生态河流设计

生态河流设计（精选12篇）

生态河流设计 篇1

1 河流生态工程辅助设计系统开发的必要性

河流防护设施在洪水的冲击下若遭到破坏, 往往会威胁到河岸居民的安全。因此, 在考虑居民安全的条件下, 以往均以混凝土作为护岸、固床工、丁坝等构造物, 虽然达到了防洪安全的目标, 但却破坏了生态环境及影响生态。近年来因生活质量及环保意识提高, 促使世界各国逐渐开始重视周围生态环境及稀有生物的保育, 于是运用生态工法的工程设计渐趋普及。

根据生态工法的精神, 各个工程的生态工法选用与施工, 需考虑当地的生态环境、地形、地质、水文及材料取得等多种因素, 且因地点不同而因素也有所不同。因此各个工程在做生态工法规划设计时, 必须以多方面的考虑及评估后, 因地制宜, 研拟适合当地的工法加以施工, 以期能恢复其原始生态且兼顾安全的工程方法为目标。如果对生态系统不够了解或规划不够周详, 则可能导致复育计划无法达到预期效果甚至失败, 因此有必要发展一决策系统以辅助生态复育。

2 河流生态工程辅助系统基本构成与设计原则

2.1 基本构成

开发河流生态工程辅助设计系统可整合的部分有:生态资料库、生态信息系统、工法成本估算、工法辅助决策、稳定性评估等。然而, 想要整合各项功能, 则须有一完整规划设计流程。因此, 应需先确定生态工程规划与设计的流程, 这一流程通常要根据赋予计划生命周期来考虑。整个复育计划的完整生命周期有规划、设计、施工、管理维护与监测等。在这些阶段中, 从一开始的复育地点选择、生态环境调查与分析, 到复育计划分析探讨与方案的建立等为规划与设计的阶段。其中, 河流工程的开始阶段, 就没有准确的定位其规划目标, 这将会影响往后的设计、施工、管理维护与监测等, 进而影响到整个复育计划的成效。

2.2 设计原则

工程技术方法的选定, 须符合防洪安全目标, 并维护或营造水域环境的生态需求, 以及是否提供市民亲山、亲水游戏机能与营造休闲空间等功能。为此, 整体溪沟整治工程则需仔细考量, 如生态基流量、水流、生物庇护空间及栖地环境的营造等等功能。然而要达到因地制宜, 顺应自然条件设计及配置, 则是工程规划中最困难的部分, 在规划中最重要的是, 能否顺应自然条件作妥善的设计及配置, 该部分是无法模仿引用的, 仅能依据立地条件运用经验及规划设计时投入更多心力, 才能达成目标。具体来看, 如下标准应当加以重视。

一是符合法规要求。任何工程施工均应在相关法令与规范要求下进行规划与设计, 如河流管理办法、河流区域种植规定等。在符合法规的条件下, 应满足两种需求: (1) 满足防洪需求, 工程构造物应满足防洪需求, 不得影响防洪功能, 如计划洪水位、计划河宽及参考河床高等。 (2) 满足安全需求, 工程构造物施设除应满足防洪需求外, 本体的安全性也应考虑, 以确保工程永续性。安全需求依工程破坏原因可分为水理与安定两大因素, 其中, 水理是指流速、剪力等水流产生外力的分析;安全性是指构造物受到水压、土压及冲刷所产生安定性分析。

二是维持河相稳定。构造物施设应避免影响河道的通水面积, 尤其是具有深槽的低水护岸, 避免因束缩断面而造成河床下切。固床工与丁坝施工则需避免水流经构造物产生对河岸的破坏、过度淤积或冲刷及产生侧向侵蚀。施工过程中, 应注意配合生态需求, 应就生态搜集资料, 邀请生态专家协助分析工程施设后对生态生活史的影响, 并将其他设施施工对生态环境冲击降至最低。

三是创造多样化环境。基于对生态系统复杂与动态结构的不了解, 工程施工时应尽量创造多样化的生态环境, 如护岸的多孔隙、植生等, 并利用简易设施进行营造潭、濑、回流区等栖息环境的复育或创造, 而整体生态之繁衍应由生态自我组构的机制进行重组。

四是工程经济最佳化。该部分为水利工程施工最难达成的目标, 因工程设施具有保护人民生命财产与安定社会民心的目标, 为政策性导向的工程, 若单纯以工程及后续维护管理经费而言, 一般工程经济效益均不高。此处所提工程经济最佳化系指工程施工时应考量其他非工程措施的配合 (如洪泛区划设) 将工程规模降至最低 (工程减量) 及利用科学化的工具, 以增加工程成功机率, 降低后续维管费用。

五是营运维护成本最小化。生态工法的水利工程, 因工料上的自然限制, 如不连续性或植物生长期等, 失败的风险常比混凝土化的水泥工程大。然而, 生态治河却是世界潮流, 所以工程后续营运维护成本于设计阶段即需考量。

3 河流生态工程辅助设计系统流程构架

系统最主要的功能为规划与设计试算, 借着规划与设计流程, 将系统以阶段性的步骤切割, 并在各阶段适时提供工程人员相关资料的参考;如选择计划河段、工址流况的分析、适用工法建议与选用、决定断面形式及安全性分析等。在工址流况分析时, 有航照影像图辅助加以分析判别;初步工法布置选用时, 以输入流速及选择规划之目标等, 系统将提供符合条件的工法选项;安全性分析时, 经验公式的分析计算则需输入各项工法所需的设计条件, 系统计算完后显示是否符合安全条件。

第二项功能为案例资料库, 借助规划与设计试算的操作, 并执行完成工程的规划与设计案例;系统会在完成时, 储存规划与设计的结果, 并记录其完成的时间。主要为累积历年的工程规划与设计资料, 可以提供工程人员在规划设计时, 可有相关设计参考, 并更了解当地发生灾害的原因, 案例资料库的执行流程。其中, 重新计算功能, 可以在该案例中的任何阶段, 重新进行分析计算, 并且在完成时, 自动存成一个新案例档。

第三项是生态资料库, 在工法资料库中可以输入限定的条件做查询, 或是选择浏览全部资料以列出全部资料, 或是选择规划目标以判定适合的生态工法;生态资料库中, 也可查询该河系断面编号的水理因数条件。

第四项为计划河段管理, 为了避免其他使用者误编辑计划河段, 故应立登入账号及密码, 以防止其他使用者随意新增计划河段。

第五项为河流管理系统资料库, 可查询研究区域性的基本资料, 由地理空间与信息的方式, 展示查询对象的地理位置与其相关属性资料, 如河流断面、水系、交通等基本资料。

摘要：为遏制日益加剧的水环境恶化和水生态系统退化, 现代水利工程应该克服传统水利工程对河流形态的多样化重视不足和忽视生态环境的缺陷, 遵循河流演变的客观规律, 妥善处理好人与自然相互协调的关系, 这就要求进行河流生态工程辅助系统的开发。文章对系统开发中的相关问题进行了探讨。

关键词：河流,生态工程,辅助设计,系统开发

参考文献

[1]魏梓兴, 蔡恭杰, 吴阿娜, 等.河流管理中引入河流健康状况评价的意义与思考[J].中国水利, 2004 (17) .

[2]陶沈巍.河流生态等级划分[J].中国水利, 2006 (10) .

生态河流设计 篇2

河流与人类社会发展息息相关,具有重要的社会意义.在人类社会的.发展过程中,自然河流逐渐渠道化、非连续化,城市河流更是开发过度、污染严重.近年来,河流的生态问题受到广泛关注,人们开始重新认识和利用河流,提出了河流牛态修复的理念.本文对河流生态修复的理念进行了阐述.提出了河流生态修复的原则,之后从生态护岸、水质改善、生态景观建设3方面对现行的河流生态修复技术进行了说明.

作 者：王韶伟 徐劲草 许新宜 WANG Shaowei XU Jincao XU Xinyi  作者单位：北京师范大学水科学研究院,水沙科学教育部重点实验室,100875,北京 刊 名：北京师范大学学报（自然科学版）  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF BEIJING NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 45(5) 分类号：P3 关键词：河流生态修复   理念   原则   修复技术   river ecological restoration   concept   principle   restoration techniques  

浅谈河流的生态修复 篇3

关键词：河流 生态修复 河道整治

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）001-122-02

随着社会发展，城市化进程加剧，生活生产行为以及在城市化进程中对河道河流的整治，违背了自然的规律，造成了河流生态系统的功能逐渐退化。另一方面，随着人们生活水平的提高，人口数量的增加，所需求的水资源量不断增加，对水质的要求也在不断提高，河流生态修复已经变得十分必要。

1 人类活动对城市河流系统产生的干扰

随着社会的快速发展，城市化进程对区域的生态环境产生了巨大的影响。人类的生产生活对河道的自然形态结构、河流的水质等的影响也日益显现出来。主要表现为：(1)生活生产的污染物向水体排放；(2)由于水利工程（如：筑坝、水库、堤岸）的建设，造成了生态流量不足，河流形态表现出不连续性，部分河流甚至出现断流的情况；(3)许多水景观质量被破坏；(4)地区地表硬化，河床的材料由具有透水性能的材料变为硬质化的不透水性材料。

人类的活动使得河流生态系统的功能日渐简单化，仅仅局限在景观娱乐，排泄纳污通道方面，由于河流污染，堤岸加固，河道底部防滲、固化处理等，河流生态系统的水源供应，水产品养殖，水流运输，补给地下水等功能日趋衰弱。

2 国内外河流生态修复现状

河流生态修复是生态工程学的一个分支，利用综合方法，使河流恢复因人类活动的干扰而丧失或退化的自然功能。恢复河流系统健康，实现河流和人类的和谐发展是河流生态修复的总体目标。通过河流生态修复重建健康的水生生态系统，形成各种生物群落配比合理、结构优化的河道生态系统，并且使河流生态系统实现整体协调，自我维持、自我演替的动态平衡过程。

2.1 国外河流生态系统修复现状

20世纪40年代，德国学者最先提出了“近自然河道治理工程”的概念，接近自然，植物作为首选的工程材料，重点维护动植物及生态的相互协调作用。20世纪80年代莱茵河的生态恢复计划，投入了数百亿美元，终于在2000达到了目标，为河流生态修复提供了许多经验。20世纪90年代，河流生态修复的技术愈加成熟，英国成立了河流生态修复中心，开始在流域尺度下开展河流生态修复并且制定了河流修复指南。美国出版了《河流廊道修复》，佛罗里达州开始对密西西比河、伊利诺伊河以及凯斯密河流域进行生态修复。

2.2 国内河流生态系统修复现状

我国河流生态修复到20世纪80年代才开始被重视，起步较晚，所以处于探索阶段。我国在河流生态修复过程中也显现出一些问题，主要是偏向于水质的改善，而忽视了河流的生态系统结构以及功能的修复改善。位于浙江海宁市的辛江塘及北京市北护城河、转河等河道整治工程，采用了恢复河道自然平面形态、多样性断面，增加水栖多样性、植被护岸等手段，水质得到改善，生物多样性逐渐恢复，工程投资低，治理效果良好，为我国今后的河流生态修复提供了十分宝贵的经验。

3 河流水系生态修复的任务及原则

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。

城市河道系统生态修复应遵循的原则：(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。

4 河流生态修复技术

4.1 河道自然形态的恢复

我国河道整治主要存在的问题有：(1)河道景观植被群落缺乏，植被种类单一化；(2)河道大部分都为为混凝土或浆砌块石梯形明渠的构筑形式，此种形式导致河道硬质化现象突出，还显的十分生硬、单调。

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。

4.2 城市河流硬质护岸生态修复

我国城市河流护岸的硬质化已经高达70%，硬质护岸由坚硬石块或者混凝土材料构成，河流被渠道化、人工化极大影响了城市的河流水质和生态景观，破坏了河流系统原有的生态平衡。

