胡家沟水库水生态修复工程初步设计.docx

1、胡家沟水库水生态修复工程初步设计1综合说明1.1背景随着社会经济的发展，主城区水资源保护日益受到全社会的关注，为搞好“五个重庆”建设，保证重庆市创建环保模范城市目标的实现，按照市委办公厅、市政府办公厅关于印发的通知（渝委办201149号）要求，必须加强水库水生态修复。胡家沟水库是天湖美镇社区附近居民重要的景观娱乐水源，也是将来颐和公园的重要组成部分，其水质好坏直接影响着周围环境，也与该区域居民的健康关系密切。由于，水库周边原有部分居民和一个养猪场，废污水直接排入水库，加上居民季节性利用水库周边土地（枯水季节），农业面源污染严重，水库水生态环境受到较大破坏，水质较差，严重影响了北部新区的对外形象

2、和投资环境大局，也事关重庆市创建环保模范城市目标的实现，因此，开展胡家沟水库水生态修复与保护已迫在眉睫。按照重庆市水利局关于申报2011年重庆市主城区水生态修复工程项目的通知要求，重庆市北部新区农林水利管理所委托西南大学对该水库水生态修复工程进行初步设计。1.2气象水文胡家沟水库所在北部新区属北亚热带湿润季风气候，大陆季风显着，四季分明，气候温和，冬暖夏旱，秋短夏长，初夏多雨，盛夏炎热，秋多阴雨，降水丰沛，光热同季，无霜期长，湿度大，风力小，多伏旱，多云雾，少日照。依据渝北区气象站1960到2004年45年的统计资料，多年均气温17.1(其中1月份平均气温6.3,8月份平均气温27.5)，极端

3、最高气温40.0，极端最低气温-3.8。渝北区（包括北部新区）最低海拔159m，最高海拔1460m，多年平均日照时数1325h。胡家沟水库蓄水主要由降雨形成。多年平均降水量1144.1mm，年际变化在819.1mm-1670.8mm之间。降雨主要集中于4-10月，占全年的85.9%，11月至次年的3月仅占年降雨量的14.1%,暴雨主要集中在5-10月,大暴雨和特大暴雨多发生在7、8月，多年平均年蒸发量为864mm。胡家沟水库坝址以上集水面积0.833km2 ,库周较为陡峻的山坡坡度和沟道纵坡为山洪发生提供了充分的流动条件。在强烈暴雨作用下，雨水迅速由坡面向沟谷汇集，可能形成强大的暴雨山洪进入水

4、库。1.3地质胡家沟水库的地质构造属于扬子准地台四川台向斜川东褶皱带；按地质力学的观点则属于新华夏构造体系，江北向斜。沉积岩广泛发育，出露地层主要是侏罗系，其次为三叠系，二叠系地层仅在西北及东北的背斜轴部有少量出露，第四系地层零星分布于河流沿岸和山麓坡脚。侏罗系地层主要分布于向斜丘陵谷地，为一系列紫红色泥、页岩和砂岩互层，主要为沙溪庙组、自流井组和遂宁组地层；三叠系地层则分布于背斜山地及两翼；背斜轴部为嘉陵江组的石灰岩和飞仙关组的沙泥岩夹灰岩；两翼为须家河组长石石英砂岩夹煤层。二叠系地层主要为长兴组的灰岩和龙潭组的沙泥岩夹煤层。1.4总体布置工程主要有生态浮床共100座，水源涵养林各类苗木10

5、490株，湿地植物 98900株（丛），环形步道1227米，底泥清淤1853.3m3，泄水孔底板修复15个。1.5施工组织设计（1）工程条件胡家沟水库水生态修复工程包括水源涵养林工程、生态浮床工程、湿地工程，还包括水库底泥清淤工程、泄水底孔修复工程和水库环形步道工程。胡家沟水库位于北部新区天湖美镇社区，属北部新区核心区，南面与华延汽车市场和棕榈泉国际花园相邻，北面是金鹏北城华府。（2）对外交通运输条件交通条件十分便利，水库东侧是南北向的金开大道，北面与金州大道相邻，且施工机械通过大坝能进入水库周边施工。（3）施工期供电供水由于胡家沟水库位于北部新区，供水供电都十分方便，可直接利用现有的供水供电

