重庆市湖库生态修复适宜技术选择指南（2017版）

第四章湖库生态修复适宜技术

4.1点源污染控制技术

点源污染是集中在一点或一个小区域内的污染源，排放污染物的种类、浓度、时间相对稳定。由于污染物集中在小范围内高强度排放，故对湖库排放口周边水域影响较大。

通常对水环境造成影响的点源污染为生活污水、分流制雨水管道旱季排水（多由管道错接、漏损导致）和合流制污水排口，另外湖库周围的工矿企业或家庭作坊也会散布排放废水。根据污染源的污染特征，选择合适的污水处理方式和治理技术。常用的有截污纳管、小型一体化处理设备处理和人工湿地就地处理，考虑截污纳管的工程性较强，适宜于各类点源污染的控制，且国家有强制性规范，此处不予阐述。

4.1.1人工湿地就地处理

适用范围：主要适用于暂时不具备截污条件的小型污染源，或污染源水量较小、来水污染相对较轻，经简单的就地处理即可达标排放的污染源（含初期雨水）。

图4-1湿地就地处理示意图

技术要点：在来水周边区域建造生态湿地，将所排放污水有控制的投配入湿地，利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物协同作用，对污水进行就地处理。湿地通常可采用碎石/砾石做基底，种植耐污型砾石基生长挺水或湿生植物，充分利用植物截流吸收的能力，实现对来水的净化。湿地处理的优点在于湿地处理系统具有基建投资和运转费用低、无需处理污泥的优点。同时，湿地景观可与周边景观有效融合，增加观赏价值。

湿地设计可参考《人工湿地污水处理工程技术规范HJ2005-2010》。

在植被选择上，宜采用本地物种，推荐选用耐寒能力强、可安全越冬的西伯利亚鸢尾、风车草、黄菖蒲和花叶芦竹等，种植密度参见附录。

对常绿的西伯利亚鸢尾、黄菖蒲、风车草和花叶芦竹等耐寒湿地植被，视植被生长密度合理开展植物的收割，建议收割周期为每10个月1次；对耐寒能力一般，冬季枯萎的湿地植物，建议在每年1月份开展收割，以备来年生长。

限制因素：采用湿地作为小型点源污染排放的末端处理，应在考虑接纳湖库纳污能力的基础上，合理设定湿地出口水质目标，并以此确定湿地面积。湿地处理所需的面积较大，而山地城市湖泊可用地往往不足，应结合现实地形情况，通过梯级化改造的方式，构建湿地处理系统。同时，湿地的管理维护是保证湿地处理效率的重要环节，湿地内填料易出现堵塞情况，需要定期（视堵塞情况）对填料进行翻动和清理。

4.1.2小型一体化污水处理设备

适用范围：适用于湖库集水区内短期无法实现截污纳管的污水排放口，通过选用适宜的小型一体化污水处理设备，对污废水进行就地处理，去除污水中的污染物，也可用于突发性水体污染事件的应急处理。

技术要点：污水处理一体化设备集成程度高，占地面积小，停留时间相对较短，可以快速去除污水中污染物。设备自动化程度高，维护和维修简单。建议采用小型污水处理一体化设备作为临时处理设施，解决当前湖库集水区内部分片区的污水直排问题，后期仍应积极建设市政管线，将现有污水统一截流纳管后进入城市污水收集处理系统。

设计参数：

污水处理一体化设备应该根据水质处理要求和现场场地条件综合考虑，选择合适的型号。现有市场的一体化设备的主要技术形式主要包括生化处理和物化处理两类。生化处理设备又可分为生物滤池、膜生物反应器、生物转盘技术三类；物化处理设备主要包括絮凝沉淀、微絮凝过滤、超磁分离过滤等，技术核心为物理化学分离。现有的物化处理设备以去除水中的胶体悬浮颗粒为主要对象，部分药剂对水中磷酸盐有一定的去除效果，但无法实现对水中各类型氮的去除。各类以生化为核心的处理设备对水中COD的去除效果均较为明显，但对水中氮磷的去除仍较为有限。以生物接触氧化为核心的生物滤池、生物转盘技术对水中的氮有一定的去除，以膜分离为核心的膜生物反应器对氮仅有微量的去除，对水中总磷的去除较为有限。

