主要技术内容:6　 水生态系统修复方案设计6.1  设计目标设计目标达到生物修复目标，理想状态是达到受损之前（原始）的状态，即生态修复目标。考虑到水体原始目标确定的时间尺度问题，提出一般性生态修复目标：（1）透明度目标：水体透明度常年达到1.2 m以上，不足1.2 m清澈见底，全面构建“草型清水态”水体，也可因地制宜制定具体目标。（2）水质目标：主要富营养指标水质指标（溶解氧、CODMn、氨氮、总磷）稳定在GB 3838 Ⅲ~Ⅳ类水。（3）健康目标：城镇湖泊生态健康评价达到健康以上，具体参照8.6章节。6.2  设计原则6.2.1 总则确定目标水体的生态功能、定位及目标是城镇景观湖泊高内稳水生态系统修复方案设计的基础，方案设计应从系统性、整体性出发，重点考虑水资源、水质净化、水生态修复、生物多样性保护等生态功能，同时兼顾水安全、水景观、水文化、水经济等。6.2.2 “一湖一策”设计原则城镇湖泊高内稳水生态系统修复设计应遵从城镇湖泊自身的功能、环境质量要求及生态定位。对于健康状况良好的湖泊，以预防维护措施为主。对于轻微受损的城镇湖泊，可优先采用水生态修复措施。对于严重受损的城镇湖泊，可采取生态系统重建等措施。6.2.3  最大还原与最小干预原则恢复至接近湖泊水域原有的自然生态系统，实现水生态系统的完整性，且工程实施过程中对周边环境及安全的影响降到最低。6.2.4  系统性、原真性与长效性原则因地制宜实施城镇湖泊高内稳水生态系统修复工程，同时要建立水生态系统长效管理机制。6.2.5  技术可行与经济最优原则城镇湖泊高内稳水生态系统修复技术，要求具有先进性，而且必须考虑投入成本和运行费用总和相对较低。6.3  污染源控制6.3.1 内源污染削减6.3.1.1  主要内容主要包括清杂打捞、排水晒塘、底泥改良活化、生态清淤等，根据目标水体内源污染程度、工况及可实施条件采取相应的应对处理措施。6.3.1.2  清杂打捞湖泊原有待清理的水生植物、岸带植物和枯枝落叶等，应在干枯腐烂前清理；水面漂浮垃圾如塑料袋、水瓶、其他生活垃圾等，应长期清捞维护；湖泊沿岸垃圾临时堆放点应一次清理到位。6.3.1.3  排水晒塘有条件的城镇湖泊，可采取排水晒塘处理方式，不低于5天为宜，有利于内源污染控制和改善湖底生境。6.3.1.4  底泥改良活化根据湖泊底泥调查结果，综合考虑选取合适方法进行湖底底泥改良活化。常用的底泥原位改良活化包括微生物底改法、石灰法、过氧化钙法等，具体方法对比见表4。6.3.1.5  生态清淤生态清淤深度需根据湖泊底泥营养盐和重金属含量垂直分布特征及清淤后底泥营养物向水体的再次释放综合分析确定。常用的清淤方式包括人工清淤、机械清淤等。不同的生态清淤疏浚方式各有优势，应根据场地条件、底泥泥质情况及后续出路等因素综合考虑确定。6.3.2  外源污染阻控6.3.2.1  控源截污法从源头控制污水和固体污染物等向目标水体排放，主要针对湖体沿岸各种污水排放口等污染源的控制与治理等永久性工程治理，包括截污纳管、排口改造技术、低影响开发（LID）技术、初期雨水控制与净化技术、地表固体废弃物收集技术、生态护岸与隔离（阻断）技术、生态湿地技术。6.3.2.2  原位处理法在外源污染汇入区域设置生态缓冲区，对外来污水进行适度生态预处理，沉淀来水中的泥沙、悬浮物去除油类、有机污染物等，改善来水生化性质，为后续水质净化提供条件。生态缓冲区技术措施包括漂浮软围隔技术、生态湿地技术、生态稳定塘技术、生物接触氧化技术、生态促沉技术、漂浮湿地技术、砾石过滤法等。根据外来污水水质特征、现场用地情况、水质目标要求等，专项选择针对性预处理区技术措施。