人工湖补水措施及湖底防渗技术_刘志龙

文章编号:1007-2284(2011)09-0109-02人工湖补水措施及湖底防渗技术刘志龙(深圳市水务规划设计院,广东深圳518001)摘要:随着城市的发展,无论前期的人工湖的建造,还是后期的水质维护,都应该站在环保生态的高度,贯彻资源节约、资源再利用、以人为本、合乎健康舒适的原则,达到人类与自然和谐发展。众所周知,深圳是全国7大缺水城市之一,人均淡水资源占有量仅仅是全国平均水平的1/4和广东省的1/5,90%以上的水必须从外地调入,因此人工湖的补水措施及湖底防渗处理显得非常重要。不仅只补充再生水,还在人工滞洪区建设人工湿地,实行循环净化处理。同时,湖底采用黏土进行防渗。用黏土进行湖底防渗,既可净化水质,又可人为制定适当的渗漏率,不影响湖水与地下水的双向调节。关键词:人工湖;补水;湖底防渗;再生水中图分类号:TV213.9文献标识码:B收稿日期:2011-04-13作者简介:刘志龙(1981-),男,工程师,从事水利水电工程规划、咨询及设计工作。E-mail:liuzhl888@126.com。1工程概况福田河位于深圳市福田区中心,西与新洲河搭界,东与笔架山河接壤,北起梅林坳,南至深圳河,属深圳河的一级支流。干流全长6.8km,流域面积15.9km2。人工滞洪区位于福田河红荔路至笋岗路的东侧,面积约4.3万m2。人工滞洪区分上湖区和下湖区,中间设景观滚水坝。上湖区的湖底高程为4.5m,景观水位6m。下湖区的湖底高程为3.5m,景观水位5m,上下湖区的防洪限制水位均为8m,总库容为12.9万m3,景观水位库容为5.8万m3。人工滞洪区与河道之间采用4孔钢筋混凝土箱涵连接,通过MIKE11水动力模型分析后,连接箱涵的底高程为6.9m。当流域内发生设计防洪标准洪水时,河道水通过连接箱涵进入人工滞洪区进行滞洪,洪水过后人工滞洪区的水通过连接箱涵进入河道排放,同时利用放空管调节人工滞洪区的景观水位。工程示意图见图1。2补水措施深圳市福田河综合整治工程中的人工滞洪区除了发洪水时起到滞洪的作用外,其他时间段都为景观湖。由于蒸发及渗漏等原因,如果要维持设计的景观水位,则须向人工滞洪区内不断补充干净的水源。根据深圳的实际情况,最终选择了利用滨河污水处理厂的再生水补入人工滞洪区,水量为3.0万m3/d。再生水的水质为:总氮为15mg/L,氨氮为5mg/L,总磷为图1工程示意图0.5mg/L,为使人工滞洪区达到《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)中的湖泊类水质质量目标,在人工滞洪区建设人工湿地,采用人工湿地循环净化湖水,臭氧灭藻、脱色工艺作为应急辅助措施。人工湿地循环净化处理规模为0.4万m3/d,湖泊应急灭藻臭氧系统处理规模为1.5万m3/d,其中臭氧灭藻是一项备用应急措施,一般情况下不使用,仅夏天特殊时段运行。待水体水质和透明度有明显改善后,依水质情况来定运行模式与运行时间。人工湿地系统是一个独特的土壤(基质)-植物-微生物生态系统。当污水通过系统时,其中污染物质和营养物质被系统吸收、转化或分解,从而使水质得到净化。人工湿地总用地面积为3830m2,分成2块,其中湿地一面积为1250m2,此湿地主要用于深度处理湖泊蒸发渗漏补水,设计处理量为0.1万m3/d,设计补水负荷为0.8m3/(m2·d)。湿地二主要循环处理净化景观湖水,设计循环处理量为0.3万m3/d,设计补水负荷为1.16m3/(m2·d)。污水经过植物池的过滤、吸附、生物降解后经过收集管排出,在植物池内种植适合深圳气候的各种109中国农村水利水电·2011年第9期水生湿生植物,如芦苇、风车草、芦荻、再力花、香根草、纸莎草、美人蕉等。臭氧灭藻系统对富营养化的湖泊水污染治理有直接效果。目前主要的灭藻工艺有臭氧灭藻、紫外线灭藻、化学药剂灭藻,主要在其他处理设施的出水进行灭活处理,杀死藻类芽孢,抑制藻类生长。深圳市福田河综合整治工程中的人工滞洪区由于其特殊的地理位置和其作为景观休闲娱乐场所,其安全性和生态系统的平衡是最关键的,因此采用灭藻效果好,无二次污染,有成功实例的臭氧进行灭藻。为了提高臭氧灭藻效率和结合藻类繁殖规律确定灭活周期,藻类灭活周期选2.5d,处理规模为1.5万m3/d。设计臭氧投加量为3mg/L,采用微孔曝气投加,臭氧吸收率90%,臭氧接触时间15min,接触池有效容积225m3。尾气经尾气破坏器处理后排空,将臭氧对环境的影响减少到最低程度。3防渗技术根据地勘报告,人工滞洪区的湖底主要以中粗砂及砾砂为主,渗水非常严重,因此湖底必须采用防渗措施。目前湖底防渗技术主要有:黏土防渗、膨润土防渗、土工膜防渗、混凝土防渗等。为了保证人工滞洪区的生态系统,通过各方案比较,深圳市福田河综合整治工程中的人工滞洪区的湖底最终选择了铺设黏土进行防渗。铺设的黏