一种集雨型水库水质提升治理的方法技术

本发明专利技术涉及一种集雨型水库水质提升治理的方法，该方法发挥水利、环境、生态、农业、管理等多专业联合优势，综合考虑集雨型水库的污染来源与营养盐时空分布特征，采用“外源截污

【技术实现步骤摘要】
一种集雨型水库水质提升治理的方法


[0001]本专利技术涉及一种有效治理湖库水体富营养化、改善水域水质的技术体系及方法，属于湖库生态治理领域。

技术介绍

[0002]作为重要的水利基础设施，水库在防洪灌溉、供水养殖、旅游生态等方面发挥着重要作用，为我国农业发展和经济建设作出了巨大贡献。但由于过去几十年的高强度肥水养鱼(又称投肥养鱼)，许多中小型水库水质受到严重污染。作为一种重要水库类型，集雨型水库无支流汇入，其水源主要是水库流域内的自然降雨汇流，生态水文特点为补水率低、换水周期长、水体更新缓慢、自净能力差，水质受肥水养鱼污染影响极为显著。当前，集雨型水库普遍存在的肥水养鱼污染水质问题，严重影响了我国中小水库水质安全及其功能发挥。加强集雨型水库水体污染治理，保障中小水库水质安全，已成为水生态环境保护的重点任务之一。
[0003]本专利申请的专利技术人近年来对国内集雨型水库水体污染开展了大量现场调研和分析，总结了其污染特征、致污原因及治理需求：
[0004]集雨型水库水体污染一般特征是：(1)水库水质多为劣V类，主要表现为氮、磷营养盐超标。(2)水库营养盐时空分布差异明显，汛期和非汛期营养盐浓度存在波动变化，夏季高温时底层水体营养盐浓度高于表层；水库坝前区营养盐浓度较高，且以溶解态为主；库湾、库尾营养盐浓度较低，且以颗粒态为主；坝前区底泥营养盐含量较高，内源释放风险较大。(3)水库周边的农村生活污水、农田化肥、畜禽粪便等通过降雨径流入库，不断加大水库中营养盐负荷。(4)集雨型水库的换水补水率低，水体更新缓慢，自净能力差，系统自我恢复能力较弱。
[0005]造成集雨型水库水体污染的主要原因是：(1)库周面源径流污染(主要是农业农村面源污染)；(2)内源污染累积释放；(3)养鱼过量投放的粪肥、饵料；(4)水生植物退化和水生动物失衡，水库生态系统受损，自我恢复能力弱。
[0006]集雨型水库水体污染治理的主要需求：(1)通过全面治理实现水质提升，即由劣V类水质提升至
Ⅴ
类及以上的标准(具体提升水质标准与水库功能有关)；(2)生态修复，即重建水库自然生态，实现水库生态景观良好和水环境质量长效维持。
[0007]中国专利技术专利“治理天然水体的生物、工程复合生态调控方法
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(申请号：200710020137.3)公开了一种适用于天然水体的系统治理方法。所述治理方法包括：(1)围拦水域：用隔离材料将水体围成若干的单元水域；(2)清野：在单元水域中驱赶清除底层鱼类；(3) 灭藻：在清野后的单元水域用遮盖物布满水面，使藻类因缺少光合作用死亡；(4)在灭藻后透明度高的单元水域种植沉水植物。该方法主要针对天然水体灭藻处理及沉水植物种植，未考虑外源径流污染入库和内源污染释放，水质改善及植物恢复效果难以保证，另外，该方法未考虑后期管理维护，生态治理效果亦难以长效维持。
[0008]中国专利技术专利“一种水库深水水体富营养化治理的方法”(申请号：
201410062615.7)公开了一种以生态学理念为治理核心的水库富营养化治理方法，所述治理方法包括：(1)流域内控制污染源；(2) 水库水体流向合理设置；(3)浮床上种植水生高等植物或草本植物； (4)种植沉水植物；(5)改变水体鱼类结构，以肉食性鱼类和滤食性鱼类为主；(6)放养和挂养蚌类和螺类底栖动物；(7)水中悬挂生物网膜，为微生物提供附着基；(8)在库尾较浅处修建人工湿地； (9)在消落带种植耐旱耐淹的草本植物。该方法整合外源截污、内源治理、生态恢复等多种技术手段，对于治理和修复水库水体具有良好效果。然而，由于未考虑水体和底泥中营养盐的形态和分布特征，该方法对水库不同区域的营养盐治理，都是采用同一种治理方法，缺乏技术针对性，可能致使事倍功半。富营养化水库，尤其是集雨型水库中营养盐的分布差异明显，库湾、库尾与坝前区域水体的营养盐浓度和形态有较大差别，若采用同一种治理方法，不仅难以实现水库中营养盐的高效削减，还会增加治理成本。
[0009]综上，目前水库治理技术存在以下问题：
①
缺乏全面治理和分类施策的技术，难以满足水库系统治污与水质长效维持的治理要求；
②
现有技术局限于水体富营养化和灭藻处理，缺乏根据集雨型水库污染特征进行分区域、精准化治理的技术方案。因此，亟需围绕系统治污、水质长效维持等需求，根据集雨型水库污染物的来源及其时空分布差异性，采取“外源截污-水体净化-底泥控污-生态修复-管理维护”技术体系，提出分类定向施策和分区精准治污的技术方案。

