河道生态修复

河道生态修复（共10篇）

河道生态修复 篇1

1 河道的现状

1.1 河道水污染严重

工业生产需要大量的水资源, 很多企业过分追求经济效益, 加大了对河道的开发, 将大量的工业废水直接排入到河道中, 由于河道污水处理的不彻底, 大大降低了河道中的水质, 过分的开发使得河道的自净能力遭到破坏, 水资源污染十分严重。

1.2 河道的过分改造

为了提高河道的防洪功能, 很多地方会给原本河道的内部结构进行适当调整, 采用混凝土材料来提高河道的稳定性。但是过分的修改会破坏河道的自然功能, 河道的生态环境遭到破坏, 生物无法生存。

1.3 河道景观遭到严重破坏

景观是河道必不可少的一部分, 河道很容易受到外界环境的影响, 给河道的生态修复工作带来了很大的困扰。生态环境的破坏是河道最突出的问题, 因此要想真正实现生态修复设计的目标, 需要从不同的角度思考问题。传统的河道修复工作主要是针对护岸和护堤的安全性和稳定性, 会使用混凝土材料加固。适当的景观设计能够为河道中的生物提供好的生存环境, 提高水质。

2 生态河道修复设计的原则

2.1 整体性原则

河道的修复设计工作要从河道整体的情况出发, 综合考虑各方面的因素来制定整治的计划, 改善生态环境。科学完善的河道整治计划中应该包含水资源的治污措施、景观的设计、河道的管理、维护以及河道生物的保护等等, 只有对河道进行综合处理, 才能真正发挥治理的作用。

2.2 生态原则

河道的修复工作要将生态作为第一要素, 从生态学的角度出发来解决水资源的污染问题、景观的设计问题以及生态环境的恢复问题等等, 通过保护河道生态系统生物的多样性, 来提高自净能力。河道的景观设计也要符合生态学的要求, 尽量选择习性相同的植物, 不仅能够提高河道的功能, 还能改善周围的环境。

2.3 经济性原则

修复设计在改善河道生态环境的基础上, 也应该注意工程的实用性和经济性。通过了解河道的具体情况来选择恰当的治理方案, 生态河道的修复设计更是要注重技术的作用, 实现经济效益的最大化。充分发挥先进技术的优势, 提高治理工作的质量和效率, 重视资源的有效利用。

2.4 特色性原则

河道的修复计划要与当地的自然条件相符, 在正式开始施工前, 工作人员要对当地的自然环境有清晰的认识, 修复设计不仅要提高河道的功能, 还要尽可能体现当地的特色。治理的过程中要减少对河道结构的破坏, 将河道与周围的自然景观结合在一起, 实现人与自然的和谐相处。处理好人与自然的矛盾, 才能为当地社会发展奠定基础。

3 生态河道的修复设计

3.1 生态功能设计

生态功能设计简单地说就是在生态学的指导下开展治理工作, 不仅要保证河道防洪排涝、供水输水、交通运输等基本功能, 更重要的是为生物提供更好的生存条件。河道的生态环境对于周围生物的生长也有很大的影响, 一般会根据生物与河道的距离分为水中生物区、两栖生物区和陆生生物区三个部分, 不同区域的生物对于生态环境的要求也有差异, 一旦河道的生态环境造成破坏, 周围的生态系统也会受到极大的危害, 生物的生长陷入困境。

3.1.1 水生生物区的设计

水生生物区要注意岸坡的设计, 扩大岸坡的范围, 为生物的繁殖创造条件。为了给水中生物创造更好的生存环境, 如选择20~30cm左右的卵石来护坡。河流长时间的冲刷会加快岸坡的变形, 针对冲刷比较严重的河道可以利用铁丝将卵石串联在一起, 必要的时候要可以采用多空隙材料来防止岸坡的侵蚀。河道的坡度也是生态设计中应该考虑的问题, 既要减少人类对河道生态环境的破坏, 还要拉近人与自然的距离。

3.1.2 两栖生物区的设计

两栖生物主要是指鸟类、昆虫等, 它们也在河道生态系统中发挥十分重要的作用, 河道生态修复设计中应该根据两栖生物的生活习性来确定生物区的规模大小。工作人员可以利用进步的生物技术、三维技术以及工程技术等等来为两栖生物建设生存环境。这几种技术不仅能够大大提高河道生态修复的质量和效率, 还能形成很好的视觉效果, 实现人文景观和自然景观的统一。两栖动物的生存离不开植物, 不同植物对于环境的要求也有不同, 因此应该尽量选择本土植物, 植物能够在很短的时间内适应环境, 发挥自身的作用。

3.1.3 陆生生物区的设计

陆生生物区的生态功能可以通过种植不同的植物实现, 将乔木、灌木以及草本等不同植物种植在一起, 为动物提供了充足的活动空间, 还改善了河道的环境, 为河道的景观设计奠定基础, 周围居民的生活环境得到大幅度的改善。

3.2 景观功能设计

生态河道修复中景观功能设计的主要内容包括河流平面形态设计、桥、码头、水上公园以及河滩的设计等等, 与周围居民的日常生活有着直接的关联, 因此要将景观功能的设计放在重要的位置。传统的直线河道过于单一, 在河流平面设计上尽量改变河流的形态, 带给大众不一样的视觉感受。河流断面的形态受到河道内部结构以及当地地质条件的影响, 容易受到空间的限制, 因此断面设计要符合河道的实际情况。一般的断面设计可以分为梯形、矩形等多种不同的形式。在河道的基础上增加桥、水上公园可以提高河道的观赏价值, 更好地实现河道的景观功能。景观功能的设计需要从观赏者的角度入手, 过高的视角会使得岸坡遮挡住了河流, 在实际的设计中可以采取不用的措施来调节视角。通过改变护岸布局方式, 协调处理好不同景观之间的关系, 达到景观功能设计的目的。

3.3 水质生态修复技术

3.3.1 生态调水

生态调水是水质修复技术中很常见的一种方式, 水利部门根据河道水资源的污染情况来进行调水工作, 利用质量好的水资源来调节污染水域的情况, 改善河道整体的水质量。

3.3.2 氧气输入法

增加空气中的水分和氧气分子, 能够加快水资源的复氧过程, 水体中的溶解氧水平得到提高之后就能为河道中的生物提供充足的氧气, 加速水中污染物的分解, 提高河道的水质。

3.3.3 清除污染

要想真正提高河道的水质, 最重要的一点就是清除河道内存在的污染物, 最常见的是底泥疏浚方式, 直接将河道中的污染物清除, 减少河道中的泥土含量, 破坏污染物的生存环境。这种治理方式不仅能够减少河道污染的可能性, 还能够进行有效防止治理过程中产生的二次污染。底泥疏浚一般会采用物理方式, 成本较低、效果显著。虽然利用疏浚来提高水质还不是特别完善, 但是很多地方开始重视这种水质修复技术的研究, 应用的范围也越来越广泛。底泥疏浚方式符合了自然界发展的客观规律, 重视利用河道的自净能力来提高水质, 既是一种新技术的尝试, 扩宽了水质修复技术的发展方向, 还很好地实现了人与自然的和谐统一, 减少了人类对自然环境的破坏。

3.3.4 生物修复技术

生物修复技术是借助生物自身的力量来氧化污染物, 有效控制污染物对水质的破坏, 特别是微生物。生物与河道的生态环境是相互影响相互作用的关系, 良好的生态环境能够促进生物的健康生长, 生物也能很好地改善生态环境, 因此河道的修复工作要充分发挥生物自身的作用。水质的生物修复技术可以通过增加菌种和营养物的方式来为生物创造更好的生存条件。增加动物和植物的种类, 扩大生物的活动范围, 人工建立科学的生态系统, 改善河道周围的环境。目前植物修复技术、生物技术、人工生物技术以及湿地技术在水质的修复技术中都有很广泛的应用, 为河道的治理工作奠定了基础。

4 总结

总而言之, 在社会经济不断发展和人们生活水平提高的条件下, 人们对于周围环境的要求越来越高。社会的快速发展, 必然会给自然环境带来破坏, 要想实现经济社会的健康长远发展, 必须要坚持生态性的原则, 处理好人与自然的关系, 实现人与自然的关系是发展的关键。目前我国河道的污染情况十分严重, 生产活动以及人类日常生活已经受到很大的影响, 在治理的过程中要根据实际情况选择不同的修复设计, 主要有生态功能设计、景观功能设计、水质修复设计三种, 从不同的方面来改善河道的生态环境, 为社会的发展奠定基础。

参考文献

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[3]廖志新.建设生态型河道存在的问题及对策[J].中国新技术新产品, 2010 (15) .

[4]王文瑾, 丁正红, 张岍, 等.河道低碳型生态修复设计方法及应用——以丁山河河道低碳治理工程生态修复设计为例[J].建筑经济, 2014 (2) .

[5]张凤德, 李旭光, 李小平.城镇中小河流生态修复设计[J].东北水利水电, 2012 (5) .

