí)砂床,填滿砂床的空隙,最后由垂直開孔
集水管收集排放。除了通過基質(zhì)沉淀、過濾和吸附等作用直接去除污染物外,水
生或濕生植物的種植,通過莖和根向根區(qū)輸送氧,從而使根區(qū)附近變?yōu)楹醚醐h(huán)境,
有利于有機(jī)物的好氧分解,而在遠(yuǎn)離處形成缺氧、厭氧環(huán)境,使床體中呈現(xiàn)連續(xù)
的好、缺、厭氧環(huán)境,促進(jìn)硝化、反硝化反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,因此極有利于N的去
除。此外植物可通過吸收地表徑流中的N和P而將污染物去除。在植物配置方
面,宜選擇高大禾草類草本植物須芒草和玉帶草。
圖4-4山地城市湖庫集水區(qū)地表徑流控制組合模塊生態(tài)濾池技術(shù)
4.2.5山地城市湖庫集水區(qū)地表徑流微型水景生態(tài)滯控技術(shù)
適用范圍:微型水景生態(tài)技術(shù)作為處理地表徑流的重要手段,可與景觀公園
結(jié)合處理匯入湖庫的地表徑流。不僅可以起到調(diào)蓄雨水的作用還可削弱降雨徑流
18
初期效應(yīng)對(duì)湖庫水體的影響。
技術(shù)要點(diǎn):微型水景生態(tài)技術(shù),簡稱微型水景,作為人工濕地的一種重要形
式,是以凈化地表徑流為主,同時(shí)也能兼顧處理其他污水的一種注重景觀化的濕
地工藝模式,它一般有一級(jí)以上的工藝流程組合而成,每級(jí)工藝的占地面積一般
在100m2以內(nèi),不大于200m2,能夠與所在場地的降雨?duì)顩r相適應(yīng)。通過建造系
列微型水景,融合植物吸收、基質(zhì)吸附、微生物降解,搭配曝氣增氧等環(huán)節(jié)。以
此捕獲降雨、截流徑流,并能在一定的水力停留時(shí)間內(nèi)滯存雨水,或是直接滯存
排入的污水,通過水景中植物、基質(zhì)(土壤或其他天然、人工填料)、微生物等
因素的共同作用對(duì)徑流起到一定的凈化作用。隨后利用周邊的天然或是人工設(shè)計(jì)
的景觀路線將處理后的水流輸送到臨近的排洪溝渠排入受納水體。經(jīng)過如上處理
過程,可有效緩解入湖初期雨水的污染。
①蓄水池②疊水凈化池③景觀濾池④澄凈卵石生態(tài)池
圖4-5山地城市湖庫集水區(qū)地表徑流微型水景生態(tài)滯控技術(shù)
4.2.6山地城市湖庫雨水口梯級(jí)調(diào)蓄池處理技術(shù)
適用范圍:雨水口梯級(jí)調(diào)蓄池適用于山地湖庫岸際水深較深(≥4m),湖岸
坡度較大(放坡比大于1/1),有較多的雨水(雨污混排水)進(jìn)入的區(qū)域??蓽p少
進(jìn)入湖體的降雨徑流城市面源污染,尤可用于含砂量大、顆粒態(tài)污染物多的初期
19
匯流雨水的處理。
技術(shù)要點(diǎn):雨水口梯級(jí)調(diào)蓄通常由3部分組成,分別為調(diào)蓄系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)
和凈化系統(tǒng),一定區(qū)域的地表徑流在經(jīng)過匯流后由管道輸送進(jìn)入梯級(jí)調(diào)蓄池,初
期雨水被收納調(diào)蓄后,后期相對(duì)潔凈的雨水管來水由溢流系統(tǒng)溢流進(jìn)入湖體。由
于山地城市湖庫往往面臨著岸坡陡、岸邊水深較大的問題,通過設(shè)置雨水口梯級(jí)
調(diào)蓄池,利用調(diào)蓄池的兩級(jí)頂板,在陡岸地區(qū)形成平坦的干區(qū)和淺水區(qū)域,均可
用于營造濕地系統(tǒng)。雨季的溢流出水經(jīng)過調(diào)蓄池低區(qū)頂板上的淺水區(qū)濕地處理凈
