福建省工程建设地方标准
DB
工程建设地方标准编号 : DBJ / T 13 -5 3 1- 20 2 6
住房和城乡建设部备案号: J 1 8 6 7 0 - 2 0 2 6
城市人工湖生态调蓄工程
运行标准
Operation standards for ecological regulation and storage
projects of urban artificial lakes
2026-04-24 发布 2026-08-0l 实施
福 建 省 住 房 和 城 乡 建 设 厅 发 布
福建省工程建设地方标准
城市人工湖生态调蓄工程
运行标准
Operation standards for ecological regulation and storage projects of
urban artificial lakes
工程建设地方标准编号: D BJ / T 1 3 - 5 3 1 - 2 0 2 6住房和城乡建设部备案号: J 1 8 6 7 0 - 2 0 2 6
主 编 单 位 : 同 济 大 学
福 州 市 城 乡 建 总 集 团 有 限 公 司
批 准 部 门 : 福 建 省 住 房 和 城 乡 建 设 厅实 施 日 期 : 2 0 2 6 年 8 月 1 日
2026 年 福州
前 言
根据《福建省住房和城乡建设厅关于公布全省住房和城乡建设行业 2022 年第四批科学技术计划项目的通知》(闽建办科〔2022〕 86 号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国内外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,制定本标准。
本标准主要技术内容是:1 .总则;2 .术语;3 .基本规定; 4 .基础资料收集;5 .状态监测;6 .水动力及水质模型;7 .生态调蓄系统设置与运行;8 .调度运行;9 .生态调蓄效果评价;附录。
本标准由福建省住房和城乡建设厅负责管理, 由同济大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议,请寄送福建省住房和城乡建设厅科技与设计处(地址:福州市北大路 242号,邮编:350001)和同济大学(地址:上海市杨浦区四平路 1239号,邮编:200092), 以供今后修订时参考。
本标准主编单位: 同济大学
福州市城乡建总集团有限公司
本标准参编单位: 中建五局海西投资建设有限公司厦门卓毅建筑工程有限公司
福州市城区水系联排联调中心
福州水务集团有限公司
福建师范大学
福州市规划设计研究院集团有限公司福建省水利水电勘测设计研究院有
限公司
福建省富旺建设有限公司
本标准主要起草人: 黄翔峰 池善庆 张海平 刘 佳
黄 峥 胡 铭 魏忠庆 杨明清翁焰枝 高小平 谢韦韦 谢蓉蓉邹小明 吴乔枫 蔡 辰 彭开铭胡朝阳 陈腾飞 林金顶
本标准主要审查人: 陈祖亮 范功端 梁中耀 蓝王诚洪永福 许国平 刘永虹
Contents
1 总 则
1. 0. 1 为规范福建省城市人工湖生态调蓄工程运行和管理工作,提升生态调蓄工程的运行效率和管理质量,制定本标准。
1. 0. 2 本标准适用于福建省城市人工湖生态调蓄工程的运行与管理。
1. 0. 3 城市人工湖生态调蓄工程的运行与管理,除应符合本标准外, 尚应符合国家、行业和福建省现行有关标准的规定。
2 术 语
2. 0. 1 城市人工湖 urban artificial lake
通过人工手段在城市或城市化区域内新建或改造的湖泊水体。
2. 0. 2 生态调蓄工程 ecological regulation and storage project
对城市人工湖的水文、水质、水生态和景观等进行管理、调节与质量提升的综合工程,涵盖信息获取、状态监测、模拟计算、方案确定及运维管理等内容。
2. 0. 3 状态监测 state monitoring
对城市人工湖的气象、水文、水质、水生态等参数进行系统性的监测和分析, 以评估湖泊的健康状况和生态环境变化,为人工湖生态调蓄提供支撑材料的过程。
2. 0. 4 水动力模型 hydrodynamic model
模拟人工湖水体流动情况的数学模型,包括水流流量、速度、流向、水深、水力停留时间等参数。
2. 0. 5 水质模型 water quality model
模拟人工湖水体中水质组分所发生变化的数学模型,包括物理、化学、生物化学、水生态等参数。
2. 0. 6 模型率定 model calibration
在合理范围内调整模型参数取值,使模型输出结果与观测数据之间偏差达到一定要求的过程。
2. 0. 7 模型验证 model verification
在对模型进行率定后,通过使用另一组或几组独立的输入、输出数据来测定模型精度是否符合要求的过程。
2. 0. 8 机理模型 mechanistic model
基于对模拟对象物理、化学、生物等过程的认识建立的模型,可定量表征模拟对象行为与内在机理之间的因果关系。
2. 0. 9 机器学习模型 machine learning model
通过对人工湖水文、水质等数据的学习和训练,从数据中提取水文水质的变化模式、关系或规律,用于水质水动力变化的预测。
2. 0. 10 调度模式 regulation mode
在不同水文、水质、气象和运行目标条件下,对人工湖进行优化管理和调控的模式,包括防涝模式与水质改善模式。
2. 0. 11 调度准则 regulation rule
依照一系列标准、规范和原则,结合水动力水质模型的模拟结果,确定不同条件下人工湖各种设施的调度方式以实现相应的调度目标。
2. 0. 12 水力停留时间 hydraulic retention time
水流从进入到离开人工湖所停留的平均时间。
2. 0. 13 海绵设施 sponge facilities
通过增强入湖雨水及地表径流的渗透、调蓄、转输、污染物拦截作用, 以强化人工湖外围水自然积存、自然渗透、自然净化的工程设施。
2. 0. 14 滨岸带 lakeside belt
城市人工湖水域与周围陆地接触的边缘区域,包括水陆交错带及其辐射影响区。
2. 0. 15 水生动植物群落构建 construction of hydrophyte and aquatic animal communities
通过合理配置湖区水生植物和水生动物的种类、数量和分布,形成具有稳定的结构的水生动植物群落,并使之能够适应人工湖调蓄过程中水深、流速和水质的变化。
2. 0. 16 沉积物疏浚 sediment dredging
利用专业的工程设备和技术手段对水体底部的沉积物进行系
统的挖掘和清除的过程。
