生态修复设计竣工报告.docx
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生态修复设计竣工报告
青浦区美丽乡村生态修复试点项目
竣工验收设计工作报告
任务编号：
2015SH38
1工程设计概述
1.1工程地理位置
青浦区根据其“美丽乡村”示范村建设的工作任务、“农林水”三年行动计划及其制定的“美丽河湖”行动方案，选择练青浦区练塘镇东庄村以及朱家角镇张马村进行美丽乡村河道生态修复的试点工程建设。
本工程包括青浦区练塘镇生态沟渠试点工程及青浦区朱家角镇月潭江、张马江河道生态治理试点工程两大部分内容。
练塘镇生态沟渠试点工程位于青浦区练塘镇东庄村。
练塘镇位于上海市青浦区西南部，与浙江省嘉善县丁栅镇交界，全镇总面积93.66km2，是上海重要的西南门户。
东庄村是青浦区练塘镇南大门，南邻黄埔江、背靠练塘工业园区、东与蒸浦村隔江相望，西与徐练村相连，朱枫公路从村内穿过。
练塘镇位于太南片内，本工程所在的东庄村属于蒸东圩及塘北片，根据青浦区水务规划，圩内规划河道高水位3.00m，常水位2.50m，预降水位2.00m。
河道水质为Ⅳ类。
月潭江、张马江河道生态治理工程位于青浦区朱家角镇张马村，朱家角镇处于上海市与江苏、浙江交界处，是上海通往江苏、浙江的重要通道。
张马村东南靠松江区的永丰村和泖口村，西邻练塘镇，北与李庄村接壤，距朱家角镇6公里，A9高速公路、318国道5公里左右，水陆交通便捷，朱家角镇位于青松大控制片内，本工程所在的张马村位于泖塔圩区，根据青浦区水务规划，圩内规划河道高水位为3.00m，设计常水位为2.50m，设计低水位为1.50m。
河道水质为劣Ⅴ类。
1.2工程现状
1.2.1练练塘镇东庄村
项目区现状污染源有农田面源污染和周边厂区少量的生活污水等，其中农田面源为水质污染的主要原因，根据类似地区的长期监测，直至20世纪60年代末期，中国农田氮、磷化肥用量水平还很低，每公顷耕地氮、磷化肥用量分别只有34kg和9kg（以N、P2O5计）。
滇池、五大湖泊、三峡库区等流域地区多数农田土壤氮、磷养分十分缺乏，农民有施用塘泥、湖泥肥土的习惯。
至80年代初，这些流域的农田氮、磷化肥用量水仍较低，每公顷耕地氮、磷化肥用量分别为135kg和22kg，与全国同期平均水平（125kg和24kg）接近。
80年代以来数量大幅度的增长，2000～2001年平均达到368kg和154kg，为全国同期平均水平（183kg和54kg）的2～4倍。
在稻田肥料施用过程中，N的利用率仅为25.4%，P仅为17.7%，农药有效利用率也只有30%左右，未利用的化肥和残留农药通过排灌系统汇入河流成为非点源污染源（中国农业科学院土壤肥料研究所，国家重大科技专项：
滇池流域面源污染控制技术研究－精准化平衡施肥技术专题研究报告）。
2010年我国平均单位播种面积的化肥施用量为346.1kg/hm2,上海地区的平均单位播种面积的化肥施用量较全国水平略低，为294.1kg/hm2（中国统计年鉴[M].2011），项目区面积8.3hm，则每年的化肥施用量约为2440kg，而我国化肥利用率普遍较低,氮肥为30%~35%,磷肥为10%~25%,钾肥为35%~50%,项目区面积8.3公顷，按2000年的施肥标准和肥料利用率计算，每年投加的氮肥为1518.9kg，氮肥的流失量为1140kg，磷肥投加量为448kg，磷肥流失量为369kg，流失的氮磷钾肥料通过沟渠进入自然水体后，对于地表水、地下水等均造成较大程度的污染，对项目区周边的面源污染造成巨大的潜在压力。
除面源污染外，项目区周边的机械加工厂生活污水外排也加重了周边水系的污染程度，现正积极协商该部分生活污水纳管集中处理的事宜。
1.3.2朱家角镇张马村
朱家角镇张马村的月潭江、张马江河道作为开放环境状态下的水体，不可避免的会受到各种潜在污染因素的挑战，根据现场调研分析，该项目区的主要污染源可分为如下几类：
1、大气干湿沉降导致水体污染
大气沉降对水体的污染不可避免。
随着城市化的快速发展，大气污染日趋严重，根据相关研究表明，降雨对不同粒径的颗粒物都有很高的去除率，普遍达到50%以上。
大气中的营养物质会随着降尘和降雨带入水体，降雨和降尘中含有的氮、磷浓度随地区特性不一样而变化，但其影响对于河道水体而言也是不能被忽略的。
据有关资料，初期雨水中的磷浓度一般为0.038～0.250mg/L左右，氨氮浓度约为0.11～4.90mg/L。
