湖泊富營(yíng)養(yǎng)化及綜合治理方法

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化及綜合治理方法第1頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一報(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第2頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀1第3頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一東部平原湖區(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第4頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一重富營(yíng)養(yǎng)區(qū)富營(yíng)養(yǎng)區(qū)中營(yíng)養(yǎng)區(qū)貧營(yíng)養(yǎng)區(qū)貧營(yíng)養(yǎng)區(qū)磷濃度(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖太湖洪澤湖洞庭湖鄱陽(yáng)湖東山湖磁湖西湖麓湖甘棠湖長(zhǎng)春南湖流花湖荔灣湖蘑菇湖草海．玄武湖南太子湖墨水湖東湖東錢湖什剎海南寧南湖瘦西湖南四湖呼倫湖．

鏡泊湖邛海淀山湖固城湖烏梁素海滇池五大蓮池白洋淀岱海哈素海千島湖

撫仙湖

洱海

興凱湖

松花湖

納木錯(cuò)青海湖

博斯騰湖

柴窩堡湖長(zhǎng)白天池

我國(guó)主要湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的狀態(tài)0.2350.76510總氮濃度4.50(mg/L)0第5頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

中營(yíng)養(yǎng)69％富營(yíng)養(yǎng)27％貧營(yíng)養(yǎng)4％70年代后期貧營(yíng)養(yǎng)0％富營(yíng)養(yǎng)85％中營(yíng)養(yǎng)15％90年代后期中營(yíng)養(yǎng)35％貧營(yíng)養(yǎng)4％富營(yíng)養(yǎng)61％80年代后期據(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)展速度迅速第6頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀72007年重點(diǎn)湖庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)第7頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì)

指標(biāo)2006年2010年預(yù)測(cè)值富營(yíng)養(yǎng)化面積（km2）50006700具備發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊面積（km2）14000西部中部東部4515%3013.429.956.7富營(yíng)養(yǎng)化湖泊分布情況第8頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一滇池巢湖太湖梅梁灣滇池草海水葫蘆第9頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一太湖湖體水質(zhì)年際變化第10頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一太湖湖體水質(zhì)年際變化第11頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一太湖環(huán)湖河流水質(zhì)年際變化第12頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一隨營(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)。1950’s1970’s19801987199420002006太湖藍(lán)藻水華發(fā)生面積的變化第13頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一滇池湖體水質(zhì)年際變化第14頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一滇池環(huán)湖河流水質(zhì)年際變化第15頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一巢湖湖體水質(zhì)年際變化第16頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一巢湖環(huán)湖河流水質(zhì)年際變化第17頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一18湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制2第18頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一營(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(guò)程。富營(yíng)養(yǎng)化是自然演變過(guò)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(guò)程的濃縮。營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)與富營(yíng)養(yǎng)化第19頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)20⑴TLI（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。010070605030貧營(yíng)養(yǎng)中營(yíng)養(yǎng)富營(yíng)養(yǎng)輕度中度重度營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)TLI(∑)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)第20頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一參數(shù)項(xiàng)目單位貧營(yíng)養(yǎng)中營(yíng)養(yǎng)富營(yíng)養(yǎng)總磷濃度mg/L<0.010.01~0.02>0.02葉綠素濃度μg/L<44~10>10賽克板透明度m>3.72.0~3.7<2.0溶解氧飽和度%>80 10~80<10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。第21頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2營(yíng)養(yǎng)增加階段34生產(chǎn)力上升階段56沉水植物消亡階段藻華嚴(yán)重發(fā)生階段黑臭階段健康階段1湖泊富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)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)功能喪失第22頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一水化學(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)。第23頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的生物結(jié)構(gòu)24第24頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

營(yíng)養(yǎng)鹽增加

沉水植物浮游植物挺水植物底棲固著藻類相對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力營(yíng)養(yǎng)鹽限制光限制富營(yíng)養(yǎng)湖泊中初級(jí)生產(chǎn)力失衡與異常增殖幾十萬(wàn)個(gè)／L幾千萬(wàn)個(gè)／L第25頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

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-模型的分析第26頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一湖泊生態(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(guò)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。第27頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(ModifiedfromSchefferetal.1993)正效應(yīng)負(fù)效應(yīng)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)制第28頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1）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(guò)來(lái)通過(guò)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第29頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一30綜合治理的思路與方法3第30頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一水的性質(zhì)基本不變31湖泊流域水自然循環(huán)特征第31頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一抽

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)自然降水第32頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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331、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第33頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

人口與分布

經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式循環(huán)經(jīng)濟(jì)清潔生產(chǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水工業(yè)廢水村落污水農(nóng)田徑流其它面源污染源監(jiān)控管理治理湖泊低污染水入流湖河湖泊流域湖泊污染綜合治理思路第34頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一COD0.02.04.06.08.010.002004006008001000人口密度(人/km2)COD(mg/l)人口人口+農(nóng)田人口+農(nóng)田+牲畜環(huán)境限值

150P/km2環(huán)境限值800P/km2若按降雨1500mm/a，形成徑流７０％用水量500?/人/d若每年流出

P70%，COD70%，N50%.

流域污染綜合治理思路怎樣解決這個(gè)問(wèn)題呢?●改變生活方式●研發(fā)新的技術(shù)●采取新的對(duì)策第35頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一0.13.00.21.51.00.30.0…Ⅲ類IV類V類(Ⅲ類0.2)(IV類0.3)(V類0.4)河流水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值(ⅠA:1.0(前)/0.5(后))(Ⅱ級(jí)3.0)城鎮(zhèn)生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)(1B:1.5/1.0)(Ⅲ類0.05)(IV類0.1)(V類0.2)湖庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值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日第36頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一200mg/L20mg/L5mg/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)體系第37頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一④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)第38頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

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)第39頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一霞浦湖(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天生物豐富第40頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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)第41頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一42湖庫(kù)生態(tài)安全評(píng)估方法簡(jiǎn)介4第42頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期一項(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