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。

4.3 生物多样性的恢复

生物多样性是保证河流生态系统平衡及健康的基础。恢复生物多样性，首先要恢复生物的栖息地。生态学与工程学相结合，恢复河流水陆交错区的功能，建造能够适合水生动植物、两栖动物生存繁殖的河岸工程生态结构。根据所要修复目标生物的生活习性，可设置鱼道、浅滩-深塘等，还可设置丁坝、乱石堆或者河岸的覆盖物模拟水生生物喜爱的活动环境，来修复河道内的栖息地。另外，还需恢复流域内的栖息地，即恢复涉水鸟类及生活在河滨半水生动物的栖息地。所采用的方式有：(1)食物供给，通过种植鸟类等所要摄取的植物，保证了鸟类所需食物的充足供应，为鸟类生存的提供了基本保障。(2)建造巢形建筑物，通过建造人工巢箱来解决自然巢穴的缺乏问题。(3)建造林间水库，水库放水所产生的洪水效应，可以防止阔叶树木被破坏。

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。

4.4 改善水质，防治污染

可以采用外流引水稀释冲刷、生态浮床技术、河道曝气、底泥疏浚等方法对污染水体进行处理。外流引水稀释冲刷，可在短时间减小污染负荷，影响污染物沉积率，外流的引入对原水质会产生一定影响，因此，该方法有利有弊。生态浮床技术，利用物种的共生关系，以水生植物为主体，建立高效的人工生态系统，降低河流污染负荷。河道曝气，加速了河流的复氧过程，使溶解氧浓度提高，增强好氧生物的活性，从而提高水体自净能力。底泥疏浚，可以彻底清除地步的有毒有害物质。在治理的同时，要控制生活工业废水以及农业面源污染排入河流，完善管理制度，以达到修复效果。位于江苏省北部的新沂河，水质污染严重，为净化水质利用不同级配的卵石构成廊道系统，通过重力流将水引入廊道，水流通过卵石层，水质得以净化；建立人工湿地，利用湿地的沉淀、吸附、降解等作用，对水质进行处理；利用生物滤池的原理建立的人工快速渗滤池可加快水质的净化，也都达到了不错的处理效果。

5 结语

河流与人类生存息息相关，在城市防洪泄洪方面也起着重要作用，但人类城市化建设对河流的改造，使河岸硬质化，水质及景观遭到破坏，河流生态功能退化，河流的生态修复能够，提高河流自净能力，改善水环境，因此河流的生态修复是十分有必要的。河流生态修复，应从实际功能需求出发，在修复河道的过程中不断实践、积累经验，实现环境与社会经济的和谐发展。

参考文献：

[1]陈利顶,齐鑫,李芬,等.城市化过程对河道系统的干扰与生态修复原则和方法[J].生态学杂志,2010,29(4):805-811.

[2]吴智洋,韩冰,朱悦.河流生态修复研究进展[J].河北农业科学,2010,14(6):69-7l.

[3]王社宁.河流型饮用水水源生态修复技术[J].甘肃科技,2009,25(13):55-56.

[4]倪晋仁,刘元元.论河流生态修复[J].水力学报,2006,37(9):1029-1036.

[5]杨平荣.河流生态修复[J].科技信息,2009,(1):754-755.

[6]孙东亚,董哲仁,许明华,等.河流生态修复技术和实践[J].水利水电技术,2006,37(12):4-7.

[7]董哲仁.河流生态修复的尺度格局和模型[J].水力学报,2006,(12):1476-1481.

河流生态恢复研究 篇4

1 国内外研究

1.1 国外研究

很多国家已经对河流生态恢复引起足够重视。早在20世纪60年代, 德国和瑞士等已经开始意识到硬质混泥土护岸是导致河流污染的根本原因, 并且着手于生态学在工程中的应用;20世纪90年代, 美国也认识到这一点, 如洛杉矶河流就开始拆除混泥土河道。1986年, 日本通过对欧洲河流治理的学习, 拆掉了许多混泥土河道, 注重河道生态恢复。20世纪90年代, 德、美、法等国家开始大规模对混泥土河道拆除整治, 进行生态恢复。国外的河道生态恢复过程中, 水利工程学与生态学的结合, 使得河流生态恢复更具科学性[2]。

1.2 国内研究

我国各个专业学者 (生态学者、景观学着、水利专业学者等) 已经意识水利工程对河流污染会造成的严重影响, 从不同专业角度角度诠释河流生态修复研究的重要性。2002-2003年, 蔡庆华等对河流生态学研究中的热点问题进行研究, 唐涛等对河流生态系统健康评价等问题开始探讨。2003年, 董哲仁提出了“生态水工学”, 开始革新传统水利工程的设计, 基于水工学、水利工程学的知识, 融合、汲取生态学理论, 开展“生态水工学”研究, 并初探河流生态修复技术和基础研究的问题[3]。2005年1月19日, 中国科学院成立了水工程生态研究所, 其主要目的是寻求水利工程生态系统调控和水环境保护的生态对策。

2004 年, 夏继红、严忠民分析了国内外生态河岸带研究发展趋势, 认为近年来我国已经开始研究河流的“生态型护岸技术”, 提出了多种生态型护岸结构形式, 但是这些技术没有考虑其对生态环境的影响, 并非真正意义上的河道生态护岸。2004年, 杨海军等开展了对城市受损河岸近自然修复过程的自组织机理研究, 但只取得了初步成果, 还有许多问题有待深入细致地研究。

2 河流生态系统恢复的目标

2.1 河流生态恢复是多目标的河流治理过程

以前, 人们对城市河流的治理是针对某种功利价值的功能进行工程设计—防洪、排水等, 河道只是作为工程实体而非城市公共空间而存在, 对城市的整个生态系统、人的心理需求和生理方面需求的考虑欠佳。这种传统的河道治理方法相对安全, 但理念太过僵硬、效果单一, 快速但违反生态原则, 最终导致产生更多的生态问题[4]。建设生态河堤在21世纪已成为国际大趋势, 人们对生物生存环境的重视中, 却忽略了河流的自我存在和自我实现。河流的自我存在包括河流的自然生态、环境、植物、景观、历史和文化等特征。

2.2 将河流治理纳入城市规划

一方面, 自古以来, 城市的存在就与河流息息相关, 所以会有很多河流贯穿于城市之中, 这样就能更好地融入城市居民的生活中, 河流才能得到可持续的、稳定的发展;另一方面, 城市的发展离不开河流, 河流在改造和恢复中保持和延续生命力, 也是对城市发展的要求。

3 我国河流开发过程中存在的问题

3.1 水利工程部“一家独大”的现象突出

早在20世纪, 河流的管理就是水利工程部门的“一言堂”, 国内缺乏对于河流生态的认识。直到21 世纪, 才提出了“生态水工学”的概念, 生态学开始溶于河流的规划。但是, 水利工程部门“一家独大”的现象依然存在[5]。我国在开发河流的过程中, 最大的因素便是规划者对于其他学科知识的认识不足。

3.2 硬质材料的过度使用和软质植物的保护不利

20 世纪60 年代, 人们提出生态的概念正是基于对硬质景观混泥土护坡的批判。但是, 这个问题却是现在我国河流开发中一个最大的问题, 现今我国护坡手法中绝大部分是用混泥土, 长沙的沿江风光带、橘子洲头等, 不胜枚举。而且, 这种方式已成为设计师和规划师设计的一种潮流, 形成了一种不良风气。更让人匪夷所思的是, 有些河段甚至在河床用混泥土打实。然而, 河岸旁边长得茂盛、优美的植物却得不到保护。植物的根部是固土的最有效的手段, 看起来坚韧无比的混泥土反而容易被水流冲垮。

3.3 水土流失

我国水土流失面积大约360 万km2, 占据总国土面积的1/3以上。每年因水土流失损失的土壤达到50亿t, 而这大部分都是由于河流水土流失造成的。河流水土流失造成河道、湖泊泥沙淤积, 也加剧了江河下游地区的洪涝灾害。

3.4 水污染

2003年, 统计的全国废污水排放总量达到了680亿t, 其中生活污水和城镇污水各占1/3 和2/3。在对我国七大江河水系的重点监测断面中, 只有40%符合三类以上水质标准。从某种程度上讲, 生物入侵也造成了水污染, 同时影响河内生物的生存。

3.5 洪涝灾害

因大雨、暴雨或持续降雨, 导致地表径流的增大, 最终排入到河水中, 造成河水中积水过多, 形成洪涝灾害。近年来, 洪涝灾害越来越多, 频率也越来越快。

4 河流生态恢复的原则

对河流生态恢复的分析, 必须明确河流的生态恢复要求基于遵循自然规律, 通过人类的作用和技术的进步, 经济上允许, 社会的可接受性, 使退化的河流生态系统, 重新焕发出其应有的生机, 造福于人类的生态系统重构或再生过程。而对河流生态系统的恢复主要应遵循以下原则。

4.1 河流生态系统的完整性

对河流生态恢复的研究, 首要原则是其完整性。河流生态系统的完整性是保证河流能够正常运行的首要前提, 只有保证了其完整性, 才能获得连通性、稳定性等前提原则。河流生态系统的完整性主要包括以下3 个方面:河流流域的完整性、河流横断面的完整性以及河流系统的整体性。在河流横剖面完整性中, 尤其在于重点恢复河流水系、堤岸、河岸带、河畔湿地及林地水体等的完整性, 不能使河流渠道化, 把河流生态系统只是当成一条巨型的“排水管”。

4.2 河流生态系统的稳定性

河流生态系统的稳定性主要体现在以下3 个方面:河流景观构成的稳定, 河流生态系统结构与功能的稳定, 河流流量的稳定[6]。河流景观构成的稳定, 不是说把景观都做成混泥土护坡的这种稳定, 而是多利用绿色植物, 配合适当的硬质材料, 达到河流、河岸及河岸边的农田的和谐共生。河流流量的稳定, 指的是河流流量在其本身可以容纳的一个流量值, 在旱季的时候, 河水不能太少, 在捞季的时候, 河水不能太多而影响河岸。

4.3 河流生态恢复的连通性

在系统、整体和可持续发展的前提下, 以河流整体生态系统的功能和结构为基础, 从生态整体性及水土资源开发为出发点, 结合城市规划、景观设计和水利工程, 为人民创造一个安全、有生气、舒服且富含情趣的环境。

4.4 河流功能的多样性与主导支配性

河流具有重要的生态功能, 宜人的风景格局, 多种多样的景观结构, 变化多端的水体, 使得其功能不仅仅是排洪蓄水, 而根据具体环境具有多样化的特点。这也就造成了不同环境下的河流, 其主导支配性存在差异。因此, 在进行具体河流的规划设计时, 针对特定的地段及其特殊过程、特殊问题, 制定独特的恢复生态途径。河流的主导支配性, 指向了河流规划设计的方向和目标。

5 河流生态恢复的内容

从河流生态系统的组成可知, 河流生态恢复的主要内容包括以下几个方面:河流自然生存环境恢复、河道的整治恢复、河口地区恢复、河漫滩恢复和河畔湿地恢复等。必须遵循自然规律同河流生态系统的要求, 同时结合人类需求进行具有内在联系的规划设计, 而不能仅仅靠规划者不合理的设计进行强行修复。而且河流生态恢复的内容会随着环境和现状的变化而变化。

5.1 河流水体的稳定和流量恢复

维护稳定的河流水体是河流生态系统恢复的核心。河流水体流量常年不足, 就会打破河流生态系统的平衡, 从而退化形成新的平衡, 造成生态系统严重退化, 河道也会被进一步缩小到极为窄小的范围, 陆地生态系统会占据河流生态系统的面积。而河流水量不足的主要原因有:1) 气候环境变干, 使得大范围降雨得不到满足, 地表径流量明显减少, 最终导致河流水流变小;2) 水库、水坝等汇水措施在上游的建立, 直接影响下游地区的河流河水流量。

5.2 河道整治恢复

中小河流的整治一般采取以下措施提高防洪安全度, 即顺直河道、加大河流宽度以及修建护岸工程。与此同时, 项目建设区内珍稀植物的消失, 潭水规模的缩小等造成流速的单一化。还有, 河床坡降改变泥沙的输送量, 影响着生物的栖息。针对此, 主要采取以下应对方法缓解河流整治方面的不足:1) 在整治地的选择上, 考虑生物栖息地的因素, 保留大型深潭的弯道, 对濒临灭绝的物种进行重点保护;2) 对河流两边滩地、湿地进行保护, 维持生物多样性和保护绿色植物的正常生长。

