摘 要

为了人与自然和谐相处,我们要越来越重视河流湖泊的生态问题。由于人们对生活和周围自然环境要求的提高,近年来把生态河湖建设作为重点，对城乡地区水体的治理进行了大量研究。而村镇沟渠作为水生廊道系统，其生态环境效应被人们所忽视，相关研究也不多。目前,村镇沟渠的主要功能还是排水和灌溉。近年来，排水沟渠受周边地表径流污染及生活污水直排的影响，水体状况较差，干扰到周边居民的生产、生活，沟渠的现状已经不能满足大冶湖流域经济社会发展的要求，更不满足“长江大保护”的发-展要求。

本项研究以黄石大冶湖上游的生态沟渠改造为契机,以水资源保障与水体生态修复技术为支撑,结合道士湾、新屋湾、竹林村、径源村的水文、生态等具体条件,对大冶湖上游的村镇沟渠进行综合改造。沟渠生态修复工程应根据村庄周边的环境及水质情况,把沟渠改造、水质改善、生态修复和景观建设结合起来实施治理工程。在满足防洪排渍的前提下，分别采用清淤清障、生态修复、岸线整理等措施，实现港渠生态修复、水体变清的目标，改善周边居民生活、生产环境，在施工工艺与技术条件上是可行的。

关键词：黄石大冶湖；村镇沟渠改造；水质净化；生态修复；可行性分析

Abstract

In order to live in harmony with nature, we should pay more and more attention to the ecological problems of rivers and lakes. Due to the improvement of people's requirements on living and surrounding natural environment, in recent years, the construction of ecological rivers and lakes has been taken as the focus, and a large number of studies have been carried out on the treatment of water bodies in urban and rural areas.As an aquatic corridor system, the ecological environmental effects of village and village ditches have been ignored by people.At present, the main function of village ditch is drainage and irrigation.In recent years, the drainage ditches are affected by the pollution of the surrounding surface runoff and the direct discharge of domestic sewage, and the water condition is poor, which interferes with the production and living of the surrounding residents.

This study takes the ecological ditch reconstruction in the upper reaches of huangshi daye lake as an opportunity, and takes the water resources guarantee and water body ecological restoration technology as the support, and combines the specific hydrological and ecological conditions of Daoshiwan,Xinwu bay, Zhulin village and Jingyuan village to carry out comprehensive reconstruction of the village and village ditch in the upper reaches of Daye lake.According to the environment and water quality around the village, canal reconstruction, water quality improvement, ecological restoration and landscape construction should be combined.On the premise of meeting the requirements of flood control and drainage, measures such as dredging and obstacle removal, ecological restoration and shoreline finishing are adopted respectively to achieve the goal of ecological restoration of port and canal and clear water, and to improve the living and production environment of surrounding residents, which is feasible in terms of construction technology and technical conditions.

Key words: reconstruction of ditches and ditches in villages and towns; water quality purification; sediment removal; ecological restoration; feasibility analysis

目 录

1绪论 1

1.1国内外研究现状 1

1.2研究内容 2

1.2.1大冶湖水质改善工程 3

1.2.2生态修复工程 3

1.2.3黄石大冶湖生态沟渠改造工程 3

1.2.4进行沟渠生态修复及改造的可行性分析 4

1.3研究目的 4

1.4研究意义 4

1.5研究技术路线 5

2 项目基本概况 5

2.1项目背景 5

2.2项目建设内容 6

2.3项目建设必要性 6

3技术工艺分析 7

3.1沟渠介绍 7

3.2 技术分析 11

3.2.1 水质改善技术 11

3.2.2 底泥清淤、疏浚技术 12

3.2.3 生态修复技术 13

3.2.4 生态护岸 14

3.2.5 生态沟渠改造技术 15

3.3技术可行性分析 15

4 方案设计 15

4.1河道清淤方案 15

4.2水质改善方案 16

4.3生态修复方案 17

4.4生态沟渠改造方案 19

4.5方案可行性分析 20

5生态沟渠改造可行性分析 21

5.1投资估算 21

5.1.1拟投入主要设备 21

5.1.2项目经费 22

5.2 风险评估 22

5.2.1 项目建设的合法性与可行性 22

5.2.2 项目建设的适应性风险 23

5.2.3 群众对生活环境变化的不适风险 23

6结论及展望 23

6.1结论 23

6.2 展望 24

参考文献 24

致谢....................................................................... .......................................................................25

