湖泊生态修复-课件

湖泊生态修复湖泊生态修复概述A中国湖泊面临的重大问题B湖泊生态修复研究C湖泊生态修复治理方法D国外不同类型湖泊治理思路分析与启示E目录目录湖泊概况：A湖泊是陆地上洼地积水形成的、水域比较宽广、换流缓慢的水体,地壳构造运动、冰川作用、风力作用、河流冲淤等作用是形成湖泊的主要原因。湖泊因换流周期长而不同于河流,又因与海洋不发生直接联系又有别于海洋。在各种因素的影响下,湖盆、湖水和水中的物质,相互作用、相互制约,构成了湖泊的演替过程。湖泊在世界范围 内分布很广,是水资源的重要组成部分,地球上湖泊(包括淡水湖、咸水湖和盐湖)总面积约为2.0587106km2,总水量约为1.764106km3.我国的湖泊主要分布在五个地区,形成五大湖群一、概述湖泊的分类有多种,根据湖泊成因,可将其划分为八种类型：1.构造湖是中国湖泊的主要类型,分布广泛,青藏、云贵湖区,均有构造湖分布 2.火口湖 主要分布于曾有火山活动的山区,如长白山顶的白头天池等,3.堰塞湖 主要指东北玄武岩流堵塞而成的湖泊和西藏东南峡谷区的湖泊 4.冰川湖 多在高山冰川作用过的地区5.岩铭湖 分布在西南碳酸盐类岩层径流水长期溶蚀形成的岩溶洼地 6.风成湖 少而小,是沙漠中的死水沏、地下湖 7.河成湖 分布于东部华北、江汉等平原地区 8.泻湖 多在沿海的河口区。1.湖泊围垦导致水量调蓄能力下降,加重流域洪水灾害近几十年来,受人多地少和对湖泊功能认识不足等因素影响,导致湖泊被大量不合理围垦,造成湖泊面积急剧减少.大规模围垦不仅使湖泊面积锐减,同时也使湖泊蓄水容积大幅减少.湖泊调蓄容积的减少,直接导致湖泊洪水调蓄功能下降,在相当程度上引发了江湖洪水位的不断升高,最高洪水位被不断突破.B中国湖泊面临的重大问题2.入湖污染物大量增加,湖泊水环境质量不断下降随着湖泊流域和周边地区人口增长和经济快速发展,导致进入湖泊TN,TP和CODMn等污染物增加,湖泊水环境污染不断加重,尤其是在我国东部平原湖区,入湖污染物增加引起湖泊水环境质量急剧下降.湖泊水体TN、TP等污染物浓度增加,导致湖泊水体富营养化不断加重。LOREM IPSUM DOLORLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua.Ut enim ad minim veniam,quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.3.湖泊生物资源退化,生物多样性下降近几十年来,我国湖泊生态总体处于不断退化状态,集中表现为鱼类资源种类减少、数量大幅下降,生物多样性不断降低,高等水生维管束植物与底栖生物分布范围缩小,而浮游植物(藻类)等大量繁殖并不断集聚形成生态灾害.在我国东部平原湖区,湖泊生态退化的最主要原因是人类活动引起的湖泊水质下降和水体过度利用等,其中湖泊过度围网和围堤养殖活动是重要方面之一,尤其是长江中游地区湖泊,如长湖、大冶湖、斧头湖等中小型湖泊以及一些大型湖泊湖湾,几乎全湖被围网割裂。不合理湖泊过度养殖,大量消耗水生植物,造成湖泊湿地水生植被的消失,而且为了获取最大的经济效益,普遍向湖泊投放过量鱼类饵料,有的甚至直接向湖中投放化肥,加剧湖泊富营养化程度的同时,也直接造成湖泊生态系统破坏。随着富营养化的日益加剧,云贵高原湖泊的生物多样性也受到重大影响,生物组成结构发生了很大变化,高等水生植物种类减少,其中敏感种消失,耐污种数量增多,水生生物种类、群落类型及分布区域与历史资料相比下降显著.我国西部地区湖泊,由于气候变化和人为因素共同作用,导致湖泊水位下降、水体盐碱化、富营养化加重,同样也面临生态退化和渔业资源减少问题.4.西部地区湖泊总体呈萎缩消亡态势,水量减少、水质持续恶化近几十年来,受气候变化周期性和冰川快速消融等要素的影响,我国西部地区湖泊水量和面积呈现明显的波动变化,不同时段萎缩与扩张交替变化,但总体呈现萎缩态势,不少湖泊甚至干涸消失.