河道生态修复 篇2

河道治理及水体生态修复治理工艺

摘要

本发明涉及河道治理及水体生态修复治理工艺。以水生态物滤装置作为水体中有益微生物生长的良好载体，使水体中的微生物得以聚集，快速挂膜，修复低等生物群腐食食物链；同时对水体曝气增氧，将高效生态修复剂投入污染水体，生态修复剂中活性微生物在充氧的环境中，可去除杂草、水藻；辅以基底修复技术，采用专有填料产品，使水体中土著微生物快速增长繁殖，形成优势种群，可有效地将底泥中内源性污染有机物质分解转化为二氧化碳和水等无机稳定物质，使水体在较短时间内得到修复治理；同时辅以水生动植物（生态浮岛等技术），延长水体环境的食物链，形成完整的生态链，彻底消除恶臭，恢复水体持续自净功能。它在地表水治理尤其是城市河湖的治理具有很大的推广价值。

权利要求书

1、一种地表水的治理工艺，其特征在于：包括由生态坝组成的源头生物生态拦截系统、生物挂膜和曝气充氧及生物多样性生态循环系统为核心的水体生物修复系统。

2、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的强化处理系统融合生态坝拦截及生物滤池技术。

3、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的水生态物滤装置是在水域中直接设置微生物载体，大量培养土著微生物形成生物膜，利用生物膜截流和捕食藻类并综合降解污染物。

4、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的曝气增氧装置可以是雾化曝气软管、或是水处理行业常用的曝气设备如鼓风曝气装置、表面机械曝气装置、射流曝气装置、喷水式曝气装置等中的一种或几种。

5、根据权利要求1或4所述的地表水治理工艺，其特征在于：所述的曝气增氧装置结合了水流营造装置，使水体流动，同时实现水流营造和曝气充氧两种功能。

6、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的生态修复剂是包含：芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、低温有机矿化菌、硝化菌、反硝化菌光合菌等。

7、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的地表水内部还可以直接种植水生植物，水生植物可以种在水下、岸边或是无土种植在漂浮于水面的浮岛上。

8、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的地表水内部还直接放养鱼类、贝类等水生动物。

9、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的基底修复是指用特殊的生物填料，使水体中土著微生物快速增长繁殖，形成优势种群，可有效地将底泥中内源性污染有机物质分解转化为二氧化碳和水等无机稳定物质，使水体在较短时间内得到修复治理。

10、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，经过上述的处理工艺流程，地表水能够形成持续自净功能的生态系统，从而恢复水体水质。

说明书

河道治理及水体生态修复治理工艺

技术领域

本发明涉及环保行业中对河流、湖泊、水库、海洋港湾、人工河流、人工湖、池塘等地表水域的水质进行处理净化的一种方法。

背景技术

河流、湖泊、水库、海洋港湾、人工河流、人工湖、池塘等地表水域存在着较严重的污染。污染源主要来自于工业污水、生活污水、雨水径流所携带的面源污水、风沙扬尘携污等。可以分为两类：一类是外源污染，及污水的汇入、大气沉降等外部因素；另一类是内源污染，即由于污染物在水体内的停留、沉积而形成的底泥，这些底泥还有大量的污染物质，并不断往水体内释放氮、磷以及有机质。

我国目前对天然的河流、湖泊、水库等地表水域的治理措施基本是依靠市政工程手段，即截污、驳岸、清淤加换水，这些方法对地表水域的水质净化很有好处，这是不容置疑的，但是也存在投资极其巨大、建设周期长的致命弱点，一条小河的治理资金往往需要几十亿元，而且配套管网建设、配套污水处理厂建设极其繁杂，需要数年的工期；同时还存在以下不足：

1、驳岸及清淤的工程量大，成本高，清理出的污泥处理不当易引起二次污染；

2、无法做到完全截污，由于河、湖是开放式系统，类似大气沉降这样的污染源无法做到完全截除；

3、治标不治本，清淤后换水的水质无法保持，由于地表水的微生态系统随着底泥的清除被破坏，河道、湖泊的自净能力下降，一旦遇到外源污染水体将再度恶化；

4、很多地表水域属于封闭性半封闭性水域，如湖泊、水库、海港、大湖湖汊、死河汊、城市死水河道等，由于水体封闭、流动缓慢、与外部交换不畅，呈死水状态，水体的自我净化能力极度低下，即便是较少量的污染源进入水体，由于得不到及时分解净化，日积月累也会使水质逐渐富营养化，进而导致发臭，形成恶性循环。

发明内容

本发明的目的是公开一种河道治理及水体生态修复治理工艺，已解决恶化的地表水体水质及生态恢复的问题，改善人居环境。

本发明的技术解决方案是：

一种河道治理及水体生态修复治理工艺，包括以由生态坝、生物滤池组成的源头生物生态拦截强化处理系统、生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统及生物多样性生态循环系统为核心的水体生物修复系统。

源头生物生态拦截强化处理系统由生物滤池及生态坝系统组成。其中生物滤池用于点源污染（污水经排污口进入水体）的控制，在排污口附近设置生物滤池，污水通过生物滤池的作用，可去除大部分邮寄污染物及悬浮物，削减污染负荷。经沉淀后的上清液进入河道旁的生态拦截系统。而生态坝系统用于面源污染（雨污水形成地表径流进入水体）的控制。生物滤池出水及收集的地表径流进入生态坝拦截系统，污水经处理后排入水体，可有效控制进入表面水体的负荷。该系统只需利用河湖的边坡建设，无需额外占地。

生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统通过直接在地表水体内部设置微生物附着载体，即水生态物滤装置，促使水域中原有土著微生物在微生物附着载体上大量繁殖，形成生物膜，最终依靠生物膜上的大量微生物分解净化水体中的污染物，实现水质的直接净化。

并同时直接在地表水体内部设置曝气充氧装置进行曝气充氧，提高水体中溶解氧含量；所述的曝气充氧装置是雾化曝气软管，直接敷设在所述地表水体中，并与设置在岸边的压力气源相连接；所述的微生物附着载体设置在所述的雾化曝气软管的上方或附近。

在所述地表水体内部直接设置水流营造装置，使水体充分流动，并使所述曝气充氧装置所充入的溶解氧随水流流向所述的微生物附着载体。

通过投加筛选的生物复合酶及微生物来改善水体的微生态系统，加快恢复水体低等生物腐食食物生物链的建立。所述的生物修复剂：芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、低温有机矿化菌、硝化菌、反硝化菌光合菌等。

生物多样性生态循环系统通过在地表水体内部还直接种植水生植物，水生植物可以种植在水下、岸边，或是无土种植在漂浮在水面的浮岛上。

在所述地表水体内部还直接放养鱼类、贝类等水生动物。

本所述地表水基底修复技术是指在水体底部投加特殊填料，激活土著微生物迅速繁殖，而被激活的数量庞大的微生物菌群及后期投加的微生物群可逐渐分解底泥，进而恢复河道、湖泊的自净能力，从而使水体水质得以改善。

本发明的有益效果是：源头生物处理与生态拦截强化处理系统不仅可以控制进入水体的污染负荷，而且可以美化河道、湖泊护岸，无需额外占地。而生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统及生物多样性生态循环系统可以改善水体微生物系统，恢复水体生物多样性，提高水体的自净能力，有效改善水体水质。整个工艺不需要清淤，不会引起二次污染。与传统的治理方法相比，可短时间内消除河道、湖泊的黑臭、富营养化等水质恶化现象，恢复河道、湖泊的自净能力。

附图说明

图

1、河道治理及水体生态修复治理工艺流程图 图

2、生物滤池剖面示意图 图

3、生物滤池工作示意图

图

4、生态物滤装置、基底填料安装方式 图

5、曝气充氧装置工作方式示意图

具体实施方式

本发明是一种河道治理及水体生态修复治理工艺，如图所示，具体实施方式如下：

（1）源头生物生态拦截强化处理系统

在河道或湖泊岸边的排污口处设置生物滤池，生物滤池包括高效滤料、曝气系统、反冲洗系统、沉淀系统组成。可根据处理量分为钢筋混凝土式（水量大）和玻璃钢一体式（水量小），高效滤料选择适合用于低氮磷浓度的湖水的处理，吸附处理容量大，运行费用低的“F.F”吸附过滤材料；同时具有物理截留（过滤）的作用，过滤水中藻类及悬浮物，提高水体透明度。由上部进水，采用多孔管布水系统，出水经过沉淀池沉淀后排入生态坝拦截系统。

工艺中生态坝拦截系统，包括布水系统，填料床，排水系统，植被等。布水系统为PVC穿孔管布水。填料可由砾石、粗砂、土壤组成。排水系统为设置在填料床底部的PVC穿孔管收集后排水。表面植被可选用挺水植物等。

该系统从源头上控制进入水体的污染源。（2）生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统

生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统通过直接在地表水体内部设置微生物附着载体，即水生态物滤装置，促使水域中原有土著微生物在微生物附着载体上大量繁殖，形成生物膜。

生物膜由生态基等生物填料组成，主要由编织层和泡沫层组成，在水流中保持漂浮状态，根据水体深度决定生态基的安装深度。

曝气充氧装置由水流营造装置与曝气充氧装置相结合的一体式造流曝气机，由造流曝气机同时实现水流营造和曝气充氧两种功能。

连续曝气10天后，水体溶解氧逐步上升至2mg/L以上时，生态基上已经附着部分微生物，水体逐步改善，产生适合微生物生存的环境，随后开始投加微生物，水体会在50天发生明显变化，逐步构建起适合水生动植物生存的环境。

（3）生物多样性生态循环系统

在河道或湖泊岸边种植水生植物，根据水深不同，分为挺水植物区、浮水植物区、沉水植物区；

挺水植物区：在湖岸周围水深0.5米以内的种植挺水植物。主要种植荷花、香蒲、鸢尾、千屈菜、花叶芦竹、芦苇、再力花、水葱、伞草等植物。

浮水植物区：在湖岸周围水深0.5~1.0米以内的种植浮叶植物。主要种植品种为菱角、睡莲、萍蓬草。

沉水植物区：在湖岸周围水深1.0~1.5米以内的种植沉水植物。主要有沉水植物主要有穗状狐尾藻、轮叶黑藻、篦齿眼子菜、马来眼子菜、五刺金鱼藻、苦草。

鱼类种群、大型无脊椎动物构建。适当放养一定密度的鲢、鳙鱼等，抑制藻类生长，控制蓝绿藻水华发生，为水生植被的全面恢复重建创造条件。大型水生动物是水体自净生态系统生物链中重要的“消费者”，它们吞食水中微小生物或其他生物排泄物和有机残屑，从而在水体净化中发挥作用。为减少底泥中的有机碎屑，进一步改善水质，放养能摄食有机碎屑、腐屑的底栖动物铜锈环纹螺、田螺等。

同时投放专有基底填料，是微生物在基底大量繁殖，对基底底泥起到一定的分解作用，去除湖底内源污染物。

经过上述工艺步骤，水体将会恢复为正常的浅绿色，水体的各项水质指标将逐步提高至地表V类水以上标准；而河道、湖泊的底泥会逐步降解、含水率会大大降低、底泥减少，底泥颜色也逐步由黑色恢复为浅黄色，最终，河道、湖泊的生态系统将得到稳定，持续自净能力恢复。

说明书附图 图

1、河道治理及水体生态修复治理工艺流程图

图

2、生物滤池剖面示意图

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3、生物滤池工作示意图

图

4、生态物滤装置、基底填料安装方式

图

浅谈生态河道建设 篇3

【关键词】生态水利；建设；措施

随着社会的进步，经济的发展，人们对生存环境的要求越来越趋向于“回归自然”，“人水和谐发展”。党的十八届三中全会也明确提出“紧紧围绕建设美丽中国，深化生态文明体质改革，加快建立生态文明制度……”，这对新时期的水利建设也提出了更高的要求，作为一名水利人，如何建设生态河道，值得我们思考。

