河流生态修复方法

2022-07-03

第一篇:河流生态修复方法

河流生态系统修复技术研究进展

摘 要:河流生态系统受到人类活动的干扰和损害,河流生态系统修复技术日益受到重视。本文介绍国外河流生态修复理念和工程技术的发展历程,阐述我国河流生态修复的现状和实践。通过我国河流生态修复的成功实践案例,对河流生态修复技术和方法进行了简要介绍。

关键词:河流生态修复技术进展

1 导论

河流是物质流、能量流和信息流的载体,是一个一个连续的系统,同时也是连接生物系统的廊道,河岸植物群落对生态系统起着保护作用。但随着我国经济社会发展、科学技术的进步,人们重新认识和利用河流。从生态、环境保护等多维的角度,系统地研究和整治河流,已经成为水利工作者必须面对的重要课题。

人类活动直接影响着河流生态系统,特别是城市河流生态系统,主要体现以下几方面:(1)人类生产生活排放的废物,主要表现在污水对河流水质的污染;(2)人为对河道状况的改变,如挖砂作业,水泥护岸,河床的硬化以及河道的裁弯取直和断面形式单一化等;(3)对流域内生物组成部分的过度利用,如过度捕捞,流域内植物的破坏等;(4)对水资源的过度利用,使河流的径流量不能满足基本生态功能的需要,如水电站的兴建。

2 国外的研究进展

随着修复实践的开展,河流修复已经从单纯的、结构性修复发展到整个系统整体的结构、功能与动力学过程的综合修复。 如Ernst Bitttmann在莱茵河用芦苇和柳树进行生态护坡试验。随着河流生态修复技术方法的日渐成熟,发达国家于20世纪90年代尝试开展流域尺度下的河流生态修复工程。例如,美国已经开始对基西米河、密西西比河、伊利诺伊河、凯斯密河和密苏里河流域进行了整体生态修复,并规划了未来20a长达60万km的河流修复计划。

国外广泛应用于河流修复实践主要有8项措施,这些措施是:(1)恢复缓带;(2)重建植被;(3)修建人工湿地;(4)降低河道边坡;(5)重塑弯曲河谷;(6)修复浅滩和深塘;(7)修复水边湿地、沼泽地森林;(8)修复池塘。

3 国内的研究进展 我国对河流生态修复的研究虽仅有二三十年的时间,我国生态学和水利学的学者开始从不同角度开展河流生态修复研究,探索修复受损河流生态系统的技术手段。董哲仁于2003年提出了“生态水工学”的概念。郑天柱等人分析其修复效果,认为河流流量、含氧量、生物多样性是河流生态修复的关键因素;高甲荣等在分析传统治理概念的基础上,提出了河溪的自然治理原则,并探讨其应用的基本模式。有学者从河流廊道的空间结构和生态功能的分析出发,提出了河流生态修复的概念和技术。赵彦伟等人研究了河流生态系统健康的概念、评价方法和发展方向,提出河流健康评价包括水量、水质、水生生物、物理结构与河岸带5大要素的指标体系。近年来,张博等人研究水培植物对城市污染河道水体净化效果分析,表明水插生根培育的植物对污染水体净化效果良好,可作为城市河道生态修复技术中的生态浮床工程,一种实用的植物培育栽种方式进行推广使用。

目前,不少城市河道对生态河堤的构建,也都取得了良好的生态和社会效益。比较成功的案例有:江苏镇江市运粮河生态堤岸示范工程,长沙市洋湖湿地公园等工程。

4 河流生态系统修复技术 4.1多方位生态修复技术体系

随着城市化进程的加快,河道水环境受到了不同程度的破坏,严重制约了城市水生态的可持续发展。由于各地区河道的污染源不同,污染状况的多样性和复杂性使得单纯依靠物理修复、化学修复或生物修复技术均无法有有效保障河道水环境得到彻底改善。多方位生态修复技术体系,是一种多管齐下的水环境整治模式,以“综合治理、技术集成、统筹管理和长效运行”为基本原则,采取“外源截留、内源控制、人工净化和自净强化”的关键措施。

4.1.1控制污染外源

对水质污染严重的河道必须进行源头治理,控制入河污染物。通过工程措施控制点、面源污染,采取雨污分流排水的方法,来达到减少河流污染的目的。根据河流自净的特点,制定合理的排污计划,包括排污口位置和排污时间等内容,并按照现场的实际情况,对水体的环境容量进行合理利用,从而逐步改善河道水质。

4.1.2内源污染控制技术 内源污染主要指进入湖泊中的营养物质通过各种物理、化学和生物作用,逐渐沉降至湖泊地质表层并积累在底泥表层的营养物质,底泥疏浚是水域污染治理中普遍采用的措施之一,疏浚底泥意味着将污染物从水域系统中清除出去,可以较大程度削弱底泥对上覆水体的污染贡献率,进而解决内源释放而造成的二次污染。物理疏浚的方法较为简单,而且应用已较多。生态疏浚仍处于研发中,但已经有一些生态疏浚的方法和技术被投入使用。随着生物技术的发展,大规模大面积地利用植物、微生物来修复污染底泥前景广阔。综合经济和处理效果来看,底泥修复应发展疏浚和生物处理相结合。

4.1.3河流稀释

通过水量调度、增加污染河段水量来降低污染物质在河流中的浓度,对水质的变化具有决定性的影响。

4.1.4人工强化生物技术

(a)河道曝气、复氧:河道曝气技术即人工向水体充入空气或纯氧,加速水土复氧过程,强化水体的自然净化过程,去除河流中的污染物从而改善河流的水质。利用过水建筑物复氧,利用河水流经过水建筑物时的翻腾、紊动等实现复氧,促进河流的自净,改善河流的水质。

