湖泊水環(huán)境修復(fù)技術(shù)ppt課件

1、第五章、湖泊水庫水體修復(fù)技術(shù)5.1.湖泊水庫水環(huán)境污染5.2.湖泊水庫水環(huán)境綜合評價(jià)5.3.湖泊水庫水環(huán)境修復(fù)外源污染控制技術(shù)內(nèi)源污染控制技術(shù)水動力學(xué)修復(fù)技術(shù)藻類控制和去除技術(shù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)5.1. 湖泊水庫水環(huán)境污染水質(zhì)污染污染源：工業(yè)廢水和生活污水中重金屬、有機(jī)化合物等有毒有害物質(zhì)主要污染物：COD、TP、NH3-N、揮發(fā)酚、汞排入湖泊水庫等水體過多的氮、磷等營養(yǎng)性物質(zhì)，使消費(fèi)力程度異常提高，破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造概念水體富營養(yǎng)化藻類迸發(fā)，水體缺氧，水生動物等水生生物大量死亡；湖泊水庫沼澤化；藻類在代謝死亡過程中釋放毒理強(qiáng)的藻毒素表現(xiàn)我國富營養(yǎng)化湖泊水庫的共同特征：總氮和總磷濃度

2、高透明度差水體葉綠素過高運(yùn)用化石燃料產(chǎn)生的SO2、NOx被氧化后產(chǎn)生硫酸和硝酸，經(jīng)過干/濕沉降進(jìn)入水體概念湖泊水庫酸化湖泊水庫水環(huán)境污染湖泊水庫萎縮湖泊水庫生態(tài)構(gòu)造受損，岸邊帶濕地破壞，使湖泊水庫失去滯留流域非點(diǎn)源污染物的天然屏障，呵斥湖泊水庫的自凈才干降低長江中下游湖泊水庫面積減少統(tǒng)計(jì)5.2.湖泊水環(huán)境綜合評價(jià)決議對湖泊水庫進(jìn)展水環(huán)境修復(fù)前，需求進(jìn)展可行性研討，對其本身及周圍環(huán)境進(jìn)展科學(xué)調(diào)查和評價(jià)。可行性研討目的：1調(diào)查進(jìn)入湖泊水庫的營養(yǎng)元素-懸浮泥沙-有機(jī)物的定量負(fù)荷或速率2調(diào)查研討湖泊水庫的形狀和周期性變化規(guī)律3確定適宜湖泊水庫的最有效修復(fù)技術(shù)5.2.1.根底資料搜集地理地質(zhì)數(shù)據(jù)水文學(xué)數(shù)

3、據(jù)物理參數(shù)化學(xué)參數(shù)生物學(xué)參數(shù)水質(zhì)數(shù)據(jù)搜集(1) 采樣點(diǎn)的設(shè)定湖泊水質(zhì)評價(jià)中，對水質(zhì)監(jiān)測有相應(yīng)要求。監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)使監(jiān)測水樣具有代表性。應(yīng)在以下區(qū)域設(shè)置采樣點(diǎn)：河流、溝渠入湖的河道口；湖水流出的出湖口、湖泊進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、深水區(qū)、淺水區(qū)、漁業(yè)維護(hù)區(qū)、捕撈區(qū)、湖心區(qū)、岸邊區(qū)、水源取水處、排污處 (如岸邊工廠排污口)。估計(jì)污染嚴(yán)重的區(qū)域采樣點(diǎn)應(yīng)布置得密些，清潔水域相應(yīng)地稀些。在采樣時(shí)間和次數(shù)上，可根據(jù)評價(jià)等級的要求安排。 湖泊分層采樣和湖泊水庫采樣點(diǎn)最小密度要求湖泊面積(km)2監(jiān)測點(diǎn)個(gè)數(shù)湖泊水深（m）分層采樣10 以下105 以下表層(水面下0.30.5m)10-100205-10表層、底層(離湖

