湖泊富营养化及综合治理方法课件

湖泊富营养化及

综合治理方法湖泊生态1湖泊富营养化及

综合治理方法湖泊生态1报告内容我国湖泊富营养化现状1湖泊富营养化发生机制2综合治理的思路与方法3湖泊生态安全评价方法简介42报告内容我国湖泊富营养化现状1湖泊富营养化发生机制2综我国湖泊富营养化现状13我国湖泊富营养化现状13东部平原湖区东北平原与山地湖区青藏高原湖区蒙新高原湖区云贵高原湖区1.我国湖泊富营养化现状我国湖泊概况湖泊数：2742(>1km2)总面积:91020km24东部平原湖区1.我国湖泊富营养化现状我国湖泊概况湖泊数：27重富营养区富营养区中营养区贫营养区贫营养区磷浓度(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖太湖洪泽湖洞庭湖鄱阳湖东山湖磁湖西湖麓湖甘棠湖长春南湖流花湖荔湾湖蘑菇湖草海．玄武湖南太子湖墨水湖东湖东钱湖什刹海南宁南湖瘦西湖南四湖呼伦湖．

镜泊湖邛海淀山湖固城湖乌梁素海滇池五大莲池白洋淀岱海哈素海千岛湖

抚仙湖

洱海

兴凯湖

松花湖

纳木错青海湖

博斯腾湖

柴窝堡湖长白天池

我国主要湖泊富营养化的状态0.2350.76510总氮浓度4.50(mg/L)0重富营养区富营养区中营养区贫营养区贫营养区磷浓度(mg/L)5

中营养69％富营养27％贫营养4％70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。湖泊富营养化发展速度迅速中营养69％富营养27％贫营养4％70年代后期贫营养0％富61.我国湖泊富营养化现状2007年重点湖库营养状态指数71.我国湖泊富营养化现状2007年重点湖库营养状态指数7富营养化的趋势

指标2006年2010年预测值富营养化面积（km2）50006700具备发生富营养化的湖泊面积（km2）14000西部中部东部4515%3013.429.956.7富营养化湖泊分布情况富营养化的趋势指标2006年2010年预测值富营养化面8滇池巢湖太湖梅梁湾滇池草海水葫芦滇池巢湖太湖梅梁湾滇池草海水葫芦9太湖湖体水质年际变化太湖湖体水质年际变化10太湖湖体水质年际变化太湖湖体水质年际变化11太湖环湖河流水质年际变化太湖环湖河流水质年际变化12随营养盐浓度的增加，太湖水体中蓝藻水华发生的频率、程度、面积也呈逐渐增加的趋势。1950’s1970’s19801987199420002006太湖蓝藻水华发生面积的变化随营养盐浓度的增加，太湖水体中蓝藻水华发生的频率13滇池湖体水质年际变化滇池湖体水质年际变化14滇池环湖河流水质年际变化滇池环湖河流水质年际变化15巢湖湖体水质年际变化巢湖湖体水质年际变化16巢湖环湖河流水质年际变化巢湖环湖河流水质年际变化17湖泊富营养化发生机制218湖泊富营养化218营养状态与富营养化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、半封闭性水体，或某些滞留（流速<1m/min）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，水生生物随之大批死亡，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。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的湖泊自然演变过程的浓缩。营养状态与富营养化19营养状态与富营养化营养状态是水体对营养盐的响应。营养状态与富湖泊富营养化评价方法及分级⑴

TLI（chla）=10（2.5+1.086lnchl）⑵TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP）⑶TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN）⑷TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD）⑸TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCOD）单位：chla：mg/m3，SD：m；其它为mg/L。010070605030贫营养中营养富营养轻度中度重度营养状态TLI(∑)我国湖泊营养状态评价方法分级标准20湖泊富营养化评价方法及分级⑴TLI（chla）=10参数项目单位贫营养中营养富营养总磷浓度mg/L<0.010.01~0.02>0.02叶绿素浓度μg/L<44~10>10赛克板透明度m>3.72.0~3.7<2.0溶解氧饱和度%>80 10~80<10吉克斯塔特划分水质营养状态的主要参数和标准评价水体的营养状态，需要综合考虑水体中、浮游植物和水生高等植物中的氮、磷总量。参数项目单位贫营养中营养富营养总磷浓度mg/L<0.010.212营养增加阶段34生产力上升阶段56沉水植物消亡阶段藻华严重发生阶段黑臭阶段健康阶段1湖泊富营养化过程大量营养盐输入水化学平衡变化pH值升高DO降低CO2降低生态系统失调藻类异常增殖初级生产力失衡生态系统结构破坏湖泊生态系统功能丧失2营养增加阶段34生产力上升阶段56沉水植物消亡阶段藻华严重22水化学平衡变化湖水pH上升。pH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pH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。DO下降。DO下降有利于蓝藻的生长，而对其他藻类生长不利，这样蓝藻能够很快形成竞争优势。CO2降低。CO2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，碳也有可能成为限制因子，此时增加碳有利于水华藻类生长。水化学平衡变化湖水pH上升。pH上升有利于水华藻类的生长，而23湖泊生态系统中的生物结构24湖泊生态系统中的生物结构24

营养盐增加

沉水植物浮游植物挺水植物底栖固着藻类相对初级生产力营养盐限制光限制富营养湖泊中初级生产力失衡与异常增殖几十万个／L几千万个／L营养盐增加沉水植物浮游植物挺水植物底栖固相对初级生产力营25