3 基本规定
3. 0. 1 城市人工湖生态调蓄工程运行管理的工作内容应包括基础资料收集、状态监测、水动力水质模型构建、生态调蓄工程设置与运行、调度运行、生态调蓄效果评价等环节。
3. 0. 2 在外部点源污染有效控制的前提下,构建“陆域海绵设施-滨岸带-水工构筑物及相关设施-水生动植物-沉积物”等多层次的人工湖系统,对面源污染进行拦截控制,对水量水质进行综合调控。
3. 0. 3 应在充分调研和资料收集的基础上,针对不同城市人工湖的环境特征,因地制宜地制定一湖一策的调蓄方案,并适时开展调蓄效果评价。
3. 0. 4 调蓄效果评价维度应涵盖海绵设施截污效能、滨岸带污染物削减能力、水工构筑物水位水质调控效果、水生动植物群落稳定性及沉积物疏浚环境效益等。评价结果应纳入动态化调蓄方案优化体系。
3. 0. 5 应构建水动力水质模型,用于城市人工湖生态调蓄工程建设和日常运行管理。可根据工程规模和重要程度选择是否构建模型,或采用简化模型。
3. 0. 6 在城市人工湖运行和管理过程中,应遵守环境保护法律法规。可通控制施工期、运行期产生的污水、废气、固体废物等,防止对湖体造成二次污染。
3. 0. 7 承担城市人工湖生态调蓄工程运行和管理单位应建立相应的质量、安全、环境管理方案。
4 基础资料收集
4. 0. 1 应收集流域(区域)内近五年基础资料,包括但不限于下列内容:
1 自然地理资料应收集调蓄范围内地质条件、地形地貌、水系特征、排水分区等信息;
2 气象水文资料应收集调蓄范围内历史气温、降水、蒸发、风场、径流、湖区历年逐月(旬、日)水位、水面面积、流速等
信息;
3 水质资料应收集人工湖进出水口附近水体及湖区代表性点位的高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷、叶绿素 a、悬浮物、
透明度、溶解氧等水质信息,以及沉积物的厚度、类型、营养盐、重点污染物含量等信息;
4 水工构筑物资料应收集人工湖水闸、泵站、曝气设施和水动力循环设施等水工构筑物的位置、基本设计参数、运行规则等
信息;
5 水生生物资料应收集人工湖浮游植物、浮游动物、底栖生物、水生植物、鱼类的数量、种类和分布特征,以及珍稀、濒危、
特有或指示性物种等信息;
6 历史防涝调度资料应收集人工湖历年汛期排涝调度记录、遭遇极端降雨期间的水位变化过程、周边区域历史洪涝事件发生
时间、排水设施启用情况, 以及调蓄容量与城市排水管网、泵站等设施的协同运行数据等信息;
7 历史水质调度资料应收集历史水质监测点位的特征污染物浓度、流量流速参数、水位变化过程、每次调度措施实施后的
水质响应监测报告,并收集关联闸坝、泵站、生态调水通道的运行日志及协同调度记录。
8 人工湖设计资料应收集湖区开挖深度与平面形态控制参数、湖底高程与边坡设计标准、防渗结构形式与材料参数、生态
护岸构造设计指标, 以及设计阶段的水文地质勘察报告、防涝调蓄能力校核计算书、施工图纸与竣工测量图件等。
4. 0. 2 资料缺乏或不能满足城市人工湖生态调蓄方案构建、生态
调蓄工程实施要求时,应根据需要开展必要的补充调查。补充调查可通过实地勘察、典型调查与补充监测等方式进行,调查工作应符合现行国家标准《城镇雨水调蓄工程技术规范》GB 51174 、 《城镇内涝防治技术规范》GB51222 和《堤防工程设计规范》GB 50286 的规定。
5 状态监测
5. 1 一般规定
5. 1. 1 城市人工湖状态的监测指标可参考表 5.1.1。
表 5.1.1 福建省城市人工湖状态监测指标
续表 5.1.1
5. 2 气象监测
5. 2. 1 气象监测指标包括降水量、蒸发量和风速风向。监测点位布设、监测频率及监测方法应符合现行国家标准《地面气象观测规范 降水量》GB/T 35228、《地面气象观测规范 蒸发》GB/T 35230 和《地面气象观测规范 风向和风速》GB/T 35227 的规定。
5. 3 水文监测
5. 3. 1 水文监测指标包括水位、流速、流量。监测点位布设、监
测频率、监测方法应符合现行国家标准《水位观测标准》GB/T 50138、《河流流量测验规范》GB 50179 的规定。
5. 4 水质监测
5. 4. 1 水质监测指标包括高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷、叶
绿素 a、悬浮物、透明度、溶解氧。湖区及出入湖河道监测断面上设置的采样垂线数与各垂线上采样点的设置、监测频率和监测方法应符合现行行业标准《地表水环境质量监测技术规范》HJ
91.2 的规定;有条件的地区可设置水质自动监测站点,监测系统的建设应符合现行行业标准《地表水水质自动监测站选址与基础设施建设技术要求》HJ 915. 1 的规定。
5. 4. 2 沉积物监测指标包括沉积物的厚度、底质类型、营养盐、
重金属及重点有机污染物等。监测位点布置、监测频率及方法应符合如下规定:
1 根据城市人工湖的水动力分区,如湖湾、湖心、入湖河流口、出湖口等不同区域,分别设置采样位点。应遵循湖泊空间分
布规律,采用网格法、放射状法或随机布点法等设置采样位点。
2 依据城市人工湖的面积、水深、沉积物类型等情况,选择采样工具与方法。常用的采样工具包括重力式采泥器、活塞式采
泥器和箱式采泥器等。应按照操作规程进行样品采集。
3 大型湖泊或污染风险高的湖泊每年至少一次以上的沉积物监测,其他湖泊每 2-3 年一次
5. 5 水生态监测
5. 5. 1 水生态监测应充分考虑湖泊的形态特征及状况,针对性地
开展科学、合理的监测作业。水生态监测指标应包括浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生植物和鱼类。监测点位布设、监测频率、监测方法应符合现行行业标准《水质 浮游植物的测定 0. 1ml计数框-显微镜计数法》HJ 1216、《水生态监测技术指南 湖泊和水库水生生物监测与评价(试行)》HJ 1296、《生物多样性观测技术导则 淡水底栖大型无脊椎动物》HJ 710.8、《生物多样性观测技术导则 水生维管植物》HJ 710. 12 和《生物多样性观测技术导则 内陆水域鱼类》HJ 710.7 的规定。
6 水动力及水质模型
6. 1 水动力模型构建
6. 1. 1 水动力模型一般可基于平面二维不可压雷诺平均
Navier-Stokes 方程构建,具体方程见附录 A,其求解方法可采用有限差分法、有限体积法和有限元法。当水流和水质在垂向上存在较大差异时,应采用三维水动力模型。
6. 1. 2 根据人工湖平面图和地形高程资料,应划分和生成模型计算网格,添加水工构筑物信息,设置边界条件、初始条件及预估的模型参数值,完成人工湖水动力模型构建。