5.3 河口区生态恢复

人类对河口生态的影响主要有以下方式:河床的疏挖造成的盐水上朔, 造成鱼的产卵地减少, 同时对盐沼产生影响甚至是消失。日本九州在经历特大洪灾后, 对北川河道进行改造, 影响到河口地区生态环境、外来植物的入侵以及人工河堤造成的景观质量下降等生态问题[7]。针对这些问题, 通过控制河床疏挖, 合理植入滨河植物, 移植芦苇防止外来树种入侵, 减少湿地面积的破坏, 人工堤坝的景观设计等与现有景观的和谐, 来形成自然和生态良好的河口区。

5.4 河漫滩与河岸带恢复

河漫滩和河岸带是河流很重要的组成部分, 人类对河流过度的、不合理的开发, 造成了河漫滩和河岸带的严重损坏。主要的破坏方式有:农民为追求自己的经济利益, 对河漫滩和河岸带进行非法开挖、开垦和农耕;在河漫滩不合理的取沙搬石, 破坏其水文、地貌及斑块镶嵌体;人工的岸堤缩短了河道;河漫滩和河岸带的建设, 破坏了其生态系统;5) 将弯曲的河道顺直, 人工改变河道原有的形态, 破坏了其原有的生态环境。

6 河流生态恢复的措施

河流的生态功能、安全功能、游憩功能以及其与人文发展的相适应性, 河流生态恢复无论是在国内还是国外都是景观生态规划的一个重要类型。对于河流生态恢复, 不仅仅是对河流内部进行整治, 而要着手于大自然和人类。显然, 河流中产生的各种问题并非其本身造成的, 只有找到这些问题的原因并采取针对性的措施, 才能够使河流生态真正得以恢复。

6.1 建立一个“水利工程-生态-景观规划”管理规划设计系统

“水利工程-生态-景观规划”管理规划设计系统的建立, 可以避免一言堂现象的出现。3个行业站从不同角度去理解河流建设, 各自相互监督, 这样就不会在决策、规划和管理上犯一些很明显的错误, 这是河流生态得以恢复的一个有力保障。

6.2 对河流各个源头的保护

河流的源头有以下几个方面:自然降水、地下水、冰雪融水。对水源的保护主要是对自然降水和地下水的保护。自然降水的污染主要是大气中在形成雨点的时候融入了有害气体的元素, 如硫、磷等。所以, 种植绿色植物, 对净化空气质量是一个很好的方法。

6.3 流域景观生态系统的恢复

流域景观生态是河流生态的背景和大环境, 只有在流域生态做好的情况下, 才有可能对河流生态进行恢复。流域生态为河流生态提供稳定的水源、清洁的水质、生物多样性和丰富的通道, 有利于稳定河流生态系统。基于这种依存关系, 河流生态系统的恢复重点和起点是维护和恢复流域景观生态系统的稳定性、多样性、连通性和整体性。

6.4 河道生态系统的恢复

河道生态系统的恢复主要包括清除河道所受到的干扰和河道水文条件基础上的恢复。

6.4.1 清除所受干扰

清除河道所受到的干扰主要包括:1) 取消河漫滩旁边的各种耕种活动, 重新恢复其河漫滩地生态;2) 阻止不合理的人工取沙和取石活动;3) 拆除不合理的水坝;4) 一律清除任何在河漫滩地的建设行为。

6.4.2 河道水文条件基础上的恢复

河道水文条件基础上的恢复主要包括:对河道生态系统结构与功能的恢复, 河道景观生态空间结构多样性的恢复。主要措施有以下几点:1) 河流缓冲带的恢复, 河流缓冲带位于河流两岸的林地、草地和山坡地的自然生态环境当中, 是河岸带的重要景观类型;2) 河流沿线的原生植被的重建, 保证其生态系统恢复的植物因素, 是河道景观生态恢复的重要步骤;3) 河道边坡的降低, 边坡太高不利于植被的正常生长, 植物分布产生脱节现象, 而且不能给动物足够的栖息空间, 所以要降低边坡, 改造成自然的边坡;4) 恢复河漫滩或者河流泄洪地区的自然湿地和修建部分重要的人工湿地, 这是构成河道景观生态的重要组成部分;5) 重新塑造弯曲河谷, 小河床由于地转偏向力的作用下形成的曲流现象, 形成弯弯曲曲的河谷, 这种形式的河谷更有利于动植物的生存;6) 浅滩和深潭的修复, 它们是在水文动力在地形的作用下形成的, 为不同类型的生物提供了生境和栖息地;7) 对水边湿地和沼泽地森林的修复, 使之成为河流伴生的景观生态系统;8) 修复零星分散的池塘, 河道中的洼地、沙洲和池塘的镶嵌格局, 在高水位期间会被水流冲坏, 低水位时又会形成格局, 但每次过水后的格局都会不同。

7 小结

河流生态系统的自我恢复能力往往比较缓慢, 但是人为重建可些许改善并改变生态系统演替的速度, 从而缩短其恢复周期。河流生态系统的自我恢复能力的耗时具有明显的地域差异。一般温湿气候环境下, 自然恢复速度相对较快;在寒冷干燥的环境下, 自然恢复速度相对比较慢。基于这种情况, 各地区达到各自生态系统的有效恢复与重建, 就必须因地适宜, 遵循恢复生态学的基本规律, 以及水利工程的基本技术和景观行业的专业知识, 结合各自的实际情况, 合理地规划、管理和恢复。

参考文献

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河流生态系统修复技术研究进展 篇5

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

关键词：河流生态修复技术进展

导论

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

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

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

国外广泛应用于河流修复实践主要有8项措施，这些措施是：（1）恢复缓带；（2）重建植被；（3）修建人工湿地；（4）降低河道边坡；（5）重塑弯曲河谷；（6）修复浅滩和深塘；（7）修复水边湿地、沼泽地森林；（8）修复池塘。国内的研究进展 我国对河流生态修复的研究虽仅有二三十年的时间，我国生态学和水利学的学者开始从不同角度开展河流生态修复研究，探索修复受损河流生态系统的技术手段。董哲仁于2003年提出了“生态水工学”的概念。郑天柱等人分析其修复效果，认为河流流量、含氧量、生物多样性是河流生态修复的关键因素；高甲荣等在分析传统治理概念的基础上，提出了河溪的自然治理原则，并探讨其应用的基本模式。有学者从河流廊道的空间结构和生态功能的分析出发，提出了河流生态修复的概念和技术。赵彦伟等人研究了河流生态系统健康的概念、评价方法和发展方向，提出河流健康评价包括水量、水质、水生生物、物理结构与河岸带5大要素的指标体系。近年来，张博等人研究水培植物对城市污染河道水体净化效果分析，表明水插生根培育的植物对污染水体净化效果良好，可作为城市河道生态修复技术中的生态浮床工程，一种实用的植物培育栽种方式进行推广使用。

目前，不少城市河道对生态河堤的构建，也都取得了良好的生态和社会效益。比较成功的案例有：江苏镇江市运粮河生态堤岸示范工程，长沙市洋湖湿地公园等工程。河流生态系统修复技术 4.1多方位生态修复技术体系

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

4.1.1控制污染外源

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

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

4.1.3河流稀释

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

4.1.4人工强化生物技术

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

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

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

4.2一般河道生态修复技术

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

4.2.1缓冲区地貌、植被修复

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

4.2.2生态护坡和生态沟渠

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

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

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

参考文献

生态护坡在中小河流治理中的应用 篇6

摘要：近年来，随着水利工程的大力开展，人们在充分利用河流并使社会繁荣兴旺之后，面对的却是河流污染、洪水泛滥的危机，改善河道生态环境已迫在眉睫，而河道护坡的治理是生态河道建设的关键。

关键词：生态护坡；中小河流；治理；应用

前言：中小河道治理是当前水利工程建设中一项重大而艰巨的任务，因地制宜地进行河道生态护坡是至关重要的，生态护坡技术涉及土工、水利、生态、环境、生物等众多因素。在河道护坡上，不能一味地要求“绿”，生态护坡技术要和传统护坡相结合，合理选用当地植物才能取得预期效果，逐步构建自然生态优美的河流，达到“以人为本，人水和谐”的目标。

1、生态护坡种类与应用方式

生态护坡在实际的河道治理工程中应用较为广泛，一般根据实际的水文情况以及总投资计划来进行相应的应用方式选择。在具体的构建过程与应用方式层面主要可以分为如下几种：

第一，草皮护坡。此种应用方式无论是从施工方面还是从应用成本而言均是最为简单的，也是现阶段应用最为广泛的一种方式。

在具体的应用实践环节主要通过三个步骤来进行：首先，是需要根据河流治理方式与途径修筑坡度适宜的护坡体系，其角度范围在30°～50°之间，具体情形根据河道的实际条件而定；其次，在护坡的基础上铺筑表层植被土壤，一般采用喷施的方式来进行，部分工程中采用草皮草籽混合喷施或者直接铺设草皮的方式来进行；最后，对草皮进行定期的维护与修剪。此种方式利用了草皮发达的根部系统与生命力，构建长期且稳定的生态护坡，能够有效的改善流域生态环境、避免水土流失、增添沿岸景观。

第二，网垫护坡。此种护坡方式主要是利用人工添加的方式对护坡上人为设置网格，并采用在网格内种植植物的方式来进行护坡的生态改造。此种改造方式主要根据不同的河流冲刷强度来进行确定的，与上文探讨的草皮护坡相比具有更大的适应性。尤其是在汛期，此种生态护坡模式不容易因水位的上涨而遭到破坏，可重复使用，实用性较好。在具体的施工过程中根据网格材料的不同又可以分为土工网垫护坡、混凝土框格护坡、中空预制块护坡、混凝土浇筑护坡等多种方式。土工网垫护坡主要是指利用聚乙烯材料制成的三维网状结构，此种结构相对表面积较大，能够为植被的生长提供充足的空间，同时其施工成本较低，且植被之间的联系与传统根系联系相比更为紧密。但是网格强度角度对于汛期水流冲刷的适应性较差。混凝土框格以及中空预制块护坡施工难度较高，尤其是中空预制块护坡结构，施工周期长，人力资源成本投入较大。但是，上述的两种方式能够为植被提供更为牢靠的支撑体系，有助于后续的生态护坡维护。生态混凝土浇筑护坡施工成本较高，但是由于其采用现场浇筑的方式来进行施工，能够有效的降低人力资源的投入，同时由于其在混凝土内添加了特殊骨料，使得植物能够直接在其上生长，并为植被提供良好的通气与渗水环境，与上述的其他护坡形式相比具有更大的扩展空间。此外，网垫护坡模式属于建筑工程范畴，具有规划科学、铺设灵活等特性，对于护坡的景观功能以及休闲功能的实现具有积极意义。

第三，生态箱（袋）护坡。此种生态护坡形式与网格相比，其采用箱体的形式对护坡植被进行固定。其主要的功能是通过箱体的灵活性能够随时的拆卸与搬运，并能够通过自我繁殖的方式形成长久的经济效益。在具体的施工过程中通过相应材料对箱体进行布置，其中应主要以透气性与渗水性为主导，在护坡的施工过程中合理的规划生态箱（袋）的布局来形成不同的效果。此外，此种生态护坡施工方式还能够通过不同网箱内的植物搭配来使得生态护坡具有生态多样性的特性，在植物的生长周期内还可以通过移栽等方式产生更多的网箱适宜于多次施工或者长期逐步施工的河流治理工程。在生态箱（袋）的生态护坡施工过程中可以按照不同的箱体材料分为土工格式、生态格式、生态袋等多种形式。

2、生态护坡应用模式的选择

河道护坡模式的选择要综合考虑水流冲刷、岸坡地形、生态景观要求和工程投资等因素，经充分比选后再确定。首先从防冲、边坡稳定要求出发，草皮护坡、土工网垫护坡性能较弱，适用于冲刷较小、边坡平缓的护坡，生态混凝土护坡、生态格网护坡、生态袋护坡的防冲、边坡稳定性能较强，能用于冲刷较强、边坡较陡的护坡。生态景观方面，草皮护坡、土工网垫护坡等绿化效果较好，而中空预制块护坡坡面硬化率较高，绿化效果相对差些。工程投资方面，草皮护坡、土工网垫护坡造价较低，生态袋护坡造价较高。河道护坡既要避免“硬化、白化、渠化”，也要防止生态护坡的滥用。有些地方对生态护坡认识片面，在河道治理工程中过分强调生态环境，不管什么部位一律采用生态护坡。在迎流顶冲等冲刷严重的险工险段采用生态护坡，不仅投资浪费，而且带来工程安全隐患。

