1、河湖污染治理与水生态修复河湖污染治理与水生态修复技术方案及案例分享技术方案及案例分享报告内容报告内容一、水体污染自净与修复治理的概念与技术一、水体污染自净与修复治理的概念与技术二、湖泊富营养化修复治理的概念与技术二、湖泊富营养化修复治理的概念与技术三、河流生态修复治理的技术原则与修复实例三、河流生态修复治理的技术原则与修复实例四、水利部四、水利部“关于加强河湖管理工作的指导意见关于加强河湖管理工作的指导意见”经济建设政治政治建设建设文化建设社会社会建设建设生态文明建生态文明建设设五位一体五位一体总体布局总体布局十八大报告：面对资源约束趋紧资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统、环境污染严重、生态
2、系统退化退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设的各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展。3水生态文明建设的重要意义人类文明及其发展人类文明及其发展在人类文明演进的历史长河中在人类文明演进的历史长河中,生态文明是人类社会继原生态文明是人类社会继原始文明、农业文明，工业文明之后的又一文明形态。始文明、农业文明，工业文明之后的又一文明形态。原始文原始文明明的人类社会持续了上百万年，以石器为代表，的人类社会持续了上百万年，以石器为代表，农业文明农业文明以以铁器为代表，大约持续了一万年，铁
3、器为代表，大约持续了一万年，工业文明工业文明以十八世纪英国以十八世纪英国工业革命为代表，目前持续了工业革命为代表，目前持续了300300年。年。4水生态文明建设的重要意义生态文明原始文明农业文明工业文明水水是生命之源、生产之要、是生命之源、生产之要、生态之基生态之基（一号文件）（一号文件）水水是生态系统最活跃的控制性因素，是森林、湿地是生态系统最活跃的控制性因素，是森林、湿地、草原、荒漠等不同生态格局的决定因素。、草原、荒漠等不同生态格局的决定因素。水水是生物链中物质与能量传递的核心媒介。是生物链中物质与能量传递的核心媒介。陆地生态系统陆地生态系统：水支撑光合作用、能量与物质转换：水支撑光合作
4、用、能量与物质转换 湿地生态系统湿地生态系统：水是支撑生物系统的最基本要素：水是支撑生物系统的最基本要素水生态文明建设的重要意义水生态文明建设的重要意义 水生态文明建设是生态文明建设的重要建设是生态文明建设的重要组成部分，水的演变是生态演变及社会发展的重组成部分，水的演变是生态演变及社会发展的重要驱动力。要驱动力。水生态文明建设的重要意义 另一方面，自上世纪六七十年代，以全球变暖、土地沙另一方面，自上世纪六七十年代，以全球变暖、土地沙漠化、森林退化、资源污染和枯竭、生物多样性减少等为特漠化、森林退化、资源污染和枯竭、生物多样性减少等为特征的生态危机凸显，人类为征的生态危机凸显，人类为“发展发展
5、”付出了沉重的代价。生付出了沉重的代价。生态文明源于人们切身感受到的态文明源于人们切身感受到的生态危机生态危机,是人们对可持续发是人们对可持续发展问题认识的深化的升华的结果，也是人类文明发展的必然展问题认识的深化的升华的结果，也是人类文明发展的必然过程。过程。水资源系统面临水资源系统面临资源约束趋紧、环境污染恶化、生态系资源约束趋紧、环境污染恶化、生态系统退化统退化的严峻局面。的严峻局面。水汽-降雨-径流-河流-湖泊的循环关联关系任何一方出现问题都会影响其他方面水体生态系统因为自然和因为自然和人为多种因人为多种因素作用导致素作用导致生态链中一生态链中一个或多个环个或多个环节损坏而破节损坏而破坏
6、坏我国河湖污染现状我国河湖污染现状2012年长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河年长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中，流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中，类、类、类和劣类和劣类水质断面比例分别为类水质断面比例分别为68.9%、20.9%和和10.2%主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和高锰酸盐指数。主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和高锰酸盐指数。城市河涌污染严重城市河涌污染严重大量家庭作坊工业废水、生活污水逐渐成为最大污染源、面源污染尤大量家庭作坊工业废水、生活污水逐渐成为最大污染源、面源污染