6. 1. 3 水动力模型构建完成后,应对模型进行率定与验证。模型率定与模型验证应符合以下规定:
1 模型验证与模型率定应采用不同组的实测资料数据进行。
2 模型率定与验证参数应包括糙率、涡粘系数等水文水动力参数。
3 模型率定应对模型计算结果与实测数据进行比较分析,通过调整模型参数值,使模型模拟结果尽可能与实测数据相吻合。
4 应对模型率定与验证的过程和结果进行分析说明,阐明模型适用 性、模型参数取值合理性与模型精度。
6. 1. 4 使用所构建的模型开展人工湖流场特征分析。
6. 1. 5 当人工湖地形或水工构筑物发生变化时,应及时更新模型。
6. 2 水质模型构建
6. 2. 1 水质模型基于质量平衡方程构建,可包含对流、扩散、生化反应、沉降和沉积物释放等多个部分,具体方程见附录 A,水质模型的求解方法可采用有限差分法。
6. 2. 2 基于人工湖水动力模型,设置边界条件、初始条件及预估的模型参数值,完成人工湖水质模型构建。
6. 2. 3 水质模型构建完成后,应对模型进行率定与验证。模型率定与验证应符合以下规定:
1 模型验证与模型率定应采用不同组实测资料数据进行。
2 模型参数应包括污染物综合衰减系数、扩散系数等参数。
3 模型率定应对模型计算结果与实测数据进行比较分析,通过调整模型参数值,使模型模拟结果尽可能与实测数据相吻合。
4 应对模型率定与验证的过程和结果进行分析说明,阐明模型适用性、模型参数取值合理性与模型精度。
6. 2. 4 使用所构建的水质模型开展人工湖水质特征分析。
6. 3 模型效果评估
6. 3. 1 评估所构建的水动力水质模型的模拟效果优劣度。模型模拟效果的典型评价指标及其精度参考值按本标准表 6.3.1 的规定取值。
表 6.3.1 福建省城市人工湖模型效果评估指标状态监测指标
其中纳什效率系数、均方根误差、平均绝对百分比误差指标的定义按下列公式计算:
1 纳什效率系数
NSE (6.3.1-1)
2 均方根误差
RMSE (6.3.1-2)
3 平均绝对百分比误差
MAPE (6.3.1-3)
式中: —— ;;
—— 第 i 个数据点所有预测值的平均值;
n—— 数据点数量。
7 生态调蓄系统设置与运行
7. 1 一般规定
7. 1. 1 生态调蓄系统包含陆域海绵设施、滨岸带、水工构筑物及相关设施、水生动植物、沉积物等。
7. 1. 2 生态调蓄系统宜定期采取沉积物疏浚措施。
7. 2 陆域海绵设施
7. 2. 1 人工湖滨岸带周围应因地制宜设置海绵设施。
7. 2. 2 人工湖滨岸带周围设置的海绵设施应包括渗透设施、调蓄设施、转输设施、截污净化设施。
7. 2. 3 在防涝需求较高的地区,应着重设置渗透设施、调蓄设施、转输设施。
7. 2. 4 在水质改善需求较高的地区,在满足防涝需求的基础上,应着重设置截污、净化设施。
7. 2. 5 建立健全海绵设施运行日常巡视制度、汛期重点检查制度、定期维护制度和应急处置操作规程,配备专职管理人员。
7. 2. 6 海绵设施维护的内容包括垃圾、杂物、积泥的清理,各类设施的修复、疏通和更换,边坡或护坡修补与土壤的补填、翻耕或更换,植物的养护、修剪、清理和补种等。
7. 2. 7 在汛期前、汛期后对区域内各海绵设施巡视检查一次;汛期内每月应开展一次以上巡视。强降雨后应对海绵设施进行巡视。
7. 3 滨岸带
7. 3. 1 结合流域管理和相关规划,明确湖泊滨岸带岸线生态空间管控范围、内容和要求,并应符合现行国家标准《城市水系设计规划规范》GB 50513 的规定。
7. 3. 2 根据河道岸坡坡度、水流特点和岸坡土质等因素选择适宜的滨岸带结构形式。
7. 3. 3 配备专职管理人员,做好滨岸带的日常巡视、汛期重点检查与定期维护。
7. 3. 4 滨岸带维护的内容包括植被管理、垃圾清理、岸坡稳定、水质监测、生态修复、设施维护和景观提升等。
7. 3. 5 在汛期前、汛期后对区域内滨岸带巡视检查一次;汛期内每月至少巡视一次。强降雨后应对滨岸带进行巡视。
7. 4 水工构筑物及相关设施
7. 4. 1 水闸、泵站的位置应具备有利的引排水条件,并考虑营造湖区较好的流态。
7. 4. 2 当人工湖湖体存在滞水区时,应设置水动力循环设施。人
工湖部分水域水力停留时间较长时(水力停留时间建议值:夏季≤10 天,春秋≤15 天,冬季 1-2 个月),应启动湖区内水动力循环设施。
7. 4. 3 当人工湖部分水域溶解氧含量低于 3 mg/L 时,应考虑设置曝气设施,同时可考虑从周边水域取水。
7. 4. 4 水工构筑物及相关设施的选择和安装位置可应用水动力水质模型进行方案比选。
7. 5 水生动植物
7. 5. 1 城市人工湖生态调蓄过程中,应构建水生动植物群落,福建省常见的水生动植物参见本标准附录 B。
7. 5. 2 水生植物群落的构建应根据人工湖调蓄过程中各区域水深、流速和水质状态进行植物种类的选择配置和种植。
7. 5. 3 水生动物群落的构建应基于经典操纵理论和非经典操纵理论,根据人工湖水质调蓄运行过程中湖泊水质状态和藻类组成进行底栖动物和鱼类种类的选择、配置和投放。投放时序应遵循先底栖后鱼类的顺序。
7. 5. 4 在人工湖调蓄运行过程中,应对死亡的水生植物进行打捞和清理并及时补种。
7. 5. 5 针对调蓄后水生动物调查结果,可采取补充性的人工增殖放养或捕捞。
7. 6 沉积物
7. 6. 1 根据对湖泊污染源和污染物的分布特征调查确定疏浚位
置,应考虑易受人类活动影响的入湖河口湖岸区、相对封闭的湖湾以及营养物含量较高的位置作为核心疏浚区域。
7. 6. 2 根据沉积物厚度和污染程度确定疏浚频率,原则上不宜超
过五年一次;易淤积或易污染区域可根据监测结果适当加密。
7. 6. 3 疏浚范围的确定应采用网格层次法对污染物的量进行插
值分析,划分出沉积物污染区域后,对规划治理区和推荐疏浚区的沉积物进行疏浚。
7. 6. 4 疏浚深度应根据不同层位沉积物释放量测算分析确定,可选择视觉分层法、拐点法或其他常见方法。
7. 6. 5 沉积物疏浚方式应对污染沉积物在范围和深度上进行有
效清除,结合实际选择合适的方法与工具。疏浚方式可使用抓斗
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式、铲斗式、气力泵或绞吸式。
7. 6. 6 沉积物疏浚的执行过程应做好防扩散、防泄漏,避免二次污染的发生。
7. 6. 7 疏浚沉积物应妥善处理,可采取制砖、路基填筑材料等资
源化利用方式或固化/稳定化法、焚烧等无害化处理方式。处置后尾水排放应符合现行国家标准《污水综合排放标准》GB 8978 的规定。
8 调度运行
8. 1 一般规定
8. 1. 1 应根据上级主管部门指令以及监测与预报的气象、水文、
水质等信息,确定当前采用防涝调度模式或水质改善调度模式。
