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湖泊富營(yíng)養(yǎng)化及綜合治理方法,湖泊生態(tài),1,報(bào)告內(nèi)容,2,,我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀,1,,湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制,2,,綜合治理的思路與方法,3,,湖泊生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)介,4,3,,,我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀,1,東部平原湖區(qū)東北平原與山地湖區(qū)青藏高原湖區(qū)蒙新高原湖區(qū)云貴高原湖區(qū),1.我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀,4,,我國(guó)湖泊概況,湖泊數(shù)：2742(>1km2)總面積:91020km2,,磷濃度(mg/L),0.019,1.0,0.413,0.065,我國(guó)主要湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的狀態(tài),,,0.235,0.765,10,總氮濃度,4.50,(mg/L),0,,,,,,據(jù)調(diào)查的26個(gè)湖泊，在70年代末富營(yíng)養(yǎng)化湖泊只占27％，80年代末達(dá)61％，90年代末高達(dá)85％，2000年以后發(fā)展更為迅速。我國(guó)已成為國(guó)際上湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重國(guó)家之一。,湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展速度迅速,1.我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀,7,2007年重點(diǎn)湖庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù),,,富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì),,,,,,,富營(yíng)養(yǎng)化湖泊分布情況,滇池,巢湖,太湖梅梁灣,滇池草海水葫蘆,太湖湖體水質(zhì)年際變化,太湖湖體水質(zhì)年際變化,太湖環(huán)湖河流水質(zhì)年際變化,隨營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的增加，太湖水體中藍(lán)藻水華發(fā)生的頻率、程度、面積也呈逐漸增加的趨勢(shì)。,太湖藍(lán)藻水華發(fā)生面積的變化,滇池湖體水質(zhì)年際變化,滇池環(huán)湖河流水質(zhì)年際變化,巢湖湖體水質(zhì)年際變化,巢湖環(huán)湖河流水質(zhì)年際變化,18,,,湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制,2,營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)與富營(yíng)養(yǎng)化,19,營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)是水體對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的響應(yīng)。富營(yíng)養(yǎng)化是指氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入封閉性、半封閉性水體，或某些滯留（流速<1m/min）河流水體中，導(dǎo)致水體初級(jí)生產(chǎn)力異常增殖，致使水體透明度下降，溶解氧降低，水生生物隨之大批死亡，水味變得腥臭難聞。湖泊富營(yíng)養(yǎng)是一個(gè)狀態(tài)，而富營(yíng)養(yǎng)化指的是一個(gè)過程。富營(yíng)養(yǎng)化是自然演變過程，但不能忽視人類活動(dòng)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)的促進(jìn)作用。湖泊富營(yíng)養(yǎng)化是人類社會(huì)活動(dòng)對(duì)湖泊的影響導(dǎo)致的湖泊自然演變過程的濃縮。,營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)與富營(yíng)養(yǎng)化,湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí),20,⑴TLI（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）單位：chla：mg/m3，SD：m；其它為mg/L。