包头市黄河湿地生态修复工程初步设计20100713

1 1 概述概述 1 1 设计依据设计依据 1 1 1 相关批文及文件 1 包头市黄河湿地生态修复工程勘察设计合同书 2010 年 2 月 12 日 2 包头市黄河湿地生态修复工程可行性研究报告 中交天 津港航勘察设计研究院有限公司 2009 年 3 月 3 包头市黄河湿地生态修复工程岩土工程勘察报告 中交 天津港航勘察设计研究院有限公司 2010 年 4 月 4 包头市黄河湿地生态修复工程测量图 中交天津港航勘 察设计研究院有限公司 2010 年 3 月 5 关于包头市黄河湿地生态修复工程可行性研究报告的批 复 包头市发展和改革委员会 2009 年 8 月 18 日 6 关于包头市黄河湿地生态修复工程的批复 包头市防汛 抗旱指挥部办公室 2010 年 7 月 20 日 1 1 2 技术标准及设计规范 1 室外排水设计规范 GB50014 2006 2 室外给水设计规范 GB50013 2006 3 建筑设备施工安装通用图集 排水工程 91SB4 1 4 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 5 国家建筑标准设计图集 小型潜水排污泵选用及安装 含 2003 年局部修改版 01S305 6 建筑给水排水设计规范 GB50015 2009 2 7 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 8 建筑地基基础设计规范 GB5007 2002 9 建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002 10 鼓风曝气系统设计规程 CECS97 97 11 自然保护区类型与级别划分原则 BB T14529 93 12 地表水环境质量标准 GB3838 2002 13 堤防工程设计规范 GB50286 98 14 城市工程管线综合规划规范 GB50289 98 15 泵站设计规范 GB T50265 97 16 港口工程测量规范 JTJ203 98 17 砌筑砂浆配合比设计规程 JGJ 98 2000 18 水闸设计规范 SL265 2001 19 给水排水工程管道施工及验收规范 GB50268 2008 20 给水排水工程构筑物设计规范 GB50069 2002 21 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 22 室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范 GB50032 2003 23 建筑设计防火规范 GBJ16 87 2001 年修订版 24 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 25 建筑物防雷设计规范 GB50097 94 2000 版 26 供配电系统设计规范 GB50052 1995 27 防洪标准 GB50201 94 以及国家其他有关的现行规范 标准等 3 1 2 设计范围和主要内容设计范围和主要内容 工程区东起包头市南海子自然保护区东界 西到 210 国道包头 黄河大桥 北至南绕城公路 南至黄河 建设规模约 12000 亩 黄河湿地生态修复工程的建设内容包括 污染河水强化处理系 统 低污染水生态净化与资源化工程 湿地原生态保育与生态修复 工程 排水渠整治建设工程和湿地景观建设工程等 1 3 设计概要设计概要 包头市黄河湿地经黄河改道而成 位于包头市东河区南侧 由 于人们对湿地的认识不够 管理措施不到位 污染物大量排入湿地 农业围垦严重 造成湿地局部污染严重 水土流失加剧 破坏了湿 地景观和生物多样性 造成湿地生态系统的破坏 导致湿地功能的 不健全 破坏了湿地生态系统的良性循环 湿地生态修复工程迫在 眉睫 通过湿地生态修复工程的实施 将有效改善通过湿地进入黄河 的水的水质 为下游的水源地提供安全保障 工程将修复湿地的原 生态景观 有利于改善包头市的人居条件和整体景观 还通过实现 河水资源化利用 缓解城市的水资源短缺 1 3 1 污染河水强化处理工程 污染河水强化处理工程的第一部分为河滨旁通式强化处理工程 第二部分为接触氧化 潜流湿地净化处理工程 目的是通过该工程 最大限度的净化来自二道沙河的污染河水 保护黄河湿地 同时为 后续工程提供低污染的水源 1 3 2 低污染水生态净化与资源化工程 本工程是对经污染河水强化处理工程后的来水进行进一步净化 4 降低水体污染物浓度 使出水水质达到城镇污水处理厂一级 B 排放 标准 满足东华第三热电厂中水回用的要求 低污染水生态净化与 资源化工程由浮叶植物区 表面流湿地 草滤带工程 贮水系统和 输水系统五部分组成 1 3 3 湿地原生态保育与生态修复工程 根据湿地生态环境和植物分布现状 因地制宜对工程范围进行 分区 设计分为 3 个区 保护区 修复区与重建区 并对各区设计 实施原生态保育 生态修复 生态重建等方案措施 保护区内乔 灌 草植被保存较好 生长旺盛的 只有局部区 域存在一定生态退化 设计对其以保护为主 局部区域辅以人工干 预与扶持 进行生态恢复 修复区有一定的乔灌林地和草地 部分区域植被退化 设计对 其在维护保育现有植被的基础上 进行局部区域草地植被生态修复 