此外，生态护坡的建设应该与沿岸周边的生态环境建设相匹配，如在城市规划的过程中沿河风景带规划较为完善，则生态护坡可以从美观的角度出发采用生态箱的方式进行施工，一方面增加了生态的多样性与稳定性；另一方面也可以通过不同植被的配合带给人们更多的视觉审美冲击。而当河流治理目的较为单一，且属于非过境城市河流时，则可以从经济效益的角度来选择成本更为低廉的草皮生态护坡施工方式来进行。

3、生态护坡綜合效益分析

3.1河流生态效益

河流是自然生态系统的重要组成部分，传统护坡将整个河道岸坡的表面封闭起来，使土壤生态与水体生态之间无法进行物质交换，整个生态系统的连续性被破坏，造成水质恶化、生物种群剧减。而生态护坡在满足防洪要求的前提下，重新建立自然生态系统，促进了水的渗透和良性循环，提高了水体的自然净化能力，抑制和降低了水质的恶化程度。

3.2净水效益

生物净化是水体自净的主要方式，其中好氧生物的降解功能起到了主要作用。未污染的河流都有一定浓度的溶解氧，好氧生物需要溶解氧对有机污染物进行自净过程，一旦所需的氧得不到及时地补充，生物自净即停止，水质就要恶化，最严重的将导致鱼虾绝迹。而生态护坡水位变动区的水生植物，不仅能从水中吸收氮、磷，还能有效降低BOD、COD等水污染含量指标，如高羊茅因为有发达的根系与较大的根比表面积，吸收氮、磷的能力强，对污染水源有很大的净化作用，定流速定水利量的情况下，高羊茅对5项污染指标的去除率能达到31%。

3.3防洪排涝效益

常见的混凝土河堤是一个封闭系统，水体与土壤因其阻隔作用无法进行渗透交换，丧失了自然河堤固有的调蓄水量作用。生态护坡的护坡植被具有很强的保水作用，当洪水来临时，坡面植被对洪水进行有效地渗透储存。同时，存在于岸坡土壤中的大量生物使土壤拥有较高的孔隙率。丰水期，水向岸坡渗透储存；枯水期，蓄水反渗入河或者蒸发，起到了滞洪补枯作用。

4、总结

本文以生态护坡为研究对象，首先阐述了其施工建设在中小河流治理过程中的目的与意义，为生态护坡的建设提供了理论基础；其次，从建设与施工方式的角度出发，讨论了现阶段主要的三种构建模式，并对其具体的应用与应用条件及范围进行了具体的阐述，为后续的实际施工提供了可靠的依据，也对现有的生态护坡应用体系进行了系统的回顾；最后，对具体的生态护坡施工选择依据以及主要影响因素进行了分析，为后续的实际施工应用与选择提供实践指导。

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[3]何晓源，邱玉，牛壮.生态护坡在中小河流治理中的应用[J].山东水利，2014，10∶61-62.

城市河流生态修复浅谈 篇7

城市河流是指发源于城区或流经城区的河流或河流段, 也包括一些历史上虽属人工开挖但经过为多年演化已具有自然河流特点的运河渠系[1]。作为城市生态系统重要组成部分的城市河流已成为城市可持续发展的载体。在某种程度上, 城市河流可理解为是水安全、水生态、水经济的有机统一。与自然生态河流相比, 城市河流承担着生态功能与社会功能。

城市河流生态系统主要由生物系统与非生物系统组成。生物系统主要包括生态系结构、活力与恢复力;非生态系统主要包括河床基质, 河道形态、河岸系统等。河流的自修复能力, 很大程度上决定于河流生态系统的健康。根据国外国外学者Constanza[2]等人研究, 提出了一个基于系统层次的生态健康指数 (HealthIndex, HI) :

式中, V——表活力

O——自组织水平

R——系统恢复力

2 城市河流的问题

城市河流是城市社会经济发展和文化、环境建设的重要载体。由于城市化与工业化步伐的加快, 城市河流已成为环境污染的受纳体。目前, 我国七大江河流域都已经受到不同程度的污染, 在全国138个城市河段中, 都显示出不同程度的污染, 符合国家地表水水质标准ⅡⅢ类的不足30%, 近40%城市水体低于国家地面水环境质量标准中V类标准, 严重影响城市河流水环境。因污染源与污染浓度的倍增, 染物排放量已超过了河流环境容量, 促使水体自净能力的丧失, 导致河流污染严重。随着河流工程的建设, 河道硬质化、渠道化以及截弯取直等工程, 改变了城市河流原生形态, 并且阻碍了水-陆两大系统物质与能量的交换, 降低了河道生境的异质性, 导致河流生物多样性与复杂性降低, 河流生态系统严重失衡, 同时促使河流景观缺乏。

3 城市河流生态修复

3.1 城市河流非生物系统修复

河流非生物系统的修复针对生态群落生境的异质性而提出的河流地貌修复, 主要包括河道形态、河床以及河岸修复。恢复河流原本的“蛇形”河道, 扰动河流水速, 改变水纹性质, 使河道内形成一系列自然的边滩、浅滩与深潭[3], 同时也为河床的连续性, 提供了不同的“缀块”结构。河床的基质影响着生物栖息环境, 制约着河流生物的多样性。拆除以前在河床上铺设的硬质材料, 还原河床自然泥沙状态, 恢复河床的多孔质化, 建设生态河床。为了达到河道防洪、泄洪功能, 传统河道工程技术通常实行硬质护岸。相比之下, 生态护岸是以植物为载体的护坡, 将硬质的混凝土材料构筑的护岸与护坡结构, 天然连接水陆两大生态系统之间物质、能量、信息的交换, 同时也能够达到一定的抗洪强度[4]。

3.2 城市河流生物系统修复

3.2.1 物理方法

河流修复的物理方法主要由源头控污与截污治污、底泥疏浚技术、河道曝气技术以及河流稀释。

源头控污是从河流污染源控制角度出发, 严格控制工业废水和生活污水的排放量与严格控制公园水体周围化肥农药使用量和使用时间。对于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即截污治污。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[5]。

底泥是城市河流的一个重要内源污染源。在一定条件下, 沉淀于底泥的污染物会释放出来, 重新进入水体造成二次污染。底泥疏浚技术, 可以直接削减水体内源性污染物的释放量, 达到增大库容的目的。但在疏浚过程中, 应避免把大量的底栖生物、水生植物同时清除水体, 破坏现有的生物链系统。

河道曝气技术是充分利用天然河道和河道已有建筑就地处理污水的一种方法。通过使河道内溶解氧 (DO) 浓度提高, 增强水体的自净能力, 有效改善或缓解黑臭现象, 提高水体的透明度。

河流稀释是改善受污染河流水质的有效技术之一, 主要是引清洁的江河水对城市河道进行冲刷, 通过稀释能够降低污染物质在河流中的相对浓度, 提高城市河道水的自净能力, 引清工程改善水质比较快, 但投入量较大。

3.2.2 化学方法

河流修复的化学方法主要分为化学除藻、絮凝沉淀。化学方法主要是针水体氮、磷等营养物质过多引起富营养化现象的一种应急措施。可以快速提高水的透明度, 但氮、磷等营养物不能清除于水体, 不能从根本上解决水体富营养化问题。

3.2.3 生物——生态修复

河流生物生态修复技术主要包括为微生物修复、生物膜技术、植物操控技术、人工浮床技术等。

微生物修复主要分为生物强化技术与生物促生技术。生物强化技术, 是直接向污染水体中接种外源的污染降解菌, 利用其唤醒或激活水体中原本存在的、但被抑制而不能发挥其功效的微生物, 并通过他们的迅速增殖, 抑制有害微生物的生长和活动, 从而消除水体有机污染及富营养化, 消除水体的黑臭以及硝化底泥。目前, 最常投放的微生物有光合细菌 (PBS) 和高效微生物群 (EM) 。

生物膜技术根据天然河床上附着生物膜的过滤作用及净化作用, 人工填充滤料和载体。充分利用滤料和载体比表面积大, 可以附着大量生物, 同时利用微生物强降解能力使之与污染物接触, 从而达到河流净化的功效。

植物操控技术主要是在水体种植具有水体净化作用的水生植物, 利用植物的根系吸污纳垢, 吸收溶解在水中的氮、磷, 净化水质, 降低河流富营养化程度。此技术需要对水生植物的品种进筛选以及进行时间、空间上的组合。在时间尺度上合配置喜温与耐寒植物;在空间尺度上优化配置浮水、挺水与沉水植物。从而构成在时间与空间上的立体交叉的人工生态系统。但要注意的是, 某些水生植物生长速度快, 需要及时打捞, 避免在水体腐烂后产生二次污染。

人工浮床技术是利用漂浮栽培的技术在被污染的水体中种植挺水植物和陆生植物, 利用植物直接吸收水体中的氮磷等营养元素, 同时, 在植物根系形成生物膜, 利用微生物的分解和合成代谢作用有效去除水中的有机污染物和其他营养元素。陈荷生等采用人工浮床技术对杭州市南应加河进行了治理, 全河的水体感官性状和水质均取得了较大改善, 异臭味得到了有效控制, 围隔河段的水质发生了根本性好转[6]。

生物操纵技术。“生物操纵” (b i omanipulation) , 人为调节生态环境中各种生物的数量和密度, 通过食物链中不同生物的相互竞争的关系, 来抑制藻类的生长。

稳定塘技术是一种利用细菌和藻类等微生物的共同作用来处理污染水体的自然生物处理技术, 亦可用于污染河水的处理。用于河水处理的稳定塘可以利用河边的洼地构建, 对于中小河流还可以直接在河道上筑坝拦, 延长河水在单位距离上的停留时间, 通过微生物的降解, 提高河水的透明度。

人工湿地技术其原理主要是利用土壤一微生物一植物生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化。人工湿地技术是在一定的洼地利用土壤和填料 (如砾石等) 混合组成填料床, 使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动, 同时在床体表面种植具有生长周期长的水生植物 (如芦苇, 蒲草) 。

4 结语

城市河流生态系统健康直影响社会、经济、人类、生态环境的可持续自我调控机制发展。河流生态系中生物系统与非生物系统二者相辅相成, 其中, 非生物系统对占据主导地位。

物理、化学方法不能从根本上修复河流的水环境健康, 只能短时期的缓解河流生态系统的压力, 不能从根本上解决水水环境问题。相对而言, 生物生态修复是在生态系统层面上的可持续修复技术, 并得到国内外认可的长期尺度的修复方法。

因此, 河流生态系统健康的修复, 需要生态系统一定的时间恢复与修复技术空间配置。在修复过程中, 应优化与组合非生物系统修复与生物系统修复, 以及各种修复技术科学的综合匹配。

摘要：城市河流是城市生存和发展的重要因素。城市化与工业化进程的加快, 使城市河流生态系统的健康受到严重威胁, 城市河流生态系统结构与功能受到严重破坏。在传统的河流修复中, 只针对水质、河岸带、河道等单一要素的治理与修复, 不能从根本修复生态系统的健康, 以及恢复其自身的弹性与稳态。导致生态系统的结构与功能仍不能良好运转。本文以恢复城市河流生态系统健康为主旨, 运用修复技术进行河流生物系统与非生态物统修复。

关键词：城市河流,生态系统健康,生态修复

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河流近自然生态规划研究 篇8

1 河流“近自然化”的内涵

“近自然化”的概念是在1990年由Rhoads和Herricks提出的[1], 河流近自然化是指在承认河流现状的基础上, 通过恢复河流地貌及河流生态系统多样性, 以恢复河流的生态功能, 达到建设具有河流生物群落多样性和地貌多样性的稳定的、动态的、能够自我调节的河流系统的目的。