(b)砾间生物膜法:砾间生物膜法主要是以砾石为填料,在其表面形成生物膜,水中的污染物在砾间流动过程中与砾石附着的生物膜接触,被吸附,氧化分解,从而使河流的水质得到改善。

(c)生态浮导技术:生态浮岛对水质净化最主要的功效是,利用水培植物的根系吸收水中的富营养化物质,使得水体的营养得到转移。

4.2一般河道生态修复技术

一般河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区地貌、植被恢复和生物强化修复等技术。

4.2.1缓冲区地貌、植被修复

缓冲区是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡带,受地表水以及地下水的影响具有明显的边缘效应。植被可以通过影响河流的流动、河岸抗冲刷强度、泥沙沉积、河床稳定性和河道形态而对河流生态系统产生很大的影响。同时,合理分布的植物还有助于减轻洪水灾害、净化水体、截留来自农田氮和磷以达到保护水质的目的,并可提供景观休闲场所和多种生态服务功能。

4.2.2生态护坡和生态沟渠

生态护坡是利用石头、木材、多孔环保混凝土和自然材质制成的柔性结构等构建,对河岸进行加固,防止河道淤积、侵蚀和下切,同时多孔护岸材料为植物的生长提供了有力条件,为水生动物提供栖息地。护岸的透水性也保证了地表径流与地下水之间的物质、能量的交换。生物强化生态沟渠充分利用现有沟渠条件,在不同渠段选择利用砾间接触氧化、强化生物接触氧化等措施,逐级净化水质,在达到分级净化水质功能的同时,将净化设施与地表景观融为一体,美化河流景观。

生态护坡是与周围环境相协调,与现代文明发展相适应的开放性生态系统,其设计应综合考虑各方面的因素,遵循水力稳定性原则、生态和谐原则、因地制宜以及经济高效的原则。生态护坡设计的方法与材料主要有四大类,植被护坡、土工材料复合种植基护坡、生态基护坡以及植被型生态混凝土护坡等。

5 结束语

在我国河流生态系统修复的实践中,借鉴发达国家经验的同时,应立足国情,综合考虑我国的发展状况以及自然条件,研究适合的战略方针、理论技术。应充分利用生态系统自身的调控功能,实现生态系统的自我修复,重点是减轻对河流生态系统的胁迫,包括治理和控制水污染,保持最低生态需水量等。在不断探索河流生态修复技术的同时,还应加强对修复后生态河流的维护和管理,从而实现河流生态系统长期的健康和稳定。

参考文献

[1]陈兴茹.国内外河流生态修复相关研究进展[J].水生态学杂志,2011.32.(5):122-128. [2]赵彦伟,杨志峰,城市河流生态系统健康评价初探[J].水科学进展,2005,(16):350-355. [3]董哲仁.生态水工学的理论框架[J].水利学报,2003a.(1):1-3. [4]高甲荣,肖斌,牛健植,河溪近自然治理的基本模式与应用界限[J].水土保持学报,2002.16:84-87. [5]苗伟波,邹剑,刘国庆,多方位生态修复技术在河道水环境治理工程种的应用[J].水电能源科学,1000-7709(2016)07-0167-04 [6]张琪,喻林,生态护坡在河道治理工程种的应用.《2016第八届全国江湖治理与水生态文明发展论坛论文集》. [7]张博,李真,水培植物对城市污染河道水体净化的效果.《2016水处理技术创新与应用前沿论坛学术年会论文集》. [8]王秀英,盛铭军,武周虎,环境生物技术在污染防治方面的应用[J]青岛建筑工程学院学报. [9]金元欢,周全,城市黑臭河道治理与景观修复诌议[J].水环境与海绵城市. [10]王春树,胡险峰,生态工程技术在城市河道治理中的应用研究. DOI:10.13928/j.cnki.wrdr.2005.07.005.

第二篇:辽宁省东部山区河流河道生态治理方法研究

高胜君1 马 宁2 张世全3 (1. 辽宁省宽甸满族自治县振江镇水利站,辽宁省丹东市;2.辽宁省江河流域管理局,辽宁省沈阳市;

3.辽宁省防汛抗旱指挥部办公室,辽宁省沈阳市) 摘要:河道生态治理的理念已逐渐被广大水利工作者所接受,辽宁省在这方面还处于探索阶段。针对我省东部山区河流的特点,结合工作实际,研究一种切实可行的山区河流生态治理方法,对我省的水利事业发展具有十分重要的意义和作用。 关键词:河道生态治理;山区河流;生态工程

0.引言

河流是人类生存和发展必不可少的要素,是水环境重要载体,是自然环境重要组成部分。随着人们环境保护意识的不断增强,以硬性防护为主的传统的河道治理方法已不能满足社会发展的需求。传统河道治理中往往给河道砌筑更多硬化材料,以求一劳永逸,但实际却牺牲了河道可持续发展空间,结果适得其反;或者只对河道清淤,而不采取水土保持措施,结果河道使用寿命极短,陷入经常疏浚的恶性循环。尤其是在我省东部山区河流,河道治理多年来一直采用硬性防护措施已导致河流渠道化,河岸带栖息地质量持续退化,加之人类在河道内生产经营活动越来越多,严重影响河流水质,威胁到很多物种的生存,引起生物群落多样性下降。从保护生态环境的角度,我们已充分认识传统治理方法的负面作用,研究一种适宜我省的河道生态治理方法,维护水域生态系统的功能,已成为现阶段河道治理的重要任务之一。

1 河道生态治理的发展和必要性

自20世纪70年代开始,欧洲的工程界对水利工程的规划设计理念进行了深刻的反思,认识到河流治理不但要符合工程设计原理,也要符合自然原理。瑞士、德国等国家于20世纪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,20世纪90年代以来,德国、美国、日本、法国、瑞士、奥地利、荷兰等国纷纷大规模拆除以前人工在河床上铺设的硬质材料。采用混凝土衬砌而忽略自然环境的河道治理方法,已被各国普遍否定,建设生态河流已成为国际大趋势[1]。

