末端強化修復技術(shù)-前置庫技術(shù)（水生態(tài)修復課件）

前置庫技術(shù)前置庫技術(shù)的工作原理和前置庫的沉降系統(tǒng)主要內(nèi)容前置庫技術(shù)的概述前置庫技術(shù)的工作原理前置庫的構(gòu)成之沉降系統(tǒng)前置庫技術(shù)的概述概述：水庫水源地保護區(qū)內(nèi)一般總體水質(zhì)都較好，但也有少數(shù)水庫上游區(qū)域內(nèi)大量面源污染物進入庫區(qū)水體，對未來水源地保護區(qū)的水質(zhì)保護形成威脅。影響水庫水源地的面源污染主要是農(nóng)業(yè)面源污染，是指人們從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動時產(chǎn)生的面源污染，包括化肥、農(nóng)藥、畜禽糞便污染，以及農(nóng)田水土流失等造成的水體污染。前置庫技術(shù)的概述概述：該類污染沒有固定的發(fā)生源，各種污染物在水源地流域面上日積月累，待到雨季來臨，流域產(chǎn)生暴雨洪水，雨水淋溶和徑流輸送使積存于流域面上的各種污染物隨洪水從四面八方匯入河流，最后進入水庫。為防治環(huán)境污染，保護水庫水源地水體的水質(zhì)，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，對該類水庫水源地保護區(qū)進行面源污染控制尤顯重要。前置庫技術(shù)的概述概述：前置庫技術(shù)因其費用較低，可以多方受益，適合多種條件等優(yōu)點，是目前防治水庫水源地保護區(qū)內(nèi)面源污染的有效途徑之一。前置庫技術(shù)的工作原理工作原理：前置庫技術(shù)是利用水庫的蓄水功能，將因表層土地中的污染物（營養(yǎng)物質(zhì)）淋溶而產(chǎn)生的徑流污水截留在水庫中，經(jīng)物理、生物作用強化凈化后，排入所要保護水體。其功能主要包括蓄渾放清、凈化水質(zhì)：首先，通過減緩入庫水流速度，使徑流污水中的泥沙沉淀，同時，顆粒態(tài)的污染物（營養(yǎng)物質(zhì)）也隨之沉淀；其次，利用前置庫內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)，吸收去除水體和底泥中的污染物（營養(yǎng)物質(zhì)）。前置庫的構(gòu)成一般的前置庫通常由3部分構(gòu)成，即沉降系統(tǒng)、導流系統(tǒng)和強化凈化系統(tǒng)，其工藝流程圖：前置庫的構(gòu)成沉降系統(tǒng)：沉降系統(tǒng)也稱“泥溜”系統(tǒng)。其主要機理是利用水源地的澗河入庫口，加以適當改造，在引入全部或部分地表徑流的同時，通過泥沙及污染物顆粒的自然伴隨沉淀至底，結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)的水生植物有效吸收去除底部沉淀物中的營養(yǎng)物質(zhì)，從而達到初步凈化水體水質(zhì)的效果。前置庫的構(gòu)成沉降系統(tǒng)：伴隨著地表徑流而發(fā)生的土壤侵蝕會使土壤中積累的氮、磷素隨水流發(fā)生遷移，有研究表明，其中﹤0.02mm的微團聚體和﹤0.002mm的粘粒是養(yǎng)分流失的主要載體，泥粒伴隨沉淀和植物的緩沖帶可使水體中的顆粒結(jié)合態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)截留下來，該系統(tǒng)能去除絕大部分泥沙，氮、磷素去除率一般可達25%～30%。小結(jié)

1）前置庫技術(shù)的概念

2）前置庫技術(shù)的工作原理

3）前置庫的構(gòu)成之沉降系統(tǒng)前置庫的導流系統(tǒng)、強化凈化系統(tǒng)和前置庫的確定主要內(nèi)容前置庫的構(gòu)成之導流系統(tǒng)前置庫的構(gòu)成之強化凈化系統(tǒng)前置庫的確定

前置庫的構(gòu)成導流系統(tǒng)：導流系統(tǒng)是針對水庫水源地保護區(qū)內(nèi)河澗一般為山溪性河道及污染突發(fā)性、大流量、低濃度等特點，為防止前置庫系統(tǒng)暴溢，超過設(shè)計暴雨強度的徑流通過導流系統(tǒng)流出，從而不會影響水體凈化處理效果，最大限度去除截留的面源污染物。

