河流生态修复技术课件

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景观生态学 • 它是景观中最重要的廊道类型， 具有物质 的传输、污染物的净 化、动植物迁移和水陆生动植 物的栖息地等功能，其不仅可以 保 护生物多样性，而且能维持 较高的鱼类产量
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研究展望
01
制定包含河流生 态修复完整过程
的技术规范
02
确定修复后评价 具体时间
03
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曝气在国内外河道治理中的应用
1）德国：早在20世纪80年代德国Enscher河进行纯氧曝 气复氧。
2）英国泰晤士河：1850年有关部门在泰晤士河中安装 大型充气设备，增加水体中的溶解氧。
3）美国：20世纪70～80年代初期，圣克鲁斯港大量鱼 死亡，然后在河口处安装曝气设备，解决了这一问题。
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• 开展基于多学科融合应用的 流生态修复 研究。河流生态 复的多学科交叉综合性越来 显 著，尤其是地貌学和景观 态学对于河流修复的影 响更 受到了广泛的关注，未来应 试将多学科融 合的方法、思 等应用于河流生态修复中， 丰富和完善河流生态修复理 提高整体修复效
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谢谢大家！！！
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人工湿地技术 利用湿地水体中的微生物和湿
地植物降解、 吸收和截流污水 中的污染物，从而达到修复污 水的目的。
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河流生态修复的国内外成功案例
美国开展了对 Mississipp 河进行了生态修复工程
修复前
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背景小知识 • 密西西比河（英语：Mississippi River）是美国最大的河流，是 界第四长河。若以发源于美国北部的艾塔斯卡湖的上密西西比河 河源，全长3767km。是北美洲流程最长、流域面积最广、水量 大的河流，位于北美洲中南部。但其污染非常严重，以至于密西 比河口周边的地区被称为死区。当河流的污染物流入海洋时，它 会滋生大量的藻类，从而夺走了水中的氧气，致使所有生物死亡 这样的地区就称为海洋死区。
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• 污辽染河原：因辽：河一水是粗系放总型体的水经质济较增差，劣Ⅴ类水质断面占40.6
长模式的不利影响。辽河流域长 期以来形成了以煤炭、石油、钢 铁等重工业为主的工业结构，资 源开发强度大，利用效率较低， 污染排放强度高。
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河流生态修复的定义
• 河流生态修复是指利用生态系统原理，采取各种 方法修 受损的水体系统的生物群体及结构，重建健 康的水生生 系统，修复和强化水体生态系统的主要 功能，并能使生 系统实现整体协调、自我维持、自我 演替的良性循环。 国土木工程师协会将河流生 态修复定义为一种促使河流 统恢复到具有可持续 特征的较为自然状态，并可提高生 系统价值和生物 多样性的环境保护行动。
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修复后
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多学科交叉应用
A
物理 学
B
化学
C
生物 学
D
水文 学
E
景观 生态 学
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F
地物 地貌 学
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物理方法
现状：引水稀释、底泥疏浚。
引水稀释就是通过工程调水对污染水体进行稀释。使 水体在短时间内达到相应的水质标准．该方法能激活水流， 增加流速，使水体中DO增加，水生微生物、植物的数量和种 类也相应增加，从而达到净化水质的目的。
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农业、畜牧业及渔业污染
在城市外围地区农业施肥和 农村地区家禽、畜牧业；由 于农业生产的需要，各种氮 磷肥的施用很大一部分通过 径流进入河道，造成河道水 体富营养化。家禽、畜牧业 的排放物无组织现象也比较 突出。
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河流生态修复技术
调水
河道曝气
水生植物 修复技术
底泥疏浚
其生态涵养和城市景观的作用，使得永定河及沿岸的生态
境逐步恶化，并且已经严重影响了“母亲河”形象，永定
流域的开发治理工作已势在必行。
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修复方法
水生植物 修复技术
生态护岸 技术
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人工湿地 技术
