湖泊非点源污染控制技术及生态恢复技术.docx
《湖泊非点源污染控制技术及生态恢复技术.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《湖泊非点源污染控制技术及生态恢复技术.docx(44页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、湖泊非点源污染控制技术及生态恢复技术一、 非点污染源污染控制技术(一)非点污染源问题描述1 非点污染源的定义非点污染源(non-pint source)是相对于点污染源(point source)而言,除工业废水、生活污水等具有固定排放口的污染源以外,其它的各类污染源均统称为非点污染源,也称为面源。根据入湖途径不同,湖泊非点污染源可划分为直接入湖非点污染源与经营由流域地表间接入湖非点污染源两大类,如下图所示: 降水降尘湖面非点源湖面养殖投饵直接入湖非点源湖面旅游娱乐活动湖泊非点源 湖岸非点源 湖岸侵蚀农村非点源湖岸非点源地下水补给城镇非点源不透水地面地表径透水地面地表径流其它经由流域地表间接入
2、湖非点源道路村落农田林草地工地矿区畜牧业养殖场本章主要介绍农村非点污染源污染控制技术,这类非点污染源分布面广,类型复杂,治理难度大,并且是湖泊非点污染源重要构成部分,在湖泊非点污染源治理中占有十分重要的地位。在此,非点污染源主要指流域非点污染源,湖内非点污染源分别论述。2 非点污染源主要内容农村非点污染源涉及面广,污染物来源途径多,概括起来主要包括以下方面:(1) 农村村落:包括各处堆存的生活垃圾、牲畜粪尿、无下水道地区生活污水和乡镇企业废水、地表降尘等,主要污染物是磷、氮、有机物和泥沙;(2) 农田区:包括土壤流失、化肥农药流失,主要污染物是氮、磷和泥沙,个别地区存在有机物和农药污染;(3)
3、 工地及矿山:主要污染物为泥沙,个别地区因区域特征不同而产生不同的污染物,如磷矿区,磷是最主要污染物;(4) 畜牧业基地:包括养猪场、养牛场等,污染主要来自水土流失和牲畜排泄物的流失,主要污染物可能是氮、磷和有机物,过度放牧区还应包括泥沙;(5) 植被覆盖率较低的荒山丘陵及弃耕地:污染主要来自水土流失,主要污染物是泥沙,其次可能是氮、磷等;(6) 植被覆盖率较高的林地与草场:污染一般较轻,污染物主要是氮、磷和泥沙。(7) 其它地区,包括道路、水面等。(二)非点污染源治理总体设计技术1 总体设计指导思想非点污染源治理与点污染源、内源治理协调统一;非点污染源治理与管理同步实施,强化管理;非点污染源
4、治理与区域经济发展相结合;非点污染源治理与农村自然资源循环开发利用相结合,提高资源利用率及价值;非点污染源治理工程建设与农村村镇建设、水利、农业和林业工程建设相结合;非点污染源的分散治理与集中治理相结合;突出非点污染源重点治理区域及对象;对非点污染源污染物进行总量控制,因地制宜选择治理措施,实现社会、经济和环境的协调发展。2 总体设计目标体系非点污染源入湖污染负荷控制指标体系是:总氮、总磷、泥沙、CODcr等,除此之外,还应确定以下设计目标:非点污染源发生量绿化覆盖率水土流失(土壤侵蚀)强度农村垃圾处理利用率农村废水处理利用率农村环境卫生居民健康状况农村生态环境质量(水、土壤、大气)农村基础设
