荔湾湖生态修复工程可行性研究报告.docx
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荔湾湖生态修复工程可行性研究报告
1综合说明
1.1基本情况
荔湾湖位于广州市西陲风景名胜的荔枝湾泮塘地区，于1958年由群众义务劳动开挖而成，面积约26.7万平方米。
由小翠湖、玉翠湖、如意湖、五秀湖组成，为广州市区内的四大人工湖之一。
荔湾湖同其他人工湖一样承担着蓄水调洪、旅游、娱乐、调节气候等各项生态功能，随着经济社会的发展，人工湖水质一度恶化，其各项功能也在逐渐减弱。
1.2工程任务和规模
荔枝湾涌、荔湾湖水质改善与优化调度工程，主要是科学优选微纳米曝气增氧、炭素纤维生态草水质净化、太阳能动水除藻、草型水生生态系统构建等综合措施，以原位净化技术为支撑，采用进行湖内内源营养盐的治理、湖泊水动力条件的改善、构建和恢复湖泊水生态系统的技术路线，采取物理与生物工程措施相结合，以水体生态修复为先导强化荔湾湖水体自净能力，在湖内构建生态草生物膜强化净化系统，通过修复水生态系统，提高水体自净能力；必要时结合水利工程优化调度，将水质改善与优化调度有机结合，实现二者优势互补，最终达到改善水质、生态升级的目的。
规模呢？
1.3工程总体布置
工程项目主要包括：
炭素纤维生态草、微纳米曝气装置、太阳能动水除藻机、生态浮床的施工及沉水植物的种植。
所有水质改善措施主要在“死水区”实施，炭素纤维生态草布设10000根，微纳米曝气装置安装4套，太阳能动水除藻机安装7台，生态浮床安装50m2，沉水植物种植40000m2。
死水区在哪里？
多大？
后面的工程内容是如何确定出来的？
1.4工程维护与管理
本工程的维护与管理内容主要包括：
微纳米曝气机运行维护、炭素纤维生态草生物膜维护、水生植被管理及收割、水华控制和藻类去除、水质监测和水生生物群落动态分析。
管理人员分长期和临时两类。
长期管理人员需3名，负责水质改善工程中微纳米曝气机、炭素纤维生态草及水生植物的维护管理工作；临时管理人员视当时情况而定，主要是在汛期降雨和植物收割时配备。
管理人员及设备如何安置？
1.5施工组织设计
本工程分为小翠湖及玉翠湖示范研究和荔湾全湖推广，工程总实施周期约7个月，计划从2012年1月动工，至2012年7月完成工程的全部施工和调试。
小翠湖及玉翠湖示范研究需时间多少？
1.6环境影响评价
本工程是水质改善及生态修复工程，实施后产生极大的环境效益、社会效益和生态效益。
荔湾湖和荔枝湾涌的水体水质将明显改善，水体生态系统将得到修复，生物多样性提高，抗污染和水体自净能力提升。
同时可建立人们的环保理念，增强人们的环保意识，极大地改善周边市民的生活环境和投资环境。
工程对环境的不利影响主要表现在施工期对环境产生的短时间的影响，而工程本身为生态、环境工程，工程实施后，将产生重大的生态环境效益。
1.7工程投资估算
本工程总投资1589.32万元，其中水质改善项目经费1430万元，优化调度经费60万元；工程运行维护费为92.3万元/年；三年运行期生态监测费为159万元，即53万元/年。
1.8经济评价
本工程实施后，将获得巨大的社会效益和生态环境效益，在提升周边区域地价、增加旅游收入等方面间接经济效益初步估算为61300万元，所以本项目经济上可行。
2项目概况
2.1荔湾湖及荔枝湾涌概况
荔湾湖位于广州市西陲风景名胜的荔枝湾泮塘地区，于1958年由群众义务劳动开挖而成，面积约26.7万平方米。
由小翠湖、玉翠湖、如意湖、五秀湖组成，为广州市区内的四大人工湖之一。
荔湾湖同其他人工湖一样承担着蓄水调洪、旅游、娱乐、调节气候等各项生态功能，随着经济社会的发展，人工湖水质一度恶化，其各项功能也在逐渐减弱。
