水质净化生态技术项目可行性报告

项目名称：引进河道内并联水路多级强化水质净化生态技术
申请单位：**市水利规划设计研究院
项目负责人：黄炳斌
联系人： 尚彩霞
联系电话： (此处可能涉及隐私号码/数字)
E-mail： caixshang@163.com
单位地址：**市海淀区车公庄西路21号
邮政编码：100048
归口单位：**市水务局
申请日期：2009年5月28日
水利部“948”项目管理办公室制
2009年5月 28 日
填 写 说 明
1. 该报告按照所提供的格式用计算机填写，2. 字体采用仿宋体，3. 字号为小四号，4. 用A4纸打印。
5. 承担单位名6. 称须填写全称，7. 并与单位公章一致。封面加盖公章。
8. 归口单位为负责审定所属各单位申请项目，9. 并统筹向科技计划主管部门申报的单位。部直属科研院所、企事业单位可直接申报，10. 流域机构所属科研单位通过委科技部门申报，11. 地方科研单位通过地方水利厅（水务局）申报。
12. 对于有引进内容的项目要详细填写引进的设备13. 、仪器、技术、软件、专利、引进的国别、技术持有单位、规格、数量等内容；没有引进内容的项目则不14. 必填写上述内容。
15. 聘请外国专家和出国培训、考察经费应依据国家有关外事规定核算，16. 写出测算依据。
17. 国外设备18. （产品）购置费指19. 从国外购买设备20. 、仪器、技术、专利、软件等产品的费用。
21. 经费预算须遵照《水利部中央级项目支出预算管理细则》要求填写。
22. 项目执行期限原则上不23. 超过3年。
24. 该报告必须实事求是逐项填写，25. 表达要明确、严谨。凡不26. 符合资助范围，27. 项目内容不28. 具体、目标29. 不30. 明确，31. 填写内容不32. 全，33. 文字不34. 通，35. 手续不36. 完备37. 的可行性研究报告，38. 不39. 予受理。
40. 该报告书面材料一式六份，41. 报送水利部“948”项目管理办公室，42. 电子版通过网上申报上传。书面材料寄至**市海淀区玉渊潭南路3号C座 水利部科技推广中心  水利部“948项目管理办公室  (邮编100038)

 
项目基本信息表   
项目名称 引进河道内并联水路多级强化水质净化生态技术 所属专业 环境保护与生态建设   
项目类型  应用基础 社会公益 技术开发 技术引进 推广转化   
     ü    
申请单位 **水利规划设计研究院 邮政编码 100048   
通讯地址 **市海淀区车公庄西路21号   
单位属性 □科研机构  þ设计单位   □大专院校   □企事业     □其它   
项目负责人  姓名 黄炳斌 性别 男 出生年月 1971年12月   
  职务 副总工 职称 高工 专业 水环境与水生态   
  身份证 (此处可能涉及隐私号码/数字) 联系电话 (此处可能涉及隐私号码/数字)   
  单位 **水利规划设计研究院 手机 13391766979   
项目联系人  姓名 尚彩霞 传真 (此处可能涉及隐私号码/数字) 联系电话 (此处可能涉及隐私号码/数字)   
  E-mail caixshang@163.com 手机 13681140520   
归口单位 **市水务局 协作单位 中国水利水电科学研究院   
项目内容及
解决主要问题 工程项目在永定河三家店～京原路河段建设水质改善生态修复示范工程。
工程沿河道长（600+400）m，核心工作区沿河流方向依次分别设计（1）预处理前置单元段；（2）河道水质强化净化生态处理单元段；（3）河道生态系统恢复单元段。
主要目标为改善河流水质和恢复河流水生态环境。   
预期成果 （1）沿永定河三家店～京原路河段建设生态修复工程1km；
（2）以污水处理厂退水为处理对象，该工程出水对总氮的去除效率为30%-50%，总磷的去除率超过30%。   
引进内容
（国别、技术持有单位、型号、数量等） 1、《河道内并联水路多级强化水质净化生态技术》
2、中国水利水电科学研究院
3、-
4、1套 引进
经费    76万元   
出国培训     人 国家  天数  经费      万元   
邀请外国专家    人 国籍  天数  经费      万元   
执行周期 24月 示范地点或依托工程 永定河三家店～京原路河段   
总经费  万元  其中  国拨经费 98万元   
      自筹经费 108万元   
1、 项目的必要性、先进性、解决的关键问题及目的意义
1、项目的必要性
永定河是海河水系最大的一条支流，是**的母亲河，是中华文明的重要发祥地，孕育了**深厚的文化底蕴和独特的人文资源。根据**城市总体规划，永定河定位为京西绿色生态走廊，城市西南的生态屏障。目前永定河三家店以下河段常年断流，河道生态系统严重退化，在石电灰管桥～京原路段河道两侧仍有高井和中门寺沟污水入河。改善河道水景，恢复河道生态水环境，建立西南生态屏障和水岸经济是亟待解决的问题。由于永定河是**重要的水源地和地下水补给区，为实现永定河的生态功能、防洪功能和水源保护功能，亟需对入河污水和河道内污水进行处理。由于河道两侧用的十分紧张，加上无用电设施，只能采用占地相对较少，维护管理均比较方便的技术。《河道内并联水路多级强化水质净化生态技术》是一种投资少、占地小、维护和管理均较为方便的生态水处理技术，其应用范围较广，适合永定河河道断面形式和水文情势，以及河流水质特点和水质改善要求，推广价值大。通过引进该技术，并加以消化吸收，形成适合永定河河道生态修复的适宜原位水质净化处理技术，将有助于实现水质改善和河流生态修复的目标，确保**城市总体规划中永定河河道功能定位实现。