重建区内湿地生态结构破坏较严重 部分土地被开垦耕种 植 被覆盖率及生物多样性较低 设计对其实施生态重建 恢复湿地植 被与生态系统 根据其现状 将其分为 3 个亚区 盐化草甸区 半 固定风沙区 低洼地重建区 并分别对其实施灌草重建 沼泽重建 挺水植物重建工程措施 1 3 4 排水渠整治建设工程 排水渠北端与二道沙河相连 南端与黄河相连 东邻污染河水 强化处理工程区 西靠湿地生态重建区 主要功能是导流二道沙河 富余的来水 同时有利于暴雨期间从二道沙河来的山洪水漫流到较 缺水的工程区的西部地区和降低山洪水对污染河水强化处理工程和 低污染水生态净化与资源化工程的冲击 5 1 3 5 湿地景观建设工程 本工程在保护自然景观资源和维持自然景观生态功能的基础上 遵循以自然为本 以天然景观为主的设计理念 采取具有针对性 可持续性 多样性的技术手段与生态修复措施 使黄河湿地恢复为 功能健全 物种丰富的良性稳定的生态系统 主要建设内容为 污染河水强化处理 低污染水生态净化与资 源化工程区景观设计 湿地原生态保育与生态修复工程区景观设计 与排水渠两侧景观设计 1 4 主要技术经济指标主要技术经济指标 1 4 1 主要技术指标 污染河水强化处理工程占地面积为 332 2 亩 低污染水生态净化与资源化工程占地面积为 1888 亩 湿地原生态保育与生态修复工程占地面积为 9280 亩 排水渠长 1463 米 挖方 11446 m 填方 5668 m 湿地景观建设工程是在黄河湿地自然生态系统实施保护与修复 的基础上 兼顾湿地的景观效果 形成大范围的自然湿地生态景观 1 4 2 主要经济指标 本项目设计概算为 12478 56 万元 第一部分工程费用 10818 16 万元 其中 污染河水强化处理工程费 3544 97 万元 低污染水生态净化与资源化工程费 1529 25 万元 湿地原生态保育与生态修复工程费 5541 32 万元 排水渠整治建设工程费 41 40 万元 湿地景观建设工程费 161 21 万元 6 2 包头市黄河湿地工程区概况包头市黄河湿地工程区概况 2 1 地理位置地理位置 包头市黄河湿地工程区南临黄河 北靠包头市黄河大坝和南绕 城公路 东起包头南海子自然保护区芦苇塘 西到 210 国道黄河大 桥 地理坐标为东经 109 59 2 110 2 26 北纬 40 30 8 40 33 32 9 工程区地理位置图见图 2 1 图 2 1 工程区地理位置图 2 2 气候气候 包头市黄河湿地属典型的大陆性季风气候 冬长而寒 少雨雪 夏短炎热 多雷雨 秋高气爽 气温续降 昼夜温差大 春季干旱 多风 回暖快 温差大 全年光照充足 降水少面集中 无霜期短 7 昼夜温差变化明显 历年平均气温 6 4 1 月平均气温 12 6 极端最低气温 31 4 1971 年 1 月 27 日 7 月平均气温 22 8 极端最高气温 38 4 1953 年 7 月 8 日 全年日照时效 149 7 小时 无霜期平均 151 天 年平均降水 310 毫米左右 7 8 月雨水集中 降水量约占全年降水量的 50 降水量年际变化大 多雨年 678 毫米 少雨年 131 毫米 年均蒸发量为 2342 2mm 地面封冻期一 般 10 月下旬至次年 5 月中旬 平均最大冻深 1 6m 积雪厚 90mm 平均风速 3 4m s 主导风向 NNW 最大风速 23 3m s 2 3 土壤土壤 包头市黄河湿地是经河流改道形成的冲积平原 由黄河河道南 移后留下的河漫滩地 河流阶地组成 地形起伏不大 平均海拔 1020 米 地势呈阶梯形 北高南低 从南到北分为河滩与阶地 其中河漫滩高出黄河水面 0 5 1 米 宽约 1km 阶地高出黄河水面 2 4 米 宽约 2 3km 主要土壤类型为森林草甸土 草塘草甸土 盐化草甸土 沙化草甸土 沼泽土 半固定风沙土和分散分布的盐 碱土 其中草甸土类型较多 主要分布在地势较为低洼 土壤含水 量较高的地带 分布面积最大 沼泽土分布在湿地的沼泽地带 面 积最小 风沙土是近几年由于农民开垦湿地 破坏植被后在风的吹 蚀下堆积而成 但风沙土的颗粒以细沙和粉沙为主 属于风沙土初 期阶段的半固定风沙土 主要分布在黄河岸边的沙滩和沙堤上 盐 碱土分布较为分散 呈斑块状零星散布在阶地上 湿地土壤的含盐量普通较高 大部分土壤在 1 以上 盐碱土 含盐量表层可达 2 3 但盐分的化学成分以中性盐为主 Na2SO4 占 80 以上 pH 值为 8 5 8 8 这种盐分对植物危害性不大 可以 8 通过水洗解决问题 湿地土壤的养分含量普遍较高 有机质含量均大于 1 其中 草甸土含量最高 平均达到 3 以上 土壤养分齐全 全氮全磷亦 可达到 0 2 左右 能够满足植物的生长需要 各类型土壤物理性 质良好 上层大多以粉沙为主 下层则以粘粒 粉粒为主 通气性 好 但下层透水性较差 适合于侧根 须根性植物生长 总的来看 土地平坦 养分含量较高 物理性状良好 属肥沃 土壤 但近几年的围垦引起土壤大面积的退化 物理性状趋于板结 盐化碱化作用增强 尤以土壤沙化最为突出 水土流失较为严重 并且有明显加快的趋势 应尽早尽快采取保护措施 2 4 河流水文河流水文 黄河从湿地南面东流 流经保护区约 7 2 km 其水面宽约 130 458m 平均 300m 左右 水深约 1 4 9 3m 平均流速 1 04m s 最大流速 3 13m s 最大流量 6115m s 