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1、上海市松江區新浜鎮界田村水環境治理工程設計方案 二一六年四月目 錄1 綜合說明11.1 工程概況11.2 工程研究的內容和目標21.3技術路線和關鍵技術21.4 編制依據和設計規范32 自然條件52.1 工程區概況52.2 水（環境）功能區劃53 工程建設的必要性和任務63.1水環境現狀63.2問題分析73.3工程必要性74 工程任務和目標84.1工程任務84.2工藝路線84.3工程任務和規模85 水質維護方案論證105.1水質凈化工藝方案比選106 界田村水質維護工程設計126.1太陽能提升泵站工程126.2 人工濕地工程設計136.3 濕地泡氧化塘工程設計146.4 濕生植物工程設計1562、.5 設計工程量小計157 設計概算177.1編制依據177.2人工及主要材料價格177.3獨立費用計算標準177.4工程總投資概算17上海市松江區新浜鎮林建村水環境治理工程設計方案1 綜合說明1.1 工程概況2011年中央一號文件再次將水利提升到關系經濟安全、生態安全、國家安全的戰略高度，作出了“大興農田水利建設”的戰略決策，并明確將從土地出讓收益中提出10%用于農田水利建設。隨后全國各地掀起了大興農田水利，大力加強旱澇保收、穩產高產高標準農田建設的熱潮。而黨的十八大又將新型城鎮化建設作為我國現代化進程中的有一大戰略，提出要堅持走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化道路，促進工業化3、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展。上海以科學發展觀為指導，堅決貫徹中央關于“三農”工作的一系列方針政策，堅持把“三農”工作作為重中之重，在實現“四個率先”、建設“四個中心”過程中，統籌城鄉發展，切實加強基本農田保護，高度重視農田水利建設。在大力發展都市現代農業的同時，農業面源污染問題越來越成為急需解決的課題。近20 多年來，中國已經成為世界上湖泊富營養化最嚴重的國家之一。在中國已經或者正在污染的地表水體中，農業面源污染所占份額越來越高，農業面源污染的危害也日益嚴重，特別是對水環境的污染尤其嚴重。隨著工業廢水和城市生活污水等點源污染得到有效控制，農村面源污染已取代點源成為水體污染的最重要來源4、。進行農業面源污染控制工程建設已經成為中國地表水環境保護工作的當務之急。以此為契機，擬以松江區界田村為試驗場地，結合該村正在進行的松江區新浜鎮市級土地整治項目，針對界田村現存的環境問題及成因分析，并根據現有土地條件和水系特點，擬將現有溝渠和自然濕地改造成高效穩定、運行成本低、景觀效果好的生態工程系統，運用人工濕地技術，輔以太陽能提升泵站、生態滲濾壩等工藝措施，在保證生活污水和農田廢水集中處理的基礎上，進一步控制農田面源污染，促使農村生活污水和分散面源同時進行達標處理，從源頭控制污染物排放量，實現界田村環境改善。我公司受業主委托后，結合當地實際情況，通過現場實地踏勘，收集、分析本項目區的水文、地5、質資料，結合當地同類工程的經驗，征詢業主及使用單位對工程建設的要求，遵循工程設計安全、有效、可靠、經濟合理的原則，編制了上海市松江區新浜鎮界田村水環境治理工程設計報告。1.2 工程研究的內容和目標1.2.1工程內容針對界田村水環境現狀和治理要求，采用人工濕地、太陽能提升泵站、生態滲濾壩等綜合措施，提高整體環境質量并提升水質。通過對現有自然濕地和魚塘的改造，營造出具有上海農村特色的集休閑、垂釣、農事體驗、采摘和景觀為一體的新農村濕地景觀。1.2.2工程目標水質維護的目標：改善水體感官質量，達到水清、無味、天藍、景美的效果，透明度保持在1.0m以上；濕地出水水質滿足V類水標準，主要水質指標：DO、6、NH3-N、TP、BOD5優于V類水標準。