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十全湖退渔还湖生态修复方案研究

2021-05-26 来源:易榕旅网
2019年第5期2019Number5

水电与新能源

HYDROPOWERANDNEWENERGY第33卷Vol.33

DOI:10.13622/j.cnki.cn42-1800/tv.1671-3354.2019.05.018

十全湖退渔还湖生态修复方案研究

陈运梅ꎬ喻 婷ꎬ陈晓群ꎬ吴雪洁ꎬ张秀莲

(湖北省水利水电科学研究院ꎬ湖北武汉 430070)

摘要:通过实施退渔还湖、水系连通、水生态保护及修复等措施恢复十全湖水生态ꎬ并与仙桃市新城区的城市规划相结

合ꎬ使十全湖成为水清、岸绿、景美的生态湖泊ꎮ退渔还湖生态修复工程通过清淤扩大湖泊调蓄容积可将工程区的排涝标准提高到20年一遇ꎻ通过实施水系连通和水生态保护与修复将十全湖水质保持在Ⅳ类ꎮ

关键词:十全湖ꎻ退鱼还湖ꎻ生态修复

中图分类号:TV213.4   文献标志码:A   文章编号:1671-3354(2019)05-0070-04

Onthe“DrawingBacktheFishingandRestoringtheLake”

EcologicalRestorationSchemeofShiquanLake

CHENYunmeiꎬYUTingꎬCHENXiaoqunꎬWUXuejieꎬZHANGXiulian

(HubeiWaterResourcesResearchInstituteꎬWuhan430070ꎬChina)

Abstract:The“drawingbackthefishingandrestoringthelake”ecologicalrestorationworkofShiquanLakeisintro ̄

duced.CombinedwiththeurbanplanningofthenewdistrictofXiantaoCityꎬmeasuressuchasthe“drawingbacktheexpectedthatthelakewillbecomeanecologicallakewithcleanwaterꎬgreenshoreandbeautifulscenery.Alsoꎬthedrainagestandardoftheengineeringareacouldberaisedto20-yearreturnperiodwiththesiltdredgingandstorageca ̄connectionandwaterecologyprotectionandrestoration.  

Keywords:ShiquanLakeꎻdrawingbackthefishingandrestoringthelakeꎻecologicalrestoration

十全湖位于东经113.42°~113.45°ꎬ北纬

fishingandrestoringthelake”ꎬriversystemconnectionꎬandwaterecologyprotectionandrestorationareadopted.Itispacityexpansionofthelake.ThewaterqualityofthelakecouldbemaintainedascategoryIVthroughtheriversystem

30.30°~30.32°之间ꎬ毗邻仙桃市主城区西南区ꎮ十全湖流域总面积15.37km2ꎮ受农业种植和淡水养殖业发展的影响ꎬ目前十全湖湖区已被围垦殆尽ꎮ由于围垦被土埂阻隔ꎬ破坏了湖泊生态环境和调蓄功能ꎬ排涝压力增大ꎬ减弱了天然的调蓄作用和纳污自净的能力ꎬ生物多样性急剧下降ꎮ加之城市工业废水的排放ꎬ造成湖区内水土污染ꎬ部分鱼塘、农田污染严重ꎬ生态系统遭到破坏ꎬ对现状当地居民健康安全形成较大威胁ꎮ

根据«仙桃市城乡总体规划(2008-2030)»ꎬ十全湖及其周边河渠被纳入新城区建设范围ꎮ十全湖湖区在十全湖休闲公园中心地带ꎬ湖区周围规划为适合人

居的生态社区ꎬ故仙桃市新城市建设的需要对十全湖的生态修复提出了新的要求ꎮ因此ꎬ十全湖退渔还湖生态修复工程的尽快实施对区域降低区域排涝压力ꎬ改善湖泊水生态环境是十分迫切的ꎮ