最小流量 48 m3 s 年均径流量 259 56 108m 每年 11 月下旬开始流凌 12 月 上旬封冻 至次年 3 月下旬开河 常伴有凌汛 河水可淹没整个 湿地 大约持续 1 周左右 二道沙河防洪体系由二道沙河 西河 西河道 头道沙河构成 二道沙河防洪体系总流域面积 95 0k 二道沙河位于包头市市区 以北 河道出山口以上称为大庙沟和本坝沟 流域面积 83 k 发 源于包郊的乌兰胡同 出山口以上纵坡 1 30 市区部分纵坡 1 95 河道流向从出山口以后向南沿低洼地形流经二道沙河村西 过京包铁路 经同官村东入黄河 全长 18 6 公里 为黄河干流的 一级支流 二道沙河平时干涸 大雨过后方有流水通过 现为泄洪 9 排污水通道 二道沙河及二道沙河以上各支沟洪水主要由暴雨形成 由于本地区的暴雨大 流域及河道的比降又较陡 降雨历史短 所 以形成的洪水具有峰高量小 历时短 陡涨陡落 来势比较凶猛的 特点 该地区洪水发生在汛期 6 9 月份 其中 7 8 月份为主汛期 百年一遇的洪峰流量为 915m s 二道沙河下游除接受九原区沙河镇的工业及生活污水外 还汇 集了二道沙河和四道沙河改道渠的全部污水 二道沙河与南绕城公 路交汇处的实测水量为 10 96 万吨 天 根据包头市环境监测站 2007 年全年监测数据 水质指标为 来水水温为 13 0 至 23 0 之间 平均 16 8 含盐量为 1010 1580mg L 之间 平均 1260mg L 氨氮为 79 78mg L 总磷为 4 58mg L COD 为 142 5mg L BOD5为 30 8mg L SS 为 300mg L pH 为 6 9 地下水为潜水 埋深 1 3 8m 补给方式主要为大气降水 地 表水和包头市城市尾水和黄河水 人工开采和蒸发为主要排泄途径 据区域水文地质资料 潜水变化幅度为 0 5 1 0m 枯水季节地下水 补给黄河水 洪水季节黄河水补给地下水 南海子公园的补水主要 在每年凌期通过从黄河人工抽水补充 2 5 生物资源生物资源 包头市黄河湿地工程区植被大部分是草甸草原植被 在河滩草 地及林地中 采集 鉴定已了解到现有野生植物 36 科 93 属 137 种 其中草本有 121 种 灌木和半灌木有 16 种 树木主要以乌柳 榆 树 柽柳为主 在园林植物中优势种有 5 种 分别为乌柳 旱柳 红柳 枸杞和罗布麻 工程区陆生脊椎动物共 101 种 以鸟类为多 达 77 种 占脊 10 椎动物的 76 2 鸟类是工程区最丰富的动物类群 也是主要保护 对象 经调查并参照有关资料 工程区内有国家一级保护鸟类 2 种 二级保护鸟类 10 种 2 6 地形地貌和工程地质地形地貌和工程地质 包头黄河湿地所处地区由于地壳运动 山体断裂 断陷盆地反 复升降运动沉积形成了阶梯状地貌 本地区的地形是北高南低 西 北向东南倾斜 黄河沿南境边从西向东蜿蜒而过 属阴山和黄河之 间的冲积平原 从景观上 湿地呈现出水域 沼泽 灌丛 草地等 类型 其中以林灌 沼泽 草甸为主要类型 本次勘察深度范围内的地层划分为 3 个工程地质单元层 6 个 工程地质亚层 揭示勘察地层有 第四系全新统冲积层 Q4ml 勘 察深度范围内地层自上而下为 1 第四系全新统人工填土层 Q4ml 1素填土 Q4ml 褐黄色 中密 潮湿 2 1m 以下饱和 主 要成分为细砂 卵石及粗砂 只在 H19 孔 保护站 揭露 其层顶高 程为 1004 4m 2 第四系全新统冲积层 Q4al 1粘土 Q4al 黄褐色 软塑 可塑 含粉土及粉质粘土薄层 切面较粗糙 干强度高 韧性高 中 高等压缩性 表层分布 层顶 标高介于 997 63 1003 69m 之间 层底标高 991 43 1001 69m 之间 其中排水渠附近表层分布有 0 4 0 5m 左右的淤泥质粉质粘土 黑灰 色 平均标贯击数 11 1 击 2粉土 Q4al 灰黄色 密实 湿 含粘土团块 干强度低 韧性低 摇震反应中等 该层成层分布 层顶标高介于 11 994 29 1001 69m 之间 平均标贯击数 10 1 击 3粘土 Q4al 黄灰色 可塑 夹薄层粉土 干强度搞 韧 性高 高压缩性 层顶标高介于 993 69 994 72 之间 仅在 H10 H18 钻孔处揭露 3 第四系全新统冲积层 Q4al 1粉砂 Q4al 黄灰色 灰黄色 中密 饱和 主要成分石 英长石 局部有粉土夹层 层顶标高介于 990 49 1000 4m 之间 平均标贯击数 26 4 击 2细砂 Q4al 灰褐色 密实 饱和 主要成分石英长石 仅在 H16 钻孔处揭露 层顶标高介于 974 8 991 4m 之间 平均标 贯击数 45 7 击 2 7 地震地震 据 建筑抗震设计规范 附录 A 0 4 工程区抗震设防烈度为 8 度 设计分组为第一组 设计基本地震加速度值为 0 2g 2 8 土地利用现状土地利用现状 根据包头市水利勘察设计院实地勘察测量 应用地理信息系统 建立了电子地图 统计出目前湿地内主要土地利用类型有草地 林 地 明水域和农耕地等 2 9 交通条件交通条件 湿地交通便利 地理环境较为优越 西接 210 国道 包东高速 公路 北临包头南绕城公路 距包头东火车站 6 公里 包头机场 仅 3 公里 12 2 10 工程区主要环境问题工程区主要环境问题 由于人们对湿地的重要性认识不够 片面追求经济价值 农业 围垦 而忽略了湿地的其它功能 