自然界中的河流是一个综合的、动态的系统, 河流与其周围的土壤、空气、生物都有着密切的联系, 它们之间相互作用, 伴随着物质、能量和信息的流动, 也使河流形态富于变化, 形成各种不同的河流空间。河流的“近自然化”规划就是要允许河流这个系统保持其活力及其完整性, 以恢复河流的健康和稳定状态。

2 河流近自然规划的意义

河流“近自然”规划体现了回归自然、保护自然的思想, 强烈呼吁人们对自然的重视与尊重, 对地球上其他生命的尊重。另外, 河流的自然化从一定程度上降低了河流防洪的成本和维护的费用。自然河道的形状能有效增大河流两岸的过水阻力, 减小了水流的速度, 同时促进了沿岸植被带的恢复以及水质的改善, 提高了河流生态稳定性, 从而促进了河流的再自然化。

3 河流近自然规划的内容

河流是个复杂的生态系统, 其生态规划内容也就显得非常繁杂。本文主要从“硬件”和“软件”两方面对其进行论述。河流的“硬件”近自然规划是指对河流形态方面的近自然规划, 主要包括河流形态自然化、河流横向空间多样化以及河岸材料生态化3个方面。河流的“软件”近自然规划主要是通过设立动物通道、提高植物多样性等措施, 提高河流生态多样性与稳定性, 恢复河流生态健康与自然之美, 展现大自然巧夺天工的超凡艺术。

3.1 河流“硬件”近自然规划

3.1.1 河流形态自然化。

适者生存的道理同样适用于河流的自然形态, 河流的自然形态是在各种自然力的长期作用下形成的, 是适应当地地质条件、水文条件等各种自然因素的结果。因此, 河流形态规划应遵循自然界中各种元素之间相互作用的规律, 向自然界中未经人工干预的河流形态学习, 打造最适合当地的河流形态。

自然形态的河流平面上呈现蜿蜒曲折之状, 河流平面可循自然河流蜿蜒曲折、宽窄不同、深浅不一的自然形态, 有深潭、浅滩、河心岛等空间的变化, 形成丰富多样的河流空间, 为各种生物提供不同的水环境空间, 增加河流生物多样性, 提高河流生态稳定性。

3.1.2 河流横向空间多样化。

河流水位的不稳定性产生了多样化的横向空间, 以水面为中心, 河流横向空间主要分为边缘地带、堤岸、护坡、水位变幅区、水域[2]。

堤岸、护坡、水位变幅区构成了河流两旁的绿化带, 也是滨岸缓冲带。绿带是河流动植物的重要栖息地, 也是河流抵抗外界干扰的天然屏障, 可以起到截留陆地污染物, 阻挡肥料、化学物质等流入河流的作用, 对河流生态廊道的健康发展起着重要的作用, 因此, 保持河流两侧绿带的多样空间对河流可持续发展起着至关重要的作用。

3.2 河流“软件”近自然规划

3.2.1 动物通道。

动物在整个河流生态系统中扮演着重要的角色, 动物的消失不仅会影响到生物链的完整性, 影响到其他生物的生存, 还会使得河流黯然失色。而近年来, 河流硬质工程不断增加, 水泥护岸、沿岸高速公路等人工设施不仅阻断了河流的通透性, 破坏了河流生态廊道的连续性, 使得动物失去了其天然的庇护所与栖息地, 可见对动物通道的保护与修建迫在眉睫。

一是梯级鱼道:河流堤坝建设的高度使水生动物无法逾越, 对鱼类洄游产卵造成影响, 而梯级式鱼道能减小每级高差, 为鱼类提供洄游条件。梯级鱼道以天然石材模拟自然河流高低错落的自然形态堆置, 石头的间隙亦可成为水生动物的通道。石筑梯段的下方应为鱼类预留上溯所需的鱼池, 鱼池至少深80cm.才能满足鱼类上溯所需的助跑距离[2]。

二是洞形通道:河流动物除了鱼类等水生动物还有两栖类、哺乳类、爬行类等动物存在, 硬质河岸及河岸道路使其无法顺利通行, 势必对其造成一定的伤害。因此, 在这些硬质设施下预留洞口, 修建洞形通道则能使其越过障碍。根据当地的动物资源, 了解动物的种类, 设置多种尺度的孔洞。另外, 孔洞应尽量模拟自然形状, 周围以植被、自然石块等做掩护, 减少人为干扰。

3.2.2 植物多样性。

河流植物应“师法自然”, 效仿相同气候类型和立地条件下的自然植被, 选用适宜的乡土植物进行植物群落配植。

一是洪水位至堤顶区域:该区域是水土保持的重点区段, 也能营造出宜人的滨河景观。植物配置以中生植物为主, 配置耐干旱瘠薄、深根性的树种。

二是常水位至洪水位区域:该段是河流水土保持的关键地段, 土壤条件较差的区段以草、灌搭配为主, 条件较好的区段以可乔、灌、草搭配为主, 常水位线附近区域配以耐水淹的湿生植物。

三是常水位以下区域:以水生植物为主, 也可搭配耐水淹的乔木和灌木。由河心到常水位线依次布置沉水植物、浮水植物和挺水植物。

四是河滩和沙洲区:该区的植物配置以草、灌搭配为主, 也可根据情况适当配置根系发达、抗水冲、耐水淹的乔木。

4 结语

“师法自然”的思想一直被视为园林规划设计当中的精髓, 它提倡尊重自然的规律、与其和谐相处, 河流的近自然生态规划正是这一精神的体现。河流生态系统就如同计算机系统一样, 只有完善其硬件设备和提高软件级别才能使其高效运转, 本文借用计算机语言当中软硬件的说法, 从“河流硬件”和“河流软件”两个方面对河流近自然化生态规划进行探讨, 以达到恢复河流地貌形态和生态可持续发展的目的, 让河流——地球母亲, 恢复其生机盎然的自然形态, 这也是人类发展的长久之策。

参考文献

[1]宋欣.河流景观的近自然化设计研究[D].北京:北京交通大学研究生处, 2011.30-34.

[2]赵鹏程.生态河道规划设计研究[D].山东:山东农业大学研究生处, 2011.29-31.

[3]田甜.城市化产生的城乡景观生态问题[J].安徽农业科学, 2011, 39 (17) :04-06.

[4]胡云卿.城市河流水环境区域生态景观建设系统研究[D].北京:北京林业大学研究生处, 2010.12-16.

[5]孙汝斌.城市化过程中河流景观的生态优化途径[D].河南:河南农业大学研究生处, 2008.50-56.

[6]王彦钧, 胡月楠.结合河北迁安市三里河设计探讨雨水收集在城市公园中的应用[J].园林工程与建筑, 2009 (04) :38-40.

河流生态修复技术的应用与实践 篇9

关键词：河流治理,生态修复技术,措施

当前的河流生态治理主要是应用传统的方法,传统的方法在根本上已经无法满足社会发展的需要,特别是在环境治理方面,难以实现资源的科学配置。笔者针对河流生态修复技术的应用与实施要点提出一些意见和建议。

1 当前河流治理的现状

当前,我国河流治理的主要考虑的是河流的通畅。对于合理的治理一般的经验就是利用建筑设施来改变河流的流向,根据河流改道以及河流内的物质改善来提升水质。尽管这种做法对于提升水质具有一定的影响,但是真正意义上对于河流的生态修复意义不大。河流治理在我国当前的生态系统构建下,一方面要改变水域的流向,在水域的流向变化以及生物群落的栖息方面,也要做到优化环境。

2 生态修复技术在河流治理中的实施要点

在生态修复技术的实施过程中,首先要做的是做好必要的科学调查。在调查的前期,要根据河流的流向,水域的实际情况来制定相应的建设选址意见书。根据河流的水文条件、生态环境条件以及河流运行的改变规律和趋势来进行现场化的管理。另外在这个过程中要考虑到施工队河道治理的影响,要充分根据水位的高低所产生的影响来强化河流治理的生态化规律和季节性的治理要点;第二要考虑生态环境的改善。在生态环境的改善中,要充分考虑生物的生存环境和植物的植被不遭到破坏,在不同区域要根据植物或者动物的喜好设立不同的休息区,而且要通过科学的检测来判断整个项目施工对生物群体的影响;第三要充分考虑到植物种类的优选和配置。

3 河流生态修复技术的主要内容

3.1 建设形态多样的河流

河流形态的多样性,主要的方法就是恢复河流的生态系统,一方面要放置河床的樱硬化和材料的混杂,要恢复河流的科学性和生态性。在河床的构建过程中,要注重尽可能保持生态良好的环境,还要根据河流的蜿蜒性要保持多样化的生态形态。在横向上,要构建对合体具有保护作用的设施,有条件的地方尽可能的设置一些保护的设施,比如说河流的回水窝、马道等等。另外要注重推广“季节性河流”。要根据不同季节的气候结构来增加生物的生活条件,要加强改善当前一些地方为了美观而改变的河道路面硬化的现象,尽可能的还原生态,促使生态化的水草、柳树以及其他的植被能够成为生态修复技术的主要辅助手段之一。

3.2 提高植物群落的多样性

植物群落的选择上,主要包括以下两个方面:要选择具有质地优良的品种,而且要选择成活率较高,对土壤有较好的适应能力。但是还要考虑植物对土壤有较好的稳固能力。对于选择的植物还要根据不同季节的变化,来体现植物群落对河流的生态保护作用。植物的类型搭配,应根据不同植物的生长季节、特点,充分考虑植物对光照、水分、营养的不同需求,进行群落结构优化。

3.3 营造生物群落的多样性

运用生物系统的自然化改造是生态修复技术的主要特征。河流的生态治理要确保多种生物的生长和生活条件的适应。一方面要将植物延伸到水中,创造水中微生物的繁殖条件,但是又必须考虑水中微生物对岸上植物的适应性,两者的适应性还是相当重要的。使之相互形成依赖的关系和生存的条件,生物体系才能均衡;再一方面是要通过生态修复技术来改善生物的循环链的结构改善,根据生物结构的变化,要将一些抗冲击的植物种植到河流水道内,但是这些植物要在生物链的中端,其繁殖速度和被食用的速度基本持平,而且要具有一定的生长期。过了生长期才能产生作用。水中投放一定数量的鲫鱼、鲤鱼等鱼类;有条件的地段铺垫鹅卵石等过滤材料,养殖螺蛳、贝类等水生动物,增加水体净化能力。

河流的生态治理是将生态修复技术有机的应用到河流的治理工作中,不依靠传统的建筑方式,不依赖物理以及化学方式,主要是以生态技术为,这也在一定程度上规范了生态修复技术的应用,同时,也实现了河流治理的生态化改进。

参考文献

[1]杨俊鹏,王铁良,范昊明,苏子龙.河流生态修复研究进展[J].水土保持研究,2012(06).

[2]陈兴茹.国内外河流生态修复相关研究进展[J].水生态学杂志,2011(05).

