河道治理上市公司系统要选择哪家公司呀?

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淤泥就地固化公司【瑞达热线: 杨经理】
污泥改性干化的机理是向污泥中加入改性剂。中国拿下马来西亚700亿铁路大单 淤泥快速脱水固化施工设备能就近解决了围垦工程中围区吹填的土方需求,不需借用其他外部资源,能够使用到任何场地,且可以根据使用场地的情况任意组装;淤泥快速脱水固化施工设备根据抽取淤泥的流量加入适量的凝聚剂和脱水剂,能够根据淤泥的实际固化情况对凝聚剂和脱水剂的量及时进行动态的适度调整,而且凝聚剂和脱水剂均为动态连续注入,能确保混合均匀,以达到最理想的固化效果;淤泥就地固化公司清淤工程施工淤泥快速脱水固化施工中抽取淤泥的泵受系统控制,设备使用的灵活性很高;淤泥快速脱水固化施工设备应用到河道、航道疏浚工程中也可以解决了疏浚淤泥处理难的问题,很快地清除淤泥,最终处理好的固化淤泥能很方便地运送到其他位置。
不但解决了污泥坑 存在的隐患等问题。河道清淤断面约22m~25m。北京市河道清淤整治公司水下清淤
系统简介“污泥坑原位固化稳定化系统”利用填埋单元内硬质边缘上路基。
为防止渣土在运输过程中的乱倒、乱弃问题。
&&& 淤泥就地固化公司清淤工程施工可用于市政道路、堤防加固、路基填方工程和建材原料等。为保证污泥固化稳定化的技术实现,处理设备必须具有下列技术性能:(1)处理均匀性:混合处理后泥块中不能够看到明显添加材料。(2)扰动程度:搅拌后不出现细胞水大量析出的“搅稀”现象。(3) 精*控制:对泥和添加料能实现全自动控制,添加量的控制精度在1%以内。(4) 实现全封闭处理,避免臭气外泄。(5)72小时后处理污泥强度 50kpa。(6)设备维护、检修易行。淤泥固化的方法有固化剂固化、物理脱水固结及高温烧结三种方法。淤泥及其固化:淤泥是粘土矿物等细小颗粒在粒间静电力和分子引力的作用下,经物理化学和生物化学作用,在海洋或湖泊地区等缓慢或静止的流水环境中发生沉积所形成的絮状和蜂窝状结构物,是各种胶体有机质及其吸附的金属元素、微生物病菌、虫卵等物质的综合固体物质[2]。主要的化学成分包括:SiO2、Al2O3和其他一些碱金属氧化物。
河道清淤:一般指治理河道。但在操作过程中占用了运输车辆的时间。三明市淤泥就地固化公司水下工程公司有着极为深远的意义。经过改性后堆放3至5天即可改善污泥的有关化学和物理的特性、降低其含水率。&&&
&&&& 淤泥就地固化公司清淤工程施工
施工场地要设置交通红灯、交通指示牌及专职疏导人员。淤泥快速脱水固化施工设备还包括一清水系统,所述清水系统为所述淤泥快速脱水固化施工设备提供清水,所述清水用于调剂凝聚剂或脱水剂的浓度。较佳的,所述管道泵送混合系统还包括一泥浆泵、一第一流量计、一第二流量计及一浓度监测仪;所述泥浆泵设置在所述第一管道混合器的所述入口处,产生吸入所述泥浆的动力;所述第一流量计设置在所述第一管道混合器的所述入口处,测定所述泥浆的流量。▲一列现代化的火车、一幅行驶路线图以及“550亿林吉特低息贷*”几个大字,这是马来西亚《星报》1日的封面头条。当日,在中国总理李*强和马来西亚总理纳吉布的见证下,中国交建与马来西亚铁路衔接公司在京签署了马来西亚东部沿海铁路项目合同,合同金额约745亿元人民币。&&&&遂宁湖泊河流清淤公司环保清淤我国水利清淤疏浚发展现状水利疏浚在我国已广泛应用,主要包括长江黄河等大河的疏通及堤防吹填加固,省市的内河整治,湖泊和水库的清淤增容及水质改善等方面。河道疏浚发展河道清淤整治工程一般集中在流域的中下游。20世纪50年代kai始,黄河下游陆续采用简易吸泥船和小型绞吸船等机械进行淤背固堤,1978 年水利部引进一批中型绞吸船,对长江干流大堤的险工段吹填加固,保护江汉平原的防洪安全。污泥固化稳定化处置关键是药剂的配制,由于不同污泥具有的特性及资源化利用的目的各不相同,污泥中含有的污染物种类、重金属含量、养护时间要求等有所不同, 固化稳定化药剂的要求也不同。所以,污泥固化稳定化药剂的配制技术方案是根据具体的要求来决定的。但是,其基本要求是:固化速度快、固化后抗压强度大 、固化稳定反应内部和表面效果一致,添加量少等。▲新加坡《联合早报》称,在纳吉布访华期间,中马两国政府将签署包括铁路在内的16项谅解备忘录,两国企业间也将签署14项谅解备忘录,涉及投资、发展、建筑、金融、电子商务、太阳能电池板生产、码头兴建、天然气输送管及海水淡化厂等领域。
在河床淤泥清运完毕后。不伤及原生土;②在清淤过程中。泰州河道清淤整治公司水下工程公司快速固化后的污泥可以承载后续作业所需的机械设备。也可调整不同处置污泥及淤泥处置方案。
淤泥就地固化公司清淤工程施工
污泥物化改性处理技术既可用作特殊工业污泥。清淤施工期间抓好安全文明施工工作。施工前已制作了大小围挡,订做了施工安全帽、工作服、安全 条幅等安全施工用品。5、施工期间成立安全文明施工队伍清扫泥浆、车辆沾带的泥土、围挡加固,保证市容及周围环境干净、保证做好交通组织宣传工作。6、施工前,对现场管理人员、机械设备驾驶人员、现场施工人员进行专门组织技术培训、安全培训及施工技术交底,学习本工作范围内的相关知识,明确职责。7、施工前检测井内有毒气体浓度,并进行动物中毒康复解du试验。8、施工前安排防化救生潜水人员,下井检查有无暗道,或者异常涌流、以及塌陷危险排水构筑物等威胁施工人员的各项因素,发现情况及时处理。9、施工前配备足够数量的防毒用具、照明矿灯,救生绳具、氧气瓶、潜水衣等防护用品。&&&
&周口湖泊河流清淤公司潜水作业公司承接潜水工程、潜水清淤、潜水防腐、潜水检查、潜水摄像、潜水焊接、潜水切割、水下模袋混凝土施工、潜水员下水作业、潜水打捞、潜水维修、潜水救助、潜水拆堵等业务。公司宗旨是:安全、及时、优质、不贵。以过硬的潜水队伍,一流的技术设备,优质高效的服务态度,为客户提供全方位的潜水工程服务。上海市瑞达水利工程有限公司不断改进企业管理模式,继续为清淤事业提供更加优质的服务。期待与贵单位合作!!&&& 瑞达公司提供的城市污泥(淤泥)稳定固化剂是将几种镁盐复配,加入促凝剂和防水剂、稳定剂、重金属螯合剂等药剂后,最终配制的一种新型的无机胶凝固化剂。与目前污水处理厂污泥以或河道淤泥治理过程中常用的固化剂相比,该固化剂的优点如下:①固化时间短,可以在短期(24~48 h)内使污泥固化;② 添加量少(3%~10%),对污泥pH改变较小;③ 杀灭污泥中有害病原菌体,可以抑制臭气的产生;④ 混合后无需翻抛晾晒,大大降低了对环境污空气的影响;⑤经固定化处理的污泥可作为城市建设回填土使用,也可作为制砖的原料,如经过一段时间的稳定期后,也可作为城市绿化用土。驻马店河道清淤整治公司水下工程公司可24小时连续处理。&&&(文:上海瑞达 &来源:上海市瑞达水利工程有限公司)
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告知来自模具联盟网河道治理|万德斯环保科技有限公司
南京万德斯环保科技有限公司是一家综合性、科技型环保企业,是专业化的水环境生态治理服务商。公司长期致力于河流、湖泊、景观水体治理等业务领域,密切关注产业发展的战略方向和技术前沿,形成了集投资、设计、建设、运营能力于一体的核心竞争力。秉承&诚信做人、认真做事&的理念,在环保的沃土蓬勃发展。拥有着强大的技术实力。公司凝聚、培养了一支高学历、高素质、富有创新精神的人才团队,其中包括多名河道治理行业知名专家及海外归国学者。在绿色、生态、可持续发展的时代背景下,南京万德斯环保科技有限公司以建设和谐、生态的自然环境为己任,矢志不渝,为客户创造价值。
业务电话:025-1
“节能减排”、“饮用水安全”、“生活垃圾处理”等问题是当下热议的话题。其实,生活垃圾渗滤液处理与上述工作也紧密相关。垃圾渗滤液处理作为生活垃圾处理处置必不可少的配套项目,直接关系着垃圾最终处置的成败;其COD最高含量可达90000mg/L,氨氮浓度最高可达1700mg/L,蕴含着巨大的减排潜力;而未经处理的渗滤液又极易对地下水、土壤、河道造成严重污染,为饮用水安全埋下隐患。
此前这个行业并未受到足够的重视和关注,但随着我国水污染治理深入和节能减排要求提高,尤其是垃圾处理产业规模不断扩大,渗滤液处理处置的重要性不断凸显,这一产业能否健康持续发展也越来越影响环境保护全局。
垃圾渗滤液处理产业在我国已经走过了近10个年头。这个行业目前发展状况如何?
发展10年的垃圾渗滤液处理行业,存在着诸多行业乱象。行业乱象内耗着国家资金、人力物力乃至行政资源,大大延缓了渗滤液污染防治的进程,增加了环境安全风险,且在一定程度上对整个垃圾处理产业的健康发展构成威胁。&&&&从生活垃圾处理行业衍生出来的渗滤液处置产业,多年来一直不被外界所知,如果不是最近几年公众热议垃圾话题,它还会继续游离于公众视线之外。垃圾围城等危机推动了垃圾处理产业迅猛发展,同时,相关行业标准迅速跟进并完善,将垃圾渗滤液处置与垃圾处理项目牢牢捆定,于是,渗滤液处理产业伴随着垃圾处理产业这一母体迅速成长。目前,建设项目数量已远超垃圾处理产业,因为还有大量已有的项目需要“补建”渗滤液处理设施。
10年时间,渗滤液处理产业到底发展得怎么样?“谁也说不清楚,也最好别说”,一位业内企业负责人曾如是说,那么,这个行业技术与市场现状如何?存在哪些乱象?乱象背后的深层次原因是什么?要规范这个行业,政府需要怎样干预?
