次级河流和湖库水质保障与运维技术指南(T-CQSES 01—2022).pdf
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1、 团 体 标 准 T/CQSES 01-2022 次级河流和湖库水质保障与运维 技术指南 Technical Guide for Water Quality Assurance and Maintenance of Tributary and Lakes/Reservoirs 2022-01-25 发布 2022-01-25 实施 重庆市环境科学学会 发布 目 次 前 言.II 引 言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.2 4 问题调查与分析.4 5 水质保障技术.8 6 水质运维技术.22 7 管控措施.25 附 录 A.29 附 录 B.31 附 录 C.35
2、附 录 D.37 I 前 言 本文件按照 GB/T 1.1-2020标准化工作导则第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由重庆市生态环境科学研究院提出,重庆市环境科学学会归口。本文件起草单位:重庆市生态环境科学研究院、中国科学院重庆绿色智能技术研究院、重庆大学、重庆华悦生态环境工程研究院有限公司。本文件主要起草人:封丽、余义昌、杨婷、封雷、古励、吴金富、张勇、马腾飞、吴进、廖伟伶、陈婷婷、姚源、李子未。本文件为首次发布。II 引 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国长江保护法 重庆市水污
3、染防治条例,为了加强流域生态环境保护和修复,防治水污染和保护水生态,指导和规范次级河流和湖库水质保障与运维管理,制定本文件。III 次级河流和湖库水质保障与运维 技术指南 1 范围 本文件规定了次级河流和湖库问题调查与分析、水质保障技术、水质运维技术和管控措施。本文件适用于重庆辖区次级河流和湖库水质提升与运维工作。重庆所属西南地区次级河流和湖库水质提升与运维可以参考使用,其中河流等级划分及重庆市河流河道分布见附录 A。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。所有引用文件,都以其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB3838 地表水环境质量标准
4、 GB50201 防洪标准 GB50707 河道整治设计规范 GB50286 堤防工程设计规范 GB50288 灌溉与排水工程设计规范 GB50141 给水排水构筑物工程施工及验收规范 GB50204 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50231 机械设备安装工程施工及验收通用规范 GB50268 给水排水管道工程施工及验收规范 GB/T50265 泵站设计规范 GB/T50600 渠道防渗衬砌工程技术标准 GB/T50594 水功能区划分标准 HJ2005 人工湿地污水处理工程技术规范 HJ2009 生物接触氧化法污水处理工程技术规范 HJ945.3 流域水污染物排放标准制定技术导则 HJ
5、/T91 地表水和污水监测技术规范 1 HJ/T192 生态环境状况评价技术规范 HJ 2005 人工湿地污水处理工程技术规范 HJ 2009 生物接触氧化法污水处理工程技术规范 HJ 576 厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范 HJ 577 序批式活性污泥污水处理工程技术规范 SL196 水文调查规范 SL219 水环境监测规范 SL223 水利水电建设工程验收规程 SL734 水利工程质量检测技术规程 SL709 河湖生态保护与修复规划导则 SL/Z712 河湖生态环境需水计算规范 SL/T4 农田排水工程技术规范 JTJ/T324 疏浚工程土石方计量标准 CJJ82 园林绿化
6、工程施工及验收规范 CJJ/T54 污水自然处理工程技术规程 CECS353 生态格网结构技术规程 LY/T2964 三峡库区消落带植被生态修复技术规程 RISN-TG 人工湿地污水处理技术导则 T/CI004 水源生态湿地建设与长效运行管理技术指南 T/CSES 27 平原河网区入湖河口前置库技术指南 T/CSES 30 污水处理厂尾水人工湿地深度净化技术指南 渝环办2017672 号 重庆市湖库生态修复适宜技术选择指南 环发200459 号 湖库富营养化防治技术政策 环办2014111 号 江河湖泊生态环境保护系列技术指南 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 次级河流 tr
