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国内外河流生态修复相关研究进展_陈兴茹-2

国内外河流生态修复相关研究进展_陈兴茹-2
国内外河流生态修复相关研究进展_陈兴茹-2

第32卷第5期2011年9月水生态学杂志Journal of Hydroecology Vol.32,No.5Sep.,2011

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综述

收稿日期:2011-06-27

基金项目:水利部公益性行业科研专项(201101023-2),国家自然科学基金(50879092),中国水科院科研专项(水集0822)。

作者简介:陈兴茹,1978年生,女,高级工程师,主要研究方向为河流生态环境修复。E-

mail :chenxr@iwhr.com 国内外河流生态修复相关研究进展

陈兴茹

(中国水利水电科学研究院水力学所,北京100038)

Progress of River Restoration Research at Home and Abroad

CHEN Xing-ru

(Department of Hydraulics ,China Institute of Water Resources and

Hydropower Research ,Beijing 100038,China )

摘要:河流生态系统是一个复杂、多变、非线性的系统,增加了河流生态修复工作的难度。如何真正修复河流生态系统,

国内外许多学者进行了大量的理论和实践研究,取得丰硕的成果和宝贵的经验。总结国外城市化对河流生态的影响、河流生态修复技术、河流生态评价及河流生态修复后评估方面的成果,旨在为我国正在广泛开展的水生态修复工作提供参考;总结国内河流生态修复已有的成果和存在的问题,并展望我国今后河流生态修复工作应重点开展的工作内容。

关键词:河流;生态修复;研究进展中图分类号:X171.4

文献标志码:A

文章编号:1674-3075(2011)05-0122-07

欧洲、美国和日本等发达国家,自20世纪60年代就已认识到河流生态环境面临的诸多问题,积极开展生态修复的相关研究与实践活动。至今,经过半个世纪的时间,河流生态修复现状调研、科研、实践等活动开展得较多,研究比较深入,基于多种目标的各种修复技术已得到研发(Nijland &Cals ,2000;Brinson &Malvarez ,2002;Malmqvist &Rundle ,2002);大型河流的生态修复工作也已有不少实例(Kondolf ,1995;Brooks &Shields ,1996;Tockner &Stanford ,2002),以密西西比河、莱茵河为典型代表的许多河流修复工作相对比较具体、细致,并且这些修复活动大多取得了良好的生态环境效益。我国的河流修复工作20世纪末刚起步。本文总结国内外河流生态修复的相关研究进展。

1

国外研究进展

1.1

城市化对河流的生态影响

流域内不透水表面不断增加导致大部分暴雨很快成为地表径流,且无法变成地下径流,城市河流水

文情势发生改变。产流过程的巨大变化对物理栖息

地和水质有很大的影响:水力条件单一、洪水峰值增加和基流减少(Booth &Jackson ,1997);岸边带缺失及河床和堤岸被硬质化后,水生生物在高流量时缺乏避难所(Paul &Meyer ,2001)。城市河流受城市化影响的另一个特点是水质变差,尤其当含有悬浮固体、有毒物(如重金属)、碳水化合物、营养物和细菌等垃圾的污水汇入时(Lenat &Crawford ,1994),这可能严重地减少河流无脊椎动物群落的

存在。许多对城市流域的研究表明,

敏感物种(蜉蝣目Ephemeropera ,襀翅目Plecoptera ,毛翅目

Trichoptera ,简称EPT )的丰度、密度增加了耐污物种(寡毛纲Oligochaetes ,摇蚊Chironomids ,蜗牛Snails )的密度(Pitt &Bozeman ,1982;Garie &Mc-Intosh ,1986;Jones &Clark ,1987;Lenat &Craw-ford ,1994;Walsh et al ,2001)。

Soballe 和Wasley (2004)根据城市河流在城市中的重要地位,分析了城市化速度加快对城市河流的影响,指出“城市河流可以成为城市的宝贵财

富”,关键是如何解决城市河流面临的渠道化、岸线侵蚀、水体污染等问题,并提出了利用城市河流的方法,客观地评价了城市河流渠道化对于稳定河床和保护财产的重要作用。文中提到的行动方案,涉及内容包括如何改善进入河道的暴雨水质、最大限度

DOI:10.15928/j.1674-3075.2011.05.013

地加强河流廊道的治理、稳定河床和保护生物栖息地等。关于城市化对城市河流的影响及城市河流治理方法的研究开展得较多(Nienhuis&Leuven,2001;Shields et al,2003;Cook&Pegg,2004;Ke-now et al,2004;Kreiling et al,2004;Palmer et al,2005),研究内容涉及城市化对河流形态、水文情势、水质和生物等多指标的影响。

1.2河流生态修复技术与方法

尽管河流生态修复工作已进行了大量的理论研究和实践探索,但尚未形成比较系统的河流生态修复的理论与方法体系,综合来看,相关研究主要集中在河流生态系统修复策略及河流生态系统中的水质、水量和河岸带等要素的修复方面。在河流生态系统修复策略方面,1965年德国的Emst Bittmann在莱茵河用芦苇和柳树进行生态护岸实验,可以看作最早的河流生态修复实践。20世纪70年代末瑞士Zurich州河川保护建设局将生态护岸法发展为“多自然河道生态修复技术”,对河流治理重视恢复植被和建设自然护岸,之后,此方法在欧美及日本推广。