一、10年成长和3种技术路线
&&&&对于渗滤液处理产业来说,2003年是一个重要的时间节点,那一年中的3件事代表了后来行业的3个技术流派,并与行业现状有内在逻辑关联。其一,被列入国家“863”计划的垃圾渗滤液处理技术攻关项目进入攻坚阶段;其二,利用生化反应器(MBR)处理渗滤液的技术入驻中国;其三,反渗透工艺首次在重庆长生桥垃圾填埋场和北京数个垃圾处理场的渗滤液处理工程中应用。
先说最早应用的反渗透工艺。述重庆项目负责人长期关注这一技术后来在渗滤液处理中的应用情况,他说,“根本问题没有解决,只要工艺流程不改变,最终都是同样的结果。”而中国城市建设研究院院长徐文龙、总工程师徐海云等业内专家也表示,单一使用反渗透处理渗滤液的技术路线被证明在多数情况下是行不通的。
不过,此技术为渗滤液的末端提升处理提供了借鉴,因为RO膜可以进一步提升出水质量。此外,这项外来技术也在不断尝试适应,相关企业在此后的部分项目中增加了生化等工艺,使得这项技术得以在市场上占据一席之地。
再说引进的MBR工艺路线。这一技术走得较为稳妥。在实际应用中,与反渗透技术基本同时起跑,共同在产业发展初期填补了市场空白,并为不少地方尤其是东南地区解决了垃圾渗滤液处理难题,为改善环境质量和区域环境保护做出一定贡献。MBR技术应用已有数十个项目,并在发展过程中实现了部分设备的国产化,建设成本有所下降。长期来看,仍需进一步降低运行成本,特别是降低能耗,以适应新的市场环境。
与其他行业颇有不同的是,渗滤液处理技术的后起之秀是国有技术。目前比较认可的是生化+膜处理。在这一路线下,在上述“863”项目成果基础上发展起来的“厌氧+好氧+MBR+RO”工艺得到迅速发展。
我国的生活垃圾渗滤液成分复杂多变,且区域不同,成分亦有差别,这就要求技术应具有普适性和灵活的应变能力;我国的经济发展阶段和地方财政支付能力,决定了工程要“建得起,更要用得起”;目前国家节能减排的环境任务和能源战略,又要求尽可能减少能源消耗,并最大限度实现资源综合利用。
与上述两种引进技术路线不同的是,这一工艺更注重项目差别化设计,针对性强,同时运行成本较低;而且,经过不断完善,在解决渗滤液问题时,可将厌氧产生的沼气收集利用。而从成长性来看,这一工艺的代表性企业目前已研发出渗滤液处理后浓缩液的处理技术,有望避免浓缩液“回灌”填埋场或回喷焚烧炉,从根本上实现完全处置。
紧密契合国策与国情使其迅速获得成功。虽然比上述两种技术进入市场晚了数年,但已与前两种引进技术路线鼎足而三,共同占据了绝大多数的市场份额。综观目前已有渗滤液处理设施,技术方面也基本上不出上述3种路线涵盖范围。
目前3种主流技术路线均有领跑企业,有数十项实实在在的案例,但是,由于被许多“不可说”包裹,这个行业仍然显得一团迷雾。
二、内幕盘点,行业乱象多
&&&&渗滤液处理行业到底存在哪些问题?
 &据调查显示,近5年来,早期建成的项目有近半数已经成为摆设或被改造;新近建设的项目中,中小城市或县级的设施,有相当一部分由于技术问题或运行成本过高而无法持续运行,仅在上级检查时临时开机;在拟建项目中,低价中标、内部中标现象屡见不鲜;而多数业主或地方政府部门对渗滤液处置的特殊性不甚了了,在选择工艺时,往往惑于某些假象或宣传而选择了不适用的技术,建成之后即陷入频繁检修的窘境,最后不得不另行改造。
除去我国整体市场和商业机制不完善的因素(比如广泛存在于各行业的招标问题),就影响渗滤液处理产业发展的因素而论,主要原因有二。
其一,用不起。部分垃圾处理场(厂)业主对行业技术几乎一无所知,根据行业专家或地方政府部门推荐使用指定工艺设备,却无力运行。对于中小城市来说,“用不起”的问题尤为普遍。
其二,不会用。目前垃圾渗滤液处理项目一般采用EPC(设计、采购、施工)或B-T(建设-移交)模式,建成调试完成后就移交给作为业主的垃圾处理厂运行。由于渗滤液处理的高度专业性和复杂性,业主方往往难以有效操作相关设备,降低了工程运行效率,甚至出现人为损害系统的现象。“不会用”或“用不好”,却又不交付专业企业运行,一方面是利益和地方就业使然,另一方面也与我国长期以来“大环卫”的理念相关,而渗滤液处置专业企业一般是民营性质,难以介入运营。
垃圾渗滤液处置产业为何多乱象,深层原因有三。
其一,“应付心理”。对于少数垃圾处理场业主来说,从主观意识上对渗滤液处理未予重视,甚至主动选择建设“应景”设施。这为众多小厂家提供了生存空间。某制造设备的小企业主曾向记者透露,一套小型设备报价不到200万元,成本也就几十万元,除去回扣,盈利可观,虽然运行达标无从谈起,但业主就要“这样”的。这一行业“潜规则”催生了不少投机钻营者的“淘金梦”,形形色色的拼凑技术“应景而生”,形成了行业“灰色地带”。
其二,自欺欺人。有一部分开展渗滤液处理业务的环保企业,之前对渗滤液一无所知,更无行业经验和积累,但受到这一产业广阔市场的诱惑,或被各种行业表象所蛊惑,在缺乏足够准备的情况下就购买技术甚至引进国外技术,并通过强大的商业运作进驻此领域。
其三,瞒天过海。在调查中发现,一些业主为了减轻负担,以BOT模式把项目签给一些没有核心技术的企业去投资运营,结果渗滤液根本处理不了,投资BOT的企业不得已采用非正常处理手段,而作为业主则十分无奈。
10年来,尤其是近几年来,环保产业在社会各界的关注下,透明度都大大提升,但渗滤液处理行业却一直少有关注,有些专家在谈到这一领域内幕问题时讳莫如深;而行业内的代表性企业,囿于上述多种问题和纷扰,前进阻力颇大,对行业洗牌的期待不断增长。
三、行业洗牌,政府需加强引导
洗牌非易。政府必须有所作为。近年来,国家相关部门已经陆续制定了《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范》、《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB)》,对渗滤液处置工程在技术选择和排放标准分别进行了引导和规定,但这些还远远不够。
行业之乱,首先乱在缺少准入门槛。行业知名专家张进峰曾向记者透露,各种“投机”企业、不规范企业,甚至毫无经验的外行企业和设备制造企业,均可带着五花八门的“拼凑”技术参与投标,报价远远偏离行业正常报价,这对技术可靠、具有丰富经验的行业企业正常中标带来较大影响。
因此,国家应出台相关政策,对这一行业招标文件制作做出明确规定,比如工艺技术路线、行业从业经验及成功案例等内容,从而控制项目准入门槛。
同时,也应研究更为广泛的市场准入门槛。比如,对企业技术实力、行业经验等制定具体考核项目;对于现有行业企业或具备准入条件的企业实施登记备案制度,并将市场信誉较差的垃圾渗滤液处理企业列入黑名单,对行业造成不良影响者应强制退出。
此外,对现有渗滤液处置工程的运营情况全面考核,并将运行中的出水率、出水水质、综合成本、综合能耗、检修频次、持续运行时间以及节能减排效果等指标进行评估,淘汰一批落后工艺技术,促进产业不断升级。
行业之乱,另一个重要原因是缺乏对项目运行状况的监管以及有效的惩处机制。严密有效的监管可以杜绝上述“应景工程”,促使业主选用可靠技术;同时,应对不合格的技术提供商进行责任追究和严厉处罚,杜绝投机行为。
而对于业主“用不起”处理设施的问题,则要从两方面着手予以解决:一是要加大财政投入,根据地方实情制定合理的垃圾处理补贴标准,让企业有充足的渗滤液处理经费;二是要尽可能选用能耗低、维护费用低的低运行成本技术。国家相关部门或行业机构,可结合现有工程案例,将各种工艺的成本进行对比,并形成公开的资料供垃圾处理企业选择。
为了使设施高效运行,还应重点关注解决项目建设移交之后的运营问题。即便是好的工艺技术,即便有足够的运营经费,但若缺少有相应能力的操作人员,设备仍然无法正常发挥作用。因此,应借鉴其他行业成熟经验,推行“特许经营制度”,将项目委托给专业公司运行,提供专业服务,方能物尽其用。目前业内已有部分优秀企业开展渗滤液处置的BOT模式和受托运行等模式探索,可为进一步推广“特许经营”积累经验。
渗滤液处理行业的良性发展需要业界共同努力,也需要政府参与推动和引导,制定更完善的市场规则和竞争机制。渗滤液处理行业虽小,但却是垃圾处理行业能否健康发展的关键一环,更是防范环境风险,保障公众环境安全的重要内容。南京万德斯环保科技有限公司是专业化垃圾渗滤液处理的环境服务商,采用国内最成熟的膜生物技术处理工艺,为业主提供规范化的优质服务,在业内受到一致好评。
中国是一个多湖泊的国家,全国共有1km2以上的湖泊2759个,总面积达91019km2,占国土面积的0.95%,其中约三分之一为淡水湖泊。淡水湖泊是人类获取淡水资源的主要来源之一。我国本来淡水资源短缺,人均占水量为2630m3/a,仅为世界人均水量的四分之一。
加之近年来,经济快速发展,资源利用强度加大,湖泊营养物质严重富集,生态系统退化,水华频繁暴发,导致可利用的淡水资源急剧减少。而我国农业和生活发展水平,决定了向水体输入营养物质还将在很长一段时期内存在。利用现有的资源和技术控制湖泊富营养化继续恶化的态势,对湖泊生态系统的恢复有重要意义。
一、湖泊富营养化的发生机制
水体富营养化,是指大量氮、磷等营养物质进入水体,使藻类等浮游生物异常增殖,从而破坏水体生态平衡,使水体失去原有价值。湖泊、内海、港湾、河口等缓流水体易发生富营养化。淡水水体的富营养化主要表现为绿藻和蓝藻的大量增殖,称为“水华”,在河口、海湾等区域的水体富营养化会导致红藻等藻类的大量繁殖,称为“赤潮”。
1.富营养化的形成
湖泊从贫营养湖向富营养湖发展,是湖泊自身演替的过程,也是自然衰亡的过程。这种演替过程是自然的缓慢的。但由于湖泊水体及近海水体与人类生产、生活关系密切,大量富含氮、磷的城市生活污水和工业废水等被排放入湖泊、河流、海洋,使上述水体营养过剩,藻类大量生长覆盖在水面。