湖泊萎缩,导致湖泊面积减小、湖水咸化和碱化、湖泊滩地沙化现象更为普遍和严重.湖泊萎缩,不仅导致周边绿洲沙化严重,而且干涸湖底沉积物直接成为沙尘暴的物质来源,将对周边区域生态产生灾难性影响5.湖泊与江河水力联系阻隔,生态功能退化除西部内陆流域一些封闭型湖泊外,我国大部分湖泊都与流域江湖有着自然的水力联系,河川径流不断补给湖泊,在维持湖泊正常水位和水量的同时,也为河湖水生生物繁衍提供了洄游通道,尤其是我国东部长江中下游平原湖泊,长江与两岸的湖群构成了独特的江湖复合生态系统,在维系江湖水生生态系统稳定和生物多样性等方面发挥着重要作用.近几十年来,受人类防洪蓄水工程建设和湖泊围垦利用等因素影响,湖泊与江湖自然水力联系被大坝或涵闸阻断,一些洄游性物种濒危或消失,水生生物多样性下降,湖泊环境净化与水量调节等生态服务功能不断退化.LOREM IPSUM DOLORLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua.Ut enim ad minim veniam,quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.6.湖泊沿岸带大规模开发,加大湖泊生态与环境保护压力1990s以来,在浦东开放开发政策引领下,各地在大量设立各类高新技术开发区、经济技术开发区的同 时,也充分利用山水资源设立不同类别的旅游度假区,如环太湖就建有苏州、无锡两个太湖国家级旅游度假 区以及湖州太湖旅游度假区,淀山湖、阳澄湖旅游度假区等.随着沿湖岸线开发规模扩大和房地产热持续升温,全国沿湖岸线不合理和无序占用问题日益突出,不仅破坏了不同类型湖泊独具特色的景观资源,而且还 导致湖滨自然湿地与生态退化,增加入湖污染物总量。湖泊生态系统修复是指通过一系列的措施将已经退化的水生生态系统恢复或修复到其原有水平,使水生生态系统具有更高的生态忍受性。湖泊生态系统修复的最终目的是通过一系列措施创造一个自然的、可以自我调节的并与所在区域完全整合的系统,从而最大限度地减缓水生生态系统的退化,使系统恢复或修复到、可以接受的、能长期自我维持的、稳定的状态水平。一般是通过人工干预的方式,包括重建干扰前的物理环境条件、调节水和土壤环境的化学条件、减轻生态系统的环境压力(减少营养盐或污染物的负荷)、原位(insitu)处理(采取生物修复或生物调控的措施),包括重新引进已经消失的土著的动物、植物区系、尽可能地保护水生生态系统中尚未退化的组成部分等。这里非常强调通过减缓外部环境胁迫,或改善环境条件,实现生态系统的恢复。通过生态系统的恢复,提高其抵御外部环境变化的能力和自我修复的能力。C湖泊生态修复研究湖泊生态修复的历程：湖泊富营养化,己成为我国目前最突出的生态环境问题和急待解决的问题,是湖泊生态系统结构破坏和功能丧失的外在表现在发达国家和部分发展中国家早期,主要通过切断污染源的措施对湖泊进行治理。从对治理湖泊富营养化采用的不同措施所产生的结果来看,在流域大部分污染源未得到有效控制的前提下,采取任何治理措施取得的效果都是微小的,或只能是短期有效的如 南京玄武湖、广州的东山湖等就有过以底泥疏浚工程为治理湖泊富营养化失败的教训。国内作为“九五”、“十五”期间环境治理重点工程的云南滇池,十几年来己累计投资超过亿元,虽然点源污染源削减了,但湖泊富营养化状况仍没有得到有效控制,滇池水质仍呈恶化的趋势引。即使在污染源得到有效控制的前提下,湖泊生态系统也不可能在短期内得到恢复,日本琵琶湖的治理过程和治理效果又是一个例证。1987年,welch等提出了实现湖泊生态系统恢复,山下而上和由上而下的治理方法。