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河道生态修复技术范文1
引言
河道为构成水环境系统和城乡河湖水系的重要载体,在促进人类社会进步和促进农业经济发展中占据着重要地位[1]。经济的不断发展使得各行业用水量急剧增大,各类污染物不断被排入河流而引起一系列的问题,如水体中有机物、悬浮物、氮磷含量过高造成的水体黑臭、浑浊和发绿等问题;河流含氧量的降低和各类污染物的排放,严重威胁的河流水体安全。所以,河流水系统属于污染治理和生态失衡的综合性复杂体系[2]。不同区域的河流受污染特征、类型不同,相应的污染源也存在一定差异,由此导致仅仅依赖于生物、化学或物理修复措施往往不能达到彻底修复水环境的目标[6]。鉴于此,结合工程实践经验和河流生态修复技术,提出了某两种或多种技术集合的多方位生态修复体系,然后将其应用于赣州市南康区城市水环境治理工程,大大提升了河流生态服务功能和河道的水环境恢复能力。
1多方位生态修复技术体系
多方位生态修复技术体系是一种以技术集成、统筹管理、综合治理、长效运行为基本原则,通过内源控制、人工净化、外源截留以及自净强化等一系列治理措施实现水生态系统的自然修复,见表1。
1.1外源污染控制
实践表明,初期雨水对河流水体的污染程度更大,为改善水质状况无法仅仅依靠点源污染控制。因此,多方位生态修复采取了一种工程化雨水处理技术,即雨水原位自动膜滤设备,通过采取具有膜过滤和前处理一体化的超低压膜过滤工艺,对雨水径流污染物进行高标准的去除。选择折叠式滤膜作为滤芯,在保障过水能力的同时实现截污的目的。通过设置水体贮存池,由此可大大降低人工维护的成本和截留污染物的累计,从而延长滤芯的工作年限。该设备能够有效降低雨水污染含量,因此通常安装在雨水管网的入河末端,经系统过滤可防止直排河道产生的二次污染[7]。自然河岸的“可渗透性”利用驳岸生态滞留系统恢复,由此减少未排入管网系统的雨水流入受纳河道的污染负荷和径流量[8]。水系的水运、防洪等功能为传统驳岸的最根本的目标,由此对河流生物多样性、生态环境等产生一定的破坏。基于自然材料的生态驳岸可为植被的生长提供了环境条件,具有增强水岸自然景观、涵养水源和保护水土等功能。另外,将栖息地和生物走廊等修建于生态驳岸,可形成具有良好渗透性的水陆交界面,从而提高生态服务功能和水体自净能力。根据滞留系统能够将驳岸、水陆面构成一个整体,而能量和物质的交换途径有各种植物间隙、孔洞、空隙等,同时空气中的氧气在不同水流速度下被携带至水体,有利于水体的净化。因此,大幅度降低水污染物排放量、恢复河流湿地及河道的生态系统、严禁新占河道与湿地等为解决河道面临的生态问题的主要措施。
1.2内源污染控制
城市河流水质在很大程度上受外源入河沉淀的影响,即底泥对水体环境可产生二次污染。氮磷、重金属等在外源污染有效控制的条件下也会在特定的条件下进入水体,并在河道底部逐渐积累,对河流上部分水体产生影响。对此,可采取机械清淤和生物酶底泥修复相结合的内源污染控制的有效措施,具有可持续性好、去除污染率高及减少快等优点[9]。机械清淤可在一定程度上改善底泥和河流水体的理化性质,但该项措施的投资成本较高,一般适用于污染负荷高的小面积水域修复。在受污染程度较低、涉及范围较小的区域比较适用生物酶底泥修复技术,从而显著提升微生物在自然条件下降解有害有度污染物的能力。另外,底泥理化性质的可持续性在提高微生物活性后得到重要保障[10]。
1.3人工净化体系
河道水环境系统在外界污染物迅速进入河道时产生失衡或不稳定,通过采用应急措施确保河流水系统的完整性。因此,河道抵抗外界干扰的能力可通过人工净化干预体系提升[11]。当前应用较为广泛的技术措施为超微净化水工艺,见图1。该技术是采用超高压气水混合法形成大量的微小气泡,由此实现增大水体氧容量和氧化有机物、去除各类污染物的目标,从而大大提升水体能见度,在河流水体净化方面具有较强有效性。超微净化水处理技术可逐个消除河流重金属污染、含氧量低、水体黑臭、浑浊、发绿等常见的水质问题,具体的净化过程为:微米级气泡可迅速去除发绿水体中的黏附藻类;携带正电荷的超微气泡能够直接分离、吸附水体中的泥沙和胶体,从而净化浑浊的水体;水体中的有机物在超微气泡破裂和沉降过程中产生的自由基、氢氧基作用下发生分解、氧化,由此可实现治理黑臭水体的目标。
1.4水体自净化
应根据河道不同的受损和受污染程度,采取相应的管理、修复和治理策略,从而提高工程资金的使用效率和各项治理措施的成效。当前,水生态系统在河道整治中的应用越来越广泛,对于强化水体的自身功能发挥着重要作用,水体自净过程见图2。对生态系统受损不严重、受污染胁迫时间不长且水质超标不严重的那些河道,采取以减量为主的措施,通过采取有效的治理措施改善水体质量,减少入河污染量,发挥河流生态系统的自净化、自组织功能自然修复。挺水、沉水、浮叶植物为构建水生植物群落的主要内容,其中挺水及浮叶植物群落发挥着维持水体环境和增强景观效果的作用。在维持生态多样性和系统稳定的条件下对水陆系统之间的能量、物质交流发挥着重要作用。通常将水下草皮布置在岸边较浅水域,如四季常绿矮型枯草等。为提高深水区景观度将四季常绿、体形较高的水下森林一般布置在中部较深区域。群落的构建主要考虑如下原则:氮磷等富营养物质主要由沉水植物的吸附作用消除;通过有效控制悬浮物,显著减少氮磷的释放;通过光合放氧促进铁、铝与泥质中磷的有效结合,降低磷含量;充分发挥沉水植物的功能抑制藻类的繁殖与生长。针对生态功能结构完全受损退化、水质严重恶化和长期污染物超负荷输入的河道,采取养护、修复、减量相结合的综合整治措施加快污染物减量化步伐,如通过实施补水换水、布放人工水草、投加微生物、修建曝气及清淤池等措施,在条件允许的情况下也可引入旁侧湿地进行强化治污,尽快为河流生物群落营造良好的生存环境。另外,枝角类浮游动物在实现动物蛋白与有机物、蓝绿藻转化的同时,又可作为天然饵料被鱼类摄食,从而形成良好的生态循环系统。此阶段的工作重点为如何提高重建生物群落的增殖率、成活率以及确保建成的治污设施持续高效的发挥作用,这也是中小河道生态整治和环境修复易被忽视的环节。