随着修复实践的发展,河流修复已经从单纯的结构性修复发展到生态系统整体的结构、功能与动力学过程的综合修复;Bernhardt等(2005)从修复的范围上进行了解释,认为河流修复不光包括河道本身,还应扩展到河漫滩乃至流域;Malakoff(2004)认为,河流生态系统的退化是人为干扰与自然干扰累积作用的结果,修复规划中必须考虑2者之间的相互作用机制;NAKAMURA(2008)则提出了Leitbild (target vision,目标期望)思想,将保证生态系统的完整性作为修复的指导思想与目标;Gloss等(2005)从管理角度对此进行论述,认为河流及其水资源的管理方式也是河流修复能否成功的重要影响因素;Miseki和Takazawa(1993)借鉴景观生态学的等级思想,分别以河岸带与流域2个尺度开展研究,并提出了与各自尺度相对应的群落组织和景观组织水平的修复措施;Gore和Shields(1995)的论述较为全面,认为河流修复是一项综合性、系统性的活动,必须综合考虑水文、土地利用、地貌、水质、生物与生态等,甚至要考虑娱乐、经济和文化等方面。

另外,在河流生态修复的方法与具体措施上,很多学者也相继开展了研究。如Fischenich(2001)提出了城市河流修复与流域管理的相关技术,其中详细阐述了城市化对城市河流的影响、城市河流水环境质量下降的经济损失及城市河流生态修复面临的挑战等;Deason(2001)提出了污水处理的方法,为其他河流污染治理提供了参考;Casagrande(1997)对人类活动在湿地生态修复中的重要作用进行了剖析;Udziela等(1997)运用条件价值法(CVM)对城市盐碱湿地修复的非市场价值进行了评估;Ludwig 和Bezirksamt(2001)针对Hamburg河直线化严重、生物多样性消失的现状,采用非政府组织、公众参与的方式,对该河中鲑鱼的生活习性进行了研究,以期通过改善其生活条件来达到修复河流生态的目的;Jukka Jormola(2004)对国际上利用流域洪水过程改善城市河流生态环境的历史进行了简要回顾,并列举了利用洪水管理修复城市河流和湿地的实例;Brilly等(2004)研究了修复城市河流鱼类栖息地的方法;Nakamura和Tockner(2004)对日本河流与湿地的生态修复进行了简要的回顾;Battle等(2004)对密西西比河上游Cape Girardeau附近主河槽内的大型无脊椎动物进行了研究;Best等(2004)针对水下大型植物西米和野芹菜由于对光的竞争性所引起的植物体内N、P含量的变化进行了分析,并建立了模型;Brownlee和Anderson(2004)研究了栖息地对珠蚌壳重和大小的影响;Chick等(2004)对密西西比河上游鱼类的时空分布进行了研究,得出了鱼类空间分布与河流的透明度、水温、流速和植物繁茂度有关。

1.3河流生态评价

河溪生态评价方法的研究进程可以分为4个代表性阶段,分别是:1)河溪水质指标评价阶段,2)河溪生物指标评价阶段,3)河溪生物栖息地质量评价阶段,4)河溪整体生物指标评价阶段(高甲荣等,2010)。首先,由于早期河溪生态问题仅仅关注水质污染所造成的环境影响,早期河溪生态评价主要以水质的物理化学指标来评价河溪的健康情况,该评价方法已有数十年的历史,是目前较为成熟的技术方法之一。随后,美国俄亥俄州环保署考虑加入生物指标来评价河溪的健康情况,目前常见的评估方法如生物整合性指标(Index of Biotic Integrity,IBI)(Karr,1999)、科级生物性指标(Family-Level Biotic Index FBI)、丰富度指标评价法(Taxa Rich-ness)(Plafkin et al,1989)、EPT丰富度指标(EPT in-dex)(Plafkin et al,1989)、百分比模式相似性(Per-cent Model Affinity,PMA)以及快速生物评估方法(Rapid Bioassessment Protocol,RBP)(Plafkin et al,1989)。1972年,美国俄亥俄州环保署又根据生物评价方法,制定了定性栖息地评价指数,美国国家生

