河道生態(tài)修復(fù)方法范文

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篇1

武堯

（華北水利水電大學(xué)  河南鄭州  450011）

摘要：本文研究總結(jié)了城市化對于河流的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)環(huán)境的演變規(guī)律的影響，并在此基礎(chǔ)上，提出了河流生態(tài)修復(fù)的原則，方法和5個發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：城市化；河流結(jié)構(gòu)和功能；河流生境；演變規(guī)律；河流修復(fù)

 

1 引言

城市河流是發(fā)源于或流經(jīng)城市的河流，包括自然河流和人工開挖的運(yùn)河、渠系。城市河流是城市的重要組成部分，在城市人們的生活中起著關(guān)鍵的作用。但是隨著城市化的發(fā)展，城市河流也在發(fā)生著變化。為了能使城市河流更好的服務(wù)于人類，河流健康問題越來越受到人們的關(guān)注，因此城市河流結(jié)構(gòu)、功能和生境變化成為了生態(tài)環(huán)境學(xué)及許多相關(guān)學(xué)科研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

 

2 城市化影響下河流結(jié)構(gòu)、功能的演變規(guī)律

城市化對于河流結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在對于河流形態(tài)的影響上，城市化嚴(yán)重影響著河流，是河流乃至整個河網(wǎng)的形態(tài)都發(fā)生著巨大的變化。

2.1 城市化對河流形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變

城市化對河流的影響，使得河流結(jié)構(gòu)由多元化、復(fù)雜化，趨向單一化、簡單化。而引起河流結(jié)構(gòu)向單一化和簡單化變化的原因，很多學(xué)者也做了不同的研究。

加固河道導(dǎo)致河道的固結(jié)化，裁彎取直導(dǎo)致河道斷面形態(tài)的順直化，疏浚河道導(dǎo)致斷面形態(tài)單一化，和修筑水壩導(dǎo)致河流的不連續(xù)化，是致使河流形態(tài)結(jié)構(gòu)向單一化和簡單化變化的主要原因。

2.2 城市化對河流功能的影響

總之，城市化的發(fā)展在很大程度上導(dǎo)致了城市河流功能的退化。作為一個自然的河流通常有如下的功能：水源供應(yīng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖 、交通運(yùn)輸、水生生物棲息、納污降解、輸水、泄洪、調(diào)節(jié)氣候、補(bǔ)給地下水、觀賞娛樂等多方面。但隨著城市化的發(fā)展，河流的功能越來越簡單化，主要集中于三個方面：納污排放功能；‚景觀娛樂功能；ƒ氣候調(diào)節(jié)功能。

 

3 城市化影響下河流生態(tài)環(huán)境的變化

健康的河流不僅要有好的結(jié)構(gòu)和功能，而且要保持好的生態(tài)環(huán)境，這對于河流保持其良好的結(jié)構(gòu)和發(fā)揮其正常的功能，具有重要的作用。

河流生態(tài)系統(tǒng)所有生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮, 主要取決于3方面的過程: 河道系統(tǒng)與周邊地區(qū)之間的物質(zhì)循環(huán)與交換過程、生態(tài)水文調(diào)節(jié)過程、水體中生物消化降解過程。城市化主要是靠影響了河流的水文過程和物質(zhì)循環(huán)，從而影響了河流的生態(tài)環(huán)境。

 

4 城市河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的原則和方法

4.1 城市河流系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)的基本原則

河流的生態(tài)修復(fù)需要從整體出發(fā)，進(jìn)行分析，不僅要近期利益，更要考慮長遠(yuǎn)利益，在考慮當(dāng)前經(jīng)濟(jì)承受能力的同時，對生態(tài)修復(fù)的總體成本效益進(jìn)行分析，力求提出最佳的修復(fù)方案，實現(xiàn)綜合效益最大化。

4.2 城市河流系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)的方法

高強(qiáng)度的人類活動嚴(yán)重?fù)p害了城市河道系統(tǒng)的健康，為此, 國內(nèi)外已采取了多種技術(shù)來修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)，總結(jié)起來，主要包括水環(huán)境質(zhì)量、水文特征、結(jié)構(gòu)形態(tài)和種群結(jié)構(gòu)的修復(fù)4個方面。

國外目前比較先進(jìn)的有Fischenich 提出了城市河流修復(fù)與流域管理的相關(guān)技術(shù)，其中詳細(xì)闡述了城市化對城市河流的影響；Casagrande對人類活動在濕地生態(tài)修復(fù)中的重要作用進(jìn)行了剖析；Deason 提出了污水處理的方法，為其他河流污染治理提供了參考；Ludwig和 Bezirksamt針對 Hamburg 河直線化嚴(yán)重、生物多樣性消失的現(xiàn)狀，采用非政府組織、公眾參與的方式，對該河中鮭魚的生活習(xí)性進(jìn)行了研究，以期通過改善其生活條件來達(dá)到修復(fù)河流生態(tài)的目的；Udziela 等運(yùn)用條件價值法( CVM) 對城市鹽堿濕地修復(fù)的非市場價值進(jìn)行了評估；Brilly 等研究了修復(fù)城市河流魚類棲息地的方法；Jukka Jormola 對國際上利用流域洪水過程改善城市河流生態(tài)環(huán)境的歷史進(jìn)行了簡要回顧，并列舉了利用洪水管理修復(fù)城市河流和濕地的實例。

目前國內(nèi)應(yīng)用最多的河流生態(tài)修復(fù)方法是：①水質(zhì)凈化技術(shù)；②近自然河流治理技術(shù)；③生態(tài)需水量確定。

河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)的合理使用, 能使河流的結(jié)構(gòu)與各項功能恢復(fù)到一定程度, 從而達(dá)到恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)健康的目標(biāo)。對于特定的河流, 應(yīng)具體分析其受損的功能及程度, 再根據(jù)河流所處的狀態(tài)因地制宜地選擇合理、有效的修復(fù)方法。

4.3 城市河流系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)的發(fā)展方向

1)以生態(tài)系統(tǒng)理論為指導(dǎo)進(jìn)行河流修復(fù)。以往傳統(tǒng)的河流治理方法給河流的生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能帶來了嚴(yán)重?fù)p害。現(xiàn)代的城市河流整治應(yīng)以保護(hù)、修復(fù)生態(tài)環(huán)境為前提，利用河流系統(tǒng)自身的特性緩解旱澇災(zāi)害并利用河流本身以及水生生物的自凈功能改善水質(zhì)，這是城市河流治理研究的新方向。

2)因地制宜，建設(shè)生態(tài)河堤。從現(xiàn)代河流治理思想看，“渠化”、“硬化”是一種不明智的河流治理法。而保持自然是當(dāng)今國際上通用的治理準(zhǔn)則，所以建設(shè)生態(tài)河堤是現(xiàn)代城市河流整治的大勢所趨。

3)建設(shè)以人為本的水景觀。以往傳統(tǒng)的城市河流設(shè)計以滿足人類的社會和經(jīng)濟(jì)需求為目標(biāo)，導(dǎo)致目前城市河流生態(tài)功能的喪失。因此，現(xiàn)代的城市河流規(guī)劃應(yīng)突破傳統(tǒng)的設(shè)計思路，體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計理念，并在此基礎(chǔ)上開展城市河流的生態(tài)化建設(shè)。促進(jìn)人與自然和諧共處。

4)豐富水文化底蘊(yùn)。每條河流都包含著自身的歷史和文化底蘊(yùn)，也反映著地方的風(fēng)土人情。充分挖掘城市河流的歷史、文化底蘊(yùn),與水景觀相結(jié)合建設(shè)城市水文化,突顯當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土人情,可以提升城市品位。

5)以流域為單位進(jìn)行大范圍河流治理與修復(fù)。將研究治理范圍擴(kuò)大倒流域尺度，從整體上對河流治理進(jìn)行把握。

   

5 結(jié)語

城市化的發(fā)展已經(jīng)對河流的結(jié)構(gòu)、功能和生境造成了嚴(yán)重的影響，主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的簡單化，功能的減退和生態(tài)環(huán)境的破壞。為了能使河流更好的服務(wù)于人類，應(yīng)該在對河流的健康問題有準(zhǔn)確、可靠地分析的基礎(chǔ)上，依據(jù)河流評價的原則和方法，建立相應(yīng)的、行之有效的河流生態(tài)修復(fù)方法，并認(rèn)真加以實施。在實踐過程中也應(yīng)不斷推進(jìn)河流生態(tài)修復(fù)新理論和方法的研究和發(fā)展。

 

參考文獻(xiàn)：

[1]尹小玲, 李貴才, 劉堃, 鐘愉佳. 城市河流形態(tài)及穩(wěn)定性演變研究進(jìn)展[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2012,31(7):837—845.

[2楊凱，袁雯，趙軍，許世遠(yuǎn)．感潮河網(wǎng)地區(qū)水系結(jié)構(gòu)特征及城市化響應(yīng)．地理學(xué)報，2004，59(4)；577～564．

[3]袁雯，楊凱，唐敏，徐啟新．平原河網(wǎng)地區(qū)河流結(jié)構(gòu)特征及其對調(diào)蓄能力的影響．地理研究，2005，24(5)：717～724．

篇2

關(guān)鍵詞：水質(zhì);生態(tài);工程設(shè)計;自然處理;人工處理

Abstract: The relationship between human and ecological environment more attention, this paper mainly to the Fengxian campus of the Shanghai Normal University campus water as an example, through investigating the status quo of the water quality, sediment, aquatic organisms, riparian, ecological environment, so as to reduce the school in the water replacement cost, save cost and get better campus environment. The method can also be applied to other regional water improvement project.

Key words: water quality; ecology; engineering design; natural treatment; artificial processing

中圖分類號： Q494文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

1.概述

長期城市化與工業(yè)化對河流生態(tài)系統(tǒng)健康狀況造成了嚴(yán)重影響，河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)逐漸引起人們的重視。調(diào)查顯示，我國90%以上城市河流受到不同程度污染，生態(tài)功能喪失現(xiàn)象嚴(yán)重[1]。近幾年來，國內(nèi)許多專家學(xué)者對河流水生態(tài)治理與修復(fù)進(jìn)行了深入研究，蘇冬艷等人（2008年）對河流治理與修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了綜述[2]，劉輝等（2009年）提出了利用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理治理杭州河道水生態(tài)系統(tǒng)的對策和建議。

以水的自我調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)，遵從“道法自然”的自然依據(jù)，按照物質(zhì)在自然界遷移、轉(zhuǎn)化、流動與循環(huán)的規(guī)律，在少量人類輔助功能的幫助下，充分利用自然生態(tài)系統(tǒng)，與地方自然條件、社會條件和經(jīng)濟(jì)條件相結(jié)合，使之相互聯(lián)系成一個有機(jī)系統(tǒng)，促進(jìn)良性循環(huán)，同步增加與兼收經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。

城市河道水生態(tài)環(huán)境問題及治理現(xiàn)狀

2.1城市河道水生態(tài)環(huán)境存在的問題

2.1.1城市河道渠化破壞河道生態(tài)系統(tǒng)

天然的河流、湖泊、池塘是自然變遷和構(gòu)造運(yùn)動的產(chǎn)物，但隨著社會的發(fā)展，人類的開發(fā)活動，尤其是隨著城市人口密集，開發(fā)建設(shè)強(qiáng)度大，對河道裁彎取直，修建水庫和其他水利設(shè)施，以及開辟人工河道等，河道水生態(tài)系統(tǒng)自然屬性遭受破壞，呈現(xiàn)出人工化、渠道化與規(guī)則化，水文流態(tài)受水利設(shè)施控制，且受到現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土塊體或漿砌石結(jié)構(gòu)的護(hù)坡影響，隔斷了地下水與土壤的聯(lián)系，導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一，恢復(fù)和緩沖能力減弱。

2.1.2城市河道水體污染嚴(yán)重

部分工業(yè)廢水及大部分生活污水未加處理直接排入河道，致使部分區(qū)域的河流浮萍藻類生物的迅速生長，水體甚至呈現(xiàn)紅褐色，墨綠色，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重。另外由于人類保護(hù)水生態(tài)環(huán)境意識較薄弱，隨手向河內(nèi)丟棄垃圾等，導(dǎo)致部分河段水面雜物漂浮、蚊蠅孳生。據(jù)統(tǒng)計，中國80%的城市河流受到不同程度的污染，許多流經(jīng)城市段的江河水質(zhì)都劣于Ⅲ類水，河中生物基本絕跡，河流的生態(tài)功能惡化[3]。

2.1.3城市河道淤積嚴(yán)重

受到不恰當(dāng)?shù)某鞘虚_發(fā)的影響，使許多河流的河道變窄，河網(wǎng)被分割，城市建設(shè)中廢物傾倒使河床越來越高，并且政府有關(guān)部門不重視河道清淤工作，沒有定期對河道進(jìn)行清淤，致使部分河道淤積嚴(yán)重，不但影響了河道水質(zhì)，也嚴(yán)重影響了河流本身所具有的泄洪功能，加劇了城市洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率和程度。

2.2城市河道水生態(tài)環(huán)境治理中存在的問題

通過對全國各地河道整治資料進(jìn)行查閱發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大部分城市的河道水質(zhì)治理方面存在以下幾個主要問題：利用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理城市河道水生態(tài)系統(tǒng)的重要性依然沒有引起相關(guān)部門的足夠的重視，現(xiàn)如今河道的主要整治措施還是截污納管、生活污水處理和底泥疏浚；一些地方雖然在整治方案中都強(qiáng)調(diào)了生態(tài)治水的重要性，但在具體技術(shù)上缺乏相應(yīng)的實施方案和操作措施；在利用生態(tài)技術(shù)修復(fù)河道水生態(tài)的認(rèn)識上存在較大的偏差，許多設(shè)計者對于河流的生態(tài)修復(fù)純粹是從景觀美學(xué)的角度出發(fā)，沒有考慮河道的基本情況及其功能定位。