7、尤其是垃圾量大收集管理难度大、乡村转为城市粗放环境管理、流动人其是垃圾量大收集管理难度大、乡村转为城市粗放环境管理、流动人口数量大、人口素质不高、环境卫生及污染控制监管还不到位口数量大、人口素质不高、环境卫生及污染控制监管还不到位2012年，年，62个国控重点湖泊（水库）中，个国控重点湖泊（水库）中，类、类、类和劣类和劣类水质的湖泊（水库）比例分别为类水质的湖泊（水库）比例分别为61.3%、27.4%和和11.3%；主要污染；主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数4个为中度富营养状态，占个为中度富营养状态，占6.7%；11个为轻度富营养状态，占个为轻度
8、富营养状态，占18.3%；37个为中营养状态，占个为中营养状态，占61.7%；8个为贫个为贫营养状态，占营养状态，占13.3%湖泊环境生态面临的挑战“水华水华”（waterblooms）是淡水中的一种自是淡水中的一种自然生态现象。绝大然生态现象。绝大多数的水华是仅由多数的水华是仅由藻类引起的，导致藻类引起的，导致水华发生的重要因水华发生的重要因素之一就是水体的素之一就是水体的富营养化。富营养化。自来水厂的过滤装自来水厂的过滤装置易被藻类置易被藻类“水华水华”填塞，漂浮在水填塞，漂浮在水面上的面上的“水华水华”影影响景观，并有难闻响景观，并有难闻的臭味。的臭味。珠海大镜山水库水华珠海大镜山水库水
9、华澳门大水塘水库水华澳门大水塘水库水华滇池滇池太湖太湖广东省广东省多多宝水库富营养化宝水库富营养化广东广东省省鹤地水库富营养化鹤地水库富营养化2022-8-14浮岛式生物处理系统推广应用17水体富营养化的成因水体富营养化的成因 成因及影响因素成因及影响因素 营养盐（无机氮磷）含量升高，超过地表水（湖库）水质营养盐（无机氮磷）含量升高，超过地表水（湖库）水质标准。导致无机氮磷标准。导致无机氮磷升高的原因包含：面源污染物（一般在汛期发生）、点源污染物（含污水处理厂升高的原因包含：面源污染物（一般在汛期发生）、点源污染物（含污水处理厂出水，春季容易发生）、内源污染物（在厌氧、高温和高出水，春季容易发
10、生）、内源污染物（在厌氧、高温和高pH值条件下易发生）。值条件下易发生）。气温高且相对稳定，水温增高、光照充足。气温高且相对稳定，水温增高、光照充足。水体交换不畅，或缓流水体；包含调度和水温分层影响的水层交换。水体交换不畅，或缓流水体；包含调度和水温分层影响的水层交换。生物群落结构发生改变，食物链（网）不完善，氮磷溢出和水产品输出功能阻塞，生物群落结构发生改变，食物链（网）不完善，氮磷溢出和水产品输出功能阻塞，导致营养物质和有机物质不断积累、沉淀。如：滤食性鱼类过多，导致浮游动物导致营养物质和有机物质不断积累、沉淀。如：滤食性鱼类过多，导致浮游动物减少，浮游植物爆发等。减少，浮游植物爆发等。湖
11、（库）盆结构形态，水草或湖（库）滨带面积多少，水温及水化学参数均质性；湖（库）盆结构形态，水草或湖（库）滨带面积多少，水温及水化学参数均质性；缺少足够的生物庇护、繁衍空穴，特别是对幼小动物、浮游动物的庇护、保护和缺少足够的生物庇护、繁衍空穴，特别是对幼小动物、浮游动物的庇护、保护和孵化功能不完善等。孵化功能不完善等。风及表层扰动、直接曝气等，对藻类生长影响不显著。上下层水体交换对抑制藻风及表层扰动、直接曝气等，对藻类生长影响不显著。上下层水体交换对抑制藻类生长显著，表层扰动及均衡缓流、环流扰动等对抑制藻类生长的影响不显著。类生长显著，表层扰动及均衡缓流、环流扰动等对抑制藻类生长的影响不显著。p
12、H、溶解氧，水的色度、透明度、浑浊度等指标，会随着主要藻种的类型和藻、溶解氧，水的色度、透明度、浑浊度等指标，会随着主要藻种的类型和藻细胞密度指标等发生变化。细胞密度指标等发生变化。水体富营养化的成因水体富营养化的成因 成因成因 无机氮磷含量升高，超过地表水（湖库）水质无机氮磷含量升高，超过地表水（湖库）水质标准。标准。气温高且相对稳定、水温适宜、光照充足。气温高且相对稳定、水温适宜、光照充足。水体交换不畅，或缓流水体。水体交换不畅，或缓流水体。湖（库）盆结构比较单一，缺少水草或湖（库）滨水带，水温及水化学参湖（库）盆结构比较单一，缺少水草或湖（库）滨水带，水温及水化学参数比较均质一致。数比较
