河道治理水体生态修复37页PPT

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湖泊水库内源污染控制技术
湖泊水库沉积物原位处理技术
原位覆盖
原位封闭
类型
原位钝化
原位化学
原位生物
•在污染沉积物表面覆盖
一层固体物质，如沙子、 卵石和粘土等，依次隔离 污染沉积物和水体，将污 染封闭在沉积物中，达到 控制沉积污染内源的目的
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水平异常提高，破坏了水生生 态系统结构
藻类爆发，水体缺氧，水生动 表现 物等水生生物大量死亡；湖泊
水库沼泽化；藻类在代谢死亡 过程中释放毒理强的藻毒素
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我国富营养化湖泊水库的共同特征：
总氮和总磷浓度高 透明度差 水体叶绿素过高
示耐污染的种类数，C表示在调查区内独有的 种类数，则硅藻生物指数按下式计算：
I 2A B 2C 100 A B C
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5.2.3.综合模型
利用数学模型达到以下目的： 掌握水体内部有关物理、化学和生物过程的认 识 预测不同条件下的水体变化趋势 预测各种管理和工程技术措施对水体的影响
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前置库工程剖面图
湖泊水库外源污anghai for Science and Technology
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前置库技术
前置库是指利用天然水塘或人工水库的蓄水 功能将因表层土壤中的污染物（营养物质） 淋溶而产生的径流污水截留在水库（塘）中， 不让其直接进入所要保护的水体，经沉淀自 然净化后用于日常农灌。

附、生物操控等……
举例一：稻田生态拦截沟渠技术系统
进水样(mg /L) 出水样(mg /L) 去除率（%） 河水样 (mg/L)
2003 年
TN
TP
1.69
0.22
0.82
0.10
51.5
54.6
1.31
0.20
2004 年
TN
TP
12.9
0.65
4.74
0.14
63.3
78.5
3.57
0.28
2005 年
3) 行业总量控制
从总量控制方案技术、经济评价出发，制定排放口总 量控制负荷指标。以能源、资源合理利用为控制基点， 从最佳生产工艺和实用处理技术两方面进行总量控制负 荷分配。
(4) 湖泊富营养化与蓝藻治理的总体思路
1、维持水的自然循环，保证清水来源
云与水汽
水汽输送
山体
2、规范水的社会循环，优化流域产业结 构，减少人为污染，源头削减氮磷
污染类型 与程度
水体 纳污能力
再诊断
对策措施
控源 治理
技术措施
管理措施
污染物 3种 总量控制 控制
方法
经济手段 行政手段 法律手段 公众参与
(1) 水功能区划
水功能区 指根据流域或区域的水资源条 件、水环境状况等自然属性，以及水资源开 发利用现状、社会经济发展对水质和水量的 要求等社会属性，将一定范围的水域划定为 具有特定功能并有保护目标的区域。
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TN
TP
20.0
0.61
9.16
0.28
54.3
54.1
5.78

5.河流活性金属元素——铁的变化
❖ 铁会影响底泥有机物的降解： ▪ 铁在细菌分解代谢有机物过程中可充当电子受体、供体 ▪ 有机铁络合物容易吸收紫外光发生光化学反应 ▪ 较高的铁含量可促进腐殖质的絮凝和沉淀（河床截留有 机物的主要途径之一）
❖ 微生物影响河水和底泥中的铁浓度 ▪ 夏季，微生物活性达到高峰，氧化有机物，消耗溶解氧 导致厌氧状态，容易引起铁和锰氧化物的离解。
河流生态系统健康评价
早期管理仅考虑由污染引起水体理化性质的变化，制定了水环境质 量标准，进行水水体质量评价。我国的《地表水环境质量标准》 （GB3838-2002），将地表水体分成I-V类。
仅凭水质指标进行河流生态系统评价的弊端： ➢污染的复杂化、多样化，使得人们难以监测全部污染物； ➢不能很好反映出流域环境变化对水生生物的影响；
中国七大河流污染程度由重到轻的顺序： 海河、辽河、黄河、淮河、松花江、长江和珠江
河流污染参数
氨氮、化学需氧量、高锰酸盐、五日生化需氧量、溶解氧、挥发酚
河流污染源的分类
根据污染来源：外部污染源、内部污染源 根据排入水体的方式：点污染源和面污染源 根据污染物的类型：物理性污染、化学性污染和生物性污染
1.泥沙对污染物的传输
参照点位的识别：河道基本维持自然状态；上游基本无任何农作物 与村庄；无林木采伐；样点周围认为干扰较少
国内河流生态健康评价方法
➢ 2005年，长江水利委员会“维护健康长江，促进人水和谐”， 出台了健康长江指标体系，包括河道生态需水量满足程度、水 功能区水质达标率等18个指标；
➢ 黄河“维持黄河健康生命”的治河新理念，以“提防不决口， 河道不断流，污染不超标，河床不提高”作为黄河保护的终极 目标；
平均传输距离：细小颗粒10000m/a, 沙子1000m/a, 卵石100m/a