前置庫的構(gòu)成強化凈化系統(tǒng)包括：（1）礫石床過濾：

前置庫的構(gòu)成強化凈化系統(tǒng)包括：（2）植物濾床凈化：

前置庫的構(gòu)成強化凈化系統(tǒng)包括：（3）深水強化凈化區(qū)：

前置庫的構(gòu)成強化凈化系統(tǒng)包括：（4）放養(yǎng)濾食性的魚類、蚌和螺類：

前置庫的構(gòu)成強化凈化系統(tǒng)包括：（5）岸邊濕地建設(shè)：

強化凈化系統(tǒng)能進一步沉降粒徑較小的泥沙,氮、磷素的去除率分別可達35%和50%左右。前置庫的確定選址原則：（1）根據(jù)各主要澗河入庫口的特點及污染狀況，且能保證達到一定去除率的水力停留時間前提下，在澗河的入庫口構(gòu)建前置庫。（2）如果入庫口沒有足夠的場地布置，根據(jù)不同水庫水源地現(xiàn)有地貌狀況，在形態(tài)適宜的情況下，可在入庫口的上游布置一系列子庫（水塘），也稱“串塘”，使?jié)竞由嫌蔚较掠窝鼐€的水質(zhì)變化呈梯度特點。前置庫的確定前置庫庫容的確定原則：

（1）在前置庫設(shè)計過程中，為使入庫徑流中的污染物能被有效去除，必須有足夠庫容以受納絕大部分徑流并保證足夠的滯水時間。一些研究結(jié)果顯示，營養(yǎng)元素的去除率和滯留時間呈正比例關(guān)系，前置庫在滯水時間為2～12d情況下，對正磷酸鹽的去除率可達34%～61%，對總磷的去除率可達22%～64%。一般來說，前置庫夏天滯水時間一般為2d，春秋天為4～8d，冬天為20d左右。前置庫的確定前置庫庫容的確定原則：

（2）前置庫庫容最好能容納設(shè)計強度的暴雨徑流量，如果庫址場地不允許，亦需截留全部污染物濃度大的初期徑流，以控制面源污染物進入主庫。面源污染物的洪水時程分布見下圖前置庫的確定水庫水源地中面源污染物的洪水時程分布圖前置庫的確定從圖中可以看出，面源污染物的總濃度呈峰前大于峰頂，峰頂大于峰后的趨勢；單項污染物中除SS濃度與洪水流量同步外，TN、TP及有機物濃度峰值都較洪峰提前，因此，根據(jù)在降雨過程中洪峰前徑流污水中營養(yǎng)物質(zhì)濃度較高，洪峰后濃度逐步減小的特點，前置庫設(shè)計庫容時應考慮能夠?qū)舛茸畲髲搅饔晁ㄎ鬯┙亓粼趲靸?nèi)，即保證能夠截留洪峰峰頂前的全部徑流量。小結(jié)

1）前置庫的構(gòu)成之導流系統(tǒng)

2）前置庫的構(gòu)成之強化凈化系統(tǒng)

3）前置庫的確定前置庫生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建主要內(nèi)容庫內(nèi)基地修復工程水生態(tài)重建工程水生生物繁育基地建設(shè)

庫內(nèi)基地修復工程修復方法：（1）根據(jù)工程中植被恢復的全系列和半系列要求，設(shè)計適宜不同生態(tài)型的水生植物生長水深、對比現(xiàn)有基底情況，構(gòu)建適合大型水生植被恢復的基質(zhì)。庫內(nèi)基地修復工程修復方法：（2）同時根據(jù)生態(tài)修復與群落演替的有利原則，利用原有河埂或溝坎構(gòu)建基底導流系統(tǒng)，在前置庫內(nèi)水流相對靜滯的水域，設(shè)計和營造易產(chǎn)生紊流、適合植物生長的基質(zhì)，促使水流動，提高水與動植物的作用能力，從而優(yōu)化庫區(qū)內(nèi)水流流動規(guī)律，達到強化處理的效果。庫內(nèi)基地修復工程修復方法：（3）在基底和植被恢復過程中，可采用宏觀仿生學原理，采用符合我國特色的新型施工工藝以及貫穿經(jīng)濟、社會和生態(tài)思想在內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)，大經(jīng)濟價值的生態(tài)產(chǎn)品，形成產(chǎn)業(yè)化。水生態(tài)重建工程原理：前置庫生態(tài)重建技術(shù)通過功能區(qū)劃，先恢復水生植物，以便其生態(tài)功能的最有效發(fā)揮，從而逐步改善整個生態(tài)功能。根據(jù)基底修復所構(gòu)建的生態(tài)環(huán)境，按照功能與景觀相結(jié)合的原則，合理布局前置庫的生態(tài)功能，構(gòu)建陸生防護帶、濕生防護帶、挺水植物帶和浮葉、沉水植物與底棲動物帶四大功能區(qū)。水生態(tài)重建工程第一功能區(qū)：（1）陸生帶：在前置庫周邊布設(shè)生態(tài)護坡和種植防護林，在美化景觀的同時，亦起到緩沖作用。水生態(tài)重建工程第二功能區(qū)：（2）濕生帶（水深0～0.5m）：水生態(tài)重建工程第三功能區(qū)：（3）淺水帶（0.5～2.0m）：睡蓮蘆葦菰藕荇菜菱馬來眼子菜菹草輪葉黑藻龍須眼子菜水生態(tài)重建工程第四功能區(qū)：（4）深水區(qū)（2.0～4.0m）：鰱魚鳙魚螺蚌蝦水生態(tài)重建工程第四功能區(qū)：