限制因素：市场设备良莠不齐，选择难度大；后期运行需要持续的费用和人力投入，同时需要专业的运行维护和现场管理。

一体化处理设备对水中氮、磷营养盐的去除，尤其是氮的去除效果普遍有限。

当受纳水体为静滞湖体时，易出现氮的积累，诱发接纳水体的富营养化。因此，一体化处理设备仅是污水截污的辅助手段，在有条件截污、泵站提升入城市管网的情况下，应尽可能避免使用一体化处理设备。

4.2面源污染控制技术

山地城市湖库集水区内地形坡度较大，降雨汇流时间短，地表冲刷严重，随着地表径流汇入湖库中的污染物也是重要的外源负荷输入。面源污染主要来自于旱季地表、屋面的污物，在降雨期径流的冲刷作用下，经雨水管道进入水体，导致了水体的污染。城市面源污染源区段控制技术主要包括集水区地表的清扫和下渗化改造，使得地表的径流系数减小，减少降雨期的产流量和产污；迁移段控制技术，主要针对地表径流在流动过程中，利用植草沟、雨水塘、下渗绿地等渗滤、滞控措施对径流进行拦蓄、下渗等处理；汇处理技术主要针对径流在汇入接纳水体的终端处理技术，被用于地表径流的末端污染控制。在面源污染控制措施中，需对源-迁移-汇技术进行综合布局，以保证对城市面源污染的最大限度的削减。

根据单向措施/技术在处理链中的分布与对地表径流水量、水质控制潜在作用与表现，表4-2总结了目前应用比较广泛的城市面源污染控制措施，供湖库面源污染控制措施选择提供参考。在现有技术的基础上，筛选并罗列了部分适用于山地城市面源污染控制的控制技术。其中山地城市地表径流源区生物促渗减流技术；用于面源污染迁移段控制的技术主要有大坡度道路径流路肩带渗滤技术、道侧绿地滞控技术、组合模块式大坡度径流控制滤池系统和微型水景滞存技术；用于面源污染汇处理的技术主要为径流入湖强化侧向流生物滤池净化技术、湖库雨水口梯级调蓄池处理技术。各技术介绍如下。

4.21山地城市湖库集水区生物促渗减流技术

适用范围：生物促渗减流技术适合以分散的、小规模的形式在湖库集水区内处理地表径流，可同景观绿地结合，利用景观绿地管理地表径流。生物促渗减流技术可提高汇入湖库中的径流水质。

技术要点：山地城市湖库集水区生物促渗减流技术主要利用湖库集水区范围内的景观绿地滞留、促渗不透水地表产生的径流，在减少地表径流的同时，控制不透水地表初期径流污染。生物促渗减流设施是由0.7~1m深的砂质壤土或壤质砂土及其种植其上的植物组成，用以不透水地面产生的径流，在径流渗透过程中，通过沉淀、过滤、吸附以及生物过程达到对地表径流的滞留与净化作用。（技术详细组成见附图）。生物促渗减流技术主要作用为通过暂时的填洼蓄水和向深层土壤入渗，地表径流中的污染物经沉淀与基质过滤、吸附而去除。植被可以种植草坪或灌丛，植物不仅能够起到过滤和滞留地表径流的作用，而且根系发达的草本有利于促进地表径流的入渗。当亚表层土壤渗透率较低时，通过在草坪底部布置碎石层，暂时滞留径流，给径流提供继续向深层土壤入渗的时间，过多的径流

可通过在碎石层设置开孔排水管，排放至市政雨水管网。

植被是的复杂地质条件下源区促渗技术的重要组成部分，不仅对地表径流起着过滤与蒸腾的作用，而且发达根系植物的选择具有促进地表径流入渗的能力，另外对污染物的去除也发挥着重要的作用。选择植物时应该遵循乡土种、根系发达、耐淹耐旱以及景观性等原则。限制因素：不适合在地下水位较浅或底部为岩层结构的地区使用。

4.2.3山地城市湖库集水区大坡度道路径流路肩带渗滤技术

适用范围：路肩带渗滤设施可应用在湖库集水区内地表径流源区及其传输途径中，可局部代替传统的雨水口和排水管网。路肩带渗滤设施同时具有净化地表径流水质与传输排放高强度降雨径流的作用。底部开孔排水管溢流的设置可应用于不同渗透能力土壤的地区。可在山地城市应用，通过梯级堰的设置可在10%坡度地区应用。

