9-污染水环境修复技术1_图文

非工程措施
建设蓝图 保障制度 技术标准 评价体系
技术保障
河川环境与绿化生态研究； 河川生态修复、自然共生技术研究； 评价技术研究；
更加注重评价
High ecological value
Rare species
自然再生事业的实施技术路线
评价研究
河流环境评价技术研究 河流环境评价系统研究 河流环境评价标准研究
化规律，底泥土壤环境的形态和性质，水动力学特 征等。
水动力学：流向、流速、流量、水深等等水文数据。
水环境修复设计：
（1）设计原则 制定合理的修复目标以及遵循法律法规方面的要求； 明确设计概念思路，比较各种方案，进行现场研究； 考虑可能遇到的操作和维修方面的问题，公众反映、健康与安
全方面的问题； 估算投资、成本和时间等因素的限制，结构施工容易长度以及
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目录
水环境污染 水环境修复 水环境修复的目标与原则 水环境修复的基本内容
一、水环境污染 P205
定义：水体因某种物质的介入，而导致其化学、物 理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响 水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境， 造成水质恶化的现象。
分类：
存在形式：地表水污染与地下水污染； 水域类型：河流污染、湖泊污染、水库污染、海洋污染 污染物：有机物污染、重金属污染等 污染物性质：物理性、化学性、生物类污染
水体污染物的来源分类：
形成原因：天然污染源和人为污染源； 污染物属性：物理性、化学性、生物类污染源； 污染源的空间分布方式：点源和非点源； 受纳水体：地面水污染源、地下水污染源、海洋污染源； 人类社会活动：工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和
编制取样监测操作维修手册等。 （2）设计程序
项目设计计划
项目详细设计
施工建造
系统操作
监测计划
浅析日本河流生态建设
李建华
同济大学长江水环境教育部重点实验室
2006年4月28日
日本河流特征:
坡度大、流程短
利根川：平水流量/洪水流量 ＝ 1/100
河川法内容的変遷与GDP推移（55～98）
日本治水事业的成就
enactment of Environmental Assessment Law );
2003 : 《自然再生促进法》 Nature Restoration Promotion Law;
多自然型河川建设
Naturally-diverse river works (Japanese river restoration)
River Restoration Team
评价比标准的指导原则
1. 指导性蓝图（A guiding image exists） 2. 生态系统的改善：河流的生态环境明显改善 3. 恢复能力的提高：河流生态系统比修复前更加可持续 4. 无持续性损害：完成修复不能造成无法恢复的损害 5. 完成生态评价：进行项目前后的评价，信息共享
生态位和生物多样性原则构建健康的水环境生态系统。 （3）最小风险和最大效益原则 需要对工程仔细论证，降低风险，同时获得环境效益、经济效
益和社会效益的统一。
四、水环境修复的基本内容
水环境现场调查： 目的是确定污染程度，包括污染区域位置、大小、污
染区域特征、形成历史、污染变化趋势和程度等； 内容包括外部污染源的范围和类型，内在污染源的变
1st aquatic environment project
1970:环境污染控制基本法
Basic Law for Environmental Pollution Control
Number of Water Purification Facilities
River Purification Project
Bypath Channel Project
In-stream
・National 41 ・Local 57
Dilution