2实例应用
以赣州市南康区城市水环境治理工程为例,治理项目位于南康区龙岭镇内,堤线从丫叉村到大树下,河流全长13.33km,本次治理8.58km。河流中TP、NH3-N、COD浓度分别为1.6mg/L、12.5mg/L、290.2mg/L,属于劣Ⅴ类水质,现状河流透明度极低、水体发黑发臭等问题突出。由于上游河道没有设置相应的截污措施,使得各种污水和部分降水直接进入河道,考虑选用隔膜导流处理受污染水体,隔膜的外、内层分别为聚酯纤维膜和土工膜,布置于南康区河道南岸2km处。通过导流作用,将部分污水流至下游可降低进入南康城区段的污水量,由此实现部分非溶解性污染物的有效拦截。针对直接排入河道的雨污水,为提高底泥和水体微生物的新陈代谢能力与呼吸强度,氧化和消减底泥内源污染,采取将生物酶投入至河道激活其活性的措施,由此实现底泥的原位治理和河道黑臭底泥现状的改善[12]。根据水质相关要求利用河流生态技术,进一步美化环境维持水生态系统循环。在河道综合整治项目中引入超微净化设备技术,这是受污染河道尤其是城市河流治理的有效方法,水质净化指标见表2。根据表1可知,南康区河段水环境质量得到明显改善,为河道水生态环境创造了良好的条件。康区城市水环境治理项目,通过抛洒、投放的方式构建浮游和底栖动物群落,以鲫鱼、鲢鱼为主的鱼类群落以及以伊乐藻、矮型苦草为主的沉水植物群落,形成了自然良性循环的水生态系统。项目实施2个月后,河流水体由之前的淡绿色逐渐转变为清澈见底、无色透明的水体,河流水环境得到明显改善,TP、NH3-N、COD等污染指标降低至0.4mg/L、8.1mg/L、23.5mg/L,显著提升了水体自净能力和地表水环境状况。
河道生态修复技术范文2
[关键词] 河道治理 生态环境 修复
[中图分类号] TV8 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)10-0286-01
近年来,随着生活的快节奏发展,人们对河流的开发力度也在逐渐增强,对河道的管理方面也有很多问题出现。河流开发要考虑传统的水利作用,如:防滑用、发电、旅游、供水和航运等;另外还要考虑河流的生态系统是否能够健康稳步发展,可持续发展才是硬道理。我们治理河道的目标就是将生态修复功能和水利功能相结合,在保护河流的生态系统与开发利用河道之间找到一个平衡点。
一、河流治理及生态修复的必要性
河流的开发会带来经济上的发展,但是它的负面影响也是深远的。第一,严重破坏了生态系统,导致生物多样性受损,政治河道导致了流量的变化及输送泥沙的变化,很多生物的原有栖息地消失,导致了物种的消失。第二,频繁发生洪涝灾害,并且城市中的强度有所增强,河流裁弯取直,河床的不透水面积有所增加,河流的泄洪被大大削弱了。第三,影响了城市的地下水供给,这是由于河床硬化。第四,影响两岸的自然美景。
二、河流治理及生态修复的原则
1.生态治理的原则
人类的活动已经对大自然造成了很大的伤害,对河道的生态系统也有所打击,在对河道进行治理的时候要对原有成熟的生态系统进行保留,最大程度上不去破坏原本的自然状态。有需要时可以进行人工修复,以建造河岸的方式来对河道进行治理,选择的树种可以是灌木,也可以是乔木等等。
2.远近结合的原则
学习国外的先进经验,毕竟河流治理工程是长期的事业,关系到子孙后代的伟大事业。应该进行详细规划,分阶段进行。在城市的地形特征与发展状况要被考虑其中,制定合理的治理方案,确定时间和河流区域。
3.和区域规划一致的原则
河流的治理好要综合考虑城市的各方面发展和生态环境,不能偏激的只考虑一方面内容,毕竟治理河道是为人们服务的,不能本末倒置。如果出现冲突,要从两方面进行权衡,避免生态环境的进一步恶化。河流治理是城市整体规划的一部分,要与城市发展一起为人们提供更高的生活质量。
三、河道治理及生态修复的方法
河道的生态修复有两种方法,一是工程措施修复,二是调度措施修复。调度措施修复方法是针对水资源利用造成的生态问题进行修复。工程措施修复是对由于河道治理导致的生态受损进行修复。
1.修复河道的形态
对于天然河道我们要尽量保持它原有的状态,但是形态的修复可以从四个方面进行。一是河道要有连续性。将旧的拦河坝清除,直立的跌水可以改造成缓坡,架设辅助的水道,设置不同种类的鱼道,通常在落差很大的断面。二是使水体的流动具有多样性。利用植石治理的方法,把石头埋入河底,从而形成了深沟与浅滩。三是给予河流更大的空间。四是选择治理方案要严谨。需要考虑的问题有很多,比如:河畔林、生息地、濒临灭绝的物种等。
2.修复河床断面
城市中河流的河床硬化覆盖可以进行以下处理。清理之前在河床上设置的硬质材料,使河床的自然泥沙状态呈现,局部河段可以用复式断面,不同河道有不同的保证率,把他们分成几个等级,按级扩展河道的宽度。河道的上部护坡和平台的过流频率较小,一般可以种植矮乔木,这样还可以促成河道的立体绿化,为市民提供了休闲娱乐的场所。严谨对待河道覆盖和侵占。
原来河道与护岸的改造需要建造生态型的护岸。生态型护岸有三种类型,自然原型护岸和多自然型护岸、自然型护岸。
3.重造河岸的植被与湿地的群落
湿地的一个重要组成部分就是河岸带,它的作用是缓冲、廊道、植被护岸等。利用河岸带的生物重建技术和河岸的缓冲带技术,可以建立起一定规模的植被,这是在生物恢复和重建的基础上进行的。生物恢复和重建的技术包括物种引入、物种保护、物种选育与培植、种群行为的控制、种群动态调控、群落结构了优化等。河岸的缓冲技术包括水土流失控制、土壤恢复、坡面工程等。
