湖泊富营养化及综合治理方法课件

1、1湖泊富营养化湖泊富营养化(f yn yn hu)(f yn yn hu)及及综合治理方法综合治理方法湖泊(h p)生态第一页，共四十九页。2报报 告告 内内 容容我国湖泊我国湖泊(h p)(h p)富营养化现状富营养化现状1湖泊湖泊(h p)(h p)富营养化发生机制富营养化发生机制2综合治理的思路综合治理的思路(sl)(sl)与方法与方法3湖泊生态安全评价方法简介湖泊生态安全评价方法简介4第二页，共四十九页。3我国湖泊富营养化我国湖泊富营养化(f yn yn hu)(f yn yn hu)现状现状第三页，共四十九页。4l东部东部(dn b)(dn b)平原湖区平原湖区l东北平原与山地湖区东

2、北平原与山地湖区l青藏高原湖区青藏高原湖区l蒙新高原湖区蒙新高原湖区l云贵高原湖区云贵高原湖区1.1.我国湖泊我国湖泊(h p)(h p)富营养化现状富营养化现状我国湖泊我国湖泊(h p)(h p)概况概况湖泊数：湖泊数：2742( 1 km2)总面积总面积: 91020 km2第四页，共四十九页。重富营养区富营养区中营养区贫营养区贫营养区磷浓度磷浓度(nngd)(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖巢湖太湖太湖洪洪泽泽湖湖洞庭湖洞庭湖鄱鄱阳阳湖湖东东山湖山湖磁湖磁湖西湖西湖麓湖麓湖甘棠湖甘棠湖长长春南湖春南湖流花湖流花湖荔湾荔湾湖湖蘑菇蘑菇湖湖草海草海玄武湖玄武湖南太子湖南太子

3、湖墨水湖墨水湖东东湖湖东钱东钱湖湖什刹海什刹海南宁南湖南宁南湖瘦西湖瘦西湖南四湖南四湖呼呼伦伦湖湖 镜镜泊湖泊湖邛邛海海淀山湖淀山湖固城湖固城湖乌乌梁素海梁素海滇滇池池五五大大莲莲池池白洋淀白洋淀 岱海岱海 哈素海哈素海 千千岛岛湖湖 抚抚仙湖仙湖 洱洱海海 兴凯兴凯湖湖 松花湖松花湖 纳纳木木错错 青青海湖海湖 博斯博斯腾腾湖湖 柴柴窝窝堡湖堡湖长长白天池白天池 我国主要湖泊富营养化我国主要湖泊富营养化(f yn yn hu)(f yn yn hu)的状的状态态0.2350.76510总总氮氮浓浓度度(nngd)4.50(mg/L)0第五页，共四十九页。中 营养69 富营养27 贫营养4 7

4、0 年代后期贫营养0 富营养85 中营养15 90 年代后期中营养35 贫营养4 富营养61 80 年代后期据调查的26个湖泊，在70年代末富营养化湖泊只占27，80年代末达61，90年代末高达85，2000年以后发展(fzhn)更为迅速。我国已成为国际上湖泊富营养化严重国家之一。湖泊(h p)富营养化发展速度迅速第六页，共四十九页。71.1.我国湖泊我国湖泊(h p)(h p)富营养化现状富营养化现状20072007年重点年重点(zhngdin)(zhngdin)湖库营养状态指数湖库营养状态指数第七页，共四十九页。富营养化富营养化(f yn yn hu)(f yn yn hu)的趋势的趋势

5、指标指标2006年年2010年预测值年预测值富营养化面积富营养化面积（km2）50006700具备发生富营养化的具备发生富营养化的湖泊面积湖泊面积（km2）14000西部中部东部4515%3013.429.956.7富营养化湖泊富营养化湖泊(h p)(h p)分布情况分布情况第八页，共四十九页。滇池(din ch)巢湖太湖(ti h)梅梁湾滇池(din ch)草海水葫芦第九页，共四十九页。太湖太湖(ti h)(ti h)湖体水质年际变化湖体水质年际变化第十页，共四十九页。太湖太湖(ti h)(ti h)湖体水质年际变化湖体水质年际变化第十一页，共四十九页。太湖太湖(ti h)(ti h)环湖河

6、流水质年际变化环湖河流水质年际变化第十二页，共四十九页。 随营养盐浓度的增加，太湖水体(shu t)中蓝藻水华发生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。1950s1970s19801987199420002006太湖蓝藻水华发生面积太湖蓝藻水华发生面积(min j)(min j)的变化的变化第十三页，共四十九页。滇池滇池(din ch)(din ch)湖体水质年际变化湖体水质年际变化第十四页，共四十九页。滇池环湖河流水质滇池环湖河流水质(shu zh)(shu zh)年际变化年际变化第十五页，共四十九页。巢湖湖体水质巢湖湖体水质(shu zh)(shu zh)年际变化年际变化第十六页，共四十九