1 十全湖现状

展的影响ꎬ目前十全湖湖区已被围垦殆尽ꎬ取而代之的是约3000m2的浅水池塘和17000m2的水田ꎬ降低了湖泊调蓄能力ꎬ影响了湖泊纳污自净能力ꎻ同时湖泊水深过浅ꎬ限制了生物多样性的发展ꎬ打破了湖泊原有生态体系ꎮ十全湖被鱼塘和水田分割ꎬ影响了水体交换ꎬ阻碍了水生生物洄游ꎬ破坏了湖泊生态环境[1]ꎮ

1)湖泊形态现状ꎮ受农业种植和淡水养殖业发

收稿日期:2019-02-20

作者简介:陈运梅ꎬ女ꎬ高级工程师ꎬ主要从事水利水电工程设计方面的工作ꎮ70

陈运梅ꎬ等:十全湖退渔还湖生态修复方案研究2019年5月

的影响ꎬ十全湖湖区的面源污染比较严重ꎬ水质情况恶劣ꎮ受浅水环境的影响ꎬ十全湖自净能力较差ꎻ水系不连通ꎬ水质得不到改善ꎮ根据环保部门的监测数据ꎬ十全湖目前水质为IV~V类ꎬ主要超标污染物为总氮、高锰酸盐指数ꎮ

3)湖泊水生态现状ꎮ十全湖拟恢复湖区现状多

2)湖泊水质现状ꎮ受农业种植业和淡水养殖业

水深为1.3mꎮ

始水位如何ꎬ水位的永久性抬升或降低ꎬ会导致湖泊物种多样性的减少和植被覆盖度降低ꎬ随着时间的推移ꎬ部分地区的物种会慢慢恢复以适应新的水位ꎬ但也有地区物种长时间后仍无法自行恢复ꎻ水位波动幅度的增加或减少对植被的影响不尽相同ꎬ从无波动到高波动ꎬ物种多样性经历先增加后减少的过程ꎬ对于多数调控而言ꎬ1~2m的年内变幅对生态系统生物多样性的增加和稳定最为有利ꎮ根据相关研究ꎬ洪泽湖生态系2)采用经验法推算湖泊最低设计水深ꎮ无论初

为围湖养鱼的鱼塘和种植莲藕的藕塘ꎬ彼此由田埂隔离ꎬ生物交换通道中断或受阻ꎬ导致湖泊调蓄能力减小ꎬ生态功能退化严重ꎻ同时多年渔业养殖产生的鱼类排泄物和投肥污染积累在底泥中ꎬ以及莲藕死亡后的腐败物也聚集在底质中ꎬ导致湖底淤积和污染严重ꎻ鱼类养殖以四大家鱼为主ꎬ主要有青鱼、白鲢、团头鲂、鲫鱼、草鱼、鲤鱼、鳙鱼等ꎻ湖周边的田埂周围存在挺水植物群落ꎬ主要有芦苇、香蒲等ꎮ总体评价湖泊生态功能单一ꎬ基本受人为活动支配ꎮ

总的来说ꎬ十全湖目前已丧失防洪调蓄、水量供给和休闲旅行等功能ꎮ根据«湖北省湖泊保护条例»ꎬ亟需开展十全湖修复和保护工作ꎮ

2 2.1 退渔还湖工程方案研究

湖泊规模确定

十全湖退渔还湖生态修复工程通过清淤扩大湖泊调蓄容积可将工程区的排涝标准提高到20年一遇ꎮ十全湖湖容的确定方法:先确定湖泊最低生态水位和湖泊调蓄水深ꎬ并通过位于湖泊出口渠尾段东风泵站的水位推算十全湖的特征水位ꎬ从而推算十全湖退渔还湖后的湖容曲线ꎮ

由于缺乏历史长期的水文和湖泊特性数据ꎬ不能使用天然水位资料统计法和湖泊形态分析法确定湖泊的最低生态水深ꎮ因此ꎬ本次主要使用功能法、经验法和湖泊纳污能力推算三种方法推算湖泊最低设计水1.深ꎬ并参照相关研究确定十全湖的最低生态水深为