6、设施，节约水电的输运成本。（4）施工主要材料供应水泥：该工程所需水泥从就近水泥经销商处购买。砂：工程所需砂可到附近砂场购买。苗木：由于工程所需苗木数量比较大，可先对市场进行调查，选定供应商，由供应商直接供货。其它：浮床工程所需泡沫板、塑料花盆可到厂家定制。（5）施工布置工程根据地形情况在有空地平坦的地方选为料场堆放处，施工办公生活区租用就近民房和建施工临时工棚，工程施工中所有弃渣及废弃料大部分回填处理。（6）施工进度计划根据本项目的工程施工特点，工程计划于2011年11月至2012年2月全部实施完成。1.6环境评价胡家沟水库水生态修复工程的生态效益、社会效益、经济效益显著。项目实施后提高了水质

7、，改善了当地人民的生活环境，水源涵养林以及生态浮床的建设在净化污水的同时也发挥了景观作用，并可以有效地改善这一地区的温度、湿度与舒适度。总体，对环境将产生有利和不同程度的不利影响，有利影响是主要的，不利影响是次要的。不利影响可通过采取切实可行的措施加以减免，将工程建设对生态环境的不利影响降到最低限度。1.7劳动安全项目经理必须对工程的安全生产负全面领导责任，项目经理部应设工程安全负责人，检查落实各项安全技术措施。施工前应做好安全教育工作，制订科学合理的施工方案，现场组织切合实际的作业程序，正确严格地执行和运用施工及安全规范。施工人员必须佩带安全帽，拆卸材料应及时清理，分别堆放在指定场所。1.8

8、工程管理实行工程建设“四制”制度，施工过程中，对工程进行全面质量监督检查，严格执行工程监理规章制度。制定严格的工作责任制，实行项目目标管理，项目实施采取合同管理方式，项目竣工后，逐级对项目进行验收。加强国家投资经费监管，加强配套资金使用管理，严格遵守财经纪律，加强跟踪审计。落实项目实施后的湿地、涵养林及生态浮床的管护。1.9投资概算总投资230.31万元，其中重庆市级投资100万元，用于生态浮床工程、湿地植物工程和水源涵养林建设，剩余130.31万元由北部新区自筹。1.10效益评价该工程属于公共基础设施建设，没有直接经济效益，但能达到很好的生态和社会效益。2概况2.1水库概况胡家沟水库属嘉陵江

9、水系，位于北部新区人和街道天湖美镇社区，该工程于1958年动工，1959年竣工投入使用。工程正常水位面积29亩，设计坝型为土坝，坝长100m，最大坝高11m，正常蓄水位359.8m,兴利库容8.9万m3，校核洪水位361.3m,总库容12.5万m3,属小二型水库。水库集水面积0.833km2。2.2水库污染现状胡家沟水库是天湖美镇社区重要的景观娱乐水源，水库周边人口稠密、工业发达，是一个快速城市化的区域，也是一个受自然-人为干扰非常严重的区域。调查发现，胡家沟水库污染严重，水生态环境受到较大破坏，水面越来越窄，水质为劣质V类（见表2-1）。污染物来源主要有以下几个方面：表2-1 胡家沟水库水质

10、 单位：mg/L溶解氧高锰酸盐指数化学需氧量（COD）总氮（以N计 ）总磷（以P计）粪大肠菌群（个/L）1.815.6472.50.29423982.2.1生活污水胡家沟水库周边人口稠密，在过去属城郊结合部，因而，还有许多散居农户，城镇生活污水处理率不到50%，散居农户的生活污水则直接向外排放，水库自然成为这些生活污水的汇聚地。2.2.2农业面源污染由于胡家沟水库过去属城郊结合部，水库周边尚有许多农田，村民在种植蔬菜、水果、粮食时施肥、打农药，甚至部分村名在水库附近季节性利用土地（枯水季节）。此外，水库本身也开展水产养殖，周边除农户散养外，更有规模畜禽养殖，由此造成农业面源污染严重。2.2.3