2、项目的先进性
《河道内并联水路多级强化水质净化生态技术》充分考虑河道特征、水文情势、堤防布置、河道景观等因素，结合河流水环境特征，突破河道断面构建技术、河道生态水力模拟技术，河道形态和河床形态优化技术，形成适宜的河道水流形态和多样化的生物栖息地环境，构建切实可行的生态河道构建关键技术，促进河流水环境整体改善和水生态系统恢复。
同时，该技术将有效性、适用性、经济性和长效性相统一，提出纳污河流生态修复技术体系, 为形成河流水环境治理与生态修复修复的完整技术体系和整体解决方案提供技术支撑，推动河流水生态恢复、水质改善，促进流域水环境保护和水生态系统建设。
3、解决的关键问题
该技术充分考虑河道、河流特征和景观等因素，将技术的有效性、适用性、经济性和长效性高度统一，能有效改善水质，提高水环境质量，恢复河流水生态环境。
4、目的意义
《河道内并联水路多级强化水质净化生态技术》是一种针对河道内水质净化的生态技术，以水量和流态的优化调节为基础，以生态水质净化为主导，通过多级水质净化程序实现河道内污水净化，对纳污河道水环境质量整体改善和城市河流生态系统修复有显著效果。
该技术突破河道纵横断面构建型式、水流流态设计、生态护槽护岸材料等关键技术，工程项目的实施，可以为北方城市河流水环境治理与生态修复修复的完整技术体系和整体解决方案提供技术支撑，推动北方城市河流水生态恢复、水质改善，促进流域水环境保护和水生态系统建设。   
2、 国内外同3、 类技术概况、水平及发展趋势
随着人们对水环境和生态系统保护意识的增强以及人与自然和谐发展概念的提出，利用生态工程技术进行水环境改善和生态系统修得已经得到越来越广泛的共识。
当前利用生态工程技术进行水环境改善和生态系统修复已经成为一种趋势，尤其在欧美等发达国家，在这一领域的研究及工程实践方面已经取得了一些成果。
1、水质改善技术国内外研究现状
水质改善技术领域，国内外目前均取得了一定成果，其中相对比较成熟的技术有以下几类：
（1）河道曝气增氧
河道曝气技术是根据河道水体受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气或氧气，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，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，从而改善河流的水质。河道水体人工曝气复氧是一种有效的河流生物-生态修复技术，曝气复氧对消除水体黑臭的良好效果已被国内一些实验室试验及河流曝气中试所证实。对于长期处于缺氧状态的黑臭河流，要使水生态系统恢复到正常状态一般需要一个长期的过程，水体曝气复氧有助于加快这一过程。由于河道曝气复氧具有见效快、效果好、投资与运行费用相对较低的特点，已成为一些发达国家如美国、德国、法国、英国及中等发达国家与地区如韩国、香港等在中小型污染河流污染治理经常采用的方法。根据需曝气河道水质改善的要求、河道条件、河段功能、污染特征等的不同，河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。当河道较浅，没有航运功能要求或景观要求，主要针对短时间的冲击污染负荷时，一般采用机械曝气方式，即将叶轮式、水车式或浮桶式等机械曝气设备直接固定或悬浮安装在河道中对水体进行曝气，以增加水体中的溶解氧。我国在河道治理中多采用机械曝气形式。此外还有射流曝气和水力曝气等多种形式。移动式充氧平台是在需要曝气增氧的河段上设置的不影响河道航运功能，并且可以自由移动的曝气增氧设施。国外报道较多的是曝气船。这种曝气形式的突出优点，可以根据曝气河道水质改善的程度，机动灵活地调整曝气船的运行，从而达到经济、高效的目的。德国在Saar河、英国在Thames河口、澳大利亚在Swan河的治理中均采用了这种方式，国内在苏州河治理中也采用了河道曝气复氧船。
（2）生物膜技术
河流中水生植物、沙石和沉积物表面通常生长有一层对有机污染物有降解净化作用的生物膜-周丛生物，主要由藻类、细菌、原生动物等组成。为了强化周丛生物对河水中有机污染物的去除作用，可以用卵石等作填料，在河滩或者河岸构筑渗流生物膜净化床。渗流生物膜净化床因填料材料和粒径的不同，除了生物降解有机物外，还可能产生物理吸附、沉降，过滤等作用，去除悬浮物和氮、磷、重金属等。净化床填料通常是粒径5-40cm的卵石，分级装填，此外还可选择易被微生物附着的废砖块、废陶或沸石等功能填料。采用独特的生物填料作为微生物生存的载体达到强化河道水质净化的目的。利用该类载体作生物填料，在生物填料的表面和里面通道都可以长出致密的生物膜，给微生物提供巨大的生存空间，增加生态区好氧菌的数量，同时配合河道曝气技术，加快载体附着微生物的生长繁殖和新陈代谢，提高处理效率，缩短处理时间。渗流生物膜净化床技术在日本江户川支流坂川和京都市、韩国的良才川和泰国的河水净化中都有研究和应用，取得了较好的效果。
砾石间接触氧化也使用生长在砾石表面上的生物膜过滤。拦河而建的进水堰将河水引入在河流滩地上开挖的水沟中，而后流到砾石骨料床上，最后通过排水管再排入河道。砾石接触氧化的基本原理是生物氧化净化和沉淀去除悬浮物净化。目前应用得比较多有美国Aquamantics、深圳河道治理的生物飘带技术等，滇池863项目中也有关于人工仿真水草的研究。
（3）藻类控制技术