4、底1.0m)100-5003010-20表層、中層、底層500-10004020 以上表層,每隔10m取一層水樣或在水溫躍變處上、下分別采樣。1000以上502 監(jiān)測工程湖泊水質(zhì)監(jiān)測工程的選擇，主要根據(jù)污染源調(diào)查情況、湖泊的用途、評價(jià)目的而確定。普通情況下，可選擇 pH值、溶解氧、化學(xué)耗氧量、生化需氧量、懸浮物、大腸桿菌、氮、磷、揮發(fā)酚、氰、汞、鉻、鎘、砷等5.2.2.參數(shù)計(jì)算水量動態(tài)平衡熱量衡算污染負(fù)荷衡算氮、磷是富營養(yǎng)化主要目的水體中，磷濃度在穩(wěn)定形狀時(shí)可描畫為5.2.2.參數(shù)計(jì)算水體自凈速率溶解氧變化是衡量水體自凈過程的主要目的。水生態(tài)系統(tǒng)包括水體生態(tài)構(gòu)造組成、能量流動、物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)。

5、5.2.2.參數(shù)計(jì)算生物學(xué)評價(jià)1湖泊的生物學(xué)評價(jià)方法有：普通描畫對比法指示生物法種的多樣性指數(shù)法生物指數(shù)法等 2Beck指數(shù)按底棲大型無脊椎動物對有機(jī)污染的耐性分成兩類， 類是不耐有機(jī)污染的種類， 類是能忍受中等程度的污染，但非完全缺氧條件的種類。將一調(diào)查地點(diǎn)內(nèi)類和類動物種類數(shù)分別用N、N表示，生物指數(shù)按式 =2N+N 計(jì)算，這種生物指數(shù)值。在凈水中普通為10以上，中等污染時(shí)為1-10重污染時(shí)為零。 3硅藻類生物指數(shù)用硅藻類的種類數(shù)計(jì)算生物指數(shù)。假設(shè)用A表示硅藻類中不耐污染的種類數(shù)，B表示耐污染的種類數(shù)，C表示在調(diào)查區(qū)內(nèi)獨(dú)有的種類數(shù)，那么硅藻生物指數(shù)按下式計(jì)算：5.2.3.綜合模型利用數(shù)學(xué)模型

6、到達(dá)以下目的：掌握水體內(nèi)部有關(guān)物理、化學(xué)和生物過程的認(rèn)識預(yù)測不同條件下的水體變化趨勢預(yù)測各種管理和工程技術(shù)措施對水體的影響如：富營養(yǎng)化預(yù)測模型5.3. 湖泊水庫水環(huán)境修復(fù)指經(jīng)過調(diào)控，使受污染損害的湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到受干擾前的自然形狀，恢復(fù)其合理的構(gòu)造和功能概念修復(fù)的原那么整體性遵守自然法那么技術(shù)類型湖泊水庫外源污染控制技術(shù)湖泊水庫內(nèi)源污染控制技術(shù)水動力學(xué)修復(fù)技術(shù)藻類控制和去除技術(shù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)點(diǎn)源污染控制非點(diǎn)源污染面源污染控制1.湖泊水庫外源污染控制技術(shù)生活污染處置技術(shù)；工業(yè)廢水處置技術(shù)前置庫技術(shù)經(jīng)過改動消費(fèi)和消費(fèi)方式減少污染物的產(chǎn)生；建立相關(guān)處置設(shè)備，減少排入湖泊的污染物質(zhì)的種類和

7、總量概念類型在受維護(hù)的湖泊水庫水體上游支流，利用天然或人工庫塘攔截暴雨徑流，并經(jīng)過物理、化學(xué)以及生物過程降低徑流中污染物濃度工程措施前置庫工藝流程湖泊水庫外源污染控制技術(shù)前置庫工程剖面圖湖泊水庫外源污染控制技術(shù)前置庫是指利用天然水塘或人工水庫的蓄水功能將因表層土壤中的污染物營養(yǎng)物質(zhì)淋溶而產(chǎn)生的徑流污水截留在水庫塘中，不讓其直接進(jìn)入所要維護(hù)的水體，經(jīng)沉淀自然凈化后用于日常農(nóng)灌。前置庫技術(shù)滇池湖中湖方案特點(diǎn)： 湖泊水體修復(fù)中控制難度最大的污染物來源內(nèi)容： 城鎮(zhèn)地表徑流、鄉(xiāng)村等地表徑流、大氣沉降、湖區(qū)養(yǎng)殖等，其中鄉(xiāng)村非點(diǎn)源問題突出工程技術(shù)類型： 污染物源頭控制污染遷移轉(zhuǎn)化的控制污染物凈化工程1.湖泊

