河道综合治理与生态修复解决方案优质PPT.pptx

1、河流不成系统：乱填、乱封城区水体，少数单位和居民在河道两侧违 章乱搭，侵占蚕食，使许多河道不再畅通，甚至断流。河岸开发不合理，河岸带生态退化：城市化建设造成河岸带区域硬化，使得河岸带地下水位降低、生物多样性降低，造成河岸带生态系统退化。河道破坏严重，结构简单化：裁弯取直设计理念造成河道单一化、河 网主干化。片面地强调防洪排涝功能，使得河道断面出现均一化倾向。,大量污染源的排入 不利的水动力条件 上游水源较差 水系结构不合理 水生态系统遭受严重破坏,河道污染的原因：,河道污染的程度,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系总体为轻度 污染。204条河流409个地表水国控监测断面中，类、

2、类和劣 类水质的断面比例分别为59.9%、23.7%和16.4%。主要污染指标为高锰 酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮。其中，长江、珠江水质良好，松花江、淮河为轻度污染，黄河、辽河为中度污染，海河为重度污染。,2010年七大水系水质类别比例,河道为什么会污染？,当外界污染超过河流自净能力或污染负荷承载力时，就会发生的 水污染现象。水体自净能力物理作用：混合、稀释、扩散、沉淀、挥发化学作用：氧化、还原、中和、吸附、凝聚、离子交换生物作用：生物的吸收、降解、微生物分解释放水体的自净是水体中物理、化学、生物因素共同作用的结果，这三 种作用在天然水体中并存，同时发生，又相互影响。,河道治理的任务,控制外

3、源污染：推进污水处理设施建设，加快雨污分流进度进程，提 高污水收集处理能力，逐步增强缓冲区截污、纳污、消污功能。消除底泥污染：合理利用生态疏浚，底层曝气，微生物菌剂，水生植 物修复，环境友好型药剂治理，消减底泥中的污染物。改善水质，消除黑臭：通过底泥理化调理技术、生态浮床构建技术、生态溢流坝构建技术、土著微生物消泥技术、超磁分离技术、水下森林打造技 术等作用改善水质。打造生态驳岸，提高自然化率：在满足防洪的基础上，开展生态河岸 建设，打通水陆的物质循环通道，提高生物生境多样性。加强水生态系统修复：恢复河道的自然形态、恢复水生动物栖息场所、,河道修复技术现状,引江济太工程,植物修复水库水体,富营

4、养化治理通常采用的方式：物理方法、化学方法、生物生态方法藻类控制：打捞、机械除藻或化学除藻等营养盐削减：清淤、引水稀释、植物修复、生物调控等环境控制：河湖联通、遮光、絮凝沉淀等,现有治理措施,包括人工曝气、底泥疏浚、调水和机械除藻等。以上几种物理方 法在一定程度上解决或缓解河道环境污染问题，但均有不足之处。曝气法：虽然能有效降低水体中的有机物含量和提高溶解氧，但 耗能、成本较高。底泥疏浚：不但需要大量的人力、财力，还会破坏河道原有的生 态系统。调水和机械除藻：能起到比较直观的水体净化效果，但不能作为 河道治理的长久之计。,物理方法,主要包括化学絮凝、化学除藻和重金属固定等。化学法具有操作简单、

5、见效快等优点。但是利用化学方法需大量投加化 学药剂，成本高，同时容易引起二次污染，对水体的整个生态环境也会有一 定影响。此外，化学法用于富营养化水体的治理通常不具有可持续性，并没 有解决问题的根本。,化学方法,主要包括微生物强化技术、生物膜技术、植物净化技术和生物-生态 修复技术。生物-生态法应用于污染河道的治理，具有稳定有效、安全持久、工 程造价较低、运行成本低廉、可与绿化环境及景观改善相结合等特点，但 其处理效果易受水文和气候等外部条件的影响，同时系统、有效的后续管 理维护是生物-生态法应用过程中急需解决的重要问题。,生物/生态方法改,常用菌种：光合细菌、芽孢杆菌、枯草杆菌、放线菌、酵母菌

