湖泊水環(huán)境修復技術ppt課件

1、第五章、湖泊水庫水體修復技術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5.3.湖泊水庫水環(huán)境修復外源污染控制技術內源污染控制技術水動力學修復技術藻類控制和去除技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術5.1. 湖泊水庫水環(huán)境污染水質污染污染源：工業(yè)廢水和生活污水中重金屬、有機化合物等有毒有害物質主要污染物：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，使消費力程度異常提高，破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)構造概念水體富營養(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的藻毒素表現我國富營養(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用化石燃料產生的SO2、NOx被氧化后產生硫酸和硝酸，經過干/濕沉降進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)構造受損，岸邊帶濕地破壞，使湖泊水庫失去滯留流域非點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5.2.湖泊水環(huán)境綜合評價決議對湖泊水庫進展水環(huán)境修復前，需求進展可行性研討，對其本身及周圍環(huán)境進展科學調查和評價?？尚行匝杏懩康模?調查進入湖泊水庫的營養(yǎng)元素-懸浮泥沙-有機物的定量負荷或速率2調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技術5.2.1.根底資料搜集地理地質數據水文學數

3、據物理參數化學參數生物學參數水質數據搜集(1) 采樣點的設定湖泊水質評價中，對水質監(jiān)測有相應要求。監(jiān)測點的布設應使監(jiān)測水樣具有代表性。應在以下區(qū)域設置采樣點：河流、溝渠入湖的河道口；湖水流出的出湖口、湖泊進水區(qū)、出水區(qū)、深水區(qū)、淺水區(qū)、漁業(yè)維護區(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)。估計污染嚴重的區(qū)域采樣點應布置得密些，清潔水域相應地稀些。在采樣時間和次數上，可根據評價等級的要求安排。 湖泊分層采樣和湖泊水庫采樣點最小密度要求湖泊面積(km)2監(jiān)測點個數湖泊水深（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)測工程湖泊水質監(jiān)測工程的選擇，主要根據污染源調查情況、湖泊的用途、評價目的而確定。普通情況下，可選擇 pH值、溶解氧、化學耗氧量、生化需氧量、懸浮物、大腸桿菌、氮、磷、揮發(fā)酚、氰、汞、鉻、鎘、砷等5.2.2.參數計算水量動態(tài)平衡熱量衡算污染負荷衡算氮、磷是富營養(yǎng)化主要目的水體中，磷濃度在穩(wěn)定形狀時可描畫為5.2.2.參數計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)構造組成、能量流動、物質轉化和循環(huán)。

5、5.2.2.參數計算生物學評價1湖泊的生物學評價方法有：普通描畫對比法指示生物法種的多樣性指數法生物指數法等 2Beck指數按底棲大型無脊椎動物對有機污染的耐性分成兩類， 類是不耐有機污染的種類， 類是能忍受中等程度的污染，但非完全缺氧條件的種類。將一調查地點內類和類動物種類數分別用N、N表示，生物指數按式 =2N+N 計算，這種生物指數值。在凈水中普通為10以上，中等污染時為1-10重污染時為零。 3硅藻類生物指數用硅藻類的種類數計算生物指數。假設用A表示硅藻類中不耐污染的種類數，B表示耐污染的種類數，C表示在調查區(qū)內獨有的種類數，那么硅藻生物指數按下式計算：5.2.3.綜合模型利用數學模型

6、到達以下目的：掌握水體內部有關物理、化學和生物過程的認識預測不同條件下的水體變化趨勢預測各種管理和工程技術措施對水體的影響如：富營養(yǎng)化預測模型5.3. 湖泊水庫水環(huán)境修復指經過調控，使受污染損害的湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復到受干擾前的自然形狀，恢復其合理的構造和功能概念修復的原那么整體性遵守自然法那么技術類型湖泊水庫外源污染控制技術湖泊水庫內源污染控制技術水動力學修復技術藻類控制和去除技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術點源污染控制非點源污染面源污染控制1.湖泊水庫外源污染控制技術生活污染處置技術；工業(yè)廢水處置技術前置庫技術經過改動消費和消費方式減少污染物的產生；建立相關處置設備，減少排入湖泊的污染物質的種類和