造成湿地生态系统的破坏 导 致湿地功能的不健全 破坏了湿地生态系统的良性循环 具体存在 的主要问题表现为以下几方面 2 10 1 污染物大量排放 湿地局部污染严重 根据 2007 年监测结果 进入包头黄河湿地的污染物数量较大 其中经过二道沙河 西河 等四条排污沟 污染物年入湿地量 BOD CODCr 氨氮和总磷分别达到 903 吨 4181 吨 2431 吨与 134 吨 通过降水和面源等还有一些污染物要进入湿地 这些污染 物在二道沙河入湿地的低洼地段聚集起来 致使该区域约 300 亩的 区域污染严重 造成明水区恶臭难闻 水体生态系统遭到破坏 水 生动植物以及微生物种群减少 而且这些污染物大多直接进入黄河 对黄河水质以及黄河流域的生态建设与生态保护无疑是严重的威胁 2 10 2 人为干扰强烈 湿地原生态景观遭到破坏 包头黄河湿地是典型的半干旱地区的湿地景观 以鹅绒委陵菜 蒲公英 车前草与黄花补血草等典型的半干旱草本植被为主 包头 黄河湿地季节性的淹水 原本应该物种丰富 景色优美 具有得天 独厚的生态旅游价值 但由于没有得到妥善的保护和管理 致使人 为干扰强烈 农业围垦严重 大量污染物排放 导致土壤退化 植 被破环严重 生物多样性受损 而且污染严重 污水在低洼地积存 典型的半干旱地区的原生态景观严重破坏 景观美学和观赏价值大 为降低 13 2 10 3 湿地退化 生物多样性破坏严重 包头市黄河湿地已出现严重生态退化 由于开荒耕种和污染物 排放 对这块宝贵的湿地已构成严重破坏 目前盲目无序开垦面积 已占湿地总面积的 50 造成湿地生态退化 包头市黄河湿地是 我国重要的基因库与生物资源库 本应在景观上呈现出明水区 沼 泽区 湿草地和干草地等类型 具有丰富的生物多样性 据考察仅 高等动植物就有 238 种 未被记录的低等生物种类更是巨大 湿地 的退化也导致物种多样性受到严重破坏 植被数量减少和生物量减 少 植被覆盖率下降 一些草本 半灌木 灌木 甚至乔木濒临死 亡或已经死亡 栖息的动物数量迅速下降 特别是鸟类 2 10 4 土壤退化 水土流失加剧 包头市黄河湿地由于污染物排放和无序的围垦耕种 再加上农 民对已垦湿地的耕作管理粗放 基本上采取掠夺式的经营方式 目 前湿地土壤已经出现板结 沙化 盐碱化 水土流失严重 并产生 扬沙的现象 2 10 5 管理措施严重不足 湿地不仅是野生动植物的理想栖息场所 而且也是人类的生态 屏障 也是客观存在的最重要的 天然绿色生态工程 它不仅为人 类的生产 生活提供多种资源 而且在抵御洪水 调节径流 蓄洪 防旱 控制污染 调节气候 控制土壤侵蚀 促淤造陆和美化环境 等方面有不可替代的作用 受到全世界范围的广泛关注 目前由于 人们对湿地价值的认识仍很模糊 对湿地的建设和管理得不到应有 的重视 导致资金投入不足 保护力度小 保护意识淡薄 人们非 常重视修复损毁的生态环境 而现存湿地的建设和管理却重视不够 投入较少 目前包头黄河湿地由于污水排放 开荒耕种等破坏活动 14 不但湿地应有的多种功能未能体现 而且出现了污染黄河 水土流 失 土地沙化 盐碱化 物种数量减少 水体富营养化等不良表现 应充分认识到湿地的重要性 认识到湿地对于维护人类生存环境和 农林业可持续发展的生态屏障作用 应该把湿地的保护 建设和管 理纳入到生态环境建设工程的范围 加大投入和管理力度 尽早实 现生态补偿机制 保护湿地不应只引起科学家和专业人士的注意 更应引起广大民众的关注 15 3 总平面布置总平面布置 3 1 总平面布置原则总平面布置原则 针对包头市黄河湿地受污染河水和开垦等不合理人类的影响 湿地生态环境遭到破坏 植被退化 生物多样性下降 严重影响黄 河包头段水质 以保护黄河包头段水质 修复湿地生态环境和实现 湿地来水资源化为目标 拟建设污染河水强化处理 湿地低污染水 生态净化与资源化 湿地原生态保育与生态修复 排水渠整治和湿 地景观建设为主要内容的包头黄河湿地生态修复工程 贯彻 污染 负荷削减 生态修复 原生态保育 资源化利用 为治理的主线 修复 湿地生态环境 1 坚持原生态保育与生态修复相结合 适度发展生态旅游 目前包头市黄河湿地虽然已经遭到较大程度的破坏 但是在湿 地保护区的部分仍然保护较好 基本为原生态湿地 对这一部分应 以保育为主 而针对其他受到破坏较为严重的区域 则主要采取生 态修复措施 在保护区内 务必提倡并实施原生态理念 这是保护区生态环 境质量得以保障和提升的重要指导思想 只有这样 才能有效保持 生态系统的延续性 稳定性 提升生态系统的多样性 同时因地制 宜 因势利导 适度发展生态旅游 为紧张工作的人民提供一个休 闲 再教育和娱乐的场所 2 污染负荷削减与生态修复相结合 兼顾景观建设 黄河包头段的保护 要和其它流域保护一样 贯彻污染负荷削 减与生态修复相结合的理念 通过系列措施从源头控制污染的产生 到末端工程措施有效削减污染负荷 从而实现污染负荷的有效削减 16 重视污染河水的强化净化和资源化 削减污染负荷 保护黄河包头 段水质 在工程实施过程中 在污染河水治理的基础上 重点关注 湿地生态环境的修复和改善 建设包头市黄河湿地原生态保育与生 态修复工程 修复湿地生态环境 兼顾恢复和建设干旱半干旱地区 湿地景观 3 坚持综合治理 突出重点 修复多样性湿地生态系统 对包头市黄河湿地生态修复工程应进行综合的系统考虑 需要 实施多技术多手段的综合治理 但又要突出重点 