河流生态环境水管理模式探讨 篇10

1 水资源概况

我国水资源十分贫乏, 且时空差异大。在水量方面, 供需矛盾非常突出;在水质方面, 水污染形势又十分严峻;在生态环境方面, 水资源短缺和生态恶化是我国水资源的主要特征[2]。

就辽宁来说, 辽宁省已成为我国缺乏淡水资源的主要省份之一, 人均占有量仅为全国的1/3, 为世界的1/12。辽宁水环境问题复杂:工农业用水、城乡用水、区域用水矛盾突出, 超采地下水、挤占生态环境用水、水污染问题普遍存在, 资源性缺水、工程性缺水、水质性缺水问题并存[3]。可见, 实现水资源的合理开发、配置, 促进水资源的可持续利用迫在眉睫。

2 生态环境水概念

广义上, 生态环境水量包括满足水生生物需要的最小水量和维持环境现状水质所需的水量2部分。狭义上, 生态环境水量指河流最小或适宜的生态需水量。无论是广义还是狭义, 研究河流生态需水量的目的就是保持其可持续发展[4]。

3 国外管理制度

国外许多国家尤为重视生态环境水, 其共同特点是明确了生态环境水的优先地位。以英国为例, 英国关注生态环境水较早, 目前已形成非常完善的法律制度体系, 主要包括:

3.1 最低流量制度

《水资源法》明确了水域可接受最低流量的决定方式和程序, 从而保证了生态环境水量。

3.2 优先原则

英国实施取水许可制度, 取水前须考虑河流生态环境水是否充足, 取水后剩余地表径流量须大于生态基流量, 否则不准取水或减少取水许可量, 以保障河流生态系统不受损害。

3.3 公众参与制度

英国水资源法律与政策重视公众参与和利益相关者的意见, 包括确定可接受的最低生态水流量方面。

3.4 政府机构的协调保障制度

在英国, 生态环境水管理不只是一个部门的职责, 而是涉及众多政府部门和机构。主管部门是国家河流管理局, 其它管理部门还包括国家公园管理机构和自然保护机构等, 但并未出现管理不善的情况:因为部门之间职责划分明确;法律法规对各部门之间的配合程序规定得十分具体、可行[5]。

4 我国管理模式探讨

4.1 完善管理制度, 赋予优先地位

赋予生态环境水法律与优先地位, 明确承认生态环境对水量和水质的需求。严格保护生态环境水, 强化配套制度体系建设, 明确生态环境水的法律地位及重要性, 保障维护生态系统稳定的生态环境水量。

4.2 明确管理指标

明确可落实的管理指标, 如英国的最小可接受流量制度, 这一指标为硬性指标, 不可因其它用水需求而减少。实行全面的、完善的与可操作性强的可接受最小流量制度, 保障水域和地下水的最小流量、水量、水质、水位。

4.3 建立和完善公众参与机制

如今, 面对日趋严峻的水环境问题, 我国采取的多是成本投入大的末端治理方式。加强生态环境水管理与保护, 仅依靠政府, 力量过于单薄, 更需要建立和完善透明且可操作性强的公众参与机制, 来增强水生态保护的地位和作用。国外经验已说明公众参与的重要性。如英国、美国、澳大利亚等, 对河流取水导致水生态环境影响的行为, 向社会公布、广泛征求意见, 如有问题立即停止或修改规划[6,7,8,9]。

参考文献

[1]崔瑛, 张强, 陈晓宏, 等.生态需水理论与方法研究进展[J].湖泊科学, 2010 (22) :466.

[2]胡德胜.论我国的生态环境用水保障制度[J].河北法学, 2010 (28) :60.

[3]夏军.我国水资源管理与水系统科学发展的机遇与挑战[J].沈阳农业大学学报, 2011, 13 (4) :395.

[4]孙甲岚, 雷晓辉, 蒋云钟, 等.河流生态需水量研究综述[J].2012, 1 (10) :113.

[5]胡德胜.英国的水资源法和生态环境用水保护[J].国外水利, 2010 (5) :53-54.

[6]胡德胜.保加利亚生态环境用水法律与政策[J].环境保护, 2010 (10) :70-71.

[7]陈晓景.乌克兰生态环境用水法律政策及启示[J].公民与法, 2009 (5) :63-64.

[8]李香云.国外生态用水管理制度与启示[J].水利发展研究, 2013 (9) :83-86.

生态河流设计 篇11

学情分析：高三第一轮复习已结束，由于第一轮复习是以章节为模块的知识点的复习，因此，学生对相关地理基础知识虽有一定的掌握，但比较零散，综合运用知识分析和解决问题的能力还比较欠缺；学生已熟悉自主学习、合作学习和探究学习等学习方式，为教师多种教学方式的运用奠定基础。

考纲要求：流域开发的地理要求、开发建设的基本内容、综合治理的对策措施。

教学重难点：河流与自然环境的关系，河流与人类活动的关系；提高学生运用知识解决问题能力（课堂探究）；地理答题思维方法的归纳及其运用（实战演练）。

二、教学目标

知识与技能：整合相关地理知识，构建知识体系；掌握河流的水文与水系特征；理解河流与自然环境的关系及河流与人类活动的关系。

过程与方法：通过相关地理知识的整合，提高归纳总结地理知识的能力；通过学生习题训练，提高运用知识解决问题的能力。

情感、态度与价值观：通过学生互学和展学，激发学习积极性，保障参与度；通过对河流与自然环境的关系及河流与人类活动关系的学习，让学生树立正确的人地观。

三、教学过程

导入：播放与河流有关的图片，引入该节课主题。

设计意图：通过直观的河流图片，让学生直接感受河流的相关知识，激发学习河流的兴趣。

开篇：“河流”的专题复习非常重要。考纲中要求掌握：流域开发的地理要求、开发建设的基本内容、综合治理的对策措施。河流是自然环境的重要组成要素，河流的特征是流域特征的综合反映，以河流为主体的水资源，用途广泛，不可替代。表1为近几年重庆高考地理试卷中有关河流的分值。

■

设计意图：让学生明白河流在高考中的重要性，引起对本节课的重视。

承转：在教材编写中，有关河流的内容也占较大篇幅。涉及教材内容分布的情况见图1。

■

设计意图：回归教材，明确河流知识的出处，以便查漏补缺。

承转：这些内容可以概括为以河流为中心的四个方面，形成河流知识体系（图2）。

■

设计意图：对分散的知识进行整合，形成知识框架体系。

承转：请同学们拿出导学案，展示预习成果。

*河流与自然环境的关系

问题：河流的水文特征：以某一自然要素为例说明自然环境要素对水文特征的影响；河流的水系特征：以某一自然要素为例说明自然环境要素对水系特征的影响；河流对自然环境要素有什么影响？

展示：（略）

点拨：气候主要影响河流的补给、水量、水位、冰期。高纬度地区由于冬季结冰，河流有季节性积雪融水补给，春季水位上涨形成春汛；深居大陆内部远离海洋的河流主要是高山冰川和山地降水补给，水位高低受气温影响，夏季河流水量大；季风气候区的河流主要是雨水补给，夏季水位上涨，水量大，形成汛期，而且季风具有不稳定性，降水的变率大，所以水位的季节变化明显。地形会影响流速、含沙量；植被会影响河流的流量、含沙量；土壤的性质、颗粒大小会影响河流的含沙量，如黄土疏松容易被流水侵蚀，使河流含沙量增大。地形会影响水网密度、流向、水系形状，如盆地形成向心状水系，山地形成放射状水系。气候会影响流域面积、水网密度。河流对两岸局地小气候有调节作用，河流上游由于流水的侵蚀作用形成峡谷，容易造成水土流失；下游由于水流速度缓慢，流水的沉积形成平原、河口三角洲，容易造成洪涝灾害。

*河流与人类活动的关系

问题：河流给人类提供了哪些资源？人类利用这些资源发展哪些产业？河流给人类造成什么不利影响？对于这些不利影响应该怎么办？

展示：（略）

点拨：河流提供了淡水资源——发展农业（灌溉水源，养殖水域）、工业、城市的分布；航运条件、旅游资源——发展旅游业；水能资源——水电、工业等。防止水土流失、洪涝旱灾害、水污染等——修建水利工程、节约用水、防止水污染。

设计意图：温故而知新，让学生进一步理解、掌握、储备河流知识。

承转：通过回顾，相信同学们对河流的知识有了更进一步的理解，进入下一环节——直击高考，请同学们以小组为单位通过探究完成。

思考题1：阅读日本河流的图文资料，回答问题。

材料：日本河流众多，大多发源于中部山地。位于太平洋沿岸的山区年降水量多达3 000毫米，而面临日本海的地区与濑户内海沿岸地区年降水量较少。

■

（1）从河流的长度、流域面积、水流速度、流量季节变化等方面，归纳日本河流的主要特征。

（2）一般而言，夏季日本太平洋沿岸河流径流量大于日本海沿岸河流，其原因是什么？日本太平洋沿岸地区的水资源较为紧张，原因是什么？

（3）濑户内海沿岸地区河流在冬、夏季节的降水补给均比较少，解释其原因。

展示：（略）

点拨：（1）①明确答题要求：从河流的长度、流域面积、水流速度和流量的季节变化归纳日本河流特点；②从图文材料中获取信息：河流发源于中部山地，日本是岛国，国土面积狭小，地形以山地为主，属季风气候；③推理、整理答案：河流短；水流急；流域面积小；流量季节变化较明显。（2）①夏季太平洋沿岸径流量大于日本海沿岸河流的原因；太平洋沿岸水资源紧张的原因；②日本山地位于国土中部，太平洋沿岸位于夏季风的迎风坡，日本海沿岸位于夏季风的背风坡；从材料可知太平洋沿岸年降水量可达3 000毫米，但是依然缺水，说明缺水的原因属于人为原因；③推理得出答案：夏季风带来丰富的海洋水汽，形成大量地形雨，从而补给地表径流；而夏季日本海一侧处于背风坡，雨水较少。日本太平洋沿岸属于世界著名工业区，城市密集，人口众多，工业与生活用水需求量大。（3）①濑户内海沿岸冬、夏季节径流少的原因；②明确濑户内海的位置，濑户内海南侧四国岛上的山脉阻挡了来自太平洋的夏季风，北侧本州岛的山脉阻挡了来自日本海的冬季风；③推理得出答案：冬季有北部山脉阻挡西北季风带来的日本海的水汽；夏季有南部山脉阻挡东南季风带来的太平洋的水汽。endprint

设计意图：学会运用河流相关知识解决问题，同时转换学习观念，培养思维习惯，让“交流、展示、质疑、合作”成为课堂学习的有效方式。

承接：通过以上练习，一起来回顾解题过程。

解题思路：①读问题，明要求；②读图文，获信息；③调知识，理思路；④地理语，分主次。

设计意图：建立地理问答题解题的思维模式，提高解题能力。

承转：有了解题方法，接下来进入实战演练，请同学们独立完成。

思考题2：阅读田纳西河流域的图文资料，回答问题。

材料：田纳西河流域位于美国东南部，气候温暖湿润，山青水秀，森林繁茂。19世纪后期起，流域内人口激增，开发利用程度加大（图4），致使环境恶化，水旱灾害频发，生产成本不断攀升。到20世纪30年代初，该流域人均年收入只有美国平均水平的45%。1933年，在田纳西河管理局的统一协调和严格管理下，实施以治理田纳西河为核心的流域综合整治与开发（图5），取得全流域水电、火电、核电并网供电，合理利用土地，治理污染，改善水质，发展旅游业等一系列效益。到20世纪80年代，该流域人均年收入已达到美国平均水平。

■

（1）分析图4，说明田纳西河流域早期开发利用对环境的影响。

（2）依据材料和图5信息，指出对田纳西河治理采取了哪些措施，并说明其效益。

展示：（略）

点拨：（1）①从图4分析早期开发利用对环境的影响；②获取图4的信息：扩大种植面积、乱开滥采、以木炭为燃料、高强度利用耕地、大量排放含SO2的废气；③整理得出答案：扩大种植面积、开矿乱开滥采、用木材炼钢导致森林砍伐、植被破坏，造成水土流失加重；高强度利用耕地导致土地退化；大量排放含SO2的废气，不仅污染大气，还会形成酸雨污染土壤和水，影响生物生长。（2）①明确题目要求依据材料与图5信息得出治理措施及获得的效益；②获取图5及材料信息；③整理得出答案：措施：修筑（多座）水坝、（多处）船闸和港口；效益：取得防洪、改善通航条件、提高运输能力的效益。实现全河的统一管理和梯级开发。

设计意图：通过练习进一步落实解题思路方法，让学生养成思维习惯。

专家点评：本教学设计紧扣高考考纲要求和学情，教学目标定位准确，突出高三地理第二轮复习的特点和目标任务。从教学环节看，先对考点详细分析，明确该考点在高考中的地位，激发学生学习热情，再对相关基础知识进行整合复习，帮助学生构建知识网络，然后通过高考试题的分析与点拨，让学生进一步巩固相关知识，学习解题的一般思路与方法，最后开展课堂练习，强化知识运用，提升学生能力。各教学环节之间环环相扣、层层推进，既注重基础知识的复习，又注重学生综合运用知识能力的提升。从教学方式看，通过问题导入，以独学、互学和展学解决问题的方式开展教学，体现学生的主体地位，注重学生的“学”；教师的主要任务是引导、点拨和提炼总结，也注重教师的“教”，展现教学过程“教”与“学”的双边互动，也体现出教学民主性。从教学重难点的落实手段看，通过问题分解突破知识难点，通过构建知识网络，让学生知识储备系统化。通过高考试题的分析，总结解题的一般思路与方法，并让学生“实战演练”，使“提高学生运用知识解决问题能力”这一教学难点得到很好的落实。（重庆市潼南县中小学教学研究室 陈合武）endprint