该方法的提出为湖泊生态系统的恢复提供了新的思路,即在湖泊生态恢复过程中,必须对污染源的顶端输入控制和湖泊底端的污染物治理同时进行,才能从根本上解决湖泊富营养化问题,实现湖泊生态恢复的目标。目前,在对营养盐控制方面的研究主要集中在下列几个方面:1.控制营养盐排放浓度2.改进农业耕作方式和调整产业结构,减少施用化肥和农药量3.采取生态工程措施最大限度拦截和削减污染源中营养盐的输出量 4.底泥疏浚消减淤泥中污染物浓度5.重建湖泊中挺水植物、漂浮植物和沉水植物群落,利用水生植物对营养盐的净化作用,降低水体中营养盐的浓度。当前国内外对湖泊富营养化研究成为一个热点和难点问题,主要包括水体、底泥间氮、磷等营养盐的迁移、交换湖泊营养状态与湖泊中动、植物之间的关系湖泊富营养化治理的生物技术研究等。人工湿地修复技术 人工湿地净化污水的过程是通过湿地生态系统中的植物、基质、微生物所发生的物理、化学、生物的协同效应来实现。主要包括吸附、沉淀、过滤、分解、离子交换、络合、硝化反硝化、植物的摄取以及生物代谢活动等。1.人工湿地的类型根据水的流动与基质的关系,将人工湿地系统划分为表层流湿地和潜流湿地两种主要类型：表层流湿地和潜流湿地表层流湿地利用表层流人工湿技术处理污水开始于20世纪70年代,它的原理主要是利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的相互作用,通过一系列的物理的、化学的以及生物的途径净化污水。D湖泊生态修复治理方法I.外源污染源控制在湿地系统的深部由于被浮游植物、漂浮植物、沉水植物等的覆盖,直接受大气复氧的影响,一般处于缺氧的还原环境,主要为厌氧细菌反硝化细菌提供了良好的生存环境；浅部和大气联系较密切一般为氧化环境,便于好氧细菌硝化细菌的生存和繁殖。湿地系统所用的植物包括挺水植物、漂浮植物、沉水植物和部分湿生植物,多种植物的组合构筑了强大的处理系统。常用的挺水植物主要有芦苇、香蒲、莎草等，常用的漂浮植物主要有风眼莲、菱、水花生、浮萍等；常用的沉水植物主要有眼子菜、筑草、伊乐澡等。大部分SS通过植物的过滤和沉积作用；BOD、COD主要靠植物和微生物的新 陈代谢去除；植物的吸收对总氮的去除产生较大的作用，但对于大部分植物 而言,通过植物吸收、微生物硝化细菌和反硝化细菌的综合作用才是总氮得以 去除的根本，系统中总磷的的去除主要靠吸附、吸收、络合和沉淀作用进行去除。主要优点是：对SS、BOD、COD等去除率较高,操作、运行简便,施工费用低；不足主要在于占地面积较大,污染负荷低,且不良的气味大,夏天容易草生蚊蝇,不宜布置在居民居住区附近。潜流湿地水在湿地床的表面下流动,一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用,提高处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表下流动,保温性好,处理效果受气候影响较小,且卫生条件较好,是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统,但此系统的投资比表层流湿地系统略高。潜流型人工湿地的植物则主要为挺水植物和湿生植物,常用的植物有芦苇、香蒲、美人蕉等。LOREM IPSUM DOLORLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua.Ut enim ad minim veniam,quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.2.人工湿地设计人工湿地设计主要包括湿地的尺寸、湿地植物、湿地基质、湿地的结构、湿地的负荷、湿地污水的停留时间等。