江河流域农业面源污染综合治理项目初步设计.docx
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江河流域农业面源污染综合治理项目初步设计
1总论
1.1项目概况
1.1.1项目名称
xx江流域农业面源污染综合治理试点项目EPC设计、采购、施工总承包。
1.1.2工程地点
项目布局在xx江流域xx镇的xx村、xx村、xx村、xx村、xx村、xx村、xx湖村7个村。
1.1.3主要建设内容
重点建设农田面源污染防治工程、水产养殖污染减排工程、畜禽养殖污染治理工程、地表径流污水净化利用工程等四大主体工程和其他配套工程。
1.1.4建设目标
总体目标:
从流域面源污染防治出发,通过试点项目实施,将沱江流域建成洞庭湖平原区典型流域农业面源污染综合防治示范区,形成可行的农业面源污染防治工程技术和应用模式,为在洞庭湖流域全面实施农业面源污染治理提供示范样板和经验。
具体目标:
示范区土地面积2.70万亩,通过项目实施,示范区内的化肥农药减量20%以上,畜禽粪污、生活污水处理利用率达到90%以上,水产养殖废水废物实现循环利用,化学需氧量(COD)、总氮和总磷排放量分别减少40%、
30%和30%以上。
1.2设计依据
(1)国家有关部门关于建筑工程设计的法律法规及规范;
(2)xx省发展和改革委员会、xx省农业委员会《关于转发下达我省农业环境突出问题治理试点项目2017年中央预算内投资计划的通知》(湘发改投资
[2017]489号);
(3)《xx省建筑标准设计建筑做法说明》;
(4)建设单位提供的项目区总图、地形图及场区的现状图等相关资料;
(5)建筑、市政、水利、园林等相关专业的概(预)算定额;
(6)建设单位的设计任务书或设计要求。
1.3设计原则
(1)秉承履行最新的农业环保治理理念,遵循生态、循环、高效、低成本原则;
(2)严格执行有关环境保护的各项政策和法规,工艺流程合理有效,确保各项指标达到预期目标;
(3)布置紧凑合理,充分利用空间;
(4)采用技术成熟、运行可靠、投资节省的新工艺、新技术、新材料和新设备,在严格达标的情况下,做到投资少、运行费用低;
(5)符合环保节能要求,采用低能耗、低噪声的优质名牌产品和节能动力设备,降低系统运行成本,取得良好的经济效益;
(6)工程平面布置符合项目区总体布置,并与周围环境相协调。
1.4建设条件
1.4.1灌排条件
项目区处于沱江流域,主要灌排河流有南茅运河、沱江,农田内池塘、沟叉较多,排灌渠道较为完善,有电排站2座。
1.4.2供电条件
项目区处在xx镇的7个行政村,主要建设内容围绕现有沟渠、农田、塘、养殖场等进行改造建设,这些设施附近均有可靠的供电设施。
1.4.3区位交通
项目区位于益阳市南县中部,距离南县县城24km。
省道S204穿过项目区。
内部主要道路:
区内有7个行政村,村内硬化道路交错成网,农田内生产路、机耕路通达率100%。
1.5设计范围
设计范围包括初步设计说明、设计图纸及初步设计概算。
按照项目实施方案及项目区现场踏勘情况确定本项目的设计内容。
设计内容包括农田面源污染防治工程、水产养殖污染减排工程、畜禽养殖污染治理工程/地表径流污水净化利用工程和其他配套工程等在内的各个单项工程设计,以及配套的仪器设备、设施购置。
1.6设计重点
1.6.1污染治理的布局与措施
项目区总面积2.70万亩,面源污染呈现来源广、范围大、分散性强、随机性强的特点,主要污染类型包括有机物(COD、有机氮、有机磷等)、营养盐(氨氮、硝态氮、磷酸盐等)等,不同地方的主要污染来源(农田面源污染、水产养殖污染、畜禽养殖污染、地表径流污水等)不同。