化后再進(jìn)入湖體。存納在雨水調(diào)蓄池中的初期雨水,在經(jīng)調(diào)蓄池預(yù)沉降后,在旱
季期,利用布設(shè)在調(diào)蓄池內(nèi)部的提升泵,提升至高區(qū)頂板上的人工濕地,處理后
跌水進(jìn)入低區(qū)淺水濕地,經(jīng)兩級(jí)凈化后最終進(jìn)入湖體。實(shí)現(xiàn)了雨水口的徑流污染
控制。
圖4-6山地城市湖庫雨水口梯級(jí)調(diào)蓄池處理技術(shù)
雨水口梯級(jí)調(diào)蓄池具有沉降并處理初期雨水中顆粒態(tài)/溶解態(tài)有機(jī)物的效
果,建造成本高、處理效果較好。
限制因素:前置庫后期的管理維護(hù)較復(fù)雜,需要隨著季節(jié)的交替對(duì)庫內(nèi)的水
生植物進(jìn)行收割和移栽,對(duì)調(diào)蓄池內(nèi)開展清淤工作,對(duì)底部潛水泵進(jìn)行維護(hù)。
20
4.2.7面源污染控制技術(shù)比選
在針對(duì)重慶市湖庫面源污染進(jìn)行控制技術(shù)選擇時(shí),應(yīng)當(dāng)首先分析湖庫周邊的
地質(zhì)地形條件,根據(jù)面源污染物削減類型和目標(biāo),綜合應(yīng)用面源污染的源頭段、
遷移段及匯集段控制技術(shù);針對(duì)山地城市特殊地形,選擇相適應(yīng)的控制技術(shù);在
水量、水質(zhì)、生態(tài)等控制目標(biāo)、規(guī)劃合理的建設(shè)占地面積、工程建設(shè)總投資等條
件下,靈活選擇面源污染控制技術(shù)。
針對(duì)重慶市湖庫特點(diǎn),面源污染控制技術(shù)比選如表4-2所示。
21
表4-2山地城市面源污染控制技術(shù)比選一覽表
處理鏈適宜性功能處置方式經(jīng)濟(jì)性
景
主要去
遷相建維觀
技術(shù)特征/功能適用條件源匯機(jī)制除目標(biāo)
移入收滯凈轉(zhuǎn)分對(duì)造護(hù)效
控控污染物
控滲集留化輸散集費(fèi)費(fèi)果
制制
制中用用
主要利用湖庫集水區(qū)
山地城市湖范圍內(nèi)的景觀綠地滯
庫集水區(qū)生留、促滲不透水地表產(chǎn)湖庫岸帶入滲、沉淀、TSS、
◆◆◆◆◆◆中中好
物促滲減流生的徑流,在減少地表裸露、硬化過濾和吸附TN、TP
技術(shù)徑流的同時(shí),控制不透
水地表初期徑流污染
山地城市湖由植草溝與滲透渠結(jié)
湖庫集水
庫集水區(qū)大合形成,同時(shí)具有凈化
區(qū)不透水沉淀、過濾TSS、一
坡度道路徑地表徑流水質(zhì)與傳輸◆◆◆◆(
◆
高中
地面坡度和吸附TN、TP般
流路肩帶滲排放高強(qiáng)度降雨徑流
較大
濾技術(shù)的作用
是傳統(tǒng)砂濾與人工濕
山地城市湖
地的結(jié)合,是具有底部地形平緩、沉淀、過濾、
庫集水區(qū)地
排水系統(tǒng)的砂礫床暴坡度不大,吸附、生物TSS、TN、
表徑流控制
◆
◆◆◆◆
◆◆◆
高高好
雨徑流過濾設(shè)施,砂礫存在有雨轉(zhuǎn)化和植物TP
組合模塊生
床的頂部可以種植耐水集水口
吸收
態(tài)濾池技術(shù)
水淹的植物
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處理鏈適宜性功能處置方式經(jīng)濟(jì)性
景
主要去
遷相建維觀
技術(shù)特征/功能適用條件源匯機(jī)制除目標(biāo)
移入收滯凈轉(zhuǎn)分對(duì)造護(hù)效
控控污染物
控滲集留化輸散集費(fèi)費(fèi)果
制制
制中用用