13、均质一致。生物群落结构发生改变，食物链（网）结构不完善，物质、能量和水产品生物群落结构发生改变，食物链（网）结构不完善，物质、能量和水产品输出功能阻塞，导致营养物质和有机物质不断积累、沉淀。输出功能阻塞，导致营养物质和有机物质不断积累、沉淀。水体内及湖塘结构体内缺少足够的水生动物巢穴、产卵场或庇护所。特别水体内及湖塘结构体内缺少足够的水生动物巢穴、产卵场或庇护所。特别是对幼小动物、浮游动物的庇护、保护和孵化，是十分重要的指标或参数。是对幼小动物、浮游动物的庇护、保护和孵化，是十分重要的指标或参数。pH、溶解氧，水的色度、透明度、浑浊度等指标，会随着主要藻种的类、溶解氧，水的色度、透明度、浑浊度
14、等指标，会随着主要藻种的类型和藻细胞密度指标等发生变化。型和藻细胞密度指标等发生变化。风及表层扰动、表层曝气等，对蓝藻生长影响不显著。上下层水体交换效风及表层扰动、表层曝气等，对蓝藻生长影响不显著。上下层水体交换效果显著，表层水体均衡循环或流动对抑制藻类生长的影响不显著。果显著，表层水体均衡循环或流动对抑制藻类生长的影响不显著。一、水体污染自净与修复治理一、水体污染自净与修复治理的概念与技术的概念与技术水体污染自净与污水处理技术概念水体污染与自净理论：水体污染与自净理论：水体污染：一般指看得到、嗅得到的有机污染。水体自净：水体中的微生物（细菌）在有氧情况下，对污染物进行分解或降解的过程。广义的
15、水体自净包括：稀释、沉淀和化学氧化等过程。污水处理与水体污染原位治理技术：污水处理与水体污染原位治理技术：污水处理：一般是指依据水体自净理论，利用微生物对中有机污染物进行分解或降解的过程。广义的污水处理包括：物理和化学处理，以及物理和化学、生物和化学处理技术的结合等。污水生物处理技术包括：厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。水体污染原位治理技术是利用污水好氧处理技术，对水体进行直接净化的过程或工艺。改善污水处理效果：改善污水处理效果：就是如何提高处理效率。包括：优选高效生物菌种，提高曝气效率，改善处理工艺，以及采用高效生物载体和微生物固定化技术等。水生态修复技术概念水生态修复技术概念水生态修复技
16、术水生态修复技术 是是污水生物处理与生物操纵、植物修复和生物栖息地改善或重建污水生物处理与生物操纵、植物修复和生物栖息地改善或重建等技术或理论等技术或理论的结合或复合。的结合或复合。理论关系及过程理论关系及过程 污染水体自净过程或微生物处理技术过程产生的微生物增量，由水生态系统中污染水体自净过程或微生物处理技术过程产生的微生物增量，由水生态系统中的原生动物、浮游动物消费掉，产生的无机氮、磷等营养盐由水生植物和藻类的原生动物、浮游动物消费掉，产生的无机氮、磷等营养盐由水生植物和藻类所利用，大型水生动物将浮游植物、浮游动物及水生植物消费掉，人类通过捕所利用，大型水生动物将浮游植物、浮游动物及水生植
17、物消费掉，人类通过捕鱼和收割水草等行为将污染物物质溢出。鱼和收割水草等行为将污染物物质溢出。1、透明度：1米以上。2、生化指标：主要水质富营养指标（总氮、总磷、氨氮、溶解氧、COD、BOD）可达到国家地表水环境质量标准（GB3838-2002）34类水质标准。3、生态性：构建完善的水下植物种群，动物种群等的水生态平衡系统，使其具有水质自净功能；景观水体区域内，沉水植物覆盖率达到60%以上。4、视觉、味觉清澈，透明，无异味。5、节能性能：少机械设备，少能耗，少需占地。6、稳定性：持续净化能力，突发污染情况承受能力好，抗暴雨洪水冲刷能力强。7、可持续性：可以净化收集的雨水和河道水以及部分社区生活污
18、水，用于绿化使用，实现建筑环境的节能减排。水生态修复技术可达到指标要求水生态修复技术可达到指标要求水生态修复技术系统基本要求全生态的水质净化技术体系符合打造节能低碳社会的建设理念景观优美：恢复自然优美水景，水质清澈，水下景观充满生机。效果持久维护简便不同类型的直接曝气技术不同类型的直接曝气技术不同类型的直接曝气技术直接投加微生物（操作流程）以治河工程学为基础，融生物学、生态学、环境学、以治河工程学为基础，融生物学、生态学、环境学、园林学和景观学等学科为一体的新型护岸技术。园林学和景观学等学科为一体的新型护岸技术。n固土植物护坡n网石笼结构生态护岸n土工材料复合种植枝术n植被型生态混凝土护坡n水