・National 32 ・Local 35
○流水から直接汚濁 負荷を取り除く施設 を設置
・礫間接触酸化法 ・植生浄化法
○水量が少なく、汚 濁した河川に対し て、清浄な河川水 や、下水の高度処 理水を導入
生活污染源。
二、水环境修复
定义：利用物理的、化学的、生物的和生态的方法 减少水环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害 化，使污染了的水环境能部分或完全恢复到原始状 态的过程。
进展：
美国：十分庞大的生态恢复计划； 欧洲：重新自然化的工作，进展较大； 日本：多自然河道技术 中国：三湖三河为代表，也进行了较多工作
一条受污染的河流，可能就有数十万方的水量，河流水系长度可 能达几百上千公里，涵盖几十到几百平方公里的流域范围，怎么 能像传统污水处理？
水环境修复原则：
（1）水体的地域性 根据地理位置、气候特点、湖泊类型、功能要求、经济基础等
因素，制订适当的水环境修复计划、指标体系和技术途径。 （2）生态学原则 根据生态系统自身的演替规律分步走分阶段进行修复，并根据
截止2000年底 日本共完成多自然型河流改扩建工程2万余处
1990年《多自然型河川建 设实施要领》，对建设多 自然型河流的目的、定义 、实施细则及注意事项等 都作了非常明确和具体的 规定，从此揭开了日本河 流生态重建的序幕。
多自然型
鱼类友好型
自然再生型
構造図
精进川生态重建事例
生态护岸参照施工案例2
• 污染河流的水质净化与保持 • 生态修复与保护 • 景观建设 • 多方位利用（旅游、教育）
科学管理
管理平台建设技术路线
数据库结构设计
水体数据 土壤
气象数据 污染源及排污设施
基础地形数据 土地利用
航片及遥感影像数据 系统用户数据 数据字典 元数据
数据库模块关联图
为了能够表现出各种类型的数据之间的关系，将温 瑞塘河GIS数据库的几大子数据模块合并为四个大部 分，通过数据库管理技术建立各个部分的关联。
张明华 二○○九年九月
河流水质净化工程实践中面临的难题
• 如何制定科学、合理的净化目标？ • 如何选用适宜的实用技术？ • 如何进行技术优化与集成？ • 如何评价水质净化工程的综合效果？ • 如何保持工程措施的长效运行？
河流水环境质量改善方针
控、治、修、建、用
管
• 污染源控制（点源、面源、内源） 内源：底泥溶出
宣传、教育、交流、参与
河流环境是儿童接触大自然和从事自然观察的最为理想的环境教育基地
宣传、教育、交流、参与
• Old map • Old photos • Old books and
papers • Old people
注重对各级行政官僚的再教育
宣传、教育、交流、参与
市民団体等設立河流环境保护団体数的推移
多摩大橋地区 調査範囲・地点 概要
பைடு நூலகம்
日野用水堰
多摩川上流処理場
多摩川上流幹線樋管
八高線下 多摩大橋直下
多摩大橋下流100m 多摩大橋下流700m
八王子排水樋管
排水樋管
八王子処理場
多摩大橋 下流1300m
多摩大橋
加大专项投入
日本政府逐年增加用于河川鱼类生存环 境、水边活动点和城市多自然空间整备 等建设的投入,其比例已接近日本国土 交通厅河川局总财政预算的10%
洪水时------------6项对策 平水时---------- 12项对策 自然环境----------4项对策 震灾/火灾-------- 3项对策 水际管理----------9项对策
从注重建设到更注重管理
产、官、学、业、民的参与和互动，特别是行政界的作用
谢谢各位
温瑞塘河GIS研究与管理平台 建设项目汇报
宣传、教育、交流、参与
参加河流水生生物调查人数の推移
（国土交通省 河川局 川環境課集計）
生态恢复事例（1）
日本环境省和国土交通省对全 国109条一级河流中的具有典型 代表的26种对环境变化敏感的 淡水鱼的调查统计结果表明， 淡水鱼类得到明显恢复。
Number of river
Fig.1. Variation of fresh water fish population in 109 1st degreed rivers since 1970’s.