在国内,1999年中科院院士、水问题研究中心主任刘昌明发表了“中国21世纪水供需分析:生态水利研究”,建议在水资源供需平衡的研究中,把生态水利和环境水利结合在一起。2002年10月,水利部国际合作与科技司司长董哲仁教授,提出了生态水工学--人与自然和谐工程[2]。

在生态河流建设方面,目前国内仍处于起步和技术探索阶段,缺乏传统水利、生态系统栖息地的有机结合,多数地方的河道整治,尤其对于中小型河流整治,其理念仍停留在渠道化、衬砌等已被许多发达国家舍弃的做法。

辽宁省东部山区是辽宁中部地区内陆河流的发源地,除拥有辽河、鸭绿江两大水系外,还有独流入海的大青河、大洋河等渤、黄海水系,是辽宁中部工业区和商品粮基地的绿色屏障和主要水源涵养区,年降水量在1100毫米以上,东部山区天然林面积3300多万亩,集中了辽宁90%以上的天然林,自然资源十分丰富,每年提供的工农业用水量占辽宁中部城市群用水总量的70%以上。

近年来,各项惠农政策的实施农民种粮积极性提高,山区相对耕地面积较少,因此河道内的荒地不断被开发成农田,此外,个别河段上存在的河道采砂等现象,也破坏了滩地原有植被。受以上因素综合影响,目前部分河道淤积、滩地沙化严重,一些河流水质状况不容乐观。已经给沿河地区的生产生活造成了一定困难,对全省经济建设、可持续发展和快速实现构建和谐辽宁的目标任务产生了不利的影响。因此,采取生态方法治理河道对保护我省重要水源地、提高河道生态健康和河流的可持续利用、保护自然环境均具有重要意义。

2 传统治理方法存在的问题

辽宁省属温带大陆性季风气候,降雨量年内分布极不均匀,暴雨洪水主要集中在

7、8月份,降雨后山区河流流量大,过水时间短,砂石含量高,洪水破坏性强;而在冬季枯水期,大部分河流流量小,有些河流经常断流。

目前,我省山区传统的河道治理方法主要以防洪、防冲为主,造成河道生态功能被忽视、淡化,河道在整治布线时通常会裁弯取直,改变河道自然形态,并且在河道治理中,主要采用混凝土护岸或浆砌石挡墙等硬性措施。同时,延河居民对河道保护意识不够,开荒放牧、倾倒垃圾现象严重,严重破坏了河道自然生态和河流水质。

而硬性防护措施在冬季结冰期,混凝土易产生冻融破坏;夏季过水时,整体混凝土护岸如有部分破损,在内外水压作用下很容易产生整体破坏。在我省东部山区,多年实际情况表明,在非汛期,山区河流过流量小,基本不需要防护,而在汛期,硬性防护工程易被短时间、大流量、含砂石量大的洪水破坏,起到的防护作用较小。同时,硬性防护工程施工方法复杂、工期长、投资大,施工过程中不可避免要破坏河道自然环境。

3 辽宁省山区河流生态治理方法研究

河流生态治理的目的是恢复、强化自然河岸或修建具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸,具有渗透性的自然河床与河岸基底,丰富的河流地貌,可以充分保证河岸与河流水体之间的水份交换和调节功能,具有一定的抗洪强度,同时保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为[3]。

河道生态治理工程是指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,把河岸由过去的混凝土人工建筑物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,是融现代水利工程学、环境科学、生物科学、生态学等学科于一体的水利工程。一方面,利用生态河道生长的水生植物和由此而生存的水生生物净化水质;另一方面,通过河道、河底及坡面表层泥面生长的大量微生物、藻类、水生动植物形成的自然生物膜净化水体,提高河道本身的自净能力,达到改善水环境的效果。河道生态治理工程建设的核心内容就是要建设河岸与河流水体之间水份交换良好,适合生物栖息同时具有一定的抗洪强度的护岸[4]。

针对我省东部山区河流特点,在实际治理中,在确保不降低防洪标准的前提下搞河道生态建设,河道生态治理应优先保护并以自然修复为主,充分发挥河道的自然修复能力。生态的理念要贯穿整个治理过程,遵循防洪安全、生态系统功能强化、景观优化提升、降低人类影响的新理念,以尊重河道的自然属性为基础,兼顾河道的水利功能和社会功能,最大限度的恢复河流的生态功能。

在实施整治过程中,我们发现,河道生态整治工程最宜采用自然原型河岸,主要的人工措施采用种植植物保护河岸,这样可以保持自然河岸特性,同时也起到绿化作用,在自然河岸种植柳树、水杨、枫杨以及芦苇、菖蒲等具有喜水特性的植物,利用他们发达的根系来固堤,加之柳枝柔韧,顺应水流,增加自然河岸的抗洪、保护能力。但这种护岸抵抗洪水的能力相对较差,一般可用于防洪要求不高、保护目标等级较低的河段。在采用自然原型护岸的基础上,除了种植植被外,还可结合石材、木材等天然材料进行护坡、护底,如在坡脚设置各种植包,采用石笼、木桩(设有鱼巢)等护岸,斜坡种植植被,实行乔灌结合,在不破坏河流自然生态系统的基础上,有效加固堤防、护岸,抵挡洪水冲刷,提高生态护岸的防洪、抗冲能力,同时,所用护岸材料抗冻裂较好,大大提高了护岸的耐久性。这类护岸可用于较陡的河段或冲蚀较严重的河段。