8. 1. 2 应根据所确定的调度模式,选择相应的调度准则。
8. 1. 3 应基于相应的调度准则和当前实际情况,确定具体的调度方案。
8. 1. 4 应依据所确定的调度方案,控制水工构筑物启闭状态,实施人工湖水量水质调度。
8. 2 调度模式
8. 2. 1 应根据城市人工湖功能要求与监测结果,确定调度模式。调度模式包括防涝模式与水质改善模式。
8. 2. 2 调度模式的选择应符合以下规定:
1 为保证城市人工湖运行安全,优先考虑防涝模式。
2 当预报将发生暴雨、上级防汛部门发布洪水预警信息时,应进入防涝模式。
3 若无防涝需要,进入水质改善模式。
8. 2. 3 调度模式选定后,针对不同调度模式,明确其水文和水质
改善调度目标。若防涝调度可能严重恶化水质时,应综合评估风险,必要时采取应急水质保障措施。
8. 3 调度准则
8. 3. 1 防涝调度准则的编制应符合如下流程:
1 收集城市人工湖基础资料及闸、泵等水利工程设施信息。
2 明确城市人工湖防涝调度的组织与职责。
3 确定防涝调度的总体目标与原则。
4 考虑区域防涝需求,应用人工湖水动力模型,计算确定不同阶段下的控制水位和排蓄时机。
5 基于上述信息,编制防涝调度准则。防涝调度准则编制大纲见本标准附录 C。
8. 3. 2 水质改善调度准则的编制应符合如下流程:
1 收集城市人工湖基础资料及闸泵等水利工程设施信息。
2 明确城市人工湖水质改善调度的组织与职责。
3 确定水质改善调度的总体目标与原则。
4 应用水动力水质模型,计算确定不同水质控制目标及不同来水条件下的水工构筑物启闭时机。
5 基于上述信息,编制水质改善调度准则。水质改善调度准则编制大纲见本标准附录 C。
8. 4 调度方案
8. 4. 1 依据防涝调度准则和区域防涝要求, 以水位为控制目标,确定水工构筑物操作方式。引排水泵站应根据水位控制要求确定水泵开启台数及时机。
8. 4. 2 依据水质改善调度准则,应明确湖区当前水质风险,以水质达标和藻华风险控制为目标,确定水工构筑物的操作方式。引排水泵站应根据水质控制要求确定水泵开启台数及时机。应考虑水动力循环设施和曝气设施的运行。
8. 4. 3 有条件时,可应用水动力水质模型,根据不同调度模式及
气象、水文、水质等信息,确定具体的调度方案。当水动力水质模型计算时间较长时,可用机理模型训练机器学习模型进行替代。机器学习模型应经独立数据集验证,精度不低于机理模型。
8. 5 调度方案实施
8. 5. 1 依据所确定的调度方案,控制水工构筑物启闭状态,实施人工湖水量水质调度。
8. 5. 2 在实施过程中应密切关注水位、流量、水质以及水工构筑物运行状态,若有异常应及时向上级主管部门报告。
8. 6 汛后恢复
8. 6. 1 及时检查陆域海绵设施、滨岸带和水工构筑物,发现问题应及时修复。
8. 6. 2 注意岸坡水力冲刷、排口等对湖泊水体透明度、水质等影响,发现问题应及时通过补水活水措施快速恢复水体水质。
8. 6. 3 检查水生植物生长情况,清理植物残体及累积于水体或附着在水生植物上的垃圾、淤泥。
8. 6. 4 应对植物受损情况进行检查,评估其受损程度。对于受灾严重的作物,如根系死亡或大面积死亡的植物,应及时清理,必要时补种。
9 生态调蓄效果评价
9. 1 生态调蓄单元效果评价
9. 1. 1 经海绵设施生态调蓄后,城市人工湖外源污染物多数截留
在海绵设施中,进入湖区的外源污染物得到有效削减。
9. 1. 2 经滨岸带生态调蓄后,进入湖区的外源污染物截留在滨岸带中,可削减进入湖水的外源污染。
9. 1. 3 经水工构筑物及相关设施生态调蓄后,城市人工湖应满足以下条件:
1 水闸泵站运行后,在防涝模式下湖区内水位应实现控制水位目标;水质改善模式下,湖区水质应实现控制水质目标。
2 水动力循环设施运行后,可采用水动力模型模拟或现场流速实测确定滞水区面积,滞水区面积应不超过全湖面积的 10%。
3 曝气设施运行后,湖区溶解氧含量提升至 5 mg/L 以上。
9. 1. 4 经水生动植物生态调蓄后,城市人工湖水体透明度应有效
提高至 0.5m 以上(若湖泊水深小于 2m 时透明度应在 0.3m 以上),营养盐平衡适宜、自净能力增强,生物多样性增加且种群数量保持在相对稳定的状态。
9. 1. 5 经沉积物疏浚生态调蓄后,应清除疏浚范围与疏浚深度内
的沉积物。在疏浚沉积物运输与处理处置过程中应有效规避二次污染。
9. 2 综合评价
9. 2. 1 使用生态水位、水质、富营养化状态指数(TSI)与香农-
维纳多样性指数(H)评价城市人工湖的生态调蓄效果。
9. 2. 2 各评价指标的计算和判别应满足如下规定:
1 生态水位的计算和判别应符合现行行业标准《河湖生态环境需水计算规范》SL/T 712 的规定。
2 水质的判别应符合现行国家标准《地表水环境质量标准》 GB 3838-2002 的规定。
3 富营养化状态指数(TSI)的计算应符合《地表水环境质量
评价办法(试行)》(环境保护部办公厅,环办〔2011〕22 号)的规定。
4 香农-维纳多样性指数(H)的计算应符合现行行业标准《水
生态监测技术指南 湖泊和水库水生生物监测与评价(试行)》HJ 1296 的规定。
9. 2. 3 根据各评价指标结果划分的评价等级见表 9.2.3。
表 9.2.3 综合评价指标
附录 A 二维水动力模型和水质模型
A. 0. 1 二维水动力模型
水动力模型可基于二维不可压雷诺平均 Navier-Stokes 方程,并满足流体静压假定和 Boussinesq 假定。二维水动力模型主要控制方程如下:
水流连续方程:
hS (A.0.1-1)
水流动量方程:
+ + hTxx+ hTxy)+huSS (A.0.1-2)
1 ∂Syx + ∂Syy + ∂ hT + ∂ hT )+hu S (A.0.1-3)
式中: t—— 时间( s);
x, y—— 第 i 个数据点的实际值;
tη —— 水位(m);
ℎ —— 总水深(m);
, —— 垂向平均流速在 x 和 y 方向上的分量(m/s); pa—— 当地大气压(pa);
ρ—— 水密度(kg/m3);
p0—— 参考水密度(kg/m3);
Coriolis 力参数(其中 Ω = 0.729 x 10__4s__1 f = 2Ωsinφ——
f, f—— 地球自转引起的加速度(m/s2);
Sxx Sxy Syx Syy—— 辐射应力分量(kg ·m/s);
Txx Txy Tyx Tyy—— 水平粘滞应力项(kg ·m/s);
S—— 源汇项(kg);
us vs—— 源汇项水流在 x 和 y 方向上的流速(m/s)。
A. 0. 2 二维水质模型