传统水利工程建设往往偏重河道的“防洪、排涝、灌溉、航运”等功能，护岸材料过多采用砼等硬化材料，从而使自然形态的河道呈现直线化、规则化、硬质化，破坏了原有河道的生态系统，一定程度上也造成了水质恶化，生态系统退化。

一、生态河道的涵义

目前，生态河道建设讲法很多，也有一些工程实例，但在河道堤防上种点草、种点树，做一些亲水平台；或一味摒弃硬质护岸，使用纯土堤防，我觉得这都不是生态河道。我认为生态河道应是能满足河道的基本功能，同时能与周围环境相协调，并具有可持续性。

二、生态河道建设实践

水利工程建设从传统水利向生态水利转变，这是历史的必然。通过参与建设太湖流域水环境综合治理项目，使我在生态河道建设方面深受启发，也有一点体会。如何建设生态河道，我认为可以从以下几方面考虑。

（一）河道生镜多样性构建

河道生镜指河流水生生物生活所需的物理、化学和生物环境，简单地说，就是水生生物的栖息环境。河道生镜多样性构建包含河道形态、河道断面、微地形等几方面。

1、河道形态自然化。传统河道建设往往“裁弯取直”，河道呈现直线化，这虽加快了水体流动，但对水生动植物的生长产生不良影响。生态河道建设要尊重自然，因地制宜，尽量保留河道的原始形态，形成急流与缓流相间，深潭与浅滩交错，形成对各种既有生物有利的多样性流速带。如环湖河道工程中对罗溇港田湾漾南侧鱼塘进行局部改造，利用疏浚土方填成一个人工岛，这样既增加了周边居民的休闲之所，又为动植物提供了一个栖息地。

2、河道断面的多样化。因地制宜，根据河道的功能及周边情况的不同，选择不同的河道断面。如河边拆迁量大，土地资源紧张的区段，可采用矩形、梯形断面；拆迁量不大，土地资源不紧张的区段，可采用复式断面，这也是本工程中应用最多的断面型式；在河道两侧较为开阔，用地充裕，冲刷较小的区段，可采用斜坡式，如湖漾河段。

3、微地形改造。为充分利用生态较好的河段，可在退堤过程中，保留原有河边滩地；河边原有的古树名胜也可改造保留，形成自然人文景观；通过局部河线的调整，形成湖滨小岛等。

（二）生态护岸设计

传统的浆砌石和砼护岸结构隔绝了生物和微生物与大地的接触，使河道中的生物和微生物失去了赖以生存的环境，破坏了河流生态系统的稳定，也影响了河道的自净能力，因此生态护岸设计是生态河道建设的重要方面，在设计中应兼顾如下原则：

1、生态护岸应能满足堤防稳定要求，同时能降低工程造价。

2、尽量采用自然材料，避免二次污染。

3、尽量减少刚性结构，增强视觉的“软效果”。

4、根据水位变化情况，在不同区域部位选择合适的植物配备，并尽量选用乡土植物。

根据上述原则，生态护岸主要有以下几类：

1、自然土坡：主要有草皮护岸、连排木桩护岸、水生植物护岸等。这是自然界中最常见的护岸材料，生态性好。由于本工程受用地限制，河道边坡较陡，航道功能要求等，该类型涉及较少。

2、石材护岸：主要包括干砌石护岸、抛石护岸、石笼护岸等。该类型生态性好，耐冲刷，有利于水中动物栖息，但植物恢复缓慢。本工程在规划城区段有局部运用生态格网挡墙。

3、生态复合材料：主要有网垫植物复合型护岸、植生型砌块复合型护岸、生态膜袋护岸等。该类型护岸主要是利用植物根系穿透复合材料，生长后的草皮使复合材料、草皮、泥土形成一层坚固的保护层，以达到保护堤防，实现生态的目的。该类型护岸在本工程设计中也得到了运用，如荣勋挡墙护岸、漾区的生态土坡等。

（三）植物种类选择

1、植物种类选择的原则

①易管理养护，以优良乡土植物为主，少用或不用外来物种。

②注重生态功能与景观视觉功能相协调，四季景物的配置要合理。

③具有较高的污染去除能力。

2、植物种类的选择

以杭嘉湖平原河道堤防植物的配备为例，在不同区域可选择如下植物种类。

①常水位以下，选择水质净化功能强的水生草本植物，如芦苇、野茭白、菖蒲等。

②水位变化区，选择根系发达、耐水淹、抗冲性能好、固土能力强的植物种类，如狗牙根、水竹、夹竹桃、垂柳、木槿等。

③堤岸，选择耐干旱的植物种类，如香樟、银杏、樱花等。

三、生态河道建设措施

现阶段，在有限的资金、土地资源及制度约束下，生态河道建设不可能一蹴而就，但我们可以从以下几方面入手：

（一）树立河道综合治理的理念。一是在指导思想上要确立综合治理的观念。生态河道的建设，不是水利一个部门可以做好的，他需要水利、农业、环保、建设等相关部门统筹协调、综合治理，才能最终实现标本兼治，使清水长流，永续利用。二是处理好点与面，线与段的关系，结合当地实际，统筹规划。因河道建设受土地等因素制约，生态景观建设效果不佳，可结合当地城镇规划，新农村建设等项目联合实施，扩展空间。三是建设程序规范化。严格实行项目法人制、招投标制、监理制、合同制，加强工程建设过程中的监督检查，对工程决算和建设进行审计。项目建成投入运行后，要实行建设效益后评价。

（二）进一步完善管理体制。建设是基础，管理是关键，是否有行之有效且可持续的管理措施是生态河道能否成功的关键。一是明确管理机构，做到责任清晰、任务明确，提高管理效能。同时加强管理队伍建设，提高管理人员素质和管理水平。二是管养分离，通过公开招投标选择有资质、有能力的保洁养护单位进行社会化的管护，建立以“定责任、定河段、定人员、定目标”为主要内容的运行机制和考核机制，提高保洁养护的专业化、规范化。

（三）加大生态河道建设的实践应用。一是探索在不同地区、不同类型河道建设生态河道的技术应用。大力开发具有生态性、实用性的新产品、新技术；研究发展不同的生态河道断面形式；推广应用各种水环境修复技术。

参考文献

[1]赵崇袆.生态河道建设初探.山西水利，2010（4）.

试述河道治理及生态修复 篇4

1 对于河道的分析

1.1 河道的现状分析

1.1.1 河道生态问题严峻。

虽然近几年来我国在河道治理方面有许多举措, 但是仍旧无法避免一些河道生态问题的出现。水资源短缺的国情, 水质污染的现状, 甚至是洪涝灾害的发生等都严重制约了当前经济社会的发展和进步。河流问题不断出现, 河道功能不断丧失、水污染的加重等都是其表现所在。以减速地区为例, 江苏地区的许多地方河道分布及其广泛, 是我国水资源相对丰富的地区之一。但是却由于治理体系的不要完善产生了严重的河道污染问题。针对江苏地区的现状我们不难看出, 对于河道的治理和生态的修复已经迫在眉睫。

1.1.2 人为改造对河道的破坏。

河道自身的功能是生态环境的重要组成部分, 但是如果人们过多的对河道进行改造和利用则会对河道产生许多不利的影响, 例如河道自我修复能力下降, 河道承载力、水流量减弱等, 都和人为改造脱不了干系, 适当的人为改造可以使我们更好地利用河道, 避免一些自然灾害, 但是, 过度的人为改造必定会带来对河道的破坏, 甚至是对生态环境的威胁。

1.1.3 河道周边环境的破坏。

河流四周一般都生长着许多的植被, 如果对河道进行改造则必然会影响到周围的植被, 进而对沿岸的自然风光也产生破坏, 这样一来, 阻碍了城市经济建设的进步。如果河道改造不能以保证周边环境质量为前提进行的话, 会对生态系统造成很大的破坏, 甚至引发恶性循环, 最终制约经济的发展和进步。

1.2 河道存在的问题

1.2.1 水质污染严重。

地表的径流使得许多的河道中被汇入一些污染物, 除此之外, 一些生产生活产生的废水、污水等排进河道, 不但降低了河流的整体疏运能力, 还对河流水质造成了严重的污染, 如此恶性循环, 导致河道水体的自净能力不断地减弱。

1.2.2 泄洪能力差。

随着城市化的发展, 城市建筑的不断增多, 给河流的空间带来了许多的威胁, 对河道空间的占用等造成了河道的淤积, 再加上人口因素, 也增加了河道的压力, 使河道的泄洪能力大幅减弱。

1.2.3 生态环境恶化。

城市建设的快速发展往往是以牺牲生态环境为代价的, 河道中污染物的沉积不但对河流水质产生了不可逆转的危害, 也造成了水生植物的减少和死亡。这看起来并不严重的河道危机却直接影响到了土壤和水体的物质交换过程, 间接地破坏了河滨动植物赖以生存的生态环境, 其严重程度是不可估量的, 所造成的后果也是无法挽回的。

2 河道治理及生态修复原则

2.1 生态治理原则

根据当前的环境现状看来, 我们已经对环境造成了一定的破坏, 其中也包括河道生态系统。所以, 我们在河道治理过程中要尽可能的去保护其原有的状态, 尽最大的可能去减小人为改造所带来的影响, 另外, 在对河道进行修复的同时, 应当选择灌木之类的植被。

2.2 区域规划协调原则

生态环境问题毕竟是多方面协调的共同结果, 我们不能仅考虑某个单一的方面, 要始终坚持区域规划协调的基本原则, 河道治理及生态修复毕竟是为人类的生产生活服务的, 一旦出现人与自然的冲突, 我们一定要摆正思想, 本着协调的原则进行处理, 从根本上保证生态环境的和谐发展, 只有将人类进步与河道治理及生态修复综合考虑, 才能实现更大的经济效益。

2.3 远近结合原则

河流治理毕竟是一项长远的工程活动, 需要得到我们的广泛关注。在河流治理这项工作中, 我们要做到虚心学习国外的先进技术和经验, 只有将理论与实践相结合, 实事求是的进行河道治理及生态修复, 我们的环境才能得到长远、健康的发展。