如何对项目区内农业面源产生的主要污染源进行定量分析,并根据分析结果针对污染严重程度进行污染防治措施布局是本设计的重点。
本设计方案以农田面源污染、水产养殖污染、畜禽养殖污染、地表径流污染等污染源产生的TN、TP、COD三类污染物进行细化定量分析(详见第二章)。
得出项目区的面源污染治理重点,因此在后面的设计方案中可以有针对性的对项目区不同类型面源污染进行治理。
1.6.2水生植物的选择和搭配
在本项目区的面源污染治理工程中,用到了大量的生态环保工程,如农田面源污染防治工程中的生态拦截渠、人工浮岛的建设、畜禽养殖污染治理工程和地表径流污水净化利用工程中的人工湿地建设等,这其中都需要用到大量的水生植物。
在水生植物的选择上,有以下几个重点:
(1)针对不同的污染物种类合理搭配植物。
例如吸附P素能力强的有水芹、菖蒲、绿狐尾藻、灯芯草等,吸附N素能力强的有茭白、水芹、绿狐尾藻、菖蒲等,对COD消纳能力强的有绿狐尾藻、美人蕉等。
以农田面源污染为例,它的主要污染物是P素,所以本工程可以选择菖蒲、水芹进行搭配。
(2)根据植物不同生长特性合理搭配,例如将常绿的水芹与季节性生长的菖蒲、水葱等进行搭配,使本工程的生态处理设施在各个季节都能有处理消纳能力。
(3)尽量使用本地物种。
如水芹、菖蒲等,避免外来入侵物种,如水葫芦、水花生等。
1.6.3工程运行与后期维护
本项目建设地为农村,污染防治设施分布广泛且分散,污染防治设施很难由专业人士进行管理维护,污染防治措施的运行效果难以保证。
所以在项目的设计过程中就要考虑到项目工程的运行和后期的维护。
包括人工湿地的运行、水生植物的管理等。
(1)所有的污染防治措施根据当地地形地势水流方向针对性布置,水处理设施尽可能全部采用无动力自流形式;
(2)本项目中所有污染防治措施类型的选择均要考虑方便后期维护管理因素。
以人工湿地为例,由于潜流人工湿地在运行一段时间后,可能会产生堵塞问题,需要专人清理,因此本项目设计中人工湿地尽可能采用表流人工湿地形式,方便维护管理;
(3)设计好水生植物回收利用场地、设施以及回收利用途径,使这一维护管理过程也能产生经济效益,从而带动水生植物收割管理人员积极性,从而更好的保证本项目生态防治工程长效运行。
1.6.4项目区整体统筹规划
本设计方案根据项目区7个行政村的人口、土地格局以及污染源分布状况等实际情况,进行统一规划,合理布局,设计方案充分考虑了工程的相互衔接与后期运行。
方案所涉及的建筑、结构等工程设计按照相关设计规范严格执行,总平面布置充分考虑现场地形条件,根据自然条件合理布局以使流程流畅,节省工程投资;满足工艺流程顺畅、简洁、合理的前提下,力求布局紧凑,充分注意节省占地。
对项目区各个村的已有相关设施进行确定,拟定正确的设备采购及合理分配计划。
1.7综合技术经济指标
表1.7-1主要综合技术经济指标表
序号
指标
单位
指标值
备注
一
建设规模
1
项目区面积
万亩
2.70
2
农用地面积
万亩
2.35
序号
指标
单位
指标值
备注
3
服务农户数量
户
1761
4
服务农业人口
万人
0.88
二
建设目标
1
化肥、农药减量
%
≥20
2
畜禽粪污处理利用率
%
≥90
3
生活污水处理利用率
%
≥90
4
化学需氧量排放量减低
%
≥40
5
TN、TP排放量降低
%
≥30
三
项目主要建设内容
1
农田面源污染防治工程
1.1
农田生态沟渠
延米
14235.0
1.2
闸门
座
12
1.3
农业投入品收集池
个
380
1.4
生物质收储加工车间
平米
611.8