水质平衡方程可以分为扩散方程、对流方程和反应方程等多个部分。水动力模型的求解方法常有有限差分法、有限体积法等。利用水动力模型计算得到的水动力条件,模拟水质变化的控制方程如下:
+ + hDx + hDy +S+F C
(A.0.2-1)式中: t—— 时间( s);
ℎ —— 总水深(m);
c—— 污染物垂向平均浓度(mg/L); Dx Dy—— x 、y 方向上的扩散系数;
u v—— 沿 x 、y 方向的流速分量(m/s); S—— 源汇项(kg);
F(c)—— 反应项,包括生化反应、沉降、底泥释放等(kg)。
附录 B 福建省城市人工湖水生动植物常见物种
B. 0. 1 福建省城市人工湖常见水生植物种类。
表 B.0. 1 福建省城市人工湖常见水生植物种类
续表 B.0.1
B. 0. 2 福建省城市人工湖常见水生动物种类
表 B.0.2 福建省城市人工湖常见鱼类种类
B. 0. 3 福建省城市人工湖常见底栖动物种类
表 B.0.3 福建省城市人工湖常见底栖动物种类
附录 C 城市人工湖调度准则编制大纲
C. 0. 1 按照以下要求编制防涝调度准则:
1 前言:说明编制背景、编制单位和主要起草人;
2 城市人工湖基本情况:说明城市人工湖基本工程信息,包括工程平面布置图、工程特征表(库容、设计水位等);
3 调度设施基本情况:说明城市人工湖水闸、水泵等防涝调度设施的基本信息和设计参数;
4 区域水文气象特征:说明城市人工湖所在区域的水文气象特征;
5 组织与职责:说明上级防汛部门与城市人工湖运管单位及其主要职责;
6 调度目标:说明城市人工湖的防涝调度目标和任务;
7 防涝调度原则:说明城市人工湖防涝调度的一般性原则,包括但不限于:
1)确保重要地区和重点防涝工程安全,确保主要交通干线安全,确保人民群众生命安全,最大限度减轻洪涝灾害
损失;
2)城市人工湖调度运用必须服从有管辖权的人民政府防汛指挥部的统一调度指挥;
3)防涝优先,兼顾水生态环境保护;
4)防涝调度应考虑可能发生的意外或失误,留有一定余地。
8 调度方式:上级防汛部门未发布洪水预警信息期间,城市人工湖按水质改善调度模式要求调度。一旦上级防汛部门发布洪
水预警信息,应进行以下防涝调度操作:
1)根据不同洪水预警级别,确定所需控制的湖区水位。防涝控制水位由区域防涝调度需要确定;
2)根据区域防涝需要,确定所需开启的水闸进行引排水;
3)根据当前湖内外水位,以及达到目标水位所需的引排水时间,确定水闸开启度;如果有引排水水泵,确定是否
同时开启水泵进行引排水。
4)引水期间应密切关注引水水质,当水质低于Ⅳ类水可能导致城市人工湖水质污染时,及时报告,并按上级部门
指令减少引水流量直至停止引水。
9 附则:说明城市人工湖防涝调度准则的修订要求和生效日期。
C. 0. 2 按照以下要求编制水质改善调度准则:
1 前言:说明编制背景、编制单位和主要起草人;
2 城市人工湖基本情况:说明城市人工湖基本工程信息,包括工程平面布置图、工程特征表(库容、设计水位等);
3 调度设施基本情况:说明城市人工湖水闸、水泵、水力循环设施等水质改善调度设施的基本信息和设计参数;
4 城市人工湖及入湖河道水质特征:说明城市人工湖及入湖河道的水质特征;
5 组织与职责:说明上级水质管理部门与城市人工湖运管单位及其主要职责;
6 调度目标:说明城市人工湖的水质改善调度目标和任务;
7 水质改善调度原则:说明城市人工湖水质改善调度的一般性原则,包括但不限于:
1)城市人工湖在优先满足防涝调度任务之后,则进入水质改善调度模式;
2)城市人工湖水质改善调度必须服从上级主管部门的统一调度指挥;
3)水质改善调度应优先实现城市人工湖水质浓度目标,其次满足水力停留时间指标;
4)水质改善调度应兼顾水生态保育的需要。
8 调度方式:说明水质改善调度的实施条件和实施目标,以及参与调度的城市人工湖各水利工程设施的启用条件及操作方式。
水质改善调度的实施目标可设置为水质浓度目标和水力停留时间控制目标;
9 附则:说明城市人工湖水质改善调度准则的修订要求和生效日期。
本标准用词说明
1 为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1) 表示很严格,非这样做不可的用语:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2) 表示严格,在正常情况下均应这样做的用语:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4) 表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定” 或“应按……执行”。
引用标准名录
1 《地表水环境质量标准》 GB 3838
2 《污水综合排放标准》 GB 8978
3 《堤防工程设计规范》 GB 50286
4 《城镇雨水调蓄工程技术规范》 GB 51174
5 《城镇内涝防治技术规范》 GB 51222
6 《地面气象观测规范 风向和风速》 GB/T 35227
7 《地面气象观测规范 降水量》 GB/T 35228
8 《地面气象观测规范 蒸发》 GB/T 35230
9 《水位观测标准》 GB/T 50138
10 《河流流量测验规范》 GB 50179
11 《地表水环境质量监测技术规范》 HJ 91.2
12 《地表水水质自动监测站选址与基础 设施建设技术要求》 HJ 915.1
13 《生物多样性观测技术导则 内陆水域鱼类》 HJ 710.7
14 《生物多样性观测技术导则 淡水底栖大型无脊椎动物》 HJ 710.8
15 《生物多样性观测技术导则 水生维管植物》 HJ 710. 12
16 《水质 浮游植物的测定 0. 1ml 计数框-显微镜计数法》HJ 1216
17 《水生态监测技术指南 湖泊和水库水生生物监测与评价(试行)》 HJ 1296
18 《河湖生态环境需水计算规范》 SL/T 712
福建省工程建设地方标准
城市人工湖生态调蓄工程运行标准
DBJ/T 13-531-2026
条 文 说 明
编 制 说 明
《城市人工湖生态调蓄工程运行标准》DBJ/T 13-531-2026 ,经福建省住房和城乡建设厅 2026 年 4 月 24 日以闽建科〔2026〕6号 文批 准 发布 , 并 经住房和城 乡 建 设 部 备 案 , 备 案 号 为 J 18670-2026。
本标准制定过程中,编制组进行了水文水质水生态的调查研究,总结了我国城市人工湖生态调蓄的实践经验,同时参考了国外先进技术法规、技术标准。