6、等。优点：见效快，针对性强。缺点：适用范围狭窄，生境条件要 求比较苛刻。,微生物净水技术是针对特定的水污染 源投放微生物分解污染物质，达到削减 污染负荷并保护水体的目的。,微生河道物生态治技理技术术,综合技术的需求,污染反复治标不治本二次污染,成本昂贵,破坏水生态系统,还需开发处理速度快、去除氮磷效果 好、自动化程度高、综合性效果好、兼顾 生态景观、综合性集成技术。,河道综合治理与生态修复综合解决方案,综 合 环工技术、生态技术实 现环境治理 和生态恢复，融合景观 设计，实现 技术和艺术 的完美融合,理念,河道修复理念,防洪有效 截污到位 技术生态 水质改善 生物多样 景观良好 艺术独特 经济

7、可行 社会认可,河道修复目标,一,“四位一 体”的目标：,“水清、河畅、岸绿、景美”功能齐,全的生态河道。,生态河道是指具有完善的水体生态系统，对外界的变化及污染既要保持一 定的抗逆性和稳定性，同时又具有较好景观效果的河道，更加突出生态作用。,什么是生态河道,我们在生态河道建设中的,安全性原则,综合性原则,生态性原则,经济性原则,协调性原则,针对各种河道水体开展相应的 生态建设，整合出适宜当地特 色的生态河道治理技术：,特色,防洪安全第一生态安全兼顾,防洪、治污、生态景观、旅游、兼顾,护坡、驳岸、景观 以绿色植物为主。,绿色经济、提升景观 改善环境，提升地价,生态与防洪兼顾 人文与景观兼顾 经

8、济与社会兼顾,底泥处理,水力调节水体净化,造生境营,生态驳岸,景观艺术,植物配置,生态河道综合整治思路,模型预测,休闲娱乐,截污控源,（一）前期诊断,-模型预测支持设计,1、动力学物理模型-污染物,）,x,y,z,C,u,v,w,（E,（E,C t,x,C C y,z,y,（E,C yF（C）S,x z,C）x C）z,污染物随时间空间变化相=三维空间上水污染降解+沉积库+生物吸 收利用。其中污染物质在水流运动过程中经分子扩散、湍流扩散和弥散 降解或转化成其他化学或物理形态。,任何河道治理措施都是基于水体自净功能的强化。,在前期数据收集与调查的基础上，利用模型来预测即将出现动态 信息变化。,2

9、、水动力学物理模型-流体动力学,22,2,2,0,f,s,f,s,H2K2 4C2,2CAAF1H K,u U U,u Nbkq,3、环境-生物数据相关性分析,项目,1,2,3,4,表排序轴特征值、种类与环境因子排序轴的相关系数Eigenvalues for CCA axis and species-environment correlation轴,典型对应相关性分析CCA时，采用Monte-Carlo假设检验环境变量 的独立效应（以P0.05作为显著性标准），筛选出主要影响因子。再以 主要的环境影响因子为变量生成新的环境文件，进行二次排序。,8.0,-6.0,4-4,0,pH,COD,Tur

10、bid,Cd Cu,Zn,A2,A3,A4 Pb,B1,B2,B3,C1,C2,C3,6,0,样点、底栖动物与环境因子CCA排序图环境因子变化与物种之间的响应,（二）综合整治-河道截污控源工程工艺,管道,箱涵,橡胶坝,调污工程,（三）综合整治-河道底泥处理及工艺,3.1河道底泥治理模式,微生物净化,生态清淤,底泥覆盖,原位生态清淤,全部采用先进的环保绞吸式挖泥船，确保不对水体产生较大的扰动；清淤排泥场,环保清淤,在河水排干的情况下，彻底 清淤。,对疏浚余水采用絮凝剂进行净 化防污处理，确保达标排放；妥善处臵污染淤泥，确保不产 生二次污染。化学固化低位真空预压选择适宜的湖滨带构建湿地并进行生态修

11、复试验,黑 臭 底 泥 及 黑 臭 河 水,采用底 质改良 剂处理 10天后，黑臭消除，长出水 生植物 且生长 良好,多 种 底 质 改 良 剂,微生物底泥处理,底泥覆盖,（四）河道生境改善-栖息地营造,生态工法-河滩洼地,生态工法-木沉床,生态工法-抛石,生态工法-萤火虫回归,健康的生态河道具有健全的水生动植物系统，就必须具有适宜的生境条 件，水深及水下地形直接影响了该水系的动植物分布及河道的生态类型。根据水体生态系统的水生动,植物的分布及适性，河道生 态建设一般分为：浅水区、深水区,1.5m以浅区域，保证 水生动植物生长需求，且为人畜安全水位。,浅水区,1.5m以深区域，满足 河道防洪排涝