4.引进国外的先进经验
一些发达的国家在河道治理和生态修复方面做出了很好的成绩,我们应该学习他们的优秀技术和经验。例如:日本在上世纪九十年代实施了一个计划,倡导一些河段要尽量使用天然材料修建河堤,例如:竹笼、木桩等。日本国内把它叫做”生态河堤”,日本政府为了拯救河流的生态状况应用了这种方式,结果就是流经城市的河岸草木葱茏,堤坝的修建都是用纯天然的石头,现如今,日本有很多自然型河道治理的例子。河道生态修复的工作在我国起步比较晚,正处在向外国学习的发展阶段,现阶段在全国内推行大规模的修复工作还为时尚早。但是今后的发展方向已经很明显,对河道生态修复的热潮必然兴起。
结语
对河道进行治理及生态修复这已经是必然的,此项目在全国甚至是世界都是很有前景的。虽然是一种新生事物,相关技术和理论并不十分完善,但是,它的可操作性与实用性保证了它的存在的必要。人类的生产生活离不开河流,我们对河道的改造虽然满足了经济的发展,但是也带来了不可磨灭的负面影响,水质和景观都受到了极大,尤其是生态功能的破坏。我们进行的修复工作可以改善河流的生态系统,提高水的自净能力,保护了生物多样性。河道治理和生态修复要从实践出发,并且有理论、技术的指导,在不断实践当中积累经验,发现问题,处理问题,创新方法,从而使得环境的良好发展和经济发展做到和谐统一。
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河道生态修复技术范文3
关键词:城市水环境;水质污染;生态修复;绿色环保
Abstract: in the comprehensive improvement of the urban water environment and ecosystem restoration project, the construction of green ecological environmental protection city home, is the current city relieve contradiction between supply and demand of water, improve the urban residents daily life work quality level, realizing urban social economy and ecological environment sustainable and stable development the important action. On the analysis of the current water environment problems after city, with many years experience, to the city water comprehensive environment and ecological system repair technology measures on detailed analysis research.
Keywords: urban water environment; Water pollution; Ecological restoration; Green environmental protection
中图分类号:X324文献标识码:A 文章编号:
随着城市社会经济的进一步发展,和城市人口急剧增加,城市面临着地下水环境性能变差和内河生态环境严重恶化等问题。如何加快城市水环境综合整治及生态系统修复重建工作,改善城市水环境和生态环境性能水平,是关系到城市社会经济可持续高效稳定发展的重要问题。因此,对城市水环境现存问题及其变化趋势进行认真分析,研究有针对性的综合整治措施方案,不仅有利于城市水资源的可持续高效利用,为城市经济发展提供重要物质基础,同时也能促进城市人与自然的和谐相处[1]。
1 城市水环境现状分析
城市人口急剧增长和城市工业化、商业化、经济化水平的进一步提高,推动城市向现代化方法快速建设发展。水资源短缺、水土流失严重、以及水环境恶化等是城市水环境综合整治及生态修复重建的三大技术难题,同时也是制约绿色环保、生态城市家园建设的重要因素。生态环境急剧恶化、水体水质严重污染、以及城市内河洪涝灾害逐年增加等一系列问题,也成为城市规划建设发展必须面临的重要问题。
1.1 供水水量不足,水环境人为破坏严重
城市工业化进程的进一步加快,加上城市人口的急剧增加,在日常工作生活中,对用水量需求急剧增加,这在很大程度了加剧了城市供水供需矛盾问题。另外,在城市水资源开发利用过程中,没有结合城市供水水源、规划年供水能力预测、规划年需水量预测等数据信息进行综合考虑。只是简单根据城市供水现存问题,采取在河流上游侧大量修建蓄水工程、引水工程等水利设施,这样导致枯水期由于人为修建水工建筑物的隔阻、拦截等影响,城市河流原有的水循环被认为破坏,导致有限水资源在河流上游侧就被拦截储蓄,造成河流下游城市河道中正常生态环境用水得不到有效保障,河流水环境被严重破坏,进而出现臭水沟等不利问题,直接影响到城市内河生态环境的正常良性循环,不仅影响到城市美观,同时还严重破坏城市河道中的水生环境,河道生态环境修复难度大大增加。城市河道中“三化”(即:河流平面形态直线化、河道断面几何规则化、以及河流加固护岸材料硬质化)等不利现象在城市河道中普遍存在,这样导致城市河道中生物群落多样性和生态系统稳定性遭受大大破坏,河道调蓄自净能力大大虚弱。城市有些区域因经济发展而大肆破坏河道生态系统,甚至采取填河等措施,直接影响到河道正常蓄洪以及灌溉供水等功能。
1.2 与水争地,水体面积不断萎缩