由于大气复氧困难,导致藻类和异氧细菌的代谢活动,耗尽了水中的溶解氧,从而造成下层水体缺氧,鱼类无法生存,加上藻类分泌致臭、致毒物,以及藻类本身死亡、腐败造成水体底部沉积的大量有机物,并发生厌氧发酵,致使水质严重恶化。
因此人类的生产生活活动大大加速了水体富营养化进程,尤其是人口密集、经济发达地区的湖泊更容易产生富营养化。以太湖流域为例,目前,太湖流域河流水质全年综合评价为1至3类水的河长,仅占总河长的10.3%,超标河长达89.7%,太湖70%的水体已富营养化。
2.营养盐的来源分析
藻类生长需要的主要营养元素有碳、氢、氧、氮、磷等,其中碳、氢、氧供应比较充足,氮、磷成为决定藻类生长的限制因素。在地表淡水系统中,磷酸盐通常是藻类生长的限制因素,而在海水系统中磷供给充分,往往是氨氮和硝酸盐限制藻类的生长以及总的生产量。一般认为,总磷和无机氮分别达到20mg/m3和300mg/m3,藻类即可旺盛繁殖,水体就已处于富营养化的状态。
目前,水体发生富营养的氮源主要来源于农田径流、工业废水、生活污水及水产养殖。农业生产中大量施用化学氮肥,但其利用率只有30%,大量氨氮和硝酸盐氮通过径流进入水体,造成藻类迅速增殖,覆盖大面积水域。工业废水、生活污水经过二级处理后仍含有大量的氮,排入水体为藻类提供氮等营养物质。此外,养殖业尤其是水产养殖业废物和未充分利用的含氮的养殖饵料,也造成水体中的含氮量增加。
水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水。据有关资料说明,在过去的15年内地表水的磷酸盐含量增加了25倍。在城市污水中磷酸盐的主要来源是洗涤剂,它除了引起水体富营养化以外,还使许多水体产生大量泡沫。&&
另外还有其内源作用,即水体中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐,从而增加磷的含量,特别是在一些因硝酸盐引起的富营养化的湖泊中,由于城市污水的排入使之更加复杂化,会使该系统迅速恶化,即使停止加入磷酸盐,问题也得不到有效解决。因为,多年来水体底部沉积了大量的富含磷酸盐的沉淀物,它由于有不溶性的铁盐保护层作用,通常是不会溶于水中的。但是,当底层水含氧量低而处于还原状态时(通常在夏季分层时出现),保护层消失,从而使磷酸盐释入水中。
3.富营养化的影响因素
(1)温度。&藻类是中温型微生物,较高的气温有利于其生长。如夏季无风时,水体会产生分层,上层水暖,相对密度小,下层水冷,相对密度大,导致藻类在上层旺盛繁殖而发生富营养化。据报道,由于2006年秋季气温偏高,京杭大运河杭州段拱宸桥附近水域航道上水葫芦大面积生长蔓延,可见高温在一定条件下可诱发藻类爆发。&&
(2)光照。藻类是光能自养生物,充足的光照是其旺盛繁殖的必要条件。在水体中,上层光照充足而成为富光区,藻类光合作用也相应较强,释放的氧气可使溶解氧量达到过饱和。但上层藻类生长密度较大时,光线不易透过,下层光照不足,藻类和其他异养菌的呼吸作用消耗大量溶解氧,使下层水处于缺氧状态,大量的厌氧细菌繁殖起来。
(3)pH值。 pH在7~9之间最利于藻类生长。并且藻类“水华”现象中,pH值与藻类生物量及生命活动的旺盛程度密切相关。表现在:①水体pH随着藻种群密度的增加而升高。②在藻类的一个生长周期即迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期内, pH的变化也表现为增长、稳定(极大值)、衰减、稳定(介于初始值与极大值之间)。
二、水体富营养化对环境的危害&
水体富营养化破坏了水体原有的生态系统的平衡,造成一系列的危害,主要表现如下。
一是水体表面藻类大量繁殖,浮游量增加,水体浑浊变色,透明度降低,并产生异味有机物,水体的 pH值上升,深层溶解氧量降底,致使水质恶化,景观破坏。
二是藻类过度繁殖还会阻塞鱼鳃和贝类的进出水孔,加之底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类,养殖业和渔业会遭受重大损失。
三是富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐,人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水,也会中毒致病。四是对于以富营养化水体作为水源的城市来说,水中的藻类会大大提高化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、悬浮固体(SS)等的浓度,增加水处理负担。
藻类可造成过滤系统堵塞,在氯化消毒时产生三卤甲烷(THMs)等有毒副产物。藻类代谢物如糖酸等在混凝过程中与混凝剂反应,降低处理效果,增加混凝剂用量,而生成的络合物又会导致管网腐蚀。某些藻类代谢产物在加氯消毒后,可形成致突变物质。因此,富营养化水体作饮用水源会严重影响水厂的工艺运行、腐蚀管网、恶化出水水质。
三、湖泊富营养化的防治对策
&湖泊富营养化防治,首先要全面掌握流域的污染和治理状况,确定富营养化的主要控制因子。然后计算水体的环境容量和重点污染控制区的总量控制目标,得到流域最大允许排放量和最大允许入湖量,最后制定相应的综合治理方案。鉴于氮、磷污染是我国湖泊富营养化主要成因,具体应从以下几方面入手进行防治。
1.营养物质的控制 
(1)工业废水控制。加强对废水的脱氮、除磷处理及排污总量控制。
(2)农业管理。强化肥料储存管理,改进施肥方式,减少化肥施用量,推广农家肥,建立农村污水处理设施。
(3)生活污水控制。由于生活污水的脱氮、除磷工艺复杂,费用较高,在欧美等发达国家运用较多,而目前我国城市污水集中处理量还很低,难以大规模地在常规处理的基础上再增加三级处理。因此,生活污水中氮磷的控制在我国大部分地区尚难实行。不仅如此,随着城市化的进程和居民生活水平的提高,生活污水中氮磷会有进一步的上升。
(4)洗涤剂禁磷。生活污水中的磷25%来自含磷洗涤剂,许多国家均有禁止或限制使用含磷洗涤剂的政策。但由于洗涤剂中的磷酸盐占水体总磷污染的比例较低,而且洗涤剂中磷酸盐的替代品沸石会较大程度地增加污水处理厂污泥的体积,给污泥处理带来困难。因此,人们对洗涤剂禁磷的环境效应有着很大的争论。
(5)生态建设。保护水体周围及上游的森林植被,建立水体周围的缓冲林带,减少营养物质的流失。
(6)生物转移。如养殖藻类等水生植物并定期收获,养殖草食性或杂食性鱼类、贝类,转移水中的营养物。
(7)底泥挖掘。挖掘底泥将底泥中的磷除去,但挖掘工程巨大,挖出的底泥又难以进一步处理,甚至因为破坏了水体底部生物和水生植物环境,将深层底泥暴露,使其中所含的氮磷溶解到水体中,而在一段时期内加深水华。因此,底泥挖掘常常收不到预期效果。
(8)&混凝除磷。投加混凝剂沉淀溶解性磷,使其不能被藻类利用,常用的混凝剂有铁、铝盐及黏土矿物。
2.抑藻杀藻
(1)机械捕集。在水华出现时用船只捕捞藻类,收获的藻类可以加工成鱼食。
(2)深层曝气。藻类的过度繁殖引起表层以下的水体缺氧,导致其他生物死亡,可用机械搅拌或曝气来提高水中的溶解氧量。
(3)生物控制。利用水生生物对藻类的捕食或竞争作用,投加这些抑制性的生物,再定期捕捞。如针对实际情况选择适当的鱼类以滤食藻类及食藻微生物,包括我国常见的梭鱼、鲢鱼、草鱼等。可用的经济类水生植物有凤眼莲、莲子草、慈姑、茭白、水花生、菱角等。
(4)药物除藻。适量投放硫酸铜(杀藻不能除气味)、漂白粉(杀藻除气味)、明矾(主要除蓝藻)等化学药剂或细菌、真菌、噬藻体等生物制剂。
(5)超声波除藻。20世纪90年代日本开始进行超声波抑藻杀藻技术的研究,目前在千叶湖进行较大规模的试验。我国清华大学等单位也进行了一定研究,初步结果表明,适当频率和强度的超声波处理5min就可以严重抑制藻类生长(减少50%)。高效、迅速、简单、无二次污染等显著优点使得超声波抑藻杀藻具有很大的吸引力。
湖泊富营养化问题具有发生机制复杂、影响因素多、危害大、治理难等特点。尤其营养本底较高的浅水湖比深水湖更容易富营养化,且治理时间更长。应根据水体富营养化发生机理及实际的经济技术条件,选择合适的防治措施,从而使水体生态系统得以良性循环。目前,我国已治理成功的例子比较少,如太湖和滇池的富营养化治理过程中,从地方到中央极其重视,投入了大量的人力物力进行治理,但效果仍不十分理想。因此,预防其富营养化远比富营养化后去治理它来得经济和可行。
我国在经济持续高速增长的同时,所带来的最大负效应就是环境污染日益严重,大江、大河及湖库水环境质量日趋恶化。据2003年我国环境状况公报显示:在我国七大水系407个重点监测断面中,Ⅰ~Ⅲ类水质占38. 1%,&Ⅳ、Ⅴ类水质占32. 2%,劣Ⅴ类水质占29. 7%。2001年对我国130余个湖泊调查资料显示,高营养化湖泊占调查总数的43. 5%,中营养化湖泊占调查总数的45%。以藻型富营养化为主的湖泊主要分布在我国东南部经济发达地区,超营养化湖泊主要分布在城市和城郊附近。&
1水体富营养化的来源&
1.1 自然因素&
&&&&数千年前或者更远年代,自然界的许多湖泊处于贫营养状态。然而,随着时间的推移和环境的变化,湖泊一方面从天然降水中吸收氮、磷等营养物质;一方面因地表土壤的侵蚀和淋溶,使大量的营养元素进入湖内,湖泊水体的肥力增加,大量的浮游植物和其他水生植物生长繁殖,为草食性的甲壳纲动物、昆虫和鱼类提供了丰富的食料。当这些动植物死亡后,它们的机体沉积在湖底,积累形成底泥沉积物。残存的动植物残体不断分解,由此释放出的营养物质又被新的生物体所吸收。&