技术要点：山地城市大坡度道路径流路肩带渗滤技术是由植草沟与渗透渠结合形成。梯级渗滤系统主要包括路肩带片流进水、植被过滤区、滞留渗滤区、梯级堰以及溢流排放设施。其中滞留渗滤区又包括滞水空间、植物层、种植基质层、过滤层、储排水层。城市道路产生的地表径流通过路肩带分散排入植被过滤区。地表径流经过植被过滤区沉淀、过滤后，汇集到滞留渗滤区。地表径流在下渗的

过程中，污染物主通过沉淀与基质过滤、吸附而去除。滞留渗滤区底部的碎石储排水层，暂时滞留地表径流，给径流提供时间继续向深层土壤入渗，过多的径流可通过在碎石层布置开孔集排水管排放。梯级渗滤系统对道路地表径流起到滞留渗滤作用，又可以承担地表径流的排放功能。梯级堰的设置使该系统可应用在坡度达10%的地区，适合处理山地城市大坡度道路地表径流。滞留渗滤区的设置使

该系统在减少地表径流的同时，可改善汇入湖库的径流水质。

4.2.4山地城市湖库集水区地表径流控制组合模块生态滤池技术

适用范围：生态滤池技术适合以分散的、小规模的形式在湖库集水区内处理城市地表径流，同景观绿地结合，利用景观绿地管理地表径流，也可大规模的应用在较大汇水单元内。

技术要点：组合模块式大坡度径流控制生态滤池系统是传统砂滤与人工湿地的结合，是具有底部排水系统的砂砾床暴雨径流过滤设施，砂砾床的顶部可以种植耐水淹的植物。组合模块式大坡度径流控制生态滤池系统主要用于处理汇入湖库的初期重污染径流，目标污染物主要为TSS以及其他颗粒态污染物（N、P），在过滤速率较高的条件下，可满足暴雨径流污染的控制要求。对地表径流水质的处理机理主要为沉淀、过滤和生物转化。当发生降雨时，截流的地表径流进入生态滤池沉淀室，随后径流潜流进入三级砂床，填满砂床的空隙，最后由垂直开孔集水管收集排放。除了通过基质沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物外，水生或湿生植物的种植，通过茎和根向根区输送氧，从而使根区附近变为好氧环境，有利于有机物的好氧分解，而在远离处形成缺氧、厌氧环境，使床体中呈现连续的好、缺、厌氧环境，促进硝化、反硝化反应连续进行，因此极有利于N的去除。此外植物可通过吸收地表径流中的N和P而将污染物去除。在植物配置方面，宜选择高大禾草类草本植物须芒草和玉带草。

4.2.5山地城市湖库集水区地表径流微型水景生态滞控技术

适用范围：微型水景生态技术作为处理地表径流的重要手段，可与景观公园结合处理汇入湖库的地表径流。不仅可以起到调蓄雨水的作用还可削弱降雨径流初期效应对湖库水体的影响。

技术要点：微型水景生态技术，简称微型水景，作为人工湿地的一种重要形式，是以净化地表径流为主，同时也能兼顾处理其他污水的一种注重景观化的湿地工艺模式，它一般有一级以上的工艺流程组合而成，每级工艺的占地面积一般在100m2以内，不大于200m2，能够与所在场地的降雨状况相适应。通过建造系列微型水景，融合植物吸收、基质吸附、微生物降解，搭配曝气增氧等环节。以此捕获降雨、截流径流，并能在一定的水力停留时间内滞存雨水，或是直接滞存排入的污水，通过水景中植物、基质（土壤或其他天然、人工填料）、微生物等因素的共同作用对径流起到一定的净化作用。随后利用周边的天然或是人工设计的景观路线将处理后的水流输送到临近的排洪沟渠排入受纳水体。经过如上处理过程，可有效缓解入湖初期雨水的污染。

4.2.6山地城市湖库雨水口梯级调蓄池处理技术

适用范围：雨水口梯级调蓄池适用于山地湖库岸际水深较深（≥4m），湖岸坡度较大（放坡比大于1/1），有较多的雨水（雨污混排水）进入的区域。可减少进入湖体的降雨径流城市面源污染，尤可用于含砂量大、颗粒态污染物多的初期①蓄水池②叠水净化池③景观滤池④澄净卵石生态池汇流雨水的处理。