设计意图：学会运用河流相关知识解决问题，同时转换学习观念，培养思维习惯，让“交流、展示、质疑、合作”成为课堂学习的有效方式。

承接：通过以上练习，一起来回顾解题过程。

解题思路：①读问题，明要求；②读图文，获信息；③调知识，理思路；④地理语，分主次。

设计意图：建立地理问答题解题的思维模式，提高解题能力。

承转：有了解题方法，接下来进入实战演练，请同学们独立完成。

思考题2：阅读田纳西河流域的图文资料，回答问题。

材料：田纳西河流域位于美国东南部，气候温暖湿润，山青水秀，森林繁茂。19世纪后期起，流域内人口激增，开发利用程度加大（图4），致使环境恶化，水旱灾害频发，生产成本不断攀升。到20世纪30年代初，该流域人均年收入只有美国平均水平的45%。1933年，在田纳西河管理局的统一协调和严格管理下，实施以治理田纳西河为核心的流域综合整治与开发（图5），取得全流域水电、火电、核电并网供电，合理利用土地，治理污染，改善水质，发展旅游业等一系列效益。到20世纪80年代，该流域人均年收入已达到美国平均水平。

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（1）分析图4，说明田纳西河流域早期开发利用对环境的影响。

（2）依据材料和图5信息，指出对田纳西河治理采取了哪些措施，并说明其效益。

展示：（略）

点拨：（1）①从图4分析早期开发利用对环境的影响；②获取图4的信息：扩大种植面积、乱开滥采、以木炭为燃料、高强度利用耕地、大量排放含SO2的废气；③整理得出答案：扩大种植面积、开矿乱开滥采、用木材炼钢导致森林砍伐、植被破坏，造成水土流失加重；高强度利用耕地导致土地退化；大量排放含SO2的废气，不仅污染大气，还会形成酸雨污染土壤和水，影响生物生长。（2）①明确题目要求依据材料与图5信息得出治理措施及获得的效益；②获取图5及材料信息；③整理得出答案：措施：修筑（多座）水坝、（多处）船闸和港口；效益：取得防洪、改善通航条件、提高运输能力的效益。实现全河的统一管理和梯级开发。

设计意图：通过练习进一步落实解题思路方法，让学生养成思维习惯。

专家点评：本教学设计紧扣高考考纲要求和学情，教学目标定位准确，突出高三地理第二轮复习的特点和目标任务。从教学环节看，先对考点详细分析，明确该考点在高考中的地位，激发学生学习热情，再对相关基础知识进行整合复习，帮助学生构建知识网络，然后通过高考试题的分析与点拨，让学生进一步巩固相关知识，学习解题的一般思路与方法，最后开展课堂练习，强化知识运用，提升学生能力。各教学环节之间环环相扣、层层推进，既注重基础知识的复习，又注重学生综合运用知识能力的提升。从教学方式看，通过问题导入，以独学、互学和展学解决问题的方式开展教学，体现学生的主体地位，注重学生的“学”；教师的主要任务是引导、点拨和提炼总结，也注重教师的“教”，展现教学过程“教”与“学”的双边互动，也体现出教学民主性。从教学重难点的落实手段看，通过问题分解突破知识难点，通过构建知识网络，让学生知识储备系统化。通过高考试题的分析，总结解题的一般思路与方法，并让学生“实战演练”，使“提高学生运用知识解决问题能力”这一教学难点得到很好的落实。（重庆市潼南县中小学教学研究室 陈合武）endprint

设计意图：学会运用河流相关知识解决问题，同时转换学习观念，培养思维习惯，让“交流、展示、质疑、合作”成为课堂学习的有效方式。

承接：通过以上练习，一起来回顾解题过程。

解题思路：①读问题，明要求；②读图文，获信息；③调知识，理思路；④地理语，分主次。

设计意图：建立地理问答题解题的思维模式，提高解题能力。

承转：有了解题方法，接下来进入实战演练，请同学们独立完成。

思考题2：阅读田纳西河流域的图文资料，回答问题。

材料：田纳西河流域位于美国东南部，气候温暖湿润，山青水秀，森林繁茂。19世纪后期起，流域内人口激增，开发利用程度加大（图4），致使环境恶化，水旱灾害频发，生产成本不断攀升。到20世纪30年代初，该流域人均年收入只有美国平均水平的45%。1933年，在田纳西河管理局的统一协调和严格管理下，实施以治理田纳西河为核心的流域综合整治与开发（图5），取得全流域水电、火电、核电并网供电，合理利用土地，治理污染，改善水质，发展旅游业等一系列效益。到20世纪80年代，该流域人均年收入已达到美国平均水平。

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（1）分析图4，说明田纳西河流域早期开发利用对环境的影响。

（2）依据材料和图5信息，指出对田纳西河治理采取了哪些措施，并说明其效益。

展示：（略）

点拨：（1）①从图4分析早期开发利用对环境的影响；②获取图4的信息：扩大种植面积、乱开滥采、以木炭为燃料、高强度利用耕地、大量排放含SO2的废气；③整理得出答案：扩大种植面积、开矿乱开滥采、用木材炼钢导致森林砍伐、植被破坏，造成水土流失加重；高强度利用耕地导致土地退化；大量排放含SO2的废气，不仅污染大气，还会形成酸雨污染土壤和水，影响生物生长。（2）①明确题目要求依据材料与图5信息得出治理措施及获得的效益；②获取图5及材料信息；③整理得出答案：措施：修筑（多座）水坝、（多处）船闸和港口；效益：取得防洪、改善通航条件、提高运输能力的效益。实现全河的统一管理和梯级开发。

设计意图：通过练习进一步落实解题思路方法，让学生养成思维习惯。

浙江省河流生态修复的实践 篇12

浙江省濒临东海, 为季风频繁活动地带, 湿润多雨, 陆地面积10.18万km2, 山区丘陵占全省陆域面积的70.4%, 平原占23.2%, 河流湖泊占6.4%。多年平均降水量达1 600 mm以上, 平均年降水日数在140～180 d之间。丰沛的水量, 多山的地貌, 形成众多的河流。自北至南有苕溪、运河、钱塘江、甬江、椒江、瓯江、飞云江和鳌江等主要水系, 以及众多的独流入海和流入邻省的小河流, 总长度为6万多km, 按全国水系划分, 除苕溪、运河水系和个别流入江西省的小河流属长江水系外, 其余均属我国“东南沿海诸河”, 这些河流均在本省注入东海;除钱塘江发源于安徽省外, 其余都发源于本省。钱塘江是浙江省最大的河流, 省境内流域面积占全省陆域面积47%, 瓯江是浙江省第二大河。在浙北和滨海地区, 有一大片由河湖和浅海沉积形成的平原, 区域内河湖相连, 水网密布, 形成了许多独特的河网水系, 是著名的“江南水乡”。

2 河流生态环境存在的主要问题

2.1 水体污染严重

全省河流水质监测站点选用155个, 评价河段总长度3 366.6 km。在全省评价总河长中, 以年均值评价, 属地表水Ⅰ～Ⅲ类水的河长2 102.7 km, 占评价总河长的62.5%;属地表水Ⅳ～劣Ⅴ类水的河长1263.9km, 占37.5%, 失去了作为饮用水源的功能。平原河网85%以上的水域不能满足功能要求, 大多为Ⅴ类或劣Ⅴ类, 一些污染严重的城市内河也低于Ⅴ类。主要水系的干流多为Ⅳ类或低于Ⅳ类, 水体普遍富营养化。嘉兴市各河段水质全部超标, 以Ⅴ类或劣Ⅴ类水为主。台州全市近50%河段、90%以上的城市沿河水域遭到污染。

2.2 河道淤积问题突出

据调查统计, 全省河道淤积总量约20亿m3, 其中主要江河干流普遍淤高0.5 m以上, 严重河段高达2.5 m以上, 平原河道平均淤高0.6 m以上。杭嘉湖平原河道平均淤积0.7 m, 总淤积量3.94亿m3, 占全省总淤积量20%。

2.3 河网水面面积不断减少

“农业学大寨”时期, 浙江省把湖河围填成田的情况不少。改革开放以来, 在经济社会蓬勃发展过程中, 交通建设、村镇建设和城市基础设施建设占用河道情况相当普遍。据典型调查, 从1971年至1998年, 温瑞塘河水面被填塞面积达39.2%, 正常蓄水量减少30%。宁波全市河网率由上世纪80年代初的12%强减到了90年代末的6%以下。台州全市解放以来河道水域面积已减少了16.2 km2, 约占原水域面积的11%。

2.4 河道“三化”现象较多

由于受传统观念的影响, 以往河道整治使用的基本材料是水泥、钢筋和石块, 河道整齐划一, 满足了行洪排涝、交通航运、供水灌溉等方面的功能需要, 很少甚至基本不考虑河流生态问题, 河道“三化” (河流平面形态直线化, 河道断面几何规则化, 护岸材料硬质化) 现象普遍存在。导致河流生物群落多样性和生态系统稳定性大幅度降低, 造成河流生态环境逐步恶化[1]。

2.5 河道护岸植物种类少, 外来物种比重大

据调查, 在有植物护岸河长达1 km以上的河道上, 种植的植物不到10种, 植物种类和层次简单, 难以形成稳定的植物群落。人工种植的外来植物种类比重大, 适应性差, 据调查, 近100个河道样地中人工种植的植物 (不包括农作物的种类, 如茭白、菱、玉米、大豆等) , 总数为67种, 其中42种不是当地的乡土植物, 占62.9%。外来植物不仅适应性差, 不利于大面积推广, 而且有的外来种有很强的生物入侵能力, 应用不慎容易造成严重的生态灾难。

3 河流生态环境恶化的主要原因

浙江省河流生态环境状况令人堪忧, 分析原因主要是:

3.1 各种污染物任意排放, 导致水体污染

由于城镇污水管网和污水处理设施建设滞后, 许多地方没有建立较为完善的污水管道系统, 有些住宅区生活污水直接排入内河, 有的则通过雨水管排入河道。工业污水排放总量持续增长, 特别是污染严重的众多的小制革、小化工、小造纸、小电镀、小豆腐作坊等“五小工厂企业”, 没有专门治污设备和措施, 将污水直接排入河道。农业耕作大量使用农药、化肥, 河道沿岸家畜养殖场, 猪、鸡、鸭等粪便及有机废水、众多农村生活污水直接入河, 导致河水有毒物质和有机物含量增多。两岸垃圾和农贸市场的污物入河, 废旧物品堆放在河边, 污染物种类多, 对水质影响很大。餐饮、理发、娱乐等三产企业废水, 加速河水发黑发臭。鱼类大量死亡, 水草、杂草生长旺盛, 腐烂后淤积河底, 污染水体 。

3.2 人为活动造成水土流失, 淤积河道

(1) 不合理砍伐山林、全垦造林、坡耕地种植、坡地开垦等现象, 造成水土流失, 淤积河道, 抬高河床。

(2) 修路、开矿、建房等生产建设活动, 将大量砂石和废弃物任意弃于河道上游或两岸, 甚至直接倾倒于河内, 特别是山区公路多沿河修建, 大量弃渣沿河堆置, 造成河道严重淤积。

(3) 平原河网土质岸坡在船行波频繁长期冲刷下, 岸坡坍塌, 形成河道淤积。

(4) 在河道中人为设障, 违法占河, 缩小河道断面, 形成“瓶颈”, 降低了河道流速, 加剧河道淤积。

3.3 经济社会发展, 填占河道现象严重

浙江省土地资源紧缺, 人多地少, 侵占河道便作为赢得土地的途径, 大量围垦自然滞洪的洼地、湖泊和河道, 用于开发区建设或耕作, 或建立新居民区。不少小河道未纳入河道规划内容, 填占审批具有盲目性。一些位于城市和发达城镇的河网, 由于造房、修路等建设活动, 任意占用、填埋, 建筑和生活垃圾等废弃物倒入河道, 侵占水面面积, 致使许多河道缩窄变浅, 减少了河网的调蓄容量。