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态研究中心于1976年发展了物理栖息地模拟系统,鉴于河溪生态系统中水质、水文等物理—化学指标影响生态系统中生物群体的同时,生物也影响各种栖息地环境因子的发展,因此,将河溪评价范围扩展至整个河溪生态系统整体,如1999年澳大利亚自然资源与环境部发展的河溪状况指标(Index of Stream Condition,ISC)。澳大利亚河溪评价体系来源于澳大利亚河溪健康计划,其评价过程是采用河溪中的水生昆虫作为评价河溪生态状况的目标物种,首先需要确定所受人为干扰最小的地区为参考点,并收集参考点的生物、物理及化学指标参数,再利用聚类分析,将生物划分为若干个相似的生物区系,并由每一个生物区系所对应的物理、化学资料,找出最佳的环境因子作为AUSRIVAS预测模型的依据,其次,将参考点建立标准作为待测河溪的对照组,作为评价其生态系统健康程度的依据。待测河溪也需要收集生物、物理及化学数据,其中物理、化学数据为AUSRIVAS模式中依据参考点建立的预测因子,各生物数据类别分别对应不同的物理化学环境,所以是以生物区系为基础的方法,接着计算待测河溪中由每一分类群体的发生几率,最后比较参考点与待测河溪的发生几率作为评价指标,其特点是采用水生昆虫作为评价目标,水生昆虫常被用来监测水质变化的标准生物,它们可以快速地反映水质的变化,可以作为连续监测水质的指标。

1.4河流生态修复后评估

河流生态修复后评估是检验河流生态修复实施效果的重要手段,且通过后期监测和评价还能够总结项目方案,改进今后的工作思路。有关河流生态修复后评估准则方面,国外较早且有代表性的文章是Kondolf(1995)发表的“Five elements for effective evaluation of stream restoration”,其中提出测量河流生态修复成功的5个要素:1)明确的目标,2)完备的基线数据,3)优良的方案设计,4)服务于长期,5)愿意承担风险;Shields和Knight(2003)以密西西比西北部的Hotophia河生态修复工程为例,对其生态修复后进行了长期监测,获取了生态修复前后河道内几个生态指标的变化情况,掌握了生态修复对河道生态的影响;Jansson等(2005)针对Palmer等(2005)提出的5条评估河流生态修复成功的准则,提出第6条准则,这将为人们加深对河流生态修复成功机制的理解提供更强有力的引导性框架,为了验证这6个准则在实际中的应用性,作者将其应用于具体的河流生态修复案例;Woolsey等(2007)提出了评估河流生态修复成功的导则,它包括49个总指标和13个主要针对中小河流的指标,大多数目标与河流生态属性有关,但也考虑了社会经济方面,并提出了一系列的指标测量方法。修复成功通过对比修复措施实施前后指标值的变化来确定;Alexander 和Allan(2007)从密歇根、威斯康星州和俄亥俄州1345个河流生态修复项目中选择了39个作为调查的对象,进行后评估;Klein等(2007)采用了场地监测和水动力模型,以定量化17个物理和生物指标在修复工程实施前后的变化,评估了自然河道设计在河流生态系统恢复中的有效性;Goetz等(2007)以Provo河生态修复为例,根据河流生态修复的目标,包括河道的水文、平面形态、横断面、纵向形态、河床质分布等,分别进行了后评估;Buchanan等(2010)对纽约中部2005年秋天完成的河流生态修复项目进行了评估。

2国内研究进展

我国河流生态修复方面的研究起步较晚,早期的研究中主要是注意到了河流生态系统某个方面的功能,如河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用,基于景观生态学相关理论的河流整治方面的探讨,河岸带的植被的特征和保护,河岸带功能及管理,另外还有一些基于水污染治理的角度的研究,如对受污染河道生态修复机理机制的探讨。近年来,河流生态修复已经成为水利学和生态学领域学术讨论的热点问题。我国水利学者和生态学已经认识到水利工程对河流污染产生的严重影响,从不同角度积极阐明开展河流生态修复研究的重要性。总体上讲,我国河流生态修复工作虽起步较晚,但发展迅速,但仍处于起步阶段,进入21世纪以来至今的10年间,河流生态修复与保护已经引起社会各界的重视,并相继开展了许多研究与实践活动。2000-2005年主要为该项工作在我国的萌芽阶段,该阶段的主要研究工作是学习国外在该领域的成果,并形成针对我国河流现状、治理目标及面临问题的学术见解;2005年至今,随着研究的进一步深入,我国的河流生态修复理论与实践活动由初始的理论探讨、整治框架阶段向具体的修复方法、手段和技术转变。2.1河流生态修复相关理论研究

我国的河流生态修复理论比较有代表性的是刘树坤于1999年提出“大水利”理论,并在其访日报告(刘树坤,2002-2003)中,就自然环境的保护和修复、湿地生态系统的生态修复、水电站建设中的生

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态修复、大坝建设中的生态修复、河道整治与生态修复、河道景观建设和管理等进行了探讨,其中包括比较具体细致的修复思路、步骤、方法和措施等,为之后我国开展河流修复工作提供了参考;2003年董哲仁提出的“生态水工学”概念及内涵,分析研究了人类对河流生态系统的胁迫,从生态系统需要角度,提出了改善河流生态系统、修复河流生态环境的工程措施及思路并相继提出了一系列理论和方法;王超和王沛芳(2004)则比较全面地提出了水安全、水环境、水景观、水文化和水经济五位一体的城市水生态系统建设模式;陈庆伟等(2007)分析了筑坝对河流生态系统的影响及水库生态调度;赵彦伟等(2005)提出了评价河流生态系统健康的指标体系和量化方法。