2.31.mꎮ

1 1)采用功能法推算湖泊最低生态水深湖泊最低设计水深

态系统功能ꎬ确定湖泊最低生态水深主要考虑渔业ꎮ根据生

、旅游业、芦苇以及其他水生植物所需要的水深ꎮ由植物0.学原理可知8mꎮ基于动物学原理ꎬ芦苇等挺水植物的生长水深最小应满足右时ꎬ是鱼、虾、河蟹和元鱼等生存所需要的最佳水深ꎬ平原湖区当水深在1.3m左ꎮ

对旅游休闲来说ꎬ主要包括划船、垂钓以及其他水上娱乐等ꎮ一般来说ꎬ当水深达到0.7m时即可满足旅游休闲功能的需求ꎮ因此ꎬ初步确定十全湖的最低生态统的最低生态水深为1.24mꎬ洪湖生态系统的最低生1态水深为1.14mꎬ南四湖生态系统的最低生态水深为

为mꎮ1.3综上所述ꎬ初步确定十全湖的设计最低生态水深根据3)mꎮ

«地表水环境质量标准采用湖泊纳污能力推算湖泊最低设计水深»(GB3838-2002)ꎬ按«仙ꎮ桃市十全湖生态修复项目»规划ꎬ十全湖的水质以Ⅳ类水质标准计ꎮ

在规划区内ꎬ城镇生活和生产污水均由污水管网统一排入污水厂进行处理ꎬ不进入十全湖ꎻ同时十全湖以休闲旅游为主ꎬ湖区不存在水产养殖情况ꎮ十全湖周边无点源污染和内源污染ꎬ其主要污染源为大气沉降污染、屋面径流污染、街道径流污染、建筑工地地表径流和排水灌渠沉积物污染等面源污染ꎮ借鉴武汉市雨水污染物监测结果COD、BOD、SS、TN和TPꎬ单位面积径流污染物负荷中20.分别为52.5、25.3、117.8、

15.1总量分别为37和km2.2ꎬ66计算得到kg/(ha80.69、38.COD、BOD、SS、TN∗a)ꎮ十全湖的87、181.06、30.89和承雨tTP面和4.年入湖积为09tꎮ1.十全湖设计水质中5mg/L和0.1mgCOD、TN和TP的浓度分别为30、

268.98、2059.58万/mLꎬ3为达到设计水质和4088.42万mꎬ3则分别需要的水量对污染物进行稀释ꎮ若以湖区面积为承水面积ꎬ则湖区设计深度分别为0.13、1.03m和2.04mꎬ根据取大值原则初步确定十全湖的最低水深为全湖的最低生态水深有4)最低生态水深比选1.ꎮ30根据上述的计算结果2.04mꎮ

和2.04m两种设计方ꎬ十

案ꎮ在第一种方案下ꎬ工程量和经济预算较小ꎬ但需要借助水生态修复工程对入湖污染物进行净化以维持十全湖的水环境健康发展ꎻ在第二种方案下ꎬ工程量和经济预算较第一种方案显著增大ꎬ但方案实施后主要依靠水体自净能力净化水质ꎬ而对水生态修复过程考虑较少ꎮ根据功能定位ꎬ十全湖以休闲旅游为主ꎬ水生态修复和滨水绿化工程是本次规划的主要内容之一ꎮ因

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水电与新能源2019年第5期

此ꎬ在水生态修复和滨水绿化工程建设过程可以兼具对入湖污染的净化ꎮ综上所述ꎬ选择1.30m的最小水2.1.2 湖泊调蓄水深深设计方案比较合理ꎮ

规划区属于湿润平原河网区域ꎬ其洪水过程受集

全湖控制水位与常水位之差(0.59m)ꎬ表明十全湖特征水位设计值具有安全合理性ꎮ从而得到水位-面积-湖容曲线ꎮ2.2 退鱼还湖工程2.2.1 清淤工程

根据«仙桃市江汉水城􀅰十全湖生态休闲公园规

中降水过程的影响较大ꎬ而在湿润地区ꎬ一次大暴雨事件的降水量主要集中分布在1d之内ꎮ由1957~20161969、1991和2011年的最大1d降水量均接近190mmꎬ与P=5%的设计1d最大暴雨量接近ꎬ因此年规划区年最大1d降水量统计结果可知ꎬ1961、