城市建筑行业发展和城市化建设进程的加快,与水争地现象已成为城市水环境保护必须面临的严重问题。过度无序的开发抢占有限城市水环境用地,造成水体面积不断萎缩,给城市安全可靠用水埋下巨大水患。
1.3 城市污水乱排问题突出,水质污染相当严重
由于城市排污系统规划设计不太科学合理,加上城市居民水环境保护意识不强,城市河道不仅成为城市防洪排涝的主要河道,同时也成为城市居民进行日常生产生活污水和垃圾的处理场所,导致城市内河水水质污染十分严重,甚至出现发黑变臭、生态环境恶变等恶性循环,不仅直接影响到城市居民用水安全水平,同时还大大增加了城市水环境综合整治及生态系统修复保护工程的难度。城市水环境的严重污染和逐步恶变,导致城市内河中的水质普遍达不到城市景观绿化用水水质相关技术标准要求,这样大大降低了城市景观绿化美观水平,增大城市生态环境修复和绿色家园建设难度和成本。
2 城市水环境综合整治技术措施
2.1 加快城市供水水利设施的建设步伐,为城市提供充足可靠水源
根据城市河流和周期区域河系情况,建设一批重点的骨干水利工程项目,减少城市水资源供需矛盾程度。同时对现有城市水利工程设施,进行全面系统的排查,结合完善的除险加固和配套改造工程,尤其要积极发展小微型水利工程建设,巩固和提高城市现有水利工程的综合和运行效益,有效提高水资源利用效率。
2.2 充分调动居民水环境修复保护积极性,全面开展街村河道整治工作
要加强党员先进性教育培训,充分调动城市居民水环境修复保护积极性,全面开展村庄河塘疏浚整治工作,以城市内部村庄河塘疏浚工作为首,全面掀起城市城中村河道疏浚整治工作,按照“沟通水系、调活水体、营造水景、改善环境”等整治工作开展思路,有效推动城市水环境整治工作中在城市居民中自发开展。
2.3 建立完善系统城市污水收集系统,逐步回复城市水环境修复能力
建设污水处理厂、重新规划城市污水排放和雨水收集系统、加强城市防洪水利工程功能巩固工程建设等。科学合理地利用雨水、洪水等来涵养城市地下水源,这样不仅有效环境城市水资源供需不足问题,同时还可以增加土壤中的含水量,为水环境生态调节修复提供重要水源,并可以起到调节城市气候环境作用。
3 城市河流生态系统修复重建措施
3.1 缓冲区生态系统修复
缓冲区是指城市河流与陆地间的交界区域。缓冲区河流具有分蓄、削减洪水等功能;同时缓冲区城市河流与河漫滩间的水文连通性能是影响城市河流物种多样性和生态性能的重要因素。因此,在城市河流缓冲区应结合当地地质、气象等条件,规划种植适应的植物带来有效控制城市河流缓冲区的水土流失,防止或降低洪水等对河道河岸冲刷,同时通过河流水生环境的自净能力对河流中的部分污染物起到一定过滤和净化作用,进而为鸟类、水生生物等提供栖息场所,改善城市河流缓冲区的水生环境,为城市河流的综合整治及生态修复奠定强大的基础。
3.2 植被恢复
植被恢复是城市河流生态系统修复工程中广泛采用的技术之一,它是利用植被来影响城市河流中河水的流动性能,提高河岸抗冲刷强度,降低城市河道泥沙沉积程度等。同时合理规划布置植被带,有助于构建城市河流生态廊道,进而改善河流中的水生环境和城市局部环境性能,保护城市河流中的生物种群的多样性,减轻洪涝灾害。另外,植被修复措施可以有效改善城市河流的水体水质,进而为城市景观绿化提供丰富的水资源供应,提供城市绿化景观休闲场所和多种生态服务功能,而城市建设绿色环保家园提供丰富的水资源。对于城市河流生态修复的植被搭配,应遵循植物进化法,即城市河道生态修复植被应包括草类、灌木、以及乔木等多类型多样性的植物种群,这样即可以为城市营造出丰富的绿色环境景观空间,同时也可以为其它生物种群提供栖息、繁殖等场所。通过植被修复,长期保障城市河道的生态水质,确保城市河流生态系统安全健康的生长发展[2]。
3.3 生物-生态修复
生物-生态修复技术是将生物自净能力与修复重建工程有机结合起来的城市河道生态系统修复技术,其具有工程总投资较少、管理费用低、能源利用率较高、以及可持续稳定发挥治污和生态修复等功能优势,在城市水环境综合整治及生态修复工程领域具有较高的应用前景。生物-生态修复技术利用城市河流自然生态系统中拥有的自净能力来净化水体水质,主要包括:人工曝气复氧、生物强化人工河道、生态沟渠、以及生态护岸等多种生态修复措施。
3.4 河流水生环境生态修复耦合系统
生态修复耦合系统是综合人工湿地、微生物、以及水生生物协同净化等性能,而通过合理的规划设计和搭配形成的河流水环境综合整治及生态系统修复重建系统,可以有效去除城市河道中的营养盐和有机物,进而达到修复城市河流水生环境的目的[3]。
4 结束语
城市水环境综合整治及生态系统修复重建规划工程,所涉及的部门和领域众多,亟待社会各界通力合作,确保工程高质、优质、稳定的建设发展。在城市社会经济和生态环境“可持续稳定发展”理念的支撑下,城市水环境综合整治及生态系统修复工作,已成为相关政府必须面临的核心问题。在完善相应的城市污水综合治理和生态环境修复重建技术措施和法规政策文件保障体系的基础上,要形成“技术支撑-机制保障-系统管理”为一体的城市水环境综合整治及生态系统修复制度措施和管理模式,促进城市水环境质量和生态系统性能持续改善,创建“人水和谐”的绿色环境城市空间氛围。
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河道生态修复技术范文4
关键词:河流;生态修复;生物——生态修复技术;综述
中图分类号:X52 文献标识码:A
1 概述
河流是人类赖以生存的水环境,是人类社会生存和发展的起源地。河流系统是自然界最重要的生态系统之一。目前由于人类活动排放的各种污染物进入河流,使河流水质和河流底泥的物理、化学性质或生物组成发生变化,从而降低了河流的使用价值,使河流失去了原有的意义。为了恢复河流的使用价值,人们应当对水体中的污染物进行处理,从而使水体得到净化,使人类对河流环境的干扰降到最小,与自然共生存,为生物栖息和繁殖创造良好的生态环境,造福于子孙后代。近年来,对河流生态修复的研究不断深化,河流水生态修复有多种方法,这些方法通过强化自然界自身的净化能力和物质循环规律去治理受损河流,是实现人与自然和谐相处的治理途径。