5、施建设农村土地利用状况率等通常为方便设计,仅选用其中主要环境指标作为设计目标体系,如非点污染源负荷削减率、绿化覆盖率,其它作为参考指标,设计时予以考虑。3 总体设计中主要考虑的因素根据国内外在非点污染源研究和治理中的经验,在总体设计时应认真考虑以下重要因素,以求总体设计的合理可行。(1) 流域内农村社会经济特征,包括人口、居民生活习惯、土地利用状况、生产技术水平、生产方式、经济状况、产业结构、居民环境意识以及发展规划等;(2) 流域自然地理特征,包括气象、气候、水文地质、地貌、地形、土壤、植被、矿产资源、自然灾害以及自然资源开发利用状况等;(3) 非点污染源污染特征,包括污染物种类、负荷量、时
6、空分布特征、主要影响因子等,建立非点污染源数据库;(4) 非点污染源治理可行性,包括设计目标、技术方法、经济承载力以及适宜的场地条件、社会环境等;(5) 非点污染源治理保证体系,包括政策、法律法规、管理体系、资金来源以及环境监测监控系统等。4 总体设计程序非点污染源影响因素很多,情况复杂,很难规定统一的总体设计程序与方法。现提出四阶段总体设计程序,供参考选用,见图1.1。 流域基本情况调查内源调查点源调查湖泊水质调查非点源现场观测与模拟计算主要污染物及负荷主要污染物及负荷主要污染物综合治理方案综合治理方案非点源负荷及特征最大允许负荷最大污染负荷最大污染负荷非点源允许负荷非点源总量控制方案非点源
7、治理方案设计非点源治理技术经济评价以总体效益目标,确定非点源最小费用和技术可行最佳方案以湖泊总效益为目标,综合研究点源、内源、非点源治理的最优方案,实现湖泊治理目标以及最小费用、最优方案非点源治理方案调查达到预期目标图1.1 非点污染源治理总体设计程序5 非点污染源污染控制技术湖泊非点污染源治理是一项系统工程,包括工程技术和管理措施,每个湖泊都应根据其特征,选择合理的技术方法,绝不能照搬其它湖泊的治理方法。这里我们对常用的技术方法作一介绍,并给出技术方法优化选择的原则与程序。(1) 非点污染源技术方法简介非点污染源技术可分为工程技术与管理技术两大类,见表4.1表1.1非点污染源技术一览表分 类
8、措 施简 介工程技术1工程修复,拦沙坝等技术结合草林复合系统,复土植被等。主要针对山地水土流失区及侵蚀区,通过土石工程结合生物工程方法,控制水土流失和土壤侵蚀,恢复良好的生态系统。2前置库和沉砂池工程技术主要应用于台地及一些入湖支流自然汇水区,利用泥沙沉降特征和生物净化作用,使径流在前置库塘中增加滞留时间,一方面使泥沙和颗粒态污染物沉降,另一方面生物对污染物也有一定的吸附利用作用。3拦砂植物带技术和绿化技术拦沙植物带技术利用生物拦截,吸附净化作用可使泥沙、N、P等污染物滞留沉降。绿化技术可广泛应用于堤岸保护、坡地农田防护等。4人工湿地与氧化塘技术主要应用于污染农业区,特别适用于处理农田废水和村
9、落废水的混合废水。5生物净化及少废农田工程技术主要适用于土地利用强度较大,施肥量大的湖滨农田区。6农田径流污染控制和农业生态工程技术通过采用生态农业工程,将农业污染物都输入生态循环之中,从而减少污染物的排放,达到径流污染控制的目的。7村落废水处理、农村垃圾与固体废弃物处理技术适用于农村自然村落垃圾处理和地表径流污染物流失的治理。8林、草,农、林间作技术应用于山地水土流失区,主要用于解决生态性质的立体条件。9截砂工程、截洪沟、土石工程、沟头防护、谷坊工程等技术应用于强侵蚀区污染控制和生态恢复。管理技术1退耕还林还草治理坡耕地水土流失时,如果坡度大于25度,应该提出退耕还林、还草,此外湖滨区裸露耕