生态缓冲区技术措施宜采取建设与运行成本低、建成后无需频繁操作更换的处理设施。6.3.2.3  异位处理法排入城镇湖泊前，在湖外设置净化系统，实现水流由外围设施净化的技术措施，净化后再汇入湖泊内。异位处理法包括生态湿地技术、生态稳定塘技术、一体化设备净化、砾石接触氧化技术等。6.3.2.4  水质应急净化法针对偶然性突发的污染源，采取临时应急净化措施减缓污染带来的影响。水质应急净化法包括微生物净化技术、移动式曝气增氧技术、锁磷净化技术、引清稀释、围隔过滤技术等。6.4  高内稳水生态系统修复6.4.1  总体要求高内稳水生态系统修复指以控藻浮游动物作为启动因子，配置高内稳型沉水植物群落，继而引起水生态系统结构和功能逐步恢复的系列反应：从底泥有益微生物、底栖螺贝类到沉水植物群落、土著鱼虾类等恢复，最终实现湖泊的生态自净及稳态修复。6.4.2  高内稳水生态系统修复的主要措施主要措施包括：鱼类初期调控、预处理措施、水生维管束植物群落构建、藻类控制、水体透明度提升、水生动物群落结构优化、水生态系统调试等。6.4.3  鱼类初期调控重点调控滤食性鱼类、草食性鱼类、底栖性鲤科鱼类等，保留土著肉食性鱼类，除水体中原有鱼类和不能自然繁殖的鱼类，原则上不引入新的物种，避免造成外来物种入侵。6.4.4  预处理措施6.4.4.1  概述为保障高内稳型水生态系统实施构建，加强后期系统长效稳定性，丰富水生态系统物种多样性，应综合考虑水生态系统的预处理措施。6.4.4.2  底泥前处理措施对底泥实施前处理措施，包括底泥改良活化、底泥生态修复以及湖底地形重塑等。6.4.4.3  外围水系干扰采取措施对存在外围水系带来的风浪干扰、鱼群干扰、漂浮垃圾干扰、水系汇入干扰等情况，可针对性设置消浪、隔藻、隔鱼、沉沙、拦渣等措施。6.4.5  水生维管束植物群落构建6.4.5.1  水生维管束植物群落构建包括高内稳型沉水植物群落构建、浮叶植物群落构建、漂浮植物群落构建、挺水植物群落构建。6.4.5.2  配置原则a） 土著种优先原则：优选土著种，慎用外来种，可适当配置景观物种或归化种；b） 生物多样性原则：注重水生物种的配置结构、时空结构和营养结构，促进水系中水生生物种群结构合理稳定；c） 多功能性原则：兼顾耐污能力强和净化效率高的物种，同时结合社会、娱乐、美学特征，营造自然水生态系统；d） 维护简易性原则：选择管理维护方便的水生植物种类与数量。6.4.5.3  因地制宜，设计以沉水植物为主、浮叶植物为辅、结合少量挺水植物和漂浮植物的全系列生态系统修复模式。6.4.5.4  水生维管束植物分为沉水植物、漂浮植物、浮叶植物及挺水植物，具体分类及作用见附表B.1。6.4.5.5  不同种类的水生植物种植方式也有差异。常用的种植方式见表5，可结合实际工况选择合适的种植方式。6.4.5.6  为保证高内稳水生态系统修复达到最佳效果，需保证水生植物的种植密度，常用种植密度见表6，可结合工况及净水目标根据实际情况进行调整。6.4.5.7  高内稳型沉水植物群落构建a） 高内稳型沉水植物群落一般种植于水深0.2m~5 m的区域，根据不同水域适当调整；b） 常见的沉水植物见附表B.2；c） 严格杜绝外来物种。6.4.5.8  浮叶植物群落构建a） 通常布置于水深0.1m~2m的位置，种植方法主要为盆栽、插植、抛掷；b） 设置在开阔平缓水域，避免在受风浪影响大或有行洪需要的位置大规模配置；c） 主要设置在亲水平台、景观步道、桥梁栈道两侧等位置；d） 要充分考虑其生物特性，如是否容易蔓延等，应避免因遮光导致沉水植物无法进行光合作用而死亡；e） 常见浮叶植物见附表B.3。