划»ꎬ十全湖公园的用地类型可划分为绿地及水面两部分ꎬ面积分别为1.85km2和2.0km2ꎮ由于湖区现状多数为鱼塘ꎬ鱼塘底部高程为22.22~22.80mꎬ湖岸线所在位置现状地面高程约为22.22~22.80mꎬ本本项目采用20年一遇的设计暴雨对规划区的水文过程进(GB行雨从作物受淹起50288研究-ꎮ2018)由«1~可知灌溉3dꎬ排至田面无积水旱作区一般可采用与排水工程设计ꎮ1规划区属~规3范d暴»城镇区域ꎬ其排水模数则与旱作区类似ꎬ且排水效率应进一步提高ꎬ因此确定规划区的排涝标准为20年一遇最大1d暴雨1d排完ꎮ

由规划区的排涝体系可知ꎬ排区多余的水量通过升级改造后的东风泵站ꎬ以18m3顺河ꎬ从而可以确定排区的设计排涝流量为/s的流量排入到通18m3计算得到规划区的调蓄水量为83.08万m3ꎮ在规划/sꎮ区内ꎬ调蓄起始水深为设计最小生态水位ꎬ即1.3mꎬ

在此基础上增加调蓄湖容83.08万m3ꎮ计算得到十2.全湖需增加的调蓄水深为1.3 东风泵站进水池设计运行水位为湖泊湖容曲线的确定0.42mꎮ

21.63mꎬ最低

运行水位为21.33mꎬ最高运行水位为22.13mꎮ考虑十全湖至东风泵站径流过程中存在的沿程水头损失ꎬ根据沿程比降、流量、建筑物等情况ꎬ通过试算法进行水面线推算ꎮ

水面线推求采用实测地形图进行计算ꎮ本次工程范围内的河道宽为5~10mꎬ属小型河道ꎬ河道顺直ꎬ河岸阻力较小ꎬ考虑生态护岸工程的实施ꎬ本次计算选取主槽糙率为0.035ꎮ根据东风泵站的最高运行水位22.按水面线推求至十全湖处ꎬ得到十全湖的控制水位为

22.26运行水位为26mꎮmꎬ对应湖容为因此ꎬ两者比较得到十全湖的设计水位为21.33mꎬ十全湖的最低水位为445.9万m3ꎮ东风泵站的最低21.37mꎬ对应湖容为268.31万m3深为1.30mꎬ因此十全湖的设计湖底高程为ꎮ由于十全湖的最低生态水20.07mꎬ21.取为6320.mꎬ得到00mꎮ湖东风泵站进水池设计运行水位为

327.72

79万m3ꎮ计算得到调蓄水深为泊常水位为21.67mꎬ0.42对应mꎬ湖小于十

容为次设计的湖底开挖高程为20.00mꎬ常水位为

21.开挖的土体回填到湖周围的公园绿地和规划的建设用67mꎬ故十全湖的水面形成需进行清淤疏挖而成ꎬ地ꎬ回填后周边地面高程约为23.7mꎮ

2.2.2 该工程的湖岸断面均为在原地面上开挖和堆土碾护岸工程

压相结合而成ꎬ湖区内清淤疏挖的土体回填至十全湖周边规划的建设用地和绿地用地内ꎬ据估算回填后湖岸岸顶高程约为23.70mꎬ根据«公园设计规范»(GB511925.0%-2016)要求ꎬ游憩绿地适宜坡度宜为形式:在设置有亲水平台处的绿地岸坡采用~20.0%ꎬ本次土体回填的绿地岸坡坡度分两个