荔枝湾文化休闲区处在荔湾老西关的核心位置，南汉以来在此设有不少离宫别苑。
荔枝湾涌因“一湾溪水绿，两岸荔枝红”美景而得名，周边拥有众多古迹名胜。
上世纪七、八十年代，荔枝湾涌因生活和工业污水汇集变成臭涌，当时政府采取措施将其覆盖，形成荔枝湾路，而周边的古迹名胜则掩没在破旧的民居中。
长期以来，荔湾区政府已投入巨大人力财力努力建设恢复荔湾湖生态系统并逐步改善水质，根据广州市环境监测中心站和荔湾区环保局所做的清淤截污前后水质监测结果、水生物藻类和鱼类鉴定及荔湾湖周边植被调查进行综合分析，荔湾湖水质有了一定的好转，生物多样性也有明显改善，但湖水水质仍处于富营养状态，部分污染物浓度仍较高。
根据省、市领导同志关于加快推进荔湾特色文化商业街区建设的重要批示精神，荔湾区委、区政府从提升文化引领的战略高度，整合岭南文化元素，坚持将治理荔枝湾涌与发展经济相结合，与修复水生态系统相结合，与改善民生相结合，与传承岭南文化相结合，大力推进荔枝湾文化休闲区建设。
规划建设的荔枝湾文化休闲区总用地面积约58万平方米，通过对荔湾湖公园及周边环境整治和升级改造，恢复荔枝湾历史风貌，打造城市文化名片。
荔枝湾文化休闲区一期工程占地约10万平方米，主要包括：
一是揭路复涌。
荔枝湾涌复涌后长743米，通过截污、建堤、清淤、调水、补水、绿化，促进生态系统恢复，重现荔枝湾涌“一湾溪水绿，两岸荔枝红”美景；二是打造荔枝湾涌沿线景观带。
新建5座桥，整治岭南博物馆组群，凸显岭南水乡文化特色；三是对河涌两岸纵深进行升级改造。
扩大休闲活动空间，增加消防通道，实施雨污分流及三线下地，进一步改善居民生活环境，提升景区周边文化韵味。
目前一期建设已竣工。
荔湾湖二期将继续完善荔枝湾涌与荔湾湖、珠江的水循环通道，在荔湾湖北面打通约400米的导水明渠，使荔枝湾涌与各个湖面的水体形成循环流动。
此外，荔枝湾涌北端将继续向东延伸，到现源胜街一带，全长约1000米。
南端则向东通过广医三院南面，然后穿过多宝路绕过昌华社区，最终穿过恩宁路地块向南延伸至沙基涌与珠江相连。
此段约2400米长。
二期工程完结以后加上荔枝湾西段原有通珠江明涌约860米，揭盖复涌的660米涌面，最终荔枝湾涌工程涌面将达到4900米。
完成以后，荔枝湾将形成南、北两个连接珠江的出入口，形成贯通旧城南北的水系格局，使河涌与珠江的水体循环、交换更加便捷、生态效益、景观效益、社会效益更加明显。
荔枝湾涌二期的另一项内容为荔湾湖及荔枝湾涌的水质改善与优化调度。
通过生态升级，探讨人工湖建设与城市生态建设的关系，借鉴城市河涌湖泊的建设历程经验，构建荔湾湖水系稳定高效的生态系统，从而进一步提高荔湾湖及荔枝湾涌的水质及水环境，为城市水生态系统建设和管理提供参考依据。
图2-1荔湾湖及荔枝湾涌平面图
图2-2荔枝湾涌恢复平面图
2.2水质及生态现状
2.2.1水质现状
荔湾区环保局提供2010年11月珠江荔枝湾涌水闸前、荔枝湾涌（公园西门）和荔湾湖（玉翠湖休闲长廊和水泵站前）水质监测数据见表2-1~2-4。
表2-1荔枝湾涌公园西门取样点水质监测结果
采样日期
水温
℃
溶解氧
mg/L
高锰酸盐指数mg/L
化学需氧量mg/L
五日生化需氧量mg/L
2010.11.01
19.9
5.20
2.7
27.0
6.0
2010.11.08
21.6
5.15
3.7
30.0
6.67
2010.11.16
22.9
7.62
2.9
28.0
6.30
2010.11.23
22.1
6.73
3.1
30.0
6.50
均值
21.6
6.2
3.1
28.8
6.4
水质类别
——
Ⅱ
Ⅱ
Ⅳ
V
采样日期
氨氮mg/L
总磷mg/L
