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1、工程咨询证书号：工咨甲21020070001徐州小沿河水源地水体生态净化二期工程技术方案调整报告2011年6月191 工程背景小沿河位于微山湖南部，现为徐州市区主要地表水饮用水源地，河道两侧基本无污染物排放入河，水质较好。小沿河规划过流量（取水量）近期为12万m3/d，远期为20万m3/d，折合平均流量为1.4m3/s及2.4m3/s。徐州小沿河水源地水体生态净化工程（一期工程）已于2010年实施，工程位于铜山县柳新镇蔺山村，一期工程实施河段长1.6km，在取水口至梁山桥河段两侧边坡种植了沉水植物面积4.19万m2，一定程度上改善了小沿河水源地水质和水生态环境。为进一步改善小沿河水源地水质和水
2、生态环境，徐州市小沿河水源地保护工程建设管理处委托我院在小沿河梁山桥上游总长约2.6km的河段继续开展小沿河水源地水体生态净化二期工程，充分借鉴一期工程设计、施工和植物管护等的经验，进行小沿河水陆交错带水生植被修复，并实施生态浮床试验工程。2 工程预期目标根据工程任务要求，在一期工程的基础上，通过本次生态净化工程的建设，进一步改善小沿河水源地的水生态环境状况，提高取水口水质。除上游来水水质明显较差的情形外，取水口水质稳定达到地表水类标准以上。3 工程工艺设计3.1 设计水质2009年612月份小沿河成子河桥监测断面水质监测资料如表1所示，主要超标指标为CODMn，超标时段为每年5月份（因菹草死
3、亡腐烂）和10月份（因水花生死亡腐烂）。表1 小沿河部分水质指标监测结果水质指标DO(mg/L)NH4+-N (mg/L)TP (mg/L)CODMn (mg/L)平均值6.90.200.0725.9沿河化中中3.2 设计水文条件河道总长16.5km，河宽约30m80m，水深约4m5m，常水位32.5m32.6m，冬季水位为31.9m32.0m，每年农灌季节水位降至31.0m31.2m左右。3.3 生态净化工艺通过对一期工程实施和运行的经验教训进行总结，针对小沿河主要污染指标CODMn的超标率以及超标时段，根据小沿河水文特征和当地气候条件，在一期工程设计思路的基础上进行技术工艺优化，充分运用生
4、态系统理论和接触生物氧化理论，采用湿生植物、挺水植物和沉水植物相结合，并配置生态浮床的水质生态净化工艺，进一步提高水生植物生态系统的净化效果，在保证水生植物正常生长、发挥净化效果同时兼顾水源地生态景观需求。4 徐州小沿河水体生态净化二期工程设计方案主要内容徐州小沿河水体生态净化二期工程方案设计于2011年4月初开始启动，4月底编制完成，并于5月初进行专家咨询，经修改完善后形成徐州小沿河水体生态净化二期工程设计方案。工程主要通过优选净化效果好、适应性强的水生植物，设置湿生植物带、挺水植物带和沉水植物带，构建健康良性的生态系统，强化生态系统的净化功能，以满足水源地水质提升的要求。同时进行生态浮床试
5、验，研究不同材质的浮床载体及不同悬挂填料的净化效果。二期工程的主要内容如下：4.1 沉水植物带一期工程实践证明，沉水植物在工程河段基本生长良好，水质净化效果良好，但受水位变动影响较大，一旦露滩较难成活。另外，当地冬季气温低，故在沉水植物带设计布置中需重点关注耐寒植物的配置，并对于种植范围和物种选择需进行优化。沉水植物带高程设置为30.5m31.0m处，沉水植物带植物配置按各种沉水植物的最佳生长水深和当地自生沉水植物分布特点进行带状布置，沉水植物种类选择上，以一期工程中生长状况良好的伊乐藻、小茨藻、金鱼藻、刺苦草和轮叶黑藻为优势种进行配置，其中伊乐藻和小茨藻为冬季种，金鱼藻、刺苦草和轮叶黑藻为夏
6、季种，并搭配常绿苦草、龙须眼子菜和穗状狐尾藻作为群落伴生种，实现沉水植物的季节交替，保证全年的净化效果。考虑到本地沉水植物菹草的生长优势，沉水植物带的后期维护尤为重要，计划采用人工收割的方式于每年4月份在菹草石芽发出前对其全部收割，人工辅助沉水植被群落优势种由菹草向黑藻属的演替，逐步从根本上消除麦黄水现象。4.2 挺水植物带水深是影响水生植物生长的重要因素，不同挺水植物对水深的要求存在显著差异，在河道最低水位和常水位之间以种植挺水植物较为适宜。根据小沿河水位变幅，二期工程挺水植物带布置在河道两侧水陆交错带、高程范围31.0m32.3m的河道边坡。二期新增植被高程设计具体为：高程32.0m32.