&&&&因此,富营养化是天然水体普遍存在的现象。但是在没有人为因素影响的水体中,富营养化的进程是非常缓慢的,即使生态系统不够完善,仍需至少几百年才能出现。一旦水体出现富营养化现象,要恢复往往是极其困难的。&
1.2 人为因素
1.2.1工业废水&
工业废水主要是指工业生产过程中产生的,其中钢铁、化工、制药造纸、印染等行业的废水中氮和磷的含量都相当高。近年来,工业排放的废水逐年递增。据报道, 2003年全国工业废水排放量达212. 4亿吨。但由于技术与资金的原因,大部分工业废水只经简单处理甚至未经任何处理就直接排入江河等水体中,许多废水中所含的氮、磷等物质也就不断地在水体中累积了下来。&
1.2.2生活污水&
&&&&排放人们在日常生活中也产生了大量的生活污水, 2001年全国生活污水排放达247. 6亿吨,超过工业废水排放量。生活污水中含有大量富含氮、磷的有机物。其中的磷主要来自洗涤剂。
&&&&据《2003年中国环境状况公报》统计, 2003年全国工业和城镇生活废水排放总量为460. 0亿吨,其中工业废水排放量212. 4亿吨,比上年增加2. 5%;城镇生活污水排放量247. 6亿吨,比上年增加6. 6%。废水中化学需氧量(COD)排放总量1333. 6万吨,比上年减少2. 4%。其中工业废水中COD排放量511. 9万吨,比上年减少12. 3%;城镇生活污水中COD排放量821. 7万吨,比上年增加5. 0%。可见,生活污水已逐渐取代工业废水而成为水体富营养化的最大污染源。&
1.2.3化肥、农药的使用&
&&&&现代农业生产中大量使用化肥、农药,人类在享受它们带来农业丰收的同时,在很大程度上污染了环境。农药、化肥在土壤中残留,同时不断地被淋溶到周围环境,特别是水体中,其中所含的氮、磷就导致了水体富营养化。&
此外,屠宰场和畜牧场也会有含有较多氮磷的废水进入水体等。&
2.水体营养化的危害&
2.1 影响湖泊水体的生态环境&
藻类的过度繁殖,死亡后藻类有机体被异养微生物分解,消耗了水中的大量溶解氧,使水中溶解的氧含量急剧下降。同时,由于水面被藻类覆盖,影响大气的复氧作用,使水中缺氧,甚至造成厌氧状态。
此外,水体中藻类大量繁殖,也会阻塞鱼鳃和贝类的进出水孔,使之不能进行呼吸而死亡。水体出现富营养化时主要表现为浮游生物的大量繁殖,因占优势的浮游生物的不同而水面往往呈现出蓝色、红色、棕色和乳白色等。在江河、湖泊和水库中称为“水华”,在海洋中称为“赤潮”。这些因素将导致鱼类等水生生物因缺氧而窒息死亡。&
20世纪以后,赤潮发生的次数逐年增加,我国渤海1998年、1999年连续两年发生严重赤潮,面积达6500km2 ,持续时间超过一个月,严重影响海产养殖,造成重大经济损失。2000年我国海域共记录到赤潮28起,比1999年增加了13起,累计面积超过10000 km2 。
2.2 影响水体的利用&
总体上说,水体富营养化破坏了水体原有的生态系统的平衡。若水体中光合作用生成有机物的速度与呼吸消耗有机物的速度基本相等时,藻类在水体中有机物的生长远大于其消耗,使有机物积蓄起来。水体富营养化现象一旦出现,水就不能被人畜直接利用。大量生物和有机物残体沉积于水的底层,在缺氧情况下,被一些微生物分解,产生甲烷、硫化氢等有害气体。富营养化的水体中还存在能使人畜中毒受害的亚硝酸盐和硝酸盐物质。
2.3 加速水体沼泽化、陆地化进程&
&&&&由于富营养化的水体含有大量营养物质,使得藻类和水生生物大量生长和繁殖,加速了水体沼泽化和陆地化进程,破坏了特定地区的生态平衡。&
3.治理措施&
3.1 削减外源&
&&&&来自各种污染源的营养负荷的增加会使水中的营养物质浓度急剧增高,导致藻类爆发、溶氧耗尽等富营养化症状,因此,外源的削减与控制是治理水体富营养化的先决条件。削减营养负荷的技术有以下几种:废水分流以减少营养物质的入湖量;生产无磷洗涤剂以降低磷的入湖负荷;使用化学方法或生物技术进行废水脱磷;利用稳定塘、人工或自然湿地等进行非点源营养物质的截流;湖水稀释;应用生态技术改变常规农业种植方法。
3.2 消除内源&
一些水体,只削减外源就可使水体恢复到以前的状态,但在富营养化程度严重的情况下,由于整个湖的情况已经发生了变化,只控制外源还不能从根本上治理富营养化,内源足以延缓甚至阻止湖泊停止外源输人后的恢复进程,因此还需采用湖内恢复技术消除内源。
国外在消除内源方面做了很多探索:向湖中投加铝盐加速磷惰性化,从而减少内源磷的释放率;底泥疏浚;底泥氧化;均温层曝气;选择性地去除均温层的水以降低均温层的体积,减少水体的营养物质浓度;降低水位使一些或者全部的底部沉淀物暴露于大气中。
&3.3 生态恢复&
&&&&控制外源和内源的技术会使营养物浓度长期的减少,但对于恢复水体的生态功能往往还不够。各国经过长期的和大规模的研究,发明了许多技术用于富营养化水体的恢复:石岩等人研究了草食性浮游动物净化富营养化水体的效果;有学者研究水网藻在生长过程中吸收水体中的氨氮、硝氮及无机磷等藻类营养素,从而限制藻类的生长,通过生物操纵法改变水体生物群落结构,减少水体内的氮磷等营养物质的量从而抑制藻类的生长,通过人工循环使湖水达到和维持等温状态;通过毒性效应来控制藻类。
3.4 综合防治&
&&&&富营养化是多种原因、综合作用的结果,且污染源复杂,营养物质去除难度大,防治上只用一种方法很难奏效。实践中通常是多种方法同时使用,既控制外源性营养物质输入,又减少内源性营养物质负荷,水体一旦富营养化,及时去除污水中的营养物质。如池塘常见的由蓝藻形成的“铜绿水”,只用0. 7 g/mL浓度的CuSO4, Fe SO4合剂(&(5: 2)效果并不理想,但结合生态学管理可降低药量又可提高疗效,然后注入其它池水引进新藻类种,防止蓝藻成为池水优势种,然后施无机肥进行肥水,效果较好。
&&&&防止富营养化趋势发展,必须以防为主,采取综合防治措施,因地制宜,要加强管理,特别使要加强水系环境监测力量,加大执法力度,建立起一整套行之有效的管理体系。同时,完善有关富营养化的法规体系,以保证各项管理工作能够做到有法可依。在执行法规的过程中,要做到执法必严、违法必究。
一、建设生态河堤是现代城市河流治理的发展趋势&
&&&&&据有关资料介绍,在城市中保持自然是当今国际上先进的城市治理准则,河道治理也不例外。自90年代以来,采用混凝土施工、衬砌河床而忽略自然环境的城市河道治理方法,已被各国普遍否定,建设生态河堤已成为国际大趋势。&
&&&&&生态河堤是融现代水利工程学、环境科学、生物科学、生态学、美学等学科一体的水利工程。作为一种新概念河堤,它以“保护、创造生物良好的生存环境和自然景观”为前提,在考虑具有一定强度、安全性和耐久性的同时,充分考虑生态效果,把河堤由过去的混凝土人工建筑改造成为水体和土体、水体和植物或生物相互涵养,适合生物生长的仿自然状态的护坡。&
&&&&&目前世界上一些发达国家都在进行河流回归自然的改造。瑞士、德国等于80年代末提出了全新的“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术。所谓“自然型护岸”技术,就是放弃单纯的钢筋混凝土结构,改用无混凝土护岸或钢筋混凝土外覆土植被的非可视性护岸。据有关资料介绍,欧洲的MELK流域经过近自然治理后,每百米河段的鱼类个体数量、生物量从治理前的150个、19公斤提高到治理后的410个、55公斤。&
&1、德国河道治理&
德国的莱菌河,1993年和1995年发生两次洪灾,洪水淹了一些城市,造成的损失估计达几十亿欧元。分析洪灾原因,主要是由于莱菌河流生态遭到破坏,菌菌河的水泥堤岸限制了水向沿河堤岸渗透所致。因此,德国现正进行河流回归自然的改造,将水泥堤岸改为生态河堤,重新恢复河流两岸储水湿润带,并对流域内支流实施裁直变弯的措施,延长洪水在支流的停留时间,减低主河道洪峰量。
2、日本河道治理
曰本在90年代初就开展了“创造多自然型河川计划”,1991年开始推行重视创造变化水边环境的河道施工方法,即“多自然型河道建设”。仅在1991年,全国就有600多处试验工程。曰本建设省推进的第九次治水五年计划中,将对5700公里河流采用多自然型河流治理法,其中2300公里为植物堤岸,1400公里为石头及木材护底的自然河堤。2000公里不得已使用的混凝土,都将按“多自然型护堤法”进行改造,覆盖土壤,并种植植被。
实践表明,该技术有效地促进了地下水的渗透和水的良性循环,提高了水边环境的自然净化功能。
3、美国河道治理
美国的南佛罗里达州在70年代修建了很多人工河道,但逐渐发现周围湿地越来越干,生物多样性也急剧减少,进入90年代开始改造,目前已恢复曲流河道的状态。著名的洛杉矶河也正在拆除衬砌。
总之,很多国家都在对破坏河流自然环境进行反思,都在逐渐将河流进行回归自然的改造。90年代以来,德国、美国、曰本、法国、瑞士、奥地利等国纷纷大规模拆除了以前人工在河床上铺设的硬质材料。其实,拆衬砌的资金投入要比铺衬砌昂贵得多,但这些国家普遍认为,保持河道的自然环境对保护动植物资源、保护水质、防止水资源流失都有极为重要的作用。修建生态河堤,恢复河岸水边植物群落与河畔林,已成为河堤建设在国际上发展的总趋势。&
二、还河流以空间,是现代防洪规划的新理念&
&&&&&作为城市防洪的对策措施,在国际上非常重视“堵疏结合、蓄泄并重”的治水理念,给河流以空间,增加河流的过水断面,给洪水以出路。&
&&&&&在欧洲,1993年、1995年莱茵河和默兹河发生洪水,对荷兰的防洪策略与河流治理产生了重大影响。1995年洪水使莱茵河沿岸低洼地(圩垸)疏散25万人,虽然没有垮堤,但是影响深远。荷兰对已沿用几十年的河流堤防加固计划作了审查和修订,河堤均按抵御1250年一遇洪水的标准进行加固。但是荷兰人知道,无论如何加高河流堤防,安全保障总是有限度的。