2 河流生态修复概述
随着人们对传统水利工程给河流生态系统带来胁迫的反思,人们开始认识到恢复河流生态活力的必要性和重要性,于是出现了河流生态修复的概念和相应的工程技术。河流生态修复的概念最早是在德国提出的,它强调水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同时,还应该达到接近自然的目的,特别强调河溪治理工程中的自然美学成分。
生态修复措施主要利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动,对河流水体中的污染物进行转移、转化及降解作用,从而使水体得到净化,具有可持续性好、保持力强、工程造价低、耗能少等优点。
3 河流生态修复技术
河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区恢复、植被恢复、河道补水、生物——生态修复、生境修复等技术。
3.1 缓冲区修复
缓冲区是河流与陆地的交界区域,如河边湿地、河谷或洪泛平原,具有水域与陆地双重属性。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,成为两者相互作用的重要纽带和桥梁。它受到地表水以及地下水的影响,是一种生态交错带,具有明显的边缘效应。
3.2 植被恢复
植被恢复是最普遍的河流修复方法。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产生很大影响。同时,合理分布的植被还有助于减轻洪水灾害、净化水体、截留来自农田的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。
3.3 生物强化人工河道、生态沟渠及生态护岸
生物强化人工河道是指结合水系疏通工程和结构现状,构建的以生物处理为主体的人工河道,水质净化设施主体设于河道内或河流一侧,形成多级串联式的生物净化系统,从而改善水环境条件。自然河道生态塘则是以太阳能为初始能源,在塘中种植水生植物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统。通过多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化,可净化河水中的有机污染物。
生态沟渠是指根据水生植物的耐污能力及生理特征,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。
生态护岸是利用石头、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利条件,为野生动物提供栖息地,保障自然环境和人居环境的和谐统一。透水的护岸也保证了地表径流与地下水之间的物质、能量的交换。
3.4 生态修复耦合技术
生态修复耦合系统是综合人工湿地、微生物及水生动物协同净化等原理设计的生态修复系统,可去除河流水体中的营养盐和有机物,从而达到修复河流水环境的目的。其在利用湿地植物的同时,构建新的水生植物系统;在美化景观的同时,合理配置生态系统营养级结构;利用多种微生物净化水体的同时,构建具有完整营养级结构的水生动植物生态系统;并利用动植物、微生物的协同作用改善河流水质。
4 河流生态修复技术发展的展望
随着对河流的认识加深,人们已认识到河流生态修复的重要性,河流生态修复技术不断得到改进。生态河流与利用传统水利工程方法治理的河流不同,它是一个完整的生态系统,因此,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。
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河道生态修复技术范文5
关键词:淀山湖;河道污染;生态修复
中图分类号:TV147文献标识码: A
Abstract:Dianshan Lake eutrophication is one of the major water source in Shanghai, both multi-function navigation, irrigation, tourism, etc. []. But in recent years the river Dianshan Lake area affected to different degrees of pollution. For specific problems of river pollution in the region, we use environmental and scientific methods used mainly to control pollutant sources, river slope trimming and improve water purification capability-based approach to ecological restoration Dianshan Lake ecological restoration of water bodies. Through the implementation of rehabilitation program so that the water in the region to achieve the effect of ecological restoration.