19、泥生态种植基n多孔质结构护岸n自然型护岸河底和河岸污水处理工程日本江户川支流坂川古崎净化场河底和河岸污水处理工程河底和河岸污水处理工程深圳大沙河污水处理试点工程生物浮岛生物浮岛生物浮岛生物浮岛是一种针对富营养化的水质，利用生态工学原理降解水中的COD、氮、磷含量的人工浮岛。它能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善。现状大多数污水或合现状大多数污水或合流污水均为直排河道流污水均为直排河道，因此沿河截污将污，因此沿河截污将污染源直接收集后就近染源直接收集后就近排入市政污水管道，排入市政污水管道，这种措施截污效果最这种措施截污效果最佳。采取方式：截污佳。采取方式：截污-污水厂污水厂-
20、中水再处理中水再处理-水资源回用水资源回用-河湖水生河湖水生态系统。态系统。普通生态浮床通气生态浮岛浮岛式生物处理系统浮箱式曝气生物滤池 改进型沉箱式生物处理系统A-A剖面图 输水、输气管 气阀、水阀 布水管 曝气管 载体包 支架隔层 浮箱式 滤池体 河道堤岸 框架 水泵 气泵 固定桩 河底 T T T T T T 水面 改进型沉箱式生物处理系统平面图 输气管 输水管 污水泵 离心气泵 载体包 水阀 气阀 浮箱式滤池壁 A A 河道堤岸 固定桩 阿科曼生态基、生态水草、生物飘带4河湖原位生态修复技术能够修复营造河湖生物生境，恢复河湖生物群落，从根本上河湖原位生态修复技术能够修复营造河湖生物生境
21、，恢复河湖生物群落，从根本上再造水体清澈、灵动、生态的水环境，按照贴近自然、关爱河湖健康、呵护人居环再造水体清澈、灵动、生态的水环境，按照贴近自然、关爱河湖健康、呵护人居环境的新理念。境的新理念。利用土地净化能力进利用土地净化能力进行污水处理的一种技行污水处理的一种技术，由人工建造和控术，由人工建造和控制运行的与沼泽地类制运行的与沼泽地类似的土地结构。其作似的土地结构。其作用机理包括吸附、滞用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类分和养分吸收及各类动物的作用
22、。动物的作用。我国许多省市的河道淤积现象十分严重，给工业生产及居民生活带来很大影响。河道清淤整治后采取生态修复手段合理维护，从根源上杜绝“黑臭”水体的再次发生，还小河流水潺潺。二、湖泊富营养化修复治理二、湖泊富营养化修复治理的概念与技术的概念与技术湖泊生态学理论湖泊生态学理论湖泊生境相对封闭，生物群落捕食及食物链呈网湖泊生境相对封闭，生物群落捕食及食物链呈网状结构，生产者、消费者、分解者之间及与状结构，生产者、消费者、分解者之间及与生存环境之间不断进行着物质交换和能量流生存环境之间不断进行着物质交换和能量流动，并处于动态平衡状态，物质、能量传递动，并处于动态平衡状态，物质、能量传递呈呈金字塔金
23、字塔结构。因而，湖泊生态修复主要是结构。因而，湖泊生态修复主要是指对生物群落结构的修复。指对生物群落结构的修复。湖泊生态学理论在自然状况下，湖泊也会从贫营养过渡到富营在自然状况下，湖泊也会从贫营养过渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，后养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，后变为陆地。这种自然过程非常缓慢，常需几变为陆地。这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的污水所引起的水体富营养化现象，可以在短污水所引起的水体富营养化现象，可以在短期内出现。期内出现。富营养化富营养化生物所需的氮、磷等营养物质大生物所需的氮、磷等营养物质
24、大量进入湖泊，引起的藻类及其他浮游生物迅量进入湖泊，引起的藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。具有春秋季类及其他生物大量死亡的现象。具有春秋季节比较严重的特征。节比较严重的特征。富营养化与富营养（氮磷含量）的关系富营养化与富营养（氮磷含量）的关系富营养：无机氮磷（营养盐）含量升高，超过地表水（湖库）富营养：无机氮磷（营养盐）含量升高，超过地表水（湖库）类标准，该类标准，该水体就有发生富营养化或藻类爆发的水平（总氮大于水体就有发生富营养化或藻类爆发的水平（总氮大于1mg/L,总磷大于总磷大于0.025mg/L
25、）。按照磷评价：地表水）。按照磷评价：地表水类水质为贫营养，类水质为贫营养，类为中营养，类为中营养，、为富营养，为富营养，类为极富营养，劣类为极富营养，劣类为污染水体类为污染水体。富营养化：营养物质增加引起藻类过量生长，透明度降低，生态平衡发生改富营养化：营养物质增加引起藻类过量生长，透明度降低，生态平衡发生改变，生物群落结构退化，高等级生物减少、死亡，而造成的一种水体污染现变，生物群落结构退化，高等级生物减少、死亡，而造成的一种水体污染现象。象。评价标准及地表水质标准的关系水体富营养化治理技术水体富营养化治理技术治理技术 截污、控污，生物操纵，物理或化学杀藻，人工打捞，调水稀释或换水，生物集