技术要点：雨水口梯级调蓄通常由3部分组成，分别为调蓄系统、溢流系统和净化系统，一定区域的地表径流在经过汇流后由管道输送进入梯级调蓄池，初期雨水被收纳调蓄后，后期相对洁净的雨水管来水由溢流系统溢流进入湖体。由于山地城市湖库往往面临着岸坡陡、岸边水深较大的问题，通过设置雨水口梯级调蓄池，利用调蓄池的两级顶板，在陡岸地区形成平坦的干区和浅水区域，均可用于营造湿地系统。雨季的溢流出水经过调蓄池低区顶板上的浅水区湿地处理净化后再进入湖体。存纳在雨水调蓄池中的初期雨水，在经调蓄池预沉降后，在旱季期，利用布设在调蓄池内部的提升泵，提升至高区顶板上的人工湿地，处理后跌水进入低区浅水湿地，经两级净化后最终进入湖体。实现了雨水口的径流污染控制。

雨水口梯级调蓄池具有沉降并处理初期雨水中颗粒态/溶解态有机物的效果，建造成本高、处理效果较好。

限制因素：前置库后期的管理维护较复杂，需要随着季节的交替对库内的水生植物进行收割和移栽，对调蓄池内开展清淤工作，对底部潜水泵进行维护。

4.2.7面源污染控制技术比选

在针对重庆市湖库面源污染进行控制技术选择时，应当首先分析湖库周边的地质地形条件，根据面源污染物削减类型和目标，综合应用面源污染的源头段、迁移段及汇集段控制技术；针对山地城市特殊地形，选择相适应的控制技术；在水量、水质、生态等控制目标、规划合理的建设占地面积、工程建设总投资等条件下，灵活选择面源污染控制技术。

针对重庆市湖库特点，面源污染控制技术比选如表4-2所示。

4.3内源污染治理技术

内源污染由湖库底泥的污染物释放组成，底泥释放主要有三类，即营养元素、重金属和难降解有机物。

经各种途径进入水体的N、P等营养元素，相当部分沉积到底泥中。水生植物的生长会吸收部分营养成分，其余大部分仍与水体保持动态平衡。当水体污染源得到一定控制后，N、P则可能主要来自底泥向上覆水的释放，严重时可造成水体富营养化。重金属通过吸附、络合、沉淀等作用而沉积到底泥中，同时与水相保持一定的动态平衡。当环境条件发生变化时，重金属极易再次进入水体，成为二次污染源。PAH、PCBs等有机物，由于疏水性强，难降解，在底泥中大量积累。通过生物富集作用，有毒有机物可以在生物体内达到较高的水平，从而产生较强的毒害作用，通过食物链还可能危害到人类。

4.3.1清淤疏浚

适用范围：适用于所有底泥受到污染的水体，尤其是黑臭水体底泥污染物的清理，可快速降低受污染黑臭水体的内源污染负荷，避免其他治理措施实施后，底泥污染物向水体释放。

技术要点：清淤疏浚一般可分为两种形式：第一种为干床疏浚，即将湖库水抽/放干，采用挖机或人工开展底泥挖掘，使用机械或人工力量清除湖底表面黑泥。第二种为环保清淤，通过GPS定位精确水下吸泥。疏浚污泥污染物浓度较高，需要进行脱水处理和处置。底泥的处理必须考虑到防止对水体和土壤的二次污染。对污染较重的疏浚污泥，必须采取物化、生物方法进行预处理。常用的有颗粒分离、化学凝聚等。清淤前，需做好底泥污染调查，明确疏浚范围和疏浚深度；根据当地气候和降雨特征，合理选择底泥清淤季节。

（1）干床疏浚又可分为干挖清淤和水力冲挖清淤两种工艺。

干挖清淤：作业区水排干后，大多数情况采用挖掘机进行开挖，挖出的淤泥直接由渣土车外运或者放置于岸上的临时堆放点。倘若河塘有一定宽度时，施工区域和储泥堆放点之间出现距离，需要有中转设备将淤泥转运到岸上的储存堆放点。堆放点需配有污泥脱水设备，经处理后淤泥可正式外运，清液收集或处理后回流湖库。干挖清淤的优点是清淤彻底，质量易于保证而且对于设备、技术要求不高，淤泥易于后续处理。