6.4.5.9  漂浮植物群落构建a） 通常布置于水深0.1m~2m的位置，种植方法主要为抛掷；b） 设置在开阔平缓水域，避免在受风浪影响大或有行洪需要的位置大规模配置；c） 主要设置在亲水平台、景观步道、桥梁栈道两侧等位置；d） 考虑其生长速度快、易流动性等特点，需警惕其泛滥对水生态系统产生干扰。6.4.5.10  挺水植物群落构建a） 主要种植于湖泊驳岸浅水处，最佳种植水深为≤1m；b） 主要功能有拦截地表径流、削弱面源污染、提高湖泊整体景观效果、为水生动物及禽类提供繁衍生息场所等；c） 要注意种类的搭配，利用花色及植株高低打造景观效果。设计沿驳岸种类时，植株不宜过高，避免过多挺水植物遮挡水面视线；d） 主要种植方法为盆栽、插植。在水深过深区域，可选择种植平台种植，亦可选用浮台；e） 常见的挺水植物见附表B.4。6.4.6  藻类控制6.4.6.1  高内稳水生态系统修复过程中藻类调控，主要包括浮游藻类调控（蓝藻、绿藻、硅藻等）和附着藻类调控（“青苔”为附着藻类典型代表）。6.4.6.2  藻类滋生初期或藻类颗粒≤ 80μm，可通过光合细菌、乳酸杆菌、芽孢杆菌类等微生物菌剂调控浮游藻类，根据实际情况分批次泼洒。6.4.6.3  藻类滋生初期或藻类颗粒≤ 80μm，采用经典生物操纵理论，适当投放枝角类大型溞（单体＞1.5mm为宜）来调控浮游藻类，根据实际情况分批次泼洒。6.4.6.4  藻类滋生严重或蓝藻聚集严重情况下，借助物理或生化措施来调控藻类，包括人工或机械打捞、遮光、投加腐殖酸钠、调整pH值等措施。6.4.7 水体透明度提升6.4.7.1  水体透明度提升的方法有物理、化学、生物方法。物理法有设备处理；化学法有投加絮凝剂等；生物法有投加生物制剂、大型溞等。各方法对比见表7。6.4.7.2  通过大型溞或生物制剂来减少水体中悬浮物浓度和浮游植物数量，水体透明度随之大幅提升，为植物生长创造良好条件。控藻浮游动物和生物制剂的对比见表8。6.4.8  水生动物群落结构优化6.4.8.1  水生动物包括鱼类、底栖动物、虾类等。优化水生态系统食物链的结构，有利于水生态系统保持动态平衡。水生态系统的基本组成及营养关系见图1。6.4.8.2  考虑不同鱼类和底栖动物的生态位不同和食性差异，从当地物种中选取多种鱼类和底栖动物构建食物链，使所选物种在栖息空间和食性方面互补，更好地利用水体空间和饵料资源。6.4.8.3  鱼类建议投放比例肉食性鱼类40% ~ 60%，滤食性鱼类10% ~ 20%，小型底栖杂食性鱼类6.4.8.4  水生动物投放密度为保证高内稳水生态系统修复达到最佳效果，需保证水生动物的投放密度，常用投放密度见表9，可结合工况及净水目标根据实际情况进行调整。6.4.8.5  在水生植物种植完成后，先构建底栖动物群落，待后期水生植物生长稳定后再构建鱼类群落。6.4.8.6  湖泊高内稳水生态系统修复后，应对湖泊进行监测，定期对水体中的草食性鱼类清理。当湖泊中鱼类生物量> 400kg/万m2时，应该对鱼类进行捕捞，防止水生态系统崩溃。6.4.9 水生态系统调试6.4.9.1  目的在生态系统初期，生态系统尚不稳定，需通过水生态系统调试措施以确保生态系统稳定。6.4.9.2  水生态系统调试主要措施水生态系统调试主要包括水草补种、投放生态净水剂、调控鱼类、水质监测等。6.5  生态补水、水动力循环6.5.1  生态补水要点6.5.1.1  当城镇湖泊水体所需补水量不大时，生态补水可选用城市储蓄雨水、自来水、中水等水源。