26、成技术与构建绿色健康的水生态系统等。所有的单向技术都不完美；包括综合使用都不敢保证有显著效果。生物操纵技术理论 经典理论：浮游植物的生物量不仅与营养物质有关，也与鱼及其他生物（包括大型植物、浮游动物、微生物等）有关。鱼的存在将会减少浮游动物的数量，进而使浮游植物生物量增加。通过人工去除浮游生物食性鱼类或放养肉食性鱼类，调控浮游动物的群落结构，促进滤食效率高的植食性大型浮游动物的发展，从而提高对浮游植物的摄食效率，最终减少浮游植物生物量。非经典理论：利用滤食性鱼类直接进行对浮游植物的进行操纵。如：放养鲢鳙鱼及软体动物等。但需注意放养过多如武汉东湖出现摇蚊灾害。但需注意放养过多如武汉东湖出现摇蚊灾
27、害。生物集成技术与构建绿色健康的水生态系统理论 包括：湖滨带生态恢复、生物操纵、生态浮岛、生物孵化器，并与微量通气等技术结合，以及人工科学的管理，提高生态系统的转化效率和水产品产出，增加生态系统的环境效益，可以控制藻类暴发，使其在水体内的密度达到合理的限度，从而即使水体营养丰富，也不会产生恶性循环和富营养化。水体富营养化控制技术 控源控源 城镇污水截污、雨污分流、污水处理厂、深化处理。城镇污水截污、雨污分流、污水处理厂、深化处理。农村污水分散和土地处理，包括：污水生物稳定塘、人工湿地、农村污水分散和土地处理，包括：污水生物稳定塘、人工湿地、土地漫滤、污水灌溉、土壤净化槽、水体污染原位治理和各种
28、类土地漫滤、污水灌溉、土壤净化槽、水体污染原位治理和各种类型的污水分散处理装置，等等。型的污水分散处理装置，等等。面污染源控制。初期雨水处理、生态清洁型小流域及水土保持与面污染源控制。初期雨水处理、生态清洁型小流域及水土保持与生态建设，控制农药化肥使用等等。生态建设，控制农药化肥使用等等。一般的污水处理工艺不能解决氮磷污染问题，深度处理和生态处一般的污水处理工艺不能解决氮磷污染问题，深度处理和生态处理能够溢出无机氮磷，但不彻底。理能够溢出无机氮磷，但不彻底。调水调水 仅能起到稀释或转移藻细胞浓度或藻类种源的作用，不能解决氮仅能起到稀释或转移藻细胞浓度或藻类种源的作用，不能解决氮磷超标问题。磷超
29、标问题。水体富营养化控制技术水体富营养化控制技术物理和化学去除物理和化学去除 打捞：属于应急技术，目前已有多种类型的打捞船及藻类浓缩、处理工艺。打捞：属于应急技术，目前已有多种类型的打捞船及藻类浓缩、处理工艺。化学去除：包括絮凝剂、除藻剂、抑制剂等。属于应急技术，治标不治本，化学去除：包括絮凝剂、除藻剂、抑制剂等。属于应急技术，治标不治本，有二次污染。有二次污染。物理去除：包括吸附、气浮、光磁照射等。效率低，成本高。物理去除：包括吸附、气浮、光磁照射等。效率低，成本高。水体内循环及曝气：适应水体较深的湖库，可以抑制藻类水华，但治标不水体内循环及曝气：适应水体较深的湖库，可以抑制藻类水华，但治标
30、不治本。治本。水生植物修复及净化水生植物修复及净化 沉水植物：与藻类竞争营养、光合作用释放氧气、微生物载体作用、庇护沉水植物：与藻类竞争营养、光合作用释放氧气、微生物载体作用、庇护幼小生物和浮游动物。幼小生物和浮游动物。湖滨带水生植物：截留面源污染物，水下部分起微生物载体和庇护浮游动湖滨带水生植物：截留面源污染物，水下部分起微生物载体和庇护浮游动物作用。物作用。漂浮类植物。圈养水葫芦等植物。漂浮类植物。圈养水葫芦等植物。生态浮岛：与藻类竞争营养，根部泌氧、微生物载体和庇护浮游动物作用生态浮岛：与藻类竞争营养，根部泌氧、微生物载体和庇护浮游动物作用水体富营养化控制技术水体富营养化控制技术 生物操
31、纵技术生物操纵技术 投放鱼食性鱼类，间接控藻。通过高密度放养肉食性鱼类来减少浮游投放鱼食性鱼类，间接控藻。通过高密度放养肉食性鱼类来减少浮游生物食性的发展。生物食性的发展。人工去除浮游动物食性鱼类，重构水生态系统和生物组成，使之朝着人工去除浮游动物食性鱼类，重构水生态系统和生物组成，使之朝着人们所期望的生态系统自净功能强化的方向发展。人们所期望的生态系统自净功能强化的方向发展。投放滤食性鱼类及软体动物，直接控制藻类水华。利用鲢、鳙的滤食投放滤食性鱼类及软体动物，直接控制藻类水华。利用鲢、鳙的滤食作用来直接摄食控制水体中的浮游植物作用来直接摄食控制水体中的浮游植物 增加浮游动物庇护功能及增加对藻