藻类的去除与控制是河道水体水质恢复的难题之一。目前国际上采用的技术主要有三类：化学方法， 采用加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等，但是易造成二次污染；物理方法，主要有疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等，但往往治标不治本；生物-生态方法，采用放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被。水生高等植物能大量吸收水体中N、P等营养物质，通过除草的方法可将N、P等营养物质与能量有效的输出，如波兰在Wariak湖中放养鱼类，日本霞浦湖边上的生物公园等通过生物方法来控制水体中的藻类。近年来，利用鲢、鳙等滤食性鱼类对水华进行控制的方法引起了人们的重视。上海的漕溪河就曾投放了鲢、螺、蚌等水生动物，一方面可以实现生产力的转换，一方面能控制水华的发生，同时，这也是恢复和维护健康水生态系统所必须的，起到了维护生态平衡，净化水体的作用。还有相关研究表明，利用浮游动物摄食浮游藻类来控制藻类密度可以达到很好的效果。
（4）生物修复技术
目前已经开发出多种用于污染水体生物修复的方法及其实施技术，主要包括土著微生物培养法、投加外来微生物法、和高等生物修复法等，工程实施主要有原位修复技术、异位修复技术和原位一异位联合修复技术。生物修复中可利用的生物包括微生物(细菌、真菌)、原生动物和高等动、植物等多种生物.利用生物修复技术治理城市水体的污染是一项新兴的污染治理技术，尤其是针对城市污染河流，国内外学者在这方面进行了不少研究。污染河道生物修复技术具有以下优点：微生物经筛选、定向驯化、富集培养，可以对大多数有机物质实现高效降解，处理效果好；造价相对较低，且不需耗能或低耗能，运行成本低廉；无需向水体投放化学药剂，不会形成二次污染；与绿化环境及景观改善相结合，创造人与自然相融合的优美环境。美国绿净公司FL0-1200菌种，在曝气条件下，对纽约中央公园的湖泊和印度的河道治理中都取得了成功；国内也曾将光合细菌包埋固定后，用于处理府南河水样，CODCr去除率达90%以上；美国的促生剂在中国也有较成功的应用；华南所在利用土著微生物培养液和EM菌剂对被污染河道、人工景观湖的实验研究中也取得了好的处理效果；重庆桃花溪水体采用美国CBS公司的研制的微生物制剂，在流动水体中，无固定设备和完全自然状态下，用喷洒微生物的方法把被污染河道水体中有机物转化为无机物，取得了良好的试验效果。
（5）引水冲污—水力调控技术
引水冲污是通过水利设施（如闸门、泵站）引入上游或附近的清洁水源对河道进行冲刷，以提高河道水的自净能力，缓解河道水质污染状况。引水冲污可以迅速地消除河道的黑臭，改善水质污染状况，在国内的福州、广州、中山、佛山、齐齐哈尔、杭州等城市都得到了应用。
（6）河道旁路生物滤池处理技术
河道净化生物滤床技术因考虑到在河道内对行洪的影响，大都是通过另外设置的旁路系统来实施。生物滤床技术净化原理主要表现在：接触沉淀作用，受污染的河道水流中的SS在碎石之间缓慢迂回流动过程中被物理性截滤而沉淀下来；物化吸附作用，溶解性污染物，由于物化作用被吸附到生态碎石的生物膜上；生物降解，被物化吸附的污染物在好氧条件下，经生态碎石的生物膜降解成为无机物。即利用颗粒填料的接触沉淀、物理筛滤作用以及在颗粒填料表面形成的各种细菌、藻类、原生动物、轮虫类、贫毛类等微小后生动物一起所构成的生物膜对污染物进行生物净化作用。
2、生态恢复技术国内外研究现状
目前的河道生态系统恢复技术主要考虑四方面的需求：生态方面，包括生物物种、生物栖息地生态类型、水陆域廊道、水质净化、生态保育、生态恢复等；安全方面，包括河道形态稳定性、河道边坡稳定性等；社会方面，包括公众需求、土地、发展规划等；经济方面包括因地制宜、就地取材等。根据城市河流的水文情势、生态功能、污染源等，目前国内外的河流生态恢复主要从两方面进行：恢复河流生态系统的物理环境，包括河床、河道形态、护坡等，以及改善河流的水质状况，为生态系统物种恢复提供基础；河道生态系统生物链恢复技术，包括水生植物恢复技术、底栖动物恢复技术、鱼类恢复技术、生物操纵技术等，通过物理环境改善技术、生态生物链恢复技术的集成，促进、加速河道生态系统恢复和重建。
（1）河道生态系统物理环境改善技术
河道生态系统受控于物理环境、生物环境的相互作用，其中物理环境是河道生态系统生存和发育的基础，主要是物理化学因素，而目前多数的人为影响主要是改变河道形态、河床类型以及其他物理性质，影响水体化学指标，进而影响河道生态系统的物种多样性。河道生态系统的物种多样性主要受控于水流形态、栖息地连接度、河道形态、物种相互作用过程等。目前，恢复河道物理环境的技术主要有河道恢复技术、流量调控技术、水力调控技术等，通常是多种技术的综合应用和集成，在国内外的河道物理环境恢复中得到大量应用。
河道恢复技术：由于河道的人工化、渠道化，需要恢复河流的自然形态，在生态系统物理环境恢复中引入河道的蜿蜒性、浅滩、深潭、河滩等地貌形态，构建符合河流自然演替的河流断面形态，包括梯形、复合断面形态等；同时在河道中设置抛石、丁字坝等措施，形成不同流态和栖息地环境，构建多样性的河流栖息地。根据生态措施的目的可以划分为两种类型：生态河床构建技术，包括恢复蛇形河槽、设置浅滩和深沟、人工落差、粗柴沉床等；生态护岸技术，包括植被型护岸（柳树护岸、水生植物复合护岸型、草坪护岸、网垫植被复合型护坡）、木材型生态护岸（栅栏护岸、生态坝）、石材型生态护岸（石积护岸、石张护岸、石羽口护岸）、石笼型生态护岸等。上述技术在美国、英国、丹麦、日本等国的河流生态恢复中得到广泛应用，取得良好的应用效果。