3 河道治理及生态修复的举措

针对江苏地区水网纵横的河道分布现状, 我们提出以下几点对于河道治理及生态修复的举措, 希望能够切实解决江苏地区现存的河道问题、生态问题。

3.1 修复河床断面

河床硬化覆盖是河流中经常会遇到的问题之一, 对于这种情况, 我们在处理之前首先要对河床上的硬质材料进行清理, 以确保自然泥沙能够显露出来。在处理和创断面过程中, 我们可以采取分等级的方式, 有针对性的进行修复活动。比如, 可以再过流频率小的河道部位种植矮乔木, 以此来提高河道的绿化效果。

3.2 修复河道形态

河道改造过程中需要注重对河道的修复, 如果存在一些天然的河道, 我们应当尽可能地保持它们原有的形态, 只有这样才能保障河道的自然功能不受破坏。在河道形态的修复中需要注意以下几点。

3.2.1 确保水体的流动性。

我们可以在河堤中放入石头, 这样一来, 河流中就形成了浅滩或者是深沟, 这种方式, 促进了水体的流动多样性。

3.2.2 保证河道连续性。

为了保证河道的连续性, 我们需要把直立的跌水改造为缓坡, 并且清除那些陈旧的拦河坝, 要在河流中设置用于辅助的水道, 还要留出不同种类的鱼道。

3.2.3 综合考虑各项因素。

除了以上提到的几点之外, 在河道形态的修复中还应当选择严谨的治理和修复方案, 在对周围环境和物种综合考虑的同时, 还应当对可能出现的问题有所预见, 全面的分析问题, 全方位的做好河道修复工作。

3.3 河岸植被和湿地建造

湿地是河岸重要的组成部分, 发挥着植被护岸以及缓冲等作用, 湿地可以通过生物重建技术使植被达到一定的和规模, 对生态系统的构建有着非同小可的意义。除此之外, 湿地的缓冲作用还有利于土壤的回复, 预防水土流失等功能。

3.4 河流护岸的生态修复

在我国的很多河道处植被种类单一且覆盖面积非常匮乏。再加上河道多采用混凝土等坚固材料, 在视觉上给然带来单一感觉的同时, 硬化现象也很严重。所以, 在确保河道防洪作用的前提下, 适当的对一些阻水结构进行拆除并将其断面修复成自然的状态非常的有必要。

3.5 汲取先进的国外经验

我国在河道治理及生态修复方面的经验还不够丰富, 需要多多学习国外的先进技术和经验。例如, 日本政府曾经提出的“生态河堤”方法, 这一方法的运用成效相当的显著, 不但拯救了河流的生态问题, 而且使得河流流经城市的河岸植被茂盛, 郁郁葱葱。我国在河道治理上起步比较晚, 所以要多多借鉴其他国家的先进技术和方法, 将这些先进的经验与我们的客观实际相结合, 才能创造出属于我们的河道治理及生态修复之路。

4 结语

水是生命之源, 是人们赖以生存的物质基础, 河流使水资源的重要载体, 与人们的生产生活密切相关。在追求经济效益的前提下, 我们对于河道的污染不断的增加, 对河道的保护却有所忽视, 智宜文体不仅出现在江苏地区, 也普遍出现在我国的大江南北。直到河流问题开始影响经济效益, 我们才开始重视河道治理及生态修复, 好在亡羊补牢, 为时未晚。对于河道治理及生态修复工作, 需要我们理论与实际相结合, 并且长久的进行下去, 只有形成良性循环才能实现人与自然的和谐相处, 实现生态环境的可持续发展。

摘要：我国水资源的现状是总量多, 但是人均占有量少, 因此, 对于水资源的节约和保护是我国迫在眉睫的任务。随着广大人民群众对水资源保护意识的强化, 河道治理这一保护举措也日益完善起来, 而且河流与人们日常生活密切相关, 更增加了河道治理的必须性。但是, 在河道治理中, 出现了一些和自然规律相背离的现象, 给河流的生态带来了很大的破坏, 再加上人们对河流日益增长的需求等, 给河道治理及生态修复提出了更进一步的要求。

关键词：试述,河道治理,生态修复

参考文献

[1]袁敏, 唐运平, 陈斌.城市景观河道构建与生态修复技术研究[J].能源与环境, 2010 (01) .

[2]乐茂华, 刘军, 胡和平.深圳市河道生态修复理念及其治理技术[J].中国农村水利水电, 2010 (02) .

[3]张勇, 祁德超, 高之栋.河道生态修复技术措施浅析[J].亚热带水土保持, 2010 (01) .

河道生态修复 篇5

水生态修复技术在河道治理中的应用与探索

在人均水资源拥有量日益减少的同时,由于人类不合理的.破坏活动,导致河湖水体污染,水环境恶化,水生态修复技术是指利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动,对水中污染物进行转移、转化和降解,净化水质,改善、修复水生物生存环境,具有治污效果好、工程造价相对较低、远行成本低等优点.

作 者：刘婷婷 作者单位：上海市闵行区河道管理所,中国,上海,00刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(29)分类号：关键词：水资源 修复技术 治理 应用

城市河道生态治理及环境修复措施 篇6

1 河道生态治理的概念及必要性

首先我们要来了解城市河道生态治理的概念, 生态河道治理是指在河道陆域控制线内, 在满足防洪、排涝及引水等河道基本功能的基础上, 通过人工修复措施促进河道水生态系统恢复, 构建健康、完整、稳定的河道水生态系统的活动。城市河道生态治理还与一般的生态河道治理有着一定的区别其最大的区别在于在保证了城市河道生态的情况下还需要对河道的美观性进行设计, 尽量使其能够与城市的整体风格想配套, 从而使得生态河道成为城市的一道靓丽的风景线。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, 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。第二, 频繁发生洪涝灾害, 并且洪灾在城市中的强度有所增强, 河床的不透水面积有所增加, 河流的泄洪被大大削弱。第三, 由于河床硬化, 影响了城市的地下水供给。第四, 影响两岸的自然美景。

下面我们就对河道生态治理的原则进行具体的介绍。

2 河道生态治理的原则

2.1 综合性原则。

首先我们要是说明的是河道生态治理是一项综合性工程, 其所要考虑的不仅仅是河道本身的生态环境是否能够得到改善, 还必须综合考虑各方面因素, 这些因素包括了河道防洪与排涝的能力, 同时也需要使得河道具有一定的生态功能, 例如净化水质、生态景观等等, 并且由于其是建立在城市之中所以必须考虑生态河道引起的亲水活动是否会具有风险, 而一旦这些亲水活动出现风险又如何去预防和补救。除此之外, 交通因素也是需要重点考虑的一个因素, 在建立一个良好生态环境的同时, 河道是否能够对于交通提供更多的便利而不应当过分地强调生态而增加了交通负担。因此, 对于城市河道生态治理我们必须对其进行一个较为综合地考虑。

2.2 自然性原则。

生态与自然永远都是无法分开的, 建立生态河道其主要依靠的不应当是大量的人工干预, 而应当以自然修复为主, 人工修复为辅, 自然本身是具有很强大的修复能力的, 其可以不断地对河流的水质及河道周边的生态环境进行稳定而又缓和的修复, 这种修复要远比人工干预更加自然, 其效果也更好, 并且我们在进行河道生态修复的时候, 也必须注意要因地制宜、充分利用现状河道的形态、地形、水文等条件;物种的选择及配置宜以本土种为主, 构建具有较强的自我维持及稳定的水文生态系统。

2.3 经济性原则。

河道生态修复本身是一项较为浩大的工程, 其工程进度是相对较为缓慢的投入也是较多的, 并且其后期的维护费用是极高的, 其本身是需要多方面配合进行, 例如政府必须对周边的工业产业进行排污限制, 从某种程度上是会对经济造成一定影响的, 这样就使得河道生态治理实际上是一项成本较高的工程, 我们应当在工程开始前就意识到这一点, 从而在整个工程的各个阶段都注意成本的控制尽可能降低前期建设成本和后期的养护费, 实现河道生态治理的可持续性发展。

3 河道治理及生态修复的措施

3.1 修复河道的形态。

我们要对河道进行修复就必须先从其形态方面入手, 第一我们应当尽可能地对河道的天然状态进行保持, 因为我们任何的对其状态的改变都会使得当地的水系受到影响。在这样的前提下我们所要做的工作主要有四点, 首先第一点是要对河道的持续性进行修复, 这种修复主要是清除原本的老旧拦河坝, 并且将一些让河水形成跌水状态的坡度进行减缓, 并且要对辅助水道进行建设。第二点是利用植石头促使水体流动的多样性。将石头埋入何地从而使得水底的高低不等逐渐形成深沟与浅滩。第三点是尽可能地给河流更大的空间, 最后一点是对于城市河道的生态治理方案在选择上应当更加谨慎从而使用最行之有效的方案进行治理。

3.2 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。

3.3 采用天然材料修复河堤。

目前我国大部分河堤所采用的材料都是混凝土的, 混凝土对于生态修复而言是有害无益的, 我们应当利用更加绿色的竹笼、木桩作为河堤的修复材料进行河堤修复, 从而使得河堤更加有助于生态化, 在这方面日本有着较为丰富的经验, 二十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。

结束语

随着我国的发展城市的河道生态化治理和修复已经成为一项极为重要的工作, 我们必须秉持精益求精的精神, 在生态化建设方面既要小心谨慎有需要富有创新意识从而使得我国的可持续性发展战略能够更加顺利地实施。

摘要：随着我国社会的快速进步和经济的高速发展, 我国的城市化进程在不断地加速, 在这样的情况下, 我国城市的河道问题已经日益凸显, 这主要是由于人们对水资源的需求逐步上升加之各类工业对于水资源的污染日益加重所引发的。一方面城市的发展离不开河流, 另一方面则是工业的发展无可避免地会对河流造成一定的污染, 因此这二者之间的矛盾是显而易见的, 在这样的情况下城市河道生态治理及环境修复成为了一项极为重要的工作, 对城市河道生态治理及环境修复措施进行详细的介绍, 希望能够为河道治理做出贡献。

关键词：城市河道,生态治理,环境修复,措施

参考文献

[1]戴斌, 尉红星.绿化生态河道.造福子孙后代——关于新民市柳绕地区生态河道建设的新思路[J].科技资讯, 2009 (22) .

[2]徐晓艳, 王鹏, 董海波.河道治理的生态水利模式研究[J].科技资讯, 2009 (09) .

[3]谷晓存, 刘景春, 吴庆伟.城区河道治理与环境协调共处的尝试[J].河南水利与南水北调, 2009 (02) .