7、页。巢湖环湖河流巢湖环湖河流(hli)(hli)水质年际变化水质年际变化第十七页，共四十九页。18湖泊富营养化湖泊富营养化发生发生(fshng)(fshng)机制机制第十八页，共四十九页。19营养状态营养状态(zhungti)(zhungti)与富营养化与富营养化 营养状态是水体对营养盐的响应。营养状态是水体对营养盐的响应。 富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入封闭性、半封闭性水富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入封闭性、半封闭性水体，或某些滞留（流速体，或某些滞留（流速1m/min）河流水体中，导致水体初级）河流水体中，导致水体初级生产力异常增殖，致使水体透明度下降，溶解氧降低，水生生产力异

8、常增殖，致使水体透明度下降，溶解氧降低，水生生物生物(shngw)随之大批死亡，水味变得腥臭难闻。随之大批死亡，水味变得腥臭难闻。 湖泊富营养是一个状态，而富营养化指的是一个过程。湖泊富营养是一个状态，而富营养化指的是一个过程。 富营养化是自然演变过程，但不能忽视人类活动对富营养的富营养化是自然演变过程，但不能忽视人类活动对富营养的促进作用。湖泊富营养化是人类社会活动对湖泊的影响导致促进作用。湖泊富营养化是人类社会活动对湖泊的影响导致的湖泊自然演变过程的浓缩。的湖泊自然演变过程的浓缩。营养营养(yngyng)(yngyng)状态与富营养状态与富营养(yngyng)(yngyng)化化第十九页，

9、共四十九页。20湖泊富营养化评价湖泊富营养化评价(pngji)(pngji)方法及分级方法及分级 TLI（chla）=10（2.5+1.086lnchl） TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP） TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN） TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD） TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCOD） 单位单位(dnwi)：chla：mg/m3，SD：m；其它为；其它为mg/L。010070605030贫营养贫营养中中营养营养富富营养营养轻轻度度中度中度重度重度营养状态营养状态TLI()我国湖泊我国湖泊(h p)

10、(h p)营养状态评价方法营养状态评价方法分级标准分级标准第二十页，共四十九页。参数项目参数项目单位单位贫营养贫营养中营养中营养富营养富营养总磷浓度总磷浓度mg/Lmg/L0.010.020.02叶绿素浓度叶绿素浓度g/Lg/L41010赛克板透明度赛克板透明度mm3.73.72.03.72.03.72.08080108010801010吉克斯塔特划分水质吉克斯塔特划分水质(shu zh)营养状态的主要参数和标营养状态的主要参数和标准准 评价水体的营养状态，需要综合评价水体的营养状态，需要综合(zngh)(zngh)考虑水体中、浮游植考虑水体中、浮游植物和水生高等植物中的氮、磷总量。物和水生高

11、等植物中的氮、磷总量。第二十一页，共四十九页。2营养增加阶段营养增加阶段34生产力上升阶段生产力上升阶段56沉水植物消亡阶段沉水植物消亡阶段藻华严重发生阶段藻华严重发生阶段黑臭阶段黑臭阶段健康阶段健康阶段1湖泊富营养化湖泊富营养化(f yn yn hu)(f yn yn hu)过程过程大量大量(dling)(dling)营养盐营养盐输入输入水化学平衡水化学平衡(huxupnghng)(huxupnghng)变化变化 pH值升高值升高 DO降低降低 CO2降低降低生态系统失调生态系统失调 藻类异常增殖藻类异常增殖 初级生产力失衡初级生产力失衡 生态系统结构破坏生态系统结构破坏湖泊生态系统功能丧失

12、湖泊生态系统功能丧失第二十二页，共四十九页。水化学平衡水化学平衡(huxupnghng)(huxupnghng)变化变化 湖水湖水pH上升。上升。pH上升有利于水华藻类的生长，而大量藻上升有利于水华藻类的生长，而大量藻类的异常增殖又进一步提高湖水的类的异常增殖又进一步提高湖水的pH值，进而为水华藻值，进而为水华藻类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长环境。类入微囊藻的大量增殖提供了适宜的生长环境。 DO下降。下降。DO下降有利于蓝藻的生长，而对其他藻类生下降有利于蓝藻的生长，而对其他藻类生长不利长不利(bl)，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。 CO2降低。降低。CO

13、2在水中溶解度随水温升高而降低，当湖在水中溶解度随水温升高而降低，当湖水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下，碳也水氮磷营养盐对藻类生长已达到饱和的情况下，碳也有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华藻类生有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华藻类生长。长。第二十三页，共四十九页。24湖泊湖泊生态系统中的生物生态系统中的生物(shngw)(shngw)结构结构第二十四页，共四十九页。营养盐增加(zngji) 沉水植物沉水植物浮游植物浮游植物挺水植物挺水植物底栖固底栖固着藻类着藻类相对初级生产力营养盐限制光限制富营养湖泊(h p)中初级生产力失衡与异常增殖几十万个几十万个L几千万个几千万个L