流量调控技术：目前国外计算河流生态需水量的方法较多，广泛应用的主要有：河道内流量增加法（IFIM法），是80年代由美国渔业和野生动物保护组织开发研制用于河流规划、保护和管理等的决策支持系统。系统由一系列水量、水质、生态等专业模型和各类方法库组成，综合考虑水量、流速、水质、水生物种等影响因子，结合水生生物学信息，进行流量增加的变化对水生物栖息地影响的评价，需要多学科配合研究和详尽的资料信息支撑。方法更多用于评价水资源开发建设项目对下游水生栖息地的影响等方面；适配曲线法是以维持目标水生物种群完整性来决定需保持的最小河流流量；蒙大拿法（Montana Method）也是应用较多的方法，该法是脱离特定用途的综合型计算方法，非现场测定类型的标准设定法，方法是取年天然径流量的百分比作为河流生态环境需水量，是一种静态方法，通常作为在优先度不高的河段研究河流流量推荐值使用，或者作为其他方法的一种检验，但该方法未明确水环境、生态特征等影响因素；基于水文分析的径流时段曲线分析法则是采用逐月最小径流量的特殊百分比作为河流生态环境需水量；针对干旱区河流系统的Tennant方法，是根据生态环境和水文条件特点，计算在保障水生态需水情况下人类活动可利用水资源量；有适用于湿润河网区的湿周法，利用湿周作为栖息地的质量指标来估算期望的河道内流量值。此外，有考虑水质因素的美国7Q10法，采用90%保证率最枯连续７天的平均水量作为河流最小流量设计值。有基于曼宁公式的以保护水生生物栖息地为目标的R2CROSS法等计算方法。较新的研究成果有BBM方法（The Building Block Methodology）等。国内对河流生态需水计算研究刚刚起步，关注干旱地区生态用水和水质条件变化对河流水体生态影响的较多，迄今还没有明确一致的意见和公认的计算方法。
水力调控技术：水流条件影响生态环境，反过来生态环境的变化又引起水力特性的改变。生态和水流二者相辅相成，存在紧密的联系，探索二者之间的关系，成为生态水力学的首要任务。通过研究水力条件与生态状况的相对关系，调整河流的水力特性以达到流域的生态要求，是水体生态修复的一个新途径，它在调整全流域生态条件中的作用已经引起了生态学家的重视。在恢复河流自然特征的研究中，创造河床的滩—潭交互结构、近岸的洄流结构、创造适合特种生物生存和繁殖的流场等；解决鱼类回游设立的鱼道也要满足特定鱼类的回游特性，形成与保护鱼类相适应的流场环境，通过丁坝、布石、射流等工程措施满足鱼类对微流场的要求；湿地恢复需要适当的水流条件，不同的湿地植物群落，需要相应的水深、流速、水温等。在湿地恢复过程中要注意流场的控制，以满足湿地生态修复的要求。美国工程兵团在总结以往研究的基础上，提出《Hydraulic Design of Stream Restoration Projects》用于指导河道生态修复中的水力学问题，在实际中的得到大量应用。
（2）河道水生植物恢复技术
水生植物包括挺水植物、浮水植物、浮叶植物和沉水植物，在河道生态系统的生物链中具有重要作用，同时在水污染治理中可以发挥多种作用。通过自身生长代谢可大量吸收氮、磷等营养物质，同时一些物种还可富集重金属或吸收、降解某些有机污染物。水生植物通过促进微生物的生长代谢，使水中大部分可生物降解有机物（BOD）得到降解，同时抑制藻类的生长，从而控制水体富营养化。目前，水生植物恢复主要利用生态网技术、漂浮植物浮床技术、沉水植物网箱技术、群落构建技术等促进水生态系统恢复。先锋物种的选择需要遵循适应性原则、本土性原则、净化能力原则、可操作性原则等，在广泛调查的基础上，结合原有水生植物种类，进行恢复先锋物种的选择。在对水生植物的生物学特性、耐污性、对氮磷去除能力以及光补偿点研究基础之上，筛选适宜的物种，为水生植物群落恢复提供物种。通过人为设计，根据环境条件和群落特性，在空间、时间进行植物群落布置。水生植物群落的布置主要根据河流历史的植物群落结构为模版，适当引入经济价值较高、有特殊用途、适应能力强及生态效应好的物种，建立稳定、多层、高效、稳定的植物群落。河道水生植物恢复在国内外的河道整治中得到广泛应用，在美化河道景观的同时，有效地改善河道水质，形成比较完善的生物链，加强河道生态系统功能和抵抗力。
（3）河道生物操纵技术
生物操纵是指运用水体生态系统内营养级之间的关系，通过对生物群落及其生境的一系列操纵，达到对使用者有益的藻类生物量下降等水质改善效果的水生生物群落管理措施。生态系统的结构和功能是“营养盐-浮游植物-浮游动物-鱼类”的“上行效应”和与之相反的“下行效应”共同作用的结果。Shapiro以及后来一些研究者工作，证明生物操纵作为下行效应力量可以改善水质的潜力。因此，20世纪80年代开始，欧美各国在富营养化湖泊的治理中，开始尝试采用以改变鱼类组成/多度为主要内容的生物操纵来调整湖泊营养结构和促进水质的恢复。欧美“经典的”生物操纵主要通过放养凶猛鱼类降低藻类生物量，其作用原理主要是：凶猛鱼类的捕食作用降低食浮游动物鱼类的数量，相应加强浮游动物对浮游植物的牧食压力；降低食浮游生物鱼类对底泥的生物扰动，减少沉积物质的再悬浮；降低食浮游动物鱼类，通过摄食底栖动物所引起营养盐从沉积物到水体的输送通量。基于世界各地报道的许多“经典”生物操纵失败案例及大量浮游动物无法有效控制富营养化湖泊中蓝藻水华的事实，谢平、刘建康等提出旨在控制蓝藻水华的“非经典”生物操纵法。“非经典”方法的放养鱼类是食浮游食物的滤食性鱼类（鲢、鳙），通过鱼类的直接牧食减少藻类生物量，从而达到控制湖泊富营养化（藻华爆发）的目的。“非经典”生物操纵的核心是控制过量繁殖的藻类，特别是控制蓝藻水华。   
三、项目主要内容（非引进项目可不填（一）和（二）项内容）
（一）引进内容