作為人工濕地的一種地形平緩、
山地城市湖
重要形式,是以凈化地坡度不大,
庫集水區(qū)地沉淀、吸附、TSS、
表徑流為主,同時(shí)也能存在有雨
表徑流微型◆◆◆◆◆◆◆生物轉(zhuǎn)化和TN、TP、◆高中好
兼顧處理其他污水的水集水口,
水景生態(tài)滯植物吸收COD
一種注重景觀化的濕有足夠的
控技術(shù)
地工藝模式建設(shè)面積
集中化處理湖庫集水
區(qū)內(nèi)初期雨水所帶來
地形坡度
山地城市湖的面源污染,可顯著減過濾、吸附、
較大,存在TSS、一
庫梯級(jí)前置緩山地城市由于坡度◆◆◆◆◆生物轉(zhuǎn)化和◆高高
有雨水集TN、TP般
庫處理技術(shù)大而形成的雨水水量植物吸收
水口
大、流速急而造成的沖
刷效應(yīng)
◆高/主要過程;有時(shí),決定于設(shè)計(jì)
23
4.3內(nèi)源污染治理技術(shù)
內(nèi)源污染由湖庫底泥的污染物釋放組成,底泥釋放主要有三類,即營養(yǎng)元素、
重金屬和難降解有機(jī)物。
經(jīng)各種途徑進(jìn)入水體的N、P等營養(yǎng)元素,相當(dāng)部分沉積到底泥中。水生植
物的生長會(huì)吸收部分營養(yǎng)成分,其余大部分仍與水體保持動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)水體污染
源得到一定控制后,N、P則可能主要來自底泥向上覆水的釋放,嚴(yán)重時(shí)可造成
水體富營養(yǎng)化。重金屬通過吸附、絡(luò)合、沉淀等作用而沉積到底泥中,同時(shí)與水
相保持一定的動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí),重金屬極易再次進(jìn)入水體,成
為二次污染源。PAH、PCBs等有機(jī)物,由于疏水性強(qiáng),難降解,在底泥中大量
積累。通過生物富集作用,有毒有機(jī)物可以在生物體內(nèi)達(dá)到較高的水平,從而產(chǎn)
生較強(qiáng)的毒害作用,通過食物鏈還可能危害到人類。
4.3.1清淤疏浚
適用范圍:適用于所有底泥受到污染的水體,尤其是黑臭水體底泥污染物的
清理,可快速降低受污染黑臭水體的內(nèi)源污染負(fù)荷,避免其他治理措施實(shí)施后,
底泥污染物向水體釋放。
圖4-6水力沖挖清淤示意圖
24
圖4-7生態(tài)清淤示意圖
技術(shù)要點(diǎn):清淤疏浚一般可分為兩種形式:第一種為干床疏浚,即將湖庫水
抽/放干,采用挖機(jī)或人工開展底泥挖掘,使用機(jī)械或人工力量清除湖底表面黑
泥。第二種為環(huán)保清淤,通過GPS定位精確水下吸泥。疏浚污泥污染物濃度較
高,需要進(jìn)行脫水處理和處置。底泥的處理必須考慮到防止對(duì)水體和土壤的二次
污染。對(duì)污染較重的疏浚污泥,必須采取物化、生物方法進(jìn)行預(yù)處理。常用的有
顆粒分離、化學(xué)凝聚等。清淤前,需做好底泥污染調(diào)查,明確疏浚范圍和疏浚深
度;根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚝徒涤晏卣?,合理選擇底泥清淤季節(jié)。
(1)干床疏浚又可分為干挖清淤和水力沖挖清淤兩種工藝。
干挖清淤:作業(yè)區(qū)水排干后,大多數(shù)情況采用挖掘機(jī)進(jìn)行開挖,挖出的淤泥
直接由渣土車外運(yùn)或者放置于岸上的臨時(shí)堆放點(diǎn)。倘若河塘有一定寬度時(shí),施工
區(qū)域和儲(chǔ)泥堆放點(diǎn)之間出現(xiàn)距離,需要有中轉(zhuǎn)設(shè)備將淤泥轉(zhuǎn)運(yùn)到岸上的儲(chǔ)存堆放
