山东省郭河流域桑村段人工湿地水质改善工程可行性研究报告.doc

郭河流域××段人工湿地水质改善工程可行性研究报告

郭河流域××段人工湿地水质改善项目

可行性研究报告

××区××镇人民政府
二oo九年三月

目 录
第一章 项目总论 1
1.1项目概要 1
1.2 建设单位概况 1
1.4 项目建设内容 3
1.5 可行性研究报告依据和范围 3
1.6 可行性研究结论 6
1.7主要技术经济指标 6
第二章 自然环境与社会环境概况 7
2.1自然环境概况 7
2.2社会环境概况 9
第三章 项目背景、规划符合性及工程建设的必要性 11
3.1 项目背景 11
3.2项目建设的规划符合性 15
3.3项目建设的必要性 17
第四章　国内外相关领域技术基础 18
4.1生态恢复技术 19
4.1.3 湿地生态恢复技术 22
4.2附近人工湿地工程案例 24
4.3 项目可行性分析 26
第五章 建设规模及处理效果 29
5.1 水质修复工程 29
第六章 人工湿地水质改善工程工艺选择 29
6.1工艺的选择原则 30
6.2工艺流程的选择 31
6.3工艺说明 35
第七章 主要构建筑物的确定及预测效果 35
7.1主要构筑物的确定 35
第八章　湿地植物种植技术 36
8.1人工湿地污水处理系统植物的选用原则 36
8.2．人工湿地根据植物特性配置植物 38
8.3根据植物原生环境分析 42
8.4 根据植物对养分的需求类型分析 42
第九章　郭河流域××段人工湿地水质改善工程实施方案 45
9.1方案概述 45
9.2工程场地概况 46
9.3河道走廊湿地生态修复工程方案 46
9.4附属景观设施设计 51
第十章 资源耗用分析 55
10.1动力消耗 55
第十一章 土建及公用工程 55
11.1 土建 55
11.3供配电及电讯 56
11.4 给排水 57
11.5 热力及采暖通风： 57
11.6 机、电、管道修理 57
第十二章 总图运输 57
12.1总平面布置 57
12.2运输 58
第十三章 环境保护 58
13.1建设地点环境现状 58
13.2 评价标准 58
13.3 污染物排放标准 59
13.4 环境影响及处理措施分析 59
13.5 环境保护费用 61
第十四章 消防 61
14.1设计中执行的标准、规范 61
14.2 工程消防环境现状 61
14.3 消防水形式、供水能力 62
14.4 消防给水管网系统 62
14.5 灭火器配置 62
14.6 电气消防 62
第十五章 劳动安全与职业卫生 63
15.1 设计依据及采用的标准规范 63
15.2 生产过程中职工的安全、卫生设施 63
15.3 自然危害因素的防范措施 64
15.4安全机构及定员 65
15.5 预期效果 65
第十六章 劳动定员和人员培训 65
16.1 工厂体制及组织机构 65
16.2 生产组织 66
16.3 人员培训 66
第十七章 项目进度安排、实施计划 66
17.1项目实施原则 66
17.2项目组织结构 67
17.3 进度计划安排 68
第十八章 投资估算和资金筹措 69
18.1投资估算 69
18.2资金筹措 70
第十九章 财务评价 71
19.1成本费用估算的依据及说明 71
19.2 各项费用估算（项目达产期后数据） 72
19.3盈利能力分析 73
19.4 财务评价结论 76
第二十章 工程效益分析 77
20.1 环境效益 77
20.3 社会和经济效益 78
第二十一章 结论 79
21.1结论 79
21.2建议 80