宜优选中水为补水水源，其水质应符合国家现行标准GB/T 18921、SL 368 的相关规定。6.5.1.2  对于生态流量（水量、水位）不足导致动植物生境、自然系统遭到严重破坏的湖泊，应实施生态补水工程。生态流量则是指为了维系湖泊、河流等水生态系统的结构和功能，需要保留在湖（河）内符合水质要求的流量（水量、水位）及其过程。6.5.1.3  对于流动性较差、水面漂浮油膜、藻类密度较高、富营养化严重的封闭或半封闭湖泊，可根据现场地形地势选择适宜动力设备开展水动力循环工程，增加水体流动性和溶解氧，加速污染物质降解、削减、去除。6.5.2  生态补水技术6.5.2.1  湖泊生态流量的计算可分为封闭性湖泊、半封闭型湖泊，计算方法可按现行行业标准SL613和SL709的有关规定执行。建立生态水位月监测、年评估制度，实行严格水资源管理制度，加强水利工程优化调度和取用水管控，有效保障湖泊生态水位。6.5.2.2  生态补水应充分考虑上游生态流量（包含生活、生产、生态用水）、水质，结合当地气候、地形等条件，适时通过上游进行生态补水，保证湖泊生态基流。半封闭型湖泊还需考虑下游生态流量保证措施，综合调控管理。6.5.3  湖泊水动力循环技术6.5.3.1  湖泊水动力循环主要依靠动力设备将水体向横向、纵向空间产生位移形成闭合循环流动，动力设备参数需考虑循环水量、流速、开启周期、水头损失、进排水口高程差等因素。6.5.3.2  纵向空间水动力循环主要依靠设备内提升泵将底层低溶解氧水层提升至表层，表层水通过自重进入下层，提高整体溶解氧并将其均匀分布化。常用设备为水动力循环复氧控藻设备。6.5.3.3  如与外部发生循环，则视水体水质与水源情况而定。如内部水质较差，在可与外部水源交换的条件下，增加交换频次。6.6  增氧曝气6.6.1  曝气意义与曝气临界值6.6.1.1  水中溶解氧（DO）含量是反映水体污染状态的重要指标之一。增氧过程能促进上下层水体的混合，以提高水中的溶解氧含量。恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，防止水质恶化。6.6.1.2  增氧曝气一般用于水体流动缓慢、水质较差或突发污染严重的湖泊。当水体溶解氧浓度低于3 mg /L 时就需实施增氧。6.6.2  增氧曝气技术6.6.2.1  增氧曝气技术包含自然增氧技术和人工增氧技术。自然增氧技术一般包含跌水曝气、单级或多级陡坡充氧，人工增氧技术一般采用固定式增氧和移动式增氧。6.6.2.2  自然增氧技术多用于流动性较大的河道，在湖泊中使用时，可辅以水动力设备将水抽至高处，利用高程差和重力进行充氧。采用跌水曝气增氧时，可利用块石、卵石等进行保护和消能；采用陡坡充氧时，坡度宜为1:1.5~1:4。6.6.2.3  人工增氧技术应根据需曝气湖泊水质目标、湖泊条件、湖泊功能要求、污染源特征的不同，采用固定式或移动式增氧。6.6.2.4  城镇湖泊由于混合较均匀，水体较浅，不用考虑垂直水深深度，可采用机械曝气和鼓风曝气。6.6.2.5  机械曝气适用于水深较浅，无航运、水上活动等功能要求或景观要求的湖泊，可作为短时间冲击污染负荷的主要措施。6.6.2.6  鼓风曝气或纯氧曝气适用于水深较深或需长期曝气复氧的湖泊。有航运功能、水上活动等要求或有景观功能要求的湖泊，可将三种曝气形式组合，有效提高水体复氧能力和抗冲击能力。6.6.2.7  机械曝气设备根据叶片/叶轮浸没程度分为表面曝气机与浸没式叶轮曝气机。表面曝气机垂直方向主要作用范围小于1.5 m，浸没式叶轮曝气机垂直方向主要作用范围大于2 m。