Keywords:Dianshan Lake; river pollution; ecological restoration
一、前言
淀山湖位于太湖流域下游,地处江浙沪的交界处,是太湖流域重要的下泄通道和上海市境内最大的湖泊。黄浦江上游的水也一部分来自于淀山湖,它是上海市地表水监测的重点之一。但是淀山湖自1985年开始每年均有不同程度的水华出现,目前已处于富营养化水平。为了改善淀山湖水域的水质,将淀山湖镇建成宜居宜业宜游新江南特色镇,努力为长三角地区乃至全国提供一个绿色发展模式。本文主要通过水体生态修复的研究来提升河道水质,构建一个水清、岸绿、景美的淀山湖河道水环境。
二、国内外水体生态修复现状分析
目前,国内外研究及应用中常见的城市河道水体生态修复技术现状,主要有微生物修复、水生植物净化、河道曝气、人工湿地、生物膜、生物操纵、氧化塘等7类修复技术,对各类修复技术的基本理论方法、技术特点以及研究进展进行总结分析有助于更好的知道时间应用。
常用的微生物修复技术有两种,一种是直接向河道水体投加经过培养的多种微生物菌种。另一种是向黑臭河道里加微生物促升剂,因此促进“土著”微生物的生长和对污染物的代谢作用,达到净化水质的最终目的。
常用的水生植物种群包括水生维管束植物和高等藻类等构成。其中水生维管束植物包括:挺水植物、漂浮植物和沉水植物。其中以水芋、轮藻、水浮莲研究频率较高。
国外河道曝气一般应用在两种状况下,一种是在污水截留管道和污水处理厂建成之前,为解决河道水体的污染问题进行人工充氧,第二种在治理河道中放置暴气装置以用来应对突发污染状况。与此之外在夏季,有机物的降解和氧的消耗率加快,也可能造成水体的氧份降低。这时运用曝气复氧是恢复河道生态的有效快速措施。虽然河道曝气在国外已经应用有40多年的历史了,但是在我国除大了在重庆、北京、上海等地在小河道内实施过,我国并无大河道实施的案例。
人工湿地生态系统在世界各地逐渐受到重视并被运用,在20世纪70年代德国学者Kichuth提出根区法(the root-zone-method)理论之后开始的,首先是他们能够为其根围的异养微生物供应氧气,从而在还原性基质中创造了一种富氧的微环境,微生物在水生植物的根系上生长,他们就与较高的植物建立了共生合作关系,增加废水中污染物的降解速度,在远离根区的地方为兼氧和厌氧环境,有利于兼氧和厌氧净化作用,另一方面,水生植物根的生长有利于提高床基质层的水力传导性能6种沉水植物系统对淀山湖水质净化效果的研究
三、淀山湖水体生态修复研究过程
1、河道初步调查
本文选取淀山湖镇旅游渡假区内的19条河道作为研究对象(如图1中所示)。
图1 调查地点图示
首先,通过现场调查摸清每条河道周边地块的性质及初步的情况;然后取样进行检测,检测指标有温度,色度,浑浊度、COD、TP和TN等;最后综合现场调查结果对河道污染状况进行分析。
2、调查及检测结果
淀山湖区域属于水源地保护区,水源地水质的好坏与人民群众的生活质量息息相关。目前,项目所涉及的19条河道总体水质堪忧:
马家江河段——水体总体呈现浑浊,发绿,主要污染源来自于水产养殖废水、农田面源污染。该河段交汇河流有3条;主要植物有乔灌木、挺水植物和沉水植物。
神童泾江河段——水体情况主要呈现褐绿色,污染源来自于水产养殖废水、居民生活污水,交汇的河流有2条,主要植物包括挺水:芦苇、野茭白、杂草;浮叶:浮萍;沉水:苦草、伊乐藻、金鱼藻、菹草;水面有少量蓝绿藻。
青龙江、六如墩江——水体情况:褐绿色;污染源:水产养殖废水、居民生活污水、面源污染交汇河流:2条;坡岸:村庄与居民区处为硬质驳岸,其余为自然岸线;主要植物:挺水:花叶芦竹、野茭白、梭鱼草、鸢尾、菖蒲;浮叶:大量浮萍;沉水:伊乐藻、金鱼藻;水面有少量蓝绿藻。
西阳村江-朝山江——水体情况:褐绿色;污染源:水产养殖废水、居民生活污水、面源污染交汇河流:8条;坡岸:村庄与居民区处为硬质驳岸,其余为自然岸线 ;主要植物:挺水:水葱、美人蕉、花叶芦竹、野茭白、梭鱼草、鸢尾、菖蒲;浮叶:大量浮萍;沉水:菹草、伊乐藻、金鱼藻;水面有少量蓝绿藻。
朝南江、梅田泾江、啧奥江——水体情况:浑浊;污染源:水产养殖废水、居民生活污水、面源污染;交汇河流:8条;坡岸:村庄与居民区处为硬质驳岸,其余为自然岸线;主要植物:挺水:香蒲、芦苇、千屈菜、菱角;沉水:菹草、伊乐藻、金鱼藻;水面有少量蓝绿藻。
榭麓后江、梅介泾江、东阳界江——水体情况:浑浊;污染源:水产养殖废水、居民生活污水、面源污染;交汇河流:2条;坡岸:村庄与居民区处为硬质驳岸,其余为自然岸线;主要植物:挺水:香蒲、芦苇、千屈菜、菱角;沉水:菹草、伊乐藻、金鱼藻;水面有少量蓝绿藻。
庄里后江——水体情况:浑浊;污染源:水产养殖废水、居民生活污水、面源污染;交汇河流:2条;坡岸:自然护岸;主要植物:挺水:梭鱼草、千屈菜、旱伞草、菖蒲、芦苇、野茭白;沉水:菹草、伊乐藻、金鱼藻;浮叶:浮萍;水面有少量蓝绿藻。
彭安泾江、彭安泾西江——水体情况:彭安泾西江水褐色,水体浑浊,不流通;污染源:水产养殖废水、居民生活污水、面源污染;交汇河流:2条;坡岸:自然护岸;主要植物:挺水:梭鱼草、千屈菜、旱伞草、菖蒲、芦苇、野茭白;沉水:菹草、伊乐藻、金鱼藻;浮叶:浮萍。
石娄江——水体情况:浑浊;污染源:水产养殖废水、面源污染;交汇河流:2条;坡岸:自然护岸;主要植物:挺水:梭鱼草、菖蒲、野茭白;沉水:菹草、伊乐藻、金鱼藻;浮叶:浮萍;水面有少量蓝绿藻。
小千灯浦——水体情况:发绿;污染源:水产养殖废水、面源污染、生活污水;交汇河流:4条;坡岸:村庄处为硬质驳岸,其余为自然岸线;主要植物:挺水:水葱、梭鱼草、菖蒲、野茭白;沉水:菹草、伊乐藻、金鱼藻;浮叶:浮萍、菱角。
西港江——水体情况:清澈;污染源:水产养殖废水、面源污染;交汇河流:4条;坡岸:自然岸线;主要植物:挺水:水葱、梭鱼草、菖蒲、鸢尾、野茭白;沉水:菹草、伊乐藻、金鱼藻;浮叶:浮萍、菱角。