2.2河流生态修复相关技术研究

2.2.1水质净化技术水质净化技术包括原位净化和异位净化2种,其中水质原位净化技术由于其就地净化、不占用土地的特点,近年来备受关注,相关研究也日益得到开展(李先宁等,2007;李海英等,2009;林惠凤等,2009)。水质原位净化技术包括人工打捞等物理方法,也包括向水体中投放化学药剂等化学方法,还包括近年来广泛被人们研究和应用的利用生物膜法净化水质的生物法、利用植物根系吸收污染物等。异位净化技术包括建设污水处理厂、人工湿地处理污水等技术。这些方法和技术多由国外引进,并经国内消化吸收。

2.2.2近自然河流治理技术近自然河流治理技术包括河道形态的确定、稳定性计算、生态需水量确定、生态护岸的构建(夏继红和严忠民,2009)等,使河流的各组成要素接近自然河流的指标,达到修复河流生态系统的目的。

2.2.3生态需水量确定我国河流生态需水量研究经历了参照国外水文学法到目前能够根据保护目标的栖息地需求的水文水力学方法,取得了较大的进步(吉利娜等,2006;王玉蓉等,2007;刘苏峡等,2007;吴春华,2007)。今后仍需在河流生态调查、目标物种选择、目标物种习性与水动力的关系研究等多方面深入研究,以便更有效地确定生态需水量和需水过程。

2.3河流生态修复相关实践活动

在河流生态修复的实践方面,国内进行了很多探索,积累了一定的经验。至今,水利部已在全国选择不同水生态问题的省市共12个作为水生态保护与修复试点,通过对示范区内存在的包括防洪、排涝、水资源、水生态、水环境、水景观和水文化等诸多问题进行统一梳理,编制适合当地具体特点的、满足水生态系统需求的水生态保护与修复规划,以宏观、系统的视角综合考虑多种涉水问题,为各示范区的水生态保护和修复提供了总体思路和策略;各大城市,如北京、天津、上海、杭州、苏州、广州、沈阳、哈尔滨、成都和西安等,受改善城市人居环境、带动经济发展等因素的驱动,近年陆续开展了基于生态修复、景观建设、滨水空间和水质保护等多方位的河流整治工作,不断推广示范各类水生态保护与修复的理念、技术和方法,进而带动更广范围的河流生态修复工作的开展,为今后其他城市开展此项工作提供了借鉴。除城市河流外,我国的很多大江大河也在注重防洪发电等工程效益的同时,更多地兼顾生态的调水、补水工作,取得了良好的生态效益,如黄河每年汛前调水调沙向河口的湿地补水、博斯腾湖向塔里木河输水、引岳济淀等,取得了良好的生态效益。

3小结

纵观国内外的相关研究成果,国外研究相对深入,理论、技术、方法的研究比较多,且在实践中应用较广,经验积累比较丰富。目前,我国很多城市都相继开展了城市河流修复工作,但大多停留在模仿国内外已有案例的初步尝试和探索阶段,较少从城市河流所处地区特点出发,深入研究城市河流的生态系统问题,河流的生态数据尚缺乏,生态因子和水动力因子之间的联系尚需进一步掌握,并需要开发适合我国河流的评价指标和生态修复方法等。

目前阶段,国内河流生态修复存在的主要问题有:缺乏对河流生态过程修复的机理研究;缺乏从大尺度流域角度考虑河岸、河内、上下游的整体生态修复;当前的研究大多只停留在对河流某一指标(鱼类指标、流量指标、水质指标和生物栖息地指标等)的生态修复,未考虑河流整体生态系统修复。

生态系统具有动态性、复杂性和非线性等特点,且生态系统构成因素众多,相互之间作用关系复杂,因此,给相关研究工作带来了挑战。今后的河流生态修复工作尚需将水利工程规划、建设、运行过程与生态学相关学科相融合,通过研究大量既有资料和开展长期监测,掌握关键生态因子的生存规律;积极开展相关问题的实践活动,为相关理论的研究积累经验和奠定基础;不断研发适合不同河流特点的河流生态修复的理论、技术和方法;开展长期监测工作,掌握生态系统修复后的动态演变过程,并不断吸

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2011年第5期陈兴茹,国内外河流生态修复相关研究进展

取经验教训,进一步指导河流生态修复工作;形成完善的生态系统修复评价的指标体系,从宏观上能够对生态系统修复状况准确把握。

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2011年第5期陈兴茹,国内外河流生态修复相关研究进展

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(责任编辑杨春艳)

821第32卷第5期水生态学杂志2011年9月

河道生态修复基础

河道生态修复基础知识 一、概况 河道生态修复是指在生态学原理基础上,使用综合方法,改善水文条件和河道地貌学特征,修复受损伤的水生态系统的生物群体及结构,重建健康的水生生态系统,修复和强化水体生态系统的主要功能,并能使生态系统实现整体协调,自我维持、自我演替的良性循环。 城市河道生态修复是根据自然生态系统多样性的要求,恢复河道自然属性,改变因城市化和传统水利工程所造成的河道的非自然面貌,消除因此带来的生态胁迫,为河道内及滨河的生物重新构建栖息场所,使得生态系统恢复到接近自然的状态,从而恢复城市河道各种功能,保持河道健康。 二、世界河流生态修复进展