同時該區(qū)水體表面亦可構(gòu)建浮床或浮島，利用栽培的水生植物或觀賞性花卉，吸收水中的N、P營養(yǎng)物質(zhì)，其在水中形成的發(fā)達根系形成微生態(tài)系統(tǒng)，可有效吸附懸浮物和有機質(zhì)，通過微生物進行降解，同時改善景觀。水生生物繁育基地建設(shè)建設(shè)方法：前置庫內(nèi)生物覆蓋率以60%左右較為適宜，這在庫內(nèi)水生植被構(gòu)建過程中需要批量水生生物苗種?？梢栽谇爸脦旄浇ㄔO(shè)水生生物繁育基地，采用溫室大棚早春規(guī)?；纾粤魉畠?nèi)循環(huán)生態(tài)育種等新技術(shù)，培育反季節(jié)水生生物苗種。小結(jié)

1）庫內(nèi)基地修復工程

2）水生態(tài)重建工程

3）水生生物繁育基地建設(shè)前置庫技術(shù)存在的問題主要內(nèi)容二次污染防治問題水生植物的交替問題

前置庫的淤泥問題結(jié)論二次污染防治問題為防止二次污染，應對前置庫內(nèi)的功能植被適時適量地進行清理，為便于利用，功能植被品種的選擇，應盡量選擇當?shù)赜薪?jīng)濟效益的植被，從而提高功能植被回收的可操作性。例如，推薦采用的挺水植物有：茭草蘆葦荻草蘇丹草水生植物的交替問題由于各季節(jié)的溫差及不同植被習性的差異，前置庫內(nèi)必然出現(xiàn)植被季節(jié)上銜接的重大問題，因此，必須選擇陸生和水生生長期和實際應用周期長的植物優(yōu)良品種；其次，從生物生命的活動規(guī)律來看，冬季氣溫劇烈下降，絕大多數(shù)植物均進入休眠期，基本無明顯的水質(zhì)凈化作用。水生植物的交替問題一般來說，水體植物的季節(jié)換茬在每年的5～6月和9～10月，此時既是最忙的收割季節(jié)，也是最忙的栽種季節(jié)，但是從移栽的角度看，如：美人蕉水竹馬來眼子菜苦草前置庫的淤泥問題在前置庫區(qū)內(nèi)，入流水中泥沙隨水向庫區(qū)的輸移呈現(xiàn)遞減的梯度變化，沉降物的中值直徑也逐漸變小，泥沙的沉降將使前置庫庫容減少，進而影響入庫徑流的滯留時間；此外，前置庫底泥中富含的營養(yǎng)物是內(nèi)污染源，是庫內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的中心環(huán)節(jié)，也是水土界面物質(zhì)（物理的、化學的、生物的）積極交換帶。前置庫的淤泥問題因此，前置庫內(nèi)必須及時清淤，在取走泥沙的同時又清除含高營養(yǎng)鹽的表層沉積物質(zhì)，具體包括沉積在淤泥表層的懸浮、半懸浮狀由富營養(yǎng)物形成的絮狀膠體，或休眠狀活體藻類及動植物殘骸體等，該過程既是物理工程，又屬生態(tài)環(huán)境工程范疇。

結(jié)論總之，在水庫水源地面源污染控制中，前置庫技術(shù)很好地結(jié)合了當?shù)靥赜械牡匦翁攸c，有效解決了面源污染的突發(fā)性、大流量等問題，同時這種因地制宜的水污染治理措施，