中小河流工程治理与生态修复
总工程师 梁 军 2016年4月
中小河流是指流域面积介于200km2——3000km2之间的 河流，四川省内约有325条，约占总河流数量的26 %。全省 约有77%的乡镇位于中小河流两岸临水而居。
因此，中小河流治理对农村及小城镇建设意义重大。
由于特殊的地理环境，中小河流多数属山区型河流，是区内大 江大河的源头。其特点是：
一直支撑着人类社会的发
展。历史上，许多灿烂的
古代文明都是依河而兴，
人类最早的居住地也是依
河而建。
• 随着人口数量不断增加、经济高速发展，人类活动加剧等 因素的巨大影响，河流承受的压力也日益加重，河流生态 环境呈现出整体恶化的趋势。
• 据统计，县级以下的城镇77%位于江河沿岸，对河流的过 度开发侵占，导致一系列的恶果。
●不侵占河道——堤线一般沿自然岸线修建，以减少工程量和 不侵占河道断面；
●稳定性——堤防主要用于防洪，应满足洪水冲刷侵蚀； ●多功能——考虑堤防与道路、休闲与观光、抢险救灾与生态
建设等多方面。
中小河流设计特点
1, 稳定河宽
采用下述三个水流、河相基本方程式联合求解：
式中： k——参数k=30/33是与河岸有关的参数，一般取K=1/10030/33； Q——造床流量（m3/s），近似取2年一遇（P=50%）洪水流量，
传统的河道防护工程模式
常用建筑材料：
1，砌石：干砌石、浆砌石——采用块石、条石、大卵石等。 2，混凝土：现场浇筑、购买商混、预制构件、模袋混凝土。 3，岩土坡壁：喷锚防护、土钉、刚性网、柔性网。
建成后的效果：
1，功能较单一——仅能够满足防洪保安的要求； 2，环境不友好——“黑大粗”、“两面光”，不增益环境。 3，综合利用差——人居休闲、旅游观光结合不好。

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3、技术路线
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4、水生植被选择：水生植物选样是依据对水生植物生物学特性、耐污性、对N和P 去除能力及光补偿点的基础上。结合恢复区的生境条件和功能要求，筛选出几种生态 耐受性强，能适应河流水质现状的物种作为恢复的物种。通过筛选出的适合本土和适 合水中生长的水生植物，结合已经有生态修复成功案例和试验的水生植物，可供抚河 种植的水生植物有：水花生、水浮莲、满江红、紫萍、浮萍、伊乐藻、范草、菱、风 眼莲在对浮游藻类的竞争抑制、对湖水中污染物的吸附净化和促进沉降方面效果明显。 金鱼藻、狐尾藻、微齿眼子菜、马来眼去除水体中氮、磷具有显著的效果，还可以提 高水体透明。美人蕉、水竹，可以将水面观感性改善，异味得到控制，透明度改善， 氨氮和总磷下降，COD、DO显著改善。
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对污染物及源头作时间和空间上的追踪，掌握污染
源的来源，扩散转移、反应、转化，了解污染物对环境
质量的影响程度，并在此基础上，河道环境污染物做出
预测，预报和预防。水监测系统主要包括水量监测与水
质监测，水量监测可实时监测河流的水量并向终端传输
信号，水质监测通过对河道中敏感性指标进行实时监测
以便及时采取相应措施改善水质。
剂，能快速改善水体微生物系统，消减水体富
营养物质，去除蓝藻生长繁殖的氮磷等营养源
。 作用机理是利用作为分解者的微生物将水
中的污染物加以分解、吸收，变成能够为其他
生物所利用的物质，还可以将受污染水体中的
有机物降解为无机物，对部分无机污染物如氨
氮进行还原从而去除，除腥臭味，提高水体的
环境容量，增强水体的自净能力。所以环境修
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1、生态修复内容：主要包括沉水植被系统构建、浮叶植被系统构建、挺水植被系 统构建、水生动物系统构建、有益微生物系统构建。采用水域生态构建技术对河道进 行水质和水景改善。