7、ibutary 2 指“三江”(长江、嘉陵江、乌江)支流的统称,支流又分为一级支流、二级支流、三级支流、四级支流等几类。3.2 生境 habitat 指生物的个体、种群或群落生活地域的环境,包括必需的生存条件和其他对生物起作用的生态因素;湖库治理中主要包括影响水体生物生长的水文、流速、水深、底质、护岸形态等环境要素。3.3 生态修复 ecological restoration 生态修复是在生态学原理指导下,以生物修复为基础,结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施,通过优化组合,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。3.4 水生生物多样性 aquatic biodive
8、rsity 指水体中的生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总合,由遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次组成。3.5 生态护岸 ecological embankment 指在具备岸坡防护基本功能的基础上,具有河水与土壤相互渗透、一定的植物生长条件和生态恢复功能以及一定程度上增强河道自净能力和自然景观效果的护岸结构形式。3.6 河(湖)缓冲带 riparian zone 河(湖)周边由树木(乔、灌木)及其他植被组成的、为保持河(湖)生态环境健康而划定的具有一定宽度范围且可一定程度上防治地表径流、废水排放、地下径流等所携带的养分、沉积物、有机质、杀虫剂及其他污染物进入
9、水体的功能区域。3 4 问题调查与分析 4.1 调查形式与目的 调查形式包括资料调研和现场调查两种形式。调查目的是了解次级河流和湖库水质的现状与历史变化,识别水质主要问题,诊断主要问题成因,为次级河流和湖库水质保障提供参数和科学依据,为后续维护管理提供支撑。4.2 调查流程 调查宜按照下列流程开展:(1)特征识别:通过现场踏勘识别次级河流和湖库特征;(2)确定水位线位置:根据水利资料及现场踏勘结果,确定多年平均最高水位线、多年平均最低水位线;(3)划定调查范围:综合次级河流和湖库特征及水位信息,确定河湖水体及坡岸调研范围。坡岸部分范围应至少为河湖生态缓冲带覆盖范围。(4)开展水质和生态环境调查
10、,分析存在的主要问题。调查流程见图 4-1。图 4-1 调查流程图 4.3 资料调研 4.3.1 河流资料调研 一般应收集以下资料信息:识别河湖主要特征 对照指南 现场踏勘 确定水位线位置 水利资料调查 现场踏勘 划定调查范围 对照指南 河湖水体范围 河湖坡岸范围 水质和生态环境调查 水质 土地利用 基底 土壤 坡度 生物 生态环境问题诊断分析 4 (1)河流基本信息,包括流域水系分布、河流及主要支流长度等;(2)河流水质监测数据、水功能区与水质目标要求等;无水质监测资料的河段应开展必要的补充监测;(3)河流水文资料,包括水位(多年平均最高水位、常水位、多年平均最低水位)、流量、流速及其变化规
11、律;(4)河岸带水域、陆域植物群落组成类型及分布;(5)河流两岸 500 m 区域内遥感影像、土地利用调查基础数据、植被类型分布、土壤质地及类型、区域 DEM 高程图;(6)河流入河排污口及主要污染物排放情况;(7)目标河流是否属于生态保护红线、自然保护区、饮用水水源保护区、水产种质资源保护区、鱼类“三场”及洄游通道、重要湿地等特殊保护区域范围。是否存在独特的土著种或珍稀物种以及保护物种需要的生境条件;(8)目标河流的保护规划、治理方案及相关研究报告,水利工程有关资料、数据、河道养护资料等。4.3.2 湖库资料调研 一般应至少搜集以下信息:(1)湖泊基本信息,包括地理位置、湖泊形态特征、主要服
12、务功能、环境目标与环境状况、社会经济发展状况等;(2)湖泊流域水系、水文水动力、水位及其变化规律(包括多年平均高水位线、低水位线、常水位线);(3)湖泊沿岸带土壤、植物组成与分布情况;(4)湖泊沿岸带土地利用及其历史变化情况;(5)用历史遥感影像等资料研究湖泊岸带演变过程;(6)湖泊沿岸带各类污染物排放情况;(7)与目标湖滨生态缓冲带相关的规划、治理方案、研究报告、管理文件;自然保护区、饮用水水源保护区、水产种质资源保护区、重要湿地、鱼类“三场”(越冬场、产卵场和索饵场)及洄游通道等特殊保护区域;水利工程有关资料、数据等;5 (8)湖泊沿岸带水生动物的种类及分布,陆生动物种类、分布及是否存在迁