12、需求及深 水区水生态建设需求。,深水区,生境营造-水下地形设计,生境营造-水下地形设计,生态工法-营造浅滩与深潭,生态工法-阶梯鱼道,生境营造设计思路,洪水碎石坑,洪水碎石坑,透水性石坝洪水碎石坑,沼泽地上灯芯草,最高洪水淹没线,边缘,浅滩,浅滩,浅滩,池塘,池塘,池塘,增强河道（回流）,主要泄洪储洪 区域,泥石滩,改良沼泽草 地,恢复蜿蜒的通道,保留部分泥沼回流,沼泽地,生境营造设计思路,自然做功生态策略,主要利用自然的力量进行生态修复，人为只是进行少量引导性干预，如 丰富水陆边界、恢复浅滩与深潭、保护河滩低地、营造小生境。,（五）河流流速控制-水力调节,常用的水力学技术有：引清调水 筑坝造

13、流 水体循环 水力造流等,水力学技术,河流动力学计算,（after Ikeda et al.,1981）,22,22,2,2,2f,s,f,s0,H K4C,2CAAF1H K,u U U,u Nbkq,（Chen,2005）,许栋，2008,王博,2008,河流动力学计算,一,第一大策略增长岸线构建网状水系：、,恢复水文过程，有效调蓄洪水,岸线调整前,岸线调整后,河流动力学调节设置湿地滩涂区,河流动力学调节-增加河道蜿蜒性,蜿蜒性是自然河流的重要特征，河流的蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生境。由于流速不同，在急流和缓流的不同生 境条件下，形成丰富多样的生物群

14、落，即急流生物群落和缓流生物群落。,河流动力学调节设置生态溢流坝,主流,原围堰,设置的石笼,河流动力学调节布设梯级坝,通过人为干预改造河流流速及流向，达到改善河流水动力条件的目的，不 仅能加速水体的交换能力，增强水质净化效果，还能提高水体溶解氧水平，为生 态系统构建提供必要的条件，同时能营造出景观美学效果。,回流区,浅滩,河流动力学调节设置丁字坝,深潭区,梯级潜坝,河流动力学调节设置深潭浅滩,（六）河流水体净化 技术体系,高效复合菌系列均来源于自然界中的水相微生物如光合细菌、放线菌、硝化细菌、乳酸菌、酵母菌等的复合微生物菌剂及微生物菌株产生的 脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶等，并通过生物技术的驯化，

15、使其专门应用 于黑臭河道治理、底泥分解、微生物菌调水等方面，能够适应于水相和 底泥（兼氧、厌氧）界面生长，快速分解水体悬浮及污染底泥中的有机 胶质体，达到高效降解污染物的目的。,分类：（1）复合除臭菌复合调水益生菌复合专用酶制剂特点：（1）利用固体颗粒为载体污染耐受性强生长繁殖快,微生物前期作用水质净化,人工湿地过程阻断水质净化,生态浮床（浮岛）适用于重度污染。,优点：直接从水体中去除营养物；原位修复水体，不另外占用土地；能适应各种水深，植株的管理和收获较为容易；浮床植物根系悬浮在水中，有利于微生物附着于根部形成生物膜，并 直接参与水体有机污染物的净化过程；通过观赏性水生植物的选配，景观效果较好。,人工浮岛水质净化,加强型生态浮岛原位强化水质净化,生态绿毯是人工圈养水生植物的一种方式，其有效 改善河道的生命气息，同时，改善河道的水环境 质量。使用植物多为：粉绿狐尾藻、大漂、香菇 草等。分布方式多沿河道呈带状分布或其他造景 形状。建设成本低廉，适用于潮汐河流，易于收割管理，形式多样，净水效果较好。,生态浮毯水质净化,采用生物填料技术，利用新型高分子材料作为微生物生长载体，在生物基表面形 成生物膜，高效絮凝水体悬浮物，净化分解水体有机物。常用材料有阿克曼生物基、生物条带等人工水草。,人工水