为便于广大运维、管理、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定,《城市人工湖生态调蓄工程运行标准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需要注意的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。
1 总 则
1. 0. 1 城市人工湖在保障城市水安全、改善城市水环境、促进城市水生态修复、营造城市水景观、弘扬城市水文化方面起到重要作用,对人工湖进行调蓄已被证明是实现防涝减灾、水资源优化配置、减少水污染、维护水生态的重要手段。为贯彻党中央、国务院关于实施国家水网重大工程的决策部署,加快构建“系统完备、安全可靠,集约高效、绿色智能,循环通畅、调控有序”的国家水网,进一步提升福建省水旱灾害防御能力、水资源调配能力、城乡供水保障能力、河湖生态保护治理能力、水网智慧化水平,同济大学、福州市城乡建总集团有限公司等单位对福建省已建成运行、在建、拟建的城市人工湖进行了广泛调查研究,参考借鉴了国内其他省市的地方规程,编制了本标准。
1. 0. 3 国家、行业现行的有关生态调蓄工程的标准和规范包括《海绵城市建设评价标准》GB/T 51345 等。
3 基本规定
3. 0. 1 人工湖生态调蓄工程的运行应遵循一系列基本流程,确保工程的系统性和有效性。应在开展工作前进行基础资料的收集,包括水文、地质、气候、生态环境等数据,开展人工湖状态监测,实时跟踪湖泊的水动力和水质状况。根据实际防涝或水质改善需要,通过构建水动力水质模型,确定调度准则并编制调度方案,指导工程的具体运行。在工程设置与运行阶段,在湖区及周边设置相应海绵设施、滨岸带、水生动植物,依据方案调整水位、流量,进行沉积物疏浚,实现调蓄目标。最后对生态调蓄效果进行评价,确保工程达到预期效果。
3. 0. 2 人工湖的设计应采用多层次系统,包括海绵设施、滨岸带、水工构筑物和水生动植物。海绵设施负责初步的污染拦截和水量调节;滨岸带作为生态缓冲区,进一步吸收和净化污染物;水工构筑物如水闸、泵站等,负责水量的精确调控;水生动植物则通过自然生态过程,参与水质净化和生态平衡的维护。四个层次共同作用,实现对外源污染的有效控制,水量水质的综合调控, 以及湖区内部生态系统稳定性的优化。
3. 0. 3 在制定人工湖的调蓄方案时,应充分考虑每个湖泊独特的环境特征和功能需求。通过深入调研和资料收集,了解湖泊的自然条件、当地社会经济条件等,因地制宜地制定个性化的调蓄策略,确保调蓄方案的科学性、针对性和有效性。
3. 0. 5 城市人工湖的运行管理单位应积极采用数字化手段,提升数智化水平,建立和维护水动力水质模型, 以模拟湖泊的水动力过程和水质变化,为生态调蓄工程的实施和日常运行管理提供科
学依据,提高决策的准确性和响应的及时性。
4 基础资料收集
4. 0. 1 基础资料收集以历史资料和现场调查为主,调查内容包括
城市人工湖自然地理、工程设施、湖泊物理形态及水文水资源等基本情况,湖泊水质状况、水生态状况等:
1 自然地理资料:自然地理资料指的是在生态调蓄范围内收集的关于湖泊的各种重要信息,这些信息包括地质区域内的地下
和地表水特性及沉积类型这类水文特征、湖泊地形地貌的形态和特征、湖泊的分布和特性、用于区分不同排水系统的区域以及湖泊周围的地理特征和形状。
2 水工构筑物资料:指在特定范围内收集的有关人工湖、水闸、泵站、曝气设施以及水动力循环设施等工程设施的详细信息,
主要包括构筑物的精确位置、基本设计参数如尺寸和几何特征、材料和结构、构筑物在各种水文条件下的水力表现等, 以及它们的运行规则和操作流程。
5 状态监测
5. 2 气象监测
5. 2. 1 若城市人工湖周边无气象观测站,应进行气象监测。有条件的地方可设置自动气象站。
5. 2. 2 气象监测指标包括降水量、蒸发量和风速风向。监测点位布设应选在平坦、避风、清洁、无积水的场所,且风速风向观测中测风仪器、目力观测的观测者应处于空旷处。人工观测降水量时,监测频率为每天测量 20 时~08 时、08 时~20 时两个时段累计降水量, 自动观测时监测频率则测量分钟、小时、日降水量。
5. 3 水文监测
5. 3. 2 水文监测指标包括水位、流速、流量。监测点位布设中水尺断面、水尺布设和水位自动监测设备的安装调试应符合现行国家标准《水位观测标准》GB/T 50138 的有关规定,城市人工湖及出入湖河道流速、流量的测验河段、测流断面的布设应符合现行国家标准《河流流量测验规范》GB 50179 的有关规定。监测频率根据水位的变化确定,在城市人工湖闸门开启前后应加密测次。
5. 4 水质监测
5. 4. 2 水质监测指标包括叶绿素 a、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、
总磷、悬浮物、透明度、溶解氧。水质采样频次应充分考虑水文条件、水体的季节分层和换水周期等因素。水质指标的监测至少
每月进行 1 次。遇湖泊形态发生变化、水体污染突发事故等异常事件,应适当增加采样点数量和采样频率。
5. 4. 3 沉积物监测指标包括沉积物厚度和面积分布、沉积物污染
区域(面积、深度)确定以及沉积物释放分析。收集和调查沉积物厚度以及湖底地形,分析沉积物中主要营养盐(总氮、总磷以及有机质等)和重金属(铜、铅、锌、镉、铬、镍、汞和砷)等污染物的分布特征。
5. 5 水生态监测
5. 5. 2 水生态监测应充分考虑湖泊的形态特征及状况,针对性地开展科学、合理的监测作业。水生态监测指标包括浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生植物和鱼类。监测点位布设时,监测点位应覆盖整个调查水域,并根据湖泊的形态、水文分布特征、水质状况及水生生物分布等因素将湖泊分成不同的区域。确定沉积物采样点位时应考虑沉积物特征,原则上应尽量与水体指标采样点保持一致。水生态监测频率依据水域环境条件、生物类群时间变化特点、调查目的及人力、费用投入等因素来确定,至少应每年进行 1 次监测。
6 水动力及水质模型构建
6. 1 水动力模型构建
6. 1. 1 构建水动力模型的基本目的是提供人工湖各个点位、各个时刻的水位和流速等水动力要素信息,并模拟闸泵调度、扬水曝气、水动力循环等对湖区水动力的影响,为调度方案编制提供支撑。城市人工湖一般水深较浅,垂向混合较为均匀,故水动力模型可基于平面二维不可压雷诺平均 Navier-Stokes 方程。
求解 Navier-Stokes 方程可采用有限差分法、有限体积法和有限元法。有限差分法将求解区域划分为矩形或正交曲线网格,在网格线交点上,将控制方程中的每一个微商用差商来代替,从而将连续函数的微分方程离散为网格节点上定义的差分方程。有限体积法将计算区域划分为一系列不重复的控制体积,每一个控制体积都有一个节点做代表,将待求的守恒型微分方程在任一控制体积及一定时间间隔内对空间与时间作积分。有限元法把适定的微分问题的解域进行离散化,将其剖分成相联结又互不重叠的具有一定规则几何形状的有限个子区域。