2.3城市河道水生態(tài)環(huán)境的一般修復(fù)方法

水生態(tài)修復(fù)是一項理論復(fù)雜、因素眾多、操作困難的工作，既要因地制宜，又要符合科學(xué)，更要講究實效。按照水生態(tài)系統(tǒng)的理論，結(jié)合全國河道、湖泊水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)情況的分析，修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)的主要處理技術(shù)可以分為：物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)以及生物技術(shù)。具體處理方法及其相應(yīng)的特點(diǎn)見下表（表1）：

表1環(huán)境修復(fù)技術(shù)及其特點(diǎn)

3.工程實例

3.1上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)河域概況

由于上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)校內(nèi)所有水域均流通，故以中心河的水質(zhì)數(shù)據(jù)為樣本進(jìn)行分析，從而對全校水質(zhì)進(jìn)行估計。

（1）中心河及其排水口現(xiàn)狀

圖1為中心河的衛(wèi)星圖，從西面起第一座橋設(shè)為橋①（玉蘭前），第二座橋（三教前）設(shè)為橋②，東面起第一座橋為橋③。相關(guān)數(shù)據(jù)如下（表2）：

圖1中心河的衛(wèi)星圖

表2中心河現(xiàn)狀相關(guān)數(shù)據(jù)

根據(jù)實地調(diào)查，大中型排水口個數(shù)及分布如圖所示，小型排水口分布如下：

橋①以西，北岸有小型排水口7個，南岸有小型排水口6個。橋①―橋②，北岸有小型排水口16個；南岸無小型排水口。橋②―橋③，北岸有小型排水口14個，5個小型排水口。橋③以東，北岸有小型排水口13個；南岸有小型排水口10個。

（2）中心河水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

2012年7月對中心河進(jìn)行了實地考察，對其水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的初步了解如下：

橋①至橋③的區(qū)域，湖水基本清澈，能見度較高，有魚、蝦等水生生物。橋③以東，湖水稍有渾濁，東墻周圍湖水能見度低，總體流動性較小，湖水泛綠，河岸邊緣及角落有浮游類植物。橋①以西區(qū)域水質(zhì)情況較差。湖水呈青綠色，部分區(qū)域有輕微乳白色，湖水能見度河岸邊緣大型排水口處有浮沫以及少量的上層浮油，大部分區(qū)域水質(zhì)混濁，能見度低，水生生物稀少。中心河河岸由水泥石塊砌筑，水域底部淤泥較厚。綜上，預(yù)估中心河富營養(yǎng)化情況比較嚴(yán)重。

3.2水環(huán)境試驗與監(jiān)測

在2011年10月起對四個河段（為方便起見，在下文，橋①以西命名為#1，橋①―橋②命名為#2，橋②―橋③命名為#3，橋③以東命名為#4）進(jìn)行為期1年的采樣。因分析水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀得出本河段富營養(yǎng)化情況嚴(yán)重，故擬測試pH、水溫、DO、COD、BOD5、NH3-N，6項指標(biāo)來評估富營養(yǎng)化情況，并對未來形成治理方案提供依據(jù)。測定方法如下[4][5]：

表3 水環(huán)境測定方法

（1）關(guān)于中心河水溫T的監(jiān)測值分析

從圖2中可看出中心湖的水溫分布均勻，4個監(jiān)測點(diǎn)只有較小偏差，同時最高水溫為#2處的28.5℃，7月； 且1月份水溫均低于5℃，與上海市的氣溫變化同步。由于缺少近十年的當(dāng)月平均水溫，無法對其級別定位，僅從一年的數(shù)據(jù)觀察看，水溫指標(biāo)滿足IV類水標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）關(guān)于中心河pH值監(jiān)測值的分析

從圖3中看出PH值的變化范圍為6.31～7.54,其中5月至10月呈弱堿性, 11月至4月顯弱酸性，其PH值最大值出現(xiàn)在7月和最高水溫相對應(yīng)。中心河的酸堿度基本滿足景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但1月份測得的酸堿度超過了標(biāo)準(zhǔn)。河水的PH值是河水及其水域各種自然因素綜合作用的結(jié)果。在流動河水中，氫離子的濃度并不取決于水分子的離解，而主要取決于河水中各種負(fù)離子，例如碳酸根、碳酸氫根、二氧化碳的對比關(guān)系。在富營養(yǎng)化水體中，隨著富營養(yǎng)化的發(fā)展，由于藻類光合作用消耗水中的二氧化碳，致使水中氫離子減少而導(dǎo)致PH值升高，呈現(xiàn)PH值隨藻類生長而顯著增高趨勢[6] 。

圖2 中心河水溫T監(jiān)測值 圖3中心河PH值監(jiān)測值

（3）關(guān)于中心河溶解氧DO監(jiān)測值的分析

從圖4中可知，中心河水體中溶解氧最小值是1.6mg/L,最大值是3.78mg/L。除了7月至8月溶氧量值低于標(biāo)準(zhǔn)外，#1處溶氧量值從5月至8月間亦低于標(biāo)準(zhǔn)值，此處根據(jù)實際調(diào)查確是存在嚴(yán)重的富營養(yǎng)化以及嚴(yán)重的污水排放情況。潔凈水體中的溶解氧一般接近飽和，如果水體受到有機(jī)物質(zhì)和還原性物質(zhì)污染時，溶解氧會低于飽和值，尤其當(dāng)藻類在水面形成遮光阻氣層時，影響大氣氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光合作用受阻，會使低層溶解氧大幅度降低，甚至趨于零值。此時將會導(dǎo)致厭氧微生物繁殖、水質(zhì)惡化。

（4）中心河生化需氧量監(jiān)測值的分析

從圖5中可看出中心河生化需氧量的變化范圍是23mg/L～47mg/L， 明顯高于IV類水體的生化需氧量標(biāo)準(zhǔn)值。生化需氧量越高，表示水中需氧有機(jī)污染物越多。

圖4中心河溶解氧DO監(jiān)測值 圖5中心河生化需氧量監(jiān)測值

（5）中心河化學(xué)需氧量監(jiān)測值的分析

如圖6中所示，中心河重鉻酸鉀指數(shù)較高，變化范圍為62mg/L～110mg/L,最大值出現(xiàn)在6月的#1處。重鉻酸鉀指數(shù)是表征水體中可被高錳酸鉀氧化的物質(zhì)，主要是有機(jī)物的含量。是一項重要的水質(zhì)參數(shù)。在富營養(yǎng)化水體中由于浮游植物強(qiáng)烈的光合作用生成了大量的有機(jī)體，使水體的化學(xué)耗氧量明顯增高。5月至7月間，中心河的重鉻酸鉀指數(shù)足以體現(xiàn)。

（7）中心河氮氨含量監(jiān)測值的分析

如圖7所示，中心河氮氮濃度都較高。最大偏差為1.96mg/L。最大值出現(xiàn)在6月，最小值出現(xiàn)在11月。氮氨濃度較高時必然會導(dǎo)致水域的富營養(yǎng)化。中心湖氮氨變化范圍為1.85～4.97mg/L。達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值僅為#3處的1,2,11,12月數(shù)據(jù)以及#2處的1月數(shù)據(jù)。且#1處的數(shù)據(jù)均高于其它監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可見#1處的富營養(yǎng)化最為嚴(yán)重。

可見對中心湖進(jìn)行整治規(guī)劃勢在必行也刻不容緩。

圖6中心河化學(xué)需氧量監(jiān)測值圖7中心河氨氮含量監(jiān)測值

3.3水生態(tài)環(huán)境修復(fù)

中心河是貫穿上師大奉賢校區(qū)，與新農(nóng)河和月亮湖等其他水域連通，因此它不僅和其他水體一起調(diào)節(jié)了局部氣候，同時也具有一定的欣賞價值。但是由于疏于管理，導(dǎo)致目前中心湖富營養(yǎng)化程度嚴(yán)重，生物多樣性遭到破壞，因此有必要對該河流進(jìn)行治理，并需要通過多種方法的結(jié)合，已到達(dá)徹底修復(fù)河道水生態(tài)系統(tǒng)的目的。

3.3.1處理河流底部沉積物

富營養(yǎng)化湖泊中的底部沉積物常是一個營養(yǎng)庫，在一定條件下可不斷釋放磷，這稱為內(nèi)部負(fù)荷。當(dāng)外部負(fù)荷減少后， 內(nèi)部負(fù)荷可補(bǔ)償，使富營養(yǎng)化現(xiàn)象繼續(xù)存在[7]。底泥疏浚與覆蓋技術(shù)是河流污染治理中普遍采用的措施之一，可以較大程度的消減底泥對上覆水體的污染貢獻(xiàn)率，進(jìn)而解決內(nèi)源釋放而造成的二次污染問題，并為后續(xù)的生物技術(shù)介入創(chuàng)造出良好的生態(tài)條件。通過挖泥疏浚可以直接去除底泥中的營養(yǎng)鹽含量，減輕內(nèi)部負(fù)荷對湖泊的影響[8]。

3.3.2水生動物修復(fù)技術(shù)

水體中的藻類除受營養(yǎng)物質(zhì)的控制外，也受到浮游動物和魚類的控制。因此，可以通過放養(yǎng)浮游動物和魚類來達(dá)到改善區(qū)域性水水質(zhì)的目的。常用于攝食藻類的魚類有螺螄、鰱魚、鳙魚、鯽魚等。根據(jù)調(diào)查，蚌類可以將水中懸浮的藻類及有機(jī)碎屑濾食；螺螄主要攝食固著藻類，同時分泌促絮凝物質(zhì)，使湖水中懸浮物質(zhì)絮凝；濾食性魚類，如鰱魚、鳙魚等可以有效去除水體中的綠藻類物質(zhì)。我國的謝平、劉健康等（1999年）提出旨在控制藍(lán)藻水華的非經(jīng)典生物操縱法[9]可供參考。

3.3.3河道補(bǔ)水

可通過增加水利設(shè)施并加以調(diào)控，引入上游或者附近水源，加快水流速度等。既補(bǔ)充河道水量，又可以沖刷稀釋污染水域，置換死水區(qū)的河水，使河流由厭氧狀態(tài)變?yōu)楹醚酰诙虝r期內(nèi)降低水體的污染負(fù)荷，改善水生動物、水生植物的生存環(huán)境，提高河流的自凈能力，改善水環(huán)境質(zhì)量[8]。

通過上述三種方法的結(jié)合使用，中心河水質(zhì)有了明顯的改善。

4.結(jié)論與建議

相較于化學(xué)修復(fù)法的易造成二次污染和物理修復(fù)法的治標(biāo)不治本，生物生態(tài)修復(fù)法具有工程造價相對較低，不需耗能或低耗能，運(yùn)行成本低廉，處理效果好且不會形成二次污染的特點(diǎn)。近年來這種技術(shù)發(fā)展很快，在國外已經(jīng)達(dá)到工程實用化的程度，并且積累了系列觀測數(shù)據(jù)。通過對上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)中心河水質(zhì)監(jiān)測與相應(yīng)的修復(fù)處理，可以得出以下結(jié)論及建議。

交疏挖底泥處理法，水生動物修復(fù)和河道補(bǔ)水法更具有可持續(xù)發(fā)展性，不僅可以節(jié)約財力，更可以全面改善生態(tài)環(huán)境，利用自然自我修復(fù)和凈化的能力改善水質(zhì)。

富營養(yǎng)化湖泊中的底部沉積物是一個營養(yǎng)庫，單獨(dú)采用水生動物修復(fù)或河道補(bǔ)水法，很難在短期內(nèi)有效改變河道水質(zhì)，所以定期清理河流底部沉積物是必須的。

在水域內(nèi)放置生態(tài)浮床，并放養(yǎng)攝食藻類的魚類等，以構(gòu)成生物鏈。以達(dá)到在修復(fù)水質(zhì)的同時增加河域的觀賞性的目的。

加強(qiáng)點(diǎn)源和面源污染治理，通過加強(qiáng)截污納管建設(shè)，加快城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)工程建設(shè)，從而從源頭上根治水生態(tài)污染狀況。

參考文獻(xiàn)

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1450-1454.

[2]蘇冬艷,崔俊華,晁聰,等. 污染河流治理與修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J],河北工程大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2008,25(4),56-60.

[3]楊士弘.城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境學(xué)[M],北京：科學(xué)出版社，2003,103-133.

[4]《水和廢水監(jiān)測分析方法》第三版，中國環(huán)境科學(xué)出版社,1989.

[5]《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則―地面水環(huán)境》（HJ/T2.3）對中心河采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB3838-2002）中規(guī)定的IV類水標(biāo)準(zhǔn).

[6]張勇.城市淺水景觀湖水質(zhì)模型研究[D],太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文,2006.5.

[7]張鎮(zhèn),劉桂民. 當(dāng)前我國湖泊富營養(yǎng)化治理的進(jìn)展及思考[J],工業(yè)安全與環(huán)保,2007,33(10),

50-52.