20%ꎬ其余岸坡采用10%[2]由于湖岸岸线布局为不规则线条组成ꎮ

ꎬ湖岸结构

需进行相应变化ꎮ本次设计从结构稳定、景观效果和便于施工等多方面综合考虑ꎬ结合十全湖岸线的不同功能分区采用三种生态护岸型式ꎬ分别为自然缓坡入水护岸、人工摆石护岸及硬质护岸(设置亲水平台)三种[3-4]ꎮ

湖岸绿地面积宽阔1)自然缓坡入水护岸ꎬ沿线有居民小区ꎮ适用于现状岸坡平缓ꎬ离规划道路有一ꎬ沿

定距离的岸线ꎮ自绿道处以1∶10缓坡接至湖区绿地高程22.26mꎮ自内湖岸线处以1∶4.0缓坡从高程

22.内湖岸线间湖区绿地范围可种植各类景观植物26m接至设计湖底高程20.00mꎮ自外湖岸线至ꎬ自内湖岸线至湖区水面依次种植各类挺水、浮叶、沉水植物ꎬ改善湖区生态环境ꎮ

的岸线2)人工摆石护岸ꎮ自绿道处以ꎮ1适用于湖岸规划为滨水公园∶10缓坡接至湖区绿地高程

22.22.26mꎮ自内湖岸线处以1∶4.0新建人工摆石护岸26m接至设计湖底高程ꎬ护岸高0.20.500mꎮmꎮ自外湖岸线至内

沿内湖岸线处缓坡从高程陈运梅ꎬ等:十全湖退渔还湖生态修复方案研究2019年5月

湖岸线间湖区绿地范围可种植各类景观植物ꎬ自内湖岸线至湖区水面依次种植各类挺水、浮叶、沉水植物ꎬ改善湖区生态环境ꎮ

3)硬质护岸ꎮ适用于设置亲水平台的湖岸段ꎮ

子菜等“植冠型”大型沉水植物等覆盖面积1km2ꎬ苦草、微齿眼子菜等不影响景观的“地毯型”沉水植被覆盖面积1km2ꎮ

根据十全湖承雨面积15.37km2计算ꎬ流域内面

自绿道处以1∶20缓坡接至湖区绿地高程22.26mꎬ每隔50m设一条人行慢道至亲水平台ꎮ自内湖岸线处20.00mꎮ挡墙采用C20混凝土重力式挡墙ꎬ墙高1.5mꎬ顶宽0.5mꎬ临水面直立ꎬ背水面坡比1∶0.4ꎬ挡墙底部设100厚砂砾石垫层ꎮ

以1∶4.0缓坡从高程22.26m接至设计湖底高程

4.09tꎻ根据十全湖的引水水源情况ꎬ将十全湖的背景水质现状视为Ⅲ类ꎬ十全湖以Ⅳ类水质标准计ꎬ计算得到十全湖能够容纳的TN为1.64tꎬTP为0ꎬ因此需要治理的TN和TP年总量分别为29.25t和4.09tꎮ由此计算ꎬ通过十全湖的生态措施可分别削减下游总氮源污染中总氮和总磷的年入湖总量分别为30.89t和

3 湖泊水生态修复工程方案

本工程任务是通过实施退渔还湖、水系连通、水生

态保护及修复等措施恢复十全湖水生态ꎬ并与仙桃市新城区的城市规划相结合ꎬ使十全湖成为水清、岸绿、景美的生态湖泊ꎮ十全湖退渔还湖生态修复工程通过20清淤扩大湖泊调蓄容积可将工程区的排涝标准提高到