32、类的营养竞争。如引种大型沉水植增加浮游动物庇护功能及增加对藻类的营养竞争。如引种大型沉水植物，恢复湖滨带。物，恢复湖滨带。直接投加浮游动物控藻。直接投加浮游动物控藻。直接投加微生物溶解藻类和稳定浮游动物种群数量。直接投加微生物溶解藻类和稳定浮游动物种群数量。水体富营养化控制技术水体富营养化控制技术 综合型的生物与生态修复技术综合型的生物与生态修复技术 食藻虫引导的沉水植物修复技术：浮游动物放养食藻虫引导的沉水植物修复技术：浮游动物放养+沉水植沉水植物修复。物修复。人工水草、阿克曼生态基等：增加水体自净能力人工水草、阿克曼生态基等：增加水体自净能力+浮游动浮游动物庇护、增值。物庇护、增值。浮岛式
33、生物处理系统：输氧通气浮岛式生物处理系统：输氧通气+微生物处理微生物处理+生态浮岛生态浮岛+浮游动物孵化及庇护。能很好地恢复生物群落结构和生物浮游动物孵化及庇护。能很好地恢复生物群落结构和生物多样性，完善食物链网，使之形成自然的金字塔结构。多样性，完善食物链网，使之形成自然的金字塔结构。通气生态浮岛：输氧通气通气生态浮岛：输氧通气+微生物处理微生物处理+生态浮岛。生态浮岛。前置库与人工湿地修复技术：污水生物处理前置库与人工湿地修复技术：污水生物处理+水生植物修水生植物修复技术结合。复技术结合。食藻虫引导的沉水植物修复技术圈养紫根水葫芦紫根水葫芦根长70100cm，是普通水葫芦的2-3倍，具有强
34、吸附蓝藻和竞争营养功能，可使湖水尽快清澈。放养滤食性的鱼类及蚌蛤等蓝藻打捞处理湖滨带生态修复普通生态浮床通气生态浮岛、生物孵化器和浮岛式生物处理系统前置库处理技术人工湿地超磁透析保护原位生态修复技术超磁透析保护原位生态修复技术N、P生物转化生物转化污泥排出系统N、COD、P藻类、水生动植物、底泥藻类、水生动植物、底泥 河湖水体物化透析人工清理流动转移死亡死亡生物体、液体排出系统生态措施削减中水中悬浮物、磷、氮、碳有机盐的含量，提升水资源的品质，为河湖水体提供高质量的人工水源，杜绝蓝藻、水华的发生。通过”超磁透析保护+原位生态修复”水资源净化回用技术工艺，可以在低碳低费用的条件下，实现中水的深度
35、处理净化-河湖生态水保护与修复河湖生态水保护与修复的典型的典型“超磁透析保护超磁透析保护+原位生态修复原位生态修复”工艺工艺，再造缺水城市的人水，再造缺水城市的人水和谐，生态水确保技术和谐，生态水确保技术新进展！新进展！超磁透析保护原位生态修复超磁透析保护原位生态修复位于武侯区的公司总部大楼工艺流程示意图工艺流程示意图超磁透析保护技术是在稀土永磁水处理技术的基础上，研发出的用于非磁性水体悬浮污染物处理的低碳高科技水处理技术。由于普通的河湖水体和人工由于普通的河湖水体和人工处理的中水中非溶解态污染处理的中水中非溶解态污染物一般不带磁性，该技术的物一般不带磁性，该技术的基本原理就是将不带磁性的基本
36、原理就是将不带磁性的污染物赋予磁性，然后通过污染物赋予磁性，然后通过超磁分离设备进行固液分离超磁分离设备进行固液分离，使水体透析净化。（工艺，使水体透析净化。（工艺原理示意原理示意见图见图）投加磁粉药剂投加磁粉药剂永磁铁吸附磁粉永磁铁吸附磁粉打捞悬浮物打捞悬浮物处理完毕处理完毕治理措施不当可能出现的生态问题 武汉东湖长期放养滤食性鱼类导致摇蚊爆发；武汉东湖长期放养滤食性鱼类导致摇蚊爆发；生态系统失衡导致水库放养滤食性鱼类只见投入，不见产出和生态系统失衡导致水库放养滤食性鱼类只见投入，不见产出和生态效益；生态效益；放养水葫芦导致水面覆盖、物种单一和二次污染；放养水葫芦导致水面覆盖、物种单一和二次
37、污染；沉水植物收割困难可能导致沼泽化；沉水植物收割困难可能导致沼泽化；引进外来物种可能导致生态失衡和病毒危害；引进外来物种可能导致生态失衡和病毒危害；化学杀藻会导致难以恢复的二次污染；化学杀藻会导致难以恢复的二次污染；物理除藻一般成本较高，效果不显著。物理除藻一般成本较高，效果不显著。换水、调水成本较高，指标不治本，导致藻种转移。换水、调水成本较高，指标不治本，导致藻种转移。正确的水体富营养化修复技术是正确的水体富营养化修复技术是构建健康、高效的水生态构建健康、高效的水生态系统。系统。武汉东湖摇蚊导致的问题三、河流生态修复治理三、河流生态修复治理的技术原则与修复实例的技术原则与修复实例河流属性