&&&&历史经验表明,随着安全水准的提高,土地利用也发生很快的变化,总体风险(发生洪灾的概率)也在增加。洪水概率的降低很快被可能出现的更大的洪灾损失所抵消。土地利用和提高防洪水平的相互作用,已使荷兰主要河道沿岸的自然景观受到很大负面影响,进一步加高加固堤防,已得不到社会的普遍赞同。&
&&&&&为此,近年来荷兰人提出“还河流以空间”的新理念,使河流在流量、泥沙输移、宽深比等方面达到动态平衡。这可能要求放弃几百年前筑围堤形成的滩地。目前荷兰人正在研究的措施包括疏浚河道、挖低漫滩(与自然开发相结合),甚至退堤、扩大漫滩。在莱茵河的一条支流上,正考虑拆除现有挡水堰,这并非完全出于航运方面的考虑。&
&&&&&日本1965年以后针对因城市化急剧发展围绕河流引起的问题开展了新的河流治理。特别是70年代以来,由于连续遭受三次大的水灾,于1977年6月开始推行“城市综合治水对策”。为解决城市化增加的雨水径流,既采用传统的工程措施,也实施了许多现地贮留、渗透、多目的治水绿地、地下大型贮留池、地下河等新型治水措施。恢复流域在开发过程中丧失了的保水、游水机能,并减少发生泛滥时的受害损失。&
三、控制污水直接排放入河,是减轻河流污染的根本措施&
&&&&&世界上一些发达国家城市河流治理的经验表明,要发挥城市河流的生态功能,控制污水直接排放入河,是减轻河流污染的根本措施,英国泰晤士河的治理就是一个成功的范例。&
&&&& 18世纪末期,英国产业革命后,沿泰晤士河两岸工厂企业如雨后春笋般出现,伦敦人口迅速增加,大量的工业废水和生活污水排入河中。19世纪开始,泰晤士河逐渐变成河水浑浊、污染严重的臭河。到了20世纪50年代末,泰晤士河污染更是严重,它的含氧量等于零,除了少数鳝鱼幸存外,其他鱼类几乎绝迹;污黑的河水臭气熏天,令人不堪忍受,尤其夏季,泰晤士河的气味腐臭难闻;面临河畔的英国议会大厦的窗户,不得不悬挂由消毒水浸泡的窗帘。
&&&&河水污染还引起疾病流行,1849年到1954年,滨河区共有2.5万人因霍乱而死亡。&&&在社会舆论的强大压力下,英国从1964年开始,对泰晤士河进行全面治理。通过立法,控制工业废水和生活污水排放,重建和延长了伦敦下水道,建设了453座污水处理厂,形成了完整的城市污水处理系统,每天处理9.44亿加仑污水,使排入河流废水由污水变成清水。
&&&&30年来,泰晤士河的污染已减少90%,河水逐渐变清。水质明显改善,水生生物数量不断增加,1979年已有104种鱼类在河中畅游,有人还捕到对河水污染极其敏感的大马哈鱼,还见到海豹沿着泰晤士河道逆流而上。甚至,成群水鸟在河面上飞翔觅食。现在,泰晤士河河面河水清澈,鱼儿穿梭,运动健儿浪击飞舟;河岸老人垂钓,儿童嬉戏。泰晤士河重新成为伦敦一道风景线。
生物修复技术一般被划分原位生物修复和异位生物修复2种。通常所说的生物修复主要指原位生物修复,其主要利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动,对水中污染物进行转移、转化及降解作用,从而使水体得到净化。它通常包括水生植物修复、水生动物修复、微生物修复、人工湿地净化、生态浮床净化等。
3.1水生植物修复
&&&&水生植物主要通过吸收水体中的N,P等营养物质和部分重金属来控制水体富营养化,同时,其根系也寄居着众多的异养微生物,微生物的同化及异化作用去除水中的有机污染物,按照植物的生长特点,主要有挺水植物、漂浮植物、浮叶植物、沉水植物4类。
王丽卿等通过比较6种常见的沉水植物对水体N,P等营养物质的去除效果后,得出6种沉水植物的除磷效果都很好,主要表现为沉降吸附;金鱼藻系统和马来眼子菜系统的除氮效果较好;马来眼子菜和穗状狐尾藻对氮磷的去除效率最高。
娄敏等选用了紫萍、水浮莲和凤眼莲3种水生漂浮植物来处理富营养化水体,发现3种漂浮植物对去除富营养化水体中的全N和全P、增加水体中的溶解氧有明显效果,且能有效抑制藻类生长,处理效果水浮莲&凤眼莲&紫萍。水浮莲和凤眼莲均具有较强的环境适应能力。
3.2水生动物修复
&&&&水生动物以水体中的细菌、藻类、有机碎屑等为食,可有效减少水体中的悬浮物,提高水体透明度。投放数量合适、物种配比合理的水生动物,可延长生态系统的食物链、提高生物净化效果。定期打捞浮游动物和底栖动物,可以防止其过量繁殖造成的污染,同时也可以将已转化成生物有机体的有机质和氮磷等营养物质从水体中彻底去除。石岩等研究了草食性浮游动物水、蚌和螺类及养殖草食性鱼类净化富营养化水体的效果。卢晓明等研究了底栖软体动物(河蚌、螺蛳)富营养化河水中COD,NH3-N,TP,叶绿素a的净化效果。
&&&&杨婷婷研究了河蚌与浮床植物在苏州重污染河水中的应用模式及其净化效果,发现褶纹冠蚌能够很好地适应重污染水体,并在所挂养的水域中形成生物过滤系统,使水体得到过滤、净化,这也使得使滤食性动物河蚌在污水资源化生态工程中的应用成为可能。
3.3人工湿地
&&&&湿地是陆地与水体之间的过渡地带,具有独特的生态结构和功能,是自然环境中净化功能很强的区域之一。人工湿地是在天然湿地的基础上采取措施进行人工强化,主要是指通过模拟天然湿地的结构与功能,选择一定的地理位置与地形,根据人们的需要人为设计与建造的湿地。
&&& 1993年,日本为改善渡良濑蓄水池的水质,在蓄水池一侧滞洪洼地上建设人工芦苇湿地并将蓄水池的污染水质引到芦苇荡进行净化。该湿地建成以来,不仅使得蓄水池水质得到明显改善,而且水体生物多样性也有所恢复。
&&&&丹麦也于1998年开始实施了一个国家性的河流湿地修复项目,旨在通过湿地植物的作用改善河流的水质。在我国,人工湿地的研究起步较晚,
&&& 1988年北京昌平人工湿地试验是首例对人工湿地进行的系统性研究[19]。2003年深圳石岩河人工湿地运行7个月,污水处理量达1.8&l06m3,对污水中CODCr,BOD5,SS,TP,TN和NH3-N的去除率分别为87.1%,4.1%,57.5%,91.4%,47.8%和74.8%。
&&&&对植物氮磷的分析表明,植物氮积累量为116.2~417.1kg/hm2,磷积累量为70.7~178.3kg/hm2。2007年10月沈阳市环境科学研究院完成的沈阳辉山明渠河口湿地污水处理厂正式运行。
3.4生态浮床净化
&&&&生态浮床技术是一项水环境与生态修复兼顾的实用技术,是运用无土栽培技术原理,以高分子材料为载体和基质,采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。在国外,德国很早以前就利用橡皮筏提供浮力制作干式浮岛来改善景观,日本在Kasumikaura湖利用高强度泡沫、木架、棕网制作浮岛来改善水体。
在国内,宋祥甫等人在1991年开展了人工浮床的研究与应用工作,他们先后在杭州、上海、无锡、北京等城市进行生态浮床治理城区污染河道实验。为我国人工浮岛技术研究及其应用积累了丰富经验。此外也开展了一些利用人工浮岛治理湖泊的工程。
1998年在无锡市五里湖,利用人工浮岛技术直接治理富营养湖泊,研究表明人工浮岛对水体中的N,P去除效果极高。1999年在杭州市南应加河实施的人工浮岛示范工程,5个月使全河的水体感官性状和水质均取得了较大改善,异臭味得到了有效控制,围隔河段的水质则发生了根本性好转。上海农科院利用生态浮床修复技术,消除了青浦区政府旁断头浜跃进河严重的水体黑臭。
&&&&人工浮岛费用是很大的,经过对近些年施工事例的调查,造价在10万日元/m2的比较多。而且载体容易导致二次污染,另外,一旦遇到雨雪天或大风浪,洞眼中的营养物质可能被冲洗流入水体中,造成水体富营养化。
3.5微生物修复
&&&&微生物修复技术主要利用水体中特定微生物(土著或者外源微生物)在一定条件下消除或者富集环境污染物,使得河水最大程度恢复其原有的自净能力。由于微生物净化技术具有费用省、效果好、对外界干扰少,没有或很少二次污染等诸多优点,日益成为研究的热点,并取得了一定的治理效果。
&&&&丁吉震等在重庆桃花溪使用CBS微生物菌剂技术净化河水。结果显示,BOD5,TN,TP的去除率分别为83.1%~86.6%,53.0%~68.2%,74.3%~80.9%,净化效果十分明显。
&&&&王玮等通过向污染河流投加有效微生物菌群的方法,有效降解了河水中COD,N,P,消除河流黑臭,提高了河水的透明度。
&&&&赵志萍等通过富集EM中的酵母菌、放线菌和乳酸菌,并将其富集液和复合菌投加到黑臭河水中进行降解试验,获得较好的实验效果。
&&&&汪红军等利用从美国引进的一种生物复合酶(Bacto-Zyme)对黑臭水体进行修复实验,发现其对水体COD,BOD5,NH3-N,S2-等有较高的去除率,并能提高水体的复氧功能,增加水中溶解氧,消除水体黑臭,显著降低黑臭指数。
目前,微生物修复技术的研究主要集中在以下方面:
①基于特定污染类型河流的优势菌群的构造;
②高效底泥优势菌的研究;
③引入外源微生物对环境的生物安全性问题的研究;
④环境适应性问题研究,包括投菌工艺、实施条件的改进研究。
