談應(yīng)急備用水源地生態(tài)工程關(guān)鍵性技術(shù)范文
本站小編為你精心準(zhǔn)備了談應(yīng)急備用水源地生態(tài)工程關(guān)鍵性技術(shù)參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
摘要:為順應(yīng)我國城市應(yīng)急水源規(guī)劃建設(shè)整體要求，探討典型水源庫區(qū)生態(tài)工程建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)，以連云港徐圩新區(qū)香河湖應(yīng)急備用水源工程為例，圍繞工程凈水工藝路線及關(guān)鍵性環(huán)境工程技術(shù)，分析了“前置預(yù)處理、中端功能、濕地及后置生態(tài)調(diào)蓄庫”的凈水工藝模式，詳述了水生動植物及生物介質(zhì)布設(shè)、土壤二次改良、階段性引水及景觀種植工程技術(shù)方案。通過本研究，以期為典型水源庫區(qū)生態(tài)工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。
關(guān)鍵詞:應(yīng)急備用水源；生態(tài)工程；關(guān)鍵技術(shù)；凈水工藝
1項目背景
徐圩新區(qū)地處連云港東部沿海地區(qū)，為國家七大石化產(chǎn)業(yè)基地之一。該區(qū)域處于調(diào)引江淮水的末梢，水資源年內(nèi)分配不均且總量不足，主要依賴外調(diào)水源。目前善后河是徐圩新區(qū)唯一的飲用水水源，但是善后河沿線工農(nóng)業(yè)及生活污染形勢嚴(yán)峻，超標(biāo)事件時有發(fā)生，飲用水供水安全急需保障。此外，隨著新一批石化產(chǎn)業(yè)的陸續(xù)建成投產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)供水能力急待提升。從全區(qū)整體發(fā)展需求考慮，徐圩新區(qū)于2020年11月完成香河湖應(yīng)急備用水源工程建設(shè)，可應(yīng)對現(xiàn)有水源突發(fā)環(huán)境污染事件或水資源短缺時保障民生及產(chǎn)業(yè)應(yīng)急供水。徐圩新區(qū)香河湖應(yīng)急備用水源工程位于徐圩新區(qū)中西部，北近徐圩水廠，西鄰燒香支河，南靠中通道疏港大道，是蘇北沿海區(qū)域典型水源庫區(qū)之一。庫區(qū)占地面積約1.99km2，有效庫容達450萬m3，項目總投資約7億元，建成后形成一座生態(tài)型下挖式生態(tài)型蓄水庫，水庫周邊外圍生態(tài)大堤長約5333m。該工程應(yīng)急供水量為45萬m3/d，其中向徐圩水廠供水為9萬m3/d，向工業(yè)園產(chǎn)業(yè)區(qū)供水為36萬m3/d，能夠滿足徐圩新區(qū)連續(xù)10天生產(chǎn)生活應(yīng)急原水供應(yīng)。
2凈水工藝方案
2.1工藝設(shè)計原則
從維持改善水質(zhì)、防治富營養(yǎng)化角度出發(fā)，統(tǒng)籌考慮不同污染指標(biāo)的改善途徑與徐圩水廠制水工藝，以及避免工藝重復(fù)、充分發(fā)揮不同工藝優(yōu)勢、水源地與水廠各司其職的角度出發(fā)，香河湖應(yīng)急備用水源工程選擇需考慮投資及運維費用較低、效果穩(wěn)定、長期維持且適用于大規(guī)模微污染原水的凈化技術(shù)進行有機組合。采用物理-生物-生態(tài)法相結(jié)合的水質(zhì)維持改善總體工藝，具有效果好、供水穩(wěn)定性高、占地面積小、施工簡便、維護工作量小的特點。
2.2工藝技術(shù)路線