38、与功能在在“纯自然纯自然”情况下，河流是排泄降水径流的天然通道。然而，自然界情况下，河流是排泄降水径流的天然通道。然而，自然界的河流，往往有水草、灌木、乔木及水生和陆生动物干扰，以及受人类的河流，往往有水草、灌木、乔木及水生和陆生动物干扰，以及受人类的各种活动严重干扰、甚至改变等。因而，河流的形态、结构和水文、的各种活动严重干扰、甚至改变等。因而，河流的形态、结构和水文、水质等，会受到生物、生态系统演化和人类活动共同作用、相互影响。水质等，会受到生物、生态系统演化和人类活动共同作用、相互影响。因而，河流的属性包括：自然与环境属性、生物与生态属性和社会与经因而，河流的属性包括：自然与环境属性、生
39、物与生态属性和社会与经济属性，共济属性，共3 3方面。方面。依据河流的属性，河流功能可划分为：自然与环境功能，社会与经济功依据河流的属性，河流功能可划分为：自然与环境功能，社会与经济功能，生物的生产与生态功能等，三个方面。能，生物的生产与生态功能等，三个方面。自然与环境功能：就是自然与环境功能：就是“天要下雨，河要流水天要下雨，河要流水”的客观存在。它包括泄的客观存在。它包括泄洪和水循环，污染物迁移扩散，泥沙搬运和河道演变，以及由此带来的洪和水循环，污染物迁移扩散，泥沙搬运和河道演变，以及由此带来的地形、地貌和化学、生物等环境要素的改变。地形、地貌和化学、生物等环境要素的改变。河流属性与功能社
40、会与经济功能：是指河流的水资源和环境与生物资源，在促进社会社会与经济功能：是指河流的水资源和环境与生物资源，在促进社会经济发展和稳定中的作用。包括防洪、饮水、水产、景观、娱乐和科经济发展和稳定中的作用。包括防洪、饮水、水产、景观、娱乐和科技、教育、文化传承等社会功能，以及灌溉、发电、航运和为工业及技、教育、文化传承等社会功能，以及灌溉、发电、航运和为工业及各行各业提供水资源的能力。各行各业提供水资源的能力。生物与生态功能：包括为水生和两栖生物提供栖息地和生存空间，为生物与生态功能：包括为水生和两栖生物提供栖息地和生存空间，为生物多样性发育、发展提供物质、能量基础和基因库信息，保障陆域生物多样性
41、发育、发展提供物质、能量基础和基因库信息，保障陆域和流域生态系统的良性循环和生态平衡，以及净化水质与空气等。它和流域生态系统的良性循环和生态平衡，以及净化水质与空气等。它是河流发挥其社会和经济功能的屏障；一旦破坏，河流的社会和经济是河流发挥其社会和经济功能的屏障；一旦破坏，河流的社会和经济功能必将受到严重伤害。功能必将受到严重伤害。在制定河道整治与生态修复目标时，首先应以自然环境和生物生态功在制定河道整治与生态修复目标时，首先应以自然环境和生物生态功能为基础，统筹安排社会和经济功能。能为基础，统筹安排社会和经济功能。1、河流连续体和生物廊道理论 是陆地景观中最重要的生物廊道。上游生态系统及过程
42、，直接影响下游生态系统及过程。河流源头或近岸边，生物多样性较高；在河的中间或中游，因生境异质性高，而生物多样性最高；在下游因生境缺少变化而生物多样性最低。是水生、两栖和部分陆生生物的基本生境。是鱼类和其它生物及其种子的运动和传输通道。具有过滤和净化作用，能够储存水量和净化水质。是生命物质与能量的源与汇。河流生态学理论河流生态学理论 纵向上，河流是一个线性连续体纵向上，河流是一个线性连续体系统或变化体，从河源到河口均系统或变化体，从河源到河口均发生物理、化学和生物群落变化。发生物理、化学和生物群落变化。横向上，河流与河滩、湿地、死横向上，河流与河滩、湿地、死水区、河汊等形成复杂系统；存水区、河汊
43、等形成复杂系统；存在着能量流、物质流、信息流等在着能量流、物质流、信息流等多维联系，共同构成了小范围的多维联系，共同构成了小范围的生态系统。生态系统。竖向上，与河流发生相互垂直作竖向上，与河流发生相互垂直作用的包括地下水对河流水文要素用的包括地下水对河流水文要素和化学成分的影响，以及生活在和化学成分的影响，以及生活在下层土壤中的有机体与河流的相下层土壤中的有机体与河流的相互作用。互作用。在时间尺度上，河流处于不断演在时间尺度上，河流处于不断演进过程中，河道形态和断面结构进过程中，河道形态和断面结构及河道生物有不断变化的特征。及河道生物有不断变化的特征。河流生态学理论 河流四维体模型2 2、河流
44、四维体理论、河流四维体理论洪水脉冲导致营养物质集中输送；水生面积增大，促进水生物种与陆生物种之间能量交换、物质循环、信息传递。导致生物量和物种增多。洪水脉冲会引发植物生长、鸟类迁徙、鱼类洄游，涉禽和两栖动物以及陆生无脊椎动物的繁殖和迁徙等。洪水脉冲导致的河流与漫滩系统变化，是一种具有高度空间异质性的动态系统，可为不同类型物种提供避难所、栖息地和觅食所，增强水生态系统的多样性。河流生态学理论河流生态学理论 河流水文过程与鱼类、鸟类生活史及树种扩散的关系 河流洪水与洪泛滩区的关系3 3、洪水脉冲理论、洪水脉冲理论河流生态修复或恢复的整体目标与原则河流生态修复或恢复的整体目标与原则 整体目标：整体目