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第一步
水生植物修复技术
• 种植挺水植物和浮叶植物，对 于重金属等污染物质具有一定 的吸附净化作用，同时水生植 物的光合作用能够增加水体中 的溶解氧。
河流清淤
• 美国用于河流清淤的设备很 多，有许多专门的机器，造 价在几万到几十万不等，还 有专门挖铁砂的挖掘机。
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第四步 生物控制
• 对芦竹的治理，人们使用了很 多方法，其中包括化学控制： 使用草甘膦等药物进行控制。 还有就是强迫牛吃芦竹，但是 收效甚微。后来人们使用了综 合的生物控制法，引进了一种 黄蜂，是芦竹的天敌，结果将 芦竹控制住了。
趋势：化学修复技术具有费用高、易造成二次污染等
缺点，故高效、廉价、安全的药剂的研制(如絮凝剂的 研制和与生物技术相结合是化学修复技术现在以及将 来的发展方向。
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地貌学 • 据调查，国外河流修复研究的 75% 是致力于河道形态的修复，大约 40%是尝试修 复丧失的河岸植被和 湿地群落
4）澳大利亚：帕斯是澳大利亚西部的最大港口，在河 沿岸固定地点进行复氧曝气和河流移动式曝气，使溶 氧率达到90％，来改善当地水质。
5）中国：上海PP苏T学习州交流河支流新泾港下游是一条严重污17 染
水生植物修复技术 水生植物对水体营养物质具有吸
收分解作用，对于重金属等污染 物质具有一定的吸附净化作用， 同时水生植物的光合作用能够增 加水体中的溶解氧。
河流生态修 复技术
ecological remediation
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第五组 1
水利部索丽生副部长讲话
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河流生态修复的 定义与原则
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城市内河流污染 原因
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多学科交叉应用
河流生态修复的 国内外成功案例
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河流生态修复技 术
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研究展望
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背景
• 水是生命之源，但是随着我国人口数量的几何增长、现代工业废 的乱排乱放、城市垃圾、农村农药喷洒等等，造成河流污染严重 本来已是极少的淡水资源加剧短缺，无法为人所用。据统计，目 水中污染物已达2千多种（2221）主要为有机化学物、碳化物、 属物，其中自来水里有765种（190种对人体有害，20种致癌，2 疑癌，18种促癌，56种致突变：肿瘤）。在我国，只有不到11% 人饮用符合我国卫生标准的水，而高达65%的人饮用浑浊、苦碱 含氟、含砷、工业污染、传染病的水。2亿人饮用自来水，7000 人饮用高氟水，3000万人饮用高硝酸盐水，5000万人饮用高氟化 水，1.1亿人饮用高硬度水。
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调水引流 A
修复方法
截污治污 B
河湖清淤 C
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第一步
调水入流
• 密歇根湖和密西西比河之间 通过调水引流实现水生态修 复。该工程将水从芝加哥输 送到密西西比河流域。进行 水资源管理实验，以解决关 键的不确定性问题，统一考 虑人类和生态系统的水需求； 设计和实施适应性调水引流 管理方案，以促进生态可持 续的水管理。
底泥疏浚指对整条或局部沉积严重的河段、湖泊进行 疏浚、清淤，恢复河流和湖泊的正常功能。
劣势：由于物理修复技术存在暂时性、不稳定性以及治标不
治本等缺点，所以与生物和化学技术相结合是物理修复技术 以后的发展趋势。
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化学方法
现状：通过化学手段处理被污染水体达到去除水体中
污染物的一种方法．如治理湖泊酸化可投加生石灰， 抑制藻类大量繁殖可投加杀藻剂。如除磷可投加铁盐 等．化学净化法由于投加的是化学药剂，因此不仅治 理费用较高，而且还易造成二次污染．目前该方法主 要用于酸化湖泊的治理。
展基于多学科融 合应用的河流生
态修复 研究
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• 制定包含河流生态修复完 过程的技术 规范。对河流 史及现状的调查、修复目 的制 定、修复措施的计划 实施、修复影响的评价和 测分别提出具体要求和原 以指导河流生态 修复实践
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• 确Fra Baidu bibliotek修复后评价具体时间。 于某些恢复 工程的效果不能 短时间内体现，有的甚至需 几 十年，为保证河流生态修 效果，有必要建立一套确定 评价具体时间的标准，为修 工作的跟踪评 价提供便利。