1.3技術路線和關鍵技術1.3.1技術路線本方案針對農村農田廢水中含有大量的氮磷等營養物質，綜合運用生態學、景觀生態學、流體力學、水環境工程學、濕地生態工程、環境微生物工程等原理，利用氧化塘和人工濕地的凈化效力，采用分區、分段凈化，通過濕地基質和水生植物等共同降解吸收氮磷等營養物質，改善水體質量，提高水體透明度和景觀效果。針對界田村水環境景觀效果較差、層次凌亂的現狀，擬通過增加水動力、種植水生植物等方式，有效的改善界田村生態景觀，并種植茨菇、蓬蓮等有經濟價值的水生植物，構建成可供觀賞、游玩、農事采摘和野餐等活動的休閑空間。1.3.2關鍵技術1.3.2.7、1太陽能泵站系統太陽能泵站系統由汀瀅公司自主研發，以太陽能為動力，無需岸上供電設備及電纜等設施，經安裝調試完成后無需人工值守，系統正常運行期間不需電費等能源消耗。1.3.2.2復合表流濕地技術表面流濕地是指在自然基質表層，通過種植水生植物，利用基質吸附和植物通化吸收等作用，實現農田廢水、生活污水中營養物質的再循環利用，有效改善水質。復合表流濕地植被由挺水植物和沉水植物雙層構建，以充分利用各種水生植物生態位的差異，充分發揮不用水生植物的最佳凈化效益。1.4 編制依據和設計規范1.4.1 編制依據（1）中華人民共和國水法（2）中華人民共和國防洪法（3）上海市河道管理條例（4）上海市城市總體規劃（58、）上海市河道生態整治導則（6）上海市河道生態治理設計指南（7）上海市水功能區劃（8）上海市水資源普查報告（9）上海市環境保護條例1.4.2 國家現行法律、規范、規程、規定及技術標準（1）園林設計施工技術手冊之植栽規范（2）地表水環境質量標準（GB3838-2002）（3）室外排水設計規范（GB50014-2006）（4）上海市工程建設地方標準強制性條文（滬建（2000）0754號）（5）城市綠化工程施工及驗收規范2 自然條件2.1 工程區概況新浜鎮界田村位于松江區，西臨朱楓公路與金山區相望，北鄰葉新公路，南靠向蕩港，東為滬杭鐵路。現有耕地面積 2700余畝，以種植水稻、小麥為主，目前全村道路硬9、化改造和村宅翻新改造除少數區域外，已基本完成。2.2 水（環境）功能區劃根據2011上海市水功能區劃，水質控制標準為V類水。3 工程建設的必要性和任務3.1水環境現狀界田村位于上海市松江區新浜鎮，水環境現狀質量較差，生活污水無序排放，村塘河道淤積嚴重，村內及周邊溝渠連通性差，并存在著生活垃圾隨意丟棄，畜禽養殖污染嚴重，農業化肥和農藥的大量使用等問題。界田村的環境問題在上海農村地區有一定的代表性，主要反映在農村生活污水無序排放，沒有合理有效的凈化措施進行集中處理；魚塘和農田廢水等富含營養物質和有害物質，沒有進行截污處理便進入自然水體，造成區域內物質能量逐漸積聚，并形成惡性循環，進而造成水環境質量10、急劇惡化，嚴重影響農村整體環境和景觀。界田河主要環節問題為：1、河道護坡裸露，植物配置凌亂；2、農田廢水和生活污水直排河道，沒有設置凈化單元，水環境污染問題嚴重；3、界田村整體水環境和景觀效果不佳，與村民日益提高的環境要求差距較大。3.2問題分析造成界田村水環境持續惡化的主要原因有以下兩個方面原因：1）農田廢水直排界田村四周均為農田，以水稻和小麥輪作為主要種植模式，在現場調研過程中發現有田埂邊遺棄的化肥袋和農藥袋，可證明在降水集中季節，農田內殘留的化肥農藥被地表徑流裹挾進入界田河，在沒有治理的情況下直接進去附近主河道，并造成村落水體污染更加嚴重。2）生活污水無序排放界田村生活污水沒有實現統一收11、集和處理，住戶所產生的生活污水無序排入界田河后，造成水體質量惡化，影響整體村落環境。3.3工程必要性在大力發展都市現代農業的同時，農業面源污染問題越來越成為急需解決的課題。近20 多年來，中國已經成為世界上湖泊富營養化最嚴重的國家之一。在中國已經或者正在污染的地表水體中，農業面源污染所占份額越來越高，農業面源污染的危害也日益嚴重，特別是對水環境的污染尤其嚴重。