山区河道生态治理中,在护岸工程或堤防布线时,应尽可能保留河流的自然形态,保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态,即保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩;尽可能减少人工措施,降低工程投资,以自然植物护岸为主,保护自然生态系统;种植树木时,也要注意河槽和河漫滩要能满足洪水行洪要求,还要保持一定的浅滩宽度和自然植被空间,为生物的生长发育提供栖息地,发挥河流的自净化功能;护岸、河堤要满足工程渗透稳定和抗滑稳定等安全条件,还应结合生态保护或恢复以及景观建设的技术要求,尽量采用当地天然材料,保持河流的联通性;强调人与自然和谐的生态建设要求出发,采用与周围自然景观协调的结构形式,在满足工程安全的前提下,确保生态和景观的护堤。

自2008年以来,辽宁省大力推进河道生态治理工作,主要采取河流自然封育措施,禁止在河道范围内砍伐、放牧等生产经营活动;整治过程中,尽量减少人工措施,以“适地适树”的理念,种植植物,保护河岸;对流经村屯或人类活动频繁的河段采取适当的工程封育措施,并树立警示牌,加大宣传,设立举报电话,减少人类活动对河流的影响;对河道内开荒耕地实施退耕工作,恢复自然生态系统;对河道内垃圾、砂堆、砂坑等进行整治,恢复河道岸线的平顺。同时,加强河道监管体系的建设,建立健全河道管理组织机构,逐步完善各项管理制度,实施有效的管理手段,逐步实现恢复河道原貌和生态,完善河道各项许可程序,规范河道开发秩序,强化监管,严禁各种破坏河道生态环境的行为,加强宣传,全面提高沿河居民河流保护意识,实现河道生态的持续健康发展,强化日常管理,确保河道行洪顺畅,恢复河道生态环境,维护河流健康的目标。在新时期,我省水利系统已把河道生态建设作为全部工作的重中之重,辽宁河道生态治理将通过科学的河道生态治理措施,在提高河道防洪能力的同时,有效遏制河道植被破坏、改善河流水质、美化河道环境、恢复和维护河道生态系统,促进辽宁河流水质和水环境的全面改善,使河流成为水清、草绿、林茂的绿色生态通道。

4 结论

随着人们对环境的重视,河流生态建设已经成为大趋势,我省在河流的生态建设方面还处于起步和技术探索阶段。结合我省的气候特点和东部山区河流特点,在保证人与自然相和谐的前提下,制定因地适宜的治理策略,不但节约了治理投资,还可以保证河流的健康和可持续利用,恢复山区河流自然生态系统,同时也达到了防洪兴利的目的。

参考文献:

[1] 董哲仁, 刘蒨, 曾向辉. 生态-生物方法水体修复技术[J]. 中国水利, 2002, Vol03. [2] 孙宗凤. 生态水利的理论与实践, 水利水电技术[J]. 2003(4). [3] 杨柳, 任珺, 陶玲, 罗青龙. 河流生态治理技术的研究现状[J]. 能源与环境, 2009 , No2. [4] 郑红英, 赵学辉. 堤防工程生态治理分析[J]. 中国水利水电市场, 2008 ,Vol8.

第三篇: 太湖流域河流污染及修复维护方案

苏阳

071131232 环科11-2班

太湖流域素有“人间天堂”的美誉。改革开放以来,快速的经济发展给太湖流域的水生态环境带来了沉重的压力。本文以太湖流域典型城市一一苏州市水环境现状为例,分析了太湖流域水体污染的主要原因,阐述了太湖流域河流的污染修复原则,并对污染河段开展生态修复、工程修复的具体技术和建立修复维护机制做出了研究和探讨。 苏州地处长江三角洲东南部,是江苏省通往上海、浙江的门户。苏州境内拥有各级河道2万多条,大小湖泊300多个,水域面积3 609平方公里,占全市总面积的42.52%,是著名水乡。2005年,苏州市 生产总值达4 026.5亿元,地方财力明显增强,全市地方一般预算收入为316.78亿元。

一.苏州市河流水质污染现状

根据200 5年苏州水环境监测中心的监测资料,130个水功能区中只有8个功能区达到2010年相应水质目标,达标率仅为6.2%。全市境内6个保护区,2个过渡区,35个缓冲区,73个景观娱乐、工农业用水区均不达标,13个饮用水源区中有6个不达标。在苏州市215个水质监测断面中,Ⅱ类水占2.8%;Ⅲ类水占11.2%;Ⅳ类水占11.2%;V类水占7.4%,超V类水67.4%;累计超Ⅲ类水占86.0%。苏州市水质状况在区域分布上以靠近长江、太湖的区域要优于其他区域。苏州城区附近和工业比较集中的区域水质相对较差,常年处在劣V类水状况,苏州市的水环境污染情况严重。 污染物成分复杂, 富营养化现象严重,农村河网水质劣于城市地区化验分析表明,目前太湖流域水环境污染不仅有西方发达国家水污染第一阶段出现的以WBQ、重金属为主的特征,更有西方国家主要由E、R引发水体富营养化的第二阶段特点, 还兼有西方国家水体以微量有毒有害有机物为特征的第三阶段的特点。 太湖流域河流湖泊总体体水质4类,5类水,劣5类水占检测总数的三分之一,近年来,由于各城市市区大量企业向郊区及农村地区的迁移和农村集镇化程度的提高,本区地表水体呈现出由市区 向郊区蔓延的趋势同时/由于城乡环境管制的区域差异,大中城市水环境质量有所改善,而农村地区污染依然十分严重,且有加剧的趋势。因此/必须充分重视小城镇地表水污染问题,以免在城市水环境不断改善的同时,市郊和农村地区水环境质量却不断下降,形成农村包围城市的水环境污染格局。

二.水质污染成因分析

(1)污染源造成巨大的河流污染

主要的水污染源一是工业废水,二是来自生活污水,三是农业面源污染。苏州市是典型的平原水网地区,河流多为中小型,自然流量不大,环境容量小,容易受到污染。近几年,随着苏州市社会和经济的快速发展,城市化进程的加快,人口不断增加,污染源逐步增多,污废水排放量急剧加大。