世界上许多国家都在进行河道重返自然的生态修复。从上世纪70 年代起开始,发达国家针对人类活动干扰对河道生态系统的负面影响,开发了河道生态修复的理论和技术。并在河道整治工程和堤防工程设计、施工规范中增加了河道生态建设的内容,或颁布了专门的河道生态工程设计导则。 目前,国外河道生态修复技术包括以下:根据“给河道以空间”的洪水管理理念,建设分洪道、降低河漫滩高程;恢复河道连续性和蜿蜒性;河道岸坡生态防护;重建深槽和浅滩序列;恢复洪泛区湿地;创建河道内生物栖息地结构;建设亲水设施;应用多孔和透水护岸材料和结构等。同时,利用生态学理论,采用生态技术修复受污染河水,恢复水体自净能力,如:人工湿地处理系统、河道直接净化技术、氧化塘处理系统、植物——土壤处理系统、水生植物处理系统、生物操纵技术等 1)德国的近自然河道治理工程 德国的Selferr 首先提出近自然河溪治理的概念。它是指能够在完成传统河道治理任务的基础上,接近自然、经济并保持景观美的一种治理方案1。20 世纪50 年代,德国创立了“近自然河道治理工程”,提出河道的整治要符合植物化和生命化的原理。70 年代中期,德国进行了称之为“重新自然化”关于自然的保护与创造的尝试,开始在全国范围内开始拆除了被砼渠道化了的河道,将河道恢复到接近自然的

河道治理及生态修复的研究

河道治理及生态修复的研究 摘要:虽然河道生态治理在我国的很多城市已经初具规模,但实际的治理效果 并不是很理想,导致这一现象的原因是因为在开展河道治理工作之前,相关工作 人员对影响河道生态系统的因素并不了解,河道治理模式缺乏科学性、系统性。 鉴于此,就河道治理存在的问题及生态治理建议展开了探讨,以期为相关工作起 到参考作用。 关键词:河道治理;生态修复;措施 引言 作为城市生态系统重要组成部分的河道,因其污染问题的严重性而日益受到 人们的关注,河道污染导致水质变坏,不仅会降低农作物的产量和质量、影响到 渔业生产的产量和质量、制约到工业的发展,更加会危害到人体的健康,加速生 态环境的退化和破坏,也会造成经济上的损失。因此,河道污染治理势在必行。 1河道治理的意义 城市化进程的不断加快加速了我国的水质污染,城市中的河道过水面积正在 逐渐减小。在处理河道的污水时,通常情况下是使用人工渠化、裁弯取直等传统 方式,从而使得河道的生态环境几乎失去了基本的功能,河道生态破坏现象严重。通过总结近年来国内外河道治理的方法经验发现,在河道修复工作中,仅仅恢复 河道的基本生态功能仍然无法实现河道治理的目标,还需要恢复水体的自净能力,从而实现改善环境、净化水体以及美化景观的目的。作为承载城市文化底蕴以及 城市发展的关键点,城市河道的治理工作需要考虑到社会、环境、人文以及生态 等方面的因素,从而建立新型的河道生态模式,这就要求河道生态不仅要发挥出 抗洪、排涝的机泵功能,同时还应顺应自然界的规律变化,恢复河道的环境生态 特征,确保生态环境的稳定发展。 2河道治理以及生态修复工作的主要原则 2.1生态治理的原则 目前,人们的一些不良生产和生活习惯对生态环境造成了极大的危害,进而 威胁着河流及其周边地区的整个生态系统。因此,在治理河道工程时,不能破坏 原有的生态系统,导致生态系统的进一步恶化。相反,我们应该创造一种生态手段,如河岸景观和选择树木或灌木,以改善河流生态环境,以有效地保持原有的 生态系统的河流。 2.2区域规划的原则 治理好河流,必须考虑城市发展和生态环境的方方面面。我们不应过分考虑 某一方面。毕竟,我们必须为人民服务,以便本末倒置。如果有冲突,我们应该 从两个方面进行权衡,以避免生态环境的进一步恶化。河流管理是城市总体规划 的一部分。为城市的发展提供更高的生活质量是必要的。 2.3远近结合的原则 河流治理工程不是一天就可以完成的,而是一个漫长而复杂的过程。所以对 于河流管理,不要急功近利,而是要长期坚持治理距离相结合的原则。具体而言,有关部门应根据渠道的实际情况,制定了详细的治疗计划应该包括短期、中期和 长期目标的治理计划,以及具体的管理措施和程序的每一个阶段,逐步推进,从 而实现长期健康发展,河流生态系统。 3河道治理及生态修复的措施 3.1修复河床断面