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第二步
截流治污
• 水体污染主要是由过量的氮造 成的，这些氮可能来自农业化 肥、动物粪便、污水管线，以 及大气沉降，氮污染会影响饮 用水供应，并且会改变生态系 统的功能。美国环保署(EPA) 的研究人员认为，反硝化作用 （脱氮作用）是去除水体氮污 染的最佳途径。
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第三步
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• 河流生态修复是重建系统干扰前的结构与功
能及有关的物理、化学和生物学特征，使其发挥 应有的作用。 • 其包括两个修复：（1）景观修复;
（2）生态修复
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景观生态 学
• 景观修复：从景观尺度上考虑恢复，研 究景观要素间的物质、能量交换与动态 平衡。
• 景观恢复：注重于景观格局及其各要素 间的功能联系，使生态系统回到以前或 与之相近的状态。
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海河：七大水系污染之首
根据《全国环境质量报告书》 （1993）的统计结果，海河水系 最主要污染物为氨氮，其次为高 锰酸盐指数和生化需氧量，另外， 石油类污染亦相当严重，逐渐被 视为主要污染物。目前海河水系 污染严重，劣Ⅴ类水质断面占50 ％以上。主要污染河段为 沧州的 子牙河和南运河、北京的北运河、 张家口的洋河以及天津的海河。
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河流生态修复的基本原则
• 河流生态修复的基本原则一般包括自然原则、社会 经济技术原则、美学原则3 个主要方面。自然原则 是生态恢复与重建的基本原则，只有遵循自然规律 的 恢复和重建才是真正的恢复与重建，否则只会 倍功 半;社会经济技术原则是生态恢复与重建的后 和支柱，在一定程度上制约着生态系统的恢复与重 建的可 能性，水平与深度; 美学原则是指退化的生 系统的 恢复重建应给人以美的享受。
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第二步
生态护岸技术
• 建设抛石联合技术护岸、同化 技术护岸、自嵌式植生挡土墙 护岸、直立式生态护岸和格宾 柔性护岸5种不同类型的生态 护岸。
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第三步
人工湿地技术
• 改善河道和周边区域的生态环 境，在永定河房山和大兴段建 设滩地、湿地景观和郊野公园。
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城市河道污染原因
• 部分管材老化、破损、渗漏进 一步造成污水外溢，排入河道。
截污不彻底
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垃圾堆放和倾倒
目前，在很多城郊结合部， 由于没有完善的垃圾收集 处理设施和系统，农村地 区的大量生活垃圾和部分 工业垃圾无序堆放在河道 边甚至直接向河中倾倒， 一到雨天，垃圾渗滤液和 垃圾就直接进入河道，这 些垃圾对河道水体的污染 影响严重。
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修复后
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• 我国对于永定河的生态修复
修复前
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背景小知识
•永定河，古称㶟（lěi 水，隋代称桑干河，金代称卢沟， 名无定河，海河流域七大水系之一，是河北系的最大河流 永定河是北京的“母亲河”，北京段主河道长169.6公里， 流经首都西南五区，流域面积为3168平方公里。自20世纪 年代以来，由于北京市把永定河主要作为泄洪河道，忽视
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底泥疏淤 底泥疏浚可以将富含营养物质
的底泥从水体中永久去除，能 够控制内源污染物的释放或减 少污染物生物 有效性，
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生态护岸技术 生态护岸是结合治水工程与生态环
境保护而兴 起的一种新型护岸技术， 在治理水土流失、水土污染、 加固 堤岸、增加动植物种类、调节微气 候和美化环境 方面都有着巨大作用。 主要包括植被护岸、木材 护岸和石 材护岸三种类型。
生态护岸 技术
人工湿地 技术
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调水 通过改进水库调度，来改变水
体水质，恢复河流 丧失的生态 功能和保持自然径流模式。另 外，也可以 通过水利设施的调 控引入上游的清洁水改善下游 污 染河道的水质，减少河道的 污染总量。
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河流曝气 人工 向水体中连续或间歇式充
入空气( 或纯氧) ，加速水体 复 氧过程，提高水体的溶解氧， 使得恢复水体中好氧生 物的活 力，改善水体的自净能力。