表面曝气机主要为水车式增氧机，浸没式叶轮曝气机主要有叶轮式增氧机、涌浪机、空气能增氧机。6.6.2.8  鼓风曝气设备出气口均位于水面下。可固定于湖底的设备包含潜水式曝气机、太阳能循环复氧机、微纳米穿孔曝气器、穿孔曝气器、射流曝气机；可固定于水面（浮船结构）的设备包含浮船式增氧机、太阳能循环复氧机；可固定于岸边的设备包含微纳米穿孔曝气器（干管）、穿孔曝气器（干管）、射流曝气机。6.6.2.9  曝气需氧量计算方法主要有组合推流式反应器模型、箱式模型和耗氧特性曲线法。6.6.2.10 机械曝气设备应依据处理单元对水中溶解氧含量的要求，确定充氧时间及充氧设备功率等。主要技术参数是以动力效率[以kgO2/（kw?h）计]，根据校正计算得到的氧转移速率与设备的动力效率来确定设备的总功率和数量。6.6.2.11  鼓风曝气设备的设备容量可参考污水处理工程设计手册中的相关内容进行计算。6.7  驳岸6.7.1  驳岸定义与主要类型6.7.1.1  建于水体边缘和陆地交界处，沿水体地面以下，保护河湖岸，阻止河湖岸崩塌或冲刷，以免遭受各种自然因素和人为因素破坏的构筑物称为驳岸。6.7.1.2  根据目前国内外河湖驳岸功能，驳岸可分为传统型驳岸和生态型驳岸。6.7.2  传统型驳岸传统型驳岸多以水泥、沥青、块石、混凝土等硬质材料为主要建材，包括浆砌石驳岸、干砌块石驳岸、丁坝驳岸、沉排护坡驳岸、沙袋驳岸、混凝土块驳岸、现浇混凝土驳岸等。传统型驳岸主要发挥保持岸坡稳定性、防洪排涝、减少水土流失、引水、消浪等功能。6.7.3  生态型驳岸6.7.3.1  生态型驳岸多利用植物与工程措施相结合的方式，主要功能包括防洪排涝、水体保持、保护岸坡、缓冲沉淀、生态自净、柔滑岸线、美化造景等。6.7.3.2  生态型驳岸设计应遵循以下原则：a） 行洪通畅原则：生态型驳岸设计前必须严格调查周边水域行洪需求、区域气候水文等基础数据，做好相关模型测算，确保驳岸的建设不会对水体的行洪功能造成影响；b） 水土稳定原则：驳岸设计要充分考虑流水对岸坡的冲刷，驳岸有一定的稳定性，防止淘蚀后失稳崩塌；c） 生态安全原则：生态型驳岸设计选材要以生态为主，对水体的生态系统冲击最小化，对水体流量、流速、淤积、外观等影响最小化。尽可能地为植物、动物及微生物创造多样性生境；d） 成本经济原则：设计生态型驳岸时，不仅要考虑生态性，选材时也要控制成本。6.7.3.3  驳岸在配置植物时应充分利用区域原生植物，不引入外来入侵物种。6.7.3.4  生态型驳岸主要类型有自然植物驳岸、格宾石笼驳岸、复合材料植生驳岸、抛石叠石型驳岸。a） 自然植物驳岸1） 主要利用自然植物的茎叶及发达的根系，固土护坡、锚固土壤、减少水土流失、截留面源、吸收水体部分营养元素及重金属，削弱污染；2）适用于坡度较低、水流速度较缓的区域，流速一般以0 m/s ~1.5 m/s为宜；3）主要优势在于：可保护水体区域原生生态环境；可促进有机物的降解，拦截外围污染，改善水质；可节省材料及人工，管理维护成本低；可抗冲刷、固土护岸，提升景观效果、增加生态位；4）配置植物要充分考虑当地条件、水体功能、与周边环境的协调度、物种景观搭配、净化效率等。b） 格宾石笼驳岸1）石笼的钢丝要有一定的抗拉程度，且断头采用聚合物包裹；2）石笼内填充石块，选用质地坚硬、耐用性强、抗腐蚀的石块；3）石笼常水位以上位置可铺设种植土，以便植物分布和生长；4）格宾石笼驳岸主要优势：基础简单，制作方便；种植植物可提高水体整体景观效果。