87

第一章 项目总论
1.1项目概要
项目名称：郭河流域××段人工湿地水质改善工程
承办单位：××区××镇人民政府
项目地点：山东省××市××区××镇沿郭河流域
治理流域面积：400000平方米
项目投资: 4200万元
法人代表：刘春岭
项目主要建设内容与规模：工程内容包括河道人工湿地生态治理主体工程及辅助工程。
河道人工湿地生态治理：河道走廊湿地生态修复工程、河道廊人工湿地水质净化系统工程、河道走廊生态景观设施工程。范围为从马庄桥以下至胜利桥（××、滕州分界线处）5.75km河道，进行河道清淤、护坡、拦水、湿地改造。建设7座拦水坝。
1.2 建设单位概况
××镇政府位于××市××区西部××镇，××镇为山东省中心镇，总面积78平方公里，总人口8.1万人。境内有山东磐基管桩有限公司、山东亿丰源科技有限公司、××亨元精细化工有限公司、××诚信食品有限公司和中国北方最大的塑编基地、鲁南地区最大的红椒基地，林果、畜禽、石灰石、水等资源十分丰富。交通四通八达，店韩路、北留路两条省道在镇内经过，紧靠京杭大运河和京沪、京福高速公路及京沪铁路、即将建设的京沪高速铁路，临近徐州、临沂、济宁、济南四个机场。近年来，镇党委、政府坚持用科学发展观统揽经济社会发展全局，以爱民、富民、安民、便民为工作出发点，按照“农业抓调整、工业抓项目、城镇抓开发、产品抓市场、持续发展抓科教、干部抓服务”的“六抓”工作重点，全镇保持了经济发展和社会稳定的良好势头。特别是紧紧抓住××镇西靠滕州、东靠新城这一具有承接新城发展的区位优势，顺势而为，树立全民招商的意识，积极突破土地、资金等“瓶颈”制约，努力提高引资项目投资强度，千方百计引进大、高、外、洁项目。同时积极优化经济发展环境，把环境作为经济发展的生命线，努力实现全镇争先发展、和谐发展、科学发展、协调发展、可持续发展。
2006年，全镇国内生产总值完成5.5亿元，增长17.2%；全社会固定资产投资完成1.74亿元，增长37.1%；地方财政收入完成407万元，按可比口径增长30.4%；农民人均纯收入4213元，增长12.6%；共签订招商引资合同12个，合同利用镇外资金2亿元，实际到位资金1.4亿元
××镇镇政府拟建的郭河流域××段人工湿地水质改善工程总投资4200万元人民币，建设人工湿地面积600余亩。工程完工后可以有效改善郭河的水质状况，美化周围的环境，同时能有效拉动当地旅游经济。
1.3 项目法人责任制
作为本项目的法人单位，具有独立承担法律责任的能力。镇政府法人代表对项目的策划、资金筹措、建设实施、生产经营、债务偿还实行全过程负责。镇政府为项目建设和运营成立了专门班子，其组成人员素质、内部组织结构，满足项目管理和技术上的要求，符合国务院国办发[1999]16号《国务院办公厅关于加强基础设施工程质量管理的通知》中有关对建设项目法人责任制的要求。
1.4 项目建设内容
项目主要建设内容与规模如下：
河道生态治理：河道走廊湿地生态修复工程、河道廊人工湿地水质净化系统工程、河道走廊生态景观设施工程。范围为从玉子山村西至胜利桥（××、滕州分界线处）5.75km河道，进行河道清淤、护坡、拦水、湿地改造。建设7座拦水坝。
1.5 可行性研究报告依据和范围
1.5.1可行性研究报告的依据
（1）项目可行性研究报告编制委托合同书；
（2）《投资项目可行性研究指南》中国国际工程咨询编写组、中国电力出版社；
（3）《建设项目经济评价方法与参数第三版》，国家计委、建设部；
（4）《中国人民共和国环境保护法》（1989）
（5）《中华人民共和国水污染防治法》（1996）
（6）《全国生态环境建设规划》（1998）
（7）《全国生态环境保护纲要》（2000）
（8）《南水北调东线工程治污规划》（2001）
（9）《南水北调东线工程山东段水污染防治总体规划》（2003）
（10）《东省南四湖流域水污染防治条例》（1994）
（11）《山东省生态环境建设与保护规划纲要》（2001）
（12）《南四湖人工湿地水质净化工程“十一五“建设计划》（2005）
（13）《山东省“两湖一河”碧水行动计划》（2005）
（14）《南四湖人工湿地水质净化工程调研报告》（2005）
（15）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
（16）《南四湖东堤工程可行性研究报告》（2003）
（17）《给水排水设计手册(第五册)》（2002）
（18）《城市污水土地处理利用设计手册》（1990）
（19）《山东生态省建设规划纲要》
（20）《××市生态市建设规划》
（21）《××生态区建设规划》
（22）《××区××镇环境规划》
（23）《Constructed wetlands and aquatic plant systems for municipal wastewater treatment》（EPA，1988）
（24）《Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters》（EPA，1999）
（25）《Stream Corridor Restoration: Principles, Processes, and Practices》(the Federal Interagency Stream Restoration Working Group,2001)
（26）《山东省安装工程计价依据》2003.6；
（27）《山东省环境保护“十一五”规划》；
（28）国家、山东省其他有关政策、法规、规划；
（29）项目建设单位提供的其它有关资料。
1.5.2 编制范围
主要从以下几点对项目进行技术、经济分析论证：
（1）郭河流域现状分析
（2）建设条件、项目规模及项目方案论证
（3）工艺及设备技术方案
（4）环境保护及劳动安全
（5）投资估算及资金来源
1.5.3 研究的主要过程
在编制本可行性研究报告之前，项目主办单位对自身的建设条件进行了论证，并对项目前景等进行了调查，经向有关领导汇报和请示，要求对本项目进行可行性研究。
项目主办单位向可行性研究报告编制单位提供有关的资料，编制单位对本项目所涉及的相关问题进行了认真的、有重点的调研和分析，本报告具体论述项目的建设在经济上的必要性和合理性；技术和设备的先进性、可靠性和适用性；财务上的盈利性与可行性；环境和建设上的可容纳性和可实施性。
1.6 可行性研究结论
通过本可行性研究报告综合论证，可得出以下结论：
（1）项目符合当前环境形势需求，该项目规模合理，技术可靠风险小，社会、经济效益较好。
（2）项目具有一定的抗风险能力，项目社会经济效益显著。
（3）通过项目实施，可以创造较高的生态价值、环境价值、社会价值以及经济价值。
（4）项目投产后能有效改善郭河流域××段的水质。
项目建设目的明确，建设规模及建设方案合理，能源、动力供应有保障，建设条件具备，资金来源可靠。
1.7主要技术经济指标
项目主要经济技术指标见表。
表 项目主要技术经济指标表