上海市各級政府已經明確對河道進行水生態建設和新農村建設，針對界田村現存的環境問題及成因分析，并根據現有土地條件和水系特點，擬將現有溝渠和自然濕地改造成高效穩定、運行成本低、景觀效果好的生態工程系統，運用人工濕地技術，輔以太陽能泵站、生態滲12、濾壩等其他工藝措施，在保證生活污水和農田廢水集中處理的基礎上，進一步控制農田面源污染，促使農村生活污水和分散面源同時進行達標處理，從源頭控制污染物排放量，實現界田村環境改善。4 工程任務和目標4.1工程任務本工程位于上海市松江區，本次工程任務包括：水系調整：通過現有閘泵和對水系改造，形成水質凈化和景觀功能為目的的人工濕地內循環系統和以排澇為目的的外循環系統。人工濕地構建：界田村東段現存面積較大的魚塘和自然濕地，擬對魚塘和自然濕地進行改造，通過加設均勻布水設施、改良濕地植物種類、增設生態游步道等景觀元素，將其改造成具有凈水功能和景觀功能的濕地公園，以改善界田村整體環境。4.2工藝路線針對農村污水13、來源多樣和水體中營養豐富的特點，結合界田村的水系現狀和土地條件，擬采用太陽能泵站+人工濕地+生物氧化塘等工藝結合的集成技術，實現農村生活污水的污染零排放目標。農田廢水、生活污水泄洪溝太陽能提升泵表流濕地界 田 河生物氧化塘地該集成技術具體為：界田村生活污水和農田廢水經自然毛溝收集后，進入農田邊緣的泄洪溝，經太陽能泵站提升至人工濕地區塊，由表面流濕地凈化去除有機物、并在好氧條件下實現氨氮的氧化，并利用基質吸附作用去除磷等，最后由生物氧化塘進一步提升透明度，增強感官效果。在以上集成技術的綜合作用下，實現生活污水和農田廢水的綜合治理。技術路線如下圖3-1所示。圖3-1 界田村水處理工程工藝流程圖4.14、3工程任務和規模本工程位于界田村，本次水環境治理工程包括：（1） 太陽能提升泵1座；（2） 自然濕地改造：對現有自然濕地改造，面積為15019m2；（3） 人工濕地構建：對現有魚塘改造，構建復合表流人工濕地，面積為26904m2；（4） 濕地泡生物氧化塘工程，對現有魚塘進行改造處理，形成具有水質展示功能的濕地泡生物穩定塘；5 水質維護方案論證5.1水質凈化工藝方案比選5.1.1水質凈化工藝選取原則（1）遵循自然、社會、經濟協調的可持續發展原則（2）體現以人與自然和諧為本，環境為重，科技為先的原則（3）堅持“生態優先”、“循環經濟”原則（4）適時、適地、因地制宜原則5.1.2水質凈化工藝方案比選15、現有河道水質處理工藝多為ANCS人工復合生態系統的異位凈化裝置，主要用于處理景觀水體，其主要工作原理為氣浮過濾去藻、多孔填料的生化作用去除有機物和氨氮。此次界田村采用原位生態生物凈化工藝，主要以人工濕地和曝氣增氧技術為輔的處理工藝，兩類工藝各自的特點見表5-1。表5-1 原位凈化和異位凈化工藝特點比較特點異位凈化原位凈化主體工藝ANCS人工復合生態系統生態生物工藝用地條件占用河道外場地河道內布設，無需另外場地水質條件景觀水體等微污染水體主要處理重度污染水體用電條件系統本身日常運行耗用電能太陽能技術無需外接電源日常維護系統需專人負責運行維護調試后無需人工日常維護景觀效果系統不能提升景觀效果有一定16、的景觀效果管理維護系統需人工維護需人工收割維護水生植物處理能力處理能力恒定根據水質情況靈活設計工藝，增大處理能力。處理效果對微污染水體處理效果較好對重污染水體處理效果較好ANCS人工復合生態系統的異位凈化裝置較適合污染負荷小的景觀水體凈化，需安排專職人員操控，對于用地用電條件要求較高；以生態生物凈化工藝為主體的原位凈化技術，較適合處理重度污染水體，對于用地用電條件要求較低，且系統調試完成后無需專職人員進行日常維護。通過綜合必選，以生態生物凈化工藝為主體的工藝方案綜合優勢較為明顯。因此選取該工藝作為界田村水環境治理的主體方案。6 界田村水質維護工程設計6.1太陽能提升泵站工程（1）主要功能太陽能17、提升泵站主要功能為在非汛期，將泄洪溝中的農田廢水提升至人工濕地區。太陽能泵站建成后無需人工看護，依靠太陽能驅動，無需市電消耗，運維成本低，具有綠色生態的優點。