本项目以污染河 水治理 湿地生态修复 湿地来水的资源化和景观建设为重点 包 头市黄河湿地原本有湖泊 沼泽 草甸 草地 灌丛和林地多种生 境 但由于受到破坏 沼泽和草甸面积日益减少 许多草地和林地 变成了农田 在湿地生态修复中 各修复区的设计一定要体现湿地 生态系统的多样性 修复沼泽 草甸 草地 灌丛和林地多种生境 4 污染河水高效低耗净化与资源化相结合 要贯彻污水资源化的理念 将污染河水适度处理后 结合周围 企业和环境对各类水质的需水量要求 结合经济收益情况 实现湿 地来水资源化 同时在营造良好的生态环境的基础上 适度利用湿 地植物 创造效益以维持湿地系统的正常运行 将污染河水高效低 耗净化与资源化有机地结合起来 5 坚持因地制宜与技术创新并重 选择针对性强的技术 根据当地的自然 经济条件 选择适用于当地情况的最佳治理 工艺和治理技术 取得投资少 效益高的治理效果 同时引进新技 术与新工艺 坚持因地制宜与技术创新并重 不同污染程度的水 需要采取不同的污染控制技术 不同破坏程度的天然湿地 需要采 取不同的生态保育与修复措施 在污染控制系统及生态修复系统的 17 设计时需要做出针对性的考虑和采取针对性的手段 3 2 污染河水强化处理工程污染河水强化处理工程 为了保护黄河湿地 最大限度的降低二道沙河来水中污染物浓 度 对来水实施污染河水强化处理工程 该工程分为两部分 第一 部分为河滨旁通式强化处理工程 第二部分为接触氧化 潜流湿地 净化处理工程 总面积 332 2 亩 河滨旁通式强化处理工程 占地面积 25 24 亩 包括沉砂池 0 24 亩 和厌氧塘 25 亩 两部分 接触氧化 潜流湿地处理工程 占地面积 307 亩 包括接触氧化系统 11 亩 和潜流湿地 296 亩 两部分 3 3 低污染水生态净化与资源化工程低污染水生态净化与资源化工程 本工程来水为污染河水强化处理工程的出水 由浮叶植物区 表面流湿地 草滤带工程 贮水系统和输水系统五部分组成 占地 面积为 1888 亩 浮叶植物区 202 亩 可保证来水均匀分配到表面流湿地 I 使水流不产生短路和死角 保证表面流湿地布水均匀 表面流湿地 1416 亩 由表面流湿地 I 表面流湿地 II 两部 分组成 表面流湿地 I 是根据湿地现状地形配置水生植物 对来水 进行第一级生物处理 表面流湿地 II 通过营造微地形 形成挺水 植物区与湿生植物区 对来水进行第二级生物处理 草滤带工程 9 亩 草滤带由草本植物组成 拦截经过二级 18 表面流湿地排水中的植物残体 需进行定期打捞 避免植物残体进 入下一级的资源化工程区 贮水系统 占地 261 亩 主要用于调节出水量 系统内布设浮 叶植物对存水进行进一步生物净化 输水系统 包括出水泵房与输水管线两部分 输水管线长 4624m 3 4 湿地原生态保育与生态修复工程湿地原生态保育与生态修复工程 湿地具有重要的生态功能 同时也兼有一定的水质净化的功能 由于人为活动干扰 导致黄河湿地的生态结构以及生态功能遭到破 坏 亟需对黄河湿地开展原生态保育与生态修复工程 完善湿地的 生态结构 使其发挥各项生态功能 本工程总占地面积为 9280 亩 保护区湿地原生态保育工程 对 3080 亩保护区实施原生态保育工作 其中保护区 I 面积为 2700 亩 保护区 II 面积为 480 亩 主要以自然生态保护为主 局部区域辅以人工干预与扶持 进行生态恢复 修复区湿地生态构建工程 工程占地面积为 2300 亩 对修复区内已破坏的湿地自然群落 生态结构进行生态修复 对保存相对完好的生态系统进行保护 完 善湿地生态系统的生态结构和功能 主要实施草地修复 1100 亩 重建区湿地生态建设工程 工程区面积共 3900 亩 针对湿地自然群落生态结构破坏严重 的区域 经人工重建后 修复完善湿地生态系统的结构和功能 设 计实施盐化草甸区生态重建 半固定风沙区生态重建 低洼地重建 19 区生态重建 3 5 排水渠整治建设工程排水渠整治建设工程 排水渠北端与二道沙河相连 南端与黄河相连 东邻污染河水 强化处理工程区 西靠湿地生态重建区 主要功能是导流二道沙河 富余的来水 同时有利于暴雨期间从二道沙河来的山洪水漫流到较 缺水的工程区的西部地区和降低山洪水对污染河水强化处理工程和 低污染水生态净化与资源化工程的冲击 3 6 湿地景观建设工程湿地景观建设工程 本工程在保护自然景观资源和维持自然景观生态功能的基础上 遵循以自然为本 以天然景观为主的设计理念 采取具有针对性 可持续性 多样性的技术手段与生态修复措施 使黄河湿地恢复为 功能健全 物种丰富的良性稳定的生态系统 主要建设内容为 污染河水强化处理工程区景观设计 湿地低 污染水生态净化与资源化工程区景观设计 湿地原生态保育与生态 修复工程区景观设计和排水渠两侧景观设计 20 4 污染河水强化处理工程污染河水强化处理工程 4 1 设计原则设计原则 1 保证出水水质达到预定工程目标 2 工程安全 管理 维护方便 3 良好的处理效果 及稳定的运行方式 4 2 工程目标与设计思路工程目标与设计思路 4 2 1 工程目标 本工程接纳的二道沙河来水为经过污水处理厂处理后的尾水以 及其它污水 来水污染浓度高 不利于湿地保护 本工程对来水进行强化处理 出水水质为氨氮 25mg L 总磷 3mg L COD 100mg L BOD 30mg L SS 30mg L 对污染物 的有效去除 