序号
指标名称
单位
指标
备注
1
总投资
万元
4200

1.1
固定投资
万元
4000

1.2
流动资金
万元
200

2
建筑面积
平方米
15000
标准厂房
3
年销售收入
万元
280
正常年
4
年销售税及附加
万元
11.58
正常年
5
年总成本
万元
202.84
正常年
6
利润总额
万元
77.16
正常年
7
年所得税
万元
5.48
正常年
8
税后利润
万元
71.68
正常年

第二章 自然环境与社会环境概况
2.1自然环境概况
2.1.1地理位置
××镇位于××区西部，居××新城和滕州两城市中间部位，是××区唯一的省级中心镇。西邻东沙河、南至木石、羊庄、东接××、水泉、北界城头。地势东高西低，东依泰沂山脉,西部为平原，郭河自东向西流经全境，经滕州市入微山湖。区位优势明显,交通十分便利。西距京沪铁路、104国道、京福高速公路约10公里，东邻○九公路，店韩路贯穿东北部山区。省道北留公路和木楼公路东西、南北分别贯穿镇腹地，在镇驻地呈十字交叉。镇级公路硬化率达到91%。交通四通八达，每天汽车站发停旅客班车达200多班次，客流量达4000多人次。
2.1.2地质地貌
（1）区域地质
××区在大地构造上属羊庄向斜盆地，位于秦岭负荷构造带和鲁西旋转构造体系复合部位，断裂和摺曲构造发育，北部有西北—东南向的长龙断裂带，南部有平行长龙断裂的西北—东南走向的曹王墓断裂带，在西部30km处有南北向的峄山断裂，东部10km处有南北向的上辛庄—马头断裂，从而形成一个独立的××断块。××断块虽与西南部20km外著名的羊庄盆地断块同属羊庄盆地，但分属两个不同的断块，中间有曹王墓断层和××穹隆相隔。
羊庄盆地为一呈北东—南西向展布的较大的向斜构造盆地，周围岩层均向腹地倾斜，岩石倾角5。~12。 。两条北西西向断裂长龙断裂和曹王墓断裂将羊盆地割为三个次级构造单元：辛庄—辛召断块、××—徐庄断块和羊庄—辛集构造盆地。辛庄—辛召断块主要由下寒统和太古界变质岩及火成岩组成；××—徐庄断块主要由中、上寒武统组成；羊庄—辛集构造盆地主要由奥陶系和上寒武统组成。各单元中的山间盆地、谷地分布着第四纪地层。
（2）区域地势地貌
××区全区就地势而言为东高西低，东部为群山区，最高的山海拔620m，西部为剥蚀残丘和山前倾斜平地，海拔一般在75~120m之间，山前平地占总面积的20%。
(3)地震
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程所在地地震动峰值加速度为0.10g。
2.1.3气候特征
该区属暖温带季风型大陆性气候区，四季分明：夏季湿热多雨，春秋干旱少雨，冬季寒冷而多霜少雪。降水年内分配很不均匀，高度集中于7～8月份，占年降雨量的70%。有关气象数据如下：
多年平均气温：13.6。C
极端最高气温：40.4。C
极端最低气温：-21.8。C
年平均降水量: 785.7mm
年最大降水量:991.1mm
日最大降水量:220.2mm
年平均气压: 1009.3hPa
年均相对湿度:66%
全年主导风向:东南风
年平均风速:2.6m/s