此外，河道周边的交通干道产生的一定的车辆尾气，使得大气干湿沉降带来的污染物更为严重。
因此这不可避免地将面临严峻的大气沉降污染，该污染源以面源污染的形式每年持续将主要富营养元素COD、氮、磷等带入水中溶解，从而进一步影响现有水质，这也是为什么户外水体在无其它外来污染源的情况下水质依然恶化的主要原因。
2、污水直排导致水体污染
依据现场考察情况，河道存在污水直排现象，为周边生活污水及工业污水，带入较多的营养物质，成为河道富营养化的重要因素。
3、地表径流导致水体污染
项目水体绿化及沿线其他溶解的或固体的污染物，与生活垃圾等有机或无机物质，从非特定的地域，在降水和径流冲刷作用下，通过地表径流、地下渗漏，使一定的污染物进入项目水体，引起水体污染。
4、内源污染导致水体污染
枯枝落叶等进入水体中的营养物质通过各种物理、化学和生物作用，逐渐沉降至湖泊底质表层。
积累在底泥表层的氮、磷营养物质，一方面可被微生物直接摄入，进入食物链，参与水生生态系统的循环；另一方面，可在一定的物理化学及环境条件下，从底泥中释放出来而重新进入水中。
5、其他垃圾及偶然性污染
周边是一些居住小区及工厂等设施，可能会产生一些垃圾及其他污染。
根据本次工程建设的需要，本院在现场查勘时按规范要求采取了河道水样并及时进行了水样水质检测。
2设计依据
2.1技术文件
1）工程设计委托书；
2）项目区地形图；
3）练塘镇镇政府、农业服务中心、水务所相关要求；
4）《上海市城市区域防洪除涝规划》；
5）《上海市青浦区水务规划水利篇》；
6）《青浦区练塘镇水系调整规划》，上海浩韵水务规划设计有限公司；
7）《青浦区朱家角镇沪青平公路、G50高速以南区域水利专业规划》，上海浩韵水务规划设计有限公司；
8）《青浦区练塘镇水利专业规划》（上海市水务规划设计研究院，2012年8月）；
9）《青浦区朱家角镇水利专业规划》（上海市水务规划设计研究院，2012年8月）；
10）《青浦区现状圩区防洪能力分析报告》（上海市水务规划设计研究院，2012年12月）；
11）《练塘镇东庄村美丽乡村建设规划》；
12）《朱家角镇张马村美丽乡村建设规划》；
13）《青浦区练塘镇2014年小型农田水利设施工程初步设计报告》；
14）《青浦区2014年美丽乡村（赵巷镇中步村、朱家角镇张马村、
15）华新镇嵩山村、练塘镇东庄村）河道整治工程初步设计报告》；
16）青浦美丽乡村河道综合整治区位图。
2.2技术标准
1）《上海市小型农田水利工程可行性研究报告（含初步设计）编制指南》（2010年10月）；
2）上海市地方标准《粮田和菜地水利基础设施建设技术规范》（DB31/T469-2009）；
3）《防洪标准》（GB50201-94）；
4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；
5）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）；
6）《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）；
7）《土地开发整理项目规划设计规范》（TD/T1012-2000）；
8）《泵站设计规范》（GB50265-2010）；
9）《堤防工程设计规范》（DB50286-2103）；
10）《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GB/T20203-2006）；
11）《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）；
12）《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）；
13）《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）；
14）《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；
15）《泵站更新改造规划》；
16）《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004）；
17）《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》（SL482-2011）；
18）《农田排水工程技术规范》（SL/T4-1999）；