一、水利工程对河道生态环境的影响  传统的水利工程是以控制水流为目的水工程建筑物,为了满足不同地区的供水、防洪、航运、水力发电等需求所建造的水工建筑物。人们为了更好的分配水资源,改善开发自然的水生态系统,将水从自然生态中抽离出来。而由于忽略河流形态的多样性,不当的调水,当水体脱离生态系统或生物群落,打破河流湖泊与岸上生态系统的有机结合,自净能力就会降低,以致造成水资源的分散流失,严重干旱,加剧了供水的紧缺,造成自然河道的不连续化,最终导致生态失衡。所谓生态水利是指人类文明发展到“生态文明”时代的水资源利用方式。它以尊重和维护生态为基础,在满足自然承受能力的前提下,开发水资源,建立水利工程,利用水利工程发展经济,为人类文明社会的可持续发展服务。1、河道治理措施。现在水利、可持续发展水利的发展过程中,要做好水资源的可持续有效利用和水生态的可持续改善支持、保障社会经济可持续发展。①要完善防洪、抗洪工程体系,河道的治理要在扎实的科学理论基础上,避免片面的追求量的储备,而忽视环境质量和生态景观的建设,要以系统的角度出发综合治理。②非工程措施也是防洪抗灾的重要组成部分。③要逐步建立安全防御的水灾害预防体系。这个体系是可持续发展战略和社会长治久安的保证。2、水利工程在河道治理内起着推动作用。我国水域面积广阔,水资源充足,但是通过各项水资源的重新配置措施的实施,如南水北调工程(南水北调原因是我国水资源地域分配不均,为了协调用水问题),使得水资源更加的适应社会经济的可持续发展规划,满足人们的生活需要,并能够满足维系良好的生态系统能力。河道流域的自然环境条件决定了水资源的利用率,要通过调解生态格局来完成水资源的优化配置,加强水环境的保护。建立生态型水利工程是河道治理的一个重要环节。堤围及防护工程、清淤清障工程、控导工程等工程都是河道治理中最重要、普遍的水利工程设施,对保证水环境发挥着重要作用。河道滩涂是湿地生态系统的重要组成部分,而湿地又是水生态环境系统的重要组成部分。要完成河道的治理就要强化湿地保护功能,严格控制湿地规模,保证湿地生态系统的稳定性。二、生态水利的设计理念和展望1、生态水利的设计理念。生态水利是一一个长期而又系统的工程,不仅需要现代的科技支持,更需要雄厚的的经济支持才能实现生态运转。生态水利工程是以恢复和提高生态多样性为目标的工程,但是不是意味着要通过人工的引进和控制来改造河岸植被、鸟类以及鱼类的物种问题,生态水利的重点是尽可能的提高河道流域的形态的异质性,使其符合自然河道的地貌学原理,为生物圈的生物多样性的创建和恢复制造条件。整体系统性是指从生态系统内的结构和功能出发,促进各生态链的紧密相连,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,不仅仅是考虑人类或是其他单一生物的需求,充分发挥生物链在生态循环中的动力作用。2、生态水利的发展预期。未来的生态水利将会是这样的:河道流域的中上游会由“绿色水库”、“绿树水库”这些水库和湖泊河道组成的调蓄系统来调节水资源的分配调节。河道流域内还要实行生态农业,城镇也要实现生态环保化。生活和工业废水的循环利用率要达到90%以上,基本实现微量排污的要求。水资源的得到有效的保护合理的分配,沿海和咸水资源充足的地区通过咸水淡化从而获得廉价的淡水资源,部分地区应用生物造水,播种盐水植物,直接利用海水灌溉。水位能够在不打破原生态循环平衡的基础之上充分利用,建造潮汐电站,海浪电站为沿海地区提供环保的优势能源。三、生态水利与河道治理  河道作为生态体系的基础,在整个生态系统中占很重要的作用,它与其他环境一起构成相对独立的完整生态系统,河道的基本就是水与土的,而水土也是其他生物赖以生存的条件,如果生态环境遭到破坏,就危害到生物的生存,导致硬质化水环境的进一步恶化。一次环境保护和河道是相辅相成的,两者利益统一,需一起考虑。  1、构建完整的生态系统。现代河道治理的要遵循人鱼之然和谐相处的基本理念,正确的处理水利工程与河道生态关系,建立一个多元化的稳定生态系统。一个多元化的生态环境具有稳定性和可持续性,稳定性就是在外界的不利影响情况下,依然保持自身发展方向,具有自我调节能力。可持续性就是自然环境在没有外力影响的情况之下,能够提供自我发展的动力,能够按照规律循循渐进的发展下去。生态水利就是利用生态系统自身的稳定性和可持续性,来维持长远的发展。  ①&构建水产植物链。植物可以将环境与生命联系在一起,我们通过在河道里种植城水植物,例如黑藻、伊乐藻、金鱼藻、水草和其它水生浮生植物,以吸收和转化水中无机物和淤泥中的氮、磷、钾等营养物质,另一方面降低水中的氮、磷、钾及必要的微量元素的含量以及转化率,抑制浮游植物的生长,为水生植物的生长提供良好的生存环境,促进植物多样性的发展。提高水的自我纯净能力和水体的含氧量。此外种植水生花卉不仅可以改善城市面貌,而且可以提高净水能力,美化河道,减少水污染。  ②&构建水生动物链。增加各水层的鱼类数量,引殖鲢鱼、鲫鱼、草鱼和螺对水体进行分层治理,以消耗浮游植物,有机粉末、腐屑、和巨大的微生物生物量。并引进摇蚊和水蚯蚓等底栖动物,维持生态净化水源。消除藻类。生态水利借助风力或是水流重力使漂浮的藻类汇聚于设置在河道很横断面上的“v”形护栏内,并在“v”形护栏上安装洗澡器,将聚集起来的藻华用泵吸至过滤筛的“富藻水”分配槽中,以过滤去除藻华。这些都是为了消除集聚在水面的水华和蓝藻对环境的污染,避免出现“赤潮”等藻类疯长引起的水体污染。 2、确定河流基本需水量。生态需水量包括保证水生生物栖息所需水量,并维持水体自身净水能力的需水量,此外保证水面蒸发水量与降水量维持一定比例,维持河流水沙平衡的需水量,维持河水盐碱平衡的生态需水量。  (3)坚持以人为本,建立生态河堤。建立生态河堤,就是要适应生物生存和繁衍,增强水体净化作用,调节用水量、洪存补旱。  (4)建设趋于自然的水利工程。模拟生态自然状态,趋于自然化的河流的建设包括河道的治理和护岸的治理。丰富河道生态环境的物种丰富度,尊重自然环境状态,提高这个环境的自然稳定性。四、结语  在社会飞速发展的今天,全球气候变暖、洪涝、泥石流、森林火灾等灾害愈演愈烈,这些怎么可能会没有人类自己的责任,我们是到了该好好考虑环境问题的时候了。河道是水的载体,水是生命之源。好的水利工程可以将水得到有效的利用,生态河道的设计需要考虑各方面的相互结合,设计者要统筹整体,才能设计出一套完整的设计方法。生态水利,要通过设计、施工和保养等一系列措施模拟出一个适合生物生长的环境,保证各类水生生物、两栖生物的、以及微生物能够栖息、繁衍、转化利用的生存条件。当然除了工程设施之外,适当的引进水生动植物完善生态系统的多样性,建立稳定的生态链条。
据了解,河道生态修复是目前国内外水环境修复研究的一个热点和难点。它不仅包括植物,还包括动物及微生物,系统内部之间以及系统与相邻系统间均发生着物质能量和信息的交换,具有很强的动态性。真正意义上的生态修复应该是在保证边坡稳定的基础上,以营造边坡及河道内生物多样性为目标。河道生态系统是流域生态系统的一部分,人类在水利方面对河流的研究和开发利用已达到相当高的水平,但从生态角度研究河道生态修复课题是近年才开始的。  生态修复是一项复杂的系统工程,目的是依靠大自然的自我修复能力,并辅以适当的人工措施,加速被破坏的生态系统的功能恢复。河道生态系统是流域生态系统的一部分,人类在水利方面对河流的研究和开发利用已达到相当高的水平,但从生态角度研’究河道生态修复课题是近年才开始的。
日本和西方一些发达国家起步较早,致力于消除人类活动对河流系统的不利影响,为修复河道生态系统做了大量的研究工作。在实践的基础上总结出了河道生态修复的八项措施:即恢复缓冲带;重建植被;修复马蹄形湿地;降低边坡;重塑弯曲河谷;修复浅滩和深塘;修复水边湿地;修复河塘等。  目前,我国已有少数地区进行河道生态修复方面的研究探索,归纳起来为两类:一是单纯利用植物护岸技术,二是植物与工程措施相结合的护岸技术。但都还处于初级阶段,缺少全方位的多层次生态修复研究,更没有系统的理论指导研究。
南京万德斯环保科技有限公司以青口河道整治工程为例,探索在河道整治过程中应采取哪些工程、生物等技术措施,才能保护河堤岸坡结构稳定,改善水体质量,增加河道生物种群,提高河道本身的自净功能,建立一个与周围环境相互协调、协同发展,保持社会经济可持续发展的良性循环系统。
一、工程概况  青口河是赣榆县代表性河流,全长64km,赣榆县境内长47.5km,穿越赣榆县城所在地青口镇,全流域面积493km2,县境内267km2,最大洪峰流量约2140m3/s。该流域85%为丘陵山区,地面高差150m以上,上游河宽200-500m,比降1/400-1/600,下游河宽60-80m,比降7/10000,河堤、滩面完整,为50年一遇的防洪标准。城区段堤顶均为城市道路,水泥路面,河坡滩面以下为浆砌石衬砌护坡,缺少植被生长所必须的土壤养分条件。下游段土壤含盐量高,盐分含量达0.4%-0.7%,不利于动植物的生长繁殖。二、河道生态系统修复原则1、自然原则  使河道完全恢复受人类干扰前的原始状态几乎是不可能的。河道的生态修复趋向于运用自然材料,如使用木桩、抛石、沉石进行护坡护岸,河堤采用乔、灌、草立体防护。在河道内营造适宜的生物栖息环境,增设过鱼通道,调整河道结构,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩与沙洲等,模拟自然状态,创造良好自然环境与景观,促进自然生态系统良性循环。2、生态原则  因地制宜发展稳定塘、人工湿地及生物栅、生物浮岛等处理技术,重视河岸植被建设,构建河流生态走廊,治理与控制河堤水土流失,在水域内,种植各种喜水、耐水植物,发展水生动物,提高水域生物净化功能。既可降低费用,叹可实现对污水处理工程难以处理或处理费用较高的污染物的有效控制,既具有景观效应,又可改善局域气候,提高生物多样性保护等生态功能。3、整体景观原则  生态修复要从三维空间考虑,统筹进行上下游、左右岸,由河底至堤岸多层次立体修复,社会经济发展模式优化与河流各要素恢复相结合,统筹考虑沿岸的土地利用、水土保持、水资源利用等多方面的整体要求。  