6. 1. 2 根据城市人工湖特点,选择合适的网格形状,网格形状有三角形、正方形、矩形、四边形、曲线坐标网格及各种形状网格组合。网格剖分后,网格结点水深应能反映人工湖水下地形特征。网格的疏密应根据模型内不同区域的工程要求和计算要求确定。
边界条件是模型成败的关键因素之一。在确定边界条件时,应对人工湖边界特性有充分了解,从而正确确定边界条件。模型边界分为开边界和陆地边界两类。开边界宜选在流场比较均匀的
断面。水动力模型的边界条件应包括入口流量、出口流量、入口水位、出口水位等。
水动力模型初始条件应包含初始时刻的水位、流速、流量等。
6. 1. 3 模型率定即模型参数的识别过程。模型参数率定的目标是使模型模拟的结果与实测结果尽可能吻合。模型验证基本方法是保持率定过程中确定的所有模型参数值不变,仅改变模型基本输入条件,考查模型计算结果, 以分析所建模型的可靠性。
6. 1. 4 人工湖的流场特征包括水流速度、水流方向和水流路径等。
6. 2 水质模型构建
6. 2. 1 构建水质模型的基本目的是提供人工湖各个点位、各个时刻的水质信息,并模拟水工构筑物调控对湖区水质的影响,为水质改善调度方案编制提供支撑。水质模型对应于水动力模型,为基于质量平衡方程的平面二维模型,可包含对流、扩散、生化反应、沉降与沉积物释放等多个部分。
求解质量平衡方程可采用有限差分法。有限差分法将求解区域划分为矩形或正交曲线网格,在网格线交点上,将控制方程中的每一个微商用差商来代替,从而将连续函数的微分方程离散为网格节点上定义的差分方程。
6. 2. 2 水质模型的边界条件包括入口浓度、出口浓度等。
6. 2. 3 水质模型的初始条件包括初始时刻的污染物浓度分布等。
7 生态调蓄系统设置与运行
7. 2 陆域海绵设施
7. 2. 2 人工湖周边海绵设施可包括以下类型:
1 渗透设施包括透水道路(透水路基、透水砖路面、透水水泥混凝土路面、透水沥青路面)、下沉式绿地、渗透塘、渗井等;
2 调蓄设施包括蓄水池、调节池、湿塘、雨水湿地、调节塘等;
3 转输设施包括植草沟、渗管、渗渠等;
4 截流净化设施包括初期雨水弃流设施、植被缓冲带、人工土壤渗滤设施等。
海绵设施的建设涉及给水排水、城市道路、园林绿化、雨水控制与利用等方面的内容。具体工程如透水铺砖路面工程,排水构筑物、管道、设备等工程,各项设施中的土方施工、土工合成材料、消能设施、溢流井、挡水堰、石笼网箱、排水沟等通用项目的施工与质量验收应执行国家、行业现行相关标准,或由建设、设计、施工、监理等有关方面协商解决。
7. 2. 6 海绵设施维护的内容应包括:对海绵设施内部、进出水口、溢流设施、格栅设施等处垃圾、杂物、积泥的清理,闸门、阀门、管道及其他设施的修复、疏通和更换,石块、砌砖、木桩发生损坏时的更换,边坡或护坡修补,表层覆盖物与土壤的补填、翻耕或更换,海绵设施内部植物的养护、修剪、清理和补种等。
7. 2. 7 应在汛期前对各项设施进行至少一次的全面巡查。汛期期间,定期检查设施运行状况,重点巡查问题、隐患易发部位及区
域,及时维护检修,至少每月一次;强降雨事件后应对海绵设施进行巡视。汛期后,至少进行一次海绵设施运行状况的检修,对具备入渗功能的设施积水情况进行维护。
7. 3 滨岸带
7. 3. 2 应根据河道岸坡坡度、水流特点和岸坡土质等因素选择适宜的滨岸带结构形式。典型形式主要有天然植物类、木材-块石类、石笼类、多孔透水混凝土构件、组合式等。对于现有的硬质化护岸工程,可结合采用覆土工法、原位植生等技术进行生态化改造,并适当采取加固措施。
7. 3. 4 滨岸带维护的内容应包括:垃圾、杂物、积泥的清理,石块、砌砖、木桩、滤网、土工布发生损坏时的更换,岸坡修补加固,土壤的补填、翻耕或更换,滨岸带植物的养护修剪、清理和补种等。
7. 3. 5 应在汛期前对滨岸带进行至少一次的全面巡查。汛期内强降雨事件后应对滨岸带进行及时巡视。汛期后,对滨岸带进行至少一次的全面巡查。非汛期应定期检查滨岸带岸坡稳定性和安全情况。
7. 4 水工构筑物及相关设施
7. 4. 2 水体水力停留时间与人工湖水质存在密切的关系。城市人
工湖的夏季水力停留时间宜控制在 10 天以内,春秋季水力停留时间宜控制在 15 天以内,冬季藻华爆发风险较低,水力停留时间宜控制在 1~2 个月以内。
7. 5 水生动植物
7. 5. 2 水生植物群落的构建应根据人工湖调蓄过程中各区域水深、流速和水质状态进行植物种类的选择配置和种植。湖区滨岸带应选择福州地区常见的生态水位范围广、抗风浪能力强的挺水植物种类,水质较差区域建议选择耐污性较强的水生植物种类。
7. 5. 3 水生动植物群落构建需遵循经典操纵理论和非经典操纵理论。经典操纵理论主要通过改变捕食者(鱼类)的种类组成或含量来操纵植食性的浮游动物群落的结构,促进滤食效率高的植食性大型浮游动物,特别是枝角类种群的发展,进而降低藻类生物量。非经典操纵理论是利用食浮游植物的鱼类和软体动物来直接控制藻类,治理湖泊富营养化。
7. 5. 4 在人工湖调蓄运行结束后进行水质和植物生长状况的评估,确定需要清理和补种的区域。使用专业的打捞工具,如网兜、钩子等,对死亡的水生植物进行打捞清理,清理过程中应注意不要破坏湖底的生态结构和其他健康植物。根据植物群落的缺失情况,制定补种计划,选择合适的植物种类和数量,并采用适当的方法进行种植,如直接播种、扦插或移植。
7. 5. 5 在调蓄结束后,立即开展水生动物的调查工作以评估种群结构、数量和健康状况。对调查结果进行详细分析,识别种群数量下降或物种多样性不足的区域和物种。根据调查和分析结果,制定补充性的人工增殖放养或捕捞计划,以调整种群结构和数量。对于数量不足的物种,选择合适的种属在适宜的季节和条件下放养到人工湖中。对于过度繁殖的物种,通过科学的捕捞管理控制其种群数量,防止对其他物种或生态系统造成负面影响。
7. 6 沉积物
7. 6. 3 疏浚范围的确定应采用网格层次法。该方法的具体操作步骤如下:首先对所涉及的水域进行空间网格划分,基于网格单元设置采样点,获取表征采样点沉积物污染水平的属性信息。在排除污泥和水草高密度分布水域后,其余水域确定为需要进行疏浚判别的水域。采用地理信息系统软件对该水域的沉积物属性信息进行空间插值,使得属性信息覆盖到该水域中未采样的区域。对经过空间插值的单个属性信息按网格单元取其均值,按事先对该属性进行的分级标准( 1~9 级)对网格单元属性均值进行分级取整;将分级取整后的属性信息进行 0~1 之间数值的无量纲标准化处理,获得网格单元各属性的评定系数;对单个网格单元所有属性的评定系数进行加权求和,得到该网格单元的综合评估值。利用地理信息软件的自然断裂方法将所有网格单元的综合评估值分成四类,将同一类别网格单元所涉及的水域进行归并,产生四个不同的水域,按综合评估值高低依次确定为推荐疏浚区、规划治理区、规划保留区和规划保护区。