河道生态修复 篇7

北沙河为太子河的支流, 其为双源河流, 两个源头发源于本溪市的朝仙岭和抚顺市的班猫岭。主河道全长为117km, 流域面积为1534km2。20世纪80年代初的北沙河, 河水清澈, 鱼虾等水生物丰富, 河岸植被繁茂, 沿河没有污染排放的企业, 河水没有污染。后来, 由于认识到农田土地的重要性, 农民开始开荒耕种, 田间地头, 5°~10°以上坡地遭受垦殖, 破坏了原有生态, 造成水土流失, 使河水变色。再加上各种选矿厂的不规范生产, 向河内排污, 水生物已很少见, 水质为Ⅴ类以下。

2 北沙河流域存在的问题

2.1 水质波动较大

由于近年来沈阳市加大了对沈阳市各河道流域的整治力度, 各条河流的水质状况有了明显提高, 城市段可达到Ⅲ类地表水体标准, 其余水体达到或优于Ⅳ类水标准。但目前北沙河的水质随季节以及监测地点的不同变化较大, 从水体监测指标变化规律来看, 遇有雨雪天气, 地面径流会将城市或支流水体中的垃圾、污染物带入水体, 由于没有缓冲或稀释系统, 导致河流水质瞬时波动较大。另外, 当河流水体的理化条件、动力学条件、污染物浓度梯度发生变化时, 沉积在河流底泥中的污染物可能在河流水体的冲刷下, 随同悬浮物质的再悬浮而重新释放至河流水体中, 并对河流水质造成一定影响, 尤其是在影响河流水质的污染源得到有效控制的条件下, 这种影响表现的尤为突出。

2.2 河道水生态系统脆弱

为了自身的防洪安全和经济发展需要, 多年来人们对各河道流域进行了大量的人工改造, 并进行了大规模的开发利用, 兴建了防洪、除涝、引水、通航、灌溉、景观绿化、挖沙等多方面的工程措施, 这些工程措施在产生巨大的社会效益、经济效益的同时, 也对河流域的生态系统产生了不同程度的胁迫效应, 造成淡水生态系统退化、生物群落多样性降低、自然河流非连续化、滩地和洪泛区生态功能退化等负面影响。

2.2.1 生物多样性丧失。

河道流域的生物多样性丧失主要是受到人类活动和自然环境改变所致。主要表现为:

环境污染造成某些水域水生生物锐减, 局部河段水生生物绝迹或水体富营养化。大量施用农药化肥, 含磷洗涤剂, 使某些水生生物种类灭绝。非法捕捞、挖沙, 使水生物种类逐渐减少, 使遗传资源大量消失。绿化及景观建设过程中大面积单一种植植物品种导致土著植物种群消失, 引进植物品种适应性较差, 生态系统脆弱, 生物链断裂。

2.2.2 生境多样性破坏严重。

由于工程措施大量在河道流域上进行应用, 导致河道流域的生境多样性破坏严重, 自然界的河流大多数都是蜿蜒曲折的, 河道也是处在不断演变之中的, 弯曲与自然裁弯取直交替发生。河流的这种蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河湾、心滩等丰富多样的生境, 由此形成了丰富的河滨植被、河流植被, 可为鱼类、鸟类和两栖动物等提供繁衍栖息的场所, 但由于拦河筑坝、削坡建渠、填河挖沙等工程措施导致生境多样性严重破坏, 最终造成大量生物迁移或灭绝。

3 北沙河河道生态修复方案

河道水体修复技术是利用现有污水处理技术与生态技术相结合的方式, 达到强化水体生态自净能力的目的。通过我们对北沙河苏家屯段的湿地调查, 确定可在五处公路桥附近河道平缓、植被丰富、面积较大的区域开展河道修复技术的应用。

由于各地块位置、地形、面积、水深、土壤条件、植被覆盖等差别很大, 所以在设计的过程中应因地制宜, 根据不同地块的基础条件, 尽量用最简单的工程措施, 进行滨河湿地系统的建设, 主要建设系统包括稳定塘系统、功能表流湿地系统、生态护岸系统、辅助设施。

3.1 稳定塘系统

稳定塘是一种利用天然净化能力对水体进行净化的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整, 建成池塘, 依靠塘内生长的微生物、植物等来净化水体。由于浑河、北沙河、金沙河周边有许多挖沙后遗留的沙坑, 有些已经改造成鱼塘或闲置, 可利用这些沙坑进行适当休整建成稳定塘系统, 根据沙坑水深的不同, 可设置不同类型的稳定塘。

3.1.1 滞留塘湿地。

为使湿地系统的河水水质均匀稳定, 并给整个湿地系统的鱼类在冬季提供存活的空间, 设计滞留塘湿地, 平均水深为2.0m, 采用自由表面流湿地形式。在滞留塘湿地周边水深小于1.0m处种植挺水湿地植物菖蒲、芦苇等。

3.1.2 生态稳定塘湿地。

为使滨河湿地生态系统稳定, 设计生态稳定塘, 平均水深为1.2m, 采用自由表面流湿地形式。在稳定塘湿地周边水深小于0.6m处种植挺水湿地植物菖蒲、芦苇等, 在水深大于1.0m处种植浮水植物荷花、荇菜等。

3.2 功能表流人工湿地系统

对河道地块中面积比较大的滩地进行一定的工程措施干预, 并合理配置种植多种水生植物, 形成功能表流人工湿地。

3.2.1 湿地地形修整。

功能表流湿地系统的营建其首要任务就是要通过工程措施平整局部地势、削低过陡地形、规整水面形状, 改善和营造湿地植被和水鸟的生存环境, 增加湿地生境的异质性和稳定性, 完善河道流域的湿地生态系统结构, 恢复湿地生态系统功能。具体包括陡坡整理、浅滩湿地营建、生境岛营建以及小型水面规整等方式。

3.2.2 湿地植物选择。

湿地植物是湿地系统的核心, 通过湿地植物的生长不但可以增加湿地植物种类和面积, 同时还能绿化土地, 改善区域气候, 促进生态环境的良性循环, 吸引、繁衍多种湿地动植物, 增加湿地系统的生物多样性, 本工程针对北方地区湿地的特点, 从北方湿地植物的生长状况, 环境适应性, 抗病虫害能力以及群落配置、合理布局与景观美学等方面选择适宜的湿地植物种类。

3.2.3 湿地植物的配置。

合理优化的物种选择与群落配置是增强湿地系统稳定性和提高景观效果的关键因素。

根据环境条件和群落特性对先锋物种与其它本土物种的分布进行调控, 配置多种、多层、高效、稳定的植物群落, 形成稳定可持续利用的生态系统的目的。

首先根据适应性、本土性、可操作性的原则, 可选择选择芦苇、茭白、菖蒲、香蒲等作为先锋物种。搭配多种其它湿地植物与旱生植物, 另外, 湿地植物种植密度的确定也是十分重要的, 种植密度过低植株易受到其它物种的竞争影响正常生长, 而过密容易引起营养供应不足, 植株矮小, 抗病虫害能力下降。

4 结束语

杭州市某河道生态修复工程实例 篇8

关键词：河道生态修复,阿科蔓生态基,水质净化

1 前言

杭州市是著名历史文化名城和旅游城市, 地处长江中下游, 属亚热带季风气候, 境内水资源非常丰富, 河道交错, 水网遍布。河道生态系统对于整个城市的生态和景观系统起着非常重要的作用。

随着经济发展和城市居民生活水平的提高, 同时旧的雨污合流管道不能有效的截污, 严重影响了城市内河的水质, 及居民的生活环境。杭州市某河道长期受到沿岸的点源及面源的污染, 河水发黑发臭, 给周围居民生活带来不良影响。浙江卓锦环保科技有限公司结合河道的污染情况, 采用多种高效的技术进行治理, 取得了良好的效果, 现将该工程的设计思路, 施工过程及运行效果进行介绍。

2 工程概况

杭州市某河道, 全长1850m, 河道西段较为平直, 平均宽度为15m, 河道南段水域面积较大, 宽度在30m~45m之间, 河道底标高0.5m, 常水位标高3.5m。水域内现有排水口11个, 均存在晴天出水现象。2014年3月对河道内3个监测点进行取样检测, 检测结果见表1。

单位:mg/L

结合监测结果可知, 该河道主要的污染问题是氨氮, 最大 (7.1mg/L) 超过《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002) Ⅳ类标准 (1.5mg/L) 近4倍, 总磷则介于Ⅳ~Ⅴ类标准之间, 部分河段有超Ⅴ类情况。

2.1 工艺流程

针对该河道污染情况, 浙江卓锦环保科技股份有限公司采用MBBR生化处理, 高效曝气增氧, 阿科蔓生态基和水生植物净化相结合的工艺进行生态修复, 工艺里程见下图1。

2.2 工艺参数

配水经泵站进入河道, 经MBBR反应区, 该反应区内设置MB-BR反应器60个, 延河道两侧堤岸布设。单个反应器尺寸1.5m×1m×1m, 填充MBBR填料。通过鼓风机向反应器内充氧曝气。

强制曝气区域采用高效微孔曝气增氧工艺, 曝气主管延河堤铺设, 间隔2m, 向河道内布设3.5m的微孔曝气软管, 利用配重块控制在水面下30cm处, 共设置微孔曝气管450条。

每条阿科蔓生态基尺寸为1m×10m, 底部配重并穿尼龙绳, 固定放置在河底, 阿科蔓生态基的面积共3000m2。

水生植物分为沉水植物和浮水景观植物。沉水植物区约3000m2, 菹草650 m2, 苦草600 m2, 伊乐藻550 m2, 金鱼藻600 m2, 轮叶黑藻600 m2。浮水景观植物采用景观浮岛的方式进行栽种, 共种植美人蕉, 鸢尾, 菖蒲, 聚草, 圆币草等共500 m2。

3 运行情况

自2014年9月竣工后, 连续稳定运行1个月后, 请第三方检测机构在同样的采样点进行采样检测, 检测结果见表2。

单位:mg/L

从检测结果可见, 通过MBBR, 高效曝气增氧, 阿科蔓生态基, 水生植物吸收净化等工艺, 有效的降低了河水中主要污染物 (氨氮和总磷) 的含量。

栽种水生植物有效地提高了河水的透明度, 对河水的净化有一定的作用, 同时美化了生态环境。

4 结语

MBBR, 高效增氧曝气, 生态基和水生植物的复合生态修复工艺, 对净化河道水质, 提高水体透明度, 美化河道生态环境有着显著的作用, 值得在水体修复领域尝试推广。

参考文献

[1]张辰, 谭学军.上海市农村生活污水处理技术指南介绍.