19）《土地开发整理工程建设技术标准》（DGTJ08-2079-2010）；
20）《城市绿化工程施工及验收规范》（CJJ/T82－99）
21）《园林设计施工技术手册之植栽规范》;
22）《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）;
23）《室外排水设计规范》（GB50014－2006）;
24）《上海市河道生态整治导则》（沪水务〔2013〕1012号）;
25）其他相关规范。
3工程设计内容
3.1工程任务
练塘镇生态沟渠试点工程拟以练塘镇东庄村为试验场地，结合该村正在进行的青浦区练塘镇2014年小型农田水利设施工程，将生态沟渠技术应用于农村农田水利设施工程建设中，开展农业面源污染治理过程中的污染物阻断、拦截和循环利用方面研究。
本次试点项目选择练塘镇2014年小型农田水利设施工程中一块靠近项目区内小河，形状近似于长方形，面积为125亩的田块作为试点项目区，在项目区块四周设置一级生态沟渠（长1410m）一级沟渠出水经集水井汇入地块南侧的小河道中，小河道作为二级沟渠（长500m）通过水生植被进一步净化水质
朱家角镇月潭江、张马江河道生态治理试点工程本项目针对水质富营养化严重，水体透明度低，水体水质恶化有蓝藻水华爆发可能以及水体生态系统不完善等特点制定生态修复整体设计方案。
本项目所在的张马江治理水域全长370m，面积3970㎡；月潭江与莫家村江的十字交汇处，月潭江和莫家村江交汇处治理水域总长795m，面积8840㎡。
3.2设计标准
本工程依托于青浦区练塘镇2014年小型农田水利设施工程，设计标准按照高标准粮田建设项目的要求。
1、排涝标准
按20年一遇最大24小时面雨量（178.5mm）2天排至水稻耐淹水深。
2、水质标准
根据《农田灌溉水质标准》的有关规定，满足农田灌溉用水Ⅴ类水质标准。
3.3工程设计内容
本项目工程主要完成工程量：
设计工程量与实施工程量对比表
分类
及序号
项目名称
单位
设计工程量
实际工程量
备注
生态沟渠
1
生态砖预制砖沟渠
m
352
355.3
2
生物混凝土沟渠
m
338
364.2
3
植生袋沟渠
m
352
398.6
4
预制连锁块沟渠
m
368
381.8
5
集水井
座
1
1
6
水生植物植被
m2
5250
7542
7
土坝
座
1
1
水生态修复
1
底质改良
㎡
12810
12810
2
四季常绿矮型苦草
㎡
6050
6050
3
改良刺苦草
㎡
1340
1340
4
轮叶黑藻
㎡
1340
1340
5
微生物及浮游生物
㎡
12810
12810
6
黑鱼
尾
60
60
7
螺类
kg
18
18
8
青虾
kg
15
15
9
太阳能曝气机
台
2
2
3.4设计变更情况
本项目无重大设计变更情况。
4设计管理服务
4.1施工前的设计服务
（1）依据建设方（青浦区水利管理所）的委托，以及建设方提供的工程地质及地形图资料，我设计方组织相关技术人员对青浦区美丽乡村生态修复试点项目现场情况进行了察看、分析，并听取了相关人员的介绍与汇报，之后进行了总结，做好设计前的准备工作。
（2）根据相关设计资料及前期的调查、研究，我方精心组织了相关设计人员进行了可行性研究报告（含初步设计），并提供建设方《青浦区美丽乡村河道生态修复试点项目可行性研究报告（含初步设计）》。
（3）在听取了专家及建设方的一些意见及建议后，我方对原初步设计的部分内容进行了适当的修改、调整，最后出具了设计施工图，交由建设方组织工程招投标及施工工作。
4.2施工中的设计服务
（1）在完成工程招投标工作以后，我方在建设方的组织下，与建设方、施工方、监理方进行了施工图的技术交底，对工程实施中的注意事项做了相应的交待，对施工方及监理方提出的疑问进行了解答。
（2）在施工过程中，我方积极与建设各方沟通协商，多次派出设计技术人员前赴施工现场，对施工中遇到的问题及时进行解答，对施工中的不足及时指出纠正。
4.3施工后的设计服务
（1）在施工单位完成分部工程后，我方设计人员参加了分部工程的验收，并对工程实施中的不足提出了整改意见。
（2）我方也对本次设计服务的情况及整个工作中遇到的一些问题进行了分析及总结，并出具了《青浦区美丽乡村河道生态修复试点项目合同工程完工验收设计工作报告》文件。
5结论和建议
5.1设计结论
根据设计委托合同，我公司完成了本工程各设计阶段的全部设计工作。