1、引进技术、设备、仪器、软件的名称、规格、型号、数量等，各技术产品持有方的国别和单位名称；
（1） 引进技术：《河道内并联水路多级强化水质净化生态技术》
（2） 数量：1套
（3） 技术持有方国别：中国
（4） 技术持有方名（5） 称：中国水利水电科学研究院。
2、引进技术产品的先进性、技术指标及解决的关键问题。
（1）引进技术的先进性
《河道内并联水路多级强化水质净化生态技术》充分考虑河道特征、水文情势、堤防布置、河道景观等因素，结合河流水环境特征，突破河道断面构建技术、河道生态水力模拟技术，河道形态和河床形态优化技术，形成适宜的河道水流形态和多样化的生物栖息地环境，构建切实可行的生态河道构建关键技术，促进河流水环境整体改善和水生态系统恢复。
同时，该技术将有效性、适用性、经济性和长效性相统一，提出纳污河流生态修复技术体系, 为形成河流水环境治理与生态修复修复的完整技术体系和整体解决方案提供技术支撑，推动河流水生态恢复、水质改善，促进流域水环境保护和水生态系统建设。
（2）引进技术的技术指标
该技术具有良好的生态水质净化功能，以达到我国生活污水排放一级B标准的来水为处理对象，该系统每米工作单元在水力负荷为1.3m3/d时，对总氮的去除效率为30%~50%，总磷的去除率超过30%。
（3）解决的问题
该技术充分考虑河道、河流特征和景观等因素，将技术的有效性、适用性、经济性和长效性高度统一，能有效改善水质，提高水环境质量，恢复河流水生态环境。
3、引进方式（如贸易购买、合作研究等）
遵循水利部“948”项目管理办公室的有关规定，以“购买+合作研究”方式引进该技术。
（二）消化吸收内容
消化吸收该技术的技术理念和设计思路，以及该技术涉及的以下5项关键技术：
（1）生态河道形态设计关键技术；
（2）河道生态护槽护岸模式设计关键技术；
（3）河道内水质净化生态工程关键技术；
（4）河道水质改善生态技术适宜性判别关键技术；
（5）河道水质改善生态技术集成关键技术。
（三）研究创新内容
在充分消化吸收引进技术的关键技术的基本上，创造性的研究适合永定水质改善和生态修复的新技术，具体包括以下4项：
（1）适用于永定河的生态适宜的水流流态优化技术；
（2）适用于永定河污染缓冲强化的生态护岸模式；
（3）适用于永定河水质强化净化的生态工程适宜技术；
（4）适用于永定河防洪功能约束下的水质净化技术组合与集成。
（四）示范推广应用内容
吸收该技术的技术理念和设计思路，采纳该技术的总体技术框架，建设600+400m示范工程，工程项目建设（1）污水预处理前置单元；（2）水质强化净化单元；（3）水质调节单元3类主要工作单元。
根据永定河河流现状，污水预处理前置单元段主要建设生态碎石床和砾间氧化床2类技术工程；水质强化净化单元段主要建设生态氧化沟、复合边坡湿地、生态碎石床和砾间氧化床4类技术工程；水质调节单元段主要建设生态碎石床和砾间氧化床2类技术工程。
各工作单元均建设水路调节系统。   
4、 项目实施方案（包括实施计划、实施地点与规模等）
1、实施计划
项目计划2010年月1至2011年12月共24个月时间完成，前12个月完成项目筹备工作，建立和完善项目组工作队伍和技术力量，并完成以下工作：
（1）选定工程项目位置，并采集工程项目相关资料和工程参数；
（2）完成工程项目实施方案设计；
（3）完成工程项目施工方案设计；
（4）完成湿地水生植物的筛选和培育，以及优势菌种的筛选和培育；
（5）完成项目施工和组织管理工作；
（6）完成工程项目材料的选择和采购；
（7）完成工程项目的施工。
后12个月完成以下工作：
（8） 完成工程项目的调试和运行；
（9） 完成工程项目的总结报告；
（10） 工程项目验收。
2、实施地点：永定河三家店～京原路
3、项目规模：工程沿河道长(600+400)m，核心工作段沿河流方向依次设置预处理前置单元段、河道水质强化净化生态处理单元段和河道生态系统恢复单元段。预处理前置单元段首端为生态浮床，末端建设挡水堰，作为水路调节系统的始端；水质强化处理单元段河岸两侧均建设生态氧化沟、边坡湿地和湿碎床湿地，河道内构建砾间氧化床；河道生态系统恢复单元段河道和近岸构建砾石床和碎石床湿地。   
五、聘请外国专家、出国培训计划（非引进项目和没有此计划的项目可不填此项）
1、 邀请专家人数、国籍、时间、工作内容；
2、  出国考察、培训目的、人数、天数、前往国家和国外培训、考察单位地址。   
六、预期成果和考核指标
（1）沿永定河三家店～京原路河段建设生态修复示范工程(600+400)m；
以污水处理厂退水为处理对象，该工程每米工作单元在水力负荷为1.3m3/d时，该工程出水对总氮的去除效率为30%-50%，总磷的去除率超过30%。
（2）工程项目技术报告1套；
（3）公开发表论文1-3篇。   
七、预期效益分析（包括经济、社会、环境效益）
（1）经济效益
   本项目经济效益明显，主要体现在间接经济效益上，与直接建立污水处理厂比较，本项目技术投资少，见效快。
   （2）社会效益
   本项目社会效益显著。本项目技术实施可对高井、中门寺沟等处污水进行深度处理，改善水体水质，为该段水景观建设和附近绿地浇灌提供清水水源，同时水清、景美、岸绿的水景观及其配套设置可为城区和周边居民提供娱乐休闲场所；此外本项目实施也可以形成工程示范区，具有示范教育意义。
（3）环境效益
本项目环境效益明显。通过本项目的实施能够改善入河污水水质，使污染水体水质明显改善，降低入河污水对地下水环境造成的不利影响，使河道水生态环境得到恢复，提高河流生物多样性，减少扬尘，促进健康河道水陆生态系统的形成和城市西南绿色生态屏障建设。   