c） 复合材料植生驳岸1）由人工合成复合土工材料、种植土以及植物组成；2）复合土工材料固土护坡，保持水土，上层可种植植物，兼顾实用性及美观性；3）常见复合土工材料有土工袋、土工垫、土工格栅等；4）适用于坡度较低、水流速度较缓的区域，流速一般以1.5 m/s ~ 4.5 m/s为宜。d） 抛石叠石型驳岸1）由多个块石堆叠而成，高低起伏，错落有致，形成独特的生态景观；2）一般选用质地坚硬、抗压强度高、石块完整、具有良好的抗水性、抗风化的石块；3）依靠石块自重及错落形成的摩擦力保持结构稳定，抵抗来水冲刷；4）堆叠块石之间应留有空隙，为水生动物及微生物提供生存繁衍的空间；5）抛石叠石驳岸适用于坡度较缓、水流速度较缓、石材资源丰富的区域，流速一般以1.5 m/s ~ 4 m/s为宜。6.8  重要水生生物栖息地与生物多样性保护6.8.1  保护对象重要水生生物栖息地与生物多样性保护的对象主要为濒危、珍稀、特有水生生物，维持其生存繁衍所需的水文、水质、底泥、植被等生境条件。包括国家级和地方各级自然保护区、风景名胜区、森林公园、湿地，以及濒危保护鱼类的产卵场、索饵场及越冬场等。6.8.2  遵循原则重要生物栖息地保护应遵循系统完整、保护优先、因地制宜、统筹实施的原则。必要时提出需特殊保护方式和保留的水域范围及保护方案。6.8.3  方案设计应详尽调查和分析水生生物栖息地具体保护需求、生态本底特征、生物种群历史演替进程、种群现状、区域发展建设现状，结合当地生态规划，科学合理划定水生生物栖息地及生态保护红线，完成生物栖息地保护与恢复设计。6.8.4  保护原则生物多样性保护应采取就地保护的原则，并加强管理，防止外来物种入侵。6.8.5  重点区域保护生物多样性保护的重点区域应包括湖滩湿地、湖滨带等，可通过生态保护红线划定、生态补水、生境恢复、建立缓冲带等技术措施实现保护生物多样性的目标。6.8.6  功能分区生物栖息地可根据水生生物栖息繁衍空间条件及人类活动需求加以改造提升，打造不同功能分区，拓宽有限地域的无限可能。如可划分为禁入保护区、生态保育区、科普游览区等。6.8.7  优先保护名录水生生物栖息地的保护设计，应参考当地野生动植物保护名录，结合栖息地的场地条件特征，充分考虑动物的居住及繁衍需求。6.8.8  防范（外来）入侵物种生物栖息地的保护设计要特别警惕（外来）入侵物种对场地造成的影响。6.8.9  落实保护职责建立健全重要水生生物栖息地与生物多样性保护保护机制，严格落实保护的职责要求。6.8.10  建立应急预案建立水生生物栖息地应急预案，若遭到大幅破坏需马上修复。6.8.11  常态化监测与评估建立水生生物栖息地常态化监测及评估机制，采用数字化互联网等先进技术手段，实时对栖息地内生物活动情况及多样性分布状态进行监测评估，同步动态分析栖息地内情况，必要时可进行一定的人为干预。6.8.12  科普宣传（活动）宜在规划的生物栖息地附近建立科普标识牌，介绍栖息地地理情况、栖息地内生物群落分布、保护生物赋存情况、生物的生活习性等，加强市民游客对生物栖息地及濒危、珍稀、特有水生生物的认知，增强大众保护环境意识。6.9  生态系统构建与生态修复后健康评价生态系统构建与生态修复后3个月、6个月、12个月后，按本指南“8.6城镇湖泊生态健康评价”对修复区域水体进行综合评价分析，并于实施修复前对比分析。7　水生态系统修复实施8　生态健康评价8.1 城镇湖泊生态健康综合评价公式8.2 物理指标评价等级及赋分8.3 化学指标评价等级及赋分8.4 水生生物指标评价等级及赋分8.5 人体健康指标评价等级及赋分8.6 城镇湖泊生态健康综合评价分级标准