雨洪集蓄保塬生态梯级人工湖系统

1）应用背景

中国北方湿陷性土质分布地区水资源总量十分短缺，但降雨径流的时空分配极不均衡，每逢雨季排涝和防洪形势严峻；这些地区在区域可持续发展中还面临着水土流失、湿地退化、人地矛盾突出等问题。本项目拟为处理湿陷性土质地区人工水系建设和运行中的关键技术问题提供技术方法，为本区水资源有效利用、城市生态景观改善和构建宜居环境提供有力的技术支持。

2）主要内容

人工水系径流、泥沙和污染物计算。项目提出了不同重现期洪水径流、进入人工水系的泥沙量和污染物负荷计算方法；并利用表观沉降速率定量刻画和模拟污染物在人工水系中的运移。

人工水系构建形式。结合低影响开发雨水资源利用方案，及当地文化特色，提出本区人工水系梯级成湖方案。

人工水系湖体结构布置。优化水体储存系统的梯级结构，控制单个人工湖的体积，使湿陷性土质充分发挥有限的承载能力，承载更大的储水量；并采取相应的防湿陷性处理和防渗处理。

人工水系水质保障措施。提出进水系统沉沙措施、水体循环方案和水体污染物净化方案，有效改善人工水系水质。

3）创新点

利用表观沉降速率这一参数表征污染物在人工湖体中的运移，以模拟污染物通过不同过程输移进入水体的净效果。

通过阶梯型人工湖的布设方式，将储水区域分割为多个；同时依据不同的功能区采取相应的防湿陷性和防渗处理。既保证水系工程的安全可行，又减少征占地面积。

将沉沙措施、水体循环措施、退水措施和水体污染物净化措施有机结合，解决洪水径流过程的泥沙沉积和水质污染问题。

4）推广应用情况

本成果已成功应用于13个工程项目的设计、施工。其中，庆阳市新城南区雨洪集蓄保塬生态工程已成为庆阳市新的城市地标之一；水利部于2016年批准其为“庆阳市庆阳湖国家水利风景区”。本成果已获得国家发明专利4项，并被列入《水利先进实用技术重点推广指导目录》，出版专著2部。