45、标：就是利用河流生态学理论，以及自然界的水循环和人类改造自然的能力和手段就是利用河流生态学理论，以及自然界的水循环和人类改造自然的能力和手段等，对河流三大功能的修复或改进，以及恢复和重建，最终促进和实现河流生等，对河流三大功能的修复或改进，以及恢复和重建，最终促进和实现河流生态系统和自然水循环系统，以及人类社会用水系统的共同健康和协调。态系统和自然水循环系统，以及人类社会用水系统的共同健康和协调。欧洲国家对中小河流治理目标的排序结果为：为当地动植物提供生存空间；欧洲国家对中小河流治理目标的排序结果为：为当地动植物提供生存空间；为城市居民提供休闲地；泄洪；蓄积地表水资源。并规定，最终的或总为城市
46、居民提供休闲地；泄洪；蓄积地表水资源。并规定，最终的或总的目标为：恢复河流生态功能；其标志为：最具代表性的生物（如，某种鱼类的目标为：恢复河流生态功能；其标志为：最具代表性的生物（如，某种鱼类或其他生物）重新回归河流。并规定整治河流应优先采用生物方法。在河流治或其他生物）重新回归河流。并规定整治河流应优先采用生物方法。在河流治理的各种方法中应优先采用：生物材料方法（植物）；混合方法（植物、理的各种方法中应优先采用：生物材料方法（植物）；混合方法（植物、木材或与石料合使用等）；刚性材料方法（木材、石料、砼）。并规定：在木材或与石料合使用等）；刚性材料方法（木材、石料、砼）。并规定：在实施河道整治
47、工程时，对生态学和景观方面存有缺陷的河流（河段），必须同实施河道整治工程时，对生态学和景观方面存有缺陷的河流（河段），必须同时努力予以改善；例如，增加植被，或者在水流中抛石，为鱼类营造藏身之处时努力予以改善；例如，增加植被，或者在水流中抛石，为鱼类营造藏身之处等等。等等。防洪排涝是河道的基本功能，治理河道仅满足基本功能是远远不够的。合理的防洪排涝是河道的基本功能，治理河道仅满足基本功能是远远不够的。合理的解决途径是以生态功能为基础，以人类需求为导向，建设多姿多彩、富有变化解决途径是以生态功能为基础，以人类需求为导向，建设多姿多彩、富有变化的多自然和近自然的河流或河道。的多自然和近自然的河流或河
48、道。河流生态修复或恢复的整体目标与原则 原则：1、人水和谐原则：-应维持河道、水系和湖塘占地面积。未经许可不得填埋、阻断或缩窄、缩小河道与湖塘占地面积，不得切断或减弱河道与湖塘之间的水力联系。-开发利用河流水资源及水能资源，应当维护河道基流，保护生态需水量和生态水文过程。2、防洪减灾原则-应优先满足河道、湖塘防洪（潮）、排涝标准。（这是最低要求）3、保护和改善水质原则-应采取拦污、截污工程，减少污水和污染物质直接排入水体；采取生态修复或恢复措施，增加河道、湖塘自净功能。河流生态修复或恢复的整体目标与原则4、保护和恢复生物栖息地原则-应保护现有河流生物栖息地，依据水生生物生存、繁衍和回游、越冬、
49、育幼需要，改善河道断面形态结构和地质、地貌，营建生物栖息地环境，增加生境多样性和空间异质性。5.保护和恢复河流风格、风貌与生物多样性原则-应采取保护和育护、放养措施，恢复本地河流生物物种，保障生物多样性发育，营建多姿多彩和富有变化的河流风格和景观风貌。6.建设亲水环境和恢复河流文化原则-在有亲水、观景、休闲、娱乐等要求的河段，应结合河道和岸边整治工程，修建亲水平台、台阶或观景便道和安全设施等，保障人类亲水和观光、娱乐要求；在有人文教育、科技考察等要求的河段，应采取保护与恢复措施，延续和发展河流文化及科技与教育功能。河流生态恢复的内容与程序河道连通性及平面形态、结构规划原则河道连通性及平面形态、
50、结构规划原则保持河道连通性：除防洪（潮）排涝及经过批复的流域规划中的水库、电站保持河道连通性：除防洪（潮）排涝及经过批复的流域规划中的水库、电站及引、排水建筑物外，一般不得建设有截断河流功能的闸、坝、堰、堤等挡及引、排水建筑物外，一般不得建设有截断河流功能的闸、坝、堰、堤等挡水建筑物，以及对河道进行水建筑物，以及对河道进行“暗化暗化”和切断河道与湖塘、水库之间的联系。和切断河道与湖塘、水库之间的联系。平原及三角洲网河区的内河水系（含湖塘）水面面积率不得低于平原及三角洲网河区的内河水系（含湖塘）水面面积率不得低于5%10%。保持河道的自然状态。未受人工干扰或人工干扰程度较轻的自然河道，其断保持河