湿地生态系统设计的基本原则：适用性和多用性原则,设计系统应强调适用性,亦即要体现系统设计的主要目标；综合性原则,湿地生态系统设计涉及到生态学、地理学、经济学、环境学等多方面的知识,具有高度的综合性；地域性原则,不同区域具有不同的环境背景。湖滨湿地的构建技术 湖滨带生长着大量的草类植物，又称“草床”是湖泊与陆地交接区域。许多天然湖泊具有大面积的湖滨带，它可以有效截流地面径流中泥沙等悬浮物，吸收营养物质，减少其对湖泊水库水体的影响。湖滨带植物还可以为各种动物提供良好的栖息地和食物，维持栖息其间的动植物群落，合理利用湿地系统，尽可能发挥湖滨带的净化能力。但是，过度繁殖茂盛的湖滨带植物也会带来负面影响，大量的根生植物和附着的藻类腐烂后会产生大有机物，进入湖泊影响水体水质，甚至会加剧湖泊富营养化。II.内源污染源控制引水稀释和冲刷技术 稀释和冲刷技术是一种常用的技术，它能够稀释营养盐和藻类浓度高的水质，有效地减少污染物的浓度和负荷，减少水体中藻类的浓度，促进水的混合，稀释藻类的有害分泌物等。在我国南京玄武湖、杭州西湖以及昆明滇池内海，都采用外流引水进行稀释和冲刷。底泥生态疏浚技术底泥是湖泊水库中的内源污染，大量的污染物质积累在底泥中，包括重金属离子、营养盐、难降解的有毒有害有机物等。在一定条件下，这些有害 物质被释放进入水体，就会影响水生生物或者通过食物链积累在生物体内。同时底泥中的营养元素也很容易释放进入表层水体，导致藻类繁殖，水质发生急剧恶化。疏浚底泥能够彻底去除积累在其中的有毒有害物质。但是在疏浚过程中，一定要注意防止底泥泛起，导致有毒物质进入水体，并且要合理处置挖出的底泥，以免二次污染。通过对底泥疏浚控制内源污染源的措施是目前争议较大的问题。一般情况下,湖底淤泥是污染物储存库,其中只有部分污染物的水动力条件和生物作用下参与水体的生物化学循环过程,而其中的另一部分污染物作为沉积物沉淀湖底,很少参与生物化学循环,对湖泊水体的影响较小。代价昂贵的底泥疏浚不仅使湖泊原来的水动力条件发生改变,而且会对湖泊中的生物植物、动物生存环境造成巨大破坏,会进一步导致湖泊生态系统的生物多样性降低,生态环境会受到一定程度的影响,甚至水环境会继续恶化。例子：对滇池草海实施了底泥疏浚的清淤工程,共耗资人民币2.5亿元,对面积为2.828km2的湖底进行了疏浚,挖泥量达4.24106m3。底泥疏浚工程完成后,有关监测部门在1999年5月对草海中心的有关参数进行了监测,监测结果显示,草海中心的总氮、总磷和叶绿素a浓度分别达13.03mg/L、1.2mg/L和639.41mg/m3,与挖泥前1994-1996三年平均值的4.21mg/L、0.60mg/L和119.17mg/m3相比均有大幅度增加。2000年平均BOD、COD总氮、总磷与1998年相比分别增加15%、60%、57%和92%。生物操纵技术 它是一种通过改变食物网结构达到控制富营养化水体藻类数量的技术，可以用放养滤食性鱼类控制藻类水华，也可投放鱼食性鱼类间接的控制藻 类；还可以人工来调控水生植被、直接投加浮游动物等方式。深层水抽取技术 采用虹吸的方式，将抽水管直接插入到深水层的最深处，将水吸出。水质的恶化一般从深层水开始，将其抽出它停留的时间缩短，转化为厌氧状态 的机会也就减少了，由此减小了底泥中营养元素和重金属离子向表层水的扩散传输，也就减小对鱼类的不利影响。生态控制技术 利用水生生物之间的生态关系，将水生生物数量控制在一定范围之内。这种技术可以避免使用药、物所产生的副作用和使用机械所需要的高成本，而 且具有长期持久的效果。比如，种植高等水生植物，放养鱼类，投放微型浮游动物，投加细菌微生物等。种技术也存在有限性，比如它应该在“水华”产生之前，效果更显著。同时有引入危险物种的危险。水动力学循环技术 水体循环通过泵、射流或者曝气压缩空气，向底部曝气，随着气泡的上升，在被充氧的同时，水流被提升至表面，使水体形成循环，但该技术成本较高。