7、3m处布置荆三棱、灯芯草和茭草，三者数量比例为3:1:1，种植间距为0.5m0.5m；高程31.7m32.0m处布置狭叶香蒲、荷花和小香蒲，二者数量比例为3:2:1，种植间距为0.5m0.5m；高程31.0m31.7m处在常水位情况下较深，不适合挺水植物生长，故选择可水生亦可耐短期露滩的两栖水松，种植间距为0.3m0.3m。一期挺水植物补种高程设计具体为：高程32.0m32.3m处布置荆三棱、灯芯草和茭草，三者数量比例为3:1:1，种植间距0.5m0.5m；高程31.7m32.0m处布置狭叶香蒲、荷花和小香蒲，二者数量比例为3:2:1，种植间距为0.5m0.5m；高程31.0m31.7m处布置
8、两栖水松，种植间距为0.3m0.3m。挺水植物生长后期产生的枯枝落叶若不进行清理，腐烂后将对水体造成二次污染，因此计划在其生长后期进行集中收割，收割时间为每年10月份。4.3 湿生植物带湿生植物对于拦截面源污染、护坡固堤和防止水土流失等方面有着较显著作用，故考虑在高程32.3m32.8m处布置湿生植物带，物种选择以本地常见莎草科和观赏效果较好的鸢尾科植物为主。湿生植物带一期与二期高程设计相同：高程32.3m32.6m浅水处布置黄菖蒲、西伯利亚鸢尾和慈姑等湿生植物，三者数量比例为3:1:1，种植间距为0.3m0.3m；高程32.6m32.8m处布置莎草和藨草等湿生植物，三者数量比例为1:1，种植
9、间距为0.1m0.1m。4.4 生态浮床试验水生植物对水体中氮磷的吸收净化效果较好，但对有机物的降解效果有限，针对小沿河水体中CODMn含量某些时段超标的情况，拟在成子河桥上游处布设新型的生态浮床。生态浮床采用漂浮载体+柔性生物膜填料+水生植物结构，依靠浮床栽植的水生植物吸收作用，以及浮床下部悬挂填料的生物降解作用，强化对有机物的净化效果。考虑到徐州小沿河冬季河道冰封期和低温时间持续较长，冰封期冰层较厚，本次生态浮床载体材质拟采用抗性较好的高密度聚塑板（HDPE）结构、木质结构及不锈钢结构共3种，每种材质面积200 m2，共600m2，比选出最适合徐州气候的载体材质。为强化对CODMn的净化效
10、果，浮床下部拟悬挂填料，利用填料所附着的生物膜去除有机物，填料拟选择弹性填料、生态绳和碳素纤维等3种净化效果较好的材质进行原位实验，比较挂膜情况，为后续工程填料选择提供实践经验和参数。HDPE载体采用的高密度聚乙烯树脂，具有耐腐蚀、防冻环保的特点，有强韧的结构性，且具有足够的浮力。载体单体为正方形，边长50 cm，高40 cm，浮体四周有塞孔，可通过塞孔向浮体内加水，以调节浮体吃水深度。浮体四角各有一耳环，方便浮体间连接与组合。木质结构载体采用密度较小的杉木为原料，先期进行防腐处理，再拼接为“目”字形框架，单体尺寸为1000mm2000mm，。此种结构造价较低，抗寒耐冻，适合北方寒冷天气，并具
11、有易加工操作的特点。不锈钢载体形式采用1000mm3000mm漂浮载体单元，以80mm80mm不锈钢方管（壁厚2mm）焊制全密封“日”字形框架，管内填充泡沫，四角焊斜撑以增加强度和方便相邻床体间固定，斜撑距框角200mm。框架下面附200mm200mm不锈钢丝网格（编织网格，不锈钢丝3mm，两端焊接于不锈钢框架底面）。在浮床植物选择上，考虑小沿河水体氮磷含量较低，兼顾水质净化和景观需求，故选择体型和生物量较小的石菖蒲、西伯利亚鸢尾和灯芯草等常绿耐寒种，上述3种植物在冰层较厚时段亦可正常生长，可实现浮床的四季常绿。4.5 临时工程临时工程主要为驱鱼工程。具体驱鱼抓虾措施为：在工程上游进水处设置2