11、水土流失胡家沟水库周边地形复杂，坡度均在10以上，森林植被覆盖率很低，加上附近村民不断开垦，导致水土流失严重，湖底不断被抬高，大大减少了库容，降低了水库防洪泄洪功能，给附近居民带来严重的安全隐患。可见，由于农业面源污染以及工业废水和生活污水的大量排放，胡家沟水库污染严重，水质堪忧。近年来，随着该区经济快速发展，天湖美镇已规划在北部新区城市发展之中心地带。胡家沟水库严重的水污染问题，已严重影响到北部新区的对外形象和投资环境大局，因此，开展胡家沟水库水生态修复与保护已迫在眉切。2.3工程建设必要性2.3工程建设必要性2.3.1是创建国家级环境保护模范城市的需要为了提升城市品质，优化城市发展环境，重

12、庆市从2010年开始启动国家环境保护模范城市创建工作，争取到2013年建成国家环境保护模范城市。按照创建国家环境保护模范城市（简称创模）的指标，环境质量方面，要求城市建成区绿化覆盖率35%；城市生活污水集中处理率85%；重点工业企业污染物排放稳定达标；生活垃圾无害化处理率85%等。此外，创模第10项指标要求，市辖区内水质达到相应水体环境功能要求。根据此项要求，胡家沟水库水为该区域重要的工农业生产用水，其水质远未达到创模要求。因此胡家沟水库的生态修复工程是重庆市创建环境保护模范城市所必需。2.3.2是“五个重庆”建设发展的需要2008年7月20日，作为重庆发展的新目标、新追求，“五个重庆”首次在

13、市委三届三次全委会上提出，成为重庆的重要战略决策。五个重庆是引领全市人民奔小康的5项重要举措。“五个重庆”之“森林重庆”即是实行“生态优先、绿色兴政”。 按照 “森林重庆”的目标要求，到2012年，北部新区人均城市绿地达到20平方米，人均拥有道路面积达到50平方米；城区绿地率达到56%以上，森林覆盖率达到38%以上；景观带全长约16.5公里，面积12平方公里，重庆“两江四岸”最靓丽的嘉陵江沿江景观带景观将逐步展现。 “森林重庆”之“水系森林工程”是要巩固三峡水库周边绿化带工程建设成果，库周第一山脊线以下，要全面绿化，以长江、嘉陵江、乌江为重点，长江干流及流域面积1000平方公里以上的支流、穿绕

14、区县城区或兼有饮水水源的支流两岸、中型以上水库及饮用水源水库都要建设100米林带；搞好农村库塘周边绿化。工程造林总规模70万亩，以涵养水源、防护生态，其目标是促进城市、人、自然和谐共生，建设山川秀美、生态良好、舒适宜居的“森林重庆”。“五个重庆”的生态建设要求提高城市绿化质量，坚持生态优先，注重生态效益、经济效益与社会效益相统一，同时也倡导生态文明的思路，开展植树造林大会战，推进城乡绿化大发展。胡家沟水库的生态修复工程是对“五个重庆”生态建设的响应，对于北部新区生态建设具有重要的意义。2.3.3是打造北部新区“一流投资环境”的需要北部新区位于重庆主城区，北靠国际空港，南临重庆中央商务区，西依嘉

15、陵江，东接长江黄金水道，紧临重庆保税港区，具有中国西部唯一的集水运、航空、公路、铁路于一体的立体交通运输网络优势。不仅如此，北部新区还拥有主城独一无二的优越自然生态条件，由28个山地水库湖泊和11条溪谷组成的、面积达1.45平方公里的水系与湿地，森林覆盖率达到38%以上，发展之初，这里就充分体现着都市风貌展示区的宜居、森林、景观、休闲理念。2008年4月，新加坡贸工部政务部长李奕贤率领的商务代表团考察北部新区时评价：这里交通便捷，环境一流，是理想的投资和休闲场所。然而，近年来快速和略显粗放的经济社会发展方式，社会生产和消费过程中所排放出的大量废弃物逐渐超过了生态系统的自净化能力，环境污染问题日