2.1.4地表水系
××区地表水系属淮河流域韩庄运河水系，地表径流自西向东自然形成四个流域：峄城沙河流域、西河流域、十字流域与郭河流域。
所在地属郭河河流域。郭河发源于××区水泉乡长城东北，于小宫山东入滕州境，流经东沙河、南沙河、洪绪、鲍沟、级索、西岗6个镇，在北满庄北部汇入城河。流域面积2440km2，全长49.7km，境内长32km。
2.1.5水文地质
（1）地下水分布情况
羊庄盆地水文地质区位于十字河中上游流域，总面积724k㎡。根据富水情况，羊庄盆地水文地质区分为东北部潜水区、中部裂隙岩溶一般富水区和南部裂隙岩溶富水区三部分。东北部潜水区：主要由分布于长龙断层以北辛召断块的变质岩风化带含水层组成，以潜水为主；中部一般含水区：由位于长龙断层与曹王墓断层之间的××断块组成， 以石灰岩裂隙岩溶水为主，其东部为中下寒武系地层、西部为上寒武系地层，富水性一般，分布极不均匀，单井出水量为500m3/d左右，埋深24m以下，最深60余米；南部裂隙岩溶富水区：该区为羊庄盆地，地下水为石灰岩裂隙岩溶水，主要含水层为中奥陶系厚层石岩，裂隙岩溶十分发育。盆地腹地第四系地层广泛覆盖8～12m，底部有富水性强的砂层，其下岩溶发育深度150m左右，富水性很强，单井出水量〉2000m3/d。
2.2社会环境概况
××区为××市市辖区，成立于1983年。××区位于××市东北部，东与平邑县、费县、苍山县毗邻，南与××市中区、薛城区接壤，西部紧靠滕州市，北与济宁邹城市相连，辖9镇，1个街道，255个行政村，总面积1017.8k㎡,耕地面积23906h㎡。
××镇地处××市××区西部，为山东省中心镇，总面积78平方公里，总人口8.1万人，耕地3600公倾,辖22个行政村，53个自然村。境内有山东磐基管桩有限公司、山东亿丰源科技有限公司、××亨元精细化工有限公司、××诚信食品有限公司和中国北方最大的塑编基地、鲁南地区最大的红椒基地，林果、畜禽、石灰石、水等资源十分丰富。交通四通八达，店韩路、北留路两条省道在镇内经过，紧靠京杭大运河和京沪、京福高速公路及京沪铁路、即将建设的京沪高速铁路，临近徐州、临沂、济宁、济南四个机场。近年来，镇党委、政府坚持用科学发展观统揽经济社会发展全局，以爱民、富民、安民、便民为工作出发点，按照“农业抓调整、工业抓项目、城镇抓开发、产品抓市场、持续发展抓科教、干部抓服务”的“六抓”工作重点，全镇保持了经济发展和社会稳定的良好势头。特别是紧紧抓住××镇西靠滕州、东靠新城这一具有承接新城发展的区位优势，顺势而为，树立全民招商的意识，积极突破土地、资金等“瓶颈”制约，努力提高引资项目投资强度，千方百计引进大、高、外、洁项目。同时积极优化经济发展环境，把环境作为经济发展的生命线，努力实现全镇争先发展、和谐发展、科学发展、协调发展、可持续发展。
到2007年底，全镇国内生产总值可达到5.9亿元，年均增长18.1%；全社会固定资产投资完成2.1亿元，年均增长26.2%；地方财政收入完成518万元，按可比口径年均增长31.4%；农民人均纯收入4517元，年均增长9.87%;人口自然增长率控制在4.8‰以内。