篇3

（福州市水利電力管理站，福建 福州 350000）

【摘　要】根據(jù)生態(tài)溫泉城開發(fā)的目標(biāo)，提出項目區(qū)河道整治的主要技術(shù)措施，應(yīng)以水質(zhì)處理、人工湖、水上樂園、漂流河段等主要的水景觀建設(shè)為重點(diǎn)，帶動其它河段和支流的治理。在護(hù)岸設(shè)計中應(yīng)以生態(tài)修復(fù)為主導(dǎo)，不宜采用渠道化設(shè)計。可供同類工程參考。

關(guān)鍵詞 河道治理；生態(tài)修復(fù)；人水和諧

1　工程概況

1.1　基本情況

桂湖生態(tài)溫泉城根據(jù)規(guī)劃布局，建設(shè)大型游樂園、主題演藝劇場、國際會議中心、國際溫泉品牌酒店和溫泉度假別墅群等項目，占地面積為36km2，該項目總投資達(dá)40億人民幣。

該項目區(qū)處于盆谷地帶，主河道從項目區(qū)中部穿行而過，該河道流域面積186.7km2，河道長30.9km，治理河段內(nèi)水系發(fā)達(dá)，左岸有8條支流匯入，右岸有7條支流匯入。該地區(qū)地下水豐富，特別是溫泉儲量大，水溫高，質(zhì)量優(yōu)。上游還建有月洋、溪下兩座小（一）型水庫。

1.2　河道治理的目標(biāo)

治理目標(biāo)應(yīng)以“河暢水清、功能健全、岸綠景美、人水和諧”為主，堅持“因地制宜、綜合治理、建管同步、完善機(jī)制”的原則，從“河道疏竣、岸坡整治、生態(tài)修復(fù)”為主要整治措施，達(dá)到河道功能恢復(fù)，水質(zhì)潔凈優(yōu)良，生態(tài)系統(tǒng)良性，景觀文化可持續(xù)的目標(biāo)。

2　主要的水景觀建設(shè)的技術(shù)措施

2.1　水質(zhì)處理的技術(shù)措施

該項目區(qū)上游有一個規(guī)模大、歷史久的垃圾處理場，它對項目區(qū)的河道已造成嚴(yán)重的水質(zhì)污染。垃圾的露天堆放、發(fā)酵、雨水沖刷不僅污染地表水，也污染地下水。垃圾的焚燒嚴(yán)重污染空氣，垃圾的深埋嚴(yán)重污染土壤和地下水，因此，這種最原始的垃圾處理方法后患無窮。針對項目區(qū)存在水質(zhì)污染問題，我們認(rèn)為應(yīng)該改變垃圾處理方法。建議措施：（1）垃圾不隔夜處理，減少垃圾發(fā)酵時間。（2）采用大功率壓縮機(jī)把垃圾壓制成塊，減少體積，減少含水量。（3）對垃圾烤干后包裝。（4）將垃圾運(yùn)輸入倉。（5）最后進(jìn)入垃圾發(fā)電廠。這種垃圾處理方法應(yīng)在市區(qū)興建垃圾預(yù)處理場和污水處理廠， 在山上興建垃圾發(fā)電廠。對原已造成的水質(zhì)污染（地表水和地下水）的應(yīng)興建一座小（一）型水庫，總庫容約200萬立方米左右，并新開挖引水渠和隧洞，把污染的水引入庫區(qū)進(jìn)行凈化，徹底解決水質(zhì)污染問題。

2.2　人工湖和低壩的建造

在項目區(qū)中部的干流上有較大、較深的水潭，還有一座小廟和小山包，選擇該處建造較大的人工湖條件非常優(yōu)越，人工湖面積應(yīng)達(dá)1萬平方米左右，小山正好處于湖中心，成為湖心島，同時配套建設(shè)水上樂園項目。

河道干流坡降較小，兩岸地面平坦，是理想的重點(diǎn)建筑群所在地。由于上游兩座水庫的調(diào)節(jié)，枯水期流量偏小，會造成河床露灘影響景觀，建議在河道上修建低壩營造水面景觀。根據(jù)地形和需要建議興建3~5座低壩，壩高1.5m左右。

2.3　開發(fā)漂流項目

充分利用干流上游的小（一）型水庫的調(diào)節(jié)作用，開發(fā)漂流項目。原有漂流項目由于配套設(shè)施不完整、經(jīng)營不善等原因而倒閉，應(yīng)吸取教訓(xùn)。該漂流河道寬50～60m，河道兩岸環(huán)境優(yōu)美，開發(fā)前景良好，在河道整治時應(yīng)給予考慮，不能對原始狀態(tài)造成太大的破壞。應(yīng)種植些花草，蓋些小樓亭等休閑場所。

2.4　天然瀑布的開發(fā)

左支流的中部有一座以灌溉為主要功能的小（一）型水庫，在大壩下游30m處，有處高度達(dá)90多米的懸崖峭壁是天然的瀑布群。由于水庫灌溉面積的萎縮，水庫的功能發(fā)生了改變，今后可利用其作為天然瀑布，對周邊環(huán)境的改善和提升，其效益不可估量。在該段河岸兩邊興建溫泉養(yǎng)生場所是最佳的選擇。

3　河道整治幾個技術(shù)方案的選擇

3.1　護(hù)岸形式的選擇

護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)材料多種多樣，各有優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)該項目區(qū)的地形、地貌、河道整治目標(biāo)等綜合分析比較，我們認(rèn)為采用生態(tài)的護(hù)岸形式，有利于水生物的棲息和生長。河道下游的左岸大部分為陡坡，抗沖能力強(qiáng)，不能采用工程措施，應(yīng)保留原有自然生態(tài)形式，護(hù)岸型式應(yīng)采用干砌石方案。

3.2　河道彎道的處理措施

在開發(fā)區(qū)規(guī)劃中，為了土地面積的最大化，河道采用了改道設(shè)計，即截彎取直。這種措施，既改變了原河道自然環(huán)境，又加大了河道的坡降，該方案不宜采用。

在河道彎道處，河道寬度比較大，即灘地比較大，處理措施不能縮小河道寬度，也不能清除灘地，該河道的彎道處有一片河卵石灘非常好看，一定要保留。

3.3　河道的防沖設(shè)計

河道的防洪堤設(shè)計應(yīng)根據(jù)河道的地形地貌和保護(hù)對象的不同，采用防洪設(shè)計或防沖設(shè)計。例如山區(qū)河道，坡降大，保持對象是農(nóng)田，應(yīng)采用防沖設(shè)計，平原河道，坡降小，保護(hù)對象是城鎮(zhèn)和村莊，應(yīng)采防洪設(shè)計。根據(jù)該項目區(qū)的保護(hù)對象，主河道應(yīng)采用防洪設(shè)計，支流應(yīng)采用防沖設(shè)計，這樣有利節(jié)約投資和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

4　結(jié)語

該項目區(qū)的河道整治，需要各部門和各專業(yè)人員的緊密配合，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，提出最優(yōu)的整治方案。應(yīng)以“河暢，水清、岸綠、生態(tài)修復(fù)”為前提，抓住重點(diǎn)水景觀項目的設(shè)計，帶動其它河段和支流的整治，打造出全新的同項目區(qū)相匹配的水環(huán)境，做到人水和諧。

參考文獻(xiàn)

［1］張曉蘭.我國中小河流治理存在的問題及對策[J].水利發(fā)展研究,2005.

篇4

關(guān)鍵詞：截污納管；排污口；河道生態(tài)治理；黑臭；復(fù)合處理方法與技術(shù)

中圖分類號：TU992.25

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16749944（2017）10004903

1 引言

任由排污口污水不斷排入河道顯然不可取，在現(xiàn)今河道排污口及河道生態(tài)治理過程中有多種處理方法及技術(shù)，P者在各種水處理及河道水質(zhì)修復(fù)治理的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身的經(jīng)驗與探索，對溫州市甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)河道排污口及生態(tài)修復(fù)治理作了一整套的復(fù)合處理方法及技術(shù)總結(jié)。

2 排污口截污并管技術(shù)

由于甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)普遍存在河道兩岸排污口較多，大多位于常水位以上30～80 cm的范圍，少數(shù)排污口為半水下式，不排除水下存在不可見排污口。排污口現(xiàn)狀如圖1、2。

排污口截污并管技術(shù)：沿河兩邊各設(shè)一根污水總管，標(biāo)高要低于每邊最低排污口的標(biāo)高。管道安裝采用吊支架的方式，管道支架采用DN40鍍鋅鋼管樁打入河岸側(cè)壁的方式。河兩邊污水分別集中至河道下游排污口最低位置，在河道下游最低位置設(shè)集水井及污水提升泵，污水提升泵將污水提升至WS-AO預(yù)制玻璃鋼曝氣生物濾池。

3 排污口WS-AO 一體化玻璃鋼生物濾池技術(shù)

河道排污口采用排污口截污并管技術(shù)后，在下游集

水井內(nèi)污水經(jīng)提升進(jìn)入WS-AO一體化玻璃鋼生物濾池，WS-AO一體化玻璃鋼生物濾池為預(yù)制玻璃鋼產(chǎn)品，外加鍍鋅鋼管等防護(hù)結(jié)構(gòu)（DN32鍍鋅鋼管+石籠網(wǎng)+級配石英砂填充）。

該生物濾池采用玻璃鋼一次手工制作成型。內(nèi)部共分4倉，1、2倉為接觸氧化池，接觸氧化池內(nèi)設(shè)組合填料+Φ215曝氣器，池外設(shè)渦旋鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過氣管向池內(nèi)鼓風(fēng)曝氣。

接觸氧化池內(nèi)組合填料表面生長著吸附、降解有機(jī)污染物能力極強(qiáng)的由多種微生物組成的生物膜，污水中有機(jī)污染物經(jīng)微生物膜，游離微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可達(dá)75%～85%，BOD5去除率可達(dá)90%～95%，NH3-N去除度可達(dá)50%～60%。由于生物膜上微生物的老化死亡，生物膜將會從濾料表面脫落下來，然后隨著廢水流出池外。由于生物膜的吸附作用，在它的表面往往附著一層薄薄的水層，水中的有機(jī)物被生物膜所氧化，其濃度要比濾池進(jìn)水中有機(jī)物的濃度低得多，因此當(dāng)廢水在濾料表面流動時，有機(jī)物就會從運(yùn)動著的廢水中轉(zhuǎn)移到附著在生物膜表面的水中去，并進(jìn)一步被生物膜所吸附。同時，空氣中的氧也將經(jīng)過廢水而進(jìn)入生物膜。生物膜上的微生物在氧的參與、作用下對有機(jī)物進(jìn)行分解和機(jī)體新陳代謝，產(chǎn)生了包括二氧化碳等無機(jī)物，它們又沿著相反的方向，即從生物膜經(jīng)過附著水排到流動著的廢水及空氣中去；在此過程綜合作用下，廢水中有機(jī)物的含量大大減少，因而得到了凈化。

在該池中發(fā)生的主要生物反應(yīng)可描述為：

BOD+O2=CO2+H2O+新好氧污泥（1）

接觸氧化池出水進(jìn)入斜板沉淀池，沉淀池內(nèi)設(shè)PP斜管，生物膜、固體懸浮物及多余污泥在沉淀池內(nèi)沉淀除去，較消澈出水再進(jìn)入砂濾池。砂濾池內(nèi)設(shè)粒徑為5～15 mm的石英砂，經(jīng)過石英砂過濾的清潔出水進(jìn)入下一級過濾。

該WS-AO預(yù)制玻璃鋼曝氣生物濾池有效解決了現(xiàn)今排污口污水污染河道的問題，且一體化玻璃鋼預(yù)制曝氣生物濾池整體安裝簡單，形體小，不占用河道面積，處理高效。經(jīng)過復(fù)合人工濕地處理出水可達(dá)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）Ⅱ類污染物中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)后排入河道。

4 復(fù)合人工濕地凈化技術(shù)

該復(fù)合人工濕地凈化技術(shù)用于凈化處理河道水質(zhì)，河水中含有大量的有機(jī)污染物、固體懸浮物、N、P等污染物，嚴(yán)重污染河道，該人工濕地可直接放于河道內(nèi)，采用毛竹樁防護(hù)結(jié)構(gòu)。

該人工濕地包括豎流沉淀池、集水井、Ⅰ級復(fù)合濕地床、Ⅱ級復(fù)合濕地床及清水池。

此技術(shù)用于凈化河道水質(zhì)，河水通過進(jìn)水口進(jìn)入豎流沉淀池，在中心導(dǎo)流筒內(nèi)泥水分離，清水沿著溢流堰流入集水井內(nèi)，在集水井內(nèi)，河水由潛污泵提升進(jìn)入Ⅰ級復(fù)合濕地床及Ⅱ級復(fù)合濕地床，兩級復(fù)合濕地床均由兩道濾層組成，第一層濾層由過濾棉+密目鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，第二層濾層由錳砂濾料組成，Ⅰ級復(fù)合濕地床錳砂粒徑由1.2～2.0 mm組成，Ⅱ級復(fù)合濕地床錳砂粒徑由0.6～1.2 mm組成，兩級復(fù)合濕地床錳砂濾料即起到對污染物截留作用，同時，錳砂又有除鐵、錳、砷的功能。最后出水在清水池內(nèi)投加除藻劑（CuSO4），隨清澈出水一起流入河道，有效殺滅河水中的藻類。

復(fù)合濕地床上可種植空心菜、水芹菜等水生蔬菜，亦可種植黃菖蒲、鳶尾等挺水植物品種。挺水植物可隨季節(jié)收割。

集水井內(nèi)污水提升和除藻劑投加計量泵均采用太陽能發(fā)電供電，因此，無需另外設(shè)動力提升。

該復(fù)合型人工濕地能有效改善河道水質(zhì)，整體安裝簡單，形體小，不占用河道面積，處理高效，對于河道水質(zhì)的長期凈化與維持，效果顯著。

5 太陽能生態(tài)浮島組合修復(fù)技術(shù)

太陽能生態(tài)浮島組合修復(fù)技術(shù)采用生態(tài)及生化技術(shù)用于凈化處理河道水質(zhì)，生態(tài)浮島采用浮盆+UPVC外框架的形式，生態(tài)浮島上種植挺水植物，利用挺水植物對各種植物的吸收和富集功能不同來凈化河道水質(zhì)，河道太陽能曝氣板設(shè)于組合式生態(tài)浮島的正中間，采用蓄電池蓄積太陽能，用于陰雨天時曝氣使用。浮島下方懸掛￠150×80 mm組合填料，填料下方懸掛￠65×1000 mm管式曝氣器（三元乙丙橡膠材質(zhì)）。

太陽能板收集的太陽能在蓄電池內(nèi)收集并轉(zhuǎn)化成電能，通過鼓風(fēng)機(jī)至生態(tài)浮島下方的管式微孔曝氣器內(nèi)，管式微孔曝氣器產(chǎn)生1～2 mm的氣泡，單根管式微孔曝氣器充氧能力≥0.40 kg O2/h；