1绪论

1.1国内外研究现状

城市湖泊是指位于大中城市城区或近郊的中小型湖泊[^[1]]。湖泊是人们赖以生存的重要水资源,它不仅为农业、养殖业、以及人类生产生活提供主要水源,同时还具有维持生物多样性、防洪排涝、调节气候、调节地表径流、净化水质等多种功能。湖泊是有自净能力的,天然湖泊中有大量的生物和微生物,它们都有降解有机污染物的作用,植物可通过光合作用向水里补充氧气,有利于防止污染[^[2]]。但是随着经济的发展,城乡人口不断增长加之人为活动变得越来越频繁，工业废水、生活污水等的排放量也随之增加,大量营养物质随污水涌入湖泊，各种物理因素(温度和光)、化学因素(氮、磷、有机质、pH值、二氧化碳和溶解氧等)和生物因素共同作用导致湖泊富营养化[^[3]]。当水环境中磷的供应量充足时,藻类可以充分增殖;氮也是影响湖泊富营养化的重要元素,但许多藻类(如蓝绿藻)可以通过生物固氮作用从大气补充缺乏的氮。浮游藻类直接生长在水体中,整个生活史都离不开水,其生物量、种类及藻类形状均与水域水质有密切关系[^[4]]。富营养化现象一般表现为藻类及其他生物的异常繁殖,水体浊度增加，溶解氧含量降低，致使水质急剧下降,严重干扰了湖泊的供水给水、养育水生动植物等多重功能。湖泊水污染的加剧,导致水域的水质严重下降,高等水生植物很难存活下去,大量鱼类由于水中溶解氧过低而死亡这一系列的反应使水生态系统遭到严重破坏，对湖泊的水体功能及城市景观造成恶劣影响。

随着人们对居住环境和生态环境需求的提高,近年来围绕着生态河道建设对河道生态修复工程技术与措施进行了大量研究，同时加强对生态沟渠建设和景观用水保障技术及水质改善工程技术方面的研究[^[5]]。村镇沟渠作为一种水生廊道系统,其生态环境效应一直以来被人们所忽视,相关研究也很少。现在农村地区的沟渠还是以排水和灌溉为主。人工沟渠具有一定的深度和宽度，当暴雨发生的时候,沟渠利用自身容积和植被缓冲带蓄持降水,阻挡一部分地表径流；沟渠又会作为输水廊道将洪水排出,缩短了洪水在沟渠控制区的滞留时间,降水落到地面就可以被沟渠迅速排出^[5]。村镇沟渠既能储存一定量的洪水,又可以作为溢洪的通道将洪水从沟渠内快速排出,因此生态沟渠可以对处于高峰期的洪水径流进行调节,降低洪灾发生的概率。但是,当污染物质流超过了沟渠自身净化能力或导致沟渠净化功能丧失的时候,这些沟渠系统会由污染物的“汇”变成“源”并将其向整个区域扩散,造成整个沟渠系统、河流、湿地等水质的恶化,导致整个区域生态环境破坏[^[6]]。要想修建高效多功能的沟渠，应从生态环境效应的角度出发,而不能只把沟渠作为蓄水和排水的通道。沟渠可利用自身的物理化学和生物机制对某些化学元素进行拦截,保证了沟渠系统内部元素的高效循环,同时对物质进行输出,和外界紧密联系。通过对沟渠的空间结构进行适当布设,在原有基础上进行改造，充分利用沟渠整体的环境生态效应，进行生态修复。

从国外河湖水系整治的新趋势来看,尽可能保持湖泊水系的近自然风貌己成为当今国际上先进的治理准则。所谓近自然原理是指根据生态学原理,结合具体流域特征,以恢复水体自然状态为目的,实现水质改善的一种水环境治理的指导理论^[5]。国外河流生态修复技术有很多种,主要包括在河道整治中,结合洪水管理,通过建设分洪道和降低河漫滩高程等措施予以实施河流连续性的恢复；渠道浚挖泥土的利用；多孔和透水护岸材料和结构的开发和应用及工程施工技术等^[5]。国外许多国家对河道内受污染的水体进行生态修复,改善水体环境,积累了很多实践经验。