12、道渔网、成子河桥1道拦鱼网，拦截上游来鱼；工程开展初期先行对水体中食草性鱼类进行捕捞，施工和后期维护期间对水体中食草性鱼类密度进行监测，根据监测结果投放肉食性鱼类控制食草性鱼类的数量；并投放中型地笼80只控制野杂鱼数量，小型地笼100只控制龙虾数量。5 技术方案调整5.1 调整原因2011年4月初徐州市水务局委托上海院进行小沿河二期水源地生态净化工程的设计和施工，相关设计人员随即开展了小沿河本底水生植物的调查工作，因当时的优势种菹草已基本夏眠，且水位较高，故对水面下水生植物的分布及生长情况掌握不够。6月初在工程开始施工后，又做了细致的水生植被调查工作，此时水位较低，为沉水植被调查带来很大便利，
13、调查结果为：小沿河自生沉水植被发育良好，高程29.6m31.0m处均有沉水植物分布，高程30.5m31.0m处沉水植被极为茂盛，覆盖率高达70%，优势种为刺苦草和金鱼藻，伴生种有轮叶黑藻、大茨藻、穗状狐尾藻、龙须眼子菜、水毛茛、竹叶眼子菜和马来眼子菜。这个情况与方案编制期间的基本情况有较大出入，因此，为了确保完成工程的建设目标，结合现状已实施的内容及进度，在此对工程方案进行优化调整。5.2 沉水植物带调整方案6月中旬上海院现场工作组对沉水植物进行补种和种群优化，在高程30.5m31.0m处种植刺苦草3万余株，伊乐藻、龙须眼子菜、轮叶黑藻和金鱼藻等共60袋，补种面积为30.5m31.0m处总面积
14、的15%。6月底沉水植物调查情况显示：新种植水草均生长良好，生根分蘖，刺苦草基部已有新苗发出。鉴于自生和新种的沉水植被发育较好，现有水生植被覆盖度已达85%，沉水植物种植量较少，故无需再建设围隔。2011年6月份徐州地区遭遇59年一遇的大旱，小沿河水位最低降为31.0 m，31.0 m以上沉水植物全部死亡。故二期沉水植物带高程设置为30.5m31.0m处，沉水植物带以少量补种和种群优化形式为主，沉水植物种类以一期工程中生长状况良好的伊乐藻、小茨藻、金鱼藻、刺苦草和轮叶黑藻为主，其中伊乐藻和小茨藻为冬季种，金鱼藻、刺苦草和轮叶黑藻为夏季种，并搭配常绿苦草作为群落伴生种。5.3 生态浮床调整方案此
15、次生态浮床为试点工程，原设计面积为600m2。考虑到小沿河每日过水量较大，水力滞留时间太短，浮床面积较小则难以发挥净化作用，故计划增加浮床面积到1500 m2，以期有较明显的水质净化效果。6 施工组织设计6.1 施工管理人员配备及准备工作6.1.1 施工管理人员配备 针对本工程难度大的特点，我院专门成立徐州小沿河工程项目组。委派经验丰富的项目经理全面负责项目施工，组建强有力的项目部，作为本工程项目管理机构，全面负责本项目从开工到完工全过程的施工管理、质量技术和安全管理。项目经理是我院驻本工程施工项目上的全权代表，对作业层负有管理与服务的职能，以确保工程的质量与工期达到业主的要求。 总承包项目经理：陈煜权。负责工程总体方案、施工中重要事件的协调和处理，工程施工质量、进度及费用的总体控制。专业总工：胡伟。监督并指导总体方案的制定及各项技术的应用，及时解决施工图纸中的疑问及施工期、维护期出现的技术问题。施工现场经理：郭萧。负责工程现场施工质量、进度及费用控制，负责材料采购、运输、施工及工程维护，