(2)城市建设降低了水环境承载力

近几年,太湖流域掀起城市化建设高潮,超量开发河流水资源,填湖造地,埋河修路,围湖养鱼,扩大建筑面积,造成河湖萎缩,导致水面积率下降,水体流动不畅,许多河道成为死水潭、断头浜。河道水生态系统破坏严重,水生生物遭到毁灭性破坏。

三.流域河流水污染修复及维护对策 生态修复

水生态系统的修复是指通过一系列的保护措施,将已退化的水生态系统恢复或修复到使其能够长久保持稳定的水平。从而达到改善河流整体景观,实现水生态系统的良性循环的目的。 水生植被的修复

水生植物在生长过程中可以吸收和同化河水和底泥中的氮、磷等物质;同时水生植物表面有类似生物膜的净化功能。因而通过水生植被的恢复,可以加速水体中悬浮物絮凝沉降,提高透明度,抑制藻类生长,同时为微生物的生长繁殖提供载体和养分,降低水体营养盐含量、增加水体溶氧、削减风浪,为其他生物的恢复创造条件。 水生动物的修复

在有机污染河段投放适当的水生动物,可有效去除有机物,并控制藻类生长。如底栖动物螺蛳主要食用固着藻类,同时分泌促絮凝物质,促使水变清;滤食性鱼类如鲫、鳙鱼等可有效去除水体中的藻类,使水体透明度增加,并捕食蚊、蝇及其他昆虫的幼虫。水生动物的生命活动可以逐步改善河流水质状况。 微生物的修复

利用河流土著微生物、外来微生物或基因工程菌,用特定方法混合培养成微生物复合体(以光合细菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌为主),通过人工投菌或相关工艺(生物滤池、生物膜法等),将河流污染物吸收转化成无毒或低毒物质,进而净化水质。 工程修复

综合调水及引水冲污

通过现有工程体系调引长江水入太湖和流域河网,增加流域水资源量,加快流域水体流动,缩短换水周期,提高水体自净能力,以缓解流域水恶化的趋势,改善流域水环境。例如苏州市的西塘河工程,以及规划中的杨林塘、七浦塘引清工程。 底泥疏浚和隔离

对已经严重污染的河床,可以通过拦污沉渣、河道清淤、覆盖和隔离底部沉积物等工程快速去处河道污染物,减少河流因底泥内有害物质的释放造成二次污染。例如苏州市中心城区的河道清淤工程。 完善城市下水道和污水处理设施

建立优秀城市应包括地上和地下两部分建设的理念,规定新建或新近改造的城镇,必须设计成雨水、污水分开收集、排放的方式;同时,在城市化程度较高的流域考虑修建连成一片的整体下水道,实现流域废污水集中管理,强制规定污水处理厂必须建在城市的下水道口或排水站前后,从而在设计上保证所有的废污水得到进厂处理,保证污水处理厂建一座,经济、安全、可靠地运行一座。 河道修复维护

建章立制,规范主体行为

建立并落实“建设项目规划、论证公示制度”和“工程质量责任终身 追究制度”,解决好城市水环境的一系列的问题。 全面防污治污

改善地面水环境质量分三步:第一步消除黑臭,第二步使水变清,第三步水质达标。为此,一要控制工业污染源。首先从区域产业结构、布局的调整入手。在实施工业源达标排放的基础上,实施清洁生产和节水,减少污染物排放量;关闭严重污染的“十五”小企业;新建工厂实行“三同时”,不增加新污染源;工业污水走集中处理为主的道路,提高污水处理标准;将自来水厂排放的尾水列入污水处理的范围;加强监测、管理和执法。二要控制生活污染源。加大节水工作力度,可以控制的生活污水全部进污水厂处理。封闭工业和生活排污口,污染企业按行业进行污水集中处理,或搬迁、关闭、调整结构。加快城镇污水厂建设速度。市区污水处理能力达到70%以上。三要控制农业面源污染。建设农业污染控制区。控制化肥、农药、规模养殖场的污染,控制分散农户的生活污染。 完善河流监测体系

河流的水质变化与人流水质、水量密切相关,水质管理必须与水量相结合。要依据有关指标的变化幅度和稳定性,合理制定监测频次,结合水功能区的管理的要求,设置上游来水控制断面,对于往复河道根据需要设置上下游控制断面,掌握功能区人流水质状况,实施水量、水质同步监测。

第四篇:河南恢复城市河流生态功能 部分城市河流污染严重

河流清澈、树木繁茂,濮阳市清洁的城市河流提升了城市的品位。王冰摄

新乡市民主河内垃圾遍地,污水横流,已基本丧失生态功能。本报记者王志昭摄

本报记者 中原三农网记者 王志昭焦莫寒

水,是城市的命脉,是城市的灵性所在。

从去年开始,为加快恢复我省城市河流的生态功能,省政府印发了《河南省城市河流清洁行动计划》。

根据行动计划,我省将进行垃圾河清理整治、河流截污整治和工业污染源整治三大治理工程,从源头上截断城市河流污染。

计划要求2014年,全省消除垃圾河;2015年,基本消除建成区污水直排现象;2016年,消除黑臭河,消除劣五类水质,初步形成水质清澈、环境优美、风景宜人的绿色生态景观带,所有城区河道实现有水有鱼的水质目标;到2018年,城市河流干流及主要支流生态基本恢复,城市水环境质量明显提升,河畅水清、岸洁景美、人水和谐的城市河网水系基本形成。

如今各地治理情况如何,水质是否变清了?