水体循环，使溶解氧增加，污染物质氧化加快，改善了好氧水体生物的生存环境。但也不能忽视它的副作用，比如加快了磷从底层传递至表层；水体通明度下降；藻类生物的增加和光合作用的增强，导致二氧化碳浓度下降，pH上升等。深水曝气技术 深水曝气技术是在不改变水体分层的状态下提高溶解氧的浓度，并且改善冷水鱼类的生长环境和增加食物供给，通过改变底泥界面厌氧环境为好氧条件来降低内源性磷的负荷、降低氨氮、铁、锰 等离子性物质的浓度。选取了日本的霞浦湖、琵琶湖，北美五大湖(苏必利尔湖、密歇根湖、休伦湖、伊利湖、安大略湖)，美国的摩西湖、华盛顿湖、阿勃卡湖、切萨皮克湾、城市公园湖泊，瑞典的Trummen湖 Finjasjn湖，德国的博登湖，斯洛文尼亚的布莱德湖以及荷兰的费吕沃湖等17个湖泊进行水污染控制与富营养化治理案例剖析。根据湖泊自然特征(湖面面积、平均水深与 水体功能)将 1 7 个湖泊分为大中型浅水湖泊、深水湖泊以及景观(小型)湖泊三种典型类型。E国外不同类型湖泊治理思路分析与启示LOREM IPSUM DOLORLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua.Ut enim ad minim veniam,quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.LOREM IPSUM DOLORLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua.Ut enim ad minim veniam,quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.大中型浅水湖泊治理思路由于大中型浅水湖泊具有平均水深相对较小，环境污染压力大，生态自我修复能力差，易受湖泊底泥的再次污染等特征，在采取了包括城市下水管网全面建设，生活污水削减与转移，深度处理，严格控制污染物的排放及河湖同治等针对流域污染源(点源、面源与内源)系统控制的一系列措施的同时，开展了湖泊及流域生态修复，此外，对流域进行综合管理也取得了很大的成效。1.污染源系统控制大中型浅水湖泊的污染源治理要综合考虑点源、面源及湖泊内源的污染控制。在日本，针对生活污水、工业点源、农业面源以及湖泊内源的控制，实施了一系列的政策和方针。如提高下水道系统普及率，截至2005年，霞浦湖流域和琵琶湖流域的下水道系统普及率均已达到 50%以上；平均排放量达到 20 m 3/d 的工厂设施以及湖泊水质保护特别措施法规定的指定区域的特别设施都必须执行最严格的水质排放标准；日本极力倡导发展环境友好型农业,对畜牧业的废水排放也有严格的规定；在湖泊内 源控制方面，对湖泊渔业养殖技术进行必要的指导；另外，截至 2010 年底，霞浦湖流域计划完成 800万 m 3 的疏浚量。在阿勃卡湖，为降低外源磷的输入，圣约翰斯河水资源管理局购买了面积近 8 000 万 m 2 的农场，其中 809 万 m 2 已改造成为湿地，可减少入湖总磷的 85%以上。2.湖泊及流域生态系统修复在琵琶湖、霞浦湖、阿勃卡湖的治理过程中，采用了一系列的湖泊生态修复技术：1)1992 年，颁布了滋贺县琵琶湖的芦苇丛保护法，并实施了对保护区内芦苇丛的养护项目；2)加强入湖河流河口及湖内植被(湿地)的建设，不但可以削减降雨初期流入湖泊的污染负荷，同时可过滤湖水中的悬浮物，提高湖水的透明度；3)捕获砂囊鲡和通过生物操纵，以达到除磷除氮、改善湖水透明度、降低营养循环以及减轻鱼类对浮游动物的摄食 压力，降低藻类生物量；4)提高水位变化幅度以帮 助巩固沿岸带沉积物，为埋在沉积物里的植物种子提供萌芽机会与此同时，流域的生态修复同步进行。如加强湖泊流域地区稻田自净功能改善；使用天然材料，积极修缮河水净化措施；建设大规模的人工湿地及生态园；充分利用河流及池塘的自然净化功能等。