,我國(guó)湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法,分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),吉克斯塔特劃分水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的主要參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn),評(píng)價(jià)水體的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，需要綜合考慮水體中、浮游植物和水生高等植物中的氮、磷總量。,湖泊富營(yíng)養(yǎng)化過程,大量營(yíng)養(yǎng)鹽輸入,水化學(xué)平衡變化,pH值升高DO降低CO2降低,生態(tài)系統(tǒng)失調(diào),,,,藻類異常增殖初級(jí)生產(chǎn)力失衡生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)破壞,湖泊生態(tài)系統(tǒng)功能喪失,,,水化學(xué)平衡變化,湖水pH上升。pH上升有利于水華藻類的生長(zhǎng)，而大量藻類的異常增殖又進(jìn)一步提高湖水的pH值，進(jìn)而為水華藻類入微囊藻的大量增殖提供了適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。DO下降。DO下降有利于藍(lán)藻的生長(zhǎng)，而對(duì)其他藻類生長(zhǎng)不利，這樣藍(lán)藻能夠很快形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。CO2降低。CO2在水中溶解度隨水溫升高而降低，當(dāng)湖水氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)藻類生長(zhǎng)已達(dá)到飽和的情況下，碳也有可能成為限制因子，此時(shí)增加碳有利于水華藻類生長(zhǎng)。,湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的生物結(jié)構(gòu),24,營(yíng)養(yǎng)鹽增加,富營(yíng)養(yǎng)湖泊中初級(jí)生產(chǎn)力失衡與異常增殖,,浮游動(dòng)植物群落波動(dòng)規(guī)律,,,,生物量,營(yíng)養(yǎng)鹽,,,,,小型浮游動(dòng)物,大型浮游動(dòng)物,,,浮游植物,清水期,浮游動(dòng)物小型化,PEG-模型的分析,湖泊生態(tài)系統(tǒng)失調(diào),藻類生成和分解是水體中進(jìn)行光合作用（P）和呼吸作用（R）的一典型過程，可用簡(jiǎn)單化學(xué)計(jì)量關(guān)系來(lái)表征：106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H+（+痕量元素和能量）PRC106H263O110N16P+138O2水生態(tài)系統(tǒng)中，腐屑鏈的能流大于牧食鏈。據(jù)Newell(1984)的估算，初級(jí)生產(chǎn)量有80%被直接利用，仍然有10%(沉淀)+10%(分解)+40%(Λ2的糞)=60%能量進(jìn)入腐屑鏈，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化程度越高，進(jìn)入腐屑鏈的能量越多。,(ModifiedfromSchefferetal.1993),底泥再懸浮,透明度,藻類,大型水生植物,營(yíng)養(yǎng)鹽,水深,魚類,風(fēng)浪,化感物質(zhì),浮游動(dòng)物,,,,,,,,,,,,,,,,淺水湖泊的穩(wěn)定機(jī)制,1）大型水生植物能起到凈化水質(zhì)的作用，它的消失直接削弱了水體自凈的能力2）大型水生植物是與浮游植物競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)料的，前者的消失使后者能獨(dú)享養(yǎng)料資源，導(dǎo)致浮游藻類的大量孳生，反過來(lái)通過在養(yǎng)料和光照方面的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步壓制水草的恢復(fù)3）大型水生植物能夠分泌化感物質(zhì)，抑制藻類生長(zhǎng)4）水草是好幾種產(chǎn)粘性卵的魚類、螺類以及水生昆蟲卵粒附著的基質(zhì)，產(chǎn)出的魚卵、蟲卵、和螺的卵囊沒有水草可資附著，卵的孵化率大大降低5）水草也是許多幼魚和水生無(wú)脊椎動(dòng)物躲避敵害的隱蔽場(chǎng)所，少了這樣的避難所，這類動(dòng)物死亡的機(jī)率大增，進(jìn)而影響到生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。,大型水生植物消失的影響,30,,,綜合治理的思路與方法,3,水的性質(zhì)基本不變,31,湖泊流域水自然循環(huán)特征,抽提,處理,,河流、湖泊,,生產(chǎn)、生活,水的性質(zhì)不斷變化,32,水的社會(huì)循環(huán),自然降水,山體,云與水汽,降水,水汽輸送,蒸發(fā),植物蒸騰,湖泊,小水體,地下徑流,下滲,地表徑流,林地、濕地,,33,1、維持水的自然循環(huán)，保證上游清水來(lái)源,2、規(guī)范水的社會(huì)循環(huán)，減少人為污染,3、恢復(fù)或保育湖泊生態(tài)系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，發(fā)揮系統(tǒng)功能,流域綜合治理思路,,湖泊流域,湖泊污染綜合治理思路,流域污染綜合治理思路,怎樣解決這個(gè)問題呢?