将为后续低污染水净化系统的长效运行奠定基础 4 2 2 设计思路 针对来水中 SS 和氨氮浓度高的问题 本工程分为两部分 第 一部分为河滨旁通式强化处理工程 第二部分为接触氧化 潜流湿 地处理工程 河滨旁通式强化处理工程 通过沉砂池降低来水中的悬浮物浓度 出水再经过厌氧塘进行 厌氧消化 降低污染负荷 改善接触氧化 潜流湿地处理工程运行 条件 接触氧化 潜流湿地处理工程 经过河滨旁通式强化处理工程净化的水仍含有较高浓度的污染 物 尤其是氨氮 会对湿地植物造成严重危害 通过接触氧化 潜 21 流湿地处理工程对来水进一步净化 出水水质可达到污水处理厂二 级出水标准 4 3 进出水水质与设计参数进出水水质与设计参数 4 3 1 进 出水水质 根据环境监测站水质监测数据 工程设计二道沙河南绕城公路 交汇处来水 湿地进口 污染物浓度最大值为本工程进水水质基准 故确定进出水质标准如下 表 4 1 设计进 出水水质 单位 mg L 项目SSBOD5CODCrNH3 NTP 进水水质 300 30 8 142 5 79 78 4 58 年均出水水质 30 30 100 25 3 4 3 2 设计参数 污染河水强化处理工程设计参数 占地面积 332 2 亩 处理规模 6 万 m d 水力负荷 0 224m d 冬季不运行 使用年限 5 年 主要建设内容为 沉砂池占地面积 0 24 亩 进水泵房 调节池占地面积 176 厌氧塘占地面积 25 亩 接触氧化池占地面积 11 亩 潜流湿地占地面积 296 亩 22 4 3 3 工艺流程 二道沙河来水经涵管引水至沉砂池 通过沉砂池拦截 沉淀后 再经进水泵房提升至厌氧塘后 依次经过接触氧化池 潜流湿地进 行净化 随后排入低污染水处理系统 工艺流程如下 沉沉砂砂池池厌厌氧氧塘塘 接接触触氧氧化化 系系统统 潜潜流流湿湿地地 下下一一级级 处处理理系系统统 提水 泵房 河河滨滨旁旁通通式式强强化化处处理理工工程程 接接触触氧氧化化 潜潜流流湿湿地地处处理理工工程程 二二道道沙沙河河 图 4 2 污染河水强化处理工程工艺流程图 4 4 沉砂池沉砂池 二道沙河的来水中 SS 含量较高 来水通过涵管引至沉砂池 在 二道沙河内砌筑土石坝 土石坝坝顶高程为河床底高程上 0 2m 在 二道沙河河堤处预埋 4 根 DN400 钢筋混凝土管 引二道沙河来水进 入平流式沉砂池 工程通过格栅的拦截与沉砂池的沉降去除来水挟 带的大块废弃物与水中较大颗粒的悬浮物 以降低来水中 SS 浓度 为下一级处理系统提供运行条件 沉砂池包括格栅区和沉砂池主体 图 4 2 沉砂池平面图 4 4 1 设计参数 粗格栅栅条间距 58mm 细格栅栅条间距 28mm 23 格栅安装倾角 60 沉砂池总宽度 4 5m 分两格 沉砂池平均有效水深 0 86m 渐宽角度 20 砂槽清理周期 2d 4 4 2 单体设计 沉砂池为半地下结构 地下埋深 1 0m 采用钢筋混凝土结构 沉砂池来水为二道沙河河水 出水至进水泵房 格栅区 格栅区总长 9m 宽 2 5m 分并行两格 每格宽度为 1m 格栅 区水深为 0 7m 墙体超高 0 3m 格栅区内设置粗 细两道格栅 粗 格栅栅条间隙为 50mm 细格栅栅条间隙 20mm 格栅外形尺寸均为 1 2m 1 2m 粗 细格栅栅条均采用圆形栅条 直径为 8mm 定期对格栅拦截的垃圾进行人工打捞至垃圾池 格栅区两端设 置闸门 并行两单元可分别单独运行 闸门采用电动平板钢制闸门 外形尺寸为 1m 1m 共四门 沉砂池主体 沉砂池主体部分长 15 6m 宽 4 5m 分为两格 每格宽度 2 25m 每格两端设闸门 可分别独立运行 池体中部垂直水流方向 设沉砂室两个 单个沉砂室容积为 3 4m 沉砂室底宽 0 5m 上口 宽 1 2m 深 0 5m 总容积为 6 8 m 沉砂室处设置操作平台 以便 于沉砂池抽砂 沉砂池平均水深 0 86m 超高 0 5m 闸门采用电动 平板钢制闸门 外形尺寸为 2 25m 1m 共四门 24 图 4 3 平流沉砂池剖面图 4 5 垃圾池垃圾池 在沉砂池旁建设垃圾池 收集沉砂池格栅拦截的固体废弃物与 湿地运行时产生的植物残体 定期清理垃圾池内垃圾 运至垃圾填 埋场进行卫生填埋处理 垃圾池为地上砖混结构 M7 5 水泥砂浆抹面 外形尺寸为 8 92m 3 68m 垃圾池顶盖为钢结构 材料选用压型钢板 由厂家定 制 图 4 4 垃圾池正立面图 图 4 5 垃圾池侧立面图 25 4 6 进水泵房进水泵房 为将来水送入污染河水强化净化处理系统 设置泵房提水 泵 房采用半地下式的双层钢筋混凝土结构 顶高程 1007 45m 底高程 998 75m 长 24 45m 宽 11 38m 高 9 05m 其中 3 35m 位于地下 设置 5 扇窗 一个对开门 其内外表面工程做法参见 05J909 图集 图 4 6 进水泵房正立面图 图 4 7 进水泵房侧立面图 在进水泵房布设 10 个 DN400 的进水管 管心标高 1000 85m 进水方向管口焊接孔径 10mm 的钢筋网 拦截垃圾 出水方向设置 阀门 控制进入泵房的水量 泵房内设置 6 台提升泵 300WQ800 12 45 4 用 2 备 为保证各泵的正常安全运行 每台泵的出水管均 26 设置阀门 止回阀及压力表 并在总管处设置流量计 对流量进行 监控 4 7 厌氧塘厌氧塘 4 7 1 工艺设计 