7、總量概念類型在受維護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，并經過物理、化學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前置庫工程剖面圖湖泊水庫外源污染控制技術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)物質淋溶而產生的徑流污水截留在水庫塘中，不讓其直接進入所要維護的水體，經沉淀自然凈化后用于日常農灌。前置庫技術滇池湖中湖方案特點： 湖泊水體修復中控制難度最大的污染物來源內容： 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)村非點源問題突出工程技術類型： 污染物源頭控制污染遷移轉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非點源污染面源污染控制湖泊水庫外源污染控制技術非點源治理設計程序湖泊水庫外源污染控制技術非點源管理技術特征湖泊水庫外源污染控制技術非點源工程處置技術特征湖泊水庫外源污染控制技術非點源工程處置技術特征(續(xù)表)湖泊水庫外源污染控制技術攔沙壩實景圖湖泊水庫外源污染控制技術農業(yè)生態(tài)工程表示圖湖泊水庫外源污染控制技術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2.湖泊水庫內源污染控制技術湖泊水庫堆積物疏浚湖泊水庫堆積物原位處置技術湖泊內污染底泥中污染物重新排入水體的過程概念類型內源污染底泥環(huán)境疏浚工藝流程湖泊水庫內源污染控制技術機械式疏挖湖泊水庫內源污染控制技術有效降低湖泊水庫

9、的重金屬、耐久性有毒有機物等難降解污染物的濃度優(yōu)點湖泊水庫堆積物疏浚堆積物疏浚過程中的擾動，呵斥短時期內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，能夠出現污染內源回復景象；投入高缺陷湖泊水庫內源污染控制技術湖泊水庫堆積物原位處置技術原位覆蓋原位封鎖原位鈍化原位化學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，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，到達控制堆積污染內源的目的湖泊水庫內源污染控制技術原位封鎖原位鈍化原位化學原位生物湖泊水庫內源污染控制技術3.水動力學修復技術經過人工措施，防止水體分層或者破壞曾經構成的分層，提高湖泊

10、水庫水體溶解氧的濃度、控制內源性污染，降低湖泊水庫水體污染物的濃度，進而改善水體質量概念引水稀釋/沖刷人工曝氣人工循環(huán)類型引水稀釋/沖刷短期效果預測定量描畫稀釋沖刷效果的閱歷公式長期效果預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間，從而降低污染物濃度程度，水體流動性的加強，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修復技術滇中調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修復技術4.藻類控制和去除技術物理

11、法化學法生物法類型富營養(yǎng)緣由：物理法藻類控制和去除技術人工解層混凝沉淀機械打撈以宜興地域太湖的一處約4 400 m2 左右的水域作為實驗區(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 的實驗水域中往返運轉1 h,確保單位面積上超聲處置時間不小于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化學法操作簡便，一次性運用本錢低優(yōu)點不能長期投用一種藥；能夠對環(huán)境產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過競爭作用抑制藻類生長酶處置技術類型5.污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術湖濱帶生態(tài)恢復水生植被恢復生物支配技術類型湖濱帶生態(tài)恢復污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術主要內容湖濱帶物理基底的修復水生植物組建水生植物群落的優(yōu)化湖濱帶生態(tài)恢復水生植被恢復技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術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充植物繁衍體生物支配技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術經過對湖泊水庫生物群及其棲息地的一系列調理，加強其中的某些相互作用，促使消費者構造合理經典生物支配實際非經典生物支配實際控制高級消費型魚類及放養(yǎng)食

13、浮游生物的魚類直接消費藍藻生物支配的根本概念 最初，生物支配biomanipulation即利用調整生物群落構造的方法控制水質，主要原理是調整魚群構造，維護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)現浮游動物的庇護refuge機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用湖泊生態(tài)系統(tǒng)內營養(yǎng)級之間的關系，經過對生物群落及其生境的一系列調整，從而減少藻類生物量，改善水質。生物支配技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術庇護機制浮游動物賴以逃避魚類捕食的行為機制或環(huán)境條件。能夠的庇護機制包括：低光照庇護低溫庇護厭氧庇護對魚食性魚類的逃避行為大型水生植物庇護生物支配技術污染湖泊水庫

14、生態(tài)恢復技術生物支配技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術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)化管理技術與方法。 生態(tài)工程強調經過不同營養(yǎng)級生物的調整組合，使生態(tài)系統(tǒng)構造功能趨于協調，最大限制促進物質的循環(huán)再生和多級利用，到達防治污染、化害為利、促進經濟繼續(xù)開展的目的。 生物支配那么強調對種群及其生境的調控，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)的協調、物質的再循環(huán)再生與多級利用問題，因此生物支配的范圍較窄。生物支配技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術生物支配途徑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投加細菌微生物6投放植物病原體和昆蟲生物支配技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術生物支配途徑 1人為去除魚類 先將湖泊中的魚類全部捕出或用魚藤酮殺滅后，重新投放以肉食性 魚類為主的魚類群落，控制浮游生物食性魚類，維護浮游動物，進而控 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，進而促進大型浮游動物發(fā) 展，借以抑制藻花發(fā)生。 生物支配技術污染湖泊水庫生態(tài)恢復技術 3水生植被管理 國內外運用草魚控制水草的實例很多，具有費用低、長期有效，對環(huán)境無害的優(yōu)點。