3.4 野生植物群落缺少保护, 不利于河流生命健康

据调查, 一些河道两岸植物群落多数是自然生长的野生植物群落, 它们物种丰富, 层次结构合理, 生长旺盛, 抗逆能力强, 是我们今后应用植物措施建设生态河道的基本模式。但在调查中发现, 人们对野生植物群落的保护认识不够, 人为开垦种植、砍割作燃料、过渡放牧较为普遍, 直接影响河流生命健康。

3.5 管理体制不顺, 管理手段落后

目前浙江省不少地方的河道仍然是城乡分割管理, 与河流的流域性、系统性不相适应, 不利于河道的综合管理和监督执法。河道管理基础工作也比较薄弱, 管理手段落后。由于政策处理经费不足, 河道管理范围普遍没有确权划界。改善河流生态环境难度很大。

4 河流生态修复的实践

浙江省在河流生态修复方面, 基本上与全国同步, 经济比较发达的地区走在前面, 杭州、绍兴、宁波、温州、湖州等市以“万里清水河道建设”为契机, 不断探索和应用河流生态修复的先进技术和方法, 部分河道进行生态修复示范, 生态修复后的河道, 水质开始好转, 昔日臭水、脏水, 杂乱无章的河道变成了人与自然和谐相处的水境公园, 显著改善了河流生态环境。

4.1 应用植物措施进行河流生态修复

河流是地球湿地生态系统十分重要的组成部分, 是陆地生态系统和海洋生态系统达到稳定与平衡的纽带和桥梁, 是整个地球生态系统物质循环、能量循环和生物物种繁衍不可缺少的部分。在全省开展的“万里清水河道建设”中, 如何做到充分体现“以人为本、人水和谐”的生态治水理念, 防止河道建设中出现的“三化”现象, 减少工程建设对生态系统产生的负面影响, 我们在应用植物措施进行河流生态修复方面做了有意的探索。

4.1.1 河道植物的选择

浙江省河道植物种类丰富, 有河道植物1 033种, 占全省植物总数3 884种的26.6%。按植物的生态学特性分类, 中生植物603种, 湿生植物210种, 水生植物130种。在水生植物中, 挺水植物75种, 沉水植物25种, 浮叶根生植物19种, 漂浮植物11种。这些植物绝大多数是自然生长种类, 它们经过漫长历史时期的考验, 与当地的河流环境高度适应。这就为我们应用植物措施进行河流生态修复奠定了良好的基础。

河道植物的选择, 应考虑适应性高、亲和力强、功能广泛、景观优美等4个方面。在采用植物措施进行河流生态修复时, 首先应当选择适应性强、管理维护成本低的乡土植物为主体 (建群植物) , 模仿自然植物群落构建群落模式, 可以大大降低建设与管理投资。其次, 可以在保证河道功能和植物适应性的前提下, 尽可能多地选用经济效益高的经济植物组成植物群落, 使植物措施完成后, 能产生较好的经济效益。

4.1.2 概念性规划方案

河道建设应按照人与自然和谐相处的理念, 根据当地社会经济现状和发展趋势, 全面规划、突出重点、因地制宜、综合治理、分步实施、强化管理。通过采用植物措施进行河流生态修复, 恢复和强化河道综合功能, 改善水质, 美化环境, 适应城乡社会经济可持续发展的要求。

(1) 总体布局构思。

首先应通过广泛深入地调查研究, 掌握该河道的水文、特点、自然条件、河道植物种类和其他相关的详实资料, 通过走访当地群众, 实地考察, 征求有关部门专家意见, 了解当地河流生态修复的要求。然后根据河道的特点和位置, 结合河流建设要求, 采用相应的植物措施对河道生态修复进行规划和布局, 以达到河流生态整治与建设的目标与要求。

(2) 水质净化、护岸、护坡植物选择。

在常水位线以下且水流平缓的地方, 应多种植生态美观的水生植物, 它的功能主要是净化水质, 为水生动物提供栖食和活动场所, 美化水面, 根据河道特点选择合适的沉水植物、浮水植物、挺水植物, 并按其生态习性科学地配置, 采用混合种植和块状种植相结合;常水位至洪水位的区域是河道水土保持的重点, 其上植物的功能有固堤、保土和美化河岸作用, 下部以湿生植物为主, 上部规划以中生但能耐短时间水淹的植物, 河道植物的配置种植应考虑群落化, 物种间应生态位互补, 上下有层次, 左右相连接, 根系深浅相错落, 以多年生草本和灌木为主体, 在不影响行洪排涝的前提下, 可种植少量乔木树种;在洪水位以上是河道水土保持植物绿化的亮点, 是河道景观营造的主要区段, 它起着居高临下的控制作用, 群落的构建应选择以当地能自然形成片林景观的树种为主, 物种应丰富多彩, 类型多样, 可适当增加常绿植物比例, 常绿植物总量达50%～60%, 以弥补洪水位以下植物群落景观在冬季萧条的缺陷, 浙江省河道这类植物数量最多, 达603种。

4.1.3 实验研究

浙江省正在进行“植物措施在万里清水河道建设中应用研究” (省重点科研项目) , 已在平原、滩涂和山丘区的7条河道分别建立河流生态恢复实验点, 种植100多种植物, 40余个植物群落模式, 观测河道植物个体和群落的生长状况、水保效果等。从目前课题研究实验阶段成果来看, 平原河道由于水位变幅小、流速低, 河流冲刷力弱, 植物措施应用效果较好, 植物的适应性强, 成活率高;山丘区河道, 由于水位暴涨暴落变幅大, 加之去年夏秋季干旱少雨高温, 种植的植物生长状况欠佳, 但今年春季普遍恢复, 生长状况良好;滩涂河道, 由于去年受台风影响, 河岸冲刷严重 (部分坍塌) , 水位较高, 造成靠近水面的植物全部死亡, 其主要原因是植物耐盐性不强, 其余部位植物生长良好。今年春季我们在7条试点河道的基础上, 优化组合植物群落, 进行了12条示范河流建设, 并结合全省河道“岸绿”工程的推广工作, 将研究成果逐步在全省河道建设生态修复中推广应用。通过科学研究、试点示范、总结推广, 使全省在河道建设中应用植物措施进行河流生态修复的技术得到完善和提高。

4.2 污染河流生物净化与生态修复

根据国际上几十年的污染河流治理经验, 以及我国目前的经济、社会条件, 污染源在短期内难以得到控制, 河流生态修复需要一个较长的过程, 因此, 对严重污染河流需进行直接净化与修复, 对于改善水质, 恢复河流生态系统有着重要的现实意义。浙江和道生态工程有限公司, 应用生物净化与生态修复技术, 进行温州市横河污染治理取得了良好效果。

4.2.1 温州市横河污染治理

横河又称双井头河, 位于温州市区, 属于温瑞塘河水系, 为一条盲肠河, 全长950 m, 平均宽度约25 m, 平均水深约2 m, 水体面积约24 000 m2。横河污染治理工艺流程图和实施区图见图1和图2。

(1) 阶段性治理。

治理阶段主要包括:黑臭水体——富营养化——健康水体。

黑臭水体治理阶段。黑臭阶段特点主要是水体发黑, 有强烈的腐臭, 水面有块状漂浮物, 水体溶解氧水平低下, 多为接近于0。黑臭河道多流经人口密集区域, 污染源多而散, 沿岸土地利用程度较高, 没有多余空地。尽可能截污, 采用生物强化净化措施, 以原位治理为主, 拟在短期内强化水体自净能力。降低COD, 提高溶解氧消除黑臭。

富营养化治理阶段。构建水生植被以及完善水生食物链, 重建水体生态系统, 通过管理与调控, 使河流逐步恢复健康状态。降低氨氮, 加强管理与维护。

(2) 主要治理技术。

运用微生物技术, 应用浮岛技术, 培植耐污性水生植物进行水生态修复, 并加强水体修复系统的管理与维护。

4.2.2 横河治理成果

通过生物净化与生态修复技术的研究应用, 横河水体从黑臭转变为灰臭进而转变为富营养化水体, 最后达到健康水体的基本要求。COD从264 mg/L下降到34.27 mg/L, 下降87%;氨氮从12.2 mg/L下降到6.28 mg/L, 下降48.6%;总磷从2.36 mg/L下降到0.55 mg/L, 下降76.6%。

5 河流生态修复对策措施和建议

5.1加强宣传培训, 提高对河流生态修复重要性的认识[2]

浙江省正在开展的“万里清水河道建设”既是省“五大百亿工程”重点项目, 也是生态省建设的重要内容。我省在2003年就专门制定印发了《浙江省万里清水河道建设技术要求》, 对河道规划设计和项目实施, 提出了在确保工程安全的前提下, 要突出生态治水、人水和谐、以人为本的治水理念。2004年、2005年分别组织举办了一期“万里清水河道建设生态理念培训班”和两期“生态设计培训班”, 邀请国内专家重点讲解生态治水理念、河道生态护坡、水质净化、河道水环境及生态材料应用、生态河道建设技术标准等方面内容。同时还编制印发了《农村生态河道建设图集》, 加强乡镇级水利技术人员培训, 普及河流生态修复基本知识, 提高全社会对河流生态建设与修复重要性的认识, 增强生态治水的意识和自觉性。

5.2制定相关法规和标准, 为河流生态修复提供保障

2003年制定印发的《浙江省万里清水河道建设技术要求》, 对建设生态河道起到了一定的积极作用。随着“万里清水河道建设”的深入, 我们在《技术要求》的基础上, 编制了《浙江省河道建设技术标准》, 该标准已由省质量技术监督局发布于2006年10月1日实施。目前, 《浙江省河道生态建设技术规范》也已完成编制。《浙江省建设项目水域占用管理办法》也已由省政府颁布于2006年5月1日实施。一系列法规和标准规范的制订实施, 为全省河流生态修复提供了坚实的基础和有力的保障。省水利厅与省发改委联合部署的全省水域调查工作今年年底将全面完成。下一步将在水域保护规划编制试点的基础上, 布置全省水域保护规划编制, 为依法管理和保护水域, 发挥水域功能, 控制经济发展和城市化进程对水域的无序占用, 改善与恢复水域生态环境提供依据。

5.3 开展河流生态修复相关技术研究

在河流生态修复技术研究方面, 加强学科间的合作与交流, 增加应用性、实用性课题的研究, 我们在开展“植物措施在万里清水河道建设中应用研究”的同时, 已立项开展“浙江省河流健康诊断技术研究”, 建立河流健康评价指标体系, 研究河流健康诊断技术。通过河流健康诊断, 明确河流健康病症;查找病因, 提出康复措施, 为全省河流生态修复提供针对性强、切实有效的技术服务, 为全省河流生态建设与管理提供技术支持。

5.4加强部门协作, 齐抓共管, 加快河流生态修复进度

河流生态修复涉及水利、环保、财政、城建、农业等多个部门, 加强协作配合, 共同研究, 加大河流生态修复方面的工作力度。下一步, 我省河流生态修复工作, 与“生态省”建设、“农村环境五整治一提高工程”、截污治污等工程紧密结合, 各部门通力协作, 形成合力, 加快河流生态修复进度。

6 结 语

浙江省从2003年开展“万里清水河道建设”以来, 在应用植物措施进行河流生态修复方面进行了有意的探索, 在污染河流生物净化与生态修复方面也取得了一些初步的成果。在浙江河流生态环境问题日益突出的今天, 应用河流生态修复措施, 改善河流水生态环境, 实现“水清、流畅、岸绿、景美”的总目标显得尤为重要。我们今后的河道工程建设不但要考虑供水、防洪、灌溉、航运等基本功能, 而且更重要的是应该建设成有利于生态系统健康与稳定的生态水利工程;既能够实现人们期望的开发利用水的功能价值、满足人们对水需求的工程, 又能兼顾建设一个健全的河流湖泊生态系统, 有利于生态环境保护的可持续发展工程[3]。

参考文献

[1]钱德林.生态治河理念与设计思路探讨[J].中国水利, 2004, (11) :43-44.

[2]孙宗凤.国外生态水利研究状况与点评[J].水利水电技术, 2003, (11) :21-23.

[3]董哲仁.生态水工学的理论框架[J].水利学报, 2003, (1) :1-6.