2
水产养殖污染减排工程
2.1
集约化池塘改造
亩
593
2.2
稻虾田改造
亩
2857.0
2.3
藕塘湿地
亩
192
2.4
水产养殖配套沟渠
延米
4907.1
3
畜禽养殖污染治理工程
3.1
厌氧池
m3
11.6
3.2
基质消纳池
m3
28.1
3.3
人工湿地
m2
427.0
4
地表径流污水净化利用工程
4.1
RF分散式污水处理系统
户
1409
含化粪池、湿地等
4.2
多塘
亩
69.5
多塘改造
5
其他配套工程
5.1
在线监测系统
套
1
含监测房、设备购置
序号
指标
单位
指标值
备注
5.2
宣传牌
个
1
5.3
标志牌
个
380
5.4
垃圾桶
个
705
四
项目总投资
1
工程建设费用
万元
3323.65
2
工程建设其他费用
万元
319.59
3
预备费
万元
100.00
五
资金筹措
1
中央预算内资金
万元
2999.88
2
地方配套资金
万元
743.36
2项目区农业面源污染分析
2.1项目区概况
项目区属于亚热带季风湿润气候类型。
年平均气温16.6℃,降水量1237.7mm,雨日136.3天,蒸发量1236.2mm,气候适宜,非常适合作物生长和发育。
高差不足10米,一马平川,属于典型的平原地形,非常适合机械化生产和作业。
项目区位于省道S204(南茅运河公路)24-30公里碑路段,南茅运河东侧,沱江河西岸,xx镇集镇以南,茅草街镇富春村以北区域,属河湖冲积淤积平原,众水环绕,水乡特色浓郁。
区内环境相对独立,介于沱江和南茅运河之间,区内有两条大的排洪渠、灌渠和其他小的渠道呈网格状分布,从各出水口排出的水汇入排洪渠,排洪渠自西北方向往东南方向流,汇入均和(xx湖)三泵站,经电排排入沱江。
在项目区南茅运河边有2个电排口,可向垸内提水和向垸外排水。
区域土地总面积27091.36亩,其中,农用地23537.08亩、建设用地2508.79
亩、其他土地1045.49亩(详见附表1)。
2015年,区内总人口8805人,1761户,主要以水稻种植、水产养殖为主,基本形成了稻肥、稻虾和稻鱼等种养模式,全年水稻总产量1.54万吨、蔬菜总产量0.62万吨、绿肥总产量1.74万吨、油菜
籽总产量0.04万吨,出产小龙虾682吨、四大家鱼7000吨、龟鳖34吨,全年
实现农林经济总产值5728万元,农民人均纯收入约1.25万元。
全区现有小型生猪养殖户1户,生猪30头;专业禽类养殖户2户,养殖蛋
鸭5500只,根据《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)折算,项目
区畜禽养殖业的生猪当量值为213头。
由本章2.2.5节可知,地表径流是项目区最主要的污染物,根据当地生活污水排放量及《第一次全国污染源普查公报》中的xx省居民生活污水主要污染物排放系数以及xx省畜禽标准排放量等数据,地表径流TP排放量折合约29327头生猪当量TP排放量,项目区符合《典型流域农业面源污染综合治理试点建设项目工作方案》治理的粪污量(包括畜禽粪污以及生活污水等)不小于2万头生猪当量的要求。
2.2项目区农业面源污染解析
本设计方案以每个村落为基本单元,分别针对农田面源污染、水产养殖污染、畜禽养殖污染、地表径流污染产生的TN、TP、COD三类污染物进行细化定量分析。
通过对项目现场的多次勘查和资料收集,得到项目区7个村的土地利用现状及农业基本情况(见附表1和附表2)。
2.2.1农田面源污染物分析