湖泊的生态修复近年在国内也受到关注。但是国内湖泊水系整治工作基本处于水质改善和景观建设阶段,缺乏传统水利、生态系统栖息地和景观的结合^[2]。一些经济发达的城市结合河道整治开展城市园林景观建设,注重河流湖泊的美化绿化。当前,国内在湖泊生态修复方面的研究与实践多偏重于污染水体的修复,注重水质的改善,主要措施有：人工曝气增氧、生态化工程措施、底泥疏浚等。

杨建军、张斗胜(2008)分析了巢湖污染现状及成因，提出了采取环湖截污、水体交换等具体治理措施，并且强调了要建立巢湖流域统一管理的协调机制，完善湖泊保护法律法规，依法对巢湖进行科学治理[^[7]]。叶汉雄(2011)撰写博士论文以跨流域治理理论分析了＂四市共管＂的梁子湖水污染治理问题，分析了治理存在的问题和原因，在借鉴了国外的先进经验的基础上，最后从治理理念、培育新主体、建立伙伴关系、运用多种治理工具四个角度提出解决对策[^[8]]。

根据《湖北省水污染防止行动计划工作方案》的要求，大冶湖闸断面水质考核目标为Ⅲ类水质，但近些年黄石环境质量状况公报显示，大冶湖闸断面水质为Ⅳ类，主要表现在BOD₅、COD、TP不能达到考核要求。入江河流水质超标，影响长江水质，严重阻碍“长江大保护”的落实。本文以黄石大冶湖为例，在黄石大冶湖闸断面支流达标治理工程的基础上,进行生态修复，改善周边居民生活、生产环境。从可持续发展的角度出发,通过治理时实施的工程措施和生态措施,论证大冶湖生态沟渠改造工程的可行性。

1.2研究内容

大冶湖闸断面水质受上游来水水质影响，上游来水除来自大冶湖外，部分来自闸断面上游受污染支流，包含道士湾、新屋湾、竹林村、径源村的排水沟渠，近年来，排水沟渠受周边地表径流污染及生活污水直排的影响，水体情况不容乐观，严重干扰了周边居民的生产、生活，沟渠的现状已经不能满足大冶湖流域经济社会发展的要求，更不满足“长江大保护”的发展要求。本文主要进行大冶湖支流水质达标工程和大冶湖上游村镇沟渠的生态改造工程，并进行经济分析和可行性研究。

1.2.1大冶湖水质改善工程

结合城市湖泊的生态特征,系统分析造成河流水环境问题的原因,提出湖泊水质改善的方法措施。主要以黄石大冶湖水域为研究范围,对河流沿岸的点源、面源进行调查,确定其污染特点。重点对生态浮床技术和人工增氧曝气技术进行探究，对于曝气技术、生态浮床、种植水生植物等进行比较,研发工程投资少、运行成本低廉、管控便捷的水质改善技术。

（1）消除点源污染

根据对区域排水系统的分析，对沿河污水排放口与雨污混流口进行截污，保证旱季无污水进入河道沟渠，减少大冶湖上游的水污染。

（2）削减面源污染

拟在有条件的河段通过设置沿河植草沟等工程措施来削减、拦截入河的面源污染、垃圾，进一步控制面源污染。

（3）河道疏浚、清淤

结合水系的实际情况，对河流湖泊采取环保疏浚清淤方式快速去除内源污染。

（4）水质净化

曝气复氧：根据水体类型、污染物耗氧特性及环境条件，水体缺氧有分异的时空分布和表现形式。设置太阳能曝气机或者曝气船增氧曝气、恢复水体耗氧/复氧平衡、提高水体溶解氧含量。

生态浮床：以生态优先原则为指导，设置生态浮床将生态保护、景观美化与人文环境相结合，采用生态浮床的方式，通过植物根、茎、叶需吸收大量的氮、磷等营养元素，利用富集作用去除水中的营养盐，提高水质净化的同时，提升河道景观^[[9]]。