13、徙通道。4.4 现场调查 结合资料调研对次级河流和湖库进行现场调查,以全面了解河湖的水文特征、生境状况、水环境质量、生物群落特征等相关信息。4.4.1 河流现场调查 4.4.1.1 河流岸边带及水域特征(1)土地利用类型 调查区域及周边内主要的土地利用类型,以及其他可能影响水质的土地利用类型,及土地使用中产生的污染类型和特征。(2)沿岸侵蚀 调查区域是否存在或可能存在土壤流失、沿岸侵蚀,估测沿岸的稳定程度和侵蚀比例。(3)沿岸生境 观测河岸带两侧岸带 50 m 的区域内植被特征、覆盖度、多样性、优势植被类型及物种,观测宽度可根据实际情况进行调整。(4)水域内特征 调查区域大型木质残体分布特征、
14、大型采砂、河道内疏浚、建设闸坝和桥梁等情况。4.4.1.2 河道特征 调查主要河段起始位置并获取河段长度信息。测量河段典型横断面的两岸距离。测量或估算河流流速、流量、水量(即河水淹没区域与河道面积比例。)测量河段深度,计算平均深度。4.4.1.3 常规水环境特征 观察记录水体颜色、气味、表面漂浮物、表层油污、水体悬浮物等水体表观特征。现场测量并记录水温、水深、透明度、电导率、pH、浑浊度、溶解氧等参数值。4.4.1.4 常规沉积物和底层环境特征 6 调研沉积物颜色、气味、油污情况等表观性状。调研底质类别(淤泥、泥沙、黏土、粗砂、砾石、卵石、岩石或其他)及其出现比例。4.4.1.5 水生植物生长
15、情况 调研大型水生植物生长情况、类型、分布面积、优势物种等。4.4.2 湖库现场调查 4.4.2.1 湖库沿岸及水域特征 调查区域周边主要的土地利用类型,以及其他可能影响水质的土地利用类型,及土地使用中产生的污染类型和特征。调研 100 m 调查区内陆向延伸 50 m 的湖(库)岸带区域是否存在或可能存在土壤流失、沿岸侵蚀,估测沿岸的稳定程度和侵蚀比例。观测 100 m 调查区内陆向延伸 50 m 的湖(库)岸带区域,描述并记录植被特征、覆盖度、多样性、优势植被类型及物种,区域宽度可根据实际情况酌情调整。观察记录 100 m 调查区域湖(库)滨岸带的物质组成结构。观察记录湖(库)沿岸堤岸固化、
16、修建港口和码头等情况。观察记录湖库内疏浚、建设闸坝等情况。4.4.2.2 常规水体环境特征 调研水色、气味、表面漂浮物、油污、水体悬浮物等水体表观性状。现场测量并记录温度、电导率、pH、浑浊度、溶解氧、水深、透明度等基本水质参数。4.4.2.3 常规沉积物和底层环境特征 调研沉积物颜色、气味、油污情况等沉积物表观性状。调研底质类别(淤泥、泥沙、黏土、粗砂、砾石、卵石、岩石或其他)及其出现比例。4.4.2.4 水生植物生长情况 调研湖(库)滨带大型水生植物生长情况、类型、分布面积、优势物种等。4.5 问题分析 4.5.1 一般规定 7 参照地表水环境质量标准(GB 3838)、湖泊生态安全调查与
17、评估和湖泊富营养化调查规范等,从人为干扰、生境条件、岸带空间、生物状态等方面进行问题分析,为技术选择和方案设计提供依据。4.5.2 主要陆域污染来源分析 基于对坡岸及周边土地利用及各行业或生活源情况调查,定量或定性描述主要陆域污染来源,判断其进入河湖的形式及规律,推断对河湖水质和生态环境的影响。4.5.3 生境现状问题分析 通过对水质、底泥、坡度及岸上情况的调查,评估河湖的水生态质量、底泥污染风险等,分析选择适宜的修复和保障技术。4.5.4 岸带现状问题分析 通过现场调查明确岸带的类型、结构、坡度等断面形式,从植物立地条件、稳定性等因素识别岸带受损情况,重点圈定需要进行改善或重建的区域范围。4
18、.5.5 生物状态分析 基于对岸上、水下主要植物及大型水生动物种类、分布及生物多样性的调查结果,分析河湖水体及坡岸生态缓冲带内的生物的健康状态、时空分布特点,对比与健康河湖的主要差距。5 水质保障技术 本指南主要从外源污染控制、内源污染控制、生态修复技术和河道形态修复和河道连通性等方面来提升和保障水质。5.1 外源污染控制技术 5.1.1 预处理技术 适用范围:适用范围:来源多、分散且会汇入河流或湖库的生活污水。技术要点:技术要点:化粪池是利用沉淀和厌氧发酵原理来去除污水中污染物质的处理设施,术语初级过渡的处理构筑物,其可参考给水排水设计手册第 2 册和化粪池标准图集,并结合出水水质要求进行设
19、计。限制因素:限制因素:存在堵塞、爆炸、环卫等问题,因此要及时对化粪池清掏疏通,且在清掏疏通中要穿好防化服并做好相关防护措施。8 5.1.2 终端处理技术 适用范围:适用范围:来源多、分散且会汇入河流或湖库的生活污水。技术要点:技术要点:目前适用于我国污水终端处理技术主要有稳定塘、人工湿地、生物接触氧化技术、SBR 技术、A/O(A2/O)技术、MBR 技术等。稳定塘设计因包括厌氧塘、兼性塘、部分曝气塘、生态塘、控制出水塘等。根据污水、环境特征和出水要求选取合适的预处理方式、塘设计参数、塘体设计以及相关附属设施。具体规范详见污水自然处理工程技术规程(CJJ/T54)。人工湿地设计应包括场地选择