总氮
mg/L
石油类mg/L
叶绿素
Mg/m3
2010.11.01
3.66
0.14
6.03
0.18
2010.11.08
2.67
0.11
5.71
0.16
17.9
2010.11.16
1.74
0.15
2.69
0.18
15.7
2010.11.23
1.7
0.18
2.35
0.22
11.3
均值
2.4
0.1
4.2
0.2
15.0
水质类别
劣V
Ⅱ
劣V
Ⅳ
——
表2-2玉翠湖休闲长廊取样点水质监测结果
采样日期
水温
℃
溶解氧
mg/L
高锰酸盐指数mg/L
化学需氧量mg/L
五日生化需氧量mg/L
2010.11.01
19.7
8.03
2.6
28.0
6.1
2010.11.08
22.1
8.57
3.4
29.0
6.65
2010.11.16
23.4
9.90
2.9
28.0
6.10
2010.11.23
23.0
9.70
2.6
27.0
6.40
均值
22.1
9.05
2.9
28.0
6.31
水质类别
——
Ⅰ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅴ
采样日期
氨氮mg/L
总磷mg/L
总氮
mg/L
石油类mg/L
叶绿素
mg/m3
2010.11.01
3.35
0.15
5.95
0.11
2010.11.08
2.46
0.13
4.82
0.17
10.6
2010.11.16
1.53
0.17
2.33
0.21
9.74
2010.11.23
1.66
0.13
2.17
0.16
9.51
均值
2.25
0.15
3.82
0.16
9.95
水质类别
劣Ⅴ
Ⅴ
劣Ⅴ
Ⅳ
——
表2-3玉翠湖水泵站前取样点水质监测结果
采样日期
水温
℃
溶解氧
mg/L
高锰酸盐指数mg/L
化学需氧量
mg/L
五日生化需氧量mg/L
2010.11.01
19.8
8.10
2.7
26.0
6.0
2010.11.08
22.4
7.89
3.6
32.0
6.69
2010.11.16
21.0
9.98
2.7
26.0
6.20
2010.11.23
23.1
9.31
2.9
29.0
6.30
均值
21.6
8.82
3.0
28.2
6.3
水质类别
——
Ⅰ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅴ
采样日期
氨氮mg/L
总磷mg/L
总氮
mg/L
石油类mg/L
叶绿素
mg/m3
2010.11.01
3.16
0.15
5.26
0.22
2010.11.08
2.31
0.15
3.9
0.25
8.93
2010.11.16
1.64
0.16
2.61
0.26
9.82
2010.11.23
1.72
0.15
2.29
0.19
8.27
均值
2.21
0.15
3.52
0.23
9.01
水质类别
劣Ⅴ
Ⅴ
劣Ⅴ
Ⅳ
——
表2-4珠江荔枝湾涌水闸前取样点水质监测结果
采样日期
水温
℃
溶解氧
mg/L
高锰酸盐指数mg/L
化学需氧量mg/L
五日生化需氧量mg/L
2010.11.01
23.0
3.87
2.9
26.0
5.70
2010.11.08
23.0
5.95
3.5
29.0
6.21
2010.11.16
23.5
3.54
3
32.0
6.60
2010.11.23
11.4
3.46
3.6
28.0
6.20
均值
20.2
4.21
3.3
28.8
6.18
水质类别
——
Ⅳ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅴ
采样日期
氨氮mg/L
总磷mg/L
总氮
mg/L
石油类mg/L
叶绿素
Mg/m3
2010.11.01
2.95
0.25
4.21
0.16
13.6
2010.11.08
2.37
0.26
4.62
0.18
13.2
2010.11.16
4.6
0.25
6.44
0.21
9.49
2010.11.23
6.62
0.35
7.34
0.23
23.5
均值
4.14
0.28
5.65
0.20
14.9
水质类别
劣Ⅴ
Ⅳ
劣Ⅴ
Ⅳ
——
对荔枝湾涌和荔湾湖进行水质分析及富营养化评价，富营养化评价标准采用《地表水资源质量评价技术规程》（SL395-2007）中的指数法，营养状态评价标准及分级方法见表2-5，评价结果见表2-6。
表2-5湖泊（水库）营养状态评价标准及分级方法单位：
mg/L
营养状态分级
评价项目赋分值
总磷
总氮
叶绿素（a）
高锰酸盐指数
透明度（m）
（以P计）
（以N计）
贫营养
10
0.001
0.02
0.0005
0.15
10
20
0.004
0.05
0.001
0.4
5.0
中营养
30
0.010
0.10
0.002
1.0
3.0
40
0.025
0.30
0.004
2.0
1.5
50
0.050
0.50
0.01
4.0
1.0
富
营
养
轻度富营养
60
0.10
1.0
0.026
8.0
0.5
中度富营养
70
0.20
2.0
0.064
10
0.4
80
0.60
6.0
0.16
25
0.3
重度富营养
90
0.90
9.0
0.40
40
0.2
100
1.3
16.0
1.0
60
0.12
表2-6玉翠湖2010年11月营养状态评价表
监测点位置
单项参数赋分值
平均值
营养状态分级
定性评价
叶绿素a（mg/m3）
透明度（m）
总氮（mg/l）
总磷（mg/l）
CODMn（mg/l）
休闲长廊
监测均值
45.8
57.3
64.4
91.0
30.0
57.7
轻度富营养
轻度污染
极大值
46.1
55.5
67.5
81.9
30.8
56.4
轻度富营养
轻度污染
极小值
45.6
58.9
60.2
80.0
29.5
54.8
轻度富营养
轻度污染
泵站前
监测均值
45.4
57.7
64.4
81.0
30.2
55.7
轻度富营养
轻度污染
极大值
45.8
56.5
67.5
81.4
31.0
56.4
轻度富营养
轻度污染
极小值
45.0
58.9
60.2
81.0
39.7
57.0
轻度富营养
轻度污染
对荔枝湾涌进行水质分析及富营养化评价呢？
2008年10月、2011年1月，我所对荔枝湾涌及荔湾湖水体透明度监测情况见表2-7。
表2-7荔枝湾涌、荔湾湖透明度测试成果表
监测点
透明度（cm）
2008-10-15涨潮
2008-10-16退潮
2011-1-27
LW1（外江）
53
18
57.5
LW2（荔湾闸外）
46
41
74
LW3（荔湾闸内）
40
43
73
LW4（桥1）
28
30
67
LW5（内涌1）
32
40
66
LW6（桥2）
33
39
62
LW7（内涌2）
36
35
62
LW8（截污闸前）
30
40
58
LW9（龙津桥）
56
LW10（德兴桥）
49
LWH1（荔湾一号湖）
38
35
59
LWH2（荔湾二号湖）
35
31
53
LWH3（荔湾三号湖）
32
32
48
备注：
LW1~LW10为荔枝湾涌监测点，LWH1~LWH3为荔湾湖监测点。
《景观娱乐用水水质标准》Ａ类：
主要适用于天然浴场或其他与人体直接接触的景观、娱乐水体。