八、推广应用前景分析及推广计划
1、推广应用前景分析
引进技术将技术的有效性、适用性、经济性和长效性高度统一，能有效改善水质，提高水环境质量，恢复河流水生态环境，与传统的污水处理厂等工艺相比，在经济效益、社会效益和环境效益方面的明显优势。
城市河流是城市生态功能的主要承担者，也是最容易受到城市活动影响的生态系统之一。目前城市河流通过修建堤防、污水排放、河道硬化、水资源过   
度开发等活动，呈现出水污染严重、生物多样性降低、生态系统结构和功能受损等特征，进而严重影响城市生态系统功能，制约区域经济和社会的可持续发展。
随着人类文明的不断发展，人们对人与自然关系的认识不断升华，提出生态城市的概念，生态城市的建设包括制订以人为本的城市规划、持续进行环境整治、建立资源持续开发利用体系，以及城市生态系统建设与恢复等多项内容，其中城市河流生态系统（包括滨河区域）是城市生态系统的重要子系统，研究包括城市河道水环境、滨水空间、环境及水陆生态系统的建设与恢复、城市河道建设与河道整治等，已经成为生态城市建设与城市生态恢复的一个重要组成部分，也是国内外的研究热点和难点问题。
城市河流生态系统不同于城市外围流域的自然生态系统，在城市中具有独特的魅力，使得城市河道建设与整治在生态城市建设中具有重要的地位和作用。国内外根据河流、城市的生态功能以及主要特征，采取大量的生态修复措施，恢复和维持城市河流生态系统的结构和功能，积累大量的经验，对于不同区域的河流生态整治具有重要的借鉴意义。
我国是一个河流水系比较发达的国家，目前我国在城市河道整治和生态修复的研究领域和范围非常广泛，但生态修复工程实例相对较少。据报导，仅慈溪、杭州、余姚、宁波和常州等南方城市有部分河道治理生态工程，且多数为生态修复景观工程，集生态修复和水质改善于一体的综合工程沿不多见，因此，引进技术在我国城市河道生态综合整治方面有广阔的应用前景。
引进技术的推广应用重点是生态修复和水质改善，该技术对水环境质量改善和河流生态环境的恢复有明显的效果。
该技术适用于城市河道水质改善和生态系统修复，对水质深度净化处理效果也非常显著，但由于微生物对温度的敏感性比较强，本技术在北方寒冷的冬季适用性较弱，需要在技术上进一步完善和改进。
2、推广计划
本项技术引进推广分二步进行。
首先根据引进的技术，结合永定河河道、永定河河流特征和周围景观等因素，优化设计方案，建设永定河三家店～京原路河段生态修复示范工程。监测分析示范工程效果，并实时进行总结，对引进的技术的可靠性和适宜性进行检验和鉴定。
其次，结合示范工程，对引进的技术进行全面分析研究，从而为我国城市河道生态治理工程提供理论和经验参考，在对其关键技术消化吸收的基础上，结合我国河道生态修复工程的实际需求，开展技术推广与服务工作。   
九、实施本项目具备的条件（包括申请、承担、协作单位的工作基础，技术力量有关情况）
项目申请和承担单位**市水利规划设计研究院创建于1970年，是建设部批准的水利行业甲级勘察设计研究单位，持有工程设计（水利行业）、工程勘察（岩土）、水文水资源调查评价、建设项目水资源论证、工程总承包、工程咨询（水利工程、市政公用工程等）、工程造价咨询单位、编制开发建设项目水土保持方案资格甲级证书和工程勘察、测量等10项甲级资质证书，水电设计、专项工程设计证书[环境污染防治工程（固废）]乙级资质证书。持有中华人民共和国对外经济合作经营资格证书；是中国工程咨询协会团体会员、国际咨询工程联合会（FIDIC）成员，持有2000版ISO9001质量管理体系认证证书。现有职工320人，专业技术人员260余人，其中高级工程师和教授级高工97人，博士、硕士研究生67人，共有生态环境、规划、水工、地质、测量、造价等10个设计研究所，涉及水工、建筑、水文、水资源、水利工程规划、经济评价、概预算、水土保持、自动化、施工组织设计、环境评价、园林、给排水、固废处理、工程测量、水文地质、工程地质等20多个专业。在规划设计中不断创新设计理念、转变设计思路，大胆应用新技术、新材料。尤其在河道综合整治、河道防洪及城市河湖水体景观环境设计方面获得多项代表性成果。在“自然、亲水、文化”理念的指导下，研发了各种生态修复、生态护岸技术和先进的雨洪利用技术，以及自然水质净化、高效过滤、强化除磷、新型人工湿地、生物膜等技术，通过水资源的循环利用，并结合自动化、现代声控及光电技术应用，先后承担了中心城区重点水域（筒子河、龙潭湖和水碓湖）水质改善工程及转河、昆玉河、菖蒲河、北护城河、刺猬河、亮马河、凉水河等城市河道生态治理工程的设计，使数百公里城市河道恢复健康、生机勃勃，转河、昆玉河、菖蒲河、北护城河、刺猬河、亮马河等已经成为首都一道道亮丽的风景。在奥林匹克水系设计中，通过水资源综合利用，实现了节水、节能、生态、亲水的效果，成为实现奥运“三大理念”的亮点，水，成为奥林匹克公园最美的风景。在科研方面，先后承担了“十一五”国家科技支撑计划重大项目“南水北调工程若干关键技术研究与应用”和“奥运景观水系水质保障综合技术与示范”；**市科委重大项目“**市地下水资源安全评价及污染防控技术研究与示范项目”；水利部948项目“湖泊河流除藻技术应用试验工程”等。 我院获市部级及局级优秀设计和科学技术奖100余项。近年来，我院按照“发展循环经济，建设节约型社会”的要求，对永定河水生态修复开展了一系列前期工作。2000—2003年开展官厅水库流域水质改善总体技术研究，2003年完成了官厅水库流域水体修复规划方案。通过在官厅水库库区、永定河官厅山峡区间河道、三家店库区三个环节综合实施水质改善工程，使三家店出库水质由劣Ⅴ类达到地表水Ⅲ类水体，基本实现恢复官厅水库饮用水源功能，该项规划获国家咨询成果三等奖。2005年完成永定河防洪规划，提出防洪标准、体系及工程与非工程措施。2008年完成**市科委“永定河河道生态构建需求分析和技术选择”项目研究，提出了解决永定河生态构建所需的技术需求。2009承担了**市科委重大项目“永定河生态构建与修复技术研究及示范”。这些项目工作与成果为本课题的开展提供了丰富的基础资料和技术储备。