10、地也应采取相同的措施。2休耕或轮作通过农田耕作管理,以减少农田污染径流的产生。3施肥管理通过建设优化配肥系统,加强对施肥方式的管理,避免盲目过量施肥。4农业面源的监测与监理设立农田土壤环境定位监测系统,加强对农田径流水量、水质、生态系统等环境因素的监测,以研究土壤肥力,污染负荷的动态变化,并及时提出应对措施,提高土壤肥力,减轻污染负荷。续表1.1非点污染源技术一览表管理技术5流域计划垦殖根据流域土地利用现状及各类用地的需水情况,搞好水土平衡,以水定地,控制农用地的发展;农业的发展需纳入流域统一规划,因地制宜,合理配置。6湖滨封闭式管理天然湖滨带可被认为是湖泊的保护带,它的保护是首先应遵守的生态
11、学准则,因此严禁沿湖围垦。对已经存在的湖区耕地,必要时应退耕,恢复原有的生态系统。7环境管理政策及措施主要指加强环境立法,建立专职机构,使农业非点污染源的污染控制迅速走上科学管理的轨道。(2) 优化原则a 有成功先例的,尤其是在该流域内进行过示范研究并取得成功的技术;b 在该流域具有推广应用可能的技术方法;c 投资少、效益好并且易于运行管理的技术方法;d 适合于本流域特定环境状况的技术方法,包括经济技术水平、公众意向和自然环境特征;e 具有较好社会经济效益,利于流域可持续发展的技术;f 具有工艺简洁,设计实施方便并且运行管理简单的技术方法。(3) 优化程序为了提出湖泊治理方案,一种常用优化程序
12、供参考:a 非点污染源技术发展现状调查;b 非点污染源技术分类及适用性分析(长名单);c 非点污染源治理技术应用实例分析,包括应用背景、投资、效益、优缺点等;d 非点污染源技术比较,包括适用范围、投资、效益、优缺点等,初步确定采用的技术方法(短名单);e 针对本地区湖泊流域特征及社会经济状况,对不同治理区域或对象,提出多种备选方案;f 对各种备选方案进行系统的技术经济分析,确定优化的技术方案(推荐方案);g 公布治理方案,广泛征求意见后,最终提出最佳方案(实际采用方案)。(三)湖滨带工程技术1 湖滨带类型与结构湖滨带有天然和人工两种类型,其结构如图4.2和图4.3所示。2 湖滨带工程工艺及其组
13、成湖滨带工程包括人工恢复工程、人工建造防护工程以及综合防护工程等三种类型。(1) 湖滨带恢复工程湖滨带恢复工程指受到破坏的湖滨带,依据其天然湖滨带的结构,采用人工方法进行恢复,污染控制工艺如下: 降水 湖滨带 散流区 地表径流 草林复合系统 湿地生态系统 挺水水生生态系统 湖体 流域基本情况调查内源调查点源调查湖泊水质调查非点源现场观测与模拟计算主要污染物及负荷主要污染物及负荷主要污染物综合治理方案综合治理方案非点源负荷及特征最大允许负荷最大污染负荷最大污染负荷非点源允许负荷非点源总量控制方案非点源治理方案设计非点源治理技术经济评价以总体效益目标,确定非点源最小费用和技术可行最佳方案以湖泊总效
14、益为目标,综合研究点源、内源、非点源治理的最优方案,实现湖泊治理目标以及最小费用、最优方案非点源治理方案调查达到预期目标图1.2 天然湖滨带示意图湖滨带工程主要组成部分是人工恢复草林复合系统、湿地生态系统和挺水水生生态系统。(2) 人造湖滨带防护工程人造湖滨带防护工程指为强化污染控制功能,利用湖滨带地形地貌,采取人工工程措施建立湖滨带污染控制系统,工艺流程如下: 上游区地表径流 截流沟 沟渠沉砂净化系统 湿地等自然净化系统 出不人湖 人造湖滨带防护工程主要组成部分是截流系统和生物净化系统。(3) 湖滨带综合防护工程 在湖滨带工程设计中,经常采用人工恢复和人工建造相结合的工程技术,从而既恢复湖滨