项目区农田面源主要污染物投入总量根据7个村耕地面积以及每亩化肥投入量(折纯量)来计算,主要流失量根据《第一次全国污染源普查公报》农业污染源肥料流失系数手册中的xx省主要肥料流失数据来计算(表2.2-1)。
表2.2-1项目区农田面源主要污染物情况单位:
t/a
区域名称
TN
TP
投入总量
流失量
投入总量
流失量
xx村
123.74
6.19
48.83
3.90
xx湖村
79.14
3.96
31.23
2.50
xx村
143.99
7.20
56.82
4.55
xx村
90.25
4.51
35.61
2.85
xx村
123.00
6.15
48.54
3.88
xx村
74.67
3.73
29.47
2.36
xx村
85.56
4.28
33.76
2.70
合计
720.36
36.02
284.25
22.74
2.2.2水产养殖污染物分析
项目区水产养殖主要污染物排放总量根据7个村水产养殖和稻虾养殖面积及产量来计算,排放总量根据《第一次全国污染源普查公报》中xx省常规水产养殖污染物排放数据进行计算(表2.2-2)。
表2.2-2项目区水产养殖主要污染物排放总量单位:
t/a
区域名称
TN
TP
COD
xx村
5.09
0.99
48.13
xx湖村
6.18
1.20
60.01
xx村
12.34
2.39
119.99
xx村
3.37
0.65
32.07
xx村
4.69
0.91
44.14
xx村
4.17
0.81
40.05
xx村
5.73
1.11
55.97
合计
41.57
8.05
400.34
2.2.3畜禽养殖污染物分析
项目区畜禽养殖以小规模分散型生猪与鸡鸭养殖为主,区内现有主要畜禽养殖户3户,其中生猪养殖户1家,总存栏30头;蛋鸭养殖场2家,分别存栏5000
羽和500羽。
由于项目区其余畜禽散养户较少且分散,因此分散型养殖废水的处理归入到地表径流污水净化利用工程中进行治理,在这里只针对主要畜禽养殖场进行计算(表2.2-3)。
表2.2-3项目区主要畜禽养殖情况
村名
生猪(存栏数)
肉鸭(存栏数)
xx村
-
-
xx湖村
-
-
xx村
-
-
xx村
30
-
xx村
-
-
xx村
-
-
xx村
-
5500
合计
30
5500
项目区规模畜禽养殖污染排放总量根据7个村规模畜禽养殖数量来计算,排放总量根据《第一次全国污染源普查公报》中xx省畜禽标准排放量测算(表2.2-4)。
表2.2-4项目区畜禽养殖主要污染物排放总量单位:
t/a
区域名称
TN
TP
COD
xx村
-
-
-
xx湖村
-
-
-
xx村
-
-
-
xx村
0.20
0.04
1.96
xx村
-
-
-
xx村
0.16
0.70
11.2
xx村
-
-
-
合计
0.36
0.74
13.16
2.2.4地表径流污染物分析
项目区采用分散型生活或养殖废水的生态治理模式,即生活污水与分散型的畜禽养殖污染结合在一起共同治理。
根据当地生活污水排放量及《第一次全国污染源普查公报》中的xx省居民生活污水主要污染物排放系数以及xx省畜禽标准排放量等数据。
计算出每年通过地表径流排放的主要污染物排放量(表2.2-5)。
表2.2-5项目区主要污染物地表径流排放总量单位:
t/a
区域名称
TN
TP
COD
xx村
24.14
5.43
228.08
xx湖村
15.44
3.47
145.87
xx村
28.10
6.32
265.49
xx村
17.65
3.97
166.69
xx村
24.00
5.40
226.72
xx村
14.56
3.28
137.57
xx村
16.69
3.75
157.64
合计
140.59
31.62
