洪水影響評價
SL520-2014 洪水影響評價報告編制導則
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河道人工濕地設計規(guī)范
1 范圍
本標準規(guī)定了河道人工濕地工程的術語和定義、總則, 河道人工濕地工程規(guī)模、防洪排澇標準和水 質控制指標,自然土壤濕地、人工基質濕地、濕地引配水系統(tǒng)及濕地建筑物設計、濕地植物選擇與種植、 濕地工程的監(jiān)測、濕地工程的維養(yǎng)與管護等。 本標準適用于各類河道、水系溝叉、人工水道的濕地新建、改擴建及生態(tài)濕地修復工程,湖泊洼淀 等其它濕地工程可參照使用。 2 規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單) 適用于本文件。 GB 3838 地表水環(huán)境質量標準 GB 15618 土壤環(huán)境質量標準 GB/T 25173 水域納污能力計算規(guī)程 GB 50201 防洪標準 GB 50288 灌溉與排水工程設計標準 GB 50707 河道整治設計規(guī)范 CJJ 60 城鎮(zhèn)污水處理廠運行、維護及安全技術規(guī)程 HJ 2005 人工濕地污水處理工程技術規(guī)范 SL 4 農田排水工程技術規(guī)范 SL/Z 479 河湖生態(tài)需水評估導則 SL 482 灌溉與排水渠系建筑物設計規(guī)范 SL 709 河湖生態(tài)保護與修復導則 SL/Z 712 河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范 DB13/T 2700 水工柔性生態(tài)防護結構設計規(guī)范 3 術語和定義
3.1 河道人工濕地 river constructed wetland 又稱河流型人工濕地,包括自然土壤濕地、人工基質濕地。位于江、河、溪流等自然形成的線性水 域內, 暫時或長期覆蓋水深不超過2m的低地。 3.2 自然土壤濕地 natural soil wetland 指在現狀河床自然土壤地層結構上或通過表層稍加挖填平整后,提供濕地植物和微生物生長的植物 種植和水體漫流的濕地, 可自然運行,也可通過人工控制運行。 3.3
DB13/T 5217—2020 人工基質濕地 constructed substrate wetland 指利用天然土壤、砂、礫石等材料, 和(或) 沸石、石灰石、陶瓷等人工材料人為建造和控制運行, 并為濕地植物和微生物生長的植物種植和水體漫流提供基質床體,模擬自然濕地結構和功能的濕地。其 主要目的是用于水質凈化,根據水流形態(tài)分為表面流人工濕地和潛流人工濕地兩種基本形式。 3.4 濕地基質 wetland substrate 指提供濕地植物與微生物生長并對污染物起過濾、吸收作用的填充材料,包括土壤、砂、礫石、沸 石、石灰石、頁巖、塑料、陶瓷等。 3.5 濕地池 wetland pool 指天然形成或人工圩筑形成的一個封閉區(qū)域, 其水流從區(qū)域的一端流向另一端。
4 總則
4.1 河道人工濕地設計應遵循生態(tài)保護優(yōu)先的原則,并依據現狀河道生態(tài)狀況、地形地貌、河道走勢, 濕地規(guī)模及需求,分區(qū)塊進行濕地生態(tài)建設或修復。 4.2 河道人工濕地應滿足水質深度凈化指標、水系溝通等要求,還應滿足防洪、排澇要求, 并與區(qū)域 水功能區(qū)、生態(tài)景觀相協(xié)調。 4.3 河流濕地形態(tài)應與河勢方向一致,利用地形變化以及水面寬窄、曲直變化等來影響和控制水流線 路和速度。 4.4 濕地生態(tài)需水計算方法應符合 SL/Z 479、SL 709、SL/Z 712 等有關規(guī)定,并提出最低和適宜的生 態(tài)水位和生態(tài)基流要求。 4.5 濕生植物和水生植物應以鄉(xiāng)土植物為主, 不得采用入侵性植物物種。 