太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复

2012.4.7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复无锡市水利局（退休）朱喜手机：[phone]邮箱：[e-mail]2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复2中国是多湖泊国家,绝大多数淡水湖泊已富营养化,其中部分湖泊蓝藻爆发中国面积1km2以上的天然湖泊有2693个，总面积8.1万km2，占全国陆域总面积约0.84%湖泊是一种独特的自然资源，周围区域往往形成发达的城市、城镇群，经济社会繁荣，工业农业发达湖泊富营养化自然过程一般非常缓慢，可能成千上万年由于人类活动的干扰，NP等营养物质大量进入湖泊，容易造成湖泊富营养化和部分湖泊发生蓝藻爆发淡水湖咸水湖2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复3一、什么是蓝藻蓝藻（蓝绿藻，蓝细菌）原核、光合作用自养生物最原始、最古老藻类蓝藻有很强生命力，适应极端环境，爆发后极易形成绝对竞争优势蓝藻细胞模式图2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复4二、蓝藻爆发蓝藻爆发（俗称“水华”爆发）是水体富营养化后蓝藻快速增殖，高密度地上浮于较大范围水面，并一般使水体呈现蓝绿色及发生异味的现象。蓝藻爆发并在风作用下富集后的密度更大蓝藻爆发一般指以蓝藻为主藻类爆发太湖以蓝藻中的微囊藻为优势巢湖和滇池以微囊藻有时也以鱼腥藻、束丝藻为优势2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复5三、“水华”和蓝藻爆发“水华”是淡水中较早就有的一种自然生态现象。如太湖巢湖在20世纪50、60年代就存在以往太湖流域称“湖靛”，福建称“铜锈水”。打捞后可作为肥料“水华”在富营养或非富营养状况均能够发生“水华”可能以蓝藻为主，也可能以其它藻类为主“水华”密度可能很大，每升几十亿个细胞，也可能不大“水华”面积可能很大，数百平方公里，也可能不大蓝藻爆发必然是“水华”，但“水华”不一定是蓝藻爆发蓝藻爆发可消除也应消除，“水华”不可能完全消除也不必完全消除2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复62020/4/72020/4/72020/4/7四、”三湖”(太湖巢湖滇池)蓝藻严重爆发特点爆发连续性规模性周期性重点是北部或西部水域蓝藻爆发增加NC和富集NP生命力强，夏秋季形成优势或绝对优势蓝藻未死亡时一般不污染水体，不释放藻毒素随风漂浮，堆积于下风处2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复7“三湖”蓝藻生长爆发五阶段（也有认为4阶段）休眠期（以下时间和温度以太湖为例）12月下半月→2月，水温9℃→0℃→9℃复苏（萌发）期3月，水温9℃→16℃首次爆发期4月，水温16℃→20℃，晴好天气持续爆发期5～10月，水温20℃→33℃→18℃衰退期11月→12月上半月，水温18℃→9℃2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复82020/4/7五、蓝藻爆发作用和危害危害主要在蓝藻爆发和大量死亡期作用富集NP，清除后即可改善水质光合作用放出氧气蓝藻爆发危害大可造成“湖泛”，严重影响水源地安全，如2007年太湖供水危机藻毒素危害影响人体健康严重遮阳和水体缺氧，影响水生物生长，影响风景严重影响生态和环境安全当前治理蓝藻爆发是治理已发生严重蓝藻爆发湖泊的首要任务2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复9六、各湖泊生境不同，富营养化湖泊蓝藻爆发情况不同1、目前爆发严重的大型湖泊有：太湖，中国第3大淡水湖，2340km2巢湖，中国第5大淡水湖，765km2滇池，310km22020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复10爆发面积2007年达到967km2,占太湖40%2007年叶绿素a最大值970～1200µg/L主要原因外源通过河道入湖