橡膠膜片在壓縮空氣的壓力下?lián)伍_向水體充氧，釋放的氣泡直徑約為1.0～2.0 mm，在曝氣停止時微孔閉合，以達(dá)到防堵塞、防倒灌、防逆流的使用要求，確保污水不會進(jìn)入曝氣系統(tǒng)，并防止污泥堵塞。長時間的停止工作后，仍能正常地恢復(fù)曝氣。

硅橡膠膜片套附在高強(qiáng)度的ABS支撐管的外壁上，二端采用不銹鋼套環(huán)將膜片與支撐管固定。支撐管開孔處為整張膜片無孔區(qū)，確保在長時間運(yùn)行后，不會發(fā)生膜片變形現(xiàn)象；同時當(dāng)曝氣停氣時，由于水壓的作用和膜本身的回彈作用，使膜片壓于支撐管上，防止污水回流。

生態(tài)浮島下方懸掛的組合填料表面生長著吸附、降解有機(jī)污染物能力極強(qiáng)的由多種微生物組成的生物膜，污水中有機(jī)污染物經(jīng)微生物膜，游離微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可達(dá)75%～85%，BOD5去除率可達(dá)90%～95%，NH3-N去除率可達(dá)50%～60%。有效去除河水中的有機(jī)污染物。

6 微生物脫氮除磷及強(qiáng)化消解底泥技術(shù)

由于河道長期受周邊生活污水及少量工業(yè)廢水的污染，河水及河道底泥存在大量的N、P及有機(jī)物，采用ISSA PGPR原位生態(tài)修復(fù)處理技術(shù)強(qiáng)化消解底泥、脫氮除磷。

生物處理法是利用生物（即細(xì)菌、霉以及原生動物）的代謝作用處理各種廢水的方法，而維持微生物代謝必需有各種營養(yǎng)物質(zhì)和能量。

6.1 工藝流程

通過把激活原位ISSA PGPR微生物所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)（微量元素，蛋白質(zhì)，酶及其他載體）通過納米技術(shù)及微包覆技術(shù)制成生物材料，投放在人工建立的生物平臺上，然后在生物平臺的一邊通過泵和水管將河流中的污水抽入生物平臺內(nèi)，利用緩釋技術(shù)把顆粒溶解后在另一邊通過水管流入到河流中，這些顆粒營養(yǎng)物質(zhì)連續(xù)不斷地激活水環(huán)境中的PGPR微生物，使之不斷繁殖，然后通過微生物的有氧反硝化作用去氮，以及建立高效食物鏈來降低水體中的富營養(yǎng)物質(zhì)如氮、磷等，從而達(dá)到降解的效果（圖3）。

6.2 技術(shù)產(chǎn)品特征

（1）生物材料是一種聚羥基脂肪酸酯的有機(jī)高分子的材料，是很多微生物合成的一種細(xì)胞內(nèi)聚酯。它具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的熱加工性能，具有較好的水解穩(wěn)定性的特點(diǎn)，還常作為一種性能優(yōu)良的環(huán)保生物塑料，又具有許多可調(diào)節(jié)的材料性能，成本也很低，額外的附加值也很高。

（2）生物平臺比較精美，方便運(yùn)輸，且運(yùn)行成本較低。

（3）微生物的原位選擇性激活：選擇性的激活水環(huán)境中原有的PGPR微生物，無需另外投放微生物。

（4）污染物的原位理：就地把污染物轉(zhuǎn)化為微生物及其他生物的“食物”，由傳統(tǒng)的“轉(zhuǎn)移對抗”變成“和諧利用” 。

（5）整體修復(fù)：不僅改善水質(zhì)，恢復(fù)水體生態(tài)，而且可以降低淤泥中富營養(yǎng)物質(zhì)，實現(xiàn)生物除淤（淤泥體積最高減量可達(dá)40%）。

（6）食物鏈：通過低端微生物的快速繁殖來加速食物鏈的形成并快速改善高端生物的生長環(huán)境，大大加速“食物鏈”的效果：氨氮和總磷的下降，透明度及溶氧的增加。

（7）植物促生作用：PGPR能很好地促進(jìn)水生植物的生長。

（8）適用范圍廣：pH值范圍4.5～10.5，水溫不超過50℃，激活廣譜的原位PGPR微生物，可修復(fù)不同類型的水體污染，并實現(xiàn)水環(huán)境的綜合治理。

6.3 技術(shù)優(yōu)勢

（1）傳統(tǒng)的生物處理是采用對抗處理法、針對特定的污染物投入特定的菌種，處理的污染物單一且效果不明顯，污染物也只是相對地轉(zhuǎn)移而已；生態(tài)修復(fù)技術(shù)是采用和諧處理法，投入生物材料后原位處理，激活很多微生物菌種，針對的污染物廣泛，處理的污染物全面效果也很明顯。

（2）傳統(tǒng)的生物處理會產(chǎn)生大量的污泥，而污泥的處理有需要額外的物理法來處理；該生態(tài)修復(fù)技術(shù)將采用生物清淤的辦法，直接通過微生物作用使底泥能夠減少。

（3）傳統(tǒng)的生物處理投入的菌種需要一定的適應(yīng)期，成活率不高，對污染物的降解過程比較緩慢，降解率低，短時間內(nèi)效果不明顯；該生態(tài)修復(fù)技術(shù)是通過原位激活微生物，沒有適應(yīng)期，微生物快速繁殖，見效快，降解效果也很明顯，2個月水質(zhì)明顯改善，一年內(nèi)基本恢復(fù)水體生態(tài)，實現(xiàn)水質(zhì)提升到五類甚至四類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）傳統(tǒng)的生物處理采用曝氣的方法，成本高，需要大型的鼓風(fēng)機(jī)和許多曝氣機(jī)、安裝工程量大、耗電量大、且在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生很大的噪音，嚴(yán)重影響周圍的生活環(huán)境；生態(tài)修復(fù)技術(shù)成本低，只需要一臺0.37 kW的小型泵，安裝攜帶都方便，耗電量低，且無噪聲。

（5）傳統(tǒng)的生物處理后的水體自凈能力差，且效果不保持；生態(tài)修復(fù)技術(shù)處理后的水體自凈能力強(qiáng)，效果持續(xù)長久。

7 水生動植物長效修復(fù)技術(shù)

水生動植物的長效修復(fù)技術(shù)使人工干預(yù)凈化向自然生態(tài)修復(fù)轉(zhuǎn)化。

針對溫州市甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)河水中N、P濃度普通在10 mg/L以上，N、P濃度普通較高。因此，在水生植物修復(fù)方面，選取抗逆性、適應(yīng)性及對N、P濃度的富集性均較強(qiáng)、繁殖系數(shù)大、生長速度快，水肥吸收能力強(qiáng)，植株相對高大、對其他水生植物有強(qiáng)烈郁閉和侵?jǐn)_作用，極易形成單一優(yōu)勢群落的挺水植物。在河道內(nèi)較多的選擇荷花、再力花、蘆葦?shù)扔^賞價值高且易種植的植物，以達(dá)到“曲院風(fēng)荷”的效果。

向富營養(yǎng)化的水體中放養(yǎng)水生動物，如魚、蝦、螺、貝等，在水生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與流動中具有特殊的地位和作用。一方面，可以捕食底質(zhì)中大量的有機(jī)質(zhì)及腐敗的水生植物殘體等，大幅度降低底質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量及營養(yǎng)物質(zhì)的釋放；另一方面，大型螺類等釋放的某些物質(zhì)又是水體中天然的絮凝劑，可以降低水中的懸浮物顆粒并吸附大量的氮磷營養(yǎng)鹽。通過建立水生動物群，能進(jìn)一步恢復(fù)物種多樣性，促進(jìn)水體的微循環(huán)，為其他水生生物的生長創(chuàng)造更佳條件（圖4）。

8 結(jié)語

通過工程治理過程實踐總結(jié)的一些經(jīng)驗和技術(shù)，對溫州市甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)河道污染嚴(yán)重的情況乃至全國的河道污染處理技術(shù)都還需要進(jìn)一步的探索和研究，改進(jìn)和創(chuàng)新。隨著河道治理技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，河道污染也將逐步改善，最終得以根治。

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篇5

全面實施生態(tài)修復(fù)治理，從實踐上實現(xiàn)生態(tài)涵養(yǎng)實施了國家水土保持工程、京津風(fēng)沙源工程、國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理和山區(qū)小流域綜合治理等工程，累計治理水土流失面積615平方千米，建成9條生態(tài)清潔小流域，水源涵養(yǎng)和植被凈化功能明顯增強(qiáng)。實施了永定河上游水質(zhì)改善工程，推進(jìn)永定河流域點(diǎn)源污染治理和沿線25個村的面源污染治理，新建污水處理設(shè)施119套，每年處理永定河三家店攔河閘上游污水200萬立方米。實施了永定河河道生態(tài)修復(fù)工程，有效改善了濕地生態(tài)系統(tǒng)。

推進(jìn)生態(tài)涵養(yǎng)與生態(tài)產(chǎn)業(yè)同步發(fā)展在大力加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)的同時，以溝域經(jīng)濟(jì)為載體，加快培育替代產(chǎn)業(yè)，積極推進(jìn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，努力實現(xiàn)生態(tài)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的良性互動。按照生態(tài)修復(fù)與生態(tài)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的思路，結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)和工礦廢棄地位置，分別將廢棄礦山、舊灰窯、采石場建成休閑公園、特色種植養(yǎng)殖基地等，引進(jìn)社會資本參與生態(tài)修復(fù)，積極發(fā)展休閑旅游、生產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，使生態(tài)修復(fù)與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展初步實現(xiàn)良性互動。

門頭溝區(qū)廢棄礦山生態(tài)修復(fù)工作取得了顯著成效。全區(qū)森林覆蓋率達(dá)到35.57%；林木綠化率達(dá)到56.63%；水土流失初步治理率達(dá)到92.6%，退化土地治理率達(dá)到81.1%；礦山土地治理面積13093畝，礦山土地復(fù)墾率達(dá)到57.83%，受保護(hù)地面積占到全部陸地面積的49.7%，有力地保護(hù)了生物多樣性，使區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)一步改善，環(huán)境質(zhì)量明顯提升，城鄉(xiāng)環(huán)境面貌大為改觀。門頭溝區(qū)生態(tài)修復(fù)存在的主要問題短期行為，后期維護(hù)管理不到位門頭溝區(qū)生態(tài)修復(fù)工作依托的是生態(tài)修復(fù)項目的實施，項目完成后，后續(xù)管護(hù)資金跟不上，無法維持生態(tài)修復(fù)工程的持續(xù)性，使生態(tài)修復(fù)的效果得不到有效保護(hù)。

配套資金不足，資金籌措難度大門頭溝區(qū)是典型的石質(zhì)山區(qū)類型，山高、坡陡、土層薄、水源匱乏等自然條件造成生態(tài)修復(fù)難度大、成本高，而生態(tài)修復(fù)又是一項長期的系統(tǒng)工程，生態(tài)修復(fù)的范圍急需進(jìn)一步擴(kuò)大，因此門頭溝區(qū)生態(tài)修復(fù)工作任重而道遠(yuǎn)，這就需要充足的資金作為堅實后盾予以保障。目前來看，財政資金方面主要存在的問題，一是由于本區(qū)財力的限制，資金明顯不足，籌措資金難度較大；二是一些預(yù)算單位項目申報時研究報告缺乏可行性，導(dǎo)致項目批復(fù)延誤或者不被立項。

生態(tài)修復(fù)處于示范階段，地區(qū)間發(fā)展不平衡幾年來，重點(diǎn)對108、109國道沿線、風(fēng)景名勝區(qū)周圍可視范圍內(nèi)的廢棄礦山山體進(jìn)行了修復(fù)，其他大面積廢棄礦山還沒開始修復(fù)，急需總結(jié)成熟的經(jīng)驗進(jìn)行大面積推廣，加大生態(tài)修復(fù)力度。

門頭溝區(qū)開展生態(tài)修復(fù)的對策加強(qiáng)宣傳，樹立長期堅持的意識生態(tài)修復(fù)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要長期艱苦努力地工作，應(yīng)充分利用媒體廣泛宣傳，做到人人關(guān)心、參與、支持生態(tài)修復(fù)工作，使生態(tài)修復(fù)工作能夠長期堅持下去。

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關(guān)鍵詞：大石埠水庫；水生態(tài)修復(fù)；措施

中圖分類號 TV697 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）14-103-02

大石埠水庫位于江蘇省東海縣西部丘陵地區(qū)的高流河支流桃林河上游，距東海縣城30km，水庫設(shè)計以防洪和灌溉為主，結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖等進(jìn)行綜合利用。另外，通過龍良河為東海縣的賀莊水庫、昌黎水庫、西雙湖水庫等中、小水庫提供水源，對解決東海縣西部水源問題有著重要意義。根據(jù)最近幾年的水質(zhì)監(jiān)測評價結(jié)果，大石埠水庫水質(zhì)不穩(wěn)定，局部時段出現(xiàn)了總磷、總氮較嚴(yán)重超標(biāo)現(xiàn)象，水質(zhì)達(dá)到了中營養(yǎng)――輕度富營養(yǎng)化程度，存在著一定的安全隱患。

保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)是水利事業(yè)的新課題，也是環(huán)境水利的重要體現(xiàn)。在當(dāng)前“實行最嚴(yán)格水資源管理”制度的形勢下，為扼守“三條紅線”，特別是第三條紅線提出的“加強(qiáng)水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)”的目標(biāo)任務(wù)，保證人民群眾的用水安全，改善水庫庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境，保持良好的水質(zhì)，對大石埠水庫進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)顯得極其迫切和重要。本文結(jié)合最近幾年對大石埠水庫的實地勘查，對大石埠水庫的水生態(tài)修復(fù)措施進(jìn)行初步的探討。

