河流水污染防治与水生态修复

没有种发达直根系植物的河岸
生态护坡
日本城市河道恢复
生态河道
秦淮河
上海浦东新区河道的生态建设
5、水污染防治和水环境治理
点源
•河湖污染类型 面源
内源
•控源截污
•水环境治理
调水引清 生态清淤
曝气 富营养化控制
河湖污染类型
点源：污水口排放 非点源（面源）：城市地表径流、农业非点源污 染、畜禽养殖等 内源：底泥释放，围网养殖
河流的特点
• 空间特点 • 栖息地特点 • 水文特点 • 流域特点
滨岸、河滩、河床 深潭、浅滩、河湾 丰水、平水、枯水 上游、中游、下游
河流四维模型
纵向的连续性
纵向上的连续性：
上中下游的气象、水文、地貌和地质条件不同，流 态、流速、流量、水质以及水文周期等水文条件不 同。生境多样化,形成了物种的多样性。 蜿蜒的自然河流形成主流、支流、河湾、沼泽、急 流和浅滩等丰富多样的生境。形成丰富多样的生物 群落。
生态文明
生态文明是人类文明发展的新阶段
生态文明强调人、自然、社会的和谐发展。
十六大提出建设生态良好的文明社会；十七大提出生态文 明建设；十八大将生态文明建设做为一项基本国策，与经
济、政治、文化、社会建设同等重要，形成“五位一体”
的社会发展总体布局。十九大指出建设生态文明是中华民
族永续发展的千年大计。
横向上的连通性
横向上的连通性：
非规则断面，有深潭与浅滩交错。 浅滩的光、热条件优越，有利于植物生长，供昆虫、 鱼类、鸟类、两栖动物的栖息。形成食物链。 在深潭里，由于水温、阳光辐射、食物和含氧量沿 水深变化，在深潭中存在着生物群落的分层现象。
纵向:上、中、下游的连续性。筑坝(梯级开发)
水生态文明的主要内容
• 落实最严格水资源管理制度 • 优化水资源配置 • 强化节约用水管理 • 严格水资源保护 • 推进水生态系统保护与修复 • 加强水利建设中的生态保护 • 提高保障和支持能力 • 广泛开展宣传教育
水资源保障
水资源水环境保护 水生态修复 生态水利 监督管理 公众参与
3、河流的自然属性和生态河道
点源
点源概念 点源分类
通过排放口或管道排放污染物的污染源。 工业废水 城镇生活污水
特点
工业点源： （1）排放量大，污染危害大 （2）污染物种类繁多，有的含重金属、有毒有机物、强酸、强碱等 （3）受工业点源污染，恢复较难 生活点源： （1）有机质、氮磷等营养物质 （2）含致病微生物
非点源的概念和分类
（2）在河道整治工程中，尊重天然河道形态，避免直线和折线 型的河道设计。保持河流的蜿蜒性是保护河流形态多样性的 重点。
（3）保持河流断面形状的多样性。河道整治工程中尽可能避免 采用几何规则断面。
（4）河道防护工程的岸坡采用有利于植物生长的透水材料，特 别注意采用当地天然材料。
（5）水利工程设计应为植物生长和动物栖息创造条件。建设 过坝鱼道、开发新型丁坝、浮岛等技术。
0.009
枯水期 第2次
10.81 0.96 0.024 0.16 1.19 1.15
0.006
单位：mg/L
Ⅲ类水质 标准
5 1.0 0.05 1.0 10
6
蓄水后发生水华
封闭水库的富营养化
2005.3
9
8
7
6 5
4
3
2
1
0
引水后水质变化
NH4-N
（mg/L)
NO2-
（mg/L)
NO3-
（mg/L) 总氮(mg/L) 2
04-9-3 04-9-10 04-9-17 04-9-24 04-10-1 04-10-8 04-10-15 04-10-22 04-10-29
12
10
8
6
4
0
DO
（mg/L)
COD（Mn)
（mg/L)
生态河道建设
（1）建设水利工程不仅应满足人们对水的需求，同时满足维持 河流生态系统健康的需求。
人工河道护坡
人工河道护坡
自然河道坡岸
(3)底质
混凝土底质 :水生植物不能生长，底栖生物量少， 对沉积物的降解、净化能力低。
自然底泥:沉积大量有机残碎屑，是底栖生物觅 食、产卵的场所。
自然底泥上的落叶和藻类
混凝土河底上的落叶和藻类
河底砾石表面的生物膜
(4)修堤、筑坝