从4月13日起,记者跟随省环保厅有关专家对鹤壁、濮阳、新乡、郑州、许昌等5市的部分城市河流进行了为期一周的实地采访,从调研情况看,虽然各地都比较重视生态建设,但在对城市河流进行整治和美化的过程中,却存在巨大差异,有些河流水流清冽,岸边绿草如茵;有的则污染严重,沿河环境脏乱不堪,沿河居民怨声连连。

现状

近半城中河流丧失景观功能

家住新乡市民生渠附近小羊村57岁的村民老岳,至今还怀念小时候民生渠那清凌凌的河水,可如今的民生渠,河水漆黑,水面上漂浮着垃圾和污泥,臭不可闻。“就因为挨着这条渠,种出的麦子粮站不收,说品质不达标。”老岳指着民生渠周边的大片麦田无奈地说。

去年上半年,民生渠COD(化学需氧量)平均超标12.51倍、氨氮平均超标9.44倍、总磷平均超标7.98倍,基本丧失生态功能。

家住新乡市区饮马口斜沟的沿岸居民也是苦不堪言。4月16日,记者来到这个以“臭”闻名的斜沟,墨绿色的河水中到处是垃圾,阵阵臭味迎面而来。附近的居民告诉记者,天不热时,这里蚊子就很多,等到七八月份时,不仅蚊子多得没法住人,而且就算关闭窗户也挡不住臭味的袭击。今年夏天,他们真不知该如何度过。

省环保厅污防处处长李莉告诉记者,饮马口斜沟不仅成了生活污水排放沟,而且它和市区主要河流人民胜利渠和卫河相连,虽然现在有闸口分离着,但到了汛期,河水暴涨,沟里的污水就会漫过闸口流入人民胜利渠和卫河,严重污染这两条河流,光靠闸门闸着、不彻底治理是绝对不行的。

而像这样的污水斜沟,新乡竟然有10条,各个“臭”名昭著。

按照省政府《河南省城市河流清洁行动计划》要求,2014年就要全面消除垃圾河,而新乡至今河道内还垃圾遍地,明显落后省政府的要求。

据了解,全省县级以上城市规划区内现有河流483条,省环保厅监测其中的60条主要河流。去年省环保厅两次监测,流经新乡市区的卫河、共产主义渠、人民胜利渠、民生渠,全部零达标。

新乡市只是一个缩影。从今年第一季度我省城区主要城市河流水质状况和排名来看,我省除2条城市河流断流外,其余58条河流中,28条都是劣V类水,属于不能与人体接触的污水,而未被污染、能达到Ⅱ类水质的,全省仅有7条。

原因

河流变成城市下水道

污染何来?

专家指出,目前城市河流污染源,工业污染较少,90%是由生活污染造成的。

站在郑州市金水河燕庄桥上可以看到,水量很小,河水发黑发暗,水面上漂浮着水草。“金水河一直都这样,感觉挺脏的。”过路的市民告诉记者。

今年第一季度城市河流水质排名显示,金水河排在第33位,水质劣V类,主要是氨氮超标。“全省河流的主要污染物是总磷、氨氮和化学需氧量,总磷多了河里的藻类、泡沫就多,水不清澈。氨氮和化学需氧量指标高了,河流就容易黑、臭。”李莉解释说。

据了解,金水河的水主要来自两个地方,一个是部分黄河生态水,一个是郑州市五龙口污水处理厂处理过的中水。

郑州市城管局副局长翟月修介绍,今年以来,郑州市已清理金水河淤泥3900多立方米,对河里的垃圾也做到了随脏随捞。

可为什么金水河水质还不达标呢?

而去年10月份省环保厅公布的城市河流水质排名显示,金水河水质不仅达标,而且是郑州市城区6条河中水质最好的。

“按照国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》的规定,即使污水处理厂按照最高一级A排放标准,如对照《地表水环境质量标准》,一级A标准仅相当于地表水劣V类,不能做景观用水。”李莉说。

由于污水处理厂的排放标准过低,这就意味着,处理过的污水仍然是污水。

而金水河的水质要想达到景观用水,必须达到最低的V类水质,怎么办?唯一的办法是注入活水,稀释污水。

“去年金水河能达标,一定是注入了黄河生态水。”李莉说,虽然各级政府每年都会投入资金对河道进行整治,但由于河道缺少源源不断的活水补给,加之排污口截污不彻底、河道清淤不及时,时间一长整治效果就会大打折扣。

据了解,我省本身降水量较少,加之一些历史原因,许多河流没有天然水源,水资源相对不足。省环保厅监测的60条河流中,42条河流都没有天然水源,占到了70%。随着经济的迅速发展以及人口数量的不断上升,工业废水和生活污水水量不断增加,污水处理厂的建设速度跟不上经济的发展,无天然径流的河流承接的污水量不断增加,水体水质状况就越来越差。“很多流经城市的河道都沦为了城市废水纳污河道。”李莉说。

郑州市现有污水处理厂4座,全部超负荷运行,但每天仍有10万吨的生活污水未经任何处理直接排入城市河流里。

“木无本必枯,水无源必竭”。城市河流要想得到彻底治理,一是必须解决水源问题,二是加快污水处理厂建设速度,三是污水处理厂的处理标准要高于国家标准。

郑州市污水净化公司总工程师谭云飞透漏,郑州市新建的3座污水处理厂正在试运行,投运后污水处理率可达到95%。

措施

让城市河流再现清澈

从2013年开始,省环保厅委托咨询公司对全省城市河流进行了“公众对城市河流满意度调查”和“全省城市河流治理工作满意度调查”。许昌市连续两年在“公众对城市河流满意度调查”中排名第四,高于全省平均水平。在对“全省城市河流治理工作满意度调查”中,2014年,许昌市为77.42分,排名第三,高于全省平均分66.32分。

而今年第一季度城市河流水质状况显示,许昌市的所有市区河流水质全部是劣V类。

既然都不达标,为何群众的满意度还这么高呢?