1.2.2生态修复工程

在前期水质改善工程实施之后，水体水质有了一定改善的基础上，依据不同河道、湖塘的实际情况，在水深 0m-0.5m、0.5m-1.5m 范围分别实施挺水植被修复工程和浮叶植被、沉水植被恢复工程，恢复工程范围内河道、湖塘水体生态系统。河岸带植被恢复拟恢复湿生乔灌草本植被、挺水植被和沉水植被。对水生植物净化水质的作用、机理、方法进行研究，科学地对沟渠进行生态修复。

1.2.3黄石大冶湖生态沟渠改造工程

总结大冶湖闸断面上游自然环境现状与湖泊水系特点,通过生态沟渠改造工程,改善入江河流韦源河支流水质，改善区域的自然环境，保障附近居民的进行正常的生产和生活活动。分析湖泊沟渠在治理前后的生态效果。

1.2.4进行沟渠生态修复及改造的可行性分析

经过对黄石大冶湖沟渠的现场实地研究结果,提出生态修复的建议和改进措施。生态修复项目采取的方法主要为种植水生植物，利用水生植物根系的吸附净化作用净化水质，同时对沟渠进行适当的景观设计，提升沟渠的生态性和观赏性。分析大冶湖生态沟渠改造工程的可行性。

1.3研究目的

本次项目结合城市景观规划,研究先进、实用的污染控制和水质改善技术,对流经道士湾、新屋湾、竹林村、径源村的沟渠开展底泥清淤、生态修复、岸线整理、生态沟渠建设，控制湖泊水体中的COD、BOD、TN、TP等污染物含量及藻类等的生长,保持水体的清澈、洁净[^[10]],改善入江河流韦源河支流水质。净化水质的同时实现港渠生态修复的目标，提升湖泊的生态性和景观性。根据黄石大冶湖闸断面支流生态治理工程的实施,进行水质改善达标工程以及生态沟渠改造工程,为治理湖泊水质污染问题提供科学高效的方法。课题研究成果以实用技术为主,能够广泛应用于城市景观水体的水质控制与水环境保护。

1.4研究意义

本项研究以黄石大冶湖生态沟渠改造为契机,结合道士湾、新屋湾、竹林村、径源村的自然生态及水体状况,实施大冶湖生态沟渠工程的研究,为黄石大冶湖上游的村镇沟渠以及其他地区的生态沟渠建设提供合理的技术。

黄石大冶湖生态沟渠改造工程的完成将创造良好的生态系统,使治理后的沟渠达到堤固、水清、岸绿的目标,实现防洪排涝、水环境保护和景观绿化的有机结合。本课题中的生态修复技术被应用在在大冶湖闸断面上游河道的修复上,将有效改善附近流域的生态环境，对改善水体状况、保证附近居民的正常生产、生活具有重要意义。

1.5研究技术路线

2 项目基本概况

2.1项目背景

我国水环境形势不容乐观，主要体现在：严重污染水体占比较高、沟渠塘坝污染普偏较重、水环境突发事件数量不少。黄石市水资源丰富，江河湖泊众多，在社会经济快速发展的同时，留下了巨大的“生态赤字”，水环境问题也逐渐突出，主要表现在水质恶化等方面。大冶湖位于长江流域中部下游，湖泊呈不规则长型，东西走向。大冶湖主港发源于鄂南幕阜山北麓，流经大冶市灵乡、陈贵等乡镇，在大冶市区注入大冶湖。大冶湖出口经长港和大冶湖闸站枢纽，于阳新县韦源口汇入长江，而大冶湖闸断面河道位于大冶湖最大的入湖河流长港中段。根据《湖北省水污染防止行动计划工作方案》的要求，大冶湖闸断面水质考核目标为Ⅲ类水质，但近些年黄石环境质量状况公报显示，大冶湖闸断面水质为Ⅳ类，主要表现在BOD₅、COD、TP不能达到考核要求。入江河流水质超标，影响长江水质，严重阻碍“长江大保护”的落实。

大冶湖闸断面水质受上游来水水质影响，上游来水除来自大冶湖外，部分来自闸断面上游受污染支流，包含道士湾、新屋湾、竹林村、径源村的排水沟渠，近年来，排水沟渠受周边地表径流污染及生活污水直排的影响，水质较差，影响到周边居民的生产和生活，沟渠的现状已和大冶湖流域经济社会发展的定位要求不相匹配，更不满足“长江大保护”的发-展要求。

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