4.6 河道人工濕地工程有水質深度凈化功能要求的,應遵循下列原則: a) 應設置獨立的功能性濕地區(qū); b) 人工基質濕地區(qū)宜布置在河道灘地相對較高的區(qū)域; c) 濕地內給水系統(tǒng)應相對獨立; d) 選擇當地優(yōu)勢水質凈化能力強的作物,并制定專項維養(yǎng)方案; e) 宜采取適當保溫措施,保障濕地生物在低溫季節(jié)正常生長,確保冬季濕地凈化效果; f) 應提出生態(tài)需水過程和需水總量的要求, 確保動植物生長所需水量。 4.7 河道人工濕地工程設計應對河床糙率值的改變情況進行分析評價, 并在此基礎上復核河道的過流 能力、推求水面線。必要時調整濕地工程布置、濕地植物種類和種植密度等河道綜合治理總體布置。 4.8 本標準未盡事宜,如工程配套設施、輔助工程等按有關規(guī)范執(zhí)行。
5 河道人工濕地工程規(guī)模、防洪排澇標準和水質控制指標
5.1 濕地工程規(guī)模、防洪排澇標準 5.1.1 濕地工程的規(guī)模宜按表 1 劃分。
DB13/T 5217—2020 表1 濕地工程規(guī)模劃分
5.1.2 河道人工濕地工程一般不設防洪標準,可根據濕地工程的重要性、遭遇行洪時水毀損失程度, 可分區(qū)塊按河道主槽行洪排澇流量或水位確定保護標準。 5.1.3 大、中、小型濕地工程的排澇保護標準一般可按 5 年、 3 年、 2 年一遇農田排澇標準設計,耐淹 水深和耐淹歷時等參數可按當地或鄰近類似地區(qū)排水試驗資料,或調查資料分析確定,具體計算可參照 SL4、GB 50288 等。 5.1.4 專為濕地工程配置的渠系及其構筑物應滿足濕地輸水、排澇等規(guī)模要求,設計標準宜采用濕地 排澇保護標準。 5.1.5 濕地范圍內的現狀水系不宜做大幅度調整,承擔行洪、排澇功能的水系,應保障其運行安全, 其設計標準應滿足行洪、排澇要求。 5.1.6 穿堤建筑物或在堤上修建的濕地配水渠系建筑物, 其級別應不低于所在堤防工程級別。 5.2 河道人工濕地工程的進、出水水質要求 5.2.1 濕地工程的入口水質應滿足河道所在水功能區(qū)水質標準要求。 5.2.2 濕地工程的出口水質應符合設計要求的水質指標標準,且不低于河道所在水功能區(qū)水質標準。
6 自然土壤濕地
6.1 一般規(guī)定 6.1.1 自然土壤濕地多屬表面流濕地, 河道地形整治與塑造應尊重原有地形、地貌,利用為主、改造 為輔; 需要進行較大規(guī)模地形改造時,宜遵循土方平衡原則。 6.1.2 河道地形整治與塑造應通過地形設計、水域設計、駁岸設計、種植設計實現。通過水系溝道水 面、綠道將蜿蜒曲折的河道、淺灘、深潭劃分成不同風格的生境環(huán)境, 以滿足河道行洪、排澇, 緩洪滯 蓄、水質凈化、生態(tài)保育、生態(tài)緩沖、生物棲息等各種生態(tài)要求, 并與周邊環(huán)境相協(xié)調。 6.1.3 濕地水系進水口、出水口及泄洪通道內, 應控制植物種植密度,不得妨礙水系運行及安全。 6.2 河道地形整治與塑造 6.2.1 濕地形態(tài)應考慮水體交換及景觀要求。宜利用地形變化以及水面寬窄、曲直變化等來影響和控 制水流線路和水流速度。 6.2.2 濕地的總體布置應結合水源地、配水渠道劃分成區(qū)段等濕地單元, 每一個濕地單元可由若干個 串聯或并聯的濕地池組成。 6.2.3 濕地池沿河道水流方向呈長方形布置,長寬比適度,以保證水流流態(tài)均勻穩(wěn)定,也可參照 5:1~ 20:1 布置。 6.2.4 濕地池水深宜保持在 0.2m~2.0m 的范圍內, 縱向水力坡度宜小于 0.5%且應小于基質表土顆粒 啟動流速的 90%;濕地整體縱向坡度不大于現狀河道縱坡。 6.2.5 當河道灘地橫向坡度較大時,應布置成階梯狀濕地,每一個濕地池內的橫向坡度應為零,起伏 差不宜超過 5cm。
DB13/T 5217—2020 6.2.6 對砂卵石等透水性較大的河灘地,可采用控滲措施,以便形成表面流濕地。 6.3 濕地水系構建 6.3.1 濕地水系布置應滿足生態(tài)保護、濕地功能分區(qū)等要求,依據水系現狀特征及綜合利用要求統(tǒng)籌 規(guī)劃。