8、水庫外源污染控制技術(shù)非點(diǎn)源污染面源污染控制湖泊水庫外源污染控制技術(shù)非點(diǎn)源治理設(shè)計(jì)程序湖泊水庫外源污染控制技術(shù)非點(diǎn)源管理技術(shù)特征湖泊水庫外源污染控制技術(shù)非點(diǎn)源工程處置技術(shù)特征湖泊水庫外源污染控制技術(shù)非點(diǎn)源工程處置技術(shù)特征(續(xù)表)湖泊水庫外源污染控制技術(shù)攔沙壩實(shí)景圖湖泊水庫外源污染控制技術(shù)農(nóng)業(yè)生態(tài)工程表示圖湖泊水庫外源污染控制技術(shù)湖泊水庫及流域污染控制工程湖泊水庫外源污染控制技術(shù)2.湖泊水庫內(nèi)源污染控制技術(shù)湖泊水庫堆積物疏浚湖泊水庫堆積物原位處置技術(shù)湖泊內(nèi)污染底泥中污染物重新排入水體的過程概念類型內(nèi)源污染底泥環(huán)境疏浚工藝流程湖泊水庫內(nèi)源污染控制技術(shù)機(jī)械式疏挖湖泊水庫內(nèi)源污染控制技術(shù)有效降低湖泊水庫

9、的重金屬、耐久性有毒有機(jī)物等難降解污染物的濃度優(yōu)點(diǎn)湖泊水庫堆積物疏浚堆積物疏浚過程中的擾動，呵斥短時(shí)期內(nèi)水體中污染物濃度升高；對底棲生態(tài)環(huán)境呵斥影響，疏浚后新生表層界面暴露，能夠出現(xiàn)污染內(nèi)源回復(fù)景象；投入高缺陷湖泊水庫內(nèi)源污染控制技術(shù)湖泊水庫堆積物原位處置技術(shù)原位覆蓋原位封鎖原位鈍化原位化學(xué)原位生物類型原位覆蓋在污染堆積物外表覆蓋一層固體物質(zhì)，如沙子、卵石和粘土等，依次隔離污染堆積物和水體，將污染封鎖在堆積物中，到達(dá)控制堆積污染內(nèi)源的目的湖泊水庫內(nèi)源污染控制技術(shù)原位封鎖原位鈍化原位化學(xué)原位生物湖泊水庫內(nèi)源污染控制技術(shù)3.水動力學(xué)修復(fù)技術(shù)經(jīng)過人工措施，防止水體分層或者破壞曾經(jīng)構(gòu)成的分層，提高湖泊

10、水庫水體溶解氧的濃度、控制內(nèi)源性污染，降低湖泊水庫水體污染物的濃度，進(jìn)而改善水體質(zhì)量概念引水稀釋/沖刷人工曝氣人工循環(huán)類型引水稀釋/沖刷短期效果預(yù)測定量描畫稀釋沖刷效果的閱歷公式長期效果預(yù)測加快水體的交換頻率，縮短污染物在湖泊水庫中的滯留時(shí)間，從而降低污染物濃度程度，水體流動性的加強(qiáng)，添加湖泊水庫下層水體的溶解氧含量，從而抑制堆積物中污染物的活化釋放水動力學(xué)修復(fù)技術(shù)滇中調(diào)水工程引金沙江之水解滇中之渴、沖刷滇池污染，以流動的貧營養(yǎng)水替代停滯的富營養(yǎng)水的目的。局限性：換水法是對污染的轉(zhuǎn)嫁？營養(yǎng)物絕對量并未減少，污染了下游的環(huán)境，不能從根本上處理問題人工曝氣水動力學(xué)修復(fù)技術(shù)4.藻類控制和去除技術(shù)物理

11、法化學(xué)法生物法類型富營養(yǎng)緣由：物理法藻類控制和去除技術(shù)人工解層混凝沉淀機(jī)械打撈以宜興地域太湖的一處約4 400 m2 左右的水域作為實(shí)驗(yàn)區(qū)域. 采用半封鎖攔截方式隔離出面積約為400 m2 的水面作為超聲處置組, 余下部分4 000 m2左右作為對照組.在400 m2 的實(shí)驗(yàn)水域中往返運(yùn)轉(zhuǎn)1 h,確保單位面積上超聲處置時(shí)間不小于15 s. 分別于超聲處置0, 1,24 h和7, 14 d后, 在處置組和對照組的中心水域采樣檢測水樣, 察看水樣外觀變化.藻類控制和去除技術(shù)化學(xué)法操作簡便，一次性運(yùn)用本錢低優(yōu)點(diǎn)不能長期投用一種藥；能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生二次污染缺陷利用殺藻劑殺死藻類，從而消除湖面水華藻類控制