Ｂ类：
主要适用于国家重点风景游览区及那些与人体非直接接触的景观娱乐水体。
由市环境监测中心站于2011年1月及4月对荔湾湖开展富营养化监测，结果见表2-8~2-9。
表2-8荔湾湖2011年1、4月浮游藻类检测结果统计表
月份
项目
蓝藻
隐藻
甲藻
硅藻
裸藻
绿藻
合计
2011.01
密度
（个/L）
——
1.65×107
——
6.25×106
3.50×105
5.70×106
2.88×107
百分比（%）
——
57.3
——
21.7
1.2
19.8
——
2011.04
密度
（个/L）
4.25×106
3.50×107
1.50×105
9.00×105
8.50×105
1.12×107
5.24×107
百分比（%）
8.1
66.9
0.3
1.7
1.6
21.4
——
表2-9荔湾湖2011年1、4月富营养化评价表
月份
叶绿素a（mg/m3）
透明度（m）
总氮（mg/l）
总磷（mg/l）
CODMn（mg/l）
富营养化指数TLI（∑）
等级
劣于Ⅴ类指标
2011.01
63.5
0.60
0.958
0.10
3.4
56.3
轻度富营养
——
2011.04
152
0.20
4.20
未检出
4.0
58.9
轻度富营养
总氮
荔枝湾涌、荔湾湖水体水质存在问题总结如下：
（1）荔枝湾涌总体水质为劣V类，主要超标因子为氨氮和总氮，其中总氮监测均值为地表水V类标准值的2.1倍；水体透明度较2008年有了较大的提高，但距外江越远透明度越差，由荔湾闸内的73cm下降至德兴桥处的49cm。
（2）荔湾湖总体水质为劣V类，主要超标指标为氨氮和总氮，总氮监测均值为地表水V类标准值的1.8倍。
荔湾湖（均值53cm）低于荔枝湾涌水体透明度（均值62cm），略优于景观水体C类标准值（50cm）。
（3）同期珠江前航道荔枝湾涌水闸前水质为劣V类，超标指标主要为氨氮和总氮，分别为地表水V类标准值的2.07倍和2.82倍，均比荔枝湾涌和荔湾湖水质差。
溶解氧监测值为Ⅳ类，低于同期荔枝湾涌（公园西门）和玉翠湖溶解氧监测值。
（4）浮游藻类情况。
2011年1月，荔湾湖藻类密度为2.88×107个/L，优势种类为隐藻（57.8%）和硅藻（21.7%）复合种群；2011年4月，荔湾湖藻类密度为5.24×107个/L，优势种类为隐藻（66.9%）和绿藻（21.4%）复合种群。
4月份同1月份相比，藻类数量呈显著增长趋势，且优势种类均以隐藻为主，水生态环境存在较大的不稳定性。
（5）富营养化评价。
自2010年11月，至2011年1、4月，荔湾湖富营养化情况变化不大，营养状态分级均为轻度富营养，定性评价均为轻度污染。
但富营养化主要影响项目总磷评价得分为80~91，达到重度富营养水平；其次影响项目为总氮，评价得分为60.2~67.5，营养状态为中度富营养。
说明荔湾湖富营养化的潜在风险很高。
2.2.2生态现状
根据现场调查，荔湾湖大部分水域均为深绿到浅绿色，透明度在50cm左右，这表明湖泊藻类生物量仍比较大。
虽然湖区已在浅水区人工种植了一定数量的挺水植物，但是由于外源污染仍未得到有效控制，且由外江引入水体的氮磷浓度也比较高，这些都为湖泊的藻类生长提供了充足的营养盐。
据研究资料显示，当湖泊水体浓度总磷高于0.1mg/L、总氮高于2mg/L时，湖泊的水生植物覆盖度几乎为零。
根据玉翠湖休闲长廊和泵站前水质监测，总磷、总氮分别为0.15mg/L和3.67mg/L，氮磷浓度高于水生植物零覆盖度的临界值。
因此，分析证明，除了浅水区人工种植的少量挺水植物外，湖区其他包括沉水植物等水生植物的生物量较低。
经对荔湾湖的现场考察分析，荔湾湖及荔枝湾涌主要为以藻类为主的藻型生态系统。