6.4.5 對新建或已建濕地工程, 宜通過 6~12 個月的觀測期實測數據,參照GB/T 25173、附錄 A 分單 元建立一維模型或二維模型逐級進行計算,最終得到出口水質凈化能力。
7 人工基質濕地
7.1 一般規(guī)定 7.1.1 人工基質濕地一般為功能性濕地,能夠較好起到水質深度處理、水質提升、污染物凈化的作用。
DB13/T 5217—2020 7.1.2 人工基質濕地應充分利用現有坑塘、溝道渠系改造,避免進行大規(guī)模土方挖填,并應遵守土方 挖填平衡原則。 7.1.3 濕地配水渠系內一般不宜種植植物, 對寬淺的土渠也可適當種植植物, 種植植物的密度不得妨 礙水系運行及安全。 7.1.4 存在內澇威脅的濕地應采取適宜的防內澇措施。 7.1.5 水質達不到入河標準的水不得引入河道內的人工濕地。入河前可采用傍河濕地等前處理措施濾 除水中泥沙、浮水物以及超標污染物等, 使入河水質達到水功能區(qū)要求的水質標準。 7.2 總體布置 7.2.1 人工基質濕地通常布置成處理能力較強的潛流濕地。潛流濕地應按照配水主干渠道(供水管道) 劃分成區(qū)片(或塊、段) ,再按照配水支渠道(管) 劃分成若干個濕地單元,每個濕地單元中的濕地池 個數不宜超過 4 個。 7.2.2 濕地池沿水流方向宜呈長方形布置, 長寬比可取 3:1~10:1,以保證水流流態(tài)均勻穩(wěn)定, 無回 流漩渦;有條件時可通過物理模型或數學模型模擬分析池內流速、流態(tài)狀況,優(yōu)化確定濕地池縱橫向布 置等。 7.2.3 潛流濕地水深宜為 0.4~1.6m,水力坡度宜小于 0.5%~1%??紤]底棲動物越冬水深要求, 局部 水深可控制在 1.5m~2.0m。對潛流濕地人工基質的厚度還應考慮植物根系的影響深度。 7.2.4 濕地池縱向坡度可根據地形、水頭差等條件確定, 一般不陡于現狀河道縱坡。 7.3 人工基質選擇 7.3.1 人工基質材料選擇應本著就近取材原則, 所選基質材料應滿足水質深度凈化要求, 基質材料不 得對河道造成二次污染。 7.3.2 人工基質選擇應根據基質材料的強度、比表面積、穩(wěn)定性、孔隙率及表面粗糙程度等因素確定。 7.3.3 常用人工基質材料有壤土、砂礫卵石、碎石、礦渣、蛭石、沸石、高爐渣、頁巖、石灰石等透 水性較好的材料,以及有利于植物種植和微生物生長的材料。 7.3.4 人工基質材料的滲透系數宜通過滲透試驗確定,無滲透試驗情況下,可參照表 3 確定初始滲透 系數。 表3 潔凈基質線性滲透系數
7.3.5 強透水人工基質材料應采用人工或機械碾壓密實, 密實度一般可控制在 0.60~0.70,初始孔隙 率宜控制在 30%~40%。 7.4 供配水系統(tǒng)設計 7.4.1 濕地供配水系設計除應符合本標準 6.3 的規(guī)定外, 還應考慮濕地地面降雨排水系統(tǒng)。
DB13/T 5217—2020 7.4.2 濕地水系統(tǒng)宜采用人工或智能化自動控制,通過水工構筑物控制濕地池水流速度、水位等, 滿 足濕地植物、微生物的生長要求等。 7.4.3 集、配水及進、出水管的設置應考慮防凍要求。 7.4.4 出水量較大且跌落較高時,應設置消能設施。 7.4.5 濕地池應設置排空設施, 供配水管(渠) 上應設置排泥設施。 7.5 人工基質濕地水質凈化能力分析 7.5.1 人工基質濕地的主要設計參數宜根據試驗資料確定,無試驗資料時,可采用經驗數據或參照表 4 初步估算。 表4 人工基質濕地設計參數表
算。