7. 6. 4 疏浚深度的确定可选择视觉分层法、拐点法或其他常见方法进行确定。常见方法的具体操作步骤如下:
1 视觉分层法:主要根据颜色、气味、流塑或黏稠状态等,
对柱状沉积物进行污染性质分层,主要分为污染沉积物层、污染过渡层和正常湖泥层。其中污染沉积物层位于有机质及营养盐严重污染地区,该层颜色为黑色至深黑色,其上部为稀浆状,下部呈流塑状,有臭味。该层是湖泊生态疏浚的核心目标。
2 拐点法:依据目标污染物含量随深度的变化曲线,出现明显的拐点或转折点,则将处于该点位置以上的泥层厚度确定为沉
积物疏浚深度。应用该法有时可能出现 1 个以上的拐点,则从可实施性和经济成本考虑合理选择。
7. 6. 5 沉积物疏浚方式的选择推荐使用抓斗式、铲斗式、气力泵或绞吸式。相关方法的具体操作方法如下:
1 抓斗式:利用吊杆及钢索悬挂并旋转泥斗,在抓斗自身重力下入水后插入泥层,通过控制抓斗的闭合和提升,从水体取出
沉积物,再回转卸载至淤泥驳船。
2 铲斗式:用定位钢桩(或锚缆)固定船体,利用吊杆及斗柄将铲斗伸入水底进行挖掘。可以反向铲(后退向下)或正向铲
(前进向上)强制切泥疏挖, 以侧向或反向卸泥方式将疏挖的沉积物卸入泥驳。
3 气力泵:以空气为动力,利用缸体内外压差,驱使沉积物(泥浆)在外部静压下进入并充满缸体,关闭吸入阀门,注入压
缩空气,再将泥浆压送到排泥管。如此循环反复连续工作。
4 绞吸式:在刚性桩缆定位下,通过控制绞刀头的旋转、扇形横摆及纵向前移,对水下泥面切削和搅动,形成固液两相混合
泥浆,继而吸泥管经泵机产生的负压将泥浆抽吸入输送管道。
7. 6. 7 疏浚沉积物应妥善处理处置,应采取资源化利用或无害化处理方式。具体资源化利用方法与无害化处理方法要求如下:
1 制砖:沉积物处理后应符合《城镇污水处理厂污泥处置 制砖用泥质》GB/T 25031 的规定。
2 路基填筑材料:沉积物处理后应符合《城市道路路基设计规范》CJJ 194 的规定。
8 调度运行
8. 1 一般规定
8. 1. 1 若人工湖有在线水文水质监测数据,可将之作为水动力水质模型的输入数据,应用模型实时评估分析当前条件下的调度方案。
8. 2 调度模式
8. 2. 3 城市人工湖防涝调度目标主要为湖区水位,同时可适当考
虑湖区各水域的流速、流向等流场条件。水质改善调度目标包括城市人工湖水质浓度与藻华风险控制,同时可适当考虑水生植物等水生态保育目标。
8. 3 调度准则
8. 3. 2 应用水动力模型来支撑防涝调度准则的编制。
1 城市人工湖的防涝调度方式可分为预泄、调蓄和恢复等 3个阶段。预泄阶段是若天气预报将发生强降雨,应根据上级主管部门指令启动腾空库容程序,降低人工湖水位。调蓄阶段是利用人工湖引排水,尽力减轻人工湖湖上下游区域的洪涝压力。恢复阶段是逐步恢复至日常景观水位。
2 在模型中设置预泄、调蓄和恢复等 3 个阶段下的湖内外控制目标水位,进行不同水闸开启度和泵站流量设置的情景模拟,计算得到各阶段不同工况下达到目标水位所需的闸泵控制方式与
引排水时间。
8. 3. 4 应用水动力水质模型来支撑水质改善调度准则的编制。
1 水质改善措施包括引入优于湖内水质指标的水、控制湖体水力停留时间、控制湖体水位及利用曝气等设施促进湖体水力循
环等, 以达到改善湖体水质与促进水生态保育的目的。
2 在水动力模型中设置不同进水条件、风场条件和水工构筑物启闭状态,分析不同工况下的湖区水力停留时间。
3 应用水动力水质耦合模型,设置不同湖内外水质条件、风场条件及水工构筑物启闭状态,分析不同工况下的引水方案,包
括引水点、引水流量和引水时间。
4 综合考虑水力停留时间和水质浓度控制目标,确定不同情景下的水工构筑物调度方式。
8. 4 调度方案
8. 4. 1 防涝调度的最终目标是减轻区域洪灾损失,通过控制人工湖水位可支撑这一目标的实现。
8. 4. 2 藻类生长机制较为复杂,影响湖泊水体藻类繁殖的主要因素包括光照、水温、营养盐浓度、水动力条件、水体分层(密度、温度)、浮游动物捕食等。水体水力停留时间过长容易滋生藻类,甚至导致藻华爆发。通过控制水体的水力停留时间,可以有效控制藻类过度繁殖。
9 生态调蓄效果评价
9. 2 综合评价
9. 2. 2 关于区域水生态保护:
1 根据《水生态健康评价技术指南》GB/T 43476,生态需水
满足程度是湖泊水生态健康评价中重要的基础物理指标。为避免水位波动对生态调蓄效果评估的影响,本标准选取 GB/T 43476中湖泊、水库生态水位满足程度指数赋分为 75 分的值(即 3d 滑动平均水位,也即近 3d 的日均水位平均值)作为评判标准。此外经考虑,GB/T 43476 中的其余部分物理指标计算较为繁杂,或不适用于城市人工湖,因此本标准中在物理指标方面仅选取生态水位用于生态调蓄综合评价。
2 《地表水环境质量标准》GB 3838-2002 中的相关评价指
标涵盖了 GB/T 43476 中用于水生态健康评价的重要化学指标,同时对不同水域功能所需满足的条件作出了明确规定。由于城市人工湖属于人体非直接接触的娱乐用水区,按《地表水环境质量标准》GB 3838-2002,应至少满足Ⅳ类用水。此外根据《2023年福建省生态环境状况公报》,对于纳入国家地表水环境质量考核的105 个断面,Ⅰ ~ Ⅲ类水质比例 99.0%,说明福建省具备达成该标准的条件。水质达标设置比例为 90%而非 100%以提供部分冗余空间。
3 富营养化程度是对城市人工湖各项水质指标的综合反馈,同时该指标也反映了城市人工湖的陆域海绵设施-滨岸带-物理
设施-水生动植物-沉积物疏浚等多层次系统对污染物截留与削
减的整体效果。根据《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》,当湖泊富营养化状态指数(TSI)高于 50 时,湖泊处于富营养化状态,因此应当保证湖泊富营养化状态不高于 50。此外,根据《2023 年福建省生态环境状况公报》,按综合营养状态指数评价,福建省全省 19 个淡水湖泊水库中, 中营养状态的湖库 18个,轻度富营养状态的湖库 1 个,说明福建省具备达成该标准的条件。
9. 2. 3 滑动平均水位方程
(2)
式中: yi—— 第 i 个 n 日滑动平均水位(m);
xi—— 第 i 日实测水位(m);
n—— 滑动窗口长度(日);
m—— 滑动平均的个数;
—— n 日周期平均水位(m)。

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