河道生态修复专题报告

河道生态修复专题报告 1、砂坑治理 沙坑的成因分析 导致沙坑形成的原因有人为和自然两种因素,人为的挖沙取石是沙坑形成的主要原因,不合理的开采利用,破坏地表植被,直接导致沙坑形成。同时风蚀、水蚀也加剧了沙坑的形成。 沙坑的特点分析:一般分布较广、且多数比较零散。 沙坑的危害 (1)破坏土地、影响地表景观。 砂石的开采是以剥离挖损土地为主,显着改变了地表景观,一般沙坑开采前是有植被覆盖的河滩地,甚至是农田。开采后地貌和植被遭到破坏,由于沙石的挖去,地面形成巨大的沙坑,且周围堆置着大量的废石与垃圾,严重破坏地表自然景观,形成一个与周围环境完全不同甚至极不协调的外观。随着人类社会的发展与进度,景观的破坏越来越多的引起当地居民的强烈反应。 (2)形成大量沙尘源,容易就地起砂。 沙坑多分布在生态环境原本就很脆弱的河道两侧及荒滩地。由挖沙取石,破坏了植被和表层土壤,形成大面积的荒沙地。到了冬春季节,风起沙扬。 (3)造成大量的水土流失。 人工采石挖沙,形成沙坑,造成周边地段地下水下降,加上人工对地面的扰动,使土壤的抗侵蚀性降低,到了雨季,加剧水土流失,并容易引起塌方等自然地质灾害。 总之,由于砂石的开采,沙坑的形成,破坏了生态环境,污染了大气环境,严重影响了社会经济的发展和人名的生活水平。 沙坑治理的具体措施 (1)大沙坑治理采取小坡平整的措施 1)平整最小边坡1:5。根据植被生长需要及稳固沙土要求,植被自然生长所需坡度不宜陡于1:5。 2)尽量保证堤脚护堤滩地宽度不小于30m。 3)基本保证每一个横断面内,挖填土方内部平衡,且就近平衡。 (2)有常流水的河道,采取引种水草、封河育草的措施,恢复河道的湿地景观。 (3)干旱河道采取撒播草籽的措施,提高河道内的植被盖度,减少水土流失,避免扬沙。 2、土壤改良 针对不同土壤质地类型,提出相应的土壤改良措施模式: (1)河道基质为砾石类占主体的地段:首先将河道局部小地形地貌平整处理,然后覆盖一层3-5cm层厚的生土,并碾压2-3次,压实,形成一个隔水层。其次将河道内的沙土按照1:1的体积比例与客土进行混合配置。主要客土材料配比为:黄壤土60%,有机质(泥炭和农家肥总计15-20%)+植物纤维(粉碎的农作物秸秆20%-25%)。增加适当的土壤改良剂及保水剂,配好的客土覆盖20cm厚度。 (2)沙质土类为主体的地段:河道平整处理,然后覆盖一层3-5cm层厚的生土,并碾压2-3次,压实,形成一个隔水层。将河道内的沙土按照4:3的体积比例与客土进行混合配置。主要客土材料配比为:黄壤土60%,有机质(泥炭和