DB13/T 5217—2020 9.1.3 宜選擇區(qū)域內敏感植物、特有植物、特有動物作為生態(tài)環(huán)境的指示物種。 9.1.4 在生態(tài)駁岸上宜配置灌木及草本植物群落時, 應當考慮當地鳥類季節(jié)性變化的棲息需求,為陸 上昆蟲、鳥類等提供覓食、繁衍的場所。 9.1.5 濕地植物應是水體凈化效率高、經濟效益好、易于管理的種類,并應充分考慮植物的季相景觀 特征及動物的季節(jié)性特征。 9.1.6 對于濕地保育區(qū)應建設邊界圍欄工程,防止和控制濕地生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾。 9.1.7 人工基質濕地植物種植的時間宜為春季。 9.2 濕地植物選擇 9.2.1 應按照濕地功能分區(qū)選擇濕地植物群落種類, 滿足水體凈化、 生態(tài)防護和生境修復的需要, 且 鄉(xiāng)土植物不低于 80%,防范外來入侵物種。 9.2.2 濕地植物應選擇根系發(fā)達、抗凍及抗病蟲害能力強、經濟價值高且易于管理的鄉(xiāng)土植物;對有 水質凈化、水質指標提升要求的濕地還應選用耐污能力強、去污效果好的種類。常用濕地植物及種植方 式詳見附錄 B。 9.2.3 可選擇一種或多種植物作為優(yōu)勢種搭配栽種, 增加植物的多樣性并具有景觀效果。 9.3 濕地植物種植設計 9.3.1 人工濕地植物的栽種移植包括根幼苗移植、種子繁殖、收割植物的移植以及盆栽移植等。 9.3.2 水生植物的種植需綜合考慮濕地水位變化,沉水植物種植區(qū)水深宜在 0.5m~2m 的區(qū)域; 浮水植 物種植區(qū)水深宜在 0.2m~2m 的區(qū)域;挺水植物種植區(qū)水深宜在 0~0.6m 的區(qū)域。 9.3.3 單位面積的種植密度可按水體養(yǎng)分含量測算確定, 并結合沉水植物、浮水植物、挺水植物的生 長習性等特點進行。 9.3.4 垂直潛流人工濕地的植物宜種植在滲透系數較高的基質上。水平潛流人工濕地的植物應種植在 土壤上。 9.3.5 應優(yōu)先采用當地表層種植土,如當地原土確不適宜人工濕地植物生長時,可采取原土改良或換 土種植。
10 濕地工程的監(jiān)測
10.1 一般規(guī)定 10.1.1 應按濕地功能分區(qū)、工程安全監(jiān)測和控制運行需要設置相應的監(jiān)測儀器設備,建立安全監(jiān)測、 操作控制及運行維護系統(tǒng)。 10.1.2 濕地工程監(jiān)測包括巡視檢查和自動觀測。監(jiān)測對象包括水文氣象、壅水及輸配水建筑物、濕地 漫流系統(tǒng)、濕地植物、濕地水位和濕地進出水水質,以及河道流量、水位、流速等。有條件時可建立智 慧監(jiān)測及控制運行系統(tǒng)。 10.1.3 智慧監(jiān)測應滿足實用、可靠、先進、經濟的原則, 并應滿足濕地工程現代化管理的需求。 10.2 濕地工程監(jiān)測設計 10.2.1 濕地植物監(jiān)測可結合工程建設目的和植物管理需求設置監(jiān)測項目,如植株密度、病蟲害、土壤 溫濕度、蒸騰蒸發(fā)量等, 有條件時也可根據需要進行土壤鹽分、光照、空氣溫濕度、二氧化碳以及植物 莖流、葉片溫濕度、果實變化、莖粗變化等。 10.2.2 對有水質處置要求或水質指標提升要求的濕地工程,應根據水質處理工藝需要設置監(jiān)測項目:
DB13/T 5217—2020 a) 進、出水水質; b) 濕地水位及其控制調節(jié)狀況; c) 濕地植物生長狀況; d) 濕地基質活性及凈化能力; e) 其它。 10.2.3 濕地其它各類建筑物、河道水流狀況等監(jiān)測項目及要求應參照有關規(guī)程規(guī)范進行, 并滿足濕地 工程安全控制運行的要求。 10.2.4 規(guī)模較大或有自動化管理需求的濕地工程宜采用智慧監(jiān)控系統(tǒng),其系統(tǒng)可采用分層分布式系 統(tǒng), 由監(jiān)測儀器、數據采集裝置、通信裝置、自動監(jiān)測計算機及外部設備、數據采集軟件、信號及控制 線路、通信及電源線路等組成。
11 濕地工程的維養(yǎng)與管護