物理修复是借助工程技术措施 ,清除底泥污染 的一种方法,主要有疏浚、填沙、营养盐钝化 、 底层曝气、稀释冲刷、调节湖水氮磷比、覆盖 底部沉积物及絮凝沉降等一系列措施。 化学修复如加入化学药剂进行杀藻。 生物修复技术有人工湿地、生物浮床、生物操 纵 物理和化学方法只能暂时控制，治标不治本。生 态修复是新的领域，研发热点。
刘 革.水体富营养化的成因、危害及防治措施.中国水 产.2009,10:68 ～69.
程丽巍,许海, 陈铭达.水体富营养化成因及其防治措施研究进 展.环境保护科学. 2007, 33 (1):18 ～21.
贺丽君 ,龚洁, 赖承程.湖泊富营养化的成因及:防治对策.工业 安全与环保. 2008, 34 ( 9 ) :23 ～24.
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首先, 水中的有机氮被异养微生物(氨化细菌) 转化为氨氮, 而后硝化细菌在好氧环境下 将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮,最后通过 反硝化微生物的脱氧作用以及植物根系的 吸收作用将无机氮从水中去除滇池建立的人工湿地系统用 以处理滇池流域农业面源污染,根据 14 个月 运行监测,该湿地系统对 TN 平均去除率为35. 5%~ 60%左右, 对 TP 平均去除率为24. 4%～ 47. 8%
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➢除氮 人工湿地系统中氮的去除主要依靠微生物的
分解转化作用和植物的吸收同化作用完成 的。进入湿地系统中的氮主要以有机氮和 氨氮的形式存在。在人工湿地系统内, 植 物光合作用过程中将氧通过植株-根系向湿 地床输送, 使得系统内部存在许多好氧、 缺氧和厌氧微环境,为微生物的硝化和反硝 化作用创造了良好条件。
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香根草
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香根草生态浮床
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应用2：宋祥甫等采用水域浮床无土种植方法, 以人工模拟池为试验场所, 在池内的富营养 化水体 (KN和TP含量分别为2108和0125mgP L) 表面种植水稻, 通过水稻吸收和吸附作用, 去除水体中N、P 元素, 以实现变废为宝净化 水质, 并使水体产生良性循环。研究表明, 在水深 114m左右, 水面浮床覆盖率分别为 20%、40%、60%条件下, 水稻分蘖至成熟84天, 对全池水体中TN 净去除率分别为 29.10%、 49.18%和 58.17%, TP 净去除率分别为 32.11%、42.10%和49.11%, 且水稻正常生育 并收获。

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河道生态修复实践案例分析
案例一：某城市河流生态修复实践
01
02
03
背景介绍
某城市河流因多年污染和 城市化进程导致生态严重 受损，需进行生态修复。
修复措施
通过建设生态湿地、植被 恢复、水体净化等多种措 施，对河流进行全方位生 态修复。
ห้องสมุดไป่ตู้
修复效果
修复后，河流水质明显改 善，生物多样性恢复，成 为市民休闲娱乐的好去处 。
THANKS
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河流生态学原理
生态系统结构与功能
河流生态学关注河流生态系统的结构与功能，包括生物群落的结 构、物种多样性、生态系统服务等。
生态过程与驱动力
研究河流生态系统的各种生态过程，如物质循环、能量流动、生物 相互作用，以及影响这些过程的自然和人为驱动力。
河流连续性与连通性
河流生态学强调河流的连续性和连通性对于维持生态系统健康和完 整性的重要性。
国外现状
国外在河道生态修复方面起步较早，积累了 丰富的经验和技术成果。一些发达国家在河 道生态修复过程中，注重发挥市场机制和社 会力量的作用，形成了政府主导、市场运作 、公众参与的河道生态修复模式。同时，国 外在河道生态修复技术研发方面也处于领先
地位，不断有新的技术和方法涌现。
河道生态修复的原则与目标
背景介绍
某山区河流因过度开发和水土流 失导致生态系统退化，需进行生
态修复。
修复措施
通过采取水土保持措施、恢复河 流自然形态、保护原生植被等综
合手段，进行河流生态修复。
修复效果
修复后，山区河流生态系统得到 恢复，水土流失得到有效控制，
河流景观得到改善。
05
河道生态修复效果评估与展望

标体系和技术途径。
• 2）生态学原则
•
根据生态系统自身的演替规律分步骤分阶段
进行修复，并根据生态位和生物多样性原则构建健康的水
环境生态系统。
• 3）最小风险和最大效益原则
•
水环境修复是一项技术复杂，耗资巨大的工
程，对水环境的变化规律和机理的认识还有待提高，往往
不能准确预计修复工程带来的全面影响，因此需要对工程
•生物修复方法
激活外源微生物： 包括酵母菌、放线菌、乳酸菌、光合菌等微生物 分解污水中的有机物，并代谢出抗氧化物质
摄外源菌与具有净化功能的土著微生物则会 与藻类竞争氮、磷等营养物质
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
人工湿地示意图
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2. 湖泊水库水体修复技术
2.1 湖泊水库水环境污染
水质污染
污染源：工业废水和生活污 水中重金属、有机 化合物等有毒有害 物质
境能部分或完全恢复到原始状态的过程
整治前
整治后
成都市府南河综合整治工程
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.4 水体修复的目标
目标 在保证水环境结构健康的前提下，满足人类可持续发 展对水体功能的要求
水污染的主要类型及其污染物质 (续表)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用