點(diǎn)。堆放點(diǎn)需配有污泥脫水設(shè)備,經(jīng)處理后淤泥可正式外運(yùn),清液收集或處理后
回流湖庫。干挖清淤的優(yōu)點(diǎn)是清淤徹底,質(zhì)量易于保證而且對(duì)于設(shè)備、技術(shù)要求
不高,淤泥易于后續(xù)處理。
水力沖挖清淤:采用水力沖挖機(jī)組的高壓水槍沖刷底泥,將底泥擾動(dòng)成泥漿,
流動(dòng)的泥漿匯集到事先設(shè)置好的低洼區(qū),由泥泵吸取、管道輸送,將泥漿輸送至
岸上的堆場或集漿池內(nèi),堆放點(diǎn)配有污泥脫水設(shè)備。水力沖挖具有機(jī)具簡單,輸
送方便,施工成本低等優(yōu)點(diǎn),但該方法形成的泥漿濃度低,為后續(xù)的脫水處理增
加了負(fù)荷。
25
一般而言,干床疏浚具有施工狀況直觀、質(zhì)量易于保證等優(yōu)點(diǎn),也容易應(yīng)對(duì)
清淤對(duì)象中含有大型、復(fù)雜淤積物(垃圾、石塊等)的情況。但排干湖泊/水庫
水增加了臨時(shí)圍堰施工的成本,同時(shí)湖泊、水庫只能在非汛期進(jìn)行施工,工期受
到一定限制,施工過程易受天氣影響,并容易對(duì)湖泊、水庫邊坡和底棲生態(tài)系統(tǒng)
造成一定影響。
(2)環(huán)保清淤
目前,世界上多采用環(huán)保疏浚的方法清除污染底泥。理想的環(huán)保疏浚工程應(yīng)
該達(dá)到基本清除污染物,使懸浮狀態(tài)的污染物最少、懸浮顆粒的數(shù)量控制在規(guī)定
范圍內(nèi)與超挖量最小以免傷及原生土等效果。
目前最為理想的環(huán)保疏浚設(shè)備是帶環(huán)保絞刀頭的絞吸式挖泥船,非常適用于
內(nèi)陸的湖泊、水庫的淤泥的開挖輸送,以達(dá)到環(huán)保疏浚的目的。
環(huán)保清淤施工原則
①排泥場圍堰、退水口按照工程實(shí)施要求進(jìn)行修筑,主要是保證圍堰邊坡的
穩(wěn)定。邊坡的設(shè)計(jì)力求在邊坡的穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)之間選擇一種合理的平衡,按照邊坡
工程設(shè)計(jì)的基本原則進(jìn)行。
②環(huán)保絞吸式挖泥船適宜清淤厚度30~50cm;分區(qū)、分條開挖,避免漏挖、
欠挖。
③開挖遵循由近至遠(yuǎn)(排距)的原則,根據(jù)堆場的建設(shè)進(jìn)度,合理安排施工設(shè)
備進(jìn)場時(shí)間及開挖區(qū)域。
④以生態(tài)清淤為目的,注重成效,重視對(duì)挖掘工藝和措施的選擇設(shè)計(jì)。
限制因素:需合理控制疏浚深度,過深容易破壞河底水生生態(tài),過淺不能徹
底清除底泥污染物;高溫季節(jié)疏浚后容易導(dǎo)致形成黑色塊狀漂泥;底泥運(yùn)輸和處
理處置難度較大,存在二次污染風(fēng)險(xiǎn),需要按規(guī)定安全處理處置。
(3)清淤疏浚中的二次污染防治
干挖清淤、水力沖挖清淤和生態(tài)清淤均采用機(jī)械、人工的方式清除水體底部
淤泥,在清除淤泥的同時(shí),也需要通過脫水設(shè)備對(duì)高含水率的淤泥進(jìn)行脫水處理,
脫水過程所產(chǎn)生的清液水中含有機(jī)物的濃度較高,峰值水量大,若不及時(shí)處理,
會(huì)對(duì)環(huán)境造成新的污染。
在對(duì)清淤疏浚過程中所產(chǎn)生的脫水清液,在有條件的情況下,應(yīng)采用水泵抽
提的方式,進(jìn)入市政管網(wǎng)進(jìn)行處理。若抽排有問題,可考慮采用絮凝-沉淀方法