11.1 一般規(guī)定 11.1.1 濕地工程維養(yǎng)與管護宜按照濕地功能分區(qū)要求制訂和實施養(yǎng)護計劃,可參照 CJJ 60、HJ 2005 等有關規(guī)定并結合濕地工程實際編制。 11.1.2 工程運行前應建立設備臺賬、運行記錄、定期巡視、交接班、安全檢查、應急預案等各種管理 制度。 11.1.3 養(yǎng)護管理內容主要包括整形修剪、有害生物防治、改植補植、收割與打撈、濕地防護、濕地供 排水建筑物的運行與維護保養(yǎng)等。 11.2 維養(yǎng)管護的設施配備 11.2.1 濕地工程宜以濕地規(guī)模設置養(yǎng)護管理站(所) 。 11.2.2 每個管理站(所) 應根據河道區(qū)域的氣候特點、地形、土質、植物配植和技術能力配置相應的 人員、工器具、管理及倉儲房屋等設施。其配備數量及要求參見有關標準執(zhí)行。 11.2.3 對有水質凈化、水質指標提升要求的濕地還應設置生化實驗室。 11.2.4 養(yǎng)護管理站(所) 可結合河道維養(yǎng)驛站、防汛站(屋) 、河湖長管理等需求聯合配置, 以便發(fā) 揮人員、設備設施的最大效益。 11.3 濕地工程的運行管理與維護 11.3.1 檢查人工濕地水位, 當出現暴雨、洪水、結冰期以及濕地斷流等情況時,適時進行水位調節(jié), 不得出現進水端壅水現象和出水端淹沒現象。 11.3.2 應對人工濕地進、出水水量、水質等指標進行檢測與分析,檢測頻率應滿足有關要求; 當水質 出現異常情況時,應增加檢測內容及頻次,及時對產生原因進行分析, 并做好記錄。 11.3.3 按植物的不同生長期,進行缺苗補種、雜草清除等管理, 定期對植物進行收割并轉運。 11.3.4 濕地植物病蟲害防治應以預防為主、治療為輔;當發(fā)生病蟲害時, 應優(yōu)先采用物理、生物方法 防治病蟲害,不得使用除草劑、殺蟲劑等易破壞生態(tài)系統(tǒng)的藥劑。 11.3.5 應對濕地工程的輸水管道、集配水設施、濕地進出水裝置、濕地池單元田埂等進行定期檢查, 定期進行清淤和維修維護等。 11.3.6 人工濕地在低溫環(huán)境運行時, 可采用必要的保溫措施, 濕地水溫宜維持在 4℃以上, 以適應植 物、微生物的生長。
DB13/T 5217—2020 11.3.7 其它運行維護, 如機電及金屬結構設備、防冰凍、潛流濕地的防堵塞、收割植物以及污泥處置 等,均應按工程實際制定專項管理維護方案進行。
DB13/T 5217—2020 AA
附 錄 A (資料性附錄) 濕地水質凈化能力分析計算
A.1 濕地水質凈化能力一維模型
…………………………………………(A-1) 式中: -流經x距離后的污染物濃度, mg/L; -進水初始斷面污染物濃度,mg/L -沿濕地池的縱向距離, 一般x取一個或一組串聯濕地池的長度, m; -濕地斷面平均流速,m/s; -污染物綜合衰減系數, 1/s。通常在一個或一組串聯濕地池的入口和出口布置采樣點,監(jiān)測污染 物濃度值和水流流速,按式計算K值: ……………………………………………(A-2) 式中: —進出口取樣斷面之間的距離, m; —進口斷面上污染物濃度,mg/L; — 出口斷面上污染物濃度,mg/L。
A.2 濕地水質凈化能力二維模型
……………………………………(A-3) 當濕地池斷面為矩形斷面時上式的解析解為: …………………(A-4) 式中: -濕地單元(池)縱向距離為x,橫向距離為y處的污染物濃度, mg/L; -濕地單元入口斷面污染物濃度, mg/L; m-濕地單元入口污染物速率, g/s; -濕地單元的平均水深, m; x-濕地單元縱向距離,m; y-濕地單元橫向距離,m; -濕地單元水域的平均流速,m/s;
DB13/T 5217—2020 -濕地單元污染物的橫向擴散系數, 。通常選擇代表性濕地單元,采用示蹤物質濃度法測定; 工程設計階段無試驗條件下,也可采用泰勒等經驗公式法估算。 ……………………………………(A-5) 式中: b-濕地單元的平均水面寬度, m; g-重力加速度, m/s2; j-濕地單元的水力坡降; 其余符號同前。
DB13/T 5217—2020 BB 附 錄 B (資料性附錄) 常用濕地植物表 表B.1 常用濕地植物表
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