河流污染治理及修复探究技术与案例第一章

河流的分布1河流的分类2河流的作用3水系4目录第三节河流的作用1.3.1河流与生物的密切关系中国境内江河、湖泊、水库众多，水生生物资源丰富，种类繁多。纯淡水鱼近800种；轮虫有348种；淡水挠足类有206种；枝角类约162种。淡水藻类尚未完成全面调查，已知蓝藻门的色球藻纲有253种，占该纲已知种数80%；绿藻门双星藻科有347种，占该科已知种数40%，鞘藻属和毛鞘藻属有301种、81个变种和33个变型。水生维管束植物和大型藻类有437个种与变种。不同河流的生物区系和物种多样性有明显差别，一般环境优越、发育历史悠久的大江、大河的生物多样性较为丰富。淡水鱼轮虫淡水藻类第三节河流的作用1.3.1河流与生物的密切关系河流生物多样性有从上游向下游递增的趋势。河流中鱼的种类有很多，上游以喜流性淡水鱼类为主，中下游以溯河性和河口鱼类为主。主要水系介绍如下：黑龙江水系珠江水系长江水系黄河水系寒温带水系的代表，约有鱼类100种，包括雷氏七鳃鳗(Campetrareissneri)、乌苏里白鲑(Coregonususuriensis)等冷水种和施氏鲟(Acipenserschrenekii)等北方特有种。暖温带水系的代表，约有鱼类190个种与亚种。其上游种类少，均属裂腹鱼亚科和条鳅亚科种类；到了中游种数增多，包括鸽子鱼(Coreiussepentrionalis)等特有种；下游种类更多，多属江河平原型和一些回游性鱼类。北中亚热带水系代表，有鱼类332个种与亚种，纯淡水鱼291种，以江河平原鱼类为主，其中鲤科约占一半；在下游，鲥(Macrurareevesii)、鳗鲡(Anguillajaponica)等回游性鱼类较为普遍。中国特有珍稀鱼类白鲟(Psephurusgladius)和胭脂鱼(Myxocyprinusasiaticus)主要产于长江。南亚热带水系代表，有鱼类313种与亚种，纯淡水鱼270种，特有种包括须鲫(Carassioidescantonensis)、似鱿(Luciocyprinuslongsoni)等100多种。第三节河流的作用1.3.2河流与人类的密切关系人类被动适应河流人与河流生态共存人类独占河流特点：受益者不仅有河流生态系统，也包括人类本身。人类从河流中得到了河流生态系统提供的众多有形价值（如粮食、水产、动植物等）以及一些无形的价值（如航运、优美的风景等），但是人类也不时受到河流灾害的侵害。特点：人类为了自身的安全、幸福最大限度地控制、利用河流，与此同时产生的后果是河流自身水循环能力的下降以及由此而产生的河流生态系统的破坏。特点：是实现人与河流和谐相处的基础，是走向人与河流和谐相处的文明时代的保障。在这种人—河关系中，人不仅有权享用河流水资源，而且也要保证给河流生态系统分配所需的并不危及其可持续发展的水流过程。第三节河流的作用1.3.3河流与生态环境的密切关系河流生态系统是连接陆地生态系统和海洋生态系统的纽带，它以丰富的、流动的水资源哺育着动植物，支撑着人类社会的生存和发展。随着公民环保意识的不断提高，人们逐渐认识到河流功能多样性和生物多样性的重要意义。因此，人们渐渐开始从生态环境角度系统地整治河流环境。20世纪60年代以来，一些城市纷纷开始对河流生态系统进行修复，如德国的鲁尔河、英国的泰晤士河、美国的洛杉矶河、日本坂川、我国上海市的漕溪河、广州市的古廖涌等。对于河流生态系统而言，如果其遭受的环境压力超过了生态系统的负载能力，那么生物的净化作用就会遭到破坏，进而可能导致整个生态系统的失衡。鲁尔河泰晤士河古廖涌第三节河流的作用1.3.3河流与社会的密切关系河流具有社会承载力，这种承载能力主要包括文化美学和休闲娱乐两个方面。河流系统的文化美学功能主要是由流域水体以及沿岸陆地景观组合而成。河流生态系统的自然景观能够为人们的科学研究与艺术创造提供灵感。不同的河流景观孕育着不同的地域和宗教文化，如尼罗河孕育的埃及文明、黄河孕育的中华文明等。