整體采用“前置預(yù)處理、中端功能濕地及后置生態(tài)調(diào)蓄庫”的組合工藝（圖2）。該工藝將原水由河道直取轉(zhuǎn)換為經(jīng)濕地改善、湖庫調(diào)蓄供水的旁路處置模式，采用“降濁活化、脫氮除磷、調(diào)蓄備用”的模塊化處理流程，以滿足工程建設(shè)的水量、水質(zhì)和應(yīng)急備用的三重目標(biāo)。前端預(yù)處理區(qū)主要通過生物吸收、反硝化、填料過濾、植物攔截等作用降解原水中的TN、TP、NH3-N、SS等污染物，可提高水體DO及可生化性，初步凈化水質(zhì)[1-3]；中端復(fù)合生態(tài)濕地區(qū)構(gòu)建了植物-微生物-土壤的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，可通過過濾、吸附、微生物降解等實現(xiàn)對CODMn、NH3-N和TP等污染物的高效去除[4]；終端生態(tài)蓄水區(qū)作為蓄水水量保障單元，可實現(xiàn)水體自凈和富營養(yǎng)化防治功能。
3環(huán)境工程技術(shù)
3.1水生態(tài)工程技術(shù)
水生態(tài)建設(shè)采用了“前置預(yù)處理、中端功能、濕地及后置生態(tài)調(diào)蓄庫”的組合工藝（圖3），通過模塊化處理流程，結(jié)合濕地生態(tài)系統(tǒng)凈化功能，提升供水原水水質(zhì)，降低CODMn、NH3-N、TN等主要指標(biāo)。工程主要實施內(nèi)容包括生物接觸氧化區(qū)生物介質(zhì)安裝，約336960m；復(fù)合濕地區(qū)和蓄水區(qū)水生植物種植，約282414m2；水生動物放養(yǎng)，約28910kg；20臺微泡增氧機及16臺太陽能循環(huán)曝氣機安裝；生態(tài)石籠安裝，約6064m3。受本土壤鹽度較高影響，水生植物基本選擇了耐鹽堿植物，同時為保障水生植物存活率和生長狀況，對沉水植物種植區(qū)進行了土壤二次改良，進一步為水生植物生長創(chuàng)造了條件。
3.1.1水生植物布置方案
水生植物主要包括沉水植物、挺水植物就、浮葉植物等（表1）。沉水植物種植品種有矮型苦草、刺苦草、小茨藻、篦齒眼子菜等，主要種植在復(fù)合濕地凈化區(qū)及生態(tài)蓄水區(qū)，種植面積106582m2。挺水植物種植品種有蘆葦、狹葉香蒲、再力花、黃菖蒲、千屈菜、西伯利亞鳶尾等，主要在復(fù)合濕地凈化區(qū)及生態(tài)蓄水區(qū)種植，種植面積169766m2。浮葉植物種植品種以多色睡蓮為主，主要在復(fù)合濕地凈化區(qū)，種植面積6066m2，其種植流程與沉水植物類似，主要為施工前準(zhǔn)備→植物選苗與質(zhì)量控制（起苗、包裝、運輸）→植物檢驗與驗收→植物種植與補種→分項驗收。
3.1.2水生動物布置方案
水生動物是水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的重要環(huán)節(jié)[5]，本區(qū)域放養(yǎng)的水生動物主要以濾食性魚類為主，同時投放少量的肉食性的烏鱧。水生動物放養(yǎng)前再次進行小規(guī)模試養(yǎng)，以確定該種類能否在本水體成活。同時，通過觀察挑選出健康、活性強的個體。根據(jù)各類群水生動物生長特性，在適宜季節(jié)進行合理放養(yǎng)，鰱魚、鳙魚于春夏季放養(yǎng)，烏鱧秋于冬季放養(yǎng)。
3.1.3生物介質(zhì)布置方案
生物介質(zhì)主要由生物繩、無紡?fù)凉げ冀M成，生物繩單根長1.8m，安裝在接觸氧化區(qū)，迎水布置，可為曝氣后微生物的迅速繁殖提供大量的附著載體[6]。在對底部區(qū)域進行護砌后，澆筑10cm厚C20素砼，用U型固定件將鋼管框架固定在底部護砌，最后將生物介質(zhì)固定于鋼管框架上。
3.1.4土壤二次改良技術(shù)
