城市河湖一体化水环境治理技术研究与实践

本书针对我国城市化进程中的河湖水环境问题，全面系统梳理国内外城市河湖水环境治理的理论、技术及实践应用。主要内容包括城市化进程中的河湖健康，河湖水环境污染现状及影响，河湖水环境污染机理及过程，当前河湖一体化水环境治理的思路、管理、关键技术，以及国内外受污染水体治理案例、不同类型受污染水体治理思路与实践应用等。本书可供从事环境科学与工程、市政工程、水利工程、环境规划与管理、水资源保护与利用、水污染防治、水生态治理修复等方面工作的研究人员、管理人员阅读，也可供相关专业高等院校师生参考。

序

前言

上篇 现状与机理

第1章 城市化进程与河湖关系3

1.1 城市的形成与发展3

1.1.1 城市的形成与城市化3

1.1.2 城市化发展进程与河湖变迁6

1.1.3 城市发展中河湖主要改造措施14

1.2 城市化对河湖健康演变的影响22

1.2.1 河湖健康的定义22

1.2.2 河湖健康演变23

1.2.3 城市化发展对河湖健康演变的影响24

1.3 城市化发展中河湖健康演变的影响及认识29

1.3.1 自然状态下河湖健康演变的制约因素30

1.3.2 城市化发展下河湖健康演变的影响因素分析31

1.3.3 城市化发展下河湖健康演变的相关概念33

参考文献39

第2章 城市河湖水环境污染现状42

2.1 城市河湖水环境主要污染类型及分布规律42

2.1.1 城市河湖水环境污染类型42

2.1.2 城市河湖水环境污染物迁移过程及分布规律45

2.2 城市河湖水环境污染特性与质量评价48

2.2.1 城市河湖水环境污染特性48

2.2.2 城市河湖水环境质量评价50

2.3 城市河湖水环境的污染现状54

2.3.1 国外城市河湖水环境污染现状54

2.3.2 我国城市河湖水环境污染现状55

2.4 城市河湖水环境污染的途径59

2.4.1 点源污染60

2.4.2 面源污染61

2.4.3 内源污染62

2.5 城市河湖水环境的主要问题63

2.5.1 城市水资源短缺问题63

2.5.2 城市河湖水环境生态功能退化64

2.5.3 城市河湖水环境水体的复合污染态势65

2.5.4 水体黑臭对城市环境的影响66

2.6 城市河湖水环境污染的影响67

2.6.1 水环境污染对城市发展的影响67

2.6.2 水环境污染对城市水系的影响68

2.6.3 水环境污染对城市河湖水环境管理的影响71

2.6.4 水环境污染对城市生态文明建设的影响72

参考文献73

第3章 城市河湖水环境污染机理与过程75

3.1 城市河湖水环境的主要污染物来源75

3.1.1 城市生活污水75

3.1.2 城市工业废水75

3.1.3 畜禽粪便及水产养殖78

3.1.4 城市地表径流79

3.1.5 河湖滨水垃圾81

3.2 城市河湖水环境有机化合物污染机理82

3.2.1 有机化合物的分配理论82

3.2.2 有机化合物的降解86

3.2.3 城市河湖有机化合物污染估算90

3.3 城市河湖水环境重金属污染机理92

3.3.1 重金属在水环境中的存在形式93

3.3.2 底泥重金属的赋存形态与生物有效性94

3.3.3 重金属的吸附-释放过程98

3.4 城市河湖水环境营养盐污染机理99

3.4.1 营养盐的赋存形态99

3.4.2 营养盐的累积和分布105

3.4.3 营养盐的吸附-释放过程108

3.5 城市河湖水环境黑臭水体分析110

3.5.1 城市河湖水环境黑臭水体问题分析110

3.5.2 城市河湖水环境黑臭水体评价和判定方法113

3.5.3 城市河湖水环境黑臭水体的成因分析114

3.5.4 城市河湖水环境黑臭水体的危害117

参考文献118

中篇 技术与方法

第4章 城市河湖一体化水环境治理思路与管理125

4.1 城市河湖一体化水环境治理概念125

4.2 城市河湖一体化水环境治理目标、原则与思路129

4.2.1 城市河湖一体化水环境治理目标129

4.2.2 城市河湖一体化水环境治理原则130

4.2.3 城市河湖一体化水环境治理思路131

4.2.4 城市河湖一体化水环境治理工作程序134

4.3 城市河湖一体化水环境治理技术体系135

4.3.1 城市河湖一体化水环境治理技术路线135

4.3.2 城市河湖一体化水环境治理工程体系136

4.4 城市河湖水环境管理制度与体系138

4.4.1 我国城市河湖水环境管理制度138

4.4.2 我国河湖水环境管理体系138

4.5 大数据背景下的城市河湖管理142

4.5.1 流域水环境大数据平台构建理念与机制142

4.5.2 流域水环境大数据平台建设143