（2）基本結構太陽能泵站擬采用太陽能直驅的模式驅動水泵工作，單套太陽能提升泵站系統由以下部分構成。1）太陽能光伏板系統：設立專門獨立場地供布設太陽能板，太陽能板均南向布設，最佳仰角為2530度，單塊太陽能板功率為250W，共需布設太陽能光伏板40塊，總功率為11.25KW。2）直驅控制器：太陽能驅動一般為蓄電池儲存轉化穩壓后再驅動電器工作，蓄電池存在使用壽命短、電池二次污染的后續問題，本次設計中擬采用直驅模式，即太陽能板產生電流經直驅控制18、器變壓后直接驅動水泵，直驅控制器輸入電壓為 DC500-600V，輸出電壓為380VAC。 6）潛水泵系統：潛水泵工作電壓380V，單機功率4.0Kw，流量100m3/h，每天工作時間為8-9h（根據光照條件而定），單日進水量為水泵日進水總量800-900m3。7）水位控制系統：包括液位監測器和控制系統等，液位監測器可自動監測抽水溝渠中的水位變化，在水位提升至一定高度后，控制器開始啟動，水泵開始抽水工作，在液位降至一定高度時，為保護水泵因水體水位過低造成的燒泵現象，控制水泵停止工作。（3）配置規模為滿足濕地進水，擬布設2套太陽能直驅水泵提升系統，太陽能板共計80塊，水泵采用2用2備模式，滿足日19、進水量1600-1800m3的設計要求。6.2 人工濕地工程設計人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。此次人工濕地工程包括原有自然濕地改造和人工表流濕地構建等兩個部分。6.2.1自然濕地改造工程（1） 基本功能界田村西部現存有較大面積的自然濕地，濕地植物以狹葉香蒲和蘆葦等為主，擬20、通過布設布水溝、倒流埂（兼游步道）和濕地植物改造等工程措施，改造自然濕地為人工表流濕地，作為濕地單元的前處理單元，對農田廢水進行前期處理。（2）基本結構自然濕地改造面積為6747m2，深度為0.5m，有效水容積為3374m3；水力停留時間為3-4天。（3）植物配置自然濕地改造中，保留原有的狹葉香蒲和蘆葦等水生植物，并對其進行適當抽稀和整理。6.2.2復合表流濕地工程界田村西部現存有較大面積的魚塘，擬通過魚塘進行改造，增加為濕地布水措施、種植水生植物和倒流埂等，構建復合表流濕地，對前段處理工藝出水進行深度處理，利用水生植物的吸收、同化和攔截作用，及濕地本身的沉降功能，降低污水中有機物和固體懸浮物21、含量。（2） 植物配置復合表流濕地植被由挺水植物和沉水植物雙層構建，挺水植物選擇鄉土種蓮藕和蓬蓮等可食用的水生植物，沉水植物選擇弱光性、耐寒的伊樂藻，伊樂藻是適口性較好的植物，是極佳的魚蟹飼料，可用于濕地內水生動物的繁殖（如龍蝦和小雜魚等），也可用于附近魚塘的魚類飼養，以減輕魚類養殖過程中的人工飼料投量，進而從源頭上控制水體中氮磷含量。挺水植物選擇蓮藕和蓬蓮2種，種植密度為2-3株/m2，采用扦插的種植方式；沉水植物選擇伊樂藻，混植于挺水植物之間，采用拋播的種植方式，種植密度為36從/m2。（3） 基本結構復合表流人工濕地建設面積為7499m2，深度為0.4m，有效水容積為3000m3；水力停22、留時間為2-3天。表流濕地各區間通過涵管連通，復合表流濕地出水經溢流滾水堰進入下一級處理單元。6.3 濕地泡氧化塘工程設計（1）主要功能表流濕地出水后經過管道進入濕地泡氧化塘，氧化塘由原有魚塘改造而成，塘內種植景觀效果好的濕生植物和沉水植物，并放養錦鯉等觀賞水生動物等。出水經連通管排入泄洪溝及向蕩港自然水體。（2）基本結構濕地泡氧化塘面積為2109m2,塘體深度為1.5m，邊坡為1:3，邊坡為自然土坡。（3）植物配置塘內植物以絮凝凈水效果好的沉水植物為主，沉水植物選擇苦草、輪葉黑藻和伊樂藻等，其中苦草面積為1034 m2、伊樂藻面積為405 m2、輪葉黑藻面積為670 m2，種植密度為60株/23、m2。6.4 濕生植物工程設計（1）主要功能此次生態濕地邊坡均為土質，為增強景觀效果和固土能力，通過邊坡種植濕生植物的措施，以強化邊坡穩定性，并增強區域的景觀效果。