河流生态修复工程设计中应考虑景观美学要求,合理规划河岸带宽度,控制污染,突出景观设计,尽显回归自然,将河道景观与周围社区环境有机地融为一体,满足居民的休闲娱乐与亲水需求,将治理、净化、修复与环境景观美化有机统一,营造人水和谐的生态空间。4、预防控制污染、保护水源原则  据调查目前对河道生态环境造成污染威胁的因素主要来自农业面源污染、畜禽粪便污染、生活垃圾污染、工业污染和船舶污染。  对于农业面源污染问题:应由农林技术部门结合每年的农业生产指导管理工作,在确保农业高产丰收的前提下,对农药、肥料的使用数量、品种、次数和质量上从严掌握,特别对于农药要尽可能采用高效低毒品种。同时要尽可能结合水利部门正在大力推广的节水灌溉技术及农作物灌溉定额,引导广大农民自觉采用节水灌溉技术,坚决杜绝跑马水,确保药肥不随灌溉水溢出田块而成为污染源。  对于畜禽粪便污染问题:要加强对畜禽业的日常业务指导,在大户集中养殖区域内大力推广畜禽水产生态循环养殖,利用畜禽粪便发展沼气,对于面上农户个体养殖产生的畜禽粪便也要采取措施处理,尽可能减少畜禽粪便污水直接排入河道。  对于居民生活垃圾污染:可紧密结合当前新农村建设工作,将生活垃圾集中后统一送往处理场所。另外目前正在全省建立的河道管理长效机制,同样有利于减少面上产生的垃圾。  对于工业污染:可由环保部门根据相关法律法规,严格控制污染企业的建设,同时利用目前工业企业产业结构调整的良机,对原有污染企业进行关停或转产,逐步向无污染工业过渡。  对于船舶污染:可由水利、交通和港口管理部门加强对船舶的日常管理,提高船民的环保意识,减少生活垃圾及油污对河道水质的污染。  据南京万德斯环保科技有限公司调查,我国目前的江河湖泊有70%被污染,75%的湖泊出现不同程度的富营养化,另外,中国90%流经城市的河段受到严重污染,开展河道治理十分迫切。
&&&&南京万德斯环保科技有限公司凭借对环保行业的深入理解和持续的技术创新,已经成为河道治理领域的先锋和佼佼者,目前公司凝聚、培养了一支高素质、富有创新精神的人才团队,在河道治理领域掌握核心科技,能够做到从全局出发。
一、河流生态系统的特征
&&&&河流生态系统水的持续流动性,使河流中溶解氧比较充足,层次分化不明显。
主要具有以下特点:
(l)具有纵向成带现象,但物种的纵向替换并不是均匀的连续变化,特殊种群可以在整个河流中再现。
(2)生物大多具有适应急流生境的特殊形态结构。表现在浮游生物较少,底栖生物多具有体型扁平、流线性等形态或吸盘结构,适应性广的鱼类和微生物丰富。
(3)与其他生态系统相互制约关系复杂,表现为气候、植被以及人为干扰强度等对河流生态系统都具有较大影响。
(4)自净能力强,受干扰后回复速度较快。
&&&&河流生态系统的特点是流水生态。河水流速比较快,冲刷作用比较强。生物为了在流水中生存,在形体结构上相应地进化。河流生态系统另一个显著地特征是其具有自我净化作用。河流的流水特点使得河流复氧能力强,能够使河流中的各种物质得到比较迅速的降解;河流的流水特点也使得河流稀释和更新能力特别强,一旦切断污染源,被破坏得生态系统能够在短时间内得到自我修复,从而维持整个生态系统的平衡。
二、城市河流生态系统的功能
1、城市河流的概念
所谓“城市河流”是指发源于城区或流经城市区域的河流或河流段,也包括一些历史上虽属人工开挖、但经多年演化已具有自然河流特点的运河、渠系。城市河流生态系统具有自然属性和社会属性两方面的特征。在营养结构方面,自然属性的生产者、消费者和分解者主要是水体中高等和低等的动植物和微生物,在无人为干扰的环境中,可实现正常的营养循环和物质守衡。
但由于人类的参与,城市河流生态系统增加了社会属性的生产者,包括排入的城市污水、暴雨雨水及固体废弃物堆放等产生的有机营养物,增加的消费者主要有城市居民生活用水、工业生产用水及城市市政综合用水等。进入河流生态系统的大量营养物质不能完全靠水体中的自然分解者进行分解,因此需要人类加强废污水及固体废物的治理,减轻由于社会生产者给城市河流生态系统带来的压力。
2、城市河流的功能
伴随着河流的发育与发展过程,不同的河流在其不同阶段的主要功能具有很大差异。一般地,河流所具有的主要功能归纳如下:
①输水泄洪功能。河流的输水功能可将地面短期积水及时排掉,并在不降水时汇集源头和两岸的地下水,使河道中保持一定的径流量,也使不同地区间的水量得以调剂。河流及其沿岸的洪泛区具有蓄洪能力,可自动调节水文过程,舒缓洪水向陆地的进犯。
&&&&另一方面,人类侵占河流洪泛区开展生产生活活动,并采取各种工程控制措施防止洪水向陆地的侵袭。
②航运功能。河流的航运功能极大地方便了地区之间的人口、物资等的流动。为了开发河流的航运功能,往往通过修建闸坝、疏浚泥沙、堵塞汉流、开挖运河等方法保证河流的航道水深。
③输沙功能。输沙功能是一项河流必须满足的重要功能。对于一些多沙河流来说,甚至在输沙功能得到满足时,河流的所有其他功能都自动得以满足。河流输沙功能的衰竭将导致河道淤积的加剧和河流系统功能的丧失。
④发电功能。河流因地形地貌的落差产生并储蓄了丰富的势能,水力发电是该能的有效转换形式。众多的水力发电站的兴建为人类提供了大量电能,促进了社会的飞速增长。
⑤供水功能。人类的生存、生活、生产都离不开河流所提供的淡水资源。河流生态系统为人类饮水、农业灌溉用水、工业用水以及城市生态环境用水等提供了保障。从原始的取水方式到现在的水库、管道系统供水,都涉及水质、水量和供水保证率等供水功能必须满足的需求。
⑥自净功能。河流生态系统能够通过自然稀释、扩散、氧化等一系列物理和生物化学反应来净化由径流带入河流的污染物。河流的自净功能保证了各种物质在河流生态系统中的循环利用,有效地防止了物质过分积累所形成的污染,使河流水环境得到净化和改良。
⑦生态功能。河流为各种动植物提供了其生存所必须的淡水和栖息环境。河流生态功能包括对生物生存繁衍的支持和对各种栖息环境的支持等方面,是维持河流生态系统生物群落和栖息环境动态稳定的功能。河流对生物生存的支持功能最典型的体现在鱼类,河流对栖息环境的支持功能则主要体现在由河流形态的多样性所产生的生境多样性上。湿地、河口三角洲、河岸缓冲带等都是构成河流生态系统的重要生境和子系统。河流生态系统的自我调节能力与生态系统结构密切相关,它反映了河流抵御外来干扰和维持系统平衡的能力。
⑧景观娱乐功能。河流景观娱乐功能是河流系统功能的重要组成部分。狭义的河流景观系指水面、河岸绿化带以及滨河建筑物等给人们带来的视觉上的美感,通常由河道、河滩和河岸植被三部分组成。河流景观娱乐功能主要表现亲水功能和空间功能。
广义的河流景观其内涵被延伸到河流的自然循环和系统的平衡和健康。河流景观的结构和功能由河流自身的内在特征决定,同时在很大程度上受到外部扰动的影响。对于以观赏和娱乐作为部分功能的河流水体而言,由于河流景观与娱乐环境用水的水质要求并不太高,所以水量经常成为考虑的主要因素。
河流的上述功能相互联系、相互影响、相互制约,任一项功能的衰退都可能
导致整个河流系统功能偏离平衡。另一方面,河流系统作为一个整体必然会通过
其系统功能的变化来体现其系统平衡和健康状况。这就需要综合考虑各项功能以
及它们之间的协调关系,通过顺应河流在不同阶段自我调整的平衡趋势,实现河
流生态系统的自然良性循环。
&城市河道治理工程设计既要有“防洪、排涝”等水利工程的一般功效,也要日益融入城市园林景观、生态环保以及建筑艺术等多种内容。只有通过对传统规划设计理念的不断探索和创新,才能使城市河道从“脏、乱、差”的旧面貌变得越来越美,从而打造出人水和谐、环境优美、生态宜居的新型城市。
一、河道治理工程总体布置方案与适用条件
1、清洪分治布置方案
&&&&结合河道主槽位置,采用中隔墙将河道分为两大部分,中隔墙与一侧堤防之间布置为洪水槽行洪,中隔墙与另一侧堤防之间河道规划为景观区。景观区以蓄水为主,同时利用河堤脚附近较高滩地,通过修建护滩工程,形成滨河生态绿地景观。本方案科学处理了洪水、泥沙与蓄水之间的矛盾,既形成优美的蓄水景观和滨河生态园区,又切实保证了一定标准下景观区的安全运行各洪水下泄。
&&&&中隔墙平行于两岸堤防布设,按设防蓄水区洪水标准确定墙顶高程,进口段与一侧堤防之间采用自溃砂质子堤临时封堵,并与橡胶坝等一起围护出景观蓄水区。根据沿线两岸地面、河槽高程、河道比降及适宜坝高等,综合确定蓄水梯级及橡胶坝座数。中隔墙另一侧为洪水槽,按蓄水区设防流量进行设计。洪水槽平时为河道过水通道,当来水超过洪水标准时,砂质子堤自溃,橡胶坝塌坝排空,蓄水区河道断面参与行洪。
&&&&本方案对我国北方多泥沙河流较为适宜。由于河道来沙量较大,全河道拦蓄势必造成蓄水区淤积,橡胶坝需频繁塌坝排沙,工程运行费用高难度大。本方案通过设置洪水槽,可实现蓄清排浑,择机拦蓄清水,混水则通过洪水槽下泄。陕西省宝鸡市、咸阳市渭河城区段及甘肃天水市籍河城区段生态景观治理工程均采用该方案进行设计,工程治理效果非常明显。
2、全河道拦蓄方案
&&&&充分考虑治理河段水沙特性,尽可能增加蓄水景观面积,对河道进行全断面拦蓄,两岸较高滩地则顺势布置滨河生态园区。本方案平面布置相对较简单,投资亦较低。
&&&&本方案对河道水沙特性要求高,只有当治理河段上游修建有大型水库,河道水情基本得到控制,河水含沙量低、流量稳定的情况方可实施。新疆库尔勒市孔雀河目前主要受上游博斯腾湖东泵站抽水补给,一年四季流量稳定,河水清澈,孔雀河库尔勒市城区段即采用该方案进行治理,已建成为当地避暑纳凉的好去处。
二、河道治理过程中主要建筑物设计
1、两岸堤防加固工程