1328.06
2.2.5农业面源主要污染物排放特征分析
由表2.2-1至表2.2-5可以得到项目区主要污染物来源特征(表2.2-6)。
由表
2.2-6可知:
(1)来源于地表径流的TN、TP、COD占比分别为64.33%、50.07%和76.26%,是农业面源污染物排放最主要的方式,而其中农村居民生活污水又是地表径流最主要的污染物贡献来源,因此应着重加强生活污水的污染治理措施设计量。
(2)水产养殖是项目区支柱产业之一,且为当地大力推广的特色产业,稻虾养殖面积也逐年增加。
水产养殖产生的污染物排放量占据总排放量的一定的比例,且没有很好的污染治理措施,项目区坑塘水面的水质情况不容乐观,加强这方面的治理刻不容缓。
(3)农田面源产生的TP占比超过1/3,是TP排放的第二大重要形式,且由于项目区农田分布广,范围大,农田施肥阶段正好是项目区降雨较多的时候,农田养分极易随着雨水流失,影响下游的水体环境,因此也应该对这一污染来源加以重视,设计农田面源污染治理措施时应选择对P素吸收效果好的湿地植物。
(4)项目区畜禽养殖数量较少,因此污染物排放量相比其他几个污染源相对较少。
但由于畜禽养殖场的畜禽粪污没有很好的处理措施,污染物随着降雨径流流向附近水域,易造成附近水域的富营养化。
表2.2-6项目区主要污染物来源特征
来源
TN
TP
COD
排放总量
(t/a)
占比
(%)
排放总量
(t/a)
占比(%)
排放总量
(t/a)
占比
(%)
农田面源
36.02
16.48
22.74
36.01
0.00
0.00
水产养殖
41.57
19.02
8.05
12.75
400.34
22.99
畜禽养殖
0.36
0.16
0.74
1.17
13.16
0.76
地表径流
140.59
64.33
31.62
50.07
1328.06
76.26
合计
218.54
100.00
63.15
100.00
1741.56
100.00
综上所述,地表径流和水产养殖是项目区农业面源污染中最重要的污染源,因此本工程设计重点是对地表径流(主要是生活污水)和水产养殖的治理。
3总平面设计
3.1设计依据
(1)项目区涉及到村庄的总体规划;
(2)建设单位提供的项目区地形图;
(3)1985年国家高程基准。
3.2项目区现状概述
项目区位于益阳市南县xx镇,涉及到xx村、xx村、xx村、xx村、xx村、xx村、xx湖村7个行政村,均处于沱江流域内。
3.2.1项目区范围
项目区位于位于省道S204(南茅运河公路)24-30公里碑路段,南茅运河东侧,沱江河西岸,xx镇集镇以南,茅草街镇富春村以北区域,属河湖冲积淤积平原,众水环绕,水乡特色浓郁。
现有农用地面积2.35万亩,池塘、湖泊4100余亩。
3.2.2道路交通、排灌渠系情况
(1)对外主要交通道路:
项目区位于益阳市南县中部,距离南县县城24km。
省道S204穿过项目区。
区内有7个行政村,村内硬化道路交错成网,农田内生产路、机耕路通达率100%。
(2)项目区60%的农田已经完成高标准良田建设,排灌渠系、灌溉水源等农田设施完善,有部分渠系存在淤积、池壁破损的情况。
农田内排水经田间土沟排至灌渠,后流经主干渠,最后通过电排口排入沱江。
3.2.3农业生产与农村建设情况
(1)项目区有农用地2.35万亩,其中水田14719亩,旱地4081亩,农业发展基础较好。
但是由于农田化肥、农药用量大,易随雨水进入水体。
同时,缺少沟、闸门缓冲等农田设施,氮磷养分径流流失直接进入水体,给水环境带来严重危害。
故需要配套建设农田生态沟和闸门等工程设施。