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進(jìn)行應(yīng)急處理,以削減脫水清液中部分污染負(fù)荷,減少其對(duì)湖體的二次污染。
(4)淤泥的處置
淤泥的去向是河湖底泥清淤的重要環(huán)節(jié),甚至可直接影響清淤工程的進(jìn)行周
期。淤泥的去向通常包括填埋場填埋、淤泥和其他有機(jī)質(zhì)堆肥制營養(yǎng)土、淤泥固
化做建材等。
淤泥脫水后,含固率大于20%后,可進(jìn)入城市垃圾填埋場進(jìn)行填埋處理,但
需要和填埋場進(jìn)行協(xié)調(diào)并征得其同意,且需要交納一定的處置費(fèi)用。
河湖淤泥中的黑泥層部分有機(jī)質(zhì)豐富,氮磷含量高,若對(duì)其進(jìn)行有序利用,
可變廢為寶,實(shí)現(xiàn)淤泥的資源化回收利用。淤泥可與其他有機(jī)質(zhì)(園林廢渣、秸
稈、蘑菇渣等農(nóng)業(yè)廢棄物)共同進(jìn)行好氧堆肥,實(shí)現(xiàn)黑泥層中有機(jī)物的腐熟化,
形成營養(yǎng)土產(chǎn)品,用于后續(xù)的流域園林綠化。但堆肥需要一定的場地,相對(duì)恒定
的溫度,有用地的需求。
河湖淤泥中的灰(黃)泥層,可采取固化的方式,通過投加硅酸鈉、膨潤土、
煤渣等黏合劑,對(duì)其進(jìn)行固定處理,固化處理后的灰(黃)泥強(qiáng)度增加,可用于
固坡、堤岸、道路基礎(chǔ)等方面的建設(shè)。
4.3.2掩蔽修復(fù)
適用范圍:含有毒物質(zhì)污染底泥,且清淤疏浚有難度,可有效阻止底泥中有
毒有害污染物進(jìn)入水體。
技術(shù)要點(diǎn):底泥掩蔽技術(shù)也可或稱為底泥覆蓋技術(shù),指在污染的底泥上放置
覆蓋物,使污染底泥與水體間隔離,以阻止底泥污染物向水體中遷移的一種方法。
其采用的覆蓋物主要有清潔的底泥、沙、礫石或一些復(fù)雜的人造地基材料等。掩
蔽修復(fù)工程造價(jià)低。
相關(guān)案例:國外對(duì)污染嚴(yán)重的底泥,已多次采用了掩蔽技術(shù),許多已取得了
顯著的效果,其中比較成功的掩蔽工程例見下表。
表4-3原位掩蔽工程實(shí)例
工程位置污染物場地條件掩蔽設(shè)計(jì)施工方法
日本KihamaInner湖營養(yǎng)物3700m2細(xì)沙5和20cm厚
日本Akanoi海灣營養(yǎng)物20000m2細(xì)沙20cm厚
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工程位置污染物場地條件掩蔽設(shè)計(jì)施工方法
靠岸1.2hm2,用駁船撒
華盛頓Denny海灣PAⅡ,PCBs0.79m厚的砂性沉積物
深6-18m布
限制因素:加入覆蓋物,抬高了水體河底,使水體庫容變小,同時(shí)對(duì)底棲生
物有較強(qiáng)破壞力,可能影響整個(gè)底棲生態(tài)系統(tǒng),而且尋找大量的清潔覆蓋物也并
非易事。
4.3.4生物修復(fù)
適用范圍:生物修復(fù)適合于面積較大、底泥污染負(fù)荷較低,水質(zhì)相對(duì)良好,
周邊難以開展清淤疏浚的水體的修復(fù)。
技術(shù)要點(diǎn):生物修復(fù)是利用生物體,降解環(huán)境污染物,消除或降低其毒性的
過程。生物修復(fù)分為工程修復(fù)和自然修復(fù)2類,前者是利用加入生物生長所需營
養(yǎng)來提高生物活性或添加實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的具有特殊親合性的微生物來加快環(huán)境修