15、带原来生态系统,又强化污染控制作用,其工艺流程如下:降水 湖滨区 径流 草林复合系统 截流沟系统 生物净化系统 水体该工艺主要组成部分是:草林复合净化系统、截流系统以及生物净化系统。3 生物净化系统湖滨带生物净化系统由一系列子系统组成,主要包括:1)防护林系统;2)草滤带;3)挺水植物带;4)沉水植物带以及 5)漂浮植物带。生物净化系统设计中关键问题是生物种类选择,应遵循以下基本原则:1)当地生长适宜性;2)较强污染物净化能力;3)较好的经济价值以及4)周围环境的协调性。4 主要工程措施构思(1) 截流沟系统沿湖滨带布设,截留径流区废水至集中沉砂净化系统或湿地系统中处理,在截流沟内也可设立沉砂
16、池,消减泥砂污染,也可种植生物植物,增加净化效果。(2) 沉砂净化系统通常采用多塘净化系统,利用湖滨区坑洼低地以及渔塘等,改造使其具有较强的沉砂净化作用,可以利用生态学原理,建立复合生态系统,如种草净化水体,养鱼去除水草等,总之应与开发利用相结合。(3) 温地净化系统在天然湖泊周围一般有很多坑塘或藕塘等,可改造为湿地净化系统,增设配水和排水系统,湿地区可综合利用,即净化废水,又可开发利用。5 湖滨带的管理湖滨带是湖泊的重要组成部分和最后保护屏障,加强管理和重建湖滨带工程是湖泊环境保护的重要工作。(1) 制订有关法律法规,强化湖滨带的环境管理,禁止重点湖滨带的任何人类生产生活活动;(2) 逐步恢
17、复湖滨带的保护功能,有步骤地实施退田还林还草计划;(3) 划定湖滨带保护区,实行污染物总量控制,减少湖滨带污染物的交换,控制湖滨区污染。(四)农田径流污染控制技术1 农田径流污染根源及基本特征农田是湖泊流域内最主要的土地利用类型之一,其污染根源在于:(1) 化肥、农药的过量使用;(2) 化肥、农药的不合理使用方式,如喷洒等;(3) 有机肥使用比例下降,化肥使用比例上升,营养比例失调,土壤肥力下降导致化肥使用量上升,造成恶性循环。(4) 耕作强度大,土壤扰动强烈,地表土壤易受暴雨冲刷引起大量流失。(5) 粗放的生产活动引起水资源浪费和土壤肥料流失,加重了环境污染。(6) 土地防护措施少,易形成地
18、表径流,造成水土流失。(7) 陡坡种植、竖坡种植等不合种植方式,加重了水土流失。(8) 土地利用规划不合理,污染重的农田区(比如蔬菜区)往往靠近湖岸,而污染轻的农田区(比如水田)往往靠近上游,加重了湖泊污染。(9) 管理落后,只重生产,不重农田环境管理,缺少管理措施。通常农田径流污染有以下特征:(1) 主要污染物是氮、磷、泥沙和农药,有机物污染较轻;(2) 农田区通常沟渠纵横,径流交叉污染现象普通存在。(3) 径流中污染物以两种形态存在,即溶解态和颗粒态,磷和农药通过吸附于泥沙上进行迁移,控制泥沙污染,可以有效地减轻磷和农药污染,也可以控制一部分氮污染。(4) 径流是污染物迁移载体,控制径流的
19、形成和迁移,可以有效控制径流污染。2 农田径流污染控制技术及其适用范围根据多年来的经验,归纳出四种不同技术方法,包括坡耕地改造技术、水土保持农业技术、农田田间污染控制工程技术以及农田少废管理技术,其技术特点和适用范围见表1.2。表1.2 农田径流控制技术及其适用范围技术名称技术特点适用范围预期效益坡耕地改造技术1 传统的水土保持技术2 增加径流滞留时间3 耕地结构变化4 减少径流量,控制水土流失1 坡耕地2 平原农田区,但效果不如坡耕地1 保水效益2 减少肥料流失3 粮食增产4 有效减少N、P以及泥沙污染水土保持农业生产技术1 与农业生产相结合,农业发展与控制农业污染相统一2 耕作方式方法改革
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 湖泊 非点源 污染 控制 技术 生态 恢复
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。