16、趋凸显。因此，保护和维护北部新区“一流的生态环境和投资环境”成为当务之急。而改善水库水质，增强水库和湿地的生态功能，以生态持续发展为前提，经济持续发展为核心，社会持续发展为目的，三者相互依存，相互促进，北部新区才能实现真正的可持续发展。2.3.4确保水库防洪功能的需要重庆暴雨主要集中在每年的5-10月,大暴雨和特大暴雨多发生在7、8月。胡家沟水库坝址以上集水面积0.833km2 ,库周较为陡峻的山坡坡度和沟道纵坡为山洪发生提供了充分的流动条件。在强烈暴雨作用下，雨水迅速由坡面向沟谷汇集，可能形成强大的暴雨山洪进入水库。因此，库底清淤以最大限度保证水库容量，库岸修建水源涵养林、湿地等积极应对措施

17、，均可一定程度缓解暴雨洪水对水库的压力，充分发挥水库防洪减灾功能保障作用，确保水库安全度汛。在北部新区经济飞速发展的同时，必将大大增加对水资源的需求。同时，在人民物质水平快速提高的条件下对精神文化的需求也将进一步提高。因此，胡家沟水库还将作为重要的备用水源、娱乐景观用水区，必须保证水质。因此，建设胡家沟水库生态修复工程，是实现水库水功能的需要。可见，实施胡家沟水库的生态修复，对改善水库水质，改善生态环境，保障重庆市创建国家级森林城市和环境保护模范城市目标的顺利实现、提升北部新区乃至重庆城市形象有着重要的现实意义。2.4设计依据2.4.1法律、法规（1）中华人民共和国水法（2002.10.1）；

18、（2）中华人民共和国水土保持法（2011.3.01）；（3）中华人民共和国环境保护法（1989.12.26）；（4）中华人民共和国水污染防治法（1984.5.11）；（5）中华人民共和国防洪法（1998.1.1）；（6）中华人民共和国城市规划法（1989.12.26）；（7）中华人民共和国城市供水条例（1994.7.19）；（8）中华人民共和国土地管理法（2004.8.28）；（9）中华人民共和国河道管理条例（1988.6.10）；（10）退耕还林条例（2003.1.20）；（11）中华人民共和国固体废物污染环境防治法（2005.4.1）；（12）饮用水水源保护区污染防治管理规定（1989.7

19、.10）；（13）重庆市饮用水源保护区划分规定（2002.83）；2.4.2技术规范和技术标准（1）城市给水工程规划规范(GB50282-98)；（2）地表水环境质量标准(GB3838-2002)；（3）污水综合排放标准(GB8978-1996)；（4）江河流域规划编制规范(SL201-97)（5）水质采样技术规范(SL187-96)（6）畜禽养殖业污染物排放标准（GB185962001）（7）生活垃圾填埋污染控制标准（GBl68891997）（8）人工湿地污水处理工程技术规范（HJ2005-2010）（9）人工湿地污水处理技术导则（RISN-TG006-2009）（10）饮用水水源保护区划分

20、技术规范（HJ/T338-2007）（11）水利水电工程初步设计报告编制规程(DL5021-93)（12）造林技术规程(GB/T 15776-2006)；（13）造林作业设计规程（LY/T 1607-2003）；（14）名特优经济林基地建设技术规程（1557-2000）；（15）主要造林树种苗木质量分级（GB 6000-1999）。2.4.3参阅资料（1）重庆市城市饮用水水源地安全保障规划报告（2）重庆市水功能区划修编报告（3）重庆市水利局关于申报2011年重庆市主城区水生态修复工程项目的通知（4）北部新区胡家沟水库水生态修复项目实施方案3工程总体布置工程主要有生态浮床共100座，水源涵养林各

21、类苗木10490株，湿地植物 98900株（丛），环形步道1227米，底泥清淤1853.3m3，泄水孔底板修复15个。4工程设计4.1水源涵养林胡家沟水库水源涵养林面积为3hm2，布局在胡家沟水库周围15-20m。（1）造林类型本着“因地制宜、适地适树”的原则，设计造林类型。人工造林分混交林和纯林两个造林类型。混交林混交类型包括乔木+灌木混交、针叶树+落叶阔叶树混交、针叶树+常绿阔叶树混交，经济林为纯林。（2）树种选择与配置水源涵养林树种应选择抗逆性强、低水耗、保水保土能力强、低污染和具有一定景观价值的乔灌木，并以乡土树种优先选用和栽植。结合项目区土壤、气候条件，项目区防护林建设选用樟树、栾树