水力冲挖清淤：采用水力冲挖机组的高压水枪冲刷底泥，将底泥扰动成泥浆流动的泥浆汇集到事先设置好的低洼区，由泥泵吸取、管道输送，将泥浆输送至岸上的堆场或集浆池内，堆放点配有污泥脱水设备。水力冲挖具有机具简单，输送方便，施工成本低等优点，但该方法形成的泥浆浓度低，为后续的脱水处理增加了负荷。

一般而言，干床疏浚具有施工状况直观、质量易于保证等优点，也容易应对清淤对象中含有大型、复杂淤积物（垃圾、石块等）的情况。但排干湖泊/水库水增加了临时围堰施工的成本，同时湖泊、水库只能在非汛期进行施工，工期受到一定限制，施工过程易受天气影响，并容易对湖泊、水库边坡和底栖生态系统造成一定影响。

（2）环保清淤

目前，世界上多采用环保疏浚的方法清除污染底泥。理想的环保疏浚工程应该达到基本清除污染物，使悬浮状态的污染物最少、悬浮颗粒的数量控制在规定范围内与超挖量最小以免伤及原生土等效果。

目前最为理想的环保疏浚设备是带环保绞刀头的绞吸式挖泥船，非常适用于内陆的湖泊、水库的淤泥的开挖输送，以达到环保疏浚的目的。

环保清淤施工原则

①排泥场围堰、退水口按照工程实施要求进行修筑，主要是保证围堰边坡的稳定。边坡的设计力求在边坡的稳定与经济之间选择一种合理的平衡，按照边坡工程设计的基本原则进行。

②环保绞吸式挖泥船适宜清淤厚度30~50cm；分区、分条开挖，避免漏挖、欠挖。

③开挖遵循由近至远(排距)的原则，根据堆场的建设进度，合理安排施工设备进场时间及开挖区域。

④以生态清淤为目的，注重成效，重视对挖掘工艺和措施的选择设计。

限制因素：需合理控制疏浚深度，过深容易破坏河底水生生态，过浅不能彻底清除底泥污染物；高温季节疏浚后容易导致形成黑色块状漂泥；底泥运输和处理处置难度较大，存在二次污染风险，需要按规定安全处理处置。

（3）清淤疏浚中的二次污染防治

干挖清淤、水力冲挖清淤和生态清淤均采用机械、人工的方式清除水体底部淤泥，在清除淤泥的同时，也需要通过脱水设备对高含水率的淤泥进行脱水处理，脱水过程所产生的清液水中含有机物的浓度较高，峰值水量大，若不及时处理，会对环境造成新的污染。

在对清淤疏浚过程中所产生的脱水清液，在有条件的情况下，应采用水泵抽提的方式，进入市政管网进行处理。若抽排有问题，可考虑采用絮凝-沉淀方法进行应急处理，以削减脱水清液中部分污染负荷，减少其对湖体的二次污染。

（4）淤泥的处置

淤泥的去向是河湖底泥清淤的重要环节，甚至可直接影响清淤工程的进行周期。淤泥的去向通常包括填埋场填埋、淤泥和其他有机质堆肥制营养土、淤泥固化做建材等。

淤泥脱水后，含固率大于20%后，可进入城市垃圾填埋场进行填埋处理，但需要和填埋场进行协调并征得其同意，且需要交纳一定的处置费用。

河湖淤泥中的黑泥层部分有机质丰富，氮磷含量高，若对其进行有序利用，可变废为宝，实现淤泥的资源化回收利用。淤泥可与其他有机质（园林废渣、秸秆、蘑菇渣等农业废弃物）共同进行好氧堆肥，实现黑泥层中有机物的腐熟化，形成营养土产品，用于后续的流域园林绿化。但堆肥需要一定的场地，相对恒定的温度，有用地的需求。

河湖淤泥中的灰（黄）泥层，可采取固化的方式，通过投加硅酸钠、膨润土、煤渣等黏合剂，对其进行固定处理，固化处理后的灰（黄）泥强度增加，可用于固坡、堤岸、道路基础等方面的建设。