由泵房将沉砂池出水提升至厌氧塘 在厌氧状态下对来水进行 初步净化处理 其出水排入接触氧化池与潜流湿地进行深度处理 厌氧塘位于黄河大坝北侧 二道沙河以东 南绕城公路以南的 原白皮养鱼塘 工程设计在厌氧塘周围配置景观效果好 成活率高 的乔灌木复合林 尽可能去除厌氧塘产生的异味 4 7 2 设计参数 占地面积 25 亩 有效水深 4 0m 处理规模 6 万 m d 水力停留时间 1 1d 设计年限 5 年 4 7 3 单体设计 厌氧塘主体 厌氧塘设计尺寸为 上底 131 5m 下底 146 8m 池宽 143 8m 外墙结构为浆砌石结构 墙顶高程 1005 60 m 由于厌氧塘 原为鱼塘 故厌氧塘塘底采用原防渗处理 不另进行设计 提升泵 房来水经进水渠进入厌氧塘 厌氧塘出水通过 DN400 钢筋混凝土管 进入接触氧化系统 管中心高程 1004 75 m 27 图 4 8 厌氧塘平面示意图 图 4 9 厌氧塘剖面示意图 工程护坡 本工程护坡主体结构为浆砌石结构 两侧堆填袋装土护坡 夯 实系数为 0 90 最外侧覆土 0 3m 浆砌石墙体 浆砌石墙体外形设计为顶宽 0 6m 两侧为阶梯式结构 详见下 图 28 图 4 3 浆砌石墙体示意图 袋装土护坡 沿浆砌石墙体工程区内外放坡 5m 护坡顶宽 6m 护坡顶部铺 设行车道 结构为 30cm 浆砌块石 顶部为 30cm 素混凝土抹面 袋 装土夯实系数为 0 90 详见下图 图 4 4 工程护坡结构示意图 4 8 接触氧化池接触氧化池 4 8 1 工艺设计 本工程来水中氨氮浓度过高 为强化处理系统的氨氮去除能力 来水经厌氧塘厌氧处理后进入接触氧化池进行好氧处理 为后续处 理系统创造良好的运行条件 处理后的出水经出水渠排入下一个处 29 理单元 潜流湿地 4 8 2 设计参数 占地面积 11 亩 有效水深 3 75m 处理规模 6 万 m d 水力负荷 0 341m h 设计年限 5 年 4 8 3 单体设计 接触氧化系统占地面积 11 亩 外形尺寸为 146 8m 51 1m 外 墙主体结构为浆砌石结构 墙顶高程为 1005 60m 底高程 1000 80m 为提升水中溶解氧含量 设置推流曝气机 4 台 接触氧 化系统出水通过 DN400 过水管进入潜流湿地 管心高程为 1004 55m 接触氧化系统内布设弹性立体填料 填料设置在接触氧化系统 中间 面积为 50m 20m 来水进入接触氧化系统后 流经弹性立体 填料层 在曝气机供养条件下 通过填料表面生物膜硝化菌等的生 化作用去除来水中污染物 根据来水中悬浮物含量多少 接触氧化 系统运行 1 3 个月冲洗填料表面积泥一次 接触氧化系统底板坡度 0 2 末端设置一条集泥沟 以便及时 排出池中积泥 输水系统 接触氧化池出水通过输水管自流进潜流湿地布水渠 由接触氧化池至二道沙河桥南 5m 处输水系统采用 DN400 钢管 长 度为 120m 由二道沙河桥南 5m 处至潜流湿地采用 DN400 钢筋混 凝土管道 长度 255m 钢管管托采用钢筋混凝土结构 间距为 6m 钢筋混凝土管托采用浆砌石结构 间距为 4m 30 图 4 5 接触氧化系统平面图 图 4 6 钢筋混凝土管托结构图 31 图 4 7 钢管管托结构图 表 4 2 曝气机设备参数 项目参数 重量约 70 kg 功率5 0 4 0HP Kw 电压380v 转速1470rpm 增氧能力5 5 6 5kgO2 h 循环通量790m3 h 4 9 潜流湿地潜流湿地 4 9 1 工艺设计 接触氧化池出水经过布水渠均匀布水至潜流湿地两个独立处理 单元 潜流湿地利用其内填充的填料 植物 微生物等的共同作用 净化来水 处理后的出水进入下一级处理系统 32 图 4 8 潜流湿地工艺流程图 4 9 2 设计参数 占地面积 296 亩 有效水深 0 60m 处理规模 6 万 m d 水力负荷 0 304m d 4 9 3 土建工程设计 布水渠 14 亩 布水渠外墙主体结构为浆砌石 布水渠通过墙体上部 64 根过水 管布水 过水管采用 DN200 预制水泥管 管中心高程为 1002 98m 间距 10m 潜流湿地 282 亩 潜流湿地有效水深 0 6m 通过湿地内填充的填料进行强化处理 填充厚度为 0 55m 下层 0 2m 选用内蒙沸石为填料 上层 0 35m 选 用碎石为填料 潜流湿地从东向西分为两个单元 面积分别为 151 亩 131 亩 两个单元可间歇运行 潜流湿地墙体主结构为浆砌石 结构 潜流湿地中部墙体底部布设 DN200 过水管 67 根 管长 1 2m 管中心高程 1002 78m 间距 10m 潜流湿地通过墙体顶部 75 根过 水管出水进入下一级处理系统 过水管直径 200mm 管中心高程 33 1002 58m 间距 10m 图 4 9 潜流湿地平面图 4 9 4 生态修复设计 根据系统各部分水深情况种植植物 120 亩 种植物种为 芦苇 泽泻 香蒲 雨久花 表 4 3 潜流湿地植物种植工程量表 分类植物名称 种植面积 亩 种植工艺 泽泻2520 株 芦苇29 320 株 香蒲32 220 株 挺水植物 雨久花3415 株 34 图 4 10 潜流湿地植物布置图 35 5 低污染水生态净化与资源化工程低污染水生态净化与资源化工程 5 1 工程目标 原则与工艺流程工程目标 原则与工艺流程 5 1 1 工程目标 实施低污染水生态净化与资源化工程 