22、、水杉、垂柳等作为乔木树种，要求树木胸径规格在10cm以上。考虑到项目所在地地表生态恢复能力强的特点，除人工种植乔木带外，适当种植三角梅、多花蔷薇等灌木树种和草种即可。草种选择扁穗牛鞭草、狗牙根、野古草等。为尽早发挥水源涵养防护林带的保护作用，采用大树或大苗造林，防护林带建设采用多层次的“乔灌草”混交林模式：模式一：该模式主要应用在水库沿岸，配置垂柳、枫杨等主要树种，以规格较大的枫杨作点缀，布设于水库沿岸附近，并在乔木林间隙栽植少量的灌木树种。模式二：该模式主要应用于水库的主体区域，配置广玉兰、桢楠、合欢、红枫、木芙蓉等树种，其中红枫与木芙蓉栽植成块状，利于形成较好的景观效果，其他树种均匀栽植

23、在水库周围，并在乔木林下均匀栽植多花蔷薇和三角梅等灌木树种，在地形较突出的位置，以黄葛树大树作为点缀。模式三：在水源涵养林外围，栽植香樟、栾树等树种，并在其下栽植灌木树种，主要起固土保水和净化坡上方汇集的水源。（3）树种布局应根据土壤、土质、坡度等立地条件，合理选配树种。立地条件较好的水库周边，以垂柳、枫杨等大规格的景观型水源林树种为主；立地条件较差的山体上部，以栽植耐干旱、耐脊薄、适生性强的乡土树种和灌木树为主；裸岩及难利用地，以栽植耐干旱的灌木或藤本植物为主。（4）初植密度乔木株行距为2.5m5.0m，灌木株行距1.5m2.0m，草籽播撒于林间。（5）整地为保护好原生植被，控制水土流失，整

24、地方式以局部团块状整地为宜。整地方法及规格视林种、树种及立地条件而定，设计有穴状整地、鸡窝凼整地等不同的整地规格。整地时间以秋、冬季为宜。 穴状整地。为主要整地方式，采用圆形或方形坑穴，大小因林种和立地条件而异。水源林大树造林的，整地规格为10010080cm，一般生态林为404030cm。 鸡窝凼整地。对部分坡度大于25度，土层厚度40cm的裸岩地等难造林地或部分大苗造林地实行鸡窝凼整地。并可采取局部堆土筑穴的办法，尽可能增加堆土厚度，筑穴后应将坑的外边坡筑紧，防止水土流失。（6）苗木规格种苗的选择必须根据立地条件，小班的功能和林种、造林类型确定，同时考虑到工程能尽快见到成效，项目区人工造林

25、的种苗应根据设计要求，尽量选择胸径10cm以上的大规格种苗，并严格苗木质量，所有苗木必须为检验合格的苗木。并将种苗合格证、检疫证、产地、品种标签等证书存档备案。（7）造林方法苗木起苗后要沾泥浆护根，运输时用稻草对根部包装，洒水湿润，栽植时用容器提苗，做到当天起苗当天栽完，或者到达栽植地后进行假植，随栽随取。栽植方法采用穴植，在整地后就可打窝造穴。穴植的技术要求是“三填、两踩、一提苗”，即一填表土于坑底，把苗木放入穴中央，再填一些湿润土于根底，用脚踩实一次，将苗木稍向上轻轻提一下，使苗根舒展，与土壤密接，再将生土填入踩实，最后覆些土保墒，并浇灌定根水。栽植深度一般以超过原根系5-10 cm为准。

26、（8）种苗供应设计根据规划设计，胡家沟水库水源涵养林建设需各类苗木10490株，具体见表4-1。表4-1 胡家沟水库水源涵养林建设苗木需求量一览表名称胸径（cm）数量（株）名称胸径（cm）数量（株）香樟10-12cm800桢楠10-12cm200垂柳10-12cm200合欢8-10 cm100栾树20 cm200红枫3-4cm300枫杨22-25cm5木芙蓉5-6cm300枫杨8-10 cm80多花蔷薇藤长60-704000水杉10-12 cm200三角梅藤长60-704000广玉兰10-12 cm100黄葛树30-40cm54.2生态浮床生态浮床，是将植物种植于浮于水面的床体上，利用植物根系