1 應(yīng)遵循的原則

在編制水生態(tài)修復(fù)方案工作中，應(yīng)遵循如下原則：

1.1 改善水庫水質(zhì)的原則 水庫庫區(qū)生態(tài)修復(fù)措施及工程措施實施以后，能夠有效減少入庫污染物總量，使水質(zhì)得到逐步改善。

1.2 建立生物隔離帶和濕地相結(jié)合的原則 利用防護(hù)隔離帶的攔截作用，防止農(nóng)田的地表徑流所攜帶的污染物進(jìn)入水庫水體，防護(hù)隔離帶的植物的根系能固土護(hù)岸，減少水土流失。通過庫區(qū)及河口濕地建設(shè)，增加生物的多樣性，充分發(fā)揮濕地的自然凈化功能。通過土壤和植物的吸附、截流及交替氧化還原和微生物降解等措施，使水質(zhì)逐步凈化。

1.3 結(jié)合實際的原則 在生態(tài)修復(fù)方案中，對濕地、林地和水庫庫區(qū)水生植物的選擇，既要考慮對當(dāng)?shù)貧夂蚣暗乩怼⒌匦蜅l件的適應(yīng)能力，也要考慮其吸收凈化污染物的能力，還要考慮維持整體的生態(tài)平衡和注重景觀美化效果。

1.4 充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益的原則 在隔離帶和濕地建設(shè)中，要充分利用本地的原有物種和經(jīng)過改良后的引進(jìn)物種，布局有較好經(jīng)濟(jì)價值的植物，為庫區(qū)的老百姓創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。堅持以項目維護(hù)和經(jīng)費(fèi)投入最小化的運(yùn)作方式，努力做到經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

1.5 分步實施推進(jìn)的原則 水庫的水生態(tài)修復(fù)工程量較大，生態(tài)修復(fù)項目的實施，可采取近期與遠(yuǎn)期相結(jié)合的方法，科學(xué)規(guī)劃和制定實施方案，分期、分批實施項目。

2 大石埠水庫水環(huán)境現(xiàn)狀及原因分析

2.1 大石埠水庫水質(zhì)狀況 通過收集整理大石埠水庫近4a的水質(zhì)監(jiān)測資料，并按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行類別分析，按照《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行營養(yǎng)狀態(tài)評價，結(jié)果表明：在近4a的50次水質(zhì)監(jiān)測中，Ⅱ類水15次，占評價總測次的30%，Ⅲ類水25次，占評價總測次的50%，Ⅳ類水10次，占評價總測次的20%；水庫水體一直處于中營養(yǎng)至輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。自2009年起，大石埠水庫曾連續(xù)出現(xiàn)中度富營養(yǎng)狀態(tài)，富營養(yǎng)狀態(tài)頻次增加較為明顯，水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重。

2.2 存在問題的原因分析 （1）大石埠水庫的總體水環(huán)境質(zhì)量尚好，但是水體的富營養(yǎng)程度相對較高，已經(jīng)達(dá)到了中度富營養(yǎng)化水平。（2）通過近幾年的實地調(diào)查，大石埠水庫存在網(wǎng)欄養(yǎng)殖問題，特別是在入庫徑流河口地段的網(wǎng)欄養(yǎng)殖。由于養(yǎng)殖餌料的投放，造成水庫水體的內(nèi)污染源較重，而這些內(nèi)污染源對水生態(tài)環(huán)境的影響，無法通過具體的工程措施進(jìn)行有效的修復(fù)。（3）水庫上游及周邊是桃林鎮(zhèn)政府所在地及附近村莊。由于人們的日常生產(chǎn)及生活，使入庫支流產(chǎn)生各類污染物，特別是在汛期，這些污染物流入水庫庫區(qū)，對水庫的水質(zhì)安全造成了一定的影響。（4）庫區(qū)上游地帶的大量土地被開發(fā)成為農(nóng)田，并種植農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物，由于目前農(nóng)藥和化肥的廣泛應(yīng)用，農(nóng)田的面源污染給水庫的水質(zhì)帶來隱患。（5）大石埠水庫是山地形水庫，水庫的岸線較長，水庫的形狀為狹長型，由于水庫的防護(hù)帶有缺失現(xiàn)象，特別是水庫靠馬陵山地段缺失較多，造成水土流失現(xiàn)象較為嚴(yán)重，以致形成的徑流直接入庫，從而影響了水庫的水體水質(zhì)。（6）大石埠水庫在水流力學(xué)作用下，造成了一定程度的庫岸淘刷現(xiàn)象，有的易造成塌岸，因而影響了水庫庫區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境和防洪安全。（7）由于水庫上游是馬陵山的丘陵地帶，大量的灌木和原有的林地被附近的村民開發(fā)種植，原有的生態(tài)體系被破壞的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。雖然近年來政府有關(guān)部門提出了調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，但是短時間內(nèi)很難恢復(fù)原有的生態(tài)系統(tǒng)，從而也對大石埠的生態(tài)穩(wěn)定帶來影響。

3 大石埠水庫水生態(tài)修復(fù)措施

3.1 總體思路和具體目標(biāo) 根據(jù)大石埠水庫的實際情況，從發(fā)揮區(qū)域生態(tài)功能出發(fā)，充分利用水陸植物的生態(tài)作用，以植物修復(fù)、重建和優(yōu)化調(diào)整為重要手段，實行水庫的上游地帶、淹沒地帶、消落區(qū)域和水下區(qū)域的有效結(jié)合，進(jìn)行庫區(qū)生態(tài)修復(fù)建設(shè)。通過截留和凈化污染物，保護(hù)生物物種的多樣性，涵養(yǎng)水源，防止水土流失，建設(shè)生物景觀等措施，推動庫區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，增加庫區(qū)農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，同時也兼顧庫區(qū)的生態(tài)效益。

具體的目標(biāo)是：減少水庫周圍不必要的人為干擾因素，降低入庫的污染物數(shù)量。依靠生態(tài)系統(tǒng)的自然調(diào)節(jié)能力，輔助以人工措施和工程措施，使遭到破壞的水庫生態(tài)系統(tǒng)逐步得到恢復(fù)，并向良性循環(huán)方向發(fā)展，逐步將其建設(shè)成為優(yōu)質(zhì)的水源地。

3.2 大石埠水庫水生態(tài)修復(fù)的具體措施

3.2.1 防護(hù)帶修復(fù) 建設(shè)3條防護(hù)帶，種植喬木、灌木和果樹。即在水庫西10km左右，靠馬陵山山體頂部，種植耐干旱和貧瘠的馬尾松等，種植長度3km；在山體的坡耕地種植蘋果、板栗等果樹。

3.2.2 建設(shè)隔離帶 利用土地整理開發(fā)和小流域綜合治理等工程，在水庫周圍建設(shè)隔離帶。通過工程措施的配套和鄉(xiāng)村河塘的綜合整治，以及村容村貌和村莊環(huán)境建設(shè)，特別是周邊村莊生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化，為水庫的生態(tài)修復(fù)起到了較大的促進(jìn)作用。

3.2.3 建造生態(tài)浮床 采用木棍和鋼絲固定一塊水面，其中種植蘆葦和荻草等。每個浮床大約為10m×3m。建浮床地點(diǎn)，一是在大石埠水庫西岸的小桃林村附近，建造放置10個浮床；二是在水庫西岸靠彭才村附近水面建造投放10個浮床；三是在水庫東岸靠關(guān)汪村附近建造投放10個生態(tài)浮床；四是在水庫東岸軍民翻水站附近建造投放10個生態(tài)浮床。

3.2.4 恢復(fù)與擴(kuò)建濕地 恢復(fù)原黑龍?zhí)端畮斓酱笫核畮斓臐竦兀瑓f(xié)調(diào)處理歷史留下的圈圩，進(jìn)一步擴(kuò)大濕地面積，擬擴(kuò)建濕地30hm2。

3.2.5 生態(tài)護(hù)坡 利用生態(tài)混凝土和生態(tài)磚種植蘆葦和香蒲等。具體的生態(tài)護(hù)坡地段為，庫區(qū)上游靠小桃林村兩岸約6km，庫區(qū)西岸靠彭才村約2km，庫區(qū)東岸靠關(guān)汪村及軍民翻水站約2km，水庫管理所至西石埠村地段和道埝翻水站約2.5km。

3.2.6 河道整治 對大石埠水庫的入庫河道桃林河進(jìn)行河道整治工作。具體措施為打撈水花生和水葫蘆，對河道進(jìn)行淺表清淤。整治河道的長度約3km。

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關(guān)鍵詞：城市河道；底泥；泥水一體化；生物修復(fù)

Abstract: the flow sediment is city ecological system is an important component of the flow sediment directly affect self-purification capability and overlying water. The integration of in situ ecological restoration techniques of water and sediment in situ in the pollutants synchronous highly efficient and rapid degradation, repair, and reconstruction of the water ecological system. Adopted complex sediment cleanser, simple operation, low cost, no extra cost, is one of the "s" shape sediment alternative means, and able to water ecological restoration, is worth the promotion of technology.

Key words: the city river; Sediment; The integration of mud; bioremediation

中圖分類號：S891+.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

城市河道污染治理對改善城市景觀、提升城市形象、優(yōu)化投資環(huán)境等具有十分重要的意義。近年來，政府不斷加大投資力度治理城市黑臭河道。

河道原位生態(tài)修復(fù)是近年來興起的污染治理技術(shù)，以其投資小、見效快、操作方便、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛的關(guān)注。但目前在生態(tài)修復(fù)方面重視水體修復(fù)、忽視底泥修復(fù)，原位治理措施效果持續(xù)性差。在水體-底泥體系中，底泥為各種污染物積累富集的比較穩(wěn)定的場所。利鋒等人通過動態(tài)模擬發(fā)現(xiàn)，污染程度較高的底泥對上覆水NH3-N、COD和TP濃度的貢獻(xiàn)分別達(dá)0.65、4.25和0.067mg/l，占Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的43.3%、14.2%和22.3%，說明在外源污染被控制后，如未采取有效措施抑制底泥污染，很難使水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

目前我國底泥治理一般都采用物理與化學(xué)方法，如疏浚清淤、引水沖淤等市政工程手段，工程投資巨大；且疏浚污泥的處置成為另一難題；對水體來說，清淤留下的不穩(wěn)定底泥仍然向上覆水體釋放污染物；清淤的同時也可能對河流態(tài)系統(tǒng)造成破壞。雖然投入了大量人力、物力，但水質(zhì)仍未發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。

1 泥水一體化原位生態(tài)修復(fù)新技術(shù)

該技術(shù)在原位對污染水體和底泥進(jìn)行同步高效、快速的降解，在最短的時間內(nèi)、最大限度的修復(fù)和重建水體生態(tài)系統(tǒng)。開發(fā)該技術(shù)的目的是為了解決河道治理中清淤和水體生態(tài)修復(fù)遇到的難題，作為傳統(tǒng)清淤和恢復(fù)河道水體自凈能力的替代技術(shù)。由于底泥的原位消減過程一般較長，有必要采用各種凈化能力強(qiáng)的微生物如PSB、EM、LLMO菌。但這些菌劑在使用過程中因水體流動和稀釋等原因容易流失，且無法直接作用到底泥而造成高效微生物迅速被選擇而趨于消亡。雖然國內(nèi)研究者也開發(fā)了將微生物菌劑直接注入底泥的靶向給藥技術(shù)，但該技術(shù)操作極其困難。日本的“Bio-Kaken微生物開拓社”開發(fā)了“Bio-Colony”，其用沸石做成的微生物培養(yǎng)基，因其密度高等特點(diǎn)，撒播在水體中，微生物可以直接在底泥中定殖。但該產(chǎn)品價格昂貴，且主要針對有機(jī)污染。若要在底泥降解之后形成穩(wěn)定、無害化的底泥層則仍須開發(fā)一些新技術(shù)。

2 復(fù)合底質(zhì)凈化劑的功能和制備

采用復(fù)合底質(zhì)凈化劑要同步實現(xiàn)幾大功能：高效微生物的降解、底泥減量、鈍化和覆蓋。其作用是一種綜合效應(yīng)，徹底解決原位底泥凈化的問題。而河道有機(jī)污染的降解和底泥減量是首要達(dá)到的目標(biāo)，對因重金屬、磷等構(gòu)成的環(huán)境危害尚需要底泥的穩(wěn)定化。鈍化或覆蓋是一個可選的目標(biāo)。

2.1 原位鈍化

污染底泥原位鈍化技術(shù)是利用對污染物具有鈍化作用的人工或自然物質(zhì)作為鈍化劑，在沉降過程中捕捉水體中的磷、重金屬和顆粒物，使底泥中污染物惰性化，使之相對穩(wěn)定于底泥中，減少底泥中污染物向水體的釋放，達(dá)到有效截斷內(nèi)源污染的作用。鈍化層形成后可有效吸附并持留底泥中釋放的磷和重金屬，并可有效壓實浮泥層，減少底泥的再懸浮。

底泥的鈍化劑不能產(chǎn)生二次污染。

2.2 原位覆蓋

原位覆蓋技術(shù)是利用一些具有較好阻隔作用的材質(zhì)覆蓋于底泥上，將污染底泥與上層水體物理性阻隔開，大大減少底泥中污染物向水體的釋放能力。覆蓋作用可穩(wěn)固污染底泥，防止其再懸浮或遷移；通過覆蓋層中有機(jī)顆粒的吸附作用，有效削減污染底泥中污染物進(jìn)入上層水體。

原位覆蓋的技術(shù)要求盡可能薄的覆蓋層，以免對河道防洪產(chǎn)生不利影響。

2.3 泥水一體化生物修復(fù)

采用一些功能性或優(yōu)勢微生物快速降解水體和底泥的污染物，達(dá)到污染的消減和底泥的減量。生物修復(fù)提高底泥的可生化性、加速底泥的礦化，強(qiáng)化水體的自凈能力、形成正向演替的生態(tài)系統(tǒng)，為生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造條件。