●改變生活方式●研發(fā)新的技術(shù)●采取新的對(duì)策,,生活污水排放與湖庫(kù)、河流水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的比較,(單位：mg/L),湖泊富營(yíng)養(yǎng)化綜合治理思路,2006年1月1日,,,,,200mg/L,20mg/L,5mg/L,<1mg/L,城鎮(zhèn)污水,達(dá)標(biāo)處理排水,入湖排水,湖水,,,,污水處理措施：污水處理廠、凈化槽等,生態(tài)處理工程：碎石接觸氧化床、人工濕地、強(qiáng)化凈化等,生態(tài)修復(fù)技術(shù)：湖濱帶生態(tài)、沉水植物修復(fù)、固著藻類修復(fù)等,BOD,綜合治理技術(shù)體系,④溶解氧控制,②光強(qiáng)控制,,,,,,⑥湖濱帶生態(tài)控制,⑤魚類群落控制,①入湖河流營(yíng)養(yǎng)鹽源控制,,③垂直混合控制,湖泊生態(tài)修復(fù)中六個(gè)主要控制原理,湖泊生態(tài)修復(fù)技術(shù),?湖濱帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)多自然型植被凈化技術(shù)生態(tài)景觀設(shè)計(jì)技術(shù)植物優(yōu)化配置技術(shù)基底修復(fù)技術(shù)?湖泊水體修復(fù)技術(shù)水流控制技術(shù)光控制技術(shù)控制致臭與有害微生物技術(shù)漁業(yè)生態(tài)控制技術(shù).?污染底泥控制技術(shù)環(huán)保疏浚技術(shù)安全復(fù)蓋技術(shù)安全固化技術(shù),湖泊生態(tài)修復(fù)技術(shù),?河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)礫石接觸氧化技術(shù)旁側(cè)式濕地凈化技術(shù)河床生態(tài)修復(fù)技術(shù)生態(tài)堤岸技術(shù)自然型河床曝氣技術(shù)?河口生態(tài)修復(fù)技術(shù)河口凈化技術(shù)生態(tài)浮島技術(shù)河口藻類控制技術(shù)河口生物棲息地恢復(fù)技術(shù)?藍(lán)藻控制技術(shù)生物控藻技術(shù)機(jī)械除藻技術(shù)化學(xué)／菌劑控藻技術(shù)揚(yáng)水筒控藻技術(shù),霞浦湖(LakeKasumigaura),淡水湖（汽水湖）湖面積220km2，平均水深4m流域面積2156.7km2容積8.5億m3滯留時(shí)間200天生物豐富,,,筑波山,高浜入,土浦市,日本霞浦湖,?1300億元（折算成人民幣）?治理近37年?污水處理率達(dá)80%現(xiàn)在相當(dāng)于四類水富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),42,,,湖庫(kù)生態(tài)安全評(píng)估方法簡(jiǎn)介,4,項(xiàng)目目標(biāo),建立湖庫(kù)生態(tài)安全調(diào)查與生態(tài)安全評(píng)估方法。開展重點(diǎn)湖庫(kù)生態(tài)安全調(diào)查與生態(tài)安全評(píng)估提出各重點(diǎn)湖庫(kù)生態(tài)安全監(jiān)控與預(yù)警方案制定生態(tài)安全保障綜合方案和篩選關(guān)鍵技術(shù),,全國(guó)重點(diǎn)湖泊水庫(kù)生態(tài)安全調(diào)查與評(píng)估,生態(tài)安全的概念,生態(tài)安全：一個(gè)從人體健康、族群生存、社區(qū)生產(chǎn)與生活、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展能力、國(guó)家安全乃至全球格局的極其復(fù)雜、深厚而又不可回避的保障體系,生態(tài)健康：指生態(tài)系統(tǒng)沒有病痛反應(yīng)、穩(wěn)定且可持續(xù)發(fā)展，即生態(tài)系統(tǒng)隨著時(shí)間的進(jìn)程有活力并且能維持其組織及自主性，在外界脅迫下容易恢復(fù)。,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)：指生態(tài)系統(tǒng)中所發(fā)生的非期望事件的概率與后果。,湖庫(kù)生態(tài)安全的設(shè)計(jì)考慮,湖庫(kù)生態(tài)安全,水生態(tài)健康,生態(tài)服務(wù)功能,人類活動(dòng)影響,,,,,①驅(qū)動(dòng)力/壓力,②狀態(tài),③影響,,,③風(fēng)險(xiǎn),③風(fēng)險(xiǎn),湖泊生態(tài)安全評(píng)估的技術(shù)路線,,,,生態(tài)安全綜合評(píng)估,歷史資料,現(xiàn)狀調(diào)查,,,湖庫(kù)生態(tài)安全4+1評(píng)估方法框架,謝謝Thanks,