，大量增加NP负荷，超过太湖环境容量2～3倍风力聚集蓝藻于西北部换水周期长，净化水体能力差，带走蓝藻少生态退化，水生植物面积减少200km2，其中湖滩地减少100km2，减少消除蓝藻和净化水体能力梅梁湖贡湖太湖梅梁湖贡湖东太湖(西部)(东部)无锡1苏州常州湖州太湖(2340km2)1990年起几乎年年蓝藻大爆发无锡常州2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复11昆明滇池的外海（300km2）年年蓝藻爆发1999年后蓝藻爆发面积一般超过20km2蓝藻年年爆发原因外源大量入湖,富营养化严重如2007年滇池水质，TN3.0mg/L、TP0.14mg/L，入湖NP分别超过环境容量的3.5倍、3.6倍换水周期很长净化水体能力差，带走蓝藻少南北向长条湖形，蓝藻爆发后集中堆积在外海北部生态退化2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复12巢湖(765km2)近几年经常蓝藻爆发2010年6月蓝藻爆发面积33km2，叶绿素a达到104～325µg/L主要原因外源大量入湖，富营养化严重2007年TP0.1～0.27mg/L偏南风蓝藻聚集在西部，其次东部换水周期长净化水体能力差，带走蓝藻少生态退化，其中历史以来围垦，西部湖滩地减少数百km2减少其消除蓝藻和净化水体作用巢湖蓝藻爆发2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复132、杭州西湖（6.4km2）和云南洱海虽富营养，蓝藻爆发频次低西湖至20世纪80年代初富营养就较严重1980年达到TN3.04mg/L（劣于Ⅴ类）、TP0.14mg/L（Ⅴ类）西湖50多年蓝藻爆发仅二次1958年蓝藻爆发呈”红水”，蓝纤维藻1981年蓝藻爆发呈”黑水”，水华束丝藻洱海50多年蓝藻爆发仅二次2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复14武汉东湖（34km2）虽富营养，发生蓝藻爆发次数少富营养化湖泊，有蓝藻爆发，如2007年7月11日发生蓝藻爆发主要原因大量养殖鲢鳙鱼等滤食性鱼类，有效控制蓝藻生长东湖水较深，有2～6m，淤泥起浮少，透明度较大，有利于植物生长控源截污调引长江水带走蓝藻和净化水体等2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复153、太湖的东太湖（130km2）无蓝藻爆发，水质较好，富营养发展慢主要原因位于太湖下游,外源进入少水生植物生长良好，生态系统基本处于良性循环，固定底泥，净化水体和抑藻“引江济太”调水，增加自净能力和环境容量本水域产生蓝藻吸收NP后漂向西部，或随水出流，近年太浦河年均出东太湖水量17.7亿m3，年带走蓝藻干物质（dw）超过850t生态保护良好，如拆除养殖水产围隔13.3kha东太湖2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复164、滇池北部草海（10km2左右）超富营养但蓝藻不易爆发或相对不严重草海富营养发生较早1988年已劣于Ⅴ类，2007年达TN14.5mg/L、TP1.39mg/L、NH3-N12mg/L（均劣于Ⅴ类）蓝藻不易爆发主要原因含N、NH3-N过高，超富营养，此生境不适合蓝藻生长，蓝藻密度较低原来水葫芦覆盖全部湖面，现在也放养水葫芦。起抑藻作用1998～1999清淤400万m3，使藻密度降低，透明度提高，有利于其他生物生长外海草海2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复175、巢湖以前富营养化而蓝藻不爆发巢湖很早就存在富营养化因P本底值高，20世纪80年代初TP0.129mg/L，TN1.7mg/L，分别为太湖当时的6倍、2倍，但那时并没有蓝藻爆发，仅有”水华”发生。