第三章 项目背景、规划符合性及工程建设的必要性
3.1 项目背景
3.1.1 南水北调东线工程概况
南水北调工程是解决我国北方地区水资源严重短缺问题的特大基础设施项目。经过近50年的勘测、规划和设计研究，在分析比较了多种规划方案的基础上，确定分别在长江下游、中游、上游规划三个调水区，形成南水北调工程的东线、中线、西线三条调水线路，构成与长江、黄河、淮河和海河相互联结的“四横三纵”总体格局。东、中、西三线工程的年调水总规模约380～480亿m3，相当于在黄淮海平原和西北地区增加一条黄河的水量。
南水北调东线工程主要供水目标为黄淮海平原东部和山东半岛，解决苏北、山东东部和河北东南部以及津浦铁路沿线的城市缺水问题，并可作为天津市的补充水源。东线工程是在江苏省原江水北调工程（抽取长江水400m3/s）基础上扩大规模和向北延伸。从长江下游扬州附近抽引长江水，利用京杭大运河及其平行的河道为输水主干线和分干线逐级提水北送，并连通作为调蓄水库的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖，在位山附近通过隧洞穿过黄河后使其自流，新挖位临运河进入京杭运河的卫运河、南运河到天津。输水主干线长1150 km，其中黄河以南660 km，黄河以北490 km。输水渠道的90%可利用现有河道和湖泊。其中东线第一期工程供水江苏和山东两省，调入山东南四湖的多年平均调水规模为29.78亿m3/a。
南水北调东线工程调水干线山东境内全长487公里，经韩庄运河进入南四湖、梁济运河和东平湖，在位山闸穿黄河（隧道），接小运河至临清后分为二支，一支立交穿过卫运河，经临吴渠在吴桥城北入南运河，为河北、天津输水。另一支入七一河、六五河，在武城入大屯水库。干线汇水区域包括南四湖、东平湖流域及海河流域一部分，涉及××、济宁、菏泽、泰安、莱芜、聊城、德州、临沂、淄博9市。
南四湖、东平湖作为南水北调东线工程的重要输水通道和调蓄湖泊，其水质安全保障是东线工程成败的关键。
3.1.2 郭河流域基本概况
郭河，发源于××区水泉乡长城东北，于小徐洼入境，于大河村西进入滕州境内。流域面积244km2，全长49.7km，过境长度23.2 km，属长年性河流，郭河汇口至入湖口，又称城郭河。河口宽60～80米,安全泄洪量300～400立方米每秒。
郭河胜利桥以上流域没有大的工业污染源，主要是农业面源污染以及城镇的少量生活污水。当地居民向河道内倾倒的生活垃圾和农业废物造成河道淤积、堵塞，同时也造成了河水污染。
郭河流域面积较小，除丰水期有较大流量外，枯水期流量0.5～1立方米每秒，长期冲刷造成水面较窄，尽管有芦苇、香蒲等少量水生植物，但不足以形成湿地规模，较窄的水面造成水流较快。河床载满杨树，不利于雨季行洪和河堤的保护，扩大水面面积，增加河水停留时间，有利于湿地的形成和河水的净化。
图3-1 郭河流域××段目前河床现状
生活垃圾堆