27、吸收水体中污染物质，同时植物根系附着的微生物降解水体中污染物，从而有效进行水体修复的技术。（1）生态浮床设计典型的湿式有框浮床组成包括4 个部分：浮床的框体、浮床床体、浮床基质、浮床植物。浮床框体。浮床框体要求坚固、耐用、抗风浪，目前一般用PVC 管、不锈钢管、木材、毛竹等作为框架，本项目浮床框体采用PVC 管，该管无毒无污染，持久耐用，价格便宜，重量轻，能承受一定冲击力。浮床床体。浮床床体是植物栽种的支撑物，同时是整个浮床浮力的主要提供者。本项目使用的是聚苯乙烯泡沫板。这种材料具有成本低廉、浮力强大、性能稳定的特点，而且原材料来源充裕、不污染水质、材料本身无毒疏水，方便设计和施工，重复利用率

28、相对较高。浮床基质。浮床基质用于固定植物植株，同时要保证植物根系生长所需的水分、氧气条件及能作为肥料载体，因此基质材料必须具有弹性足、固定力强、吸附水分、养分能力强，不腐烂，不污染水体，能重复利用特点，而且必须具有较好的蓄肥、保肥、供肥能力，保证植物直立与正常生长。本项目使用的浮床基质为海绵。浮床植物。植物是浮床净化水体主体，需要满足以下要求：适宜当地气候、水质条件，成活率高，优先选择本地种；根系发达、根茎繁殖能力强；植物生长快、生物量大；植株优美，具有一定的观赏性；具有一定的经济价值。本项目使用的浮床植物有水生美人蕉、香根草、香蒲、菖蒲、石菖蒲、水浮莲、凤眼莲等。（2）生态浮床工程量及建设地

29、点生态浮床在治理区域分片布置，生态浮床由若干单体结构组成，根据治理区域水域面积的大小而定。对于生态浮床单体结构的工程量如下表所示。生态浮床工程建设在胡家沟水库内库岸周边，起到净化水体改善水质的作用，本工程共设置生态浮床100座。表4-2 生态浮床工程量表100mmPVC管聚苯乙烯泡沫板浮水植物4.9m1.22m215株4.3人工湿地人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点。基质目前广泛应用的人工湿地基质主要有沙粒、沙土、土壤和石块。基质一方面为微生物的生长提供稳定的依附表面, 也为水生植物提供载体和营养物

30、质, 是湿地化学反应的主要界面之一。污水通过湿地时, 基质通过吸收、吸附、过滤、离子交换或络合等途径去除污水的氮磷营养物质, 酸碱度在其中起重要作用。本项目人工湿地基质直接采用项目区当地沙粒、石块，以及当地现有土壤。水生植物水生植物在人工湿地中起重要作用。植物的选择有几个原则：根系发达，输氧能力强；适合当地气候环境，优先选择本土植物；耐污能力强、去污效果好；具有抗冻、抗病害能力；具有一定经济价值；容易管理；具有一定的景观效应。根据项目区实际，选择芦苇、水生美人焦、菖蒲、再力花等作为人工湿地挺水植物。人工湿地面积人工湿地面积10亩，种植湿地植物98900株（丛）。4.4环形步道路基采取人工捡平夯

31、实或土石方回填夯实，铺设碎石垫层，路面宽0.6m。平直段路面面层为0.1m厚的C15现浇砼，路面每隔6m设一道横向沉降缝，沉降缝宽2cm；台阶式梯步步高0.2m，步宽0.30m，路面面层及梯步立面均为C15现浇砼路面，厚度0.1m。长3050m设平台一座。如排水沟的水流须穿越路面，其路板下设穿路小涵洞，涵洞截面尺寸为宽0.3m,高0.3m，采用M7.5浆砌砌筑砖，墙厚0.12m，涵洞顶用路板铺盖。5施工组织设计5.1 施工条件分析5.1.1 工程条件 胡家沟水库水生态修复工程包括水源涵养林工程、生态浮床工程、湿地工程，还包括水库底泥清淤工程、泄水底孔修复工程和水库环形步道工程。胡家沟水库位于北部新区天湖美镇社区，属北部新区核心区，南面与华延汽车市场和棕榈泉国际花园相邻，北面是金鹏北城华府。5.1.2 水文气象条件胡家沟水库所在北部新区属北亚热带湿润季风