项目协作承担单位中国水利水电科学研究院最近几年承担与此项目有关的重大研究课题包括水污染控制、水生态恢复、生态水力、生态水利工程等。水污染控制典型项目包括：滇池、洱海水质保护与水污染控制专题研究（滇中调水办公室）、改善太湖流域区域性水环境的饮水调控技术（科技部重大专项）、“官厅水库流域水质改善技术研究”之“**周边及妫水河流域水污染控制对策与规划研究”（**市水利局）、河流水环境承载力研究（水利部创新项目）等；生态水利、水力项目包括：水利工程对重要生物与水动力环境的影响（重大国家自然基金项目）、生态水工技术成果总结与现场推广（水利部重点）、生态水工学关键技术研究（水利部科技创）、城市化对城市河流生态系统的影响及其恢复研究（水利部）、济南西区景观湖防渗工程及水环境影响评价研究（济南市）、上庄新闸生态鱼道水力学问题研究（**水务局）等；水动力学研究项目包括：滇池水动力特性与水质保护措施研究（云南水利厅）、太湖周围水利设施的优化调度对太湖水质的影响（太湖流域管理局）、改善太湖流域区域性水环境的引水调控技术（科技部专项）、海河流域蓄滞洪区红水资源化的示范研究（科技部十五公关）等；水生态修复项目包括：工体南侧湖泊污水除去臭味及改善水质项目（大运会组委会）、于桥水库水质预警模型研究（海委）、应用生态方法治理洋河水库污染示范研究（水利部创新）、生物慢滤水处理技术研究（水利部创新）、三门峡水库运行方式对库区生态环境影响研究（水利部重大项目）、首都圈水资源保障研究（国家社会公益研究专项资金项目）、利用生物-生态技术修复洋河水库污染水体的研究（水利部）、**市城市水西综合治理工程北环水系综合整治工程环境影响报告（**市水利设计院）、岸边缓冲带对非点源污染输移影响研究（国家自然基金）、水陆交错带芦苇根空的生态功能研究（国家自然基金）、生物生态技术治理污染水体的关键技术研究（水利部创新项目）、生态用水安全保障研究（水利部创新项目）、生态技术治理污染水体的方法研究（水利部创新项目）、研究和开发治理湖泊和水库富营养化的新技术、典型湖滨水陆交错带湿地反硝化脱氮作用机理研究（国家自然基金）、生态型护岸材料与结构（水利部重点项目）、河道整治生态水工技术的发开于利用（水利部重点项目）、生态方法修复污染水体技术开发与示范（水利部科技创新项目）、生物生态方法修复污染水体技术开发与示范（水利部科技创新）、水污染时间应计处理关键技术研究（水利部创新项目）、重点缺水地区水量应计调度预案编制（国家防办）、河流生态系统健康评价方法研究（水利部）、突发性水污染事件监测预警预报及应急管理（水利部）、城市河流的布局及其景观建设的研究（水利部）等。通过上述项目的研究，在城市河流的水污染控制、水生态修复、生态工程、生态水工学等方面积累大量的研究成果，部分研究成果获得国家省部级奖项，通过项目的研究，培养一批具有扎实研究基础和工程实践的研究人员，均为项目的顺利实施提供良好的基础。   
十、项目实施的组织管理措施
为使项目顺利完成，项目设立项目领导小组、专家顾问组、项目工作组。
 (1) 项目领导小组
    成立由水利部948项目办公室、**市水务局等有关单位组成的项目领导小组。     
 (2) 专家顾问组
  成立由水生态修复、水资源领域的资深专家组成的专家顾问组，解决项目研发中的技术难题。
(3) 项目工作组
承担单位：**市水利规划设计研究院。**市水利规划设计研究院作为项目承担单位，负责整个项目的组织实施。
参加单位：中国水利水电科学研究院。中国水科院提供课题的技术支持，协助承担单位完成项目的实施方案，以及项目实施过程中其它相应的技术指导，保证“河道内并联水路多级强化水质净化生态技术”在项目实施过程中的消化和吸收。 

十一、项目参加人员
 
序号 姓名 年龄 职务/职称 专业 责任分工 投入项目工作总月数 工作单位   
1 黄炳斌 38 高工 水资源与水环境 课题负责人，课题总体负责 10 **市水利规划设计研究院   
2 殷淑华 42 高工 水环境 技术负责人，技术推广 10 中国水利水电科学研究院   
3 刘培斌 47 教高 水资源与水环境 课题技术协调与协调 10 **市水利规划设计研究院   
4 卢金伟 33 高工 水环境 试验设计和技术报告编写 10 **市水利规划设计研究院   
5 彭文启 40 教高 水环境 技术推广协调 10 中国水利水电科学研究院   
6 王雨春 41 教高 水环境 技术支持 10 中国水利水电科学研究院   
7 刘晓波 28 工程师 水环境 技术协调、试验研究 15 中国水利水电科学研究院   
8 魏炜 27 工程师 环境工程 负责试验和技术试验 15 **水利规划设计研究院   
9 吴茜 30 助工 环境工程 负责工程实施和试验观测 18 **水利规划设计研究院   
10 高志永 25 研究生 环境工程 工程试验和试验观测 20 中国水利水电科学研究院   
11 金爱芳 26 研究生 环境工程 工程试验和试验观测 20 中国水利水电科学研究院 

十二、经费来源和经费预算
 
1.项目经费总额： 206  万元，其中：国拨   98   万元， 地方自筹： 108  万元   