3.1.3 山东省南水北调水环境保护的总体思路
本着既要保障调水水质安全，又要促进经济发展和社会稳定原则，山东省在实践中逐步摸索出一条科学的治污之路，即从调水沿线每一条汇水河流入手，按照目标、总量、项目、投资四位一体的小流域控制思路，实施“治”、“用”、“保”并举策略，综合运用经济、法律、科技和必要的行政手段，注重发挥市场机制、宏观管理机制和公众参与机制的作用，全面推进流域内经济结构调整、城市环境基础设施建设、清洁生产、污染治理、污水资源化、生态保护和建设等各项工作，扎实推进流域污染综合治理。
所谓“治”，即污染治理。是指以循环经济理念和工业生态学为指导，综合采用结构调整、清洁生产、末端治理、环境基础设施建设、面源污染治理、清淤疏浚等全过程污染防治措施，解决流域内环境污染问题。
所谓“用”，即行政辖区内水资源的充分循环。是以节水为基础，因地制宜，分类指导，充分利用闲置荒地及废弃河道，建设中水调蓄设施，合理规划污水回用工程，最大限度地实行水资源的流域内循环，减少污水排放量。
所谓“保”，即流域生态修复与功能强化。是在污染治理和污水资源化的基础上，采用水土保持、小流域开发治理、湿地建设、自然保护区建设等生态修复、重建技术，对流域的生态恢复过程进行强化，使之向提高自净能力、改善水质与生态环境、恢复自身应有生态功能的有利方向尽快转变。
从2000年开始，省环保局大力推进小流域污染综合治理工作，全省17市全部编制并实施了小流域污染综合治理规划。事实证明，正在我省南水北调东线工程沿线实施的小流域污染控制思路和“治、用、保”并举的策略是科学可行的，如今南四湖流域各河流的入湖水质已开始出现改善。
3.2项目建设的规划符合性
3.2.1符合《山东生态省建设规划纲要》要求
《山东生态省建设规划纲要》要求 ：“鲁中南山地丘陵生态区包括济南、淄博、××、潍坊、济宁、泰安、莱芜、临沂的全部或部分区域。该区水热充足，地貌类型多样，已形成山东粮、油、干果、烤烟等生产基地，矿产资源和旅游资源丰富。本区的主导生态功能是水源涵养、水土保持和生物多样性维持。”“加快自然保护区和河流源头功能保护区建设；提高小流域综合治理效益，控制水土流失；加快建立自然湿地的普查与信息管理系统，开展湿地生态系统的恢复与重建工作，加强污染综合治理，增加生态用水，逐渐恢复湿地四季有水、河水清洁、生物多样的自然特征”。
3.2.2符合××市生态市建设规划
××市生态市建设规划要求：完成南水北调××段水污染防治工程任务，基本解决调水沿线水污染问题；实施小流域污染综合治理工程，全面推进流域污染防治和生态恢复。
3.2.3符合××区生态区建设规划
结合××区实际，确定农业发展模式为：多种经营生态农业模式。
通过建立畜禽养殖小区或规模化畜禽养殖场，把农户散养的畜禽养殖逐步集中，合理规划，使畜禽养殖规模与周围种植面积相配套，保证消纳畜禽养殖粪便。要按生态农业思路，把畜牧养殖场与农田、鱼塘、园地一并规划。实行农牧结合，就近利用田、园、塘消化处理畜牧场粪肥水，解决田、园、塘有机肥。
3.3项目建设的必要性
湿地是由水、永久性或间歇性处于水饱和状态下的基质以及水生生物和水生植物所组成，是一具有较高的生产力和较大活性、处于水陆交接带的复杂的生态系统。作为多种生物的重要栖息地，湿地系统具有保持水体、蓄洪防涝、净化水质、降解环境污染物等多种功能，是世界上生产力最高的生态系统之一，也是生物多样性的摇篮和重要遗传物质（基因库）的贮存地。
郭河河道走廊湿地生态修复工程，就是采用人工的方式恢复河道两侧和河道内的生物的生境，建设湿地，利用湿地系统中的物理、化学和生物的三重协同作用对水中的污染物进一步进行降解、净化。这样不但可以有效地降解水污染物，改善郭河水质，增加郭河的环境容量，而且可以恢复郭河的自然生态，确保郭河出境水质的长期稳定。同时，通过河道生态恢复及附属景观设施的建设开发旅游资源，对于提升经济运行质量、保持流域、区域生态平衡，减轻自然灾害，提高人民生活质量，促进××镇经济健康持续地发展都具有十分重要的意义。
郭河胜利桥出境水质CODCr为37 mg/L，仍然不能满足达到地表水Ⅲ类水质标准的要求。只有在实施人工湿地水质净化处理以后，才能实现达到地表水Ⅲ类水质标准的要求。
可见，河道湿地生态修复工程的建设，是南水北调东线南四湖流域“治、用、保”综合治理思路的关键环节之一。
南水北调东线第一期工程已于2002年经国务院批准开工建设，南四湖作为南水北调东线重要的输水通道和调蓄湖泊，其汇水河流郭河也面临着严峻而紧迫的治污任务。该工程的建设是南水北调东线小流域“治、用、保”综合治理思路的关键环节之一，也是净化河流内污染物、恢复河流生态功能的有效手段。
鉴于郭河流域治污任务的紧迫性和人工湿地水质净化工程的极端重要性，充分利用郭河河道走廊，恢复河流生态功能，建设人工湿地水质净化工程，确保南水北调东线工程调水水质安全保障目标的顺利实现。

