DB13 T 5217-2020 河道人工湿地设计规范.pdf
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1、ICS 27.140 P 55 DB13 河北省 地方标准 DB 13/T 5217 2020 河道人工湿地设计规范 Design code for river constructed wetland 2020 - 08 - 18 发布 2020 - 09 - 18 实施 河北省市场监督管理局 发布 DB13/T 52172020 I 目 次 前言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总则 . 2 5 河道人工湿地工程规模、防洪排涝标准和水质控制指标 . 2 5.1 湿地工程规模、防洪排涝标准 . 2 5.2 河道人工湿地工程的进、出水水质要求
2、 . 3 6 自然土壤湿地 . 3 6.1 一般规定 . 3 6.2 河道地形整治与塑造 . 3 6.3 湿地水系构建 . 4 6.4 自然土壤湿地水质净化能力分析 . 4 7 人工基 质湿地 . 4 7.1 一般规定 . 5 7.2 总体布置 . 5 7.3 人工基质选择 . 5 7.4 供配水系统设计 . 6 7.5 人工基质湿地水质净化能力分析 . 6 8 湿地进出水系统及湿地建筑物设计 . 6 9 湿地植物选择与种植 . 6 9.1 一般规定 . 7 9.2 湿地植物选择 . 7 9.3 湿地植物种植设计 . 7 10 湿地工程的监测 . 7 10.1 一般规定 . 7 10.2 湿地
3、工程监测设计 . 8 11 湿地工程的维养与管护 . 8 11.1 一般规定 . 8 11.2 维养管护的设施配备 . 8 11.3 湿地工程的运行管理与维护 . 8 附录 A(资料性附录) 湿地水质净化能力分析计算 . 10 附录 B(资料性附录) 常用湿地植物表 . 11 DB13/T 52172020 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省水利厅提出并归口。 本标准起草单位:河北省水利 水电勘测设计研究院。 本标准主要起草人:傅长锋、陈平、刘修水、季保群、杨铁树、刘天翼、李爽、张丽丽、李薇、周 园园、刘欣妹、高宏芳、王玥、富饶、柴晓飞、沈丽研
4、、于坤荣、田义轩、冀岩、王聪。 DB13/T 52172020 1 河道人工湿地设计规范 1 范围 本标准规定了河道人工湿地工程的术语和定义、总则,河道人工湿地工程规模、防洪排涝标准和 水 质 控制指标,自然土壤湿地、人工基质湿地、湿地引配水系统及湿地建筑物设计、湿地植物选择与种植、 湿地工程的监测、湿地工程的维养与管护等。 本标准适用于各类河道、水系沟叉、人工水道的湿地新建、改扩建及生态湿地修复工程 ,湖泊洼淀 等其它湿地工程可参照使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有
5、的修改单)适用于本文件。 GB 3838 地表水环境质量标准 GB 15618 土壤环境质量标准 GB/T 25173 水域纳污能力计算规程 GB 50201 防洪标准 GB 50288 灌溉与排水工程设计标准 GB 50707 河道整治设计规范 CJJ 60 城镇污水处理厂运行、维护及安全技术规程 HJ 2005 人工湿地污水处理工程技术规范 SL 4 农田排水工程技术规范 SL/Z 479 河湖生态需水评估导则 SL 482 灌溉与排水渠系建筑物设计规范 SL 709 河湖生态保护与修复导则 SL/Z 712 河湖生态环境需水计算规范 DB13/T 2700 水工柔性生态防护结构设计规范
6、3 术语和 定义 3.1 河道人工湿地 river constructed wetland 又称河流型人工湿地,包括自然土壤湿地、人工基质湿地。位于江、河、溪流等自然形成的线性水 域内,暂时或长期覆盖水深不超过 2m的低地。 3.2 自然土壤湿地 natural soil wetland 指在现状河床自然土壤地层结构上或通过表层稍加挖填平整后,提供湿地植物和微生物生长的植物 种植和水体漫流的湿地,可自然运行,也可通过人工控制运行。 3.3 DB13/T 52172020 2 人工基质湿地 constructed substrate wetland 指利用天然土壤、砂、砾石等材料,和(或)沸石、