通过减少径流负荷，去除导致浮游植物大量繁殖的磷。3.湖泊流域综合管理湖泊治理固然重要，但是如果没有长效的管理机制，只会变成“边治理，边污染”的模式，达不到湖泊治理的最终目的。综合浅水湖泊管理的经验得 出：1)以流域为单元，建立专门的政府管理机构及研究机构；2)制定相应的湖泊污染治理相关法律法 规；3)长期监测是湖泊研究的重要基础；4)普及环保知识，积极对公众进行环境教育，动员全民参与。深水湖泊治理思路深水湖泊具有储水量大、水力停留时间长等特点，一旦遭受污染，难以治理。故以预防为主，严格控制污染源入湖，并加强湖泊生态系统管理(以生 态系统保育为主)及流域管理。1.湖泊污染源控制在德国的博登湖，国家及地方政府对湖泊的治理投入了大量的人力和财力。包括大力兴建城市污水处理厂及改善下水管网和泵站，污水处理率由 1972 年的 25%增加到 1997 年的93%；由于雨污分流改造造价过高，建造了许多蓄水池和雨水泵站，采用溢流储存的方式解决雨水问题；同时还采取了一 系列限磷措施，从 1980 年起，磷的增长趋势已停止，磷浓度也从 1979 年的 87 mg/m 3降至1999年的15 mg/m3，到 2009 年降为12 mg/m32.湖泊生态系统管理在博登湖的治理过程中,分别采用了保护生态系统的三大管理措施:1)严格控制湖泊及其周边地区的开发建设;2)保护湖泊动植物栖息地湖滨带;3)实行河湖同治,拆除历史上用于防洪作用的水泥护坡,恢复为灌木、草木,建立健康的湖泊生态系统。1972 年，美加两国共同颁布了大湖区 水质协议,该协议实施后,北美秃鹰以及其他一些物种已经重返五大湖流域栖息;1978 年，对协议进行了修订，强调两国将修复并维持五大湖流域生态 系统水体中化学、物理和生物组成的完整性，并共同致力于减少污染;2009 年，在边界水域条约 签订 100 周年纪念仪式上，美加两国均表示，将采取积极的保护措施保护五大湖地区免受外来物种、气候变化以及其他现有或潜在问题的威胁。3.3.湖泊流域强力管理湖泊流域强力管理为了加强湖泊流域的管理，博登湖流域和北美五大湖流域均建立了任务分工明确的各层级管理机构，尤其是跨流域的湖泊，为免遭严重的水质污染，须建立超越地方政府利益，独立的第三方利益协调与决策机构，制定治理湖泊水污染治理条例及水资源保护法则，实施民间湖泊保护组织与政府机构相互监督，共同管理，大城市负责制等一系列管理措施。景观(小型)湖泊治理思路景观(小型)湖泊耐污染负荷能力较差，由于城市建设的加速进行，使得大量的工农业和城市生活污水流入城市景观湖泊，使其水体受到了严重污染。根据水体功能的差异，景观(小型)湖泊的治理方法相对较为简单。1970 年，作为荷兰弗莱福兰省重要的自然风光和娱乐场所，费吕沃湖爆发严重的蓝绿藻污染，湖水浑浊，动植物种群和饲养的水禽急剧减，湖泊生态遭到了严重的破坏。治理初期，在费吕沃湖周边建设了两座污水处理厂以减少外源磷的输入，但是，仅减少外源输入并不能很快使湖泊生态得到恢复；为减少内源磷的释放，在冬季又对湖水进行了引水稀释。LOREM IPSUM DOLORLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua.Ut enim ad minim veniam,quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.湖泊治理是一项长期艰巨的任务，应坚持不懈、持续治理所有湖泊治理均在 10年以上，最长的北美五大湖，甚至达到104年，湖泊面积仅1 km2的 Trummen 湖，在治理上也花费了13年的时间。我国的一些重富营养化湖泊如太湖、滇池、巢湖等，从 20 世纪 90年代前后才开始对其进行研究和治理，在治理技术上还处于初步的摸索和实践阶段。