浮游动植物群落波动规律生物量营养盐小型浮游动物大型浮游动物浮游植物清水期浮游动物小型化PEG-模型的分析浮游动植物群落波动规律生物量营养盐小型浮游动物大型浮游动物26湖泊生态系统失调藻类生成和分解是水体中进行光合作用（P）和呼吸作用（R）的一典型过程，可用简单化学计量关系来表征：106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+（+痕量元素和能量）PRC106H263O110N16P+138O2水生态系统中，腐屑链的能流大于牧食链。据Newell(1984)的估算，初级生产量有80%被直接利用，仍然有10%(沉淀)+10%(分解)+40%(Λ2的粪)=60%能量进入腐屑链，湖泊富营养化程度越高，进入腐屑链的能量越多。湖泊生态系统失调藻类生成和分解是水体中进行光合作27(ModifiedfromSchefferetal.1993)正效应负效应底泥再悬浮透明度藻类大型水生植物营养盐水深鱼类风浪化感物质浮游动物浅水湖泊的稳定机制(ModifiedfromSchefferetal.281）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2）大型水生植物是与浮游植物竞争养料的，前者的消失使后者能独享养料资源，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3）大型水生植物能够分泌化感物质，抑制藻类生长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多样性。大型水生植物消失的影响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29综合治理的思路与方法330综合治理的思路与方法330水的性质基本不变湖泊流域水自然循环特征31水的性质基本不变湖泊流域水自然循环特征31抽

提处

理河流、湖泊生产、生活水的性质不断变化水的社会循环自然降水32抽提处理河流、湖泊生产、生活水的性质不断变化水的社会循环山体云与水汽降水水汽输送蒸发植物蒸腾湖泊小水体地下径流下渗地表径流林地、湿地1、维持水的自然循环，保证上游清水来源2、规范水的社会循环，减少人为污染3、恢复或保育湖泊生态系统，平衡系统结构，发挥系统功能流域综合治理思路33山体云与水汽降水水汽输送蒸发植物蒸腾湖泊小水体地下径流下渗地

人口与分布

经济发展模式循环经济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监控管理治理湖泊低污染水入流湖河湖泊流域湖泊污染综合治理思路人口经济发循环经济乡镇污水工业废水村落污水农34COD0.02.04.06.08.010.002004006008001000人口密度(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/km2若按降雨1500mm/a，形成径流７０％用水量500ℓ/人/d若每年流出

P70%，COD70%，N50%.

流域污染综合治理思路怎样解决这个问题呢?●改变生活方式●研发新的技术●采取新的对策COD0.02.04.06.08.010.002004006350.13.00.21.51.00.30.0…Ⅲ类IV类V类(Ⅲ类0.2)(IV类0.3)(V类0.4)河流水环境质量标准值(ⅠA:1.0(前)/0.5(后))(Ⅱ级3.0)城镇生活污水排放标准(1B:1.5/1.0)(Ⅲ类0.05)(IV类0.1)(V类0.2)湖库水环境质量标准值生活污水排放与湖库、河流水质标准的比较(单位：mg/L)湖泊富营养化综合治理思路2006年1月1日0.13.00.21.51.00.30.0…Ⅲ类IV类V类(36200mg/L20mg/L5mg/L<1mg/L城镇污水达标处理排水入湖排水湖水污水处理措施：污水处理厂、净化槽等生态处理工程：碎石接触氧化床、人工湿地、强化净化等生态修复技术：湖滨带生态、沉水植物修复、固着藻类修复等BOD综合治理技术体系200mg/L20mg/L5mg/L<1mg/L城镇污水达标37④溶解氧控制②光强控制⑥湖滨带生态控制⑤鱼类群落控制①入湖河流营养盐源控制③垂直混合控制湖泊生态修复中六个主要控制原理湖泊生态修复技术④溶解氧控制②光强控制⑥湖滨带生态控制⑤鱼类群落控制①入湖38

湖滨带生态修复技术多自然型植被净化技术生态景观设计技术植物优化配置技术基底修复技术

湖泊水体修复技术水流控制技术光控制技术控制致臭与有害微生物技术渔业生态控制技术.

污染底泥控制技术环保疏浚技术安全复盖技术安全固化技术湖泊生态修复技术

河流生态修复技术砾石接触氧化技术旁侧式湿地净化技术河床生态修复技术生态堤岸技术自然型河床曝气技术

河口生态修复技术河口净化技术生态浮岛技术河口藻类控制技术河口生物栖息地恢复技术

蓝藻控制技术生物控藻技术机械除藻技术化学／菌剂控藻技术扬水筒控藻技术湖滨带生态修复技术湖泊生态修复技术河流生态修复技术39霞浦湖(LakeKasumigaura)淡水湖（汽水湖）湖面积

220km2，平均水深4m流域面积

2156.7km2容积8.5亿m3滞留時间

200天生物丰富霞浦湖(LakeKasumigaura)淡水湖（汽水湖）40筑波山高浜入土浦市日本霞浦湖

1300亿元（折算成人民币）

治理近37年

污水处理率达80%

现在相当于四类水富营养状态筑波山高浜入土浦市日本霞浦湖1300亿元（折算41湖库生态安全评估方法简介442湖库生态安全评估442项目目标建立湖库生态安全调查与生态安全评估方法。开展重点湖库生态安全调查与生态安全评估提出各重点湖库生态安全监控与预警方案制定生态安全保障综合方案和筛选关键技术全国重点湖泊水库生态安全调查与评