亲水景观、运动休闲场所建设
1974: 城市亲水公园建设 River Park for urban amenity
(The end of rapid economic growth) 景观、运动、野营、休闲
亲水公园等
赏樱花，篮球，棒球，网球，焰火等
90年代以前生态修复工程案例
1974年 Ichinosaka River萤火虫生境修复工程
利用天然种子库（natural seed banks）在日本的霞浦 湖湖滨带成功恢复已经灭绝的植物物种的研究案例
流域管理的新举措
自然共生型流域圈、都市 再生计划
加速制定各流域内主要领 域的基本管理计划
• 鹤见川流域水基本计划－第 一部比较完整的流域水管理 计划
Water Master Plan
都市型水害发生频率增加
History of River Restoration in Japan
River Law for Environment
1997年《河川法》：将治水、水资源利用和生态环境重建融为一体 ，着重强调了河流生态环境的保护和创建 。
河流生态环境的整治、保护与重建（1 ）
1957: 第一次河流环境整治行动
施工前 为混凝土护岸，加之， 有栅栏，无法接近。
施工后2个月 拆毁混凝土护岸，通过蛇行方案 和恢复生境等手段，恢复了较开 阔的河畔空间。
断面构造图
多摩川鱼类生息环境重视型生态河流的重建
鱼道改善前
鱼道改善后
铺设砾石：保存水中生态系，提供鱼类产卵、 停留和捕食的场所、增强河川的自我恢复能力。
日本河流生态重建的基本原则
・瀬や淵を利用した浄化方法
Dredging
・National 15 ・Local 81
○悪臭や景観を 損なう原因になる 河床に堆積した底 泥を除去
Bypath Cannel
National
3
(Edo, Yodo, Ishikari)
○水利用が高度化 している河川にお いて、河道内に新 たに低水路を整備 して清浄な水と汚 濁した水 を分離
1982年 Itachi River城市河流河道自然再生工程
河流生态环境的整治、保护与重建（2 ）
1990: 多自然型河流建设 Naturally-diverse river works;
Japanese version river restoration project
1997: 《河川法》修改 Amendment (on River Environment of River Law and
在满足防洪和水资源开发的同时，充分尊重自然所 具有的各种属性，特别是原有的生态多样性；
依照现存的自然条件，建设和恢复健康的水生态环 境；
采取有效措施,积极保护自然生态系统的同时重建
河流生态系统 ；
主要工程措施
营造自然的河道形态 ； 塑造生态的滨岸环境 ； 注重构造物的生态功能 ； 应用生态材料 ；
水体数据 模块
DC
RC
RC DC
污染源数据 模块
DC
DC 行政区划码 RC 河段代码
土地利用 数据模块
基础地理与气
DC
象数据模块
温瑞塘河污染来源分析
温瑞塘河的污染分布呈现显著的 区域差异， 氨氮、溶解氧等主要污 染指标均呈现三级河道>二级河道> 一级河道的趋势（右图）。鉴于这一 趋势可能同各级河道周边人口密度及 相应的单位面积水体容纳的生活排污 量分布趋势相近，意味着塘河的污染 可能主要来自于生活排放。
三、水环境修复的目标与原则
修复目标：保证水环境结构健康的前提下，满足人 类可持续发展对水环境的要求。
水环境修复原则：
不同于传统的环境工程学！ 修复对象是环境的一部分，不可能建造能将整个修复对象包容
进去的处理系统，也几乎不可能采用传统治理技术。
水环境修复比传统环境工程需要的专业面更广，包括环境工程 、土木工程、生态工程、化学、生物学、毒理学、地理信息 和分析监测等，需要将环境因素融入技术中。
塘河主河道从上游向下游的 氨氮浓度变化显著。进入市区后 浓度逐渐增高，在市区南端城乡 结合部达到最高，随后逐渐降低 （左图），证明市区是塘河污染 的主要来源。
引水冲污效果评估
秋、冬季从珊溪水库引水冲污后除上游一级河 道和相邻二级河道污染程度有较明显减轻外，大部 分三级河道污染物浓度均没有显著下降（右图）， 相比之下，降雨的稀释作用则可覆盖到各级河道。 定性分析污染物的输运特征显示这两种来水状态下 不同的水流模式存在差异（下图），需要在增加对 塘河水文信息的采集的基础上通过GIS管理平台的 水质模拟以充分发挥调水的效能。