7、石灰石、陶瓷等人工材料人为建造和控制运行, 并为湿地植物和微生物生长的植物种植和水体漫流提供基质床体,模拟自然湿地结构和功能的湿地。其 主要目的是用于水质净化,根据水流形态分为表面流人工湿 地和潜流人工湿地两种基本形式。 3.4 湿地基质 wetland substrate 指提供湿地植物与微生物生长并对污染物起过滤、吸收作用的填充材料,包括土壤、砂、砾石、沸 石、石灰石、页岩、塑料、陶瓷等。 3.5 湿地池 wetland pool 指天然形成或人工圩筑形成的一个封闭区域,其水流从区域的一端流向另一端。 4 总则 4.1 河道人工湿地设计应遵循生态保护优先的原则,并依据现状河道生态状况、地形
8、地貌、河道走势, 湿地规模及需求,分区块进行湿地生态建设或修复。 4.2 河道人工湿地应满足水质深度净化指标、水系沟通等要求,还应满足 防洪、排涝要求,并与区域 水功能区、生态景观相协调。 4.3 河流湿地形态应与河势方向一致,利用地形变化以及水面宽窄、曲直变化等来影响和控制水流线 路和速度。 4.4 湿地生态需水计算方法应符合 SL/Z 479、 SL 709、 SL/Z 712 等有关规定,并提出最低和适宜的生 态水位和生态基流要求。 4.5 湿生植物和水生植物应以乡土植物为主,不得采用入侵性植物物种。 4.6 河道人工湿地工程有水质深度净化功能要求的,应遵循下列原则: a) 应设置独立的
9、功能性湿地区; b) 人工基质湿地区宜布置在河道滩地相对较高的区域; c) 湿地内给水系统应相对独立; d) 选择当地 优势水质净化能力强的作物,并制定专项维养方案; e) 宜采取适当保温措施,保障湿地生物在低温季节正常生长,确保冬季湿地净化效果; f) 应提出生态需水过程和需水总量的要求,确保动植物生长所需水量。 4.7 河道人工湿地工程设计应对河床糙率值的改变情况进行分析评价,并在此基础上复核河道的过流 能力、推求水面线。必要时调整湿地工程布置、湿地植物种类和种植密度等河道综合治理总体布置。 4.8 本标准未尽事宜 ,如工程配套设施、辅助工程等按有关规范执行。 5 河道人工湿地工程规模、防
10、洪排涝标准和水质控制指标 5.1 湿地工程规模、防洪排涝标准 5.1.1 湿地工程的规模 宜按表 1 划分。 DB13/T 52172020 3 表 1 湿地工程 规模划分 分类 计量单位 湿地 工程规模 小型 中型 大型 人工基质湿地,处理能力 m3/d 3000 3000(含) 10000 10000 自然土壤湿地,湿地面积 km2 50 50(含) 200 200 5.1.2 河道人工湿地工程一般不设防洪标准,可根据湿地工程的重要性、遭遇行洪时水毁损失程度, 可分区块按河道主槽行洪排涝流量或水位确定保护标准。 5.1.3 大、中、小型湿地工程的排涝保护标准一般可按 5 年、 3 年、 2
11、 年一遇农田排涝标准设计,耐淹 水深和耐淹历时等参数可按当地或邻近 类似地区排水试验资料,或调查资料分析确定,具体计算可参照 SL4、 GB 50288 等。 5.1.4 专为湿地工程配置的渠系及其构筑物应满足湿地输水、排涝等规模要求,设计标准宜采用湿地 排涝保护标准。 5.1.5 湿地范围内的现状水系不宜做大幅度调整,承担行洪、排涝功能的水系,应保障其运行安全, 其设计标准应满足行洪、排涝要求。 5.1.6 穿堤建筑物或在堤上修建的湿地配水渠系建筑物,其级别应不低于所在堤防工程级别。 5.2 河道人工湿地工程的进、出水水质要求 5.2.1 湿地工程的入口水质应满足河道所在水功能区水质标准要求
12、。 5.2.2 湿地工程的出口水质应符合设计要求的水质指标 标准,且不低于河道所在水功能区水质标准。 6 自然土壤湿地 6.1 一般规定 6.1.1 自然土壤湿地多属表面流湿地,河道地形整治与塑造应尊重原有地形、地貌,利用为主、改造 为辅;需要进行较大规模地形改造时,宜遵循土方平衡原则。 6.1.2 河道地形整治与塑造应通过地形设计、水域设计、驳岸设计、种植设计实现。通过水系沟道水 面、绿道将蜿蜒曲折的河道、浅滩、深潭划分成不同风格的生境环境,以满足河道行洪、排涝,缓洪滞 蓄、水质净化、生态保育、生态缓冲、生物栖息等各种生态要求,并与周边环境相协调。 6.1.3 湿地水系进水口、出水口及泄洪通
13、道内,应控制植物种植密度, 不得妨碍水系运行及安全。 6.2 河道地形整治与塑造 6.2.1 湿地形态应考虑水体交换及景观要求。宜利用地形变化以及水面宽窄、曲直变化等来影响和控 制水流线路和水流速度。 6.2.2 湿地的总体布置应结合水源地、配水渠道划分成区段等湿地单元,每一个湿地单元可由若干个 串联或并联的湿地池组成。 6.2.3 湿地池沿河道水流方向呈长方形布置,长宽比适度,以保证水流流态均匀稳定,也可参照 5:1 20:1 布置。 6.2.4 湿地池水深宜保持在 0.2m 2.0m 的范围内,纵向水力坡度宜小于 0.5%且应小于基质表土颗粒 启动流速的 90%;湿地整体纵向坡度不大于现状