（2）基本結構自然濕地改造區、復合表流濕地和濕地泡氧化塘等3個區域，邊坡為1:3，邊坡為自然土坡。從以上區域常水位到水深30cm范圍內的邊坡上，種植根系發達、景觀效果好的濕生植物，種植面積為2173m2。 （3）植物配置濕生植物種植方式為單種叢植的方式，種植密度25-36株/m2，濕生植物選擇水生美人蕉、千屈菜、再力花、日本大花菖蒲、黃菖蒲、西伯利亞鳶尾、梭魚草、花葉水蔥、花葉蘆竹和蒲葦等種。6.5 設計工程量小計工程量詳見表6-124、。表6-1 工程量統計表序號名稱品種/規格單位數量一水系調整工程1太陽能提升泵站工程（1）太陽能電池組件250W，多晶硅160099050 20.5kg塊80（2）太陽能支架套2（3）基礎底座m5.04（4）直驅控制器臺2（5）配電箱個2（6）時間控制器AC 380V個2（7）電流控制保護器AC 380V個2（8）安裝配件及電線套2（9）潛水排污泵100W/D472-4.0臺4(10)液位控制器個1(11)圍欄米80(12)管理控制機房個1二人工濕地工程1自然表流濕地改造m267472復合表流濕地（1）蓮藕+伊樂藻復合濕地m22501（2）蓬蓮+伊樂藻復合濕地m24998三濕地泡氧化塘工程m225、21091苦草m210342伊樂藻m24053輪葉黑藻m2670四濕生植物工程1濕生植物種植m221737 設計概算7.1編制依據（1） 國家和上海市頒發的有關管理辦法、規程、規定和標準（2）上海市水利工程設計概（估）算編制規定（3）上海市水利工程設計概（估）算編制規定補充講義（4）上海市水利工程概算定額（2010）及有關規定（5）上海市市政工程概算定額（2010）及有關規定（6）上海水務工程造價信息2015年第六期（11月份）（7）上海市政公路造價信息2015年第十一期（11月份）（8）工程設計圖紙、施工組織設計及其他有關文件等7.2人工及主要材料價格（1）綜合人工（水利）： 107.00元26、/工日；7.3獨立費用計算標準1、建設管理費按滬財建2002189號文關于轉發財政部關于印發基本建設財務管理規定的通知差額定率累進計列；2、科研勘察設計費按國家計委、建設部關于發布工程勘察設計收費管理規定的通知（計價格200210號）規定計算；7.4工程總投資概算界田村水環境治理工程直接工程費用為146.68萬元，勘測設計費為7.78萬元，設計總概算為154.46萬元。表7-1 工程費用總概算表序號費用名稱概算金額（萬元）技術經濟指標占總投資%備注建安費用設備費獨立費用合計單位數量單位價值（元）一工程費用146.68（一）太陽能提升泵站35.1551太陽能電池組件11.16 塊801395.327、6 2太陽能支架專用1.68 套28424.80 3直驅控制器1.05 臺25265.50 4配電箱1.68 個28424.80 5時間控制器0.12 個2579.21 6過流控制保護器0.09 個2458.10 7液位監控器0.06 個1579.21 8安裝配件及電線0.21 套21053.10 9安裝費1.05 項25265.50 10潛水排污泵12.64 臺431593.00 11支架混凝土基座0.68 m35.041358.50 12管理控制機房4.21 個142124.00 13圍欄0.51 m8063.19 （二）人工濕地工程85.861自然濕地改造37.11m26747.0055.002人工濕地構建蓮藕+伊樂藻16.26m22501.0065.00蓬蓮+伊樂藻32.49m24998.0065.00（三）濕地泡氧化塘工程13.71苦草6.72m21034.0065.00輪葉黑藻2.63m2405.0065.00伊樂藻4.36m2670.0065.00（四）濕生植物工程11.95濕生植物11.95m22173.0055.00二獨立費用7.781勘察設計費7.78 四投資概算154.4618