4月17日,记者在许昌市区主要河流清潩河、青泥河、护城河边看到,河道内到处是热火朝天的工地,挖掘机正在清理淤泥,一旁不时有运输车辆往外运送刚刚挖出来的泥土。

“现在城区所有河道都在治理,所有河道都是工地。”许昌市环保局局长李长宏说。

据了解,早在2012年,许昌市就委托中国环境科学院精心设计市区清潩河整治规划,一河一策,出台了《清潩河流域水环境综合整治行动计划》,整治范围包括小洪河、清泥河、石梁河、颍汝干渠,总面积1010.54平方公里。

2013年7月,许昌市被水利部列为全国首批水生态文明城市建设试点。许昌借助这千载难逢的时机,提出了水系连通工程,按照“水系连通,治污先行”的理念,将工程项目总数由46项增加到58项。“从去年到现在,许昌涉水投资已经超过60亿元,这是许昌有史以来投入最多、行动最大的项目。”许昌市财政局副局长李亚俭感慨地说。

进行水系连通工程,离不开水。难道许昌水多?

其实,许昌市人均水资源占有量仅为全国人均水资源占有量的1/10,不足全省人均水资源占有量的一半。

对这样一个缺水的城市进行城市水系连通工程,水从哪里来?“一是污水处理厂处理过的中水,二是引黄调蓄水,三是南水北调作为饮用水后,置换出的北汝河的水。”李长宏说,虽然有可以调用的水源,但从未来看,充分利用中水仍是解决水源问题的最有效途径。

为了让污水处理厂处理过的水达到景观用水,许昌在主要污水处理厂的出口处又配套建设了两个人工湿地公园,污水经过人工湿地再次净化后,出水可达Ⅳ类水质,优于景观V类用水。

“到今年7月份,所有项目都基本竣工,到时候你们再来,就可以看到一个‘河畅、湖清、水净、岸绿、景美’的美丽新许昌!”李长宏欣慰地说。

采访中,记者发现很多地方都在积极想办法解决城市河道水源问题。

濮阳市利用毗邻黄河的优势,2012年投资30亿元进行引黄灌溉调节水库工程建设,水库占地面积8264亩,相当于杭州西湖的面积,其中水域面积4800亩,东湖水面约2200亩,西湖水面约1800亩,东湖与西湖之间由渠道相连,建有18座跨渠桥梁,并与城市水系相连,改善水生态环境。

4月13日,在东湖岸边,记者看到野鸭、鸳鸯„„各种各样的野生水鸟在湖面上恣意游荡,湖水清澈,湖边树木郁郁葱葱,仿佛置身远离城市喧闹的乡野之间。

由于注入了东、西两湖的湖水,濮阳市的城区河流水质得到了显著改善,去年濮阳城区河流水质全部达标。河流清澈、树木繁茂,清洁的城市河流提升了城市的品位,也让临河而居的市民的生活变得更加惬意。

记者手记

城市河流治理是改善城市生态环境的重要一环,城市建设应尊重和善待河流水系。

许昌和濮阳大规模、大手笔进行城市水系建设,无疑走在了全省前列。这也说明这两个城市的领导者有远见,有魄力。

放眼世界,国外也有很多城市河流治理典范。

莱茵河是西欧第一大河,历史上由于缺乏环保意识,大量排入河中的污染物导致河水水质急剧恶化,最严重的20世纪70年代,河中的鱼类几近绝迹。

为使莱茵河重现生机,莱茵河流域各国强行对排入河中的工业废水进行无害化处理,严格控制工业、农业、城市生活污染物排入莱茵河,拆除不合理的航行、灌溉及防洪工程,重新以草木替代两岸水泥护坡,对部分改弯取直的人工河段重新恢复其自然河道。通过努力,莱茵河终于逐渐恢复到二战前的生物多样性水平,又成了一条“真正的河流”。

类似的成功例子还有欧洲的多瑙河治理、美国华盛顿波托马克河治理、韩国首尔清溪川“复原工程”、法国巴黎塞纳河治理等。

河流是大自然赐予人类共同的礼物,人与河流要相互依存,相互为伴。我们要对每一条城市河流的自然功能有清醒的认识,要尊重其自然规律,保护其自然特性,因水而异,适度利用,绝不能因为追求河流某一功能的最大效益而忽视其他功能,应寻求不同功能的合理配置和协调统一。

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第五篇:生态修复总结

一、概述

1生态学及生态修复概念

生态学是研究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”。当前生态学主要由无机环境、生产者、消费者和分解者四个部分组成。生态修复是指在生态学原理指导下,以广义的生物修复(包括微生物修复、植物修复、动物修复和酶学修复)为基础,结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施,通过优化组合和技术再造,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。

2生态修复概述

生态修复所需要修复的是关键种(key species)、功能群(functional group)和生态过程(Ecological process)三个类型,而生态修复所需要的是植物、微生物和原生动物。

进行生态修复首先要进行诊断(Diagnose),对生态系统进行调查诊断,判断生态系统的破坏状况,然后构建和修复生态系统结构(Build and restoration),最后调整和强化生态功能,提高稳定性和自净能力(Repairing、strengthening、improving)。

生态修复的原则:

1地理学原则:要考虑生态修复地域性差异 2生态学原则:受限制性因子的影响 3系统学原则:整体和单一相互连接 4社会经济学原则 5美学原则

环境问题生态学根源主要包括:代谢失衡(metabolic imbalance)、系统无序(system disorder)、管理失调(managerial dissonance)

二、水环境生态修复技术

水环境生态修复部分主要介绍了富营养浅水湖泊生态修复、河道污染治理技术、生态浮床技术以及人工湿地等。

在富营养浅水湖泊生态中,主要探讨了三种修复思路。第一种是进行杀藻除藻。可通过投加化学药剂进行杀藻除藻,虽然可以快速杀除藻类,但是化学药剂的投加会对水环境产生污染。第二种是进行营养盐的控制。可以通过截污对外源营养盐及污染进行控制,通过清淤挖泥对内源营养盐进行控制,还可以钝化营养盐。第三种是进行生物控制。包括以浮游动物、鱼类控制浮游植物的生物调控和以水生高等植物控制水体营养盐及浮游植物的生物调控。