从这种意义上讲，河流生态系统是人类重要的文化精神源泉，是科学技术及宗教艺术发展的永恒动力。河流不仅给人们带来具有安谧性、持续性、运动性和舒适性的美学享受和精神体验。而且还可以提供多种娱乐活动，它提供的娱乐活动可以分为两大类：一类是水上娱乐活动，如划船、滑水、游泳、渔猎和漂流等；另一类是沿河岸进行的休闲活动，如露营、野餐、远足休闲和摄影等。第四节水系水系，广义上是指江、河、湖、海、水库、渠道、池塘、水井等及其附属物和水文资料的总称。而狭义上的水系是指流域里大大小小的河流所构成的脉络相通的系统。水系的类型可分为树枝状水系、扇形水系、羽状水系、平行状水系、格子状水系。本节主要从水量、水位、结冰期及含沙量等方面描述河流的水文特征，从水系结构、流程、流域、河道及流向等方面介绍了世界著名河流及我国主要水系的综合特征。果——河流水文水系特征因——影响河流的因素河流水文特征水量水位结冰期含沙量河流水系特征水系结构流程流域河道流向气候降水状况气温状况植被覆盖率地形地势相对高度倾斜方向山脉走向表层岩性第四节水系1.4.1国外主要水系概况1.4.1.1国外大河流域的综合特点①大部分河流都是跨地区或跨国家的，河流周围地区人口一般都在千万以上；②流域水资源及其他经济资源丰富，如亚马逊河流域近巴西境内就有8000万千瓦的水能可利用，航运条件优越，流域内物种丰富，淡水鱼类多达2000多种；③这些流域都是重要的农业或工业基地，是国家或地区的经济命脉。名称长度（km）流域面积（万平方公里）主要流经国家注入水域尼罗河6671287.5布隆迪、卢旺达、坦桑尼亚、乌干达、苏丹、埃及地中海亚马逊河6480705巴西、秘鲁、阿根廷大西洋长江6300181中国东海密西西比河6262322美国墨西哥湾拉普拉塔河-巴拉那河4100310.3巴西、玻利维亚乌拉圭、巴拉圭、阿根廷大西洋黄河546475中国渤海鄂毕河5410299中国、哈萨克斯坦、俄罗斯、鄂毕湾刚果河4640370赞比亚、刚果民主共和国、刚果、安哥拉大西洋勒拿河4400249俄罗斯拉普捷海黑龙江-阿穆尔河5498185.5中国、蒙古、俄罗斯鄂霍次克海澜沧江-湄公河490981.1中国、缅甸、老挝、泰国、柬埔寨、越南南海尼日尔河4160210几内亚、马里、尼日尔、贝宁、尼日利亚几内亚湾墨累河3750105.7澳大利亚印度洋伏尔加河3690136俄罗斯里海怒江-萨尔温江324032.5中国、缅甸、泰国安达曼海印度河2900117中国、巴基斯坦、印度阿拉伯海雅鲁藏布江-布拉马普特河290068中国、印度、孟加拉国孟加拉湾多瑙河285081.6德国、奥地利、斯洛伐克、匈牙利、罗马尼亚黑海幼发拉底河275067.5土耳其、叙利亚、伊拉克阿拉伯海恒河251095印度、孟加拉国孟加拉湾莱茵河132022列支敦士登、奥地利、法国、德国、荷兰北海世界著名河流第四节水系1.4.1国外主要水系概况1.4.1.2世界主要水系存在问题存在问题水体污染水体富营养化黑臭干涸水资源的分配不合理大量的工业废水和生活污水流入河流湖泊中，在一定条件下会引起水体富营养化，藻类及其它浮游生物大量繁殖，更严重时，人可能再次患血吸虫病、霍乱肺炎等疾病。黑臭河道是有机污染的一种极端现象，是由于水体缺氧，有机物腐败而造成的。其理化环境表现为强还原性，有机污染极其严重，水体有异味，已经不适合水生生物生存，水生植被退化甚至灭绝，浮游植物、浮游动物、底栖动物只有少量耐污种存在。从而造成食物链断裂，食物网支离破碎，生态系统结构严重失衡，功能严重退化甚至丧失。世界上一些主要河流正面临日益严重的干涸危险，包括亚洲的湄公河、萨尔温江、长江、恒河和印度河，欧洲的多瑙河，南美洲的拉普拉塔河，北美洲的格兰德河，非洲的尼罗河和维多利亚湖，澳大利亚的墨累河及其支流达令河。第四节水系1.4.1国外主要水系概况1.4.1.3世界主要水系的治理特点莱茵河特点：著名的国际河流，沿途流经瑞士、列支敦士登、奥地利、法国、德国、荷兰等六个国家，各国的相互配合对于其治理工作的顺利开展具有重要影响。