第四章　国内外相关领域技术基础
随着我国工农业快速发展、城市化进程的加剧，用水量急剧增加，污水排放量相应增加，导致水环境污染问题日益突出。我国目前有50％的河流和80％以上的湖泊受到污染，许多湖泊已达不到地表水Ⅲ类水质标准，受污染水体的综合治理和修复已刻不容缓。
目前世界上很多国家都在对破坏河流自然环境进行反思，都在对河流进行回归自然的改造。90年代以来，德国、美国、日本、法国、瑞士、奥地利等国纷纷大规模拆除了以前人工在河床上铺设的硬质材料，恢复河道原有蜿蜒状况，增强河流的自净能力。保持河道的自然环境就是最大限度地利于动植物资源的自然属性、发挥多种生态服务功能，如提高水体的自净能力，保持水质、变水资源的无效蒸发与渗漏为植物的有效蒸腾、生物的净化过滤补给地下水等都有极为重要的作用。修建生态河堤，恢复水体中、河岸水边植物群落与河畔林，已成为生态河堤建设在国际上发展的总趋势。
4.1生态恢复技术
4.1.1国内外天然湿地生态恢复研究概况
湿地的生态恢复是针对退化的湿地生态系统而进行的，因而取决于湿地生态特征的变化。湿地生态特征的变化是指湿地生态过程及功能的削弱或失衡，包括湿地面积变化、湿地水文条件改变、湿地水质改变、湿地资源的非持续利用及外来物种的侵入等多种类型。上述变化都可能导致湿地的退化或消失。
莱茵河流域是欧洲人口最稠密、污染最严重的流域。为了恢复莱茵河下游河漫滩（湿地）的功能，拟将夏季的堤坝拆除，以使洪水能够顺畅流动，从而改善水质和动植物群落。同样地，为了防洪、提高生物多样性和生态多样性、改善水质等，拟恢复莱茵河上游以前河漫滩（湿地）的天然性。
近20年来，我国对东湖、巢湖、太湖、洪湖、保安湖、鸭儿湖、白洋淀等浅水湖泊的富营养化控制和湖滨湿地生态恢复进行了大量的研究，获得了许多成功的经验。三江平原是我国平原区沼泽面积最大、最集中的地区，自建国以来经过40多年的开发，湿地面积减少了近340万ha，湿地垦殖率达64%。
在云南洱海湖滨带的生态恢复研究中，基于物理基底设计、生物种群选择、生物群落结构设计、节律匹配设计和景观结构设计等原则，采用生境和生物对策，提出了滩地模式、河口模式、陡岸模式、鱼塘模式、农田模式、堤防模式等6种湖滨带生态恢复工程模式，归纳了湖滨湿地工程技术、水生植被恢复工程技术、人工浮岛工程技术、仿自然型堤坝工程技术、人工介质岸边生态净化工程技术、防护林或草林复合系统工程技术、河流廊道水边生物恢复技术、湖滨带截污及污水处理工程技术、林基鱼塘系统工程技术等9项湖滨带生态恢复技术。
4.1.2湿地生态恢复理论
湿地生态恢复的理论基础是恢复生态学。恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复和重建的技术与方法、生态学过程与机理的科学。所谓生态恢复是指根据生态学原理，通过一定的生物、生态以及工程的技术与方法，人为地改变和切断生态系统退化的主导因子或过程，调整、配置和优化系统内部及其外界的物质、能量和信息的流动过程和时空次序，使生态系统的结构、功能和生态潜力尽快成功地恢复到一定的或原有乃至更高的水平。
生态恢复的概念源于生态工程或生物技术，恢复生态学在一定意义上是一门生态工程学，或是一门在生态系统水平上的生物技术学。生态恢复过程是按照一定的功能水平要求，由人工设计并在生态系统层次上进行的，因而具有较强的综合性、人为性和风险性。
目前生态恢复的基本思路是根据地带性规律、生态演替及生态位原理选择适宜的先锋植物，构造种群和生态系统，实行土壤、植被与生物同步分级恢复， 以逐步使生态系统恢复到一定的功能水平。
湿地水文条件是湿地最重要的决定因素，它不仅直接影响湿地生态环境的理化性质及营养物质的输入输出，而且也是最终选择湿地生物群落的主要因素之一，可以说没有水也就不存在湿地。因此在对湿地进行生态恢复时，除考虑土壤、植被、生物的恢复外，还应考虑水文条件的恢复。湿地生态恢复的总体目标是采用适当的生物、生态及工程技术，逐步恢复退化湿地生态系统的结构和功能，最终达到湿地生态系统的自我持续状态。但对于不同的退化湿地生态系统，其侧重点和要求也会有所不同。总体而言，湿地生态恢复的基本目标和要求如下：
1）实现生态系统地表基底的稳定性。地表基底是生态系统发育和存在的载体，基底不稳定就不可能保证生态系统的演替与发展。这一点应引起足够重视，因为中国湿地所面临的主要威胁大都属于改变系统基底类型的，这在很大程度上加剧了我国湿地的不可逆演替。
2）恢复湿地良好的水状况，一是恢复湿地的水文条件，二是通过污染控制，改善湿地的水环境质量。
3）恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率和土壤肥力。
4）增加物种组成和生物多样性。
5）实现生物群落的恢复，提高生态系统的生产力和自我维持能力。
6）恢复湿地景观，增加视觉和美学享受。
7）实现区域社会、经济的可持续发展。湿地生态系统的恢复要求生态、经济和社会因素相平衡。因此，对生态恢复工程除考虑其生态学的合理性外，还应考虑公众的要求和政策的合理性。
湿地生态恢复应遵循的主要原则如下：
1）地域性原则。我国湿地分布广，涵盖了从寒温带到热带，从沿海到内陆，从平原到高原山区各种类型的湿地。因此应根据地理位置、气候特点、湿地类型、功能要求、经济基础等因素，制定适当的湿地生态恢复策略、指标体系和技术途径。
2）生态学原则。生态学原则主要包括生态演替规律、生物多样性原则、生态位原则等。生态学原则要求根据生态系统自身的演替规律分步骤分阶段进行恢复，并根据生态位和生物多样性原则构建生态系统结构和生物群落，使物质循环和能量转化处于最大利用和最优循环状态，要求达到水文、土壤、植被、生物同步和谐演进。
3）最小风险和最大效益原则。国内外的实践证明，退化湿地系统的生态恢复是一项技术复杂、时间漫长、耗资巨大的工作。由于生态系统的复杂性和某些环境要素的突变性，加之人们对生态过程及其内部运行机制认识的局限性，人们往往不可能对生态恢复的后果以及最终生态演替方向进行准确的估计和把握，因此，在某种意义上，退化生态系统的恢复具有一定的风险性。这就要求对被恢复对象进行系统综合的分析、论证，将风险降到最低程度，同时，还应尽力做到在最小风险、最小投资的情况下获得最大效益，在考虑生态效益的同时，还应考虑经济和社会效益，以实现生态、经济、社会效益相统一。
4.1.3 湿地生态恢复技术
根据湿地的构成和生态系统特征，湿地的生态恢复可概括为:湿地生境恢复、湿地生物恢复和湿地生态系统结构与功能恢复3个部分，相应地，湿地的生态恢复技术也可以划分为三大类：
1）湿地生境恢复技术
湿地生境恢复的目标是通过采取各类技术措施，提高生境的异质性和稳定性。湿地生境恢复包括湿地基地恢复、湿地水状况恢复和湿地土壤恢复等。湿地的基底恢复是通过采取工程措施，维护基底的稳定性，稳定湿地面积，并对湿地的地形、地貌进行改造。基底恢复技术包括湿地基底改造技术、湿地及上游水土流失控制技术、清淤技术等。
湿地水状况恢复包括湿地水文条件的恢复和湿地水环境质量的改善。水文条件的恢复通常是通过筑坝（抬高水位）、修建引水渠等水利工程措施来实现；湿地水环境质量改善技术包括污水处理技术、水体富营养化控制技术等。需要强调的是，由于水文过程的连续性，必须严格控制水源河流的水质，加强河流上游的生态建设。土壤恢复技术包括土壤污染控制技术、土壤肥力恢复技术等。
2）湿地生物恢复技术
主要包括物种选育和培植技术、物种引入技术、物种保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、群落结构优化配置与组建技术、群落演替控制与恢复技术等。
3）生态系统结构与功能恢复技术
主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。湿地生态恢复技术的研究既是湿地生态恢复研究中的重点，又是难点。
4.2附近人工湿地工程案例
4.2.1济宁市污水处理厂人工湿地中试工程
为了验证人工湿地的运行质量，为南四湖人工湿地建设以及运行管理提供技术基础，2003年初山东省环保局与济宁市政府联合建立了人工湿地实验基地。人工湿地实验课题由青岛理工大学承担，协助单位有省南四湖、东平湖环境管理委员会办公室、济宁市环保局和济宁市污水处理厂。
南四湖人工湿地实验基地位于济宁市南郊的济宁市污水处理厂（如图4-1所示），占地面积约为1500m2，有效湿地床面积为1000m2，试验进水量为50～100m3/d。将人工湿地分割成4个湿地床建造，每个湿地床大小为250m2，每组处理单元的水力停留时间在1～5天。湿地植物选用的是南四湖区容易栽植的本地芦苇和香蒲两种挺水植物，分别进行污染物质的降解对比研究。