因此，在湖泊治理过程中对其长期性一定要有充分认识和准备，不能急于求成，要尊重自然规律，从人与湖泊和谐共存的角度出发，全面恢复湖泊的生态环境。湖泊治理应在良好规划的基础上，分阶段科学治理湖泊的治理需要制 定一个科学的规划，如霞浦湖、琵琶湖、切萨皮克湾 等，均设立了湖泊分阶段治理目标，进行分阶段治理。日本的“琵琶湖综合保全整备计划”的治理时间为 19992020 年，共22年，分为二期，第一期计划为 19992010 年，第二期计划为20102020年，其主要目标是水质保全，水源涵养及自然环境与景观保全。目前，在第一期的治理的基础上，第二期第一阶段的综合治理已取得了极其显著的成效。应重视长期监测与基础研究，良好了解与认知湖泊日本对琵琶湖和霞浦湖湖盆的形成与演变开展了半个多世纪的深入研究，琵琶湖还建有博物馆，从多学科进行了长期的研究。在琵琶湖与霞浦湖均建 立了水质自动监测站，进行连续自动监测；另外还设立了50个监测点，每月监测一次，由县与国家有关监测单位共同进行，所得数据共同分析、整理，并向社会公布。琵琶湖与霞浦湖的监测资料已积累长达40多年。湖泊治理应以污染源控制为基础，多种技术手段并用湖泊水污染治理与富营养化控制任务的长期性与艰巨性，决定了湖泊的治理是一项复杂的系统工程，需要多手段并用。就我国湖泊水库的污染状况 而言，不仅需要综合采用各种技术手段，同时还需考虑经济、法律以及必要的行政手段，这也是国际湖泊治理的共同经验。Finjasjn 湖经历了 40 多年的治理，19871992年的底泥疏浚工程花费巨大(4 600多万元人民币)，但收效甚微；而19921994年的调控食物链结构和兴建人工湿地，仅花费 1000 多万元人民币，却收效显著。进行生态修复，保持自然生态特征是湖泊治理的重要基础过去在琵琶湖流域修建的许多灌排工程，都只从水利的角度来设计，并未考虑环境与生态的影响因素，水泥混凝土的湖堤河岸及农田排水渠，使河岸湖滨的生态功能遭到极大破坏，农田排水直接入湖，对琵琶湖的水环境造成很大压力。加强流域管理，建立专门的湖泊管理机构阿勃卡湖的圣约翰斯河水资源管理局，即是对湖泊生态恢复进行统一综合管理的机构立法、环境教育和公众参与琵琶湖管理部门对流域的所有学生从13岁开始都要进行环境教育，设立琵琶湖教育基地，供学生进行水质测定，并配备有专门对学生进行环境教育的教师，也有专门的船只(水上之船)供学生上船学习考察，进行环境教育，提高环保意识，霞浦湖还建设了供公众参与的生态园。广州市白云人工湖生态修复工程白云湖建设背景和概况：位于广州市白云区中部的石井河是一条连接着广州河段西航道饮用水源的河涌，近年来，随着城市化进程加快，石井河的水质受到了严重的有机污染，占市区总供水量70%的西航道饮用水源的水质因此受到了严重威胁。为此，广州市特意开展北部水系建设工程，以解决广州北部河涌的污染问题白云湖作为广州市北部水系建设首期工程，其设计作用是将引水沉淀、生物净化后引入广州北部河涌，改善北部河涌水质并为其补水，另外，兼顾雨水调蓄、防治洪涝灾害的功能。建成后的白云湖总面积2.07km2，水面面积1.05km2，日输水100万m3,总库容200 万m3。白云湖自珠江西航道引水，经广和泵站提水后，采用重力自流方式通过引水渠引入白云湖西湖，在西湖经沉淀。湖滨带净化后，流入白云湖东湖，在东湖经过生物处理后引入石井河，冲刷石井河河道并为其补水白云湖也是列入广州亚运治水工程的四大调补水系统工程之一，是具有调水补水、雨洪调蓄、休闲娱乐等多种功能的综合性水利工 程，是具有岭南特色的便民利民工程，对广州北部城区气候调节及环境改善起到十分重要的作用。白云湖于2006年12月开工建设，2010年4月正式通水。但由于白云湖源水水质较差，且作为新开挖人工湖，其水生态系统 结构不健全，自净能力较差，为实现其水功能区划中的水质目标，更有效地发挥白云湖在广州生态水城建设中的支撑作用，改善白云湖水质状况和恢复构建水生态系统迫在眉睫。