14、第二十五页，共四十九页。 浮游动植物群落波动浮游动植物群落波动(bdng)(bdng)规律规律生物量生物量营养盐营养盐小型小型(xioxng)(xioxng)浮浮游动物游动物大型大型(dxng)(dxng)浮游动浮游动物物浮游植物浮游植物清水期清水期浮游动物浮游动物小型化小型化PEG-PEG-模型的分析模型的分析第二十六页，共四十九页。湖泊湖泊(h p)(h p)生态系统失调生态系统失调 藻类生成和分解是水体中进行光合作用藻类生成和分解是水体中进行光合作用(gungh-zuyng)（P）和）和呼吸作用（呼吸作用（R）的一典型过程，可用简单化学计量关系来表征：）的一典型过程，可用简单化学计量关系

15、来表征： 106CO2+ 16NO3-+ HPO42-+122H2O +18H+（+痕量元素和能量）痕量元素和能量） P R C106H263O110N16P + 138O2 水生态系统中，腐屑链的能流大于牧食链。据水生态系统中，腐屑链的能流大于牧食链。据Newell(1984)的的估算，初级生产量有估算，初级生产量有80%被直接利用，仍然有被直接利用，仍然有10%(沉淀沉淀)+10%(分分解解)+40%(2的粪的粪)=60%能量进入腐屑链，湖泊富营养化程度越能量进入腐屑链，湖泊富营养化程度越高，进入腐高，进入腐屑屑链的能量越多。链的能量越多。第二十七页，共四十九页。(Modified fro

16、m Scheffer et al. 1993)正效应正效应负效应负效应底泥再悬浮底泥再悬浮(xunf)透明度透明度藻类藻类大型大型(dxng)水生植物水生植物营养盐营养盐水深水深鱼类鱼类风浪风浪(fnglng)化感物质化感物质浮游动物浮游动物浅水湖泊的稳定机制浅水湖泊的稳定机制第二十八页，共四十九页。1 1）大型水生植物能起到净化水质的作用，它的消失直接削弱了水体自净）大型水生植物能起到净化水质的作用，它的消失直接削弱了水体自净的能力的能力2 2）大型水生植物是与浮游植物竞争养料的，前者）大型水生植物是与浮游植物竞争养料的，前者(qin zh)(qin zh)的消失使后的消失使后者能独享养料资

17、源，导致浮游藻类的大量孳生，反过来通过在养者能独享养料资源，导致浮游藻类的大量孳生，反过来通过在养料和光照方面的竞争优势，进一步压制水草的恢复料和光照方面的竞争优势，进一步压制水草的恢复3 3）大型水生植物能够分泌化感物质，抑制藻类生长）大型水生植物能够分泌化感物质，抑制藻类生长4 4）水草是好几种产粘性卵的鱼类、螺类以及水生昆虫卵粒附着的基）水草是好几种产粘性卵的鱼类、螺类以及水生昆虫卵粒附着的基质，产出的鱼卵、虫卵、和螺的卵囊没有水草可资附着，卵的孵质，产出的鱼卵、虫卵、和螺的卵囊没有水草可资附着，卵的孵化率大大降低化率大大降低5 5）水草也是许多幼鱼和水生无脊椎动物躲避敌害的隐蔽场所，少

18、了这样）水草也是许多幼鱼和水生无脊椎动物躲避敌害的隐蔽场所，少了这样的避难所，这类动物死亡的机率大增，进而影响到生态系统的生物的避难所，这类动物死亡的机率大增，进而影响到生态系统的生物多样性。多样性。大型水生植物消失大型水生植物消失(xiosh)(xiosh)的影响的影响第二十九页，共四十九页。30综合治理的思路综合治理的思路(sl)(sl)与方法与方法第三十页，共四十九页。31水的性质(xngzh)基本不变湖泊流域水自然湖泊流域水自然(zrn)(zrn)循环特征循环特征第三十一页，共四十九页。32抽 提处 理河流(hli)、湖泊水的社会循环水的社会循环自然降水第三十二页，共四十九页。33山体

19、山体(shn t)云与水汽云与水汽(shu q)降水降水(jingshu)水汽输送水汽输送蒸发蒸发植物蒸腾植物蒸腾湖泊小水体小水体地下径流地下径流下渗下渗地表径流地表径流林地、湿地林地、湿地1 1、维持水的自然循环，保证上游清水来源、维持水的自然循环，保证上游清水来源2 2、规范水的社会循环，减少人为污染、规范水的社会循环，减少人为污染3 3、恢复或保育湖泊生态系统，平衡系统结、恢复或保育湖泊生态系统，平衡系统结构，发挥系统功能构，发挥系统功能流域综合治理思路流域综合治理思路第三十三页，共四十九页。 人口人口 与分布与分布 经济发经济发 展模式展模式循环经济循环经济清洁生产清洁生产乡镇污水工业废水村落污水农田径流其它面源污染源污染源 监控监控 管理管理 治理治理湖泊低污染水入入流流湖湖河河湖泊湖泊(h p) 流域流域湖泊湖泊(h p)(h p)污染综合治理思路污染综合治理思路第三十四页，共四十九页。COD0.02.04.06.08.010.002004006008001000人口密度人口密度(人人/km2)COD(mg/l)人口人口+农田人口+农田+牲畜环境限值 150P/km2环境限值 800P/km2n若按降雨1500mm/a，形成径流n用水量500/人/dn若每年流出 P 70% ， COD70%，N 50%.流域流域(liy)