通过对淀山湖区域的19条河道的现场调查结果总体分析:水体均较为浑浊,部分河道水色泛绿或褐色;水生动植物状况:已修整河段的坡岸植被以乔灌木长势良好、地被偏少,地面;未修整河段杂草丛生,有部分农作物种植,呈现出杂乱的丛生状况。水生植被以挺水植物品种丰富为主、部分河段长势不好;沉水植物以苦草、伊乐藻、菹草为主且单一河道沉水植物品种单一,分布散乱部分河段有蓝绿藻滋生。调查结果显示研究中河道水体整体较为浑浊,大多数河道表现出水体富营养化现象;自然坡岸河段土壤现象明显;岸线修整情况不一,河道景观效果有待于进一步提升。
污染原因分析及整治方法
通过现场调查结果可以知道造成淀山湖水体生态污染的原因主要有:养殖尾水、农田面源污染、生活污水和周边河流水质影响等因素。其中养殖尾水主要是鱼塘养殖产生的废水,其中含有大量的N、P等元素,会造成水质恶化、水体富营养化和河道景观变差,是主要的污染源。农田面源污染主要指农田尾水,农田中的地表径流。其中含大量营养盐、农药,会造成营养元素流失、水源污染和水资源浪费。
通过现场调查和污染原因的分析可以得出淀山湖水体的治理方法。首先通过截污控污的手法控制污染的源头。截污控污的手法采取下面两种措施。一是非工程措施:政府及相关部门合理引导,减少农药、化肥使用量,科学处理养殖畜禽粪便。二是工程措施:生态截留沟和生态护坡;作用:截流初期雨水/去除污染/涵养水源。
其次有效的采用水生植物的种植,水生动物放养和水体微生物的投放。根据对朝山江实际情况调查,需对河道水生植物进行补种即可完成对其生态系统的构建。同时也净化水质提升其自净能力。
(1)水生植物选择原则:原有品种,要与景观保持一致性(2)挺水植物品种选择:黄菖蒲、水生美人蕉。(3)沉水植物品种选择:现有菹草、伊乐藻;补种梅花藻、马来眼子菜和轮叶黑藻。
然后进行自然驳岸修整,按照河道岸边原有植物布局,对缺少植物的河道进行补种。地表土壤的地方,增种地被植物。岸壁加植垂挂植物,用郁郁葱葱的绿色丰富边界;局部区域打杉木桩固土,增加挺水植物软化边界效果。提升整体质感,并且有效的增加水体生态修复工程的价值,使其得到更大的发挥和运用。
最后采用现代技术对整体进行科学管理。一是进行常规维护:待水生生态系统网络形成后,强势生物种群会把弱势生物种群吞噬掉,这样必将破坏水生生态平衡,应依据定期的水质检测结果,采取针对性的措施,以便景观水体水生生态系统趋于稳定。二是进行正常性维护:对水体内的垃圾杂物、树叶、动物残尸等进行清理和打捞。观察指标性生物是否正常。三是进行专业性维护:观察指标性生物是否正常。
4、整治的难点和解决方案
整治过程中会遇到很多难点问题,比如河道杂草优势性太强,园艺水生植物在没有清理干净杂草的情况下不具备竞争性;施工期间水位变化较大,种上去之后水生植物没有长好就被水淹掉,以致于现在水生植物长势及效果不好,甚至有些河道水生植物根本看不到;部分品种,如千屈菜等存在病虫害,导致长势不好等。
对于这些难点问题,可以采用下面的应对措施进行处理:(1)加强养护管理,清理河道内杂草,根据水位实际情况补种加密长势不好的河道;(2)考虑到后期养护管理难度,建议更换现有未长出来的品种,如用再力花、梭鱼草(紫花)、茭白、黄菖蒲等优势品种替换:(3)及时消灭病虫害;(4)考虑到河道杂草清理的难度,建议可适当给予施工单位人工签证,但前提是必须保证整改后的效果。
5、预期效果
通过结合控源截污、河道边坡修整及提高水体净化能力为技术主线的生态修复方案,对淀山湖镇河道实施整治方案。治理目标如表1所示。
表1 治理目标
四、结语
对水体生态治理要秉承着“低碳环保,科技创新,以人为本,人水平衡”的理念,用更科学、更环保的方法进行综合治理。在对淀山湖水域的整体剖析和水质的现场调查和监测以后,本文总结了它的现状和迫切需要治理的原因,并结合现有的治理技术有针对性的对其进行治理,最后就整治难点进行了总结并提出解决方案,以期达到预期效果。淀山湖通过水体生态修复,提升河道水质,构建水清、岸绿、景美的水环境。通过改善河道水体水质,保护水源地淀山湖水质,确保人民群众的生活质量。
参考文献
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河道生态修复技术范文6
关键词:河流治理;基本原则;修复任务;技术;重要性
Abstract: water the word is not strange to us, what's more, he is our human survival condition indispensable. However, with the development of social economy, the rising of urbanization, the production of life bad behavior, and the river regulation and so on, all have transgressed against nature's laws, constantly cause river ecological system function gradually degradation, therefore, in view of the present situation of medium and small rivers in China, this paper puts forward the management principle of medium and small rivers, and management of technology, this paper discusses how to repair and at the same time medium and small rivers of water ecological, promote the water ecological continuous cycle.