由于挺水植物中選用凈化能力較強的植物品種刺苦草和矮型苦草，為確保工程整體水質(zhì)凈化目標(biāo)以及植物耐鹽需求，需對矮型苦草和刺苦草種植區(qū)域的土壤進行二次改良處理，再次減少土壤中Na+的含量，降低土壤的鹽度。結(jié)合庫區(qū)土壤含鹽量情況，選用鹽土底改良劑對常規(guī)性植物種植區(qū)域土壤進行二次改良處理。鹽土底改良劑主要成分為硫酸鈣（CaSO4•2H2O），含量為90~95%，含水率一般為10~15%，含有豐富的S、Ca、Si等植物必需的有益礦質(zhì)元素，較天然石膏顆粒小、易溶于水，是較好的鹽良劑。底質(zhì)改良劑的使用量應(yīng)不小于4g/kg（土）即1.62kg/m2（使用厚度15cm選擇晴天施用，底質(zhì)改良劑的潑灑應(yīng)均勻、不遺漏，確保整個施工區(qū)域的土壤都進行徹底的潑灑。潑灑完成后進行翻耕或施水澆灌處理。如選用機械翻耕處理，宜采用旋耕的方式，保證鹽土底改劑與土壤混合均勻，以達到最佳改良效果。
3.1.5階段性引水稀釋技術(shù)
國內(nèi)已有針對城區(qū)引水凈污相關(guān)研究[7]，本工程階段性引水主要在調(diào)試期間進行，根據(jù)不同類型的指標(biāo)要求（水生態(tài)構(gòu)建鹽度要求、飲用水鹽度要求），參照庫區(qū)水體鹽度監(jiān)測數(shù)值，確定換水時間。從水生態(tài)構(gòu)建鹽度要求考慮當(dāng)水體鹽度超過0.4%限制時，進行引水稀釋處理。為保障換水后水體鹽度符合植物生長要求，根據(jù)相關(guān)計算以及我司工程經(jīng)驗，單次換水量50萬m3效果最佳，既能保證水體鹽度稀釋效果，同時也能降低經(jīng)濟消耗。換水時間控制在5d。引水稀釋時間一般選擇在降雨天，充分利用天然降水資源，減少補水量，節(jié)約經(jīng)濟成本。
3.1.6沉水植物調(diào)整
在項目在運營調(diào)試期間，對水體鹽度進行定期監(jiān)察，當(dāng)水體鹽度變化情況符合常規(guī)植物種植要求時，在確保水質(zhì)凈化和水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，對庫區(qū)耐鹽性沉水植物進行群落的演替，替換為便于養(yǎng)護的矮型苦草，以降低后期庫區(qū)水生態(tài)運行維護成本。
3.2景觀工程技術(shù)
香河湖應(yīng)急備用水源地綠化區(qū)域面積約35萬m2，其中湖心島面積約1.5萬m2，總體采用環(huán)湖大堤周邊鋪設(shè)草皮、湖心島種植部分喬灌木的方案，在環(huán)湖大堤上鋪設(shè)草皮可起到水土保持避免雨天泥水進水庫區(qū)，在湖心島種植喬灌木在起到消浪作用的同時也可滿足景觀效果。因工程場地土壤鹽度較高，必須換填土方才能滿足綠化種植要求，而換填土方將大幅提高綠化工程造價，因此為了節(jié)約成本，在大堤堆筑完成后，定期采用旋耕機對大堤表層20cm土壤進行翻耕排鹽，尤其是雨季和冬季來臨前對大堤土壤進行了加密翻耕，可保證后期草皮鋪設(shè)順利施工。
4結(jié)論
徐圩新區(qū)香河湖應(yīng)急備用水源工程目前已完成工程建設(shè)，達到設(shè)計效果。其生態(tài)工程整體采用“前置預(yù)處理、中端功能、濕地及后置生態(tài)調(diào)蓄庫”的組合工藝，設(shè)置庫區(qū)內(nèi)預(yù)處理區(qū)、生態(tài)濕地區(qū)、生態(tài)蓄水區(qū)，通過合理布設(shè)水生動植物、生物介質(zhì)，對低耐鹽植物區(qū)土方二次脫鹽改良，階段性引水稀釋等技術(shù)，使庫區(qū)水質(zhì)達標(biāo)，另通過草皮配種喬灌木的景觀種植方案，形成了人與自然和諧相處的美麗生態(tài)庫區(qū)，目前運行情況良好，可滿足徐圩新區(qū)連續(xù)10日生產(chǎn)及生活應(yīng)急供水，成為連云港市應(yīng)急備用水源地生態(tài)達標(biāo)建設(shè)成功典范。
作者：徐聆溪 冉宗信 郭磊 姜萬 單位：江蘇方洋集團有限公司 江蘇方洋水務(wù)有限公司