技术实现思路

[0010]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种集雨型水库水质提升治理的方法，在停止或取缔肥水养鱼的前提下，采用“外源截污
-ꢀ
水体净化-底泥控污-生态修复-管理维护”技术体系，依据水库污染来源与营养盐时空分布特征，因地制宜地进行分类定向施策和分区精准治污，实现水库营养盐高效削减、生态恢复和水质长效维持等多重目标。
[0011]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0012]一种集雨型水库水质提升治理的方法，采用“外源截污-水体净化-底泥控污-生态修复-管理维护”技术体系，所述方法包括如下步骤：
[0013]步骤1、对水库进行调查分析，获得水库污染来源和营养盐的时空分布特征，所述水库污染来源包括外源径流入库量、水体营养盐存量、底泥营养盐释放量，所述营养盐的时空分布特征包括水体营养盐浓度和形态分布特征；
[0014]步骤2、根据调查分析获得的水库污染来源，采取生态沟渠、生态缓冲带和人工湿地技术进行库周面源径流拦截；
[0015]步骤3、结合库区各部位水体营养盐浓度和形态分布特征，采取投加环保型絮凝材料、布设生态网膜、曝气增氧、构建移动式生物浮岛技术，分区域实施水体营养盐削减；
[0016]步骤4、结合库区各部位底泥营养盐分布特征与库区地形，采取原位覆盖、原位钝化技术分区域实施底泥营养盐控制；
[0017]步骤5、水生植物恢复重建：在水库水质改善后，逐步恢复重建水体及岸坡水生植物群落，依靠水生植物的自然生长繁殖，提高水体溶解氧含量，并对水体及底泥中营养盐进行持续净化；
[0018]步骤6、水生动物优化调控：在精准治污基础上实施水生动物优化调控技术，通过
食物链调控水体中营养盐循环；
[0019]步骤7、水库治理后的运行管理维护：对系统治理后的生态工程进行管理维护，确保治理效果能够长期稳定保持。
[0020]进一步的，步骤1具体包括：通过调查走访和实地观测，分析确定水库的污染来源；通过对水库坝前、库湾和库尾等不同区域水体和底泥的采集分析，确定营养盐的时空分布特征，并结合特定水库的功能和对水质提升治理的目标要求，明确不同来源营养盐负荷削减指标。
[0021]进一步的，步骤2中所述库周面源径流拦截是对库周水田、坡耕地、鱼塘、村镇径流入库的营养盐进行拦截，拦截技术为生态缓冲带、生态沟渠和人工湿地的一种或多种组合，步骤2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集雨型水库水质提升治理的方法，其特征在于：采用“外源截污-水体净化-底泥控污-生态修复-管理维护”技术体系，所述方法包括如下步骤：步骤1、对水库进行调查分析，获得水库污染来源和营养盐的时空分布特征，所述水库污染来源包括外源径流入库量、水体营养盐存量、底泥营养盐释放量，所述营养盐的时空分布特征包括水体营养盐浓度和形态分布特征；步骤2、根据调查分析获得的水库污染来源，采取生态沟渠、生态缓冲带和人工湿地技术进行库周面源径流拦截；步骤3、结合库区各部位水体营养盐浓度和形态分布特征，采取投加环保型絮凝材料、布设生态网膜、曝气增氧、构建移动式生物浮岛技术，分区域实施水体营养盐削减；步骤4、结合库区各部位底泥营养盐分布特征与库区地形，采取原位覆盖、原位钝化技术分区域实施底泥营养盐控制；步骤5、水生植物恢复重建：在水库水质改善后，逐步恢复重建水体及岸坡水生植物群落，依靠水生植物的自然生长繁殖，提高水体溶解氧含量，并对水体及底泥中营养盐进行持续净化；步骤6、水生动物优化调控：在精准治污基础上实施水生动物优化调控技术，通过食物链调控水体中营养盐循环；步骤7、水库治理后的运行管理维护：对系统治理后的生态工程进行管理维护，确保治理效果能够长期稳定保持。2.根据权利要求1所述的一种集雨型水库水质提升治理的方法，其特征在于：步骤1具体包括：通过调查走访和实地观测，分析确定水库的污染来源；通过对水库坝前、库湾和库尾等不同区域水体和底泥的采集分析，确定营养盐的时空分布特征，并结合特定水库的功能和对水质提升治理的目标要求，明确不同来源营养盐负荷削减指标。3.根据权利要求1所述的一种集雨型水库水质提升治理的方法，其特征在于：步骤2中所述库周面源径流拦截是对库周水田、坡耕地、鱼塘、村镇径流入库的营养盐进行拦截，拦截技术为生态缓冲带、生态沟渠和人工湿地的一种或多种组合，步骤2具体实施步骤包括：(1)针对径流入库重点部位建设生态沟渠，采用土渠或格宾基脚+土坡、混凝土基脚+土坡的形式放坡修建生态拦污渠，边坡根据放坡长度考虑设置生态砖或采用铰接式护坡，并在入库口设置拦污栅；护坡植物以各种乔木、灌木、草本植物为主要材料，根据原有河岸的植被状况，水生植物选择以芦苇、荷花土著植物种类为主；(2)在库区与农田交界区域建设乔灌草相结合的生态缓冲带或人工湿地，减少来自农业区的氮、磷等营养物质进入水库；(3)在村镇污水排放处构建表面流人工湿地。4.根据权利要求1所述的一种集雨型水库水质提升治理的方法，其特征在于：步骤3中，水库水体溶解态营养盐较高的坝前区域，喷洒环保型絮凝材料；颗粒态营养盐较高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振华，李青云，龙萌，胡艳平，朱引，赵良元，李伟，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
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