图4-1 济宁市污水处理厂人工湿地中试工程流程图
人工湿地床中植物密度为70～120株/m2，进水选用济宁污水处理厂二级处理出水，流量10～60 m3/d，控制水深分别为0.15m、0.30m和0.50 m，湿地床底按1～3‰整理平整或做成垄－沟和浅型滞流结构，湿地床中植物密度为70～120株/m2，流量 10～60 m3/d。人工湿地系统的平均水力负荷为4.07 cm/d，平均进水COD负荷为4.04 g/d.m2。
济宁市污水处理厂的人工湿地实验系统已正常运转两年多的时间，其对COD的去除率为30～50%，对总磷的去除率为35～60%，对氨氮的去除率为35～65%。
4.2.2南四湖新薛河人工湿地试验工程
鉴于人工湿地系统内生物、物理、化学等污染物去除机理的复杂性及人工湿地作为一种生态工程处理技术易受地域特征和季节变化影响的工艺特性，综合考虑解决湖区农民生计的现实问题，2005年，山东省环保局与济宁市政府联合建设了南四湖新薛河人工湿地试验工程(图4-2)。

图4-2 新薛河人工湿地试验工程平面布置图
南四湖新薛河人工湿地试验工程建设在新薛河入湖口处的河滩上，占地面积约500亩，处理水量2500～8000 m3/d。处理出水水质为CODCr≤30 mg/L、氨氮≤2.0 mg/L。通过南四湖新薛河人工湿地试验工程的建设和运行，为南四湖流域人工湿地的建设探索技术参数，积累运行和管理实践经验。

4.3 项目可行性分析
4.3.1人工湿地技术支持
2000年以来，山东省在南四湖、东平湖流域进行工业结构性污染治理，实施关、停、并、转和制订