河道生态修复 篇9

深圳市地处我国东南沿海,总面积2 020 km2,属南亚热带海洋性季风气候,全年平均降雨量1 944 mm,全市河流分为东江、珠江口和海湾3大水系。境内共有大小河流300多条,其中流域面积大于10 km2的河流有13条,大于100 km2的有5条[1]。境内大多数河道呈现山区河流特征,具有流域面积小、流程短、比降陡等特点;而城区内小河道大多自北向南,上游体现为山区河道特征,中游体现为平原城市河网特征,下游河道体现为潮汐河道特征[1,2,3,4]。

深圳市河道属雨源性河流,雨水分布极不均匀,汛期洪水暴涨暴落,旱季河道里几乎没水,城市排洪泄洪压力大。20世纪90年代开始,深圳市河道治理以水安全为核心,通过裁弯取直、浆砌石或混凝土护坡、河底和岸坡硬化等水利工程技术,使深圳市河道普遍达到一定的防洪标准,但河道渠化使其丧失生物多样性和生态功能[1,2]。随着特区经济飞速发展,人口快速增长和城市化进程加快,大量生活污水、工业废水未经有效处理排入河道,加之面源污染和底泥内源污染,特区河道水质严重恶化,在全市310条河流中,已有219条河流的水质受到不同程度的污染,占河流总数的70%[2]。而城区河道普遍表现为黑臭和富营养特征。

2 从生态角度看特区河道及治理现状

2.1 河道生态系统

城市河道水生态系统由生物群落和与之相适应的环境条件组成,生境因子包括河道形态、结构、水质、水量和水流态、气象条件等,其中水环境是河道生态系统中最重要的生境因子。生物群落包括生产者(植物)、消费者(动物)和分解者(微生物),自然河道生态系统是一个以太阳能驱动的,生产者、消费者、分解者和各种生境因子相互作用的物质循环和能量流动体系,通过生态系统食物链、食物网,维持水生生物群落的生存、繁衍生态平衡,使河道具有自我净化能力。其物质循环中碳循环规模主要与水体中溶解氧、分解者生物量以及反应条件有关;氮、磷等营养盐循环则主要与河道大型水生动植物的捕获或收获有关,通过捕获或收获过程将多余的氮、磷等移出系统。

2.2 深圳市河道污染现状

由于人类的活动,深圳市河道污染日益严重,从污染源上看,深圳市河道污染主要包括点源污染、面源污染和内源污染;从污染物上看,主要包括有机污染和N、P等营养盐污染。

深圳市河道水质恶化既是一个水污染问题,也是一个水生态失衡的问题。目前深圳市河道渠化改变了天然河道的地形地貌,使河道植被失去了赖以生存的基础,也不利于微生物附着和微型动物栖息繁殖、高等动物生存;河道形态、结构均质性使河道水流多样性消失;河道裁弯取直使河道水流加速,不利于各种生物栖息;而河底和岸坡硬化切断了水土营养交换,使河水成为孤立于土壤之外的系统,无法独立支撑复杂的水生生物群落。以上因素导致河道生境的恶化,生态链断裂、生态网格结构破碎、生物多样性消失,河道生态系统能量流动和物质循环规模降低,当有机污染和N、P等营养盐进入河道,超出河道自净能力时,就会导致河道生态链断裂,系统失衡甚至崩溃[3,4]。

2.3 深圳市河道治理现状

河道治理必须遵循自然生态规律,河道生态系统稳定性取决于其能量流动和物质循环规模是否在自然条件所允许的范围之内,而将过量的有机物和营养盐移出系统则是河道治理的根本着眼点。目前深圳河道治理水质改善工程采用的是河道曝气增氧、生物飘带、 自然循环水处理、河道微生物投放等技术[3,4]。深圳市河道经过近几年的强化治理,已基本完成了对河道有机污染的控制,打通河道生态系统碳循环的通道,但面源污染无法控制,内源污染依然存在,深圳市河道污染源将由点源污染为主转变为以面源污染和内源污染为主,河道污染物将由有机污染为主转变为以N、P等营养盐污染为主,河道治理策略必须由污染源控制、水质净化工程为主转变为以河道生态修复为核心,通过改造河道形态结构,调节河道水量和水流态,构建河道生物多样性,恢复河道洁净好氧生态系统,提高河道自净能力。

3 河道生态修复理念及其目标

3.1 河道生态修复理念

在城市发展的初期,城市河道属于纯自然型的天然河流河道,其形态结构是自然演变的结果,具有生态和景观功能。随着工业化发展,城市规模不断扩大,人口增加,河道被大量占用,原有的消洪、滞洪、蓄洪、储存雨水的湿地、池塘、湖泊、支流等消失,加速了雨水的汇流;城市生态恶化,热岛效应等加强了城市降水的强度和频度;而城市大面积地表硬化和完善的排水设施,更进一步加快城市雨洪汇流速度,增加了河道水流的能量和不可控制性,河道两岸及河床易受冲刷和侵蚀,加剧了城市的水涝灾害[6,7]。

随着经济的进一步发展,人们逐步认识到河道生态系统的恢复对城市生态环境、城市景观、城市品味和城市社会经济可持续发展的重要性,发达国家在水环境治理上加大了力度,将生态修复列为城市河道整治的核心。河道生态修复就是重建受损河道生态系统的结构和功能,以及其有关的物理、化学和生物特征,创造一个适合于各类生物生存、各种生物群落配比合理,符合自然演替规律的生境改善、结构优化、功能强大、系统稳定的城市河道良性水生态系统[8,9,10]。

经过10多年的综合整治,深圳市河道治理已经进入攻坚阶段。研究表明,目前深圳河道现状既是污染问题,更是生态失衡的问题,对特区河道进行生态修复势在必行。

3.2 河道生物修复和生态修复

生物修复(Bioremediation)是20世纪80年代发展起来的一项低投资、高效益环境治污技术,就是利用特定的生物(主要是微生物,包括土著或外源微生物)在一定的条件下进行消除或富集环境污染物,从而达到对污染环境进行治理的生物过程。生态修复(Ecological Restoration)是利用生态工学原理、技术,通过河道水污染控制、水量和水流态的调节、河道河底和岸坡的形态结构的生态改造,恢复河道生物多样性,重建河道生态系统的结构和功能,使之达到良性的自然生态平衡[9]。

生物修复和生态修复是城市河道治理技术发展的不同阶段和不同层次。二者的目标、应用原理、技术手段、应用生物的种类和适应范围均有一定的差异。

从技术目标上看,生物修复主要以改善河道水质为目的,实际上是城市污水处理系统的延续;而生态修复的主要目的是恢复受损的河道生态系统,水质改善是河道生态修复的前提。从技术原理上看,生物修复主要利用环境生物学原理,利用培育的植物、微生物等生物,特别是微生物的生命活动,对水中污染物进行转移、转化及降解,从而使水体得到净化;生态修复则是利用生态工学的原理,通过创造良好而多样化的河道生境,合理引进和配置水生生物群落,促进河道向良性生态系统演替。从采用的技术手段上看,生物修复以环境工程手段为主,如河道曝气、氧化塘、生物接触氧化、曝气生物滤池、复合生态滤床、微生物合酶制剂的投放等;生态修复则主要为河道形态、结构的生态改造,河道水量、水流态人为调节。从适应范围上看,生物修复主要适应于重污染河道,特别是有机污染的黑臭河道,生物修复作为截污不彻底的一个补充措施,有利于降低河水污染,消除河道黑臭现象;生态恢复适应于微污染河道,特别是以N、P等营养盐污染为主的富营养河道。通过生物修复改善河道水质,为河道生态修复创造了良好的基础,而生态修复是河道治理的最高目标。生态修复是构建自然环境和人居环境和谐统一的河道治理技术体系。

3.3 河道生态修复目标

(1)河道水污染控制目标。

河道水污染控制是河道生态修复的基本条件,而河道生态修复反过来又促进河道自我净化能力,在一个健全的河道生态系统中,水质洁净是必然结果。

(2)河道水安全目标。

河道生态建设必须首先确保其防洪排洪能力,城市河道和自然河流不同,沿线人口密集,经济发达,一旦发生水灾,经济损失不可估量。河道生态修复中,河道形态、结构的生态改造虽然有利于调蓄洪水、消减能量、滞洪补枯,但同时也降低洪水流速、提高糙率,为了避免洪涝灾害,必须相应拓宽河道。

(3)河道形态、结构空间异质性、多样性目标。

河道生物多样性和河道形态、结构空间异质性、多样性息息相关,通过河道形体结构生态改造,形成自然河流蜿蜒的形态,急流、缓流、弯道及浅滩相间的格局,深潭、浅滩交错的形势,再现天然河道河水向两岸渗透,滋养着两岸的植被,提高河道生物群落生境的异质性,构建生物群落多样性,恢复河道水生生态系统结构与功能。

(4)河道生物多样性目标。

一条自然的河道和滨水带,必然有凹岸、凸岸、深潭、浅滩和沙洲,它们为各种生物创造了适宜的生境,是恢复河道生物多样性的基础;同时河道生物群落多样性是河道恢复程度的主要衡量标准。河道生物多样性是生态系统顺利实现其对污染物的转移、转化、富集、释放代谢的物质基础,在一个生态系统中,生物多样性越丰富,食物链越复杂,系统越稳定,其自我调节功能和自我修复功能就越强大。

(5)恢复河道生态系统结构和功能目标。

从河道生态系统的整体性出发,恢复河道生态系统的结构和功能,在一个健全的河道生态系统中,各类生物相生相克,形成了复杂的食物链(网)结构。 一个物种类型丰富而数量又均衡的食物网结构,其抵抗外界干扰的承载力高,自净能力强,其生态系统中能量流动、物质循环、物种流动等也趋于完善和健康。

河道水-陆-气3相紧密联系,与河道生物群落一起,共同构成开放的河道生态系统,河道生态系统必须具有完整性,连续性和自我调节功能。

(6)河道水资源的可再生利用目标。

在生态河道建设中,必须将河道水体和城市天然降水排水系统、城市地下水系统、城市污水处理和中水回用系统等统筹考虑,连接成网,尊重自然水循环,促进地表水和地下水交换,充分利用雨水资源,调节水位。将城市水环境建设,水生态修复,水质改善和水资源综合利用整体考虑,保障河道水资源可持续利用和多功能开发。