2.2.3存在问题分析
荔枝湾涌、荔湾湖水体水质及水生态存在以下主要问题：
（1）荔湾湖、荔枝湾涌水体交换能力弱、水体置换率低。
现阶段，荔湾湖、荔枝湾涌水系与外江进出同口，引排水时形成双向流；荔湾湖湖区面积大、死角多，且湖与湖之间仍相对封闭，水动力不足，各个湖区均只能通过狭窄的荔枝湾涌与外江进行水体交换；再加上整个水系水体景观要求高，水位变幅不能太大。
这些因素都极大地限制了水体的交换能力。
当前，迫切需要采取优化调度措施以提高水系水体置换能力。
（2）水体透明度低，水质较差。
荔湾湖日常水体透明度略高于《景观娱乐用水水质标准》C类50cm的标准，但与A、B类水的水质标准相比，差距依然较大，特别是湖区的“死水区”透明度更低。
荔枝湾涌、荔湾湖水体水质总体为劣Ⅴ类，总氮、氨氮等超标严重，且同期珠江水质氮磷污染均比荔枝湾涌、荔湾湖严重。
因此，单一采用优化调度虽可以在一定程度上提高水景观（提高水体透明度等），但是无法解决涌、湖的氮磷营养盐问题，急需在“死水区”辅以生态修复措施，以降低氮磷等营养物，进一步改善水体水质。
（3）存在污染源。
现阶段，荔湾湖水系既有内源污染，也有外源污染；既存在点源污染，也存在面源污染，主要的问题如下：
（A）外源污染：
a.雨季大量未经处理的污水混流入湖；b.沿岸餐饮及其它污染源偷排；c.两岸人为和非人为所造成的垃圾和植物碎屑等进入水体所产生的面源污染；
荔湾湖本身具有蓄洪功能，雨季，作为泄洪湖荔枝湾涌的闸门打开后，大量污水的排入对湖区生态系统造成极大的威胁。
由于污水水质差、水量大，而荔湾湖水域相对较小、自我调节能力相对较弱，一旦受到外环境的强胁迫，原有的生态系统将有瞬间瓦解的危险。
因此，作为景观湖的同时仍需兼顾防洪功能，成为荔湾湖水质提升及生态优化的硬伤。
（B）内源污染：
a.动植物残体在水系中得不到及时的捕捞从而形成二次污染源（在调查中即发现，湖中有很多落叶腐烂，已造成污染）；b.湖泊底泥中积聚的营养盐有可能达到上覆水的数十倍，而成为水体重要的污染源。
在受到扰动时，底泥释放的污染量更大，对整个湖泊水体水质影响巨大。
无论是当前还是生态修复工程完成后，控源都将是荔湾湖、荔枝湾涌水质改善的关键。
（4）湖泊生态系统不平衡，存在蓝藻爆发的风险。
荔湾湖氮磷等营养盐处于较高水平，总磷和总氮分别为重度和中度富营养水平，易导致蓝藻爆发；除浅水区人工种植一定量挺水植物外，水生植物覆盖度几乎为零，生态系统为以藻类为主的藻型生态系统。
在藻型湖泊生态系统中，藻类等浮游植物为优势种，而挺水植物、沉水植物等大型水生植物较少，食鱼动物、浮游动物种群不稳定。
藻类以其快速繁殖能力及营养吸收能力抢占系统资源，阻碍了其他生物的发展。
同时，较浑浊的水体在一定程度影响了沉水植物及底栖生物获得足够的阳光，从而影响水下生物的正常生长。
荔湾湖水生植物在水平及垂直空间的配置不合理，及缺少滤食性鱼类等高等动物为荔湾湖现状生态系统的主要问题。
高等动物数量较少导致了整个生态系统结构不合理及营养流动的异常。
因此，通过人工干预的措施，使目前以藻类为主、浊水稳态的藻型生态系统向以水生植物为主、清水稳态的草型生态系统转变是十分必要的。
2.3工程限制条件
生态修复主要指致力于那些在自然突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作，包括对生态系统停止人为干扰，以减轻负荷压力，依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展
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