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3. 湖泊生物资源退化,生物多样性下降 近几十年来,我国湖泊生态总体处于不断退化状态,集中表现为鱼类资源种类减少、
数量大幅下降,生物多样性不断降低,高等水生维管束植物与底栖生物分布范围 缩小,而浮游植物(藻类)等大量繁殖并不断集聚形成生态灾害.在我国东部平原 湖区,湖泊生态退化的最主要原因是人类活动引起的湖泊水质下降和水体过度 利用等,其中湖泊过度围网和围堤养殖活动是重要方面之一,尤其是长江中游地 区湖泊,如长湖、大冶湖、斧头湖等中小型湖泊以及一些大型湖泊湖湾,几乎全 湖被围网割裂。不合理湖泊过度养殖,大量消耗水生植物,造成湖泊湿地水生植 被的消失,而且为了获取最大的经济效益,普遍向湖泊投放过量鱼类饵料,有的 甚至直接向湖中投放化肥,加剧湖泊富营养化程度的同时,也直接造成湖泊生态 系统破坏。随着富营养化的日益加剧,云贵高原湖泊的生物多样性也受到重大 影响,生物组成结构发生了很大变化,高等水生植物种类减少,其中敏感种消失, 耐污种数量增多,水生生物种类、群落类型及分布区域与历史资料相比下降显 著.我国西部地区湖泊,由于气候变化和人为因素共同作用,导致湖泊水位下降、 水体盐碱化、富营养化加重,同样也面临生态退化和渔业资源减少问题.
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C 湖泊生态修复研究
〉 湖泊生态系统修复是指通过一系列的措施将已经退化的水生生态系统恢 复或修复到其原有水平,使水生生态系统具有更高的生态忍受性。湖泊生 态系统修复的最终目的是通过一系列措施创造一个自然的、可以自我调 节的并与所在区域完全整合的系统,从而最大限度地减缓水生生态系统的 退化,使系统恢复或修复到 、可以接受的、能长期自我维持的、稳定的 状态水平。
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②潜流湿地 水在湿地床的表面下流动,一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰 富的植物根系及表层土和填料截留等作用,提高处理效果和处理能力；另一 方面由于水流在地表下流动,保温性好,处理效果受气候影响较小,且卫生条 件较好,是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统,但此系统的投 资比表层流湿地系统略高。 潜流型人工湿地的植物则主要为挺水植物和湿生植物,常用的植物有芦苇、 香蒲、美人蕉等。

黑臭河道水体： 朝阳涌 古廖涌
应用技术： 底泥生物氧化 水体生物修复 河涌生态恢复
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目前我国城市水环境生物修复存在 的问题
• 重水体生物修复而忽视底泥生物修复 • 重外源微生物投放而忽视土著微生物激活 • 重单一措施而忽视综合处理 • 重污染源控制而忽视水环境生态恢复
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第19页/共38页
3、应用意义
ESB——生态演替式水体修复技术实施，具体为采用 耐污性强的活性微生物制剂，结合各种功能性水生植物 的生物性能，运用陆生植物的水培技术和生物浮岛技术、 生物膜技术、复氧技术等综合技术来分解、吸收水体的 污染物质，利用滤食性水生动物的介入来转移水体的污 染物质，达到人工重建水生生态系统的目的，同时在治 理过程中还可以营造一个城市水体生态景观。
恢复退化水生态系统结 构中缺失的组分，达到 重建水生态系统的良好 结构．实现其功能的恢 复，同时改善水质。
1、生物修复技术
• 固定化细菌技术 • 河道内曝气结合高效微生物处理修复技术 • 生态浮床技术 • 卵石床生物膜技术 • 稳定塘（氧化塘）技术 • 生物过滤技术 • 土地处理技术 • 人工湿地技术
在还没有建造污水处理厂或已有污水处理厂而无法 短时间进行截污纳管的城市和地区，利用ESB——生态 演替式水体修复技术可有效降低水体原有的污染指数， 提高河道水体的自净能力和环境容量。提高自净能力后 的河道，纳污能力增加，可以有效的分解和吸收连续流 入的营养盐，其流出的水达到污水处理厂的一级排放标 准，可以减少对下河段造成的污染压力，有利于河道整 体水质的长期保持.
• 生物—生态修复技术被认为是21世纪我国生态 环境保护领域最有价值和最具生命力的生物处 理技术。其中的ESB水体修复技术（生态演替 式水体修复技术）是一项目前世界上正在兴起 的突破性的一种水体修复技术。