20、、集水配水系统设计、土料填充及布局、布水与排水系统设计、植物选择、防渗等。具体规范详见人工湿地污水处理工程技术规范(HJ 2005)和人工湿地污水处理技术导则(RISN-TG)。生物接触氧化技术主要是采用曝气方式是氧气、污水和填料三相接触,进而去除污染物,其工艺设计主要从其预处理、前处理和后处理三个方面考虑,针对目标效果确定相关参数设计,可参照生物接触氧化法污水处理工程技术规范(HJ 2009)进行设计。A/O(Anoxic/Oxic),由缺氧和好氧两部分组成。A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic),即厌氧-缺氧-好氧工艺,通过厌氧区、缺氧区和好氧区各种组合及不同污泥回流方式来去
21、除污水中有机污染物和氮磷营养物质等的污水处理方法。具体规范详见厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范(HJ-576)。SBR 技术是在同一反映其中按时序进水、反应、沉淀和出水的一类活性污泥处理技术,其主要变形工艺主要有 4 类,具体规范详见序批式活性污泥污水处理工程技术规范(HJ 577)。MBR 技术是将膜分离技术与活性污泥法相结合的一类设施,其工艺设计主要包括膜分离系统和生化工艺两个方面,针对处理目标对工艺进行配置。限制因素:限制因素:稳定塘技术其处理的污染负荷较低,占地面积较大,受季节影响,且设计不当容易造成堵塞,进而去除污染物效果不能达到最优。人工湿地技术其主要处理污染负荷低的
22、水体,占地面积较大,设计不当也会堵塞并可能造成地下水污染。生物接触氧化技术加入的生物填料,价格昂贵,成本较高,可调控性较差,对磷的处理效果较差。9 SBR 技术对自控系统要求较高,间歇性排水,池容利用率低,当水量较大时,需多套反应池并联运行,增加控制系统复杂性。MBR 技术主要在于其建设费用和运行费用昂贵。5.1.3 前置库技术 适用范围:适用范围:平原河网区入湖河口前置库的建设和维护,丘陵、山区,水库流域面积范围内,也可建成以生态库塘为主,结合生态河道和人工湿地技术的前置库系统技术。技术要点:技术要点:前置库技术利用其对污染物有拦截净化作用,该系统工艺主要分为 5 个单元,分别为导流收集单元
23、、调节缓冲单元、拦截沉降单元、强化净化单元、生态稳定单元,具体规范详见 平原河网入湖河口前置库技术指南(T/CSES 27)。限制因素:限制因素:前置库技术的功能植被新陈代谢对水质有一定影响,需要及时对其生物量进行适量的清理,会受到季节的影响,此外前置库还存在淤泥问题需要解决。外源控制技术比选一览表见附表 B.1。5.2 内源污染控制技术 5.2.1 底泥疏浚技术 适用范围:适用范围:所有底泥受到污染的水体,尤其对黑臭水体进行清淤,能够快速降低其内源污染负荷,进而避免污染物向周围水体进一步释放。技术要点:技术要点:底泥疏浚一般包括水利工程疏浚技术和生态疏浚技术。要做好水利工程渠道的疏浚清淤需要
24、注意以下几点。一是在进行清淤工作是选择合理的清淤技术;二是对于淤积物要进行妥善测处理;三是疏浚工作要保持长效化,保证水利工程渠道通畅。生态清淤是河道生态系统中底泥受到污染的后运用发展生态理论实施的生态修复工程,其本质是以工程、环境、生态相结合的方式来解决城镇河道水体的可持续发展或称河道“生态位”修复。该技术的核心是注重河湖原有生物多样性的保护,以不破坏水生生物自我修复繁衍为前提,同时又为生物技术介入提供有利条件。有关环保疏浚工程技术规范可详见湖泊河流环保疏浚工程技术指南。河湖生态疏浚和水利疏浚比选一览表见表 5-1。10 表 5-1 河湖生态疏浚和水利疏浚比选一览表 项目 类型 生态疏浚 水利
25、疏浚 生态要求 为水生植物恢复创造条件 无 工程目标 清楚底泥污染物层 增加水体容积,维持航运深度 边界要求 按污染物含量拐点确定 底面平坦,断面规则 疏浚深度 1.0 m 颗粒物扩散限制 尽量避免扩散和再悬浮 无 施工精度 5 cm 20-30 cm 设备选型 标准设备改造或专用设备 标准设备 工程监控 专项分析,严格监控,风险评估 一般控制 底泥处理 依据泥、水污染性质处理 泥水分离后堆置 尾水排放 处理达标排放 未处理 河床修复 滩池改造、微生物再造和基质改良 无要求 限制因素: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
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