復(fù)。后者是利用底泥環(huán)境中原有生物,在自然條件下進(jìn)行生物修復(fù)。具體操作方
法有生物通氣法、生物注氣法和生物沖淋法等。
生物修復(fù)按其主體可分為植物修復(fù)、微生物修復(fù)和動(dòng)物修復(fù)。種植水生植物,
利用其根莖控制底泥中營養(yǎng)物釋放的是植物修復(fù)的主要方式,且由于根系周圍滲
出液的存在,為微生物提供了棲息環(huán)境。植物在生長過程中能較方便的帶走部分
營養(yǎng)物。微生物修復(fù)技術(shù)是利用天然的或經(jīng)馴化的微生物通過氧化、還原、水解
作用等將有機(jī)污染物降解成CO2和H2,或轉(zhuǎn)化成其他無害物質(zhì)。采用人工馴化、
固定化微生物和轉(zhuǎn)基因工程菌能夠成功降解底泥中的有機(jī)污染物。當(dāng)水域或附近
水域的水環(huán)境功能為飲用水水源時(shí),從生物安全的角度考慮,應(yīng)避免使用微生物
修復(fù)技術(shù)。動(dòng)物修復(fù)即采用生物操縱的方式,通過投放底棲動(dòng)物,包括螺絲、貝
類、蝦類等,形成完善的底棲生物群落,增強(qiáng)生物群落對(duì)湖庫底泥的濾食作用,
減少淤泥中有機(jī)質(zhì)成分,提高水體透明度,改善水質(zhì)。
限制因素:生物修復(fù)法面臨著外源生物投加,生物生長受底泥環(huán)境、土著微
生物的影響,有時(shí)難以達(dá)到預(yù)期效果的問題。而且對(duì)于污染嚴(yán)重的水域培養(yǎng)或繁
殖微生物具有較大困難。
28
4.3.5化學(xué)修復(fù)
適用范圍:一般適用于底質(zhì)污染較重的非人體直接接觸水體,對(duì)受到重金屬
污染的底質(zhì)效果更好,根據(jù)底質(zhì)污染類型及污染量確定合適的化學(xué)藥劑,達(dá)到事
半功倍的效果。
技術(shù)要點(diǎn):其本質(zhì)原理是利用化學(xué)試劑和底泥中的離子發(fā)生基本的化學(xué)反
應(yīng),使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害的化學(xué)形態(tài)存在于水體中。添加的水處理化學(xué)品包括石
灰、二氧化碳、硫酸、氯氣、磷酸鹽等簡單的無機(jī)化合物,也包括硫酸銅、PAM
絮凝劑等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化學(xué)藥劑。
相關(guān)案例:在對(duì)加拿大Hamilton港受油和其他有機(jī)化合物(尤其是PAHs)
污染底泥的實(shí)驗(yàn)室研究表明,在保持底泥缺氧狀態(tài)的情況下,投加硝酸鈣和有機(jī)調(diào)理劑
與底泥混合,197天后底泥中有78%的油和68%的PAHs被微生物降解。在現(xiàn)場
中試研究中利用加拿大國家研究所開發(fā)的管道設(shè)備向底泥層投加氧化劑,投加藥
劑共4次:第一次,3.6噸Ca(NO3)2;第二次,50天后3.89噸Ca(NO3)2;第三
次,六個(gè)月后6噸Ca(NO3)2;第四次,四個(gè)月后,5噸Ca(NO3)2和有機(jī)調(diào)理劑。
四次加藥后,測試表明:57%的油和48%的PAHs被生物降解。此外,所有游離
的H2S均被降解,但酸性揮發(fā)性硫化物(AVS)卻難以被Ca(NO3)2氧化。監(jiān)測
表明,由于投加藥劑而造成的底泥再懸浮有限,不會(huì)對(duì)
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