基于河流生态系统修复理念的中小河流治理应用

基于河流生态系统修复理念的中小河流治理应用 发表时间:2019-03-14T16:13:54.017Z 来源:《建筑模拟》2018年第34期作者:董琳朱晓春景文洲 [导读] 本文系统回顾了“生态治河”理念的演变历程,总结了目前生态治理中存在的一些误区,针对中小河流治理中河流生态系统恢复理念的应用提出了具体措施建议。 董琳朱晓春景文洲 海河水利委员会科技咨询中心天津 300170 摘要:中小河流是我国众多河流水系的重要组成部分,河流与其周边河岸带等环境载体一同构成了现今丰富多样、生动立体的生态系统。中小河流治理既是当前我国生态文明建设的主要任务之一,也是进一步提升防洪减灾能力的重要保障。本文系统回顾了“生态治河”理念的演变历程,总结了目前生态治理中存在的一些误区,针对中小河流治理中河流生态系统恢复理念的应用提出了具体措施建议。研究成果与结论可作为工程设计、河流管理等工作提供参考依据。 关键字:中小河道;河流生态系统;自然恢复;治理 Abstract:As an important part of China’s River System,Middle and Small Creeks,as well as surrounding reparation zone,constitute a diversified,vibrant and tridimensional Ecosystem. To efficiently harness Middle and Small Rivers is not only one of the mains tasks in current Ecological Civilization Construction,but a great improvement to China’s Flood Control and Disaster Reduction. A systematic review of evolution process is conducted in this paper to summarize and analyze the problems in present Middle and Small Creeks Harness. Some concrete measures are propounded,aiming at the application of Ecosystem Restoration Concept,to promote the Middle and Small Rivers construction. Results and conclusions can be referred by Engineering design or River Management. Key words:Middle and Small Creeks,Rover Ecosystem,Natural restoration,Harness 1 传统治理模式及变化趋势 中小河流是数量众多的河流水系的重要组成部分,是大江大河综合治理中关键的“最后一公里”,开展河道整治是恢复提高河道基本功能的根本措施,是提高水资源承载能力,改善生态环境的有效途径,支撑着人们日常生活和经济发展。 在中小河流治理之初,受传统的大江大河治理模式影响,以提高河道的防洪标准,恢复防洪功能,保障河流周边城镇、基础设施、基本农田防洪安全为目的。主要措施为清淤、复堤、新建堤防、护岸等措施。在河道治理中,采用裁弯取直、束河筑堤、清淤清障等方式增大过流断面,畅通河道、宣泄洪水,硬质护岸可以有效保护堤防不受水流冲刷的影响,防止河流溃决。经过一段时间的治理,中小河流在防洪排涝方面,取得了一定成效。 在传统的治理中,主要采用浆砌石、钢筋混凝土等硬质建筑材料,护岸基本型式为直立式和陡坡式,这种工程结构抗冲刷侵蚀和整体性较好,但堤岸过度硬化,封闭隔绝土壤与水体之间的物质交换,使得土壤、植物、生物之间失去有机联系,严重破坏岸坡周边的生态系统。经过裁弯取直的河道,较之自然蜿蜒曲折的河道,其水流流态更为均匀、汇流和下泄流速更快,不仅增加了上一级支流的防洪负担,也使得原来河流中生长的鱼类、植物失去适宜的水温、流速等生存环境。这些问题导致水生动植物数量急剧减少,河流生态功能退化。伴随人们对生态环境的认识和要求不断提高,传统治河方法的弊端已逐步为大家所认识,我国在近年来实施的中小河流治理中也突出生态治河理念,农村河道以保护农田为主兼顾恢复生态、美化环境,县城河道以县城防洪为主,兼顾亲水需求,营造水景观,尽量保持河流蜿蜒曲折的自然形态,恢复河流生态多样性。 2 河流生态系统修复 河流生态修复是指利用生态系统原理,采取各种方法修复受损伤的水体生态系统的生物群体及结构,重建健康的水生生态系统,修复和强化水体生态系统的主要功能,并能使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。 1962年,“生态工程”这一概念被首次提出,而后专家学者提出了对于生态治理的不同理解,Schlueter认为近自然治理首先要满足人类对河流的利用要求,同时维护河流的生态多样性,Bidner认为河道治理首要考虑河道的水力学特性、地貌学特点与河流的自然状况,以权衡河道整治与生态系统负面影响之间的尺度。Hohmann则强调生态多样性在生态治理中的重要作用,从维护河流生态平衡的角度出发,认为近自然河流治理要减轻人为活动对河流产生的压力,维持河流环境多样性,注重工程治理与自然景观的和谐性。 对于如何将生态系统修复理念应用于中小河流治理,有人主张河流生态治理应该更多的依靠自然界的力量,靠自然演替过程实现生态恢复目标;一些人认为,对于生态工程的把握,应在权衡满足经济社会需求与满足生态健康关系上,采取二者并重的立场。 3 中小河流的生态恢复治理理念 尽管许多发达国家在河流治理方面积累了许多经验,但其理论和方法尚处于发展阶段,由于我国自然条件和经济发展阶段的不同,不能直接套用发达国家的生态治理模式,必须结合我国国情进行河流生态治理。 董哲仁提出河流生态恢复应在充分发挥生态系统自我修复功能的基础上,采取工程和非工程措施,促进河流生态系统恢复到较为自然的状态,改善其生态完整性和可持续性的一种生态保护行动。 中小河流以县、乡河流为主,河流沿岸多为集中居住地区或基本农田,两岸滩地宽度较小,加之投资规模受限,不适宜采用大江大河与城市规划相结合的综合生态治理模式,治理应从河流水系自身的自然规律出发,在提升防洪减灾能力的基础上,立足当地自然条件和防洪需求,统筹协调流域防洪安全、生态环境保护、水资源可持续利用三者之间的关系。河流生态修复的主要任务是通过极简单的建筑材料与自然修复手段,在没有人类活动干预,或者干预较少的情况下,通过水流、植物、动物、土壤等河流生态系统中各个环节的共同作用,恢复河流自然原始状态,在一定的时间作用下,达到自然的平衡状态,恢复自我组织、自我修复能力,实现持续河流健康状态。 4 生态恢复在河道治理中的运用 从治理目标来看,河道生态恢复需要根据环境变化、经济状况及河流特征等因素确定,将河道整治目标定位于河流生态系统健康的保护和恢复,对河流水文、水质、河流生物、河流形态、河岸带状况进行综合评估、统筹考虑,从而确定科学、合理、经济可行的河道整治目标。 从治理措施来看,为了有效恢复和维持河流生态系统,中小河流治理必须转变单一追求工程安全的传统水利工程设计思想,根据治理