12、和去除技術(shù)生物法利用水生動、植物、藻類病原菌、病毒來抑制和殺死藻類利用藻類病原菌控制藻類生長經(jīng)過競爭作用抑制藻類生長酶處置技術(shù)類型5.污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)湖濱帶生態(tài)恢復(fù)水生植被恢復(fù)生物支配技術(shù)類型湖濱帶生態(tài)恢復(fù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)主要內(nèi)容湖濱帶物理基底的修復(fù)水生植物組建水生植物群落的優(yōu)化湖濱帶生態(tài)恢復(fù)水生植被恢復(fù)技術(shù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)人工輔助措施改善植物生長條件改善湖底光照添加水體透明度補(bǔ)充植物繁衍體生物支配技術(shù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)經(jīng)過對湖泊水庫生物群及其棲息地的一系列調(diào)理，加強(qiáng)其中的某些相互作用，促使消費(fèi)者構(gòu)造合理經(jīng)典生物支配實(shí)際非經(jīng)典生物支配實(shí)際控制高級消費(fèi)型魚類及放養(yǎng)食

13、浮游生物的魚類直接消費(fèi)藍(lán)藻生物支配的根本概念 最初，生物支配biomanipulation即利用調(diào)整生物群落構(gòu)造的方法控制水質(zhì)，主要原理是調(diào)整魚群構(gòu)造，維護(hù)和開展大型牧食性浮游動物，從而控制藻類的過量生長。 近年來，發(fā)現(xiàn)浮游動物的庇護(hù)refuge機(jī)制對于生物支配有重要作用。因此，生物支配被重新定義為運(yùn)用湖泊生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)營養(yǎng)級之間的關(guān)系，經(jīng)過對生物群落及其生境的一系列調(diào)整，從而減少藻類生物量，改善水質(zhì)。生物支配技術(shù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)庇護(hù)機(jī)制浮游動物賴以逃避魚類捕食的行為機(jī)制或環(huán)境條件。能夠的庇護(hù)機(jī)制包括：低光照庇護(hù)低溫庇護(hù)厭氧庇護(hù)對魚食性魚類的逃避行為大型水生植物庇護(hù)生物支配技術(shù)污染湖泊水庫

14、生態(tài)恢復(fù)技術(shù)生物支配技術(shù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)生物支配的根本概念 生物支配與生態(tài)工程概念類似，都是研討對生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化管理技術(shù)與方法。 生態(tài)工程強(qiáng)調(diào)經(jīng)過不同營養(yǎng)級生物的調(diào)整組合，使生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造功能趨于協(xié)調(diào)，最大限制促進(jìn)物質(zhì)的循環(huán)再生和多級利用，到達(dá)防治污染、化害為利、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)開展的目的。 生物支配那么強(qiáng)調(diào)對種群及其生境的調(diào)控，主要是控制藻花的開展，防止水體發(fā)生富營養(yǎng)化，沒有涉及系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、物質(zhì)的再循環(huán)再生與多級利用問題，因此生物支配的范圍較窄。生物支配技術(shù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)生物支配途徑1人為去除魚類2投放肉食性魚類3水生植被管理4投放微型浮游動物5投加細(xì)菌微生物6投放植物病原體和昆蟲生物支配技術(shù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù)生物支配途徑 1人為去除魚類 先將湖泊中的魚類全部捕出或用魚藤酮?dú)绾螅匦峦斗乓匀馐承?魚類為主的魚類群落，控制浮游生物食性魚類，維護(hù)浮游動物，進(jìn)而控 制藻花的發(fā)生。 2投放肉食性魚類 引入肉食性魚類控制浮游生物食性魚類，進(jìn)而促進(jìn)大型浮游動物發(fā) 展，借以抑制藻花發(fā)生。 生物支配技術(shù)污染湖泊水庫生態(tài)恢復(fù)技術(shù) 3水生植被管理 國內(nèi)外運(yùn)用草魚控制水草的實(shí)例很多，具有費(fèi)用低、長期有效，對環(huán)境無害的優(yōu)點(diǎn)。