(2)项目区涉及农户1761户,人口8805人,居住房屋建筑良好。
大部分住户有独立卫生间,但配套的化粪池建设不够规范,居民生活污水一般直排进入
周围环境,对周围环境污染严重。
(3)区内各类精养鱼池4110亩,稻虾共生养殖面积4548亩,年产鱼类
6924.50吨、小龙虾682吨,产量相对较高,但由于水产养殖带来的污染问题同样突出。
这些养殖废水不经处理对外排放,导致水域富营养化,对水资源及水环境造成一定程度的伤害。
因此,寻求一种可持续的、“绿色”的水产养殖模式,加强养殖水处理显得尤为重要。
(4)区内现有三个规模化的畜禽养殖场,包括一个生猪养殖场(存栏30
头)和两个肉鸭养殖场(存栏5000和500羽),数量相对较少,但由于缺少相应的治理技术,对畜禽养殖场附近的区域环境影响较大。
3.3项目区工程总平面规划布置
项目各项建设内容各村工程建设布局见表3.3-1。
项目区总体工程布置详见设计图纸3679CB-1-HS-1。
表3.3-1各村工程建设布局
序号
工程名称
陈子
湖村
xx
湖村
xx
村
xx
村
xx
村
xx
村
xx
村
1
农田面源污染防
治工程
●
●
●
●
●
●
●
2
水产养殖污染减
排工程
●
●
●
●
●
3
畜禽养殖污染治
理工程
●
●
●
4
地表径流污水净
化利用工程
●
●
●
●
●
●
●
5
在线监测工程
●
3.3.1农田面源污染防治工程布置
农田面源污染防治工程主要是整合南县农业局现有测土配方施肥项目、统防统治项目、农作物病虫害绿色防控等项目,在源头上减肥控药,同时搭配生态沟渠、生态浮岛、闸门的建设以及生物质的资源化利用。
在大幅度降低农田氮磷排
放对下游水体的环境影响的同时,将污染物变废为宝,提高了氮磷的循环利用率。
生态沟渠主要设置在xx村、xx村、xx村和xx村,包括生态浮岛、生态浮床以及生态拦截沟渠的建设等。
生物质收储加工车间位于xx村,根据当地实际情况及交通便利程度而定。
3.3.2水产养殖污染减排工程布置
水产养殖污染减排工程主要布设在xx村、xx村、xx湖村、xx村和xx村。
主要工程包括养殖池塘改造、藕塘湿地建设、稻虾田改造和水产养殖配套沟渠建设。
养殖池塘改造和湿地建设主要是对原有池塘进行生态化改造,布设生态浮床和种植水生植物等,通过改造集约化养殖池塘、修建生态湿地并与附近生态沟渠
(改造后)串联,采用一次动力提水(水泵),依次顺流的方法,形成整套循环系统,降低水产养殖对下游的污染。
稻虾田改造主要是根据“稻虾”共生理论,对养虾稻田进行改造,包括稻田四周的环沟和中间的畦沟清淤提质改造、防逃网的新建和加固等。
3.3.3畜禽养殖污染治理工程布置
畜禽养殖污染治理工程主要布置在xx村的两个养鸭场(存栏5000羽和存
栏500羽)、xx村的养猪场(存栏30头)以及xx村的废弃养猪场(原存栏
2000头,现已搬迁)。
5000羽蛋鸭的养殖场的畜禽污染主要采用基质消纳池+三级人工湿地组合处理工艺净化进行处理。
500羽蛋鸭的养殖场的畜禽污染主要采用基质消纳池+单级人工湿地组合处理工艺净化进行处理。
30头存栏生猪的养殖场的畜禽污染主要采用厌氧池+基质消纳池+三级人工湿地组合处理工艺净化进行处理。
废弃养猪场(原存栏2000头,现已搬迁)主要是对附近由于畜禽养殖污染的池塘进行生态改造,建成生态塘。
3.3.4地表径流污水净化利用工程布置
地表径流污水净化利用工程在7个村均有建设(各村具体哪户
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- 江河 流域 农业 污染 综合治理 项目 初步设计