泥水一體化生物修復(fù)有幾個核心問題：優(yōu)勢菌的篩選、微生物的固定化、微生物生理環(huán)境條件的控制、底質(zhì)凈化劑投加的操作方式以及成本。

2.4 新型復(fù)合底質(zhì)凈化劑制備

新型復(fù)合底泥凈化劑以沸石為微生物固定化主基質(zhì)、并添加緩釋增氧劑和電氣石。

沸石先后經(jīng)過熱改性增大比表面積和孔隙率、有機(jī)改性提高對陰離子的吸附能力。沸石經(jīng)改性后其架狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部充滿了微孔和通道，能為微生物群落提供巨大的生物附著表面積，內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)還具有篩選分子的作用，并可以選擇優(yōu)勢微生物種群和幫助它們繁衍。為了使底泥中存在微氧條件，采用緩釋增氧劑過氧化鈣。其有效含量80%，理論增氧量0.22O2mg/mg，并可產(chǎn)生1.38mg/mg堿度。電氣石具有天然電極性，紅外輻射特性，能夠起到調(diào)節(jié)pH、ORP和催化作用，有利于富集培養(yǎng)光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌等優(yōu)勢菌。電氣石采用濕式攪拌磨超細(xì)粉碎工藝制備電氣石微粉。沸石、過氧化鈣、電氣石三者的比例為4：1：2（重量比）。從本土底泥中進(jìn)行菌株的篩選，富集擴(kuò)大培養(yǎng)光合細(xì)菌、枯草芽孢桿菌、硝化反硝化細(xì)菌。復(fù)合底質(zhì)凈化劑制成沙狀、含水率15%，平均密度密度2.6。

3 工程示范

3.1 工程簡介

珠海高新區(qū)后環(huán)排洪渠長度約1100m，寬度6~7m，上游深度0.5～1m米，長約700m。下游深度2～2.5m。

該排洪渠接納唐家社區(qū)大部分居民生活污水，水體黑臭、水質(zhì)極差。底泥厚度達(dá)到1.5米，有黑色底泥上浮現(xiàn)象。其水質(zhì)見下表所示：

將底質(zhì)凈化劑750g/m2，均勻撒播在河底。并設(shè)2臺功率2.2Kw提水式曝氣機(jī)，曝氣機(jī)每天運(yùn)轉(zhuǎn)8小時。17天后水體消除黑臭現(xiàn)象，從上游至下游，呈現(xiàn)暗灰色-灰黃色-黃綠色的漸變過程，透明度從上游水體的12cm左右提高到下游處45cm左右，并且呈現(xiàn)從上游到下游逐步提高的趨勢。30天后，上游出現(xiàn)大量黃褐色上浮污泥。60天后底泥降解了45cm，上游漂浮褐色污泥逐漸減少。此時在水陸交界處種植0.3～0.5米沉水和挺水植物帶，并補(bǔ)充投加250g/m2底質(zhì)凈化劑后進(jìn)入水質(zhì)維護(hù)期。

3.3 實施效果

該工程運(yùn)行9個月達(dá)到驗收條件，由于上游為合流制排水，致使上游水質(zhì)出現(xiàn)波動，但治理后下游水質(zhì)仍能達(dá)到GB3838-2002地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，水體的自凈能力大大增強(qiáng)，生物多樣性增加，出現(xiàn)大量枝角類和橈足類動物和魚類。植物生長良好。底泥表層形成了約15mm左右的灰黃層，底泥基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)。

水質(zhì)和底泥相應(yīng)指標(biāo)詳見下表：

本工程實施后相當(dāng)于清除了550m3淤泥。投加底質(zhì)凈化劑共6.6噸，投資約12萬。其處理成本與疏浚、處理、運(yùn)輸、處置等全過程大致相當(dāng)，但該工程同時修復(fù)了水體，因此經(jīng)濟(jì)性較為明顯。

4 結(jié)論

該技術(shù)特別適合于無法開展疏浚作業(yè)的場合。克服了費(fèi)用昂貴、噪聲過大、易散發(fā)臭味、難以處置問題等難題。

采用復(fù)合底質(zhì)凈化劑能夠?qū)χ亟饘俸土灼鸬揭欢ǚ€(wěn)定、無害的作用。如鉻和磷均能作為沉積物轉(zhuǎn)入底泥而減少對上覆水體的釋放。

采用新型底質(zhì)凈化劑能夠?qū)?yán)重污染的河道進(jìn)行泥水一體化生態(tài)修復(fù)。該技術(shù)操作簡單，對河道防洪無任何不利影響，運(yùn)行過程中無額外費(fèi)用，是一種值得推廣的技術(shù)。

篇8

關(guān)鍵詞：河流；堤防建設(shè)；綠色設(shè)計理念；全面規(guī)劃；環(huán)境修復(fù)

中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、防洪堤防的設(shè)計要符合標(biāo)準(zhǔn)

1、防洪的標(biāo)準(zhǔn)要符合國家頒布的防洪標(biāo)準(zhǔn)

中小河流的治理直接關(guān)系到人民的生命、財產(chǎn)安全。堤防的標(biāo)準(zhǔn)需要符合國家頒布的防洪標(biāo)準(zhǔn)，中小河流防洪標(biāo)準(zhǔn)堤防工程的級別最大30年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，級別3級；大于等于20年小于30年之間的防洪堤防級別為4級；大于等于10年小于20年的防洪堤防級別為5級。在這個防洪堤防級別判定的基礎(chǔ)上，仍需要對于城鎮(zhèn)的社會經(jīng)濟(jì)和人口數(shù)量的密集程度以及城鎮(zhèn)的主營產(chǎn)業(yè)等進(jìn)行調(diào)查分析，堤防的級別可根據(jù)城市的情況作相應(yīng)的調(diào)整。譬如，根據(jù)洪災(zāi)事后損失情況的評估，可針對影響十分嚴(yán)重的情況，將防洪堤防工程的級別適當(dāng)?shù)奶岣撸粨p失較小的情況，可將防洪堤防工程級別適當(dāng)?shù)慕档汀Ｎ挥谏絽^(qū)的中小河流，由于環(huán)境所限，山多地少，河道邊的川地更加寶貴，也可考慮實際情況，洪水標(biāo)準(zhǔn)或堤防超高適當(dāng)降低，即所謂的“防沖不防淹”設(shè)計思想，一次做好堤身基礎(chǔ)，在大洪水來臨時，允許保護(hù)對象短時間淹沒。

2、中小河流堤防基礎(chǔ)埋深的確定

堤防基礎(chǔ)埋深根據(jù)計算沖刷深度及實際調(diào)查沖刷深度再加一定的安全余度分析確定，在有些工程中，基巖較淺，堤線處基巖高程高于深泓高程，若基巖強(qiáng)度滿足要求，則基礎(chǔ)埋深高程可以放置于新鮮基巖面上。

3、中小河流堤防加高及堤頂?shù)缆返囊?/p>

防洪堤防工程的加高安全值應(yīng)該根據(jù)防洪堤防工程級別以及防浪的要求去限定，根據(jù)防洪堤防工程級別3到5級，不允許越浪的堤防的加高安全值應(yīng)該在0.5到0.7m之間；允許越浪的堤防的加高安全值在0.3到0.4之間。對于城鎮(zhèn)防洪中，彎道多、轉(zhuǎn)彎急，橫向超高不能忽略。一般不允許超過1m。如果太高會導(dǎo)致很多問題的衍生，譬如會浪費(fèi)更多的人力物力，太高的堤防會給城鎮(zhèn)居民帶來壓抑感，不利于城鎮(zhèn)的美觀性等等。堤頂?shù)缆穼挾瓤山Y(jié)合防汛和管理要求合理確定，一般不大于4.0m，對于個別山區(qū)的中小河流，土地稀少，土地極為寶貴，堤頂?shù)缆穼挾瓤蛇m當(dāng)降低。路面結(jié)構(gòu)宜采用泥結(jié)碎石型式。

二、當(dāng)前中小河流治理現(xiàn)狀及存在的問題

1、河流治理任務(wù)艱巨

中國南方地區(qū)中小河流范圍比較廣，再加上降水量比較大，雨季將會出現(xiàn)大范圍降水，給人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅。有很大一部分河流上游并沒有能夠?qū)^大洪水進(jìn)行攔蓄調(diào)節(jié)功能的控制工程，中下游所建設(shè)的堤壩的防洪能力普遍比較差，河道的堵塞情況時常出現(xiàn)，大多數(shù)河道的泄洪能力能夠抵御5-10a一遇的洪水，更有甚者還達(dá)不到5a一遇，面臨的治理工作非常的艱巨。

2、缺乏系統(tǒng)規(guī)劃治理

主要由以下2個方面：①河道的距離比較長，治理工作難以系統(tǒng)的進(jìn)行；②河流治理工作對于防洪的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對其他功能的重視程度。未能從根本上進(jìn)行治理工作，只是簡單進(jìn)行局部應(yīng)對，簡單的修建一些防洪工程，工程質(zhì)量較差且年限已久，防洪問題非常的棘手，有很大一部分中小河流河道幾乎處于未設(shè)防狀態(tài)。

3、管理薄弱，河流功能衰減

很多河流著大量巖石，堤防質(zhì)量較差，水土流失現(xiàn)象比較嚴(yán)重，再加上砂土資源濫用，違法建造攔河裝置，一部分居民任意向河道內(nèi)傾倒垃圾，還存在一些違章建筑私自就侵占河流，這些情況無疑對防洪工作產(chǎn)生消極影響。還有一部分河流的兩岸存在私自開發(fā)耕種以及任意堆放殘渣廢土的現(xiàn)象，這一切嚴(yán)重擠壓河道空間，一旦發(fā)生暴雨天氣，很容易導(dǎo)致洪災(zāi)發(fā)生。工農(nóng)業(yè)污染每況愈下，河流附近的居民的生活垃圾、污水順流直下，嚴(yán)重破壞了河流的生態(tài)環(huán)境。

4、長期投入不足

中小河流距離較長，治理范圍比較大，需要投入大量的人力、物力和財力。但群眾對此投勞較少，上級部門對此實行的是補(bǔ)政策，地方政府沒有或者無力配置相關(guān)的投入，造成河流整治工作長期投入不足，嚴(yán)重影響河流治理的進(jìn)度。

三、綠色設(shè)計理念在河流堤防建設(shè)中的應(yīng)用

1、統(tǒng)籌全局，有機(jī)結(jié)合

河流的規(guī)劃治理不可簡單的限制在河道之內(nèi)，必須將全河流進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，把河流區(qū)域內(nèi)部水文地質(zhì)條件以及人口、社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀有機(jī)的結(jié)合起來，將城鎮(zhèn)建設(shè)、生態(tài)環(huán)境治理、耕田的開發(fā)利用、農(nóng)村溝渠的開發(fā)進(jìn)行全局統(tǒng)籌規(guī)劃。科學(xué)的對河流用地進(jìn)行規(guī)劃，清除河流違法占地，逐步改善河流的生態(tài)環(huán)境。對于河流的開發(fā)利用一定要尋找適宜的節(jié)點(diǎn)，建造一些供人們休閑娛樂親水平臺或者娛樂空間，最終實現(xiàn)河流治理、水利建設(shè)、人文娛樂、城鎮(zhèn)發(fā)展的有機(jī)結(jié)合和協(xié)調(diào)發(fā)展。即將水環(huán)境、人文、經(jīng)濟(jì)、景觀一體化的建設(shè)模式。河道的防洪工程的建設(shè)盡量結(jié)合河道自身的天然情況進(jìn)行建設(shè)，充分利用原有的岸坎、峭壁、漫灘等，進(jìn)行立體式的構(gòu)建。

2、修復(fù)河流

一些河流的上游經(jīng)常對河流進(jìn)行截流利用，特別是一些小水電梯級開發(fā)造成中下游水資源嚴(yán)重匱乏，很難滿足自身生態(tài)需求，情況嚴(yán)重的還會出現(xiàn)斷流。為了不影響中下游水源的利用，開源方式應(yīng)該進(jìn)行多渠道化，電站的泄流量必須達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，另外加強(qiáng)對區(qū)間水源和再生水資源的開發(fā)利用。首先，對于不具使用功能的廢舊壩堰要予以清理或者改建，這樣有助于河流的連續(xù)性。其次，將“宜彎則彎，宜寬則寬”作為河流修復(fù)工作的指導(dǎo)原則，因勢導(dǎo)流，多采用蜿蜒盤旋曲線，恢復(fù)河流的自然屬性。最后，水域空間建設(shè)要注意多樣性，后撤堤線，營造出淺灘、濕地、深水等樣式的水環(huán)境，這樣將為生物的多樣性提供空間，有助于河流生態(tài)系統(tǒng)的重塑。

3、防止水土流失

一些河流地勢陡峭，尤其是山區(qū)河流，雨季水流湍急并且夾雜大量的泥沙，給下流的治理工程帶來不小的壓力。中小河流應(yīng)將全流域的治理進(jìn)行協(xié)調(diào)，增加裸地的植被覆蓋率，必要時采取退耕還林措施，修建沉淀池、谷坊等工程，有效抑制河流的含砂率，防止水土流失。

4、防治水污染

加大對河流污染的整治和預(yù)防措施，河流的污染源主要來自工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染以及生活污染，對此嚴(yán)加控制，工農(nóng)業(yè)污染物、生活垃圾等嚴(yán)禁向河道中直接排放傾倒，對河道內(nèi)的污染物進(jìn)行集中搜集處理，在河流兩岸營造綠色地帶，并且適當(dāng)制造人工濕地，增強(qiáng)河流自凈能力。

5、建設(shè)生態(tài)岸灘

岸灘是河流跟陸地的換分界線，它對于河流生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)發(fā)揮著極其重要的作用。為了增加水土滲透交互程度以及工程對自然系統(tǒng)的融入程度，護(hù)坡堤防應(yīng)該多使用一些柔性材料。這樣不僅有助于提升河道防洪能力，又能夠在“堤身”種植綠色植物。生態(tài)護(hù)岸的外露部分可以將草本植物種植在其上，另一部分處于水下，為了能夠為水生生物提供棲息繁衍空間，應(yīng)多使用拋石、石籠等。在植物的選擇方面，應(yīng)多選擇一些固灘效果明顯的植物，不但有助于防洪，又能綠化自然環(huán)境。

6、已成堤防加固技術(shù)

對已成堤防應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行堤頂高程、堤身和堤基的抗滑及滲透穩(wěn)定性的復(fù)核。對于堤坡穩(wěn)定不滿足要求，可放緩邊坡；受地形條件或已建建筑物限制、拆遷量大的河段，可采用防浪墻等型式。對于堤身出現(xiàn)塌陷的問題，應(yīng)重新填筑堤身，并壓實，若堤身出現(xiàn)范圍很大的裂縫，則需要將堤身挖開，重新填筑堤身，對于工程量大難以挖除的部分或挖除不經(jīng)濟(jì)時，可以利用灌漿的方法進(jìn)行加固處理，對于灌漿加固的堤段，要首先進(jìn)行堤身隱患探測，在查明情況的前提下，有針對性的補(bǔ)孔充填灌漿。對于滲漏問題，可根據(jù)其重要性采用土工膜、防滲墻等方案進(jìn)行防滲處理。若堤防破損嚴(yán)重，可根據(jù)情況提出改建的建議，并盡快實施。加固需要根據(jù)不同的堤段所存在的問題進(jìn)行不同的處理。

結(jié)束語

將綠色設(shè)計理念運(yùn)用到河流堤防建設(shè)當(dāng)中，不單單對河流的防洪功能予以加強(qiáng)，更重要的是將根本入手，站在全局角度進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧，更加注重河流的生態(tài)治理工作，最終實現(xiàn)人、河、自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王立春，韓瑋.淺析堤防建設(shè)的生態(tài)問題及對策[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（20）：15.