(7)营造生态景观,实现人水和谐目标。

河道是人与自然,城市与自然,人与人交流的场所,是城市重要的景观界面,利用景观生态学原理,合理规划河道空间结构,使河水、河岸、滨河带等生态景观要素形成一个生动活泼的有机整体,既符合生态学原理,也具有一定的美学价值,更适合人类居住,使河道景观由单纯的物理景观转变为多样性的生机盎然的生态景观。提高沿河土地利用价值,创造良好经济效益,实现社会经济可持续发展,消除人和自然的对立,实现人水和谐。

4 河道生态修复技术

城市河道、湖泊等地表水系统与城市污水处理系统、城市地下水系统密不可分,城市河道生态修复不能只局限于河道本身,还必须考虑城市水污染控制,城市水资源循环再生等因素。生态修复技术主要包括:①河道水文条件的恢复。通过补水调水措施,使河道恢复适宜生物群落生长的水质、水量以及流态、水深等水文要素。②生物栖息地的恢复。通过适度人工干预和保护措施, 恢复河流廊道的生境多样性。③生物群落多样性恢复。通过引入本土生物,优化河道生物群落结构,构建生物多样性,恢复河道自然良性生态系统的结构和功能。

4.1 水污染控制技术

将城市污水处理系统和地表水系作为一个整体,通过截污措施控制河道点源污染,通过清淤减少河道内源污染。城市河道是一个开放系统,河道面源污染和大部分内源污染很难通过市政工程手段进行控制,主要通过生物修复技术进行治理。应用于河道治理的生物修复技术[11,12,13]包括河道曝气增氧、复合生态滤床、氧化塘技术、曝气生物滤床、软性填料、接触氧化、植物浮岛、生物酶制剂和微生物投放、生物促生等,生物修复是城市水污染控制中城市污水处理系统的有力补充,不仅能消减进入城市河道有机污染负荷,对N、P等营养盐污染也具有一定的控制作用。

4.2 河道水量和水流态调节

河道是一个具有流动特性的生态系统,河道水体不仅以化学成份和物理性质的变化影响河道生态系统,而且还以其流量、水位、水力坡度等水动力特性,改变河道生态系统,同时缓缓流动的水体,也是河道景观的重要组成部分[14]。通过调整河道水量、水流态等水力特性以达到河流生态的要求,是河流生态系统修复的一个重要途径。

通过全面开拓水源,实现生态补水,维持河道稀释净化水生生物栖息和景观娱乐的需水量;通过综合调水措施,促进河道水体有序流动和置换;通过机械推流,增加水体流动性,沿河兴建跌水、喷泉等设施增强水体混流交换和增氧,通过调节河道水动力学特征,提高河道纳污能力和自净能力,实现水流有急有缓,水位线有涨有落,河滩干湿交替,促进河道水生生物群落的生物多样性。

4.3 河岸生态缓冲带构建

河岸植被恢复是河道生态修复的重要技术方法,河岸生态缓冲带[15]是介于河道和河岸之间的生态过渡带,具有明显的边缘效应。具有调节气候、涵养水源、滞洪补枯、防止土壤侵蚀、降解环境污染的作用,对面源污染、地表径流营养盐具有阻滞作用,它也是生物廊道,具有维持生物多样性和生态平衡、保持城市地下水资源平衡以及调节区域C、N等元素的生物地球化学循环等功能。河岸生态缓冲带尽可能采用多孔渗水路面,植物种植采用本土树种,建立乔、灌、草层级结构、功能完善的河道天然植被带,发挥其生态功能。

4.4 生态护岸构建

河岸护坡是河道生态系统的重要组成部分,同时也影响着河流的稳定性及行洪能力。传统的河岸防护工程中多采用浆砌或干砌块石、混凝土、预制混凝土块体等结构形式,虽然在保持岸坡的稳定性、防止水土流失、保证防洪安全等方面起到了一定的作用,但对河道景观环境和生态产生了不良的影响,造成水体与陆地环境恶化和生态破坏,加剧了水污染的程度,降低了河流的自净能力。

生态护岸构建[15,16,17]的主要方法是,拆除原有的石块、混凝土结构,将其改造成适合生物生长的仿自然状态的护坡,护岸材料采用具有耐久性、抗侵蚀性、抗冲性,同时具有渗透性和亲水性材料,最好为天然材料如木桩、竹笼、卵石等,有些是采用混凝土制成的“生态砖”材料[18]。为了维护河岸的稳定性,防止水土流失,可在护岸上种植水生植物和其他植物,植物根系纵横交错于介质和土壤中,增强了河岸带亚表层强度,增加了河岸的稳定性,防止岸坡重力侵蚀;生态护岸和河岸水陆交错的生态活跃区的水生植物,降低水体流动,有利于生物栖息。生态护岸水陆交错区的介质和水生、湿生植物等,可通过渗透、吸收、吸附、滞留、氧化、还原、絮凝、沉淀等物理化学和生物作用,实现河道净化功能。岸坡结构还通过减低河水流速,消减洪水能量,实现涵养水分、滞洪补枯。生态护岸营造柔美生态岸线,集防洪、生态、景观和自净等功能于一体,代表着护岸技术的发展方向。

4.5 河床及河道形态结构生态改造

以防洪排洪为主要目的的深圳市河道工程治理,使特区河道形态上裁弯取直,结构上均质化,河床和岸坡硬化,水生植物缺乏有效的生长基质,生物多样性消失,河道生态系统几近崩溃。研究表明,生物群落多样性与生境的空间异质性(spacialheterogeneity)存在正相关关系,一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造更加多样的小生境,允许更多的物种共存,有利于生物群落的多样性[9,10]。

针对深圳市河道“三面光”的现状,必须对河道形态和结构进行生态改造,拆除河床硬质材料,恢复河底的自然泥沙状态;拓宽河道,采用复式断面形式,恢复一定面积的河滩、河幔地,构建蜿蜒曲折低水位河槽,使河道深潭和浅滩相间,营造接近自然的流路和不同流速带的水流;岸坡采用多孔质材料,为水生和湿生植物提供生长基质,为水生动物提供栖息地;根据河床,制造丰富多变的河底线和河岸线;挖河增水,恢复沿河串接的池塘、湿地,营造复杂多变的生境;通过翻板闸形成阶梯-深潭的河道纵向结构,人为营造水文脉冲,使河流时急时缓,经常漫过河岸,形成沼泽和湿地,为各类生物创造适宜的环境;对于必须进行渠化的河道,应遵循生态平衡的原则,保留一定的槽蓄作用,使主河槽和河幔河滩地保持水文连通性。

4.6 河道生物群落恢复和演替控制

水生植物恢复是生态恢复的重要环节,而沉水植被恢复是生态系统恢复健康的重要标志[19,20,21]。水生植物引进的基本原则是本土化,对河道环境有高度的适应性,生长速度较快;植物群落亲和能力强,既不会被原有群落的植物所抑制而不能正常生长,也不会因它的生长而过分影响其他种类的生长,有利于形成物种之间良好的相互促进,相互制约的机制;引进植物有一定的净化水质作用和景观效果。对于外来物种引进要特别谨慎,避免外来物种入侵造成生态灾难。

4.7 河道生态系统监控和管理

生态环境监督管理是城市河道管理的重要组成部分,首先必须建立生态环境标准体系,对河道进行生态监控,发现问题及时处理;把河道割草,动物捕获等作业纳入河道管理规范,控制河道生物量,及时将多余的营养盐和有机物移出河道生态系统,以维持其种群在适度水平上。

摘要：深圳市河道水质恶化既是一个水污染问题,也是一个水生态失衡的问题,必须进行生态修复。河道生物修复和生态修复是2个不同概念,生物修复是城市河道水污染控制的手段,是城市污水处理系统的延续,而生态修复则是通过创造适合于各类生物生存的生境条件,形成各种生物群落配比合理、结构优化、功能强大、系统稳定的城市河道良性水生态系统,重建受损河道生态系统的结构和功能。针对深圳市河道现状,提出生态修复的技术和方法。

城市河道水体修复技术探讨 篇10

1 河道水体修复技术

1.1 生态-生物方法

水体生态-生物修复技术是国外近来发展很快的一种新技术, 是按照自然界自身的规律去恢复自然界的本来面貌, 强化自然界自身的自净能力去治理被污染的水体, 这是人与自然和谐相处的合乎逻辑的治污思路, 也是一条创新技术路线。

生态-生物污水处理技术, 是利用培育的植物或培养接种的微生物的生命活动, 对水中污染物进行转移、转化及降解作用, 从而使水体得到净化的技术, 具有处理效果好, 工程造价相对较低, 耗能低或不需耗能、运行成本低廉、无二次污染等优点。还可以与绿化环境及景观改善相结合, 在治理区建立休闲和体育设施, 创造人与自然相融合的优美环境。所以这种成本低廉的实用技术非常适用我国河道水处理。生态—生物方法主要包括生物膜法、水生植物系统、投放生物菌种或微生物促生剂等。

1.1.1 生物膜法

是指用天然材料 (如卵石) 、合成材料 (如纤维) 为载体, 河道水经过时, 在其表面形成一种特殊的生物膜, 生物膜表面积大, 可为微生物提供较大的附着表面, 有利于加强对污染物的降解作用。其反应过程是: (1) 基质向生物膜表面扩散; (2) 在生物膜内部扩散; (3) 微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应; (4) 代谢生成物排出生物膜。经过这些反应后水体基本得到净化, 再排入河道中。日本坂川古崎净化场就是河道水体修复典型的例子, 从几年的观测表明, 河道污染水体有了明显的改善。古崎净化场是一座利用生物-生态修复技术的水净化场。其原理是利用卵石接触氧化法对水体进行净化。古崎净化场建在江户川的河滩地下, 充分节省了土地, 是地下廊道式的治污设施。水净化场结构十分简单, 主体结构是高4.5 m, 长28 m的地下矩形廊道, 内部放置直径15～40 cm不等的卵石。用水泵将河水泵入栅形进水口, 经导水结构后水流均匀平顺流入甬道。

另外有若干通入廊道内。净化作用主要由以下三方面组成: (1) 接触沉淀作用, 污水经过卵石与卵石间的间隙, 水中的漂浮物触到卵石即沉淀; (2) 吸附作用, 由于污染物自身的电子性质, 或由于卵石表面生物膜的微生物群产生的黏性吸附作用; (3) 氧化分解作用, 卵石表面形成一种生物膜, 生物膜的微生物把污染物作为食物吞噬, 然后分解成水和CO2。图1是几项水质指标在处理前后的变化值。