现对设计情况总结如下：
1）本工程设计无违反国家强制性标准。
2）本工程设计符合地方标准及规范。
3）本工程施工图设计满足设计合同条件。
5.2验收结论
5.2.1完工验收情况
完工验收顺利通过，无遗留待整改事项。
5.2.2设计方验收意见
1）工程内在质量以监理评估报告为准，外观及使用功能符合设计施工图要求。
2）完工验收后至今，项目运行情况良好，工程效益发挥符合预期。
3）同意该工程进行竣工验收。
5.3建议
1）定期对水生植物进行检查，如发现水生植物大面积死亡，应及时分析原因，并提交设计单位及时采取处理措施。
2）做好水生植物、生态沟渠的养护工作。
6生态沟渠型式的试点总结
6.1本工程试点的生态沟渠型式
（1）预制连锁块沟渠
预制连锁块采用独特的联锁型块体设计，由其周围的四块共同联锁，相互啮合固定，铺面在水流作用下具有良好的整体稳定性，渗水型柔性结构铺面能够降低流速，减小流体压力和提高排水能力预制连锁块中间留有种植孔，可供湿生植物生长，利用湿生植物的拦截和同化作用净化面源径流中的污染物。
预制连锁块生态沟渠断面图
（2）生态砖沟渠
生态砖呈井字型，井字型砖体中央为种植植物的种植孔，制作材料除常规的水泥黄沙外，还加入了一定配比的火山石和矿渣等，在保证强度的同时使得该预制砖孔隙率高，透水性好，可保证水土界面和所种植物间形成有效的能量物质微循环，为植物、微生物等的生长提供良好的小生境，加快生态修复速度，并利用火山石和矿渣等的强吸附作用增强对氨氮和磷的去除能力；生态砖自身留有卡槽，相邻砖体间可紧密咬合，形成柔性的生态护坡，具有施工简单迅捷的优点；此外，该生态预制砖的成本较低，运输方便，作为护岸材料施工完成后的抗冲刷性强，护岸牢固。
生态砖生态沟渠断面图
（3）生物混凝土沟渠
生物基质混凝土呈六边形，外圈为六边形的预制混凝土，骨料层由石料、水泥、生物添加剂（8kg/m³掺量）、水经机械拌合制备。
所用石料要求无级配单一粒径50mm，石料粒径合格率应≥99%，含泥砂量＜0.5%（可采取预先水洗方法洁净）。
生物添加剂富含的有效微生物菌落能自行分解落叶、枯枝、昆虫、小动物尸体等各种有机体，又能加速土壤中各种污染物的分解，避免使用化肥、农药等造成水体污染的可能性，既有利于水体安全保护，又利于环保生态和景观美化。
水生植物、小动物、昆虫和微生物等均可在生物混凝土中存活，最终形成稳定的生物群落，取得长期的生态恢复效果。
生物混凝土生态沟渠断面图
（4）植生袋沟渠
采用无纺布和遮阳网制作，特点：
质量轻，强度高，抗紫外线性能优，耐用性长，透水性与透气性俱佳。
由“植生袋+连接扣+植被种植”通过稳固堆叠方式构成的生态沟渠，再加上后期发达根系穿透生态袋扎入边坡泥土而使得边坡更加稳固。
植生袋保土渗水的功能减小了边坡静水压力，也保证了水分在土壤中的正常交流，提供了植被赖以生存的介质，使得边坡的绿化效果更加明显、更加有效。
植生袋生态沟渠断面图
6.2各生态沟渠的试点情况
（1）预制连锁块沟渠
该试点沟渠段在完工后，运行中，发现该试点段的农田灌溉水需求量会增加，且完工后的沟渠有部分出现坍塌，漏水较为严重，沟内有淤积。
（2）生态砖沟渠
该试点沟渠段在完工后，运行中，发现该试点段的情况和预制连锁块沟渠类似，既农田灌溉水需求量会增加，且完工后的沟渠有部分出现坍塌，漏水较为严重，沟内有淤积。
（3）生物混凝土沟渠
运行中发现，该段水生植物成活率偏低。
（4）植生袋沟渠
植生袋沟渠，在运行中发现，刚度不足，有部分沟渠出现变形现象。
6.3根据试点实际情况各沟渠经验总结及优化设计
（1）预制连锁块沟渠
该沟渠，主要问题是漏水较为严重，导致连锁块下面土壤流失，沟渠出现坍塌。
解决方法主要是对渠道断面进行优化设计，增加反滤措施，减少漏水及土壤流失，优化断面如下图。
同时不建议该型沟渠在地质较差的地区使用。
（2）生态砖沟渠
该沟渠，主要问题也是漏水较为严重，导致连锁块下面土壤流失，沟渠出现坍塌。
解决方法主要是对渠道断面进行优化设计，增加反滤措施，减少漏水及土壤流失，优化断面如下图。
同时不建议该型沟渠在地质较差的地区使用。
（3）生物混凝土沟渠
该沟渠的主要问题是，水生植物成活率偏低，施工中要加强水生植物的养护，保障成活率。
（4）植生袋沟渠
植生袋沟渠的主要问题是刚度不够，容易变形。
解决方法是优化断面设计，增强沟渠刚度。
优化断面如下图。
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