篇9

關(guān)鍵詞：生態(tài)；水利工程；基本設(shè)計原則；分析

一、水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

水利工程在社會生產(chǎn)過程中，對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展發(fā)揮了重大作用，此外，我們也應(yīng)看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)所造成的影響。人類興修水利工程的種種人為活動致使河流的多樣性、流動性和連續(xù)性發(fā)生改變，水域的水溫、水深、自流水邊界、水域流速等自然規(guī)律也隨之發(fā)生了重大變化。這些變化會對河流的生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，我們必須對這些影響給予高度的重視。在未來的水利工程興修時，應(yīng)全面把握生態(tài)系統(tǒng)健康與社會經(jīng)濟(jì)需求兩者之間的關(guān)系，做到水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康及可持續(xù)發(fā)展。

二、生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則

（一）確保工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性

生態(tài)水利工程作為水利工程的分支，首先要遵守水利工程的設(shè)計原則，保證工程安全性是任何水利工程設(shè)計的最基本的原則。設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)深入實際，充分考察水體的水質(zhì)、水流等基本情況，進(jìn)而充分考慮水對建筑物的侵蝕作用、對泥沙的堆積和搬運(yùn)作用，同時還應(yīng)全面把握河道走勢的自然規(guī)律等。只有保證了工程的穩(wěn)定性、持久性以及設(shè)施的安全，才能確保建筑物持久地發(fā)揮其功能。在保證了工程安全性的同時，我們還應(yīng)對工程的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行合理分析，力求實現(xiàn)資金投入最少、經(jīng)濟(jì)小于和生態(tài)效益最大化的基本原則。

（二）保證水體內(nèi)部環(huán)境的多樣性

相關(guān)調(diào)查顯示，一個地區(qū)的非生物環(huán)境的多樣性能夠影響其生活群落的多樣性。也就是說，如果一個地區(qū)的自然環(huán)境種類多樣，當(dāng)?shù)氐纳锓N類也會日漸豐富，食物鏈的組成也將更復(fù)雜，這樣生態(tài)系統(tǒng)對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力越強(qiáng)。如果我們興建的水利工程致使該流域內(nèi)的水體內(nèi)部環(huán)境日趨單一化，那么，就會導(dǎo)致水生生物種類多樣性的減少、食物鏈結(jié)構(gòu)逐漸簡化、生態(tài)系統(tǒng)日趨單一化，造成水體對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力降低，自然凈化能力逐漸下降，并逐步喪失其基本功能。所以，在水利工程設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要對河流的近期及遠(yuǎn)期的水文情況進(jìn)行深入了解，掌握生物種類與生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系，進(jìn)而對設(shè)計草案組建數(shù)學(xué)模型，對其可行性、可操作性進(jìn)行論證，從而保證水利設(shè)施的興建能夠擁有足夠的豐富多樣的環(huán)境，進(jìn)而將對自然環(huán)境的影響降到最低。

（三）確保河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能

與傳統(tǒng)水利工程相比，生態(tài)水利工程除了要保證傳統(tǒng)水利工程的基本原則外，還需要在設(shè)計的時候，充分考慮保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，也就是要維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。而在這一方面，人工建筑物所起的作用則十分有限，只有自然因素經(jīng)過長期的自然選擇后所形成的生態(tài)圈才具備良好的自我修復(fù)功能，發(fā)揮其作用。所以，在生態(tài)水利工程設(shè)計時，應(yīng)盡量避免絕對化的人為力量，應(yīng)充分將人為力量與自然的影響進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而利用生態(tài)系統(tǒng)的自設(shè)計功能和自組織功能，從大自然中選擇合適的物種，形成良好的合力結(jié)構(gòu)。這樣，不僅僅可以取得生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)及恢復(fù)方面的成效，還能降低工程的建設(shè)成本，降低工程造價，獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

（四）確保河流生態(tài)系統(tǒng)的整體性

在傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)過程中，水體常被人為地劃分成不同功能且相對封閉的小區(qū)域，影響了水體之間的相互聯(lián)系，極大地降低了水體內(nèi)不同小環(huán)境之間的能量交換及物質(zhì)交換速度，從而人為地破壞來河流生態(tài)形同的穩(wěn)定性和整體性。生態(tài)水利工程在設(shè)計時，應(yīng)充分掌握施工流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)各要素之間的相互關(guān)系及作用方式，盡最大限度地保持并恢復(fù)水體的原始狀態(tài)，確保河流的生態(tài)系統(tǒng)的整體性不受到外力的破壞，而不能僅僅是在工程結(jié)束后，單純地對河道水文系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)或是只對河岸的植被進(jìn)行修復(fù)。

（五）確保建立完善的河流生態(tài)系統(tǒng)和水利設(shè)施之間的反饋機(jī)制

生態(tài)水利工程設(shè)計以成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)為主要參照物，并充分利用生態(tài)學(xué)可的相關(guān)理論和環(huán)境工程的先進(jìn)技術(shù)，力求打造一個健康的、可持續(xù)發(fā)展的河流生態(tài)系統(tǒng)，從而保證工程設(shè)施內(nèi)部的各自然要素可以在不需要人工干預(yù)的環(huán)境自發(fā)地進(jìn)行活動，維持生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定和河流水體的質(zhì)量。通常這種自發(fā)活動的方向不是單向的，這種不確定性使得生態(tài)水利工程的設(shè)計應(yīng)遵循一種“反饋調(diào)整”的設(shè)計方法，也就是說，在設(shè)計方案執(zhí)行之后，仍舊需要對水體的環(huán)境進(jìn)行長期的監(jiān)督和評價，并根據(jù)反饋的信息對水利工程項目進(jìn)行不斷的調(diào)整與完善。

三、生態(tài)水利工程面對的新問題

生態(tài)水利工程的設(shè)計不僅僅需要考慮生態(tài)目標(biāo)，同時還要確保水利工程建設(shè)的實用性，所以，在保證水利工程設(shè)施經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境成本尋求平衡點(diǎn)的過程中，生態(tài)水利工程的設(shè)計原則需要不斷地去適應(yīng)日趨完善的評價標(biāo)準(zhǔn)以及新的生態(tài)水利工程同傳統(tǒng)水利工程建設(shè)之間的協(xié)調(diào)問題，相信隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展以及生態(tài)水利工程建設(shè)經(jīng)驗的不斷積累，我們必能妥善解決好這些問題，最大限度地發(fā)揮生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和生態(tài)效益。

篇10

關(guān)鍵詞：富營養(yǎng)化；凈化；生態(tài)修復(fù)；水生植物；植物浮床

1 引言

隨著人類工業(yè)化的發(fā)展以及農(nóng)田排水的面源污染不斷加劇，水體富營養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重[1]。水體發(fā)生富營養(yǎng)化后，水中藻類以及浮游生物的大量繁殖造成水中溶解氧的消耗，進(jìn)而使水中魚類等其他生物缺氧死亡，水質(zhì)惡化，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)[2]。富營養(yǎng)化水體的凈化策略多樣，筆者系統(tǒng)地介紹了各種凈化修復(fù)方式，旨在為富營養(yǎng)化水體的凈化提供參考。

2 富營養(yǎng)化水體成因

氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的積累是水體富營養(yǎng)化的主要原因，關(guān)于其富營養(yǎng)化物質(zhì)的來源可以分為兩類：第一類指的是內(nèi)因，主要指的是水體自身的深度、流速、循環(huán)周期等[3]，其中水體越淺，水體流速越慢，循環(huán)周期越長則更易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的產(chǎn)生。第二類為外因，主要指的是人為因素，且人為因素對富營養(yǎng)化水體的形成占據(jù)主要成分，其中對富營養(yǎng)化水體的產(chǎn)生影響最大的是農(nóng)田排水導(dǎo)致的面源污染，主要原因是化肥農(nóng)藥的盲目施用；其次，生活污水、未經(jīng)處理的工業(yè)廢水以及植被的破壞也會造成水體不同程度的水體富營養(yǎng)化。因此，根據(jù)富營養(yǎng)化水體多樣化的成因，可為其防控或修復(fù)提供參考。

3 防治措施

富營養(yǎng)化水體的形成為一個不斷累積的過程，因此，可首先采取預(yù)防策略，減少營養(yǎng)物質(zhì)的富集，避免富營養(yǎng)化水體的形成，其措施主要包括減少外源營養(yǎng)物質(zhì)的輸入以及清除水體自身營養(yǎng)物質(zhì)。其次，在已經(jīng)形成富營養(yǎng)化的河流中可采取修復(fù)策略，主要包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法三種，物理方法可采用更換水體、促進(jìn)水體流動、引入外源水進(jìn)行稀釋以及河道疏浚等措施；化學(xué)方法主要指的是添加一些試劑等，可包括除臭的氧化劑高錳酸鉀、自由氯、二氧化氯和臭氧等，除藻劑硫酸銅、二氧化氯等[6]，物理方法和化學(xué)方法雖然具有一定效果，但成本較高，且易產(chǎn)生副作用，生物修復(fù)效果顯著，且副作用較小，因此被廣泛引用。

3.1 減少外源營養(yǎng)物質(zhì)

富營養(yǎng)化水體的成因主要分為內(nèi)因和外因兩部分，其中外因即外源營養(yǎng)物質(zhì)的輸入同時也是絕大部分富營養(yǎng)化河流的成因，因此，控制或減少外源營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體有助于從根本上避免水體的富營養(yǎng)化，其具體的防控策略主要包括制定相應(yīng)環(huán)保策略；控制農(nóng)田污染，提高農(nóng)藥、化肥利用率；對城市生活污水中排放的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)實行截流，減少其對水體的污染[4]。

3.2 清除水體自身營養(yǎng)物質(zhì)

氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)在水體不斷累積的過程中，會促進(jìn)藻類等的異常繁殖，惡化水體環(huán)境，因此，可采取人工打撈富營養(yǎng)化生物，減少水體營養(yǎng)物質(zhì)的累積量，但其只適用在水體富營養(yǎng)化的初期，且工作量較大，適用范圍較窄；且富營養(yǎng)化水體的底泥中所含有的大量營養(yǎng)物質(zhì)會不斷向河水中釋放，因此，可向發(fā)生水體富營養(yǎng)化的湖泊投加鋁鹽抑制湖底的磷釋放，改善水質(zhì)，底泥疏浚，即把富含磷的湖泊底泥表層挖掉，也是一種最有效、最直接的辦法，但費(fèi)用較高[5]。

3.3 生態(tài)修復(fù)

水體富營養(yǎng)化的生態(tài)修復(fù)，是通過利用特定的微生物、水生植物以及部分水生動物對水體中的營養(yǎng)素進(jìn)行降解、吸收和轉(zhuǎn)化，逐漸降低水體中有機(jī)物濃度，消除水體污染，最終恢復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)，生物修復(fù)可自發(fā)或人工設(shè)計建立并受控[7]。

3.3.1 浮游動物

浮游動物種類多樣，向富營養(yǎng)化水體中投加合適的浮游動物不僅可取食水中大量繁殖的藻類等水生植物，避免其與水中其他生物爭奪氧氣，減少生物因缺氧導(dǎo)致的死亡量，且浮游動物的投加還可進(jìn)一步豐富水生生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，提高其自我恢復(fù)功能。

3.3.2 細(xì)菌

水體本身含有部分細(xì)菌等微生物可達(dá)到凈化水體的作用，但當(dāng)水體富營養(yǎng)化程度較為嚴(yán)重時，其細(xì)菌數(shù)量較少或環(huán)境條件限制其大量繁殖，從而凈化能力較弱，因此，可向水體中投入人工培養(yǎng)的高效微生物，調(diào)節(jié)水體環(huán)境以促進(jìn)其大量繁殖，從而增強(qiáng)富營養(yǎng)化水體的凈化能力。