十全湖水质保持在年一遇ꎻ通过实施水系连通和水生态保护与修复将Ⅳ类ꎮ3.1 水系连通工程

围绕ꎬ1)北边为洛江河水系连通现状分析、西边和南边为通顺河ꎮ十全湖四面被三条河流

、东边为全东渠(前通河)ꎬ十全湖现状为鱼塘和藕塘ꎮ湖区内无主要河道支流来水ꎬ湖区内灌溉用水通过沙嘴闸抬高汪洲河水位进行引水ꎬ经过洛江河流入全东灌渠ꎮ湖区内灌溉水系相当发达ꎬ由联船灌渠、船东灌渠和11条斗渠斗沟组成的田间工程ꎮ湖区内的排水一部分通过底沟流入全东渠(前通河)再经东风闸和东风泵站排入通顺河(前通河)ꎬ一部分直接流入全东渠ꎮ

200湖生2)态水系连通工程休闲公园规ꎮ划根据»ꎬ十«仙桃市江汉水城全湖退渔还湖􀅰面十全

仙桃市政府hmꎬ定位为十全湖生态休闲公园、生态社区、文体广场等城市用地ꎬ湖周围规划为ꎬ无农业用地ꎮ为了实现十全湖与周边水系的连通ꎬ规划十全湖水系连通线路为:汪洲河→洛江河→全东渠(前通河)→十全湖→底沟→全东渠(前通河)→通顺河ꎮ3.2 湖泊生态修复工程

通过湖盆物理形状改造、底质改善、高等水生植被构建、食物网构建、清水态生态系统优化与稳定等工程37措施500重m建十全湖水生态系统ꎬ恢复岸带挺水植被2

物网ꎮ

ꎬ沉水植被2km2

ꎬ并构建与之相协调的食

生态重建完成后ꎬ黑藻、金鱼藻、狐尾藻和马来眼

负荷的56.5%、总磷负荷的84.4%ꎬ在很大程度上减小下游的水体富营养化风险ꎮ

4 结1)十全湖退渔还湖生态修复工程可以恢复十全

 语

湖的湖容ꎬ使其充分发挥海绵城市建设中海绵体接纳和调蓄城市洪水的作用ꎬ同时水系连通工程中的生态修复模块也可以净化水质ꎬ减小城市面源污染对水功能区的不利影响湖与外部水体的交换2)十全湖水退渔还湖生态修复工程ꎬ发挥海绵体的净化水质作用ꎬ促进十全湖水体自净ꎬ可加快十全

ꎬ提高十全湖的水资源承载能力ꎻ疏通生物交换通道ꎬ改善生境ꎬ对于保持生物多样性、塑造良性生态平衡关系具有积极作用ꎮ提高湖泊抗干扰和自然修复能力ꎬ合理平衡自然功能与社会功能间关系ꎬ是保障水生态安全ꎬ改善十全湖水生态环境的需要[5]环境3)ꎮ

ꎬ使其充分发挥工程的经济十全湖退渔还湖生态修复工程、社会和环境效益ꎬ改善周边生态

ꎮ退渔还湖生态修复后的十全湖仙桃城郊地ꎬ将会成为仙桃又一个风景优美的城市核心区ꎮ对促进项目区经济发展具有十分重要的意义ꎬ工程实施对促进地区经济持续稳定发展具有巨大作用ꎬ社会、经济效益显著[6]参考文献:

ꎮ[1]秦灏及效益分析ꎬ施巍巍[J]ꎬ王桂凤.江苏水利.长荡湖围垦区退田还湖方案研究

ꎬ2014(1):14-16[2]GB51192[3]潘琤琤-2016ꎬ公园设计规范[S]

研究[D]..基于鱼类栖息地修复的浙江省城市湖泊公园设计

杭州:浙江农林大学ꎬ2013

[4]蔡[D].斌.西安西安:沣西安建筑科技大学河生态景观设计ꎬ及2016

生物栖息地营造研究[5]杨柳利用的研究ꎬ江丰ꎬ[J].谢正磊中国土地科学ꎬ等.鄱阳湖退田还湖圩区土地返耕

ꎬ2017ꎬ31(3):44-50[6]王毅与堤垸经济发展ꎬ于秀波ꎬ摆万奇[R]..国情报长江中游地区退田还湖告第三卷ꎬ2000、生态建设

年(上)ꎬ

2012:68-80

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