河流筑坝形成水库，造成水流的不连续性。切 断了回游性鱼类的通道。 水体在水库中形成相对静水，其流速、水深、 水温及水流边界条件都发生了重大变化，造成 生物群落的分层，易富营养化。 下游脉冲式的水文条件改变，对维持洪泛区的 水文和营养、维持河口的生境条件产生影响。
2.水污染防治与生态修复-水生态文明
2013年水利部1号文件《关于加快推进水生态文明建设工作 的意见》
水是生命之源、生产之要、生态之基，水生态文明是生态 文明的基础保障。
“水资源保护-水生态修复—水环境改善—水景观提升— 水文化弘扬”，推动民生水利建设、服务社会经济发展。
人类发展与水的关系
• 2018.1.1实施的《水污染防治法》第五条：省、市、县、乡建立 河长制，分级分段组织领导本行政区域内江河、湖泊的水资源保 护、水域岸线管理、水污染防治、水环境治理等工作。
河长制的主要任务
1. 加强水资源保护 2. 加强河湖水域岸线管 理保护 3. 加强水污染防治
4. 加强水环境治理
5. 加强水生态修复
(2)混凝土衬砌
护坡：传统的护坡主要有浆砌或干砌块石护坡、混凝土护 坡等。注重了河道行洪、排涝等基本的功能，忽略河道的 生态环境及景观功能。
浆砌的混凝土或石块隔绝了植物和微生物与土壤的接触， 使河道中的生物失去了赖以生存的环境，生物数量少，对 污染物的吸收、净化能力弱，河流生态系统的整体性和多 样性下降。
• 十八大以来，确立了“绿色发展”的新理念。
全国生态环境保护大会
• 2018.5-18、19日主席和总理讲话强调，“加大力度推进生态文明建设、解 决生态环境问题，坚决打好污染防治攻坚战，推动我国生态文明建设迈上新 台阶。”
• 要加大生态保护修复力度，坚持保护优先、自然恢复为主，严守生态保护红 线，实施重大生态质量提升工程，有效防范生态环境风险，不断筑牢生态安 全屏障。努力把绿水青山转化为金山银山，加快推动绿色发展。要加快推进 生态文明体制改革，健全完善生态治理体系，用最严格制度最严密法治保护 生态环境。
横向:与河滩、湿地、死水区、河汊的能量流、 物质流联系。筑堤防。
垂向:与地下水。不透水护坡材料或河床底部材 料。
时间尺度:河流生态系统的演进是一个动态的过 程。闸、坝的建设，人为蓄水使枯、丰季节水文 过程弱化。
水利工程建设对河流的影响
裁弯取直：改变了河流蜿蜒型，急流、缓流相间的格局消失。 渠道化：横断面上的几何规则化，改变了深潭、浅滩交错的
原始阶段
农耕文明
封建时期
原始聚落远离河 流，以防水患
生态文明
农耕对灌溉需求， 趋近河流
怡情自然，江河湖塘 为诗人咏唱的主体
现代工业
人、水和谐，亲 水利水
城镇临河而建， 取水排污，建堤 坝束水
水生态文明建设的指导思想
• 把生态文明理念融入到水资源开发、利用、治理、配置、节约、 保护的各方面和水利规划、建设、管理的各环节 • 坚持节约优先、保护优先和自然恢复为主的方针 • 以落实最严格水资源管理制度为核心 • 通过优化水资源配置、加强水资源节约保护、实施水生态综合治 理、加强制度建设等措施，实现水资源可持续利用。
岸坡和基底的改造
构建生态河道
自然蜿蜒河流
自然型护岸
• 选用天然的石材、木材等材料，按一定方式堆置在 两岸，在缝隙中种植植被，即可增强护岸抗冲刷能 力，又能为水生生物提供附着、栖息、和觅食的场 所。
枝岩互层法
木材石材建成的自然型护岸
用石块构造自然河流
河岸乔灌草三层结构
自然护岸
种有水杉的河岸：水杉、池杉、落羽 杉等乔木根须有固土保堤作用
经济 建设
政治 建设
文化 建设
社会 建设
生态 文明 建设
人与自然的关系
原始文明：敬畏自然，崇拜自然 农业文明：依赖自然，顺应自然 工业文明：征服自然，改造自然 生态文明：尊重自然，适应自然、保护自然
合理利用自然
生态文明的内涵
• 生态文明就是高度关注和保护自然资源基础、环境质 量容量、生态系统服务功能 • 生态文明就是防止资源耗竭、环境污染、生态退化等 事关人类生存和发展的根本问题 • 生态文明就是倡导资源节约、环境友好、生态保育的 生活方式和生产方式
流域污染源
• 流域的概念：由分水线所包围的集水区。 • 河湖是流域水的汇聚地，污染物来自于陆源、汇入支流、进入河 湖。因此，河湖污染防治和生态修复应从陆地、支流、河湖三个 方面入手。