3.3.3 水生植物

富營養(yǎng)化水體的修復(fù)包括引入植物、動物、微生物，其中在富營養(yǎng)化水體中引進(jìn)植物進(jìn)行修復(fù)不僅成本低，效果顯著，且生態(tài)效益較高，值得廣泛應(yīng)用。水生植物種類豐富，按生態(tài)類型，可分為沉水植物、挺水植物、飄浮植物等，不同水生植物在富營養(yǎng)化水體修復(fù)中具有不同的效果，篩選適宜不同水體的水生植物具有重要的意義。

（1）沉水植物。沉水植物種類豐富，主要有金魚藻、輪藻、狐尾藻、眼子菜等，沉水植物對富營養(yǎng)化水體的凈化效果較為顯著主要依賴于其各部分均可以從水中吸收養(yǎng)分，因此即使水體中養(yǎng)分較少依然可以維持生命，繼續(xù)生長，因此與其他植物相比具有很大的競爭優(yōu)勢，且種類豐富多樣也對富營養(yǎng)化水體的植株引種提供了較多的選擇空間，可依據(jù)不同植株的凈化效果合理選擇。

宋福等[8]研究發(fā)現(xiàn)伊樂藻、苦草、狐尾藻、菌齒眼子菜、金色藻、范草、輪藻對富營養(yǎng)化水體中總氮、總磷均有顯著去除作用。田琦等[9]通過室內(nèi)模擬實驗，分析了金魚藻、伊樂藻、苦草、菹草、馬來眼子菜 5 種不同種類沉水植物對水環(huán)境質(zhì)量的改善能力，結(jié)果表明，金魚藻和馬來眼子菜對總氮的去除能力較強(qiáng)，對總磷、總?cè)芙鈶B(tài)磷的去除能力上，金魚藻、菹草明顯優(yōu)于其他植物，綜合來說，金魚藻對富營養(yǎng)化水體的凈化能力優(yōu)于其余4種。

沉水植物整株都沉于水下，對光照的接收能力較弱，其生長繁殖也受到一定限制，從而就在一定程度上制約了沉水植物在富營養(yǎng)化水體中的大量廣泛的應(yīng)用。因此，在富營養(yǎng)化水體凈化中植物的選擇可采取搭配引種，避免植物的過于單一，提高其凈化效果。

（2）挺水植物。挺水植物在水體的凈化過程中應(yīng)用較為廣泛，首先取決于其較大的生物量，生長繁殖需吸收大量養(yǎng)分，能有效降低水體中的營養(yǎng)物質(zhì)含量，其次，挺水植物還具有較高的觀賞價值，不僅可凈化富營養(yǎng)化水體同時還可以美化環(huán)境，比如香蒲、水蔥、蘆葦、菖蒲、黃花鶯尾、水生美人蕉等，其合理的搭配種植可顯著提高其觀賞價值，同時，部分挺水植物還具有食用價值，如慈姑等，因此，挺水植物以其多種價值共有的特性在富營養(yǎng)化水體中的應(yīng)用日益廣泛。

黃時達(dá)[10]以燈心草、蘆葦和菖蒲三種植物為研究對象，探究其水體凈化能力的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)燈心草去除能力高于蘆葦、菖蒲。朱華兵[11]研究l現(xiàn)香蒲凈化系統(tǒng)對TN（總氮）、TP（總磷）的去除率分別66.0%～92.8%、77.0%～93.8%，因此，其對富營養(yǎng)化水體的凈化能力較強(qiáng)。徐秀玲等[12]研究鳶尾、香蒲、菖蒲這3種植物對由低到高3種不同濃度的富營養(yǎng)化水體中的氮、磷的去除率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這三種植物均對濃度為中等的富營養(yǎng)化水體凈化效果最好，其去除率分別為88.8%、77%、82.2%；鳶尾對由低到高不同富營養(yǎng)化程度水體總磷的去除率鳶尾為70%、87.7%、77.5%，菖蒲為54%、80%、55.8%，香蒲為44%、60.5%、61.6%。說明3種植物對凈化富營養(yǎng)化水體均有凈化效果，且不同植株存在差異，綜合對氮磷的去除率分析得出，鳶尾對富營養(yǎng)化水體的凈化效果顯著高于香蒲。

衣十妹[13]選取7種挺水植物探究其對富營養(yǎng)化水體中全氮（TN）、全磷（TP）、化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）高錳酸鹽指數(shù)的修復(fù)效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同種類植株對同一指標(biāo)的吸收能力存在差異，且同一植株對不同指標(biāo)的去除率也有較大差異，菖蒲和水蔥對氮的去除能力較強(qiáng)；花葉蘆竹和水生美人蕉對磷的去除能力較強(qiáng)。水生植物不僅對氮磷具有去除能力，同時其自身還具有一定的吸附功能，研究發(fā)現(xiàn)黃花鶯尾、水生美人蕉和慈菇體內(nèi)積累的氮磷量較高，說明其可以吸收富營養(yǎng)化水體中的氮磷含量，顯著改善水體，7種植物底泥中的全磷含量始終低于對照，說明挺水植物可吸收底泥中的磷，有效避免水體環(huán)境中磷的釋放。

（3）漂浮植物。漂浮植物對富營養(yǎng)化水體也具有一定的凈化效果，其中以水葫蘆和浮萍最具代表性，一般來說，水葫蘆對污水中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的凈化效率與污水中氮、磷營養(yǎng)的濃度存在較大關(guān)聯(lián)，研究發(fā)現(xiàn)水葫蘆對富營養(yǎng)化水體中氮、磷的去除效果隨著營養(yǎng)物質(zhì)濃度的增加而增加，但若氮、磷負(fù)荷過高，超過其吸收速率，則凈化效率反而降低[14]。蔣艾青[15]研究發(fā)現(xiàn)，水葫蘆對城郊富營養(yǎng)化水體魚塘中的NH3-N，NO3-N，COD，TN去除率分別為70%，88.1%，56%，73.1%，說明其對硝態(tài)氮的吸收效果最好，此外，水葫蘆對多種重金屬元素也有著較強(qiáng)的吸附能力，可有效降低水體中重金屬含量。水葫蘆浮生水面，相比其他植株具有較強(qiáng)的光照優(yōu)勢，生長迅速，對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收更為高效。

水體中營養(yǎng)物質(zhì)濃度的高低同樣會影響水葫蘆的吸收效果，張春雨[16]研究發(fā)現(xiàn)放有水葫蘆的富營養(yǎng)化水體中氮、磷、鉀含量均降低，且高、中、低三種不同濃度的水體中，氮含量分別降低85%，72%，84%；磷含量分別降低94%、88%、89%；鉀分別降低了96%、95%、95%，說明水葫蘆對營養(yǎng)物質(zhì)濃度較高的富營養(yǎng)化水體凈化效果較好，且對磷、鉀的凈化效果優(yōu)于氮。因此，可根據(jù)水體中營養(yǎng)物質(zhì)的種類合理選擇植株。

富營養(yǎng)化水體中營養(yǎng)物質(zhì)的種類以及各營養(yǎng)物質(zhì)的濃度均會影響浮萍對富營養(yǎng)化水體的凈化效果，研究發(fā)現(xiàn)：在水體中氮素較高時，浮萍優(yōu)先選擇吸收的是氨氮（NH+4），當(dāng)?shù)睾枯^低時，浮萍會選擇吸收其他形式的氮，如硝態(tài)氮等，蔣躍平等[17]研究同樣發(fā)現(xiàn)浮萍對氨氮和硝態(tài)氮的最大吸收速率和親和力存在顯著差異，其對氨氮的親和力和吸收能力都優(yōu)于硝態(tài)氮等其他形式的氮。然而，水體中氮濃度過高也會抑制其對氮的吸收[18]，主要因為高濃度的氮會使浮萍細(xì)胞膜發(fā)生極化反應(yīng)，抑制陽離子傳輸，對浮萍生長產(chǎn)生影響。

3.3.4 建立植物浮床系統(tǒng)

生物修復(fù)方法具有無副作用、價格低廉和易操作等特點(diǎn)，是當(dāng)前富營養(yǎng)化水體治理研究的熱點(diǎn)[19]。而作為一種新興的生物生態(tài)修復(fù)方法―植物浮床技術(shù)，由于它運(yùn)行簡單，成本低，易管理，且所種植株不僅可具有觀賞價值，同時還可具備食用價值，正受到越來越多研究者與使用者的青睞[20]。植物浮床技術(shù)是以浮床為載體實現(xiàn)高等植物在水面的種植，并通過植物根部的吸收吸附作用和物種競爭相克機(jī)理，降低富營養(yǎng)化水體中聚集的氮磷及有機(jī)物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。但不同植株其凈化效果存在較大的差異，眾多的研究結(jié)果表明，水蕹菜適應(yīng)強(qiáng)、生長快、氮磷去除率高，可大范圍推廣用作建立植物浮床系統(tǒng)[21]。

現(xiàn)有的研究結(jié)果顯示，浮床水蕹菜對富營養(yǎng)化水體的適應(yīng)性很強(qiáng)，試驗存活率可達(dá) 99% ，且根莖葉生長效果比土培更好[22]。眾多研究結(jié)果表明水蕹菜對富營養(yǎng)化水體中的銨氮（NH4-N）、總氮（TN）、總磷（TP）和 COD 均有去除效果。黃婧等[22]研究發(fā)現(xiàn)水蕹菜浮床對湖北大學(xué)環(huán)境工程污水（沙湖水）TN的吸收量為73.06 g / m2，對 TP 的吸收量為20.21 g/m2，唐林森[23]研究發(fā)現(xiàn)水蕹菜浮床對武漢市郊帶有大量生活污水排入的池塘水TN的吸收量為82.95 g/m2，對TP的吸收量為11.58 g/m2。可見，水蕹菜可吸收富營養(yǎng)化水體中的氮、磷營養(yǎng)成分，對水體的凈化起著重要的作用，且水蕹菜還具有重大的經(jīng)濟(jì)價值，因此，可大力推廣其在水體凈化中的應(yīng)用。

水蕹菜不同品種間對富營養(yǎng)化水體的凈化效果存在差異。胡雄等[24]以大葉青梗、細(xì)葉青梗、大葉白梗、柳葉白梗4個華中地區(qū)常見的水蕹菜品種為試驗材料探究不同品種水蕹菜對水體凈化效果的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大葉白梗水蕹菜去除氮磷的效果明顯好于其余3個品種，因此，可大力推廣其在富營養(yǎng)化水體凈化中的應(yīng)用。

水蕹菜對富營養(yǎng)化水體修復(fù)效果不僅存在品種差異，同時其栽植密度以及采收期也會產(chǎn)生一定影響。黃海平等[25]研究了不同栽植密度水蕹菜對富營養(yǎng)化水質(zhì)的凈化效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)10 g/L的栽植密度對水體修復(fù)效果顯著好于其余密度，且此時水蕹菜長勢也最佳。賈悅等[26]研究發(fā)現(xiàn)水蕹菜每2周、3周、4周后采收一次其對水體營養(yǎng)物質(zhì)的去除存在差異，且采后水蕹菜的留茬高度不同，對水體N，P的吸收量也存在差異，綜合研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每21 d采收1次、留茬15cm的采收方式效果最佳，且采后水蕹菜對水體的適應(yīng)能力依舊較強(qiáng)，對其正常生長影響較小。

水蕹菜較耐高溫，低溫下生長緩慢，因此，在冬季浮床生態(tài)系統(tǒng)中的應(yīng)用受限，水生蔬菜水芹和豆瓣菜為喜冷涼性作物，其在浮床生態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)用可大力彌補(bǔ)冬季低溫浮床植物的匱乏問題。胡綿好等[27]以水芹和豆瓣菜為試驗材料，研究其對富營養(yǎng)化水體的凈化效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩者在營養(yǎng)物質(zhì)含量較高的水體中均可以生長良好，且對水體的凈化效果隨著處理時間的延長而提高，處理20 d，水芹對富營養(yǎng)化水體中的TN、NH+4-N、TP、CODMn、Chla的去除率分別達(dá)到76.86%、69.39%、90.45%、95.03%和89.81%，豆瓣菜對富營養(yǎng)化水體中的TN、NH+4-N、TP、CODMn、Chla的去除率分別達(dá)到78.27%，67.95%，89.98%，95.38%和91.28%，可以看出其對修復(fù)富營養(yǎng)化水體具有顯著的凈化作用，且采收的水芹、豆瓣菜符合食用標(biāo)準(zhǔn)，不影響其產(chǎn)品價值。因此，可大力推廣水芹、豆瓣菜在富營養(yǎng)化水體修復(fù)中的應(yīng)用，不僅可以凈化水體且具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。

向文英等[28]以水芹為生態(tài)浮床材料探究栽植密度以及基質(zhì)的不同對富營養(yǎng)化水體的凈化效果影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)水芹生態(tài)浮床對TP的去除效果隨著栽植密度的加大而增強(qiáng)，水芹浮床的基質(zhì)不同其對TN的去除也存在較大差異，研究發(fā)現(xiàn)陶粒基質(zhì)的去除效果優(yōu)于黃砂基質(zhì)，因此，在選用不同植株建立浮床系統(tǒng)時可充分考慮其不同因素對水體艋效果的影響，進(jìn)而建立最佳的植物浮床系統(tǒng)，使凈化效果達(dá)到最優(yōu)。

4 展望

目前，我國水體富營養(yǎng)化正日益嚴(yán)重，其不僅危害水質(zhì)，還會造成溶解氧減少，危害水生動植物的安全，其治理策略主要有浮床技術(shù)，主要植株有蕹菜、水芹、豆瓣菜等水生蔬菜，引種水生植物，如黃花鶯尾、水生美人蕉、慈菇以及水葫蘆浮萍等，均能顯著降低水中的全氮、全磷含量，改善水體，且植株也能產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)價值，但對于源頭治理作用較小。目前，水體富營養(yǎng)化主要由農(nóng)業(yè)的面源污染引起，因此，接下來可以大力倡導(dǎo)減量施肥，減少農(nóng)業(yè)面源污染，其不僅能緩解水體富營養(yǎng)化，更符合農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是一項有利于農(nóng)業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的舉措。

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