Keywords: river management; Basic principles; Repair mission; Technology; importance
中图分类号:S891+.5文献标识码:A 文章编号:
0引言
由于我国的中小型河流非常的多,而人类活动的延伸使得我国中小河流存在着退化的现象,以及山洪灾害的日益加剧。而城市的形成和发展,离不开城市河流,河流就作为其重要的资源和环境的载体,而河流生态的退化,让我国对河流的治理及其生态系统功能的完善化就显得格外的重视了。水生态系统是一个依赖水生存的多样群体,对维持全球物质循环和水分循环起着重要作用。随着人们用水量的持续增加,以及人们对水生态系统日益严重的干扰,中国水生态系统受损严重。水生态系统修复即指通过一系列保护措施,最大限度减缓水生态系统的退化,将已经退化的水生态系统恢复或修复到可以接受的、能长期自我维持的、稳定的状态水平。
1我国中小河流治理存在的问题
(1)缺乏系统治理,防洪标准偏低;(2)洪涝灾害频繁,人员伤亡严重;(3)管理薄弱,河流规划和整治的前期工作滞后;(4)未注重河流系统性作用;(5)投入不足,治理任务艰巨;(6)经济发展与河争地问题凸显
2中小河流治理规划应遵循的基本原则
(1)遵循自然原则。根据河流生态系统的自我调节能力,合理利用,适当的进行人为改造,保证河流系统自然、健康发展,构建河流与人类的和谐关系。(2)功能协调原则。在河流的不同时期和不同河段有着不同的功能需求,因此主要功能要优先考虑,各项功能相互协调。(3)生态循环与平衡原则。生物多样性是维持河流生态系统平衡和健康的基础,增加河流系统的生物多样性,使河流系统的物质和能量处于良性循环。(4)景观美化原则。经过河流生态修复后,可以给人们带来美好的享受。依据景观生态学原理,增加景观异质性,保留原河道的自然属性,运用植物以及其他自然材料塑造亲水的河流景观,突显城市地方特色与文化。
3河流水系生态修复的任务
河流水系生态修复的任务:(1)改善水质、水文条件。包括水力学条件、水量等方面的改善,合理配置水资源,维持最小生态需水量。控制污染源头,提倡清洁排放改善水质。(2)改善河流地貌特征。恢复河流的横向连通性和纵向连续性,扩大滩地,防止河床材料硬质化。(3)稀有、濒危物种的恢复。恢复水陆交错带植被,注重河流生物栖息地的建设。
4河流生态修复技术
(1)在保证防洪安全的前提下,合理拆除阻水结构,将人造化的矩形、梯形断面修整为自然形态,根据河流生态学理念,宜宽则宽、需弯则弯,保持河道的自然平面形态的同时,满足河道的排涝泄洪以及抗旱引水需求,处理好生态保护及土地规划利用两者之间的关系。
(2)河流护岸的生态修复可采用石块、木材、植物或者其他的透水性材料代替硬质材料对河岸进行加固处理,保证河床的稳定同时防止河道的淤积,不阻碍河流中的物质与岸边物质能量交换,改善地下水补给与地表水质量,生态护岸为植物提供了生长的良好条件,能成为动植物的栖息地。
(3)除恢复生物栖息地以外,还需培育物种,来达到物种多样性的目的。人工和生物调节相互结合,在防止外来物种对本地物种造成侵害的前提下,通过选育、培养、引种以及种群动态调控等生物技术,再加以保护,恢复生物多样性,增加水体自净能力,改善水体生态环境。
5中小河流治理中生态修复的重要性
中小河流承载着调节局部气候、淡水供给、为多种生物提供栖息地的作用,沿岸有活跃的物质、养分和能量流动。自然状态下的中小河流堤岸往往物种丰富,生产力高。因此,生态河流研究的空间尺度应该是对河道具有直接影响的空间,主要包括河槽、河堤、河堤背水坡及其护堤地5~10 m(没有堤防的河道为河口两侧外20~50 m)的范围。天然河道系统内的水量、水质和生物三者相互联系,相互制约,共同构成河道生态系统。自然河道堤岸是生物活动最为活跃的区域,其间植物、微生物的存在为河道生物及水质自然净化带来了活力。然而,不合理的河道治理工程势必引起生物生境的破坏,长河道边坡是由多种异质性很强的生态因子描述的生境,形成了极为丰富的流域生境多样化条件,这种条件对于生物群落的性质、优势种和群落密度以及微生物的作用都产生重大影响。
下面根据流域水循环过程与天然生态系统、河湖生态系统、地下水生态系统和人工生态环境建设用水的关系,本文提出了区域生态环境用水体系及分类,为生态环境用水保障提供统一的技术平台。见图。
生态环境用水体系及其分类图
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