4.5.3 城市河湖水环境治理“污联网”监管系统146

参考文献148

第5章 城市河湖一体化水环境治理关键技术150

5.1 城市河湖水环境治理关键问题及技术框架150

5.1.1 城市河湖水环境治理关键问题150

5.1.2 城市河湖一体化水环境治理技术框架151

5.2 城市河湖一体化水环境治理截污堵源关键技术152

5.2.1 堵源（外源控制）技术体系152

5.2.2 非点源（面源）污染控制技术153

5.2.3 点源污染控制技术165

5.2.4 截污技术169

5.3 城市河湖一体化水环境综合内源污染控制关键技术174

5.3.1 内源污染控制技术体系174

5.3.2 底泥清淤疏浚工程技术176

5.3.3 底泥原位修复工程技术181

5.3.4 清淤淤泥的处理与处置184

5.3.5 水生植物残体清理技术191

5.4 城市河湖一体化水环境治理水质净化关键技术195

5.4.1 净水（水质改善）技术体系195

5.4.2 人工曝气增氧技术197

5.4.3 旁路治理技术204

5.4.4 物化水质提升技术212

5.5 城市河湖一体化水环境治理活水补水关键技术216

5.5.1 活水（生态引流）技术体系216

5.5.2 水力调控技术218

5.5.3 生态活水技术224

5.5.4 生态补水技术229

5.6 城市河湖一体化水环境治理生态修复关键技术235

5.6.1 生态修复技术体系235

5.6.2 岸带、河道护坡修复技术237

5.6.3 人工浮岛技术242

5.6.4 水生生物修复技术244

5.6.5 河湖生态系统仿真技术256

5.7 城市河湖一体化水环境治理管理技术258

5.7.1 水质目标管理技术258

5.7.2 水质安全评估与预警技术263

5.7.3 水环境数值模拟与预测技术276

5.7.4 水环境管理的智慧决策技术281

参考文献283

下篇 实践与应用

第6章 国内外典型城市河湖综合治理案例291

6.1 国外典型城市河湖综合治理案例291

6.1.1 泰晤士河治理291

6.1.2 莱茵河治理294

6.1.3 美国密西西比河流域生态健康修复296

6.1.4 多瑙河的修复与治理301

6.1.5 德国伊萨尔河的自然化修复305

6.1.6 韩国清溪川流域综合治理307

6.1.7 日本鸭川治理310

6.1.8 日本斧川河道整治311

6.2 我国典型城市河湖综合治理案例313

6.2.1 上海市苏州河治理313

6.2.2 滇池治理320

6.2.3 浙江省“五水共治”325

6.2.4 博斯腾湖治理331

6.2.5 福州市金山片区水系综合治理334

6.2.6 福州市鼓台片区PPP黑臭河道治理337

6.2.7 台湾省大沟溪生态治水338

6.2.8 扬州市小运河黑臭水体整治339

6.2.9 宿迁市马陵河黑臭水体整治341

6.2.10 北京市马草河综合治理343

6.3 国内外河湖其他治理措施344

6.3.1 日本琵琶湖“四个保水”治理措施344

6.3.2 欧洲康士坦茨湖跨区域合作治理345

6.3.3 德国埃姆舍河水生态治理与修复345

6.3.4 杭州市西湖打造中国最美湖泊345

6.3.5 深圳市宝安区治水八策346

6.4 河湖水环境治理案例的启示347

参考文献349

第7章 平原河网区城市河湖水环境综合治理案例352

7.1 阜阳城区水系综合整治项目353

7.1.1 阜阳城区水系综合整治项目基本概况353

7.1.2 阜阳城区治理前水环境及问题357

7.1.3 阜阳城区水系整治主要问题及需求分析367

7.1.4 阜阳城区水系综合治理设计目标与原则369

7.1.5 阜阳城区水系综合治理设计方案370

7.1.6 建设及运行效果398

7.1.7 工程后期运行维护及管理398

7.2 铜陵市黑砂河综合整治项目400

7.2.1 铜陵市黑砂河流域基本概况400

7.2.2 黑砂河治理前水环境及问题400

7.2.3 黑砂河的问题与需求分析403

7.2.4 黑砂河治理的设计目标与原则405

7.2.5 黑砂河流域综合治理设计方案406

7.2.6 黑砂河治理工程建设及运行效果413

7.2.7 黑砂河流域治理工程后期运行维护与管理415

7.3 合肥市滨湖新区塘西河水质治理工程416

7.3.1 塘西河水质治理工程项目基本概况416

7.3.2 塘西河治理前水环境及问题417

7.3.3 塘西河水质治理工程的问题与需求分析420

7.3.4 塘西河水质治理工程的设计目标与原则421