1.1.2 水生植物系统

水生植物系统对水体的净化作用主要有以下几种: (1) 吸收作用。主要是利用水生植物 (例如风眼莲、芦苇、狭叶香蒲、丽藻等) 吸收利用污水中的氮磷元素及水中一些重金属元素; (2) 降解作用。水生植物群落的存在, 为微生物和微型生物提供了附着基质和栖息的场所。这些生物能大大加速截流在根系周围的有机胶体或悬浮物的分解矿化; (3) 吸附、过滤、沉淀作用。浮水植物发达的根系与水体接触面积很大, 能形成一道密集的过滤层, 当水流经过时, 不溶性胶体会被根系粘附或吸附而沉降下来, 特别是将其中的有机碎屑沉降下来。一般来说, 内源污染的主要贡献者是水中的有机碎屑; (4) 对藻类的抑制作用。水生植物和浮游藻类在营养物质和光能的利用上是竞争者, 前者个体大、生命周期长, 吸收和储存营养盐的能力强, 能很好的抑制浮游藻类的生长。如用配植石菖蒲的水培养藻类, 可破坏藻类的叶绿素a, 使其光合速率、细胞还原TTC的能力显著下降。另外, 水生植物根圈还会栖生某些小型动物, 如水涡牛, 能以藻类为食。

植物发挥的作用不仅是在美学方面, 在臭味控制、昆虫控制及污水处理方面也发挥重要的作用。杭州市从2000年6月开始, 在南应加河上进行水生植物水面种植净化水体试验, 试种植物主要包括美人蕉、水竹、空心菜和水稻等。具体要求达到:消除水体异味、水体透明度接近1 m、每年的植物景观时间在10个月以上、基本恢复水体的自净功能。

经工程实施后的监测情况来看, 制定的要求基本上达到。水体透明度从实施前的5 cm增加到实施后最好时达1 m以上, 并得到了较好的维持;氨氮和总磷甚至分别比实施前下降4倍和11倍;其他如高锰酸盐指数 (CODMn) 、溶解氧 (DO) 等也有较显著的提高, 还出现了鱼类和甲壳类水生动物。

1.1.3 生物菌种和微生物促生剂

就是直接向污染河道水体中投加经过培育筛选的一种或多种微生物菌种和投加微生物促生剂 (营养物质) 。目前对于在污染水体中直接投加微生物菌种的生物修复技术争议较多, 焦点集中在使用菌种是否带来环境安全性问题。另外对于流动性且污染程度较轻的水体来说, 直接投放微生物菌种效果不是很好。而对于投放微生物促生剂, 不存在安全性问题, 而且通过促生作用, 促进了污染物降解微生物生长, 使污染水体的BOD5, CODcr迅速下降, 溶解氧明显上升, 黑臭消除。生物检测结果表明, 投放药剂后的河道中, 微生物由厌氧向好氧演替, 生物由低等向高等演替, 生物的多样性不断增加。

同时, 它还是一种投资少, 成本低, 见效快的水体修复技术。

1.1.4 河道曝气复氧

污染严重的河道水体由于耗氧量大于水体的复氧量, 溶解氧降低, 甚至处于缺氧 (或厌氧) 状态。向缺氧 (或厌氧) 状态的河道进行人工充氧 (此过程称河道曝气复氧) 可以增加河道的自净能力, 改善水质, 改善和恢复河道的生还能力。

河道曝气复氧对消除水体黑臭效果已被许多例子所验证。周杰等通过河道曝气技术使溶解氧 (DO) 浓度提高, 消除了水体中的致黑臭物质, 有效改善或缓解黑臭现象。王文林等在张家港市重污染河道花园浜河中引入了太阳能曝气治理技术, 结果表明, 上、下游30 m范围内水体的DO浓度比对照区显著升高, 特别是底层水体DO浓度升高了5～8倍;运行一段时间后, 水体的透明度得到明显改善, 水体中的化学耗氧量 (COD) 、总氮 (TN) 、氨氮 (NH4+-N) 、总磷 (TP) 浓度则显著降低, 对其最大去除率分别达到37.2%, 16.9%, 45.6%和33.5%。

其原理是水中的溶解氧与黑臭物质 (如H2S, FeS等) 之间发生了氧化还原反应, 反应速度快。由于黑臭物质 (还原物) 的耗氧量是COD的一部分, 这部分物质的去除可降低水体的COD。同时河道充氧还可以使处于厌氧状态的较松散的表层底泥转变为好氧状态的较密实的表层底泥, 因而可减缓深层底泥中污染环境物向上覆水体的扩散。此外水体的曝气复氧有助于加快恢复黑臭状态的河道水生态系统。

1.1.5 生物操纵技术

是指在湖泊富营养化控制方面运用生物操纵措施即增加凶猛性鱼类数量以控制浮游生物食性鱼的数量, 从而减少浮游生物食性鱼类对浮游动物的捕食, 以利于浮游动物种群 (特别是枝角类) 增长, 浮游动物种群的增长加大了对浮游植物的摄食, 这样就可抑制浮游植物的过量生长以至水华的发生。崔福义等在30 g/m3水体的放养生物量下, 对微型生态系统中鲢、鳙鱼的生物操纵作用进行了实验研究。结果表明:鲢、鳙鱼的放养, 尤其是混养可有效抑制水体中水蚤类浮游动物的孳生, 而且水体中氮、磷等营养物质得到了一定程度的去除, 浮游藻类尤其是蓝、绿藻的生物量也被控制在较低的水平, 从而有效控制水体富营养化进程。

1.2 物理方法

包括疏挖底泥、引水冲淤、截污治污、机械除藻等(图1)。

1.2.1 疏挖底泥

是指把污染底泥从河道中清除出去, 可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率, 从而改善水质。但是, 其中却存在许多问题, 对特定水体而言, 对其底泥的疏浚是否有必要, 或者疏浚到什么程度就可以达到所需水质的要求, 才不至于将深层底泥中富集的重金属等污染物质暴露出来而二次污染上覆水体。国内外许多专家都反对这种清除河道的方法, 因为如果深层底泥中富集的重金属一旦暴露出来, 这将是非常危险的。另外, 被清除出来的污泥的最终处置也是一个问题, 是安全填埋还是合理利用。这些都要进行充分的研究证明才可得出具体的方法。例如瑞典的Trummen湖, 清除表层1 m厚的底泥后, 水深增加1.1～1.7 m, TP浓度迅速下降, 这种状态维持了18 a。

1.2.2 引水冲淤

是指引进外部清洁水源来改善河道水水质。对于浮游植物的生长量来说, 河水的滞留时间是关键性控制因素。如果流入河道的污水只在河道作短暂的停留, 即使河道中的营养盐极为丰富, 也只能生产极为有限的生物量, 其数量比预想的要少得多。因此在水源允许的情况下, 引进外部清洁水源, 增加河水水量, 这样既可以人为地缩短水在河道中的停留时间, 使污染河水不易在河道中滞留而导致黑臭, 同时又可通过引水时河道水动力学重要条件的改善使水体复氧量增加, 有助于河道自净能力的提高。引水技术改善河道水体水质的实例较多, 如上海苏州河的综合调水工程, 福州内河的引水冲污工程。另外, 成都市府南河的综合整治、苏州古城河道的治理工程中曾对调水技术进行过实验:调水并未减少污染河道的污染物通量, 只是由于清洁水的大幅度增加使污染水质得到改善。总的来说, 对于污染河道上游或附近具有充足的清洁水源、水利设施较完善的河网地区, 利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的处理工程。

1.2.3 截污治污

即将原本直接排入城市河道水体的污水收集到污水厂处理后再排放。目的是削减排入受纳水体的污染物总量, 为进一步净化水质创造条件。武汉东湖的水果湖水域, 在污水截流后, 湖水中BOD5、TP、TN、SS逐年上升的趋势得到遏制, 污染物总量逐年下降, 水中溶解氧上升, 湖区水环境得到明显改善。

1.2.4 机械除藻

河道中藻类的大量增殖, 使得一些以河道水作为水源的一些水厂不同程度地受到季节性藻类的威胁, 尤其在高温、藻类爆发季节更增加了给水处理技术的难度, 提高了制水成本。因此解决富营养化河道水技术是一项非常重要的任务。河道水除藻技术可参考湖泊水处理技术, 用处理湖泊水藻类的方法来处理河道水藻类。如直接过滤除藻工艺、气浮法除藻、慢滤池过滤、微滤机除藻等方法。同时还有生物和化学方法去藻, 如生物膜法除藻、ClO2除藻、O3和活性炭处理、投加Fe3+或Al3+盐。这些方法都是通过实验证明的, 效果不错。

1.3 化学方法

是指用化学药剂去除水中污染物。如今市场上有许多不同种类的新型高分子合成药剂。不同的药剂对水质控制参数的去除效果也不一样。利用药剂法去除水中污染物例子很多, 如天津市津河水处理工程的初期工程, 采用了天津市绿洁公司生产的高效净水剂对津河水进行处理, 此净水剂是由多种药剂复配并加催化剂组成。处理后的水不生藻类, 水体澄清不显色, 臭味降低, 对COD, NH3-N, B O D5, S都有一定的去除率, 尤其是对TP的去除率, 处理后水中总磷含量达到了0.025 mg/L, 符合景观娱乐用水的A类标准。总的来说, 用化学药剂处理河道水, 使用方便、见效快、效果明显, 但是费用比较高, 而且易造成二次污染。

2 结语

上述修复技术各有特点, 根据河道水体的污染的实际情况选择合理的修复技术十分重要, 对于大型河道水体治理, 常常采用几种技术组合进行处理。如苏州河环境综合治理一期工程就是一个典型的使用多种水体修复技术的实例, 考虑到各阶段不同的治理目标、各种不同性质的污染源与现有的水利设施, 工程中采用了引水冲淤、河道曝气复氧、底泥疏浚等修复技术, 取得了良好效果。

以上这些技术只是对被污染的水体采取的一种末端措施, 最根本的还是要削减河道污染源的排入, 保持河道清洁、清淤清杂, 以减少污染源的人为性和外源性。避免污水直排河道, 建设污水处理厂和集中式污水处理系统, 对于超标排污者, 严格依法查处。建立有主有从、有统一监管、有依法分管、职权和义务清晰、高度协调、高效运作的水环境管理体制, 这才是当务之急。

参考文献

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