2.经费来源                                                     单位：万元   
 2010年 2011年 年 合计   
国拨经费 78 20  98   
自筹资金 71 37  108   
3.经费预算                                                   单位：万元   
支出明细  金      额 备注    
  合计 国拨 自筹     
1、专家咨询费 2 2  25（人*次）   
2、劳务费 4  4 2（人*次）   
3、材料购置费 100 20 80    
4、燃料动力费 2  2    
5、国外引进设备费（产品）    填附表   
6、国内购置设备费（产品） 76 76  填附表   
7、设备维修、租赁费 3  3    
8、测试、化验、加工费 5  5    
9、出国培训、考察费    （人/次、天）   
10、邀请外国专家费    （人/次、天）   
11、办公费       
12、邮电、通信费       
13、交通费 2  2    
14、差旅费 2  2    
15、会议费 4  4    
16、资料、出版、印刷费 1  1    
17、外部协作费       
18、其他费用 5  5    
合        计 206 98 108  

 
十三、经费预算说明（各项支出测算依据）
承担单位可以为本课题的实施提供必要的研究装置和仪器设备，同时在人员和实验室用房等方面也保证支持。根据项目拟开展的技术引进和应用研究的工作任务，提出项目总经费预算为206万元（人民币），各项预算支出的测算依据分项说明如下。
1、专家咨询费：2万元
此项经费来源全部为国拨经费，计划在项目计划实施过程中聘请国内相关专业专家25人次，专家费用按每人次800元计算，计2万元；
2、劳务费：4万元
此项经费来源全部为自筹经费，项目开展中联合培养研究生2人的工作劳务费，2人×20月×1000元/人 月＝4万元；
 3、材料购置费：100万元
此项经费来源20万元为国拨经费，80万元为自筹经费，技术引进后示范工程需要的材料费，包括：水泥50吨×3000元/吨＝15万元；碎石500吨×100元/吨＝5万元；砾石500吨×100元/吨＝5万元；灰渣100吨×100元/吨＝1万元；钢渣100吨×150元/吨＝1.5万元；生态填料25吨×9000元/吨＝22.5万元；生态护坡材料10吨×20000元/吨＝20万元；球形生物填料200m3×5000元/ m3＝10万元；水生植物50000株×4元/株＝20万元。
4、燃料动力费：2万元
此项经费来源全部为自筹经费，项目引进和开发研究中两年需要的电费用及野外燃料费用。
电费：预计每月耗电1000度，包括大型施工设备、实验分析仪器、通讯系统、在线监测等耗电量；施工期按10个月计；每度电按1元计算，则耗电量小计：1000度/月×10个月/年×1元/度＝1万元；
现场施工及观测试验车辆燃料费：1000元/月×10月＝1万元
5、国外引进设备费：无
6、国内购置设备费(产品)：76万元
此项经费来源全部为国拨经费，课题需要分析仪器设备通过课题组内部调剂解决，不需要在项目中单列预算。
引进技术《河道内并联水路多级强化水质净化生态技术》费用76万元。
7、设备维修和租赁费：3万元
此项经费来源全部为自筹经费，租凭大型施工机械费用，3000元/月×10月＝3万元；
8、测试化验及加工费：5万元
此项经费来源全部为自筹经费，为验证引进技术在示范工程中的实施效果，需要开展一系列的监测试验，主要是水温、pH值、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总氮、总磷等水质指标的分析费用，计划分析样品（包括前处理）1000件×50元/件＝5万元。
9、出国培训费：未安排
10、邀请国外专家：未安排
11、办公费：无
项目实施期间需要使用的办公设备在课题组内部解决，不在本项目中列支。
12、邮电、通信费：无
项目实施期间资料检索、上网等费用在课题组内部解决，不在本课题中列支。
13、交通费：2万元
此项经费来源全部为自筹经费，课题实施期间需要市内交通费按20个月，每月1000元，合计2.0万元。
14、差旅费：2万元
此项经费来源全部为自筹经费，用于工程施工、调研等差旅费用支出，20人次×1000元/人次（平均费用）＝2万元。
15、会议费：4万元
此项经费来源全部为自筹经费，项目拟召开会议四次，包括：咨询会2次，中期成果汇报会、结题总结会和成果验收会各一次，
每次会议预计0.8万元，包括专家劳务费、会议室租用费、参会我人员食宿等。
16、资料出版印刷费：1.0万元
此项经费来源全部为自筹经费，项目立项、成果申报、中期成果总结汇报、结题等报告印刷等费800元／次×5次=0.4万元；
国内论文版面费2000元／篇×3篇=0.6万
17、外部协作费：无
18、其它费用：此项经费来源全部为自筹经费，5万元，用于可能发生的其他费用。
 
附表
购置设备（技术）费预算明细表
                                                                                              
 
序号 设备（技术）名称 型号 数量 国别 供应商或企业
名称、网址、联系方式 单价 总价   
1 《河道内并联水路多级强化水质净化生态技术》  1 中国 中国水利水电科学研究院，http://www.iwhr.com,(此处可能涉及隐私号码/数字) 76万元 76万元