7.3.5 塘西河水质治理工程设计方案422

7.3.6 塘西河水质治理工程建设及运行效果427

7.3.7 塘西河河道治理工程后期运行维护及管理428

7.4 合肥市许小河水质应急提升项目429

7.4.1 许小河水质应急提升项目基本概况429

7.4.2 许小河治理前水环境问题430

7.4.3 许小河的问题与需求分析430

7.4.4 许小河水质提升设计目标与原则430

7.4.5 许小河水质提升设计方案430

7.4.6 许小河水质提升工程建设及运行效果433

7.4.7 许小河水质提升工程后期运行维护及管理434

参考文献435

第8章 西南山区城市河湖水环境综合治理案例437

8.1 贵阳市南明河流域综合治理项目438

8.1.1 南明河流域综合治理项目基本概况438

8.1.2 南明河治理前的水环境及问题440

8.1.3 南明河综合治理问题与需求分析445

8.1.4 南明河综合治理的设计目标与原则445

8.1.5 南明河流域综合治理设计方案446

8.1.6 南明河流域综合治理建设及运行效果459

8.1.7 南明河流域综合治理后期运行维护及管理462

8.2 大理市洱海环湖截污工程463

8.2.1 洱海环湖截污工程项目基本概况463

8.2.2 洱海治理前的水环境及问题463

8.2.3 洱海水环境问题与需求分析467

8.2.4 洱海环湖截污工程设计目标与原则468

8.2.5 洱海环湖截污工程治理设计方案469

8.2.6 洱海环湖截污工程建设及运行效果477

8.2.7 洱海环湖截污工程后期运行维护及管理478

参考文献479

第9章 滨海平原区城市河湖水环境综合治理案例480

9.1 海口市城市水体水环境综合治理PPP项目总体概况481

9.1.1 海口市城市水体流域概况481

9.1.2 资源分布481

9.1.3 社会经济概况482

9.1.4 水文基础资料482

9.1.5 海口市城市水体水环境及治理目标483

9.1.6 总体治理思路、工程任务、设计原则484

9.1.7 海口市城市水环境综合治理工程总体设计方案487

9.1.8 工程实施后的运行维护及管理488

9.2 鸭尾溪-白沙河-五西路排洪沟水环境综合治理工程492

9.2.1 鸭尾溪-白沙河-五西路排洪沟水环境治理项目区概况492

9.2.2 鸭尾溪-白沙河-五西路排洪沟水环境情况492

9.2.3 鸭尾溪-白沙河-五西路排洪沟水环境问题与需求分析494

9.2.4 鸭尾溪-白沙河-五西路排洪沟水环境治理设计目标495

9.2.5 鸭尾溪-白沙河-五西路排洪沟水环境治理方案496

9.2.6 鸭尾溪-白沙河-五西路排洪沟水环境治理效益评价507

9.3 外沙河水环境综合治理工程507

9.3.1 外沙河流域概况507

9.3.2 外沙河水环境507

9.3.3 外沙河水环境综合治理工程的问题与需求分析508

9.3.4 外沙河水环境治理目标508

9.3.5 外沙河水环境治理方案508

9.4 板桥溪水环境综合治理工程516

9.4.1 板桥溪流域概况516

9.4.2 板桥溪水环境517

9.4.3 板桥溪水环境综合治理工程的问题与需求分析518

9.4.4 板桥溪水环境治理目标519

9.4.5 板桥溪水环境治理方案519

9.5 海甸溪水环境综合治理工程526

9.5.1 海甸溪流域概况526

9.5.2 海甸溪水环境526

9.5.3 海甸溪水环境治理工程问题与需求分析528

9.5.4 海甸溪水环境治理方案529

9.6 横沟河水环境综合治理工程532

9.6.1 横沟河概况532

9.6.2 横沟河水环境532

9.6.3 横沟河水环境综合治理工程的问题与需求分析533

9.6.4 横沟河水环境治理目标533

9.6.5 横沟河水环境治理方案533

9.7 仙月仙河水环境综合治理工程535

9.7.1 仙月仙河水系概况535

9.7.2 仙月仙河水环境535

9.7.3 仙月仙河水环境综合治理工程的问题与需求分析538

9.7.4 仙月仙河水环境治理目标539

9.7.5 仙月仙河水环境治理方案539

9.8 丘海湖、东坡湖水环境综合治理工程544

9.8.1 丘海湖、东坡湖基本情况544

9.8.2 丘海湖及东坡湖水环境情况545

9.8.3 丘海湖、东坡湖水环境综合治理工程的问题与需求分析546

9.8.4 丘海湖、东坡湖水环境治理目标547

9.8.5 丘海湖、东坡湖水环境治理方案547

参考文献555

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