污染物入湖库途径
流
点源
降尘
域
支流、渠 河
陆
非点污染源
地
降水
湖
表 面
内源
养殖投饵
源控制 迁移控制 汇控制
水位
河湖生态修复
6. 加强执法监管
河长制的基本原则
—坚持生态优先、绿色发展。树立尊重自然、顺应自然、保护自 然的理念，处理好河湖管理保护与开发利用的关系。 —坚持党政领导、部门联动。形成一级抓一级、层层抓落实的工 作格局。 —坚持问题导向、因地制宜。一河一策、一湖一策。 —坚持强化监督、严格考核。依法治水管水，监督考核和责任追 究，公众参与。
新建水库的富营养化
入库支流
取样时间
溶解氧 总氮 总磷 氨氮 硝氮 CODMn 叶绿素a
蓄水前入库河道水质
丰水期 第1次
9.40 0.58 0.07 0.28 0.57 2.10
0.018
丰水期 第2次
10.07 0.65 0.06 0.59 0.08 2.41
0.022
枯水期 第1次
9.89 0.88 0.023 0.278 1.23 1.26
来自百度文库
自然化
按照多自然河道规则设计，即保证河流蜿蜒曲折的形态， 起伏变化的河床及两岸生长植被的河岸，河道宽窄不一， 水流深浅亦有变化；
部分河道及河底植石，营造出浅滩与深潭； 河床要多孔质化，造出水体流动多样性以有利于生物的多
样性； 确保河流在上、下游方向和左右岸横向的连续性，以及保
护河流与周边所形成的生物网络； 强调河道的自然化、景观化。
河流水污染防治和生态修复
内容
1.水污染防治与生态修复-河长制主要任务 2.水污染防治与生态修复-水生态文明主要内容 3.河流的自然属性和生态河道 4.水污染防治和水环境治理 5.河流生态修复技术
1 水污染防治与生态修复-河长制
• 2016年12月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于全面 推行河长制的意见》，指出，全面推行河长制是落实绿色发展理 念、推进生态文明建设的内在要求，是解决中国复杂水问题、保 障国家水安全的制度创新。
形势，生境的异质性降低。 混凝土护坡：水生植物和湿生植物无法生长，使水生动物、
两栖动物、鸟类及昆虫失去生存条件。 修建堤、坝、闸：造成河流的非连续性，生境的片段化、破
碎化，脉冲式的水文条件改变，有的河段形成水库，将动水 生境改变成了静水生境。
(1)裁弯取直、渠道化
浅滩和深潭消失 岸线缩短 流速快 与河岸带的联系减弱
概念：
点污染源以外的污染源 统称非点源（面源）
面源分类：
农业排水 城市地表径流 水土流失 畜禽养殖 农村分散污水
非点源特点
没有固定的发生源 排放路径不确定性 发生的随机性 污染的高负荷性 控制的高难度性
十九大，有关生态文明的论述
• 十九大报告中指出，要坚持人与自然和谐共生。 “建设生态文明是中华民 族永续发展的千年大计。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，像 对待生命一样对待生态环境”
• 习总书记：“我们在快速发展中也积累了大量生态环境问题，成为明显的短 板，成为人民群众反映强烈的突出问题。这样的状况，必须下大气力扭转。 ” “生态兴则文明兴，生态衰则文明衰” 。
（6）在水利工程建设中，工程设施要造成一种人与自然亲近 的环境，注意保留江河湖泊天然的美学价值。
（7）水利工程建设的生态环境效益评估。计算经济价值和生 态环境的损益分析，限制和拆除经济效益低、生态环境影 响大的工程项目。
（8）“生态调度”。利用已建水利工程的调度、管理等手段， 为江河湖库的水生态系统恢复提供支持。最小生态流量
04-7-23 04-7-30
04-8-6 04-8-13 04-8-20 04-8-27
04-9-3 04-9-10 04-9-17 04-9-24 04-10-1 04-10-8 04-10-15 04-10-22 04-10-29
04-7-23 04-7-30
04-8-6 04-8-13 04-8-20 04-8-27