14、河道纵坡。 6.2.5 当 河道滩地横向坡度较大时,应布置成阶梯状湿地,每一个湿地池内的横向坡度应为零,起伏 差不宜超过 5cm。 DB13/T 52172020 4 6.2.6 对砂卵石等透水性较大的河滩地,可采用控渗措施,以便形成表面流湿地。 6.3 湿地水系构建 6.3.1 湿地水系布置应满足生态保护、湿地功能分区等要求,依据水系现状特征及综合利用要求统筹 规划。 6.3.2 湿地水系统一般由水源、水系布局、水循环、水质监测系统等组成。 a) 湿地水源可直接接纳来自城市污水处理厂尾水,或上游河道基流,并通过配水沟渠进入湿地池; b) 湿地水系布局可分为人工控制型、自流型。人工控制系统包括
15、结合地形修建的各类拦蓄水工程 等; c) 湿地 水循环应考虑湿地池形态对水流的影响,应通过对湿地池设计保证池内水流均匀稳定,不 应出现死水区; d) 对湿地出水水质指标有达标提升能力要求的河道人工湿地,湿地出水系统应保证能够满足湿地 池水力停留时间要求。 6.3.3 湿地池内水流方向应与河道水流方向一致;水流流态应均匀稳定,无回流漩涡;有条件时可通 过物理模型或数学模型模拟分析池内流速、流态状况,优化确定湿地池纵、横向布置。 6.3.4 湿地配水渠系水力计算参照 SL 482、 GB 50288 等相关规范执行。 6.4 自然土壤湿地水质净化能力分析 6.4.1 对湿地出水水质有要求的湿地工程
16、,应进行湿地水质净化 能力分析计算。 6.4.2 湿地水质净化能力分析应根据污染物特性,选择影响水功能区的主要污染物指标作为分析控制 对象,确保出水水质符合设计要求。 6.4.3 湿地的表面水力负荷、水力坡度、水力停留时间、表面有机负荷等设计参数,参照 HJ 2005 等 规范进行计算。 6.4.4 湿地水质净化能力不仅与 6.4.3 条中的湿地设计参数有关,还与日照、温度、降雨等因素有关, 尤其是与湿地植物种类、生长期、植物长势状态、管护及收割情况以及湿地运行年限等关系密切,宜通 过试验确定,工程设计阶段在无试验观测资料的情况下,可参照表 2 估算。 表 2 不同 类型植物水质净化 能力 单
17、位 : kg/(hm2 a) 植物 类型 植物 水质净化能力 TN TP 挺水植物 1000 2000 30 150 浮水植物 500 1500 20 120 沉水植物 200 500 20 80 6.4.5 对新建或已建湿地工程,宜通过 6 12 个月的观测期实测数据,参照 GB/T 25173、附录 A 分单 元建立一维模型或二维模型逐级进行计算,最终得到出口水质净化能力。 7 人工基质湿地 7.1 一般规定 7.1.1 人工基质湿地一般为功能性湿地,能够较好起到水质深度处理、水质提升、污染物净化的作用。 DB13/T 52172020 5 7.1.2 人工基质湿地应充分利用现有坑塘、沟道
18、渠系改造,避免进行大规模土方挖填,并应遵守土方 挖填平衡原则。 7.1.3 湿地配水渠系内一般不宜种植植物,对宽浅的土渠也可适当种植植物,种植植物的密度不得妨 碍水系运行及安全。 7.1.4 存在内涝威胁的湿地应采取适宜的防内涝措施。 7.1.5 水质达不到入河标准的水不得引入河道内的人工湿地。入河前可采用傍河湿地等前处理措施滤 除水中泥沙、浮水物以及超标污染物等,使入河水质达到水功能区要求的水质标准。 7.2 总体布置 7.2.1 人工基质湿地通常布置成处理能力较强的潜流湿地。潜流湿地应按照配水主干渠道(供水管道) 划分成区片(或块 、段),再按照配水支渠道(管)划分成若干个湿地单元,每个湿
19、地单元中的湿地池 个数不宜超过 4 个。 7.2.2 湿地池沿水流方向宜呈长方形布置,长宽比可取 3:1 10:1,以保证水流流态均匀稳定,无回 流漩涡;有条件时可通过物理模型或数学模型模拟分析池内流速、流态状况,优化确定湿地池纵横向布 置等。 7.2.3 潜流湿地水深宜为 0.4 1.6m,水力坡度宜小于 0.5% 1%。考虑底栖动物越冬水深要求,局部 水深可控制在 1.5m 2.0m。对潜流湿地人工基质的厚度还应考虑植物根系的影响深度。 7.2.4 湿地池纵向坡度可根据地形、水头差等条件确定,一般不陡 于现状河道纵坡。 7.3 人工基质选择 7.3.1 人工基质材料选择应本着就近取材原则,
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