水生态修复中常用的植物有三种:沉水植物、浮叶植物和挺水植物。

在河道污染治理中,用的方法较多,包括物理方法、化学方法、生物方法以及生态方法。常用的物理方法有截流分污、引水冲污、底泥疏浚和曝气复氧。化学方法主要包括化学除藻和重金属的化学固定。生物方法则是进行生物接触氧化,投加微生物,而生态方法就是建设生态工程修复。城市河流治理及修复是个复杂的工程,涉及到水利、环境、生态等多个学科,修复过程受到河流流量、污染物成分及含量、环境条件等多因素影响,且治理、修复工艺均有一定的使用范围。在实际工程中需统筹考虑、合理配置以实现城市河流的治理及修复。对于污染严重的城市河流,需结合物理法、化学法对其水质进行改善,然后以生物法进行水质净化,恢复其中的生态系统,最终实现对该河流的治理及修复。

生态浮床技术是以水生植物为主体,运用无土栽培技术原理,以高分子材料等为载体和基质,应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则,建立高效的人工生态系统,以削减水体中的污染负荷。即:把特制的轻型生物载体按不同的设计要求,拼接、组合、搭建成所需要的面积或几何形状,放入受损水体中,将经过筛选、驯化的吸收水中有机污染物功能较强的水生植物,植入预制好的漂浮载体种植槽内,让植物在类似无土栽培的环境下生长,植物根系自然延伸并悬浮于水体中,吸附、吸收水中的氨、氮、磷等有机污染物质,为水体中的鱼虾、昆虫和微生物提供生存和附着的条件,同时释放出抑制藻类生长的化合物。在植物、动物、昆虫以及微生物的共同作用下使环境水质得以净化,达到修复和重建水体生态系统的目的。生态浮床需考虑以下几种因素:物理结构、科学引种、时空配置、净化机制和植物管理。

人工湿地由天然湿地发展而来,通过模拟天然湿地的功能与组成,根据条选择合适的地形位置建造的人工生态系统,简言之就是人工建造和监工控制的、工程化的沼泽地。随着人工湿地的发展,人工湿地不仅仅局限于污水处理,还是具有园林绿化以及景观效果的作用,存在着很大的应用价值。人工湿地作为一种新型的污水处理技术,其本身还具有基建费用低、运行费用少、耐冲击负荷强等特点,但是在其应用中还是存在一定的问题需要解决。人工湿地是一个复杂的人工生态系统,绝大数的湿地由四部分组成:水体、基质、植物和微生物。当前人工湿地处理的对象水体十分广泛,包括生活污水、工业废水、矿渣废水等。我们一般根据污水在人工湿地中流动的方式可以将人工湿地分为三种:表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地。 如今对于生态工程的设计、建设、运行等方面进行了广泛的研究,但是生态工程的后期管理也是非常重要的,生态工程有其自身的局限性,后期管理不善,不仅对污水的处理产生效果,甚至可能会产生新的环境污染。

三、污染物土壤生态修复技术

土壤污染主要分为无机物污染和有机物污染。无机污染物主要包括酸、碱、重金属,盐类、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、以及由城市污水、污泥带来的有害微生物等。对污染土壤的生态修复主要有植物修复和微生物修复两种。

植物修复的原理包括植物转化、根滤作用、植物萃取和根际土壤化学等。植物转化指通过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物进行分解,或者通过植物分泌出的化合物的作用对植物外部的污染物进行分解。根滤作用通过植物根的强烈吸持作用,从土壤中吸收重金属和有机物。植物萃取是通过种植一些特殊植物,利用其根系吸收污染土壤新能源中的有毒有害物质并运移至植物地上部,通过收割地上部物质带走土壤中污染物的一种方法。

微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群,在适宜环境条件下,促进或强化微生物代谢功能,从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术。微生物修复的实质是生物降解,即微生物对物质的分解作用。

污染物土壤修复要进行现场调查和评价。通过现场调查,制定调查方案并组织实施。根据前期的调查,可经过必要的室内试验等对方案进行优选。修复方案一般分为原为修复、异位修复和综合修复。原位修复,即直接在污染物残留部位进行修复处理。其工艺相对简单,成本较低,但受环境影响大,处理时间较长,易使污染物扩散。原位修复适用于污染情况较为稳定或者需要长期治理及不易进行异位修复的污染区域。异位修复,即将污染土壤运至专门场地进行处理,可以防止污染物向地下水或更广大地域扩散。异位修复处置时间短、效果较好、易于控制,但成本相对较高。综合修复,即针对不同情况选取几种方法联合处理。其最大特点是各种修复方法的合理组织、取长补短 、适用范围广 、综合效果好,是较为实用的处理方案。

四、固体废弃物生态修复技术

固体废弃物按其来源可以分为矿业固体废物、工业固体废物、城市垃圾、农业废弃物和放射性固体废弃物。对于废弃物的处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)和热解气化等化学作用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。对于有机废弃物可以通过堆肥和生物方法进行处理,但是针对矿业和工业固体废弃物的处理就有了很大的局限性,但有研究表明可以对固体废弃物在生态工程中再利用。

在生态修复中,可以将固体废弃物作为构筑物和土壤改良材料,利用废弃物修复受损景观环境。利用废弃物减少风蚀和水蚀,构筑植物生长微环境,加固土体为植物生长创造条件。利用废弃物进行土壤生态修复,废弃物作为调节剂改良表层土壤,作为化学固定剂生态修复土壤,利用生物与生物化学功能把废弃物用于土壤生态修复等。该技术尚未成熟,有待发展。

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