对经污染河水强化处理 工程后的来水进行进一步净化 降低水体污染物浓度 使出水水质 达到城镇污水处理厂一级 B 排放标准 满足东华第三热电厂中水回 用的要求 同时可以作为城市绿化用水和南海湿地补水的水源 来水水质为 氨氮 25mg L 总磷 3mg L COD 100mg L BOD 30mg L SS 30mg L 出水水质为 氨氮 8mg L 总磷 1mg L COD 60mg L BOD 20mg L SS 20mg L 5 1 2 设计原则 1 尽量利用原有地形 不对基础进行大的处理 2 物种选用当地物种 不引进外来物种 3 便于施工 系统管理 维护方便 4 工程安全 结构设计经济 环保 5 系统内部水流均为自流 5 1 3 设计进 出水水质 污染河水强化处理工程的排水进入本工程区 依次经过浮叶植 物区 表面流湿地系统 草滤带 贮水系统 进行进一步净化处理 使出水达到设计要求 表 5 1 湿地低污染水生态净化与资源化工程进出水水质表 单位 mg L 项目氨氮TPCODBODSS 进水水质2531003030 36 出水水质81602020 5 1 4 设计参数 1 设计参数 占地面积 1888 亩 处理规模 6 万 m d 水力负荷 0 048m d 设计年限 20 年 2 工程内容 浮叶植物区占地面积约 202 亩 表面流湿地 I 占地面积约 406 亩 表面流湿地 II 占地面积约 1010 亩 草滤带占地面积约 9 亩 资源化系统占地面积约 261 亩 5 1 5 工艺流程 来水经浮叶植物区均匀布水至两级表面流湿地及草滤带 通过 表面流湿地和草滤带的生物处理与物理拦截 然后进入贮水系统 进行资源化利用 部分水体利用泵房将水输送至东华第三热电厂作 中水回用 部分水体溢流至工程区南侧黄河湿地作为生态补水 见 图 5 1 图 5 1 湿地低污染水生态净化工程工艺流程图 37 5 2 浮叶植物区浮叶植物区 5 2 1 设计参数 占地面积 202 亩 水力停留时间 2 7 天 容积 16 17 万 m 有效水深 1 2m 5 2 2 土建工程设计 浮叶植物区底部高程 1001 38 m 平均水深为 1 2m 浮叶植物 区进水侧墙体顶高程为 1002 88m 出水侧工程墙体顶高程为 1002 53m 南北两侧墙体顶高程均为 1002 88m 浮叶植物区平面图如图 5 2 所示 图 5 2 浮叶植物区平面图 由于来水中的总磷浓度较高 为有效去除总磷 在浮叶植物区 进水侧回填土放坡 15m 上覆 0 3m 高效除磷膨润土以起到强化除磷 作用 具体施工做法如图 5 3 所示 38 图5 3 浮叶植物区剖面图 5 2 3 生态修复设计 浮叶植物区内主要种植沉水植物和浮叶植物 搭配种植挺水植 物 沉水植物选种狐尾藻 龙须眼子菜等 浮叶植物选种萍蓬草等 本地浮水植物 各植物种植面积 种植工艺 工程量见表 5 2 表 5 2 浮叶植物区植物种植工程量表 植物名称种植面积 亩 种植工艺 荷花10 72 株 芦苇25 920 株 睡莲222 株 萍蓬草13 52 株 浮叶植物区植物种植平面布置如图 5 4 所示 图 5 4 浮叶植物区植物布置图 39 5 3 表面流湿地表面流湿地 5 3 1 设计参数 表面流湿地工程包括表面流湿地 I 和表面流湿地 II 两部分 设 计参数见表 5 3 表 5 3 表流湿地设计参数表 参数表面流湿地 I表面流湿地 II 占地面积约 406 亩约 1010 亩 容积8 1 万 m 20 2 万 m 有效水深0 3m0 3m 水力停留时间1 353 37 底部高程1002 08m1001 78m 5 3 2 土建工程设计 表面流湿地工程为湿地低污染水生态净化工程的重要环节 上 连浮叶植物区 下接贮水系统 占地总面积约 1416 亩 具体位置见 工程总平面图 1 表面流湿地 表面流湿地 占地 406 亩 底高程为 1002 08m 平均水深为 0 3m 进水侧墙体顶高程为 1002 53m 出水侧墙体顶高程为 1002 33m 南北两侧墙体顶高程为 1002 58m 表面流湿地 I 平面图 如图所示 40 图 5 5 表面流湿地 I 平面图 2 表面流湿地 表面流湿地 占地面积 1010 亩 底高程为 1001 78m 平均水 深为 0 3m 进水侧墙体顶高程为 1002 33m 出水侧墙体即为草滤带 顶高程为 1002 03 南北两侧墙体顶高程均为 1002 58m 工程考虑 湿地的旅游 参观功能 在表面流湿地区中部原土路路段设计水泥 混凝土路面 具体做法参见详见国标图集 05MR202 表面流湿地 平面图如下图所示 41 图 5 8 表面流湿地 II 植物布置图 5 3 3 生态修复设计 1 表面流湿地 表面流湿地 内植物配置设计为挺水植物 各植物种植面积 种植工艺 工程量见下表 表 5 4 表面流湿地 植物种植工程量表 植物名称种植面积 亩 种植工艺 芦苇7820 株 香蒲58 620 株 雨久花72 115 株 表面流湿地 植物种植平面布置如下图所示 42 图 5 表面流湿地 I 植物布置图 2 表面流湿地 根据水生植物生长条件 在表面流湿地 中营造微地形 堆土 方形成四个小岛 部分区域挖深 1 2m 使其适合荷花等水生植物生 长 冬季存活 构建水生植物与湿生植物群落 湿地内平均水深为 0 3m 各植物种植面积 种植工艺 工程量见下表 表 5 4 表面流湿地