&&&&一般而言,城区段河道两岸堤防都已建成,仅需对其进行相关复核验算。主要内容包括堤距及堤线复核、堤顶超高复核及堤身稳定、渗流、防冲验算等。对不满足要求的堤段,需进行加高加固改建。
&&&&设计时需注意堤防作为景观工程的重要组成部分,需根据景观设计要求,进行景观改造。为了使工程更生态环保,根据当地气候、建材等实际情况,重点采用生态技术护坡。
2、河道疏浚工程
&&&&主要目的是对河道内垃圾、河床污泥等进行彻底清除和置换,对乱采、乱挖、乱堆的河床进行修复。蓄水区河床只需进行清表,以保证蓄水水质;洪水槽河床应根据确定的疏浚纵坡,只挖高不填低,以保证设防流量的通畅。
&&&&河道疏浚应遵循河道自然规律,设计以不改变河道纵向态势为原则,疏浚纵坡应根据河床地面、水面及河道深泓的自然比降综合确定。
3、中隔墙工程
&&&&中隔墙平行两岸堤线布置,为蓄水河槽和洪水槽的隔墙。设计要求考虑挡水、漫顶、过洪、绕流、冲淤等诸多因素,需要进行多种工况下的墙身稳定、渗流、冲刷计算。
设计主要采用梯形断面或矩形断面两种形式。梯形断面主要为均质土堤断面,顶宽2m~3m,堤坡1:1.5,全断面浆砌石或砼护面,厚度不小于30cm。矩形断面顶宽2m~3m,采用浆砌石或钢筋砼箱涵结构,中间填土。
两方案防冲齿墙埋深按冲刷计算确定,且要求低于断面深泓1m~3m。在弯道处,要求对墙体两侧河床铺设干砌石护滩。均质土堤方案投资小,施工速度快,但断面较大。矩形结构方案投资较高,但断面小,布置灵活。两种方案需根据工程实际情况比较确定。
4、橡胶坝工程工程
&&&&根据工程选址和蓄水区蓄水级数,确定橡胶坝坝址及座数,依据蓄水区河道纵坡、蓄水深度要求,确定坝高、坝长等基本参数。
&&&&橡胶坝坝型通常选择为充水枕式橡胶坝,坝高2m~5m,单跨坝长100m左右,最大长150m。相关计算包括过流计算、底板稳定计算及边墩稳定计算等。
5、充排水泵站工程
&&&&橡胶坝一般要求在洪水预警后1h~2h内排空,由于坝袋自排无法达到时间要求,需要设置泵站进行强制抽排。泵站站址应选择于堤防外侧,布置型式有一站一坝、一站多坝等方案。由于橡胶坝充排水管位于坝底板内,为了使泵站能够自动充水启动,要求水泵在满足计算安装高程的前提下,比坝底板略低,因此泵站一般设计为地下式厂房。
&&&&设计需注意橡胶坝充水方式选择,需水泵加压充水时,水泵选型时应考虑充水工况。另外,如采用一站多坝方案,需分别进行橡胶坝各条排水管水损计算,使到水泵进口处水力损失基本相同,保证各坝袋同时控空。
6、防渗工程工程
&&&&为了减少蓄水区渗流损失,避免沿线两岸浸没影响,根据渗流计算结果,需对蓄水区进行防渗工程设计。一般通过对水平防渗、垂直防渗墙方案的比选确定。
水平方案防渗范围为整个蓄水区,主要采用复合土工膜、粘土铺盖等。设计时根据当地建材情况,通过经济比较确定。为了满足防冲要求,复合土工膜或粘土铺盖要求埋置于河道深泓以下0.5m。为了有效保护防渗膜的完整性,要求膜上下各铺设10cm中粗砂保护层,砂层以上30cm覆土必须人工填筑。
&&&&垂直砼防渗墙方案设计墙厚0.40m,采用C15砼浇筑,墙底深入基岩1.0m,防渗范围为蓄水区周边堤防、中隔墙及橡胶坝基等。
&&&&河床覆盖层较浅,深厚小于15m时,可优先采用垂直防渗墙方案。当厚度大于15m时,由于防渗墙投资大,通常选用水平防渗方案。
总之,传统的水利工程比较注重河道本身的功能,如行洪、排涝等,因此河道断面形式单一,走向笔直,河道护坡结构也比较坚硬,其主要考虑的是河道的行洪速度、河道冲刷、水土保持等。因此,河道的护岸结构主要采用浆砌石或干砌块石护坡,现浇混凝土护坡,预制混凝土块体护坡,或现在比较流行的土工模袋混凝土护坡等结构。
但是传统的河道护岸很少去考虑河道与周边历史环境、社会环境、生态环境及人文环境的统一,治理后的河道往往会使生物种类单一化,由此带来的环境问题也比较严重随着我国经济社会持续发展,提出了由传统水利向现代生态型水利转变的大目标,必须寻找控制生态环境质量的设计和管理水资源的最优方案,确保生态的平衡,以使生态环境质量有新的改善和提高。
&通过历史分析京杭大运河杭州段的变迁,以及研究近现代京杭大运河富营养化污染的原因和各个时间段的状况,再分析近年来京杭大运河杭州段对富营养化污染的综合治理措施。通过分析对比综合治理前后的数据,总结运河综合治理的经验。
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一、京杭大运河的历史背景
京杭大运河是世界上开凿最早,跨越距离最长的人工运河。在长达2500多年的沧桑变迁中,大运河起到了沟通中国南北政治、军事、经济、文化的桥梁和纽带作用。公元前486年,吴王夫差开凿邗沟,公元7世纪初,隋朝开凿以洛阳为中心的南北大运河,元明清定都北京,大运河改线有北京直达杭州,从此被称为京杭大运河①。
二、近现代的京杭大运河
在近代,中国内外交困,大运河也随之衰败。19世纪后半期,大运河北段逐步荒废,晚清至民国虽有左宗棠、张謇等有志之士带领下的整治和疏浚,但并未从根本上解决问题。而且,随着工业化和城市化的快速进行,运河沿岸的城市生活圈,人口过度集聚,环境污染严重。在此期间,运河的航运功能逐渐衰败,运河渐渐成为用作废水排放的“阴沟”。
三、新中国成立以后的京杭大运河(杭州段)状况
新中国成立以后,由于杭州的城市定位,或者说是杭州对工业的态度经常性地改变,工业污染对京杭大运河的影响程度也随之改变。在一九五三年,杭州的城市定位为“以旅游、修养、文化为主,适当发展轻工业的风景城市。”在一九五七年,杭州的城市定位为“工业的,文化的,风景的。”
在1959年,杭州城市定位为“以重工业为基础的综合性工业城市。”1973年为“社会主义工业城市和革命化风景城市”1978年又修改为“浙江省省会,全国重点风景旅游城市和国家公布的历史文化名城”。1993年,杭州市城市定位为“国际风景旅游城市和国家历史文化名城,长江三角洲重要中心城市,浙江省的政治、经济、科教、文化中心。”2007年杭州市委书记王国平在《生活品质之城》一书中提到:工业对杭州来说是必须的,现在的问题不是要不要发展工业,而是如何发展工业。杭州应大力发展以信息产业为主导的高新技术产业,大力发展文化含量高、市场前景广、无污染、劳动密集型的都市型产业。
通过以上内容可以看出,杭州对工业的态度从一开始的旅游为主,轻工业为辅,所以并未造成严重的工业污染。到后来重工业为主的理念,京杭大运河杭州段的水质因工业污染而迅速变差。再到目前杭州发展高新技术产业工业,虽大力发展工业,但污染相对较小。
杭州对工业态度的改变,伴随着杭州工业化污染的严重程度。但是,由于杭州并不是完全以工业为主导的城市,以及运河沿岸&并无严重的工业污染。京杭大运河的污染大部分来自于生活污水。&&&&&
四、京杭大运河河道治理之前的污染状况
&&&&以下三图为京杭大运河杭州段自北向南三段水域在1990年至2002年污染物指标与国家标准的比值,即1为达到国家标准,小于1为优于国家标准,大于1为劣于国家标准。&
&&&&其中北段执行国家水质Ⅲ级标准,中段和南段执行Ⅳ级标准。这些指标为水质有机物总量和氮磷总量,主要关注水质富营养化污染问题。三段检测水源特征相似,均为富营养化与耗氧结合式污染,并且几乎所有指标均超标,但是,从整体上分析,京杭大运河杭州段的水质在2000年以后有了明显好转。氮磷总量明显下降,COD和BOD指标接近达标。
运河综合整治始于“十五”计划(2001年-2005年),所以根据上三张图可知,在此之前,运河水质指标在2000年之前非常不尽如人意。而究其原因,主要是城市生活污水污染。京杭大运河及其支流余杭塘河,穿过许多城中村(例如余杭塘河穿过庆隆村),而当地许多村民,缺乏环境保护知识和意识。
在河道清澈时,用来洗衣服,使河道氮磷量富集,在河道水质变差时,就向河道肆意排放生活污水,导致各种有机物污染。使得京杭大运河杭州段水质在市区,特别是居民区附近,非常糟糕。巨大的生活污水污染,使得运河治理难度非常大,在日,即在“十五”计划已经结束后,杭州发布环境公报,称京杭大运河杭州段水质,根据《地表水环境质量标准》,依然是劣V类,即无法达到农业用水和景观用水等基本用途。
五、京杭大运河杭州段的治理及其效果
在“十五”期间,虽然京杭大运河水质依然是劣V类,但是通过截污、驳坎、疏浚、引水、绿化、管理,运河水质有了显著提高。根据杭州市政府在发布的上表可知,“十五”计划期间,BOD指标下降了62.9%,而氨氮指标也下降了62.9%,总磷指标下降了63.9%。而且,京杭大运河运河及其支流在夏天已经不再发臭,不再影响沿岸市民的生活。
在“十五”期间,对京杭大运河的污水处理主要是在一下三个方面,首先是发展截污纳管工程,即收集本来直接排放至运河的废水,先经过废水处理厂处理后再排放如运河。杭州市在“十五”计划期间,完成了190家工业类企业、354个生活小区、569个污染源的截污处理工作,所截污水量达到33万吨/日,污水处理率达到65%。
其次,杭州市政府通过从钱塘江引水,来改善京杭大运河水质。从2001年起,三堡船闸(钱塘江和京杭大运河之间的船闸)开始放水,将水质较好的钱塘江水引入京杭大运河,以改善京杭大运河杭州段的水质。最后是改善运河周边环境。由于京杭大运河杭州段的污染主要是附近城中村生活污水污染,所以,在“十五”运河综合整治从根本上结局污染问题。搬迁运河之间的城中村,将运河改为景观河道,修缮运河沿岸,从根本上解决运河生活污水排放问题。
在“十一五”计划(2006年-2010年)期间,杭州市制定了杭州市环境保护“十一五”规划。提到了“以人为本,生态优先,环境立市”的方针。

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