主要原因巢湖来水量较大，换水周期较短，年换水3次以上，大量带走蓝藻和增加环境容量生态系统好，其中有大面积湖滩地，可消除蓝藻和净化水体巢湖下游以往没有建控制水闸，年内水位差2.5m，水流速大，不利于蓝藻生长繁殖2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复186、鄱阳湖-第1大淡水湖,洞庭湖-第2大淡水湖,虽富营养但无蓝藻爆发湖泊进水量大、换水周期短，年换水10～50次，带走蓝藻和NP多，富营养发展慢，流速大，不利于蓝藻生长，藻密度低生态系统较好，湖滩地有数千平方公里，生长大量植物，水位差大，有良好除藻、抑藻作用湿地保护较好湖泊富营养程度和蓝藻数量增速慢，达不到蓝藻爆发的密度要求洞庭湖鄱阳湖2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复19七、经治理蓝藻爆发基本消除或有较大幅度减轻的湖泊治理湖泊蓝藻爆发是一个世界性难题但湖泊治理实践证明通过科学治理，蓝藻爆发可以基本消除，或得到大幅度减轻2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复201、五里湖(又名蠡湖,8.6km2太湖北部小型湖湾)经治理后蓝藻基本不爆发太湖中最早达到富营养和发生蓝藻爆发2002年起综合治理，2009年基本消除蓝藻爆发，水质已Ⅳ类五里湖成为治理太湖水环境的典型，面积虽小，让人们看到一个有效治理湖泊蓝藻爆发的希望，增强人们治理湖泊的信心五里湖2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复21五里湖采取综合治理6项措施控源截污，湖四周11条入湖河道建闸挡污成为可封闭水域，分散居住居民集中居住清除234万m3严重污染底泥，清除蓝藻种源和减少NP释放生态修复净化水体，水生植物覆盖率由2%增加至20%消除养鱼污染，退2.2km2鱼池还湖，清除湖内5km2围网养鱼建设20km2的湖滨景观绿化风光带，大量削减地面径流污染其中有一套完整的保障措施，建立专门管理机构蠡湖管理办公室，及有资金、法制保障2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复222、玄武湖（3.7km2）经过治理现蓝藻不爆发1986年4月、2005年7月、2007年7月发生蓝藻爆发，目前蓝藻基本不爆发主要原因控制外源入湖调引长江水增加环境容量和带走蓝藻清除蓝藻抽干湖水清淤，清除全部蓝藻种源种水生植物为主的生态修复，湖底水草生长茂盛2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复233、杭州西湖和云南洱海经治理基本蓝藻不爆发西湖主要治理措施彻底清淤2次，1952～1958年、1978～1989年清淤,大量削减蓝藻种源1986年9月起调水，钱塘江调水工程引水30万m3/d,年换水7次,带走蓝藻,净化水体建设西部上游湿地设置西湖水域管理处专门管理洱海主要治理措施控制入湖污染源生态修复2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复244、太湖经治理蓝藻爆发程度大为减轻采取控源截污、打捞蓝藻、生态调水、生态清淤、生态修复五类综合工程技术措施和相应的保障措施治理蓝藻爆发程度大幅度减轻蓝藻爆发累积面积从2007年的2.9万km2减少到2009年0.79万km2，减少73%蓝藻爆发最大面积从2007年979km2减少到2009年450km2，减少54%再未发生蓝藻爆发型严重“湖泛”，保证水源地安全供水富营养程度大为减轻，2009年较2006年，TN削减29%；TP已改善为0.062mg/L（Ⅳ类），削减40%治理太湖五类工程技术措施的技术集成为治理湖泊蓝藻爆发创造出一条新路子2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复255、梅梁湖（太湖北部湖湾124km2）治理后蓝藻爆发程度大为减轻梅梁湖是太湖中蓝藻爆发和水污染最严重水域1990年后TN超过5.0mg/L，TP超过0.2mg/L2007年起综合治理后蓝藻爆发面积减少60%富营养化大幅度减轻，如2009较2006年，TP削减54%,TN削减55.7%治理措施入湖河道建闸挡污和控源2007年起每年调水出湖7～10亿m3，增加环境容量，带走蓝藻清淤450万m3，清除底泥中蓝藻（dw）2400t，降低淤泥NP释放率打捞蓝藻，2007～2009三年打捞蓝藻水91万m3，减少蓝藻（dw）4550t及所含NP水生态修复，放养水葫芦及沿岸建100～200m的绿化带2020/4/7太湖巢湖滇池蓝藻爆发治理和生态修复26八、种源和生境是影响蓝藻爆发的二大因素：蓝藻种源在合适生境下快速增殖并达到一定密度直至爆发客观存在人类活动自然存在结果↓↓↓↓蓝藻→水体富营养