方法：对重点污染源和工业区，各国兴建了中央污水处理厂，并改进下水道系统、污水泵站以及中和装置。对污染较为严重的河段，各国主要采用安装人工充氧装置，或者是直接向水中充氧。密西西比河特点：洪灾发生频率较高。洪水期的高强度降水严重侵蚀土壤，造成环境的严重破坏以及经济上的巨大损失。方法：治理目标逐渐由单纯的洪水控制向减少洪灾损失变更，并将单靠工程防洪措施的作法转向强调采用工程措施与非工程措施相结合的做法，并且更加重视治理中的科学试验。第四节水系尼罗河特点：是世界上第一长河，中下游约5000km的河段由于地处沙漠地带，河水大量蒸发，缺水严重。尼罗河两岸的埃及和苏丹两国与此作了长期的斗争。方法：埃及修建运河，设法使更多的水注入尼罗河，并通过合理开采、就地利用以提高水资源利用率；同时苏丹也修建了蓄水工程，并制定了节水灌溉发展计划，此外还建立“尼罗河流域计划”，此项计划采用计算机技术对整个尼罗河流域水力控制做出了比较全面和细致的规划，包括水利工程计划、修建水库和大坝、重新修建阿斯旺大坝等，这份计划的根本目的就是将水蓄积，尽量减少各地区的水分蒸发。科罗拉多河特点：河干流地区居住的人口相对来说并不多，但间接向该河流取水的人口却很多。方法：为了缓解河流水资源竞争的压力，美国颁布了《河流法》对科罗拉多河及其支流水资源的使用和分配做了明确的分类：经济性、消费性使用；经济性、非消费性使用；公益性使用。这样一方面水系的使用价值会更高，缓解了竞争压力；另一方面不仅可以增加地方的税收，也可以支持第二产业的活动。第四节水系1.4.2我国主要水系概况1.4.2.1我国水系的综合特点①河流总数多，分布地区分散。我国河流分布地区所占地域面积广，并且很多河流流经多个国家，这就加大了国际河流管理、协调的困难。②我国河流多位于上游，地势高峻，但河口和入海口却在境外，因此境内的河段具有坡度大、水流湍急、水能蕴藏丰富的特点。③我国河流补给来源多样化，有雨水补给为主的河流，也有高山冰雪融水补给为主的河流，还有季节性积雪融水补给为主的河流等。④我国河流的流域有丰富的水、土、林、矿、能源等资源，生物和文化多样性资源也十分突出，对我国未来的可持续发展具有举足轻重的作用。第四节水系1.4.2.2我国“十大水系”环境概况长江是中国和亚洲第一大河，世界第三大河，仅次于非洲的尼罗河和南美洲的亚马逊河。长江的水量在世界河流中位居第三，主要支流有雅砻江、岷江、沱江、赤水河、嘉陵江、乌江、湘江、沅江、汉江（最长）、赣江、青弋江、黄浦江；主要湖泊有滇池、草海、洪湖、洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖。长江流域图第四节水系1.4.2.2我国“十大水系”环境概况•上游河流流域处于第一阶梯—青藏高原腹地，河谷开阔，河槽宽浅，河道蜿蜒曲折，水流缓慢散乱，汊流很多。•在第一阶梯至第二阶梯的过渡地段，地形突变，山高谷深，河流穿行于峡谷之间，比降较大，水流湍急。•进入第二阶梯，河道蜿蜒于四川盆地，河床平缓，水量增大，河面展宽。•第二阶梯与第三阶梯的过度地段，峡谷与宽谷相间排列。•第三阶梯河面展宽，水流缓慢，河道弯曲，两岸湖泊众多，江湖相通，构成庞大的洞庭湖和鄱阳湖水系，长江接纳两大水系及直接入江的支流来水后，水量猛增一倍以上。长江下游水深江宽。由于海水倒灌，使得江水流速减缓，所携带的泥沙在下游入河口段沉积下来，在江心形成数十个大小不一的沙洲，其中最大的是崇明岛。分段区域长度（km）流域面积（万km2）状况上游源头——宜昌4529（72.0%）100.6（55.6%）水急滩多中游宜昌——湖口927（14.7%）67.9（37.6%）水流发达，多湖泊下游湖口以下844（13.3%）13.3（6.8%）水流缓，江面宽阔第四节水系1.4.2.2我国“十大水系”环境概况沱沱河通天河金沙江川江瞿塘峡巫峡黄浦江崇明岛第四节水系1.4.2.2我国“十大水系”环境概况长江流域年均降雨量大约1100mm，雨水多半由季风带来，主要集中在夏季。在流域山区，多半降水以雪的形式出现。流域中