2016年的白云湖分东湖和西湖两部分，白云湖不仅有水质检测中心、水闸管理用房等水利工程的功能性，同时也有着六脉清源广场、林荫广场、如荫草坪和休闲中心等供市民游乐的地方，在白云湖的东南还配套有篮球场、网球场等体育休闲场所。CONCONTENTTENTS S常规修复是指白云湖的日常生态修复，包括两大处理单元，即入湖前的引水渠道处理单元和入湖后的湖区处理单元。其中渠道处理单元采取沉淀池沉淀、炭素纤维生态草、循环活水曝气、生态护岸等措施；湖区处理单元采用炭素纤维生态草、微纳米曝气、解层式太阳能曝气技术、浮床、生态护岸等措施。应急修复是指当白云湖遇到突发性水污染等降低水质、破坏生态的事件时所作出的紧急处理，应急修复的主要形式是对白云湖投放微生物菌种。微生物菌种修复在降解有机污染物方面具有处理效果好、见效快的优点，可快速改善水质。但由于其后续影响的不可预知，故仅作为应急处理措施。白云湖生态修复设计方案白云湖生态修复设计方案在工程设计中针对白云湖总磷（TP）总氮（TN）和五日生化需氧量（BOD5）等指标超标的水质现状，结合白云湖工程布置，将白云湖水体生态修复工程分为常规修复和应急修复。白云湖各项常规生态修复处理技术原理白云湖各项常规生态修复处理技术原理（1）微纳米曝气微纳米气泡发生装置是当前曝气充氧行业最先进的曝气装备，其所产生的微纳米气泡具有较大的表面积。而且微纳米气泡在水中停留时间长，气泡小，溶氧率高，上升速度慢，可迅速达到氧饱和，溶氧时间短。微纳米曝气一方面可以加速水体复氧过程，增加水体中DO浓度，氧化水体中还原性的铁和锰，消除黑臭情况的产生；另一方面曝氧过程产生的微气泡系统能够促进悬浮物（SS）和部分有机污染物的沉淀，微纳米曝气还有利于水生植物对水体中TN、TP的去除。前期调查显示，广和泵站前池断面水样溶解氧 DO 含量长期低于 2.00 mg/L，很有必要采取人工曝气方式，提高水体的溶解氧含量。（2）炭素纤维生态草炭素纤维生态草具有较大的表面积，能吸附、截留水中溶解态和悬浮态污染物，为各类微生物、藻类和鱼类的生长、繁殖提供良好条件。水中直立放置，截留悬浮物，形成稳态生物膜分解水体中间层污染物，形成水生生物产卵、生息场所。该工程针对白云湖水利工程主要包括引水渠道、西湖及东湖3大片区，分别在3片区内选择适宜的水力条件区域各布置了生态草（3）生态浮床生态浮床又称人工浮床，是漂浮技术和绿化技术的结合体，一般由浮岛框架、植物浮床、水下固定装置和水生植被4部分组成。框架一般采用竹、木条等自然材料。植物浮床一般由高分子轻质材料制成，浮床上植物一般选择适宜的湿生植物。生态浮床一方面对水体中悬浮物具有吸附作用，可富集水体中的有害物质，并减少水中营养盐；另一方面，通过接触沉淀促使浮游植物沉降，有效防止“水华”发生，提高水体的透明度。该工程在西湖西北及东湖东南角共设置了1600m的生态浮床。（4）解层式太阳能曝气技术解层式太阳能曝气机是一种利用太阳能作为动力源，巧妙利用水体溶解氧、温度等自然分层的原理，实现水体解层、增氧和纵横向循环交换三重功效，最大限度地将表层超饱和溶解氧水转移到水体底层，增加底层水体溶解氧，消除自然分层，提高水体自净能力。通过解层方式，表层高浓度含藻水转移到底部，在低温、无光条件下受到抑制，表层藻类迅速减少，部分被底层浮游生物摄食而消除，可快速消除水华并防止再次发生。该项目在东西湖较深处布设，分别布设2台，共4台。白云湖水质各项指标自生态修复 以来有了一定的改善:DO 监测值明显上升，表明自白云湖生态措施实施以来，湖区复氧能力增加；透明度逐渐增大，BOD 5 监测值也有明显的下降趋势；TN、TP监测值显示，湖区中布置的各类人工措施对 珠江引水净化作用显著，使得这两项指标较进水口 处有了较大幅度的改善。