河流生态修复技术

河流生态修复技术 令狐采学 摘要:在河流生态系统普遍遭受严重破坏的今天,河流生态修复成为研究的热点。本文在广泛查阅国内外河流生态修复资料的基础上,阐发人类活动在传统水利工程、污染物排放、过量引水及农渔业活动方面对河流生态系统的胁迫作用。本文对河流系统及河流生态修复进行了探讨,对不合的河流生态修复技术进行了归类阐发。简要介绍了水域生态修复技术:水生生物群落恢复技术、生态浮岛技术、曝气增氧技术、微生物修复技术;河流水陆交错带植被修复技术;生态护岸技术等。 关键词:河流;生态修复;生态修复技术 The River Ecological Restoration Technology Abstract:The ecological restoration of river ecosystem has become a research hotspot because the river ecosystems were generally severely damaged.On the basis ofbroad access to the information of the domestic and international ecological restoration, the stress of the river ecosystem which was forced by human activities in the traditional water conservancy project, pollutant emissions, excessive diversion of water project and fishing activities also was analyzed. Investigate of the river systems and river ecological restoration. The adaptability of different river ecologicalrestoration technologies were classifiedand analyzed. Waters of ecological restoration technology is

六大生态修复技术汇总2018.8.30

六大生态修复技术汇总 水环境生态修复六大技术汇总 1人工增氧技术 1)概念:通过一定的增氧设备来增加水体溶解氧,加速河道水体和底泥微生物对污染物的分解。一般采用固定式充氧设备(如水车增氧机、提升增氧机、微孔曝气等)和移动式充氧设备(如增氧曝气船),可以充空气,也可以进行纯氧曝气。 2)优缺点:为好氧微生物及以藻类为食的一些原生动物提供了良好的生长条件,有助于好氧生物区系的出现并不断发展,增加了河道生物多样性。但需要提供动力,对相对封闭的水体难以充分发挥作用。

2复合生态滤床技术 1)概念:复合生态滤床是一种特殊人工湿地,是20世纪70年代兴起的污水生态治理技术。复合生态滤床是由集水管、布水管、动力设备、生物填料、水生植物及复合微生物等 共同组成。 2)优缺点:建设和运行费用低,能耗少,维护方便,具有一定的景观作用。容易造成堵塞,后期需要人力长期管护。 3生物膜净化技术 1)概念:生物膜净化技术是利用一种全新的织物型生物膜载体,使用经培养驯化的高效微生物和微型生物,附着在填料或载体上繁殖。 2)优缺点:抗污水和

化学物的侵蚀,保证微生物的繁殖力并提高其代谢率。吸附、分解氧化有机污染物、藻类、氮磷等营养物,使河道水体得到净化。投资较高、单位处理效率较低。 4水生植物修复技术 1)概念:通过种植水生植物,利用其对污染物的吸收、降解作用,达到水质净化的效果。水生植物生长过程中,需要吸收大量的氮、磷等营养元素,以及水中的营养物质,通过富集作用去除水中的营养盐。 2)优缺点:建设和运行费用低,可结合景观设计打造优美的植物景观。周期较长、需要配合其他工程技术使用。 5底泥生物氧化技术 城市水环境是一个开放的系统,其水体或流动、或受潮汐影响、或间歇性换水,而底泥是河道多年污染的积累,是河道黑臭和富营养化的重要原因。

河道整治及生态修复监理细则

淮安市白马河上游九条河道整治及生态修复工程 监 理 细 则 监理单位:江苏省工程勘测研究院有限责任公司洪泽县白马湖生态保护项目监理部 日期:2016年11月22日

施工监理实施细则 说明: 1.本细则依据工程承建合同文件、设计文件以及《水利水电工程施工监理规范》SL288-2014、《水利工程建设标准强制性条文2016版》等有关工程规范编制。 2.编制单位:江苏省工程勘测研究院有限责任公司洪泽县白马湖生态保护项目监理部 批准人: 编制人: 洪泽县白马湖生态保护项目监理部 日期:2016年11月22日

施工监理实施细则 1、总则 1.1本细则依据工程承建合同文件及有关工程规程规范和技术标准编制。 1.2 本细则适用于水利水电工程建筑材料的质量监理。 2、承包人的责任 2.1承包人应向监理提交建筑材料的采购合同、出厂质量证明、出厂合格证和出厂试验报告。 2.2承包人必须按合同的有关规定建立检测试验室或委托有资质的检测单位,对施工中采用的建筑材料进行自检取样试验,并按规定将试验报告报送监理审查和核备。 2.3监理可按监理合同规定或项目法人要求对建筑材料进行抽检试验,承包人应为监理的抽检试验提供方便。 2.4承包人计划使用代用材料时,应报送监理审批。 2.5承包人应对提供使用的所有材料负全部责任。一旦发现使用不合格的材料,应按监理指示予以更换并将不合格的材料运离工地,并承担由此造成的一切损失和合同责任。 2.6承包人未按规定进行建筑材料的质量检验而造成施工进度延误的,由承包人承担合同责任。 3、申报签证程序

3.1建筑材料进场前,承包人应按合同有关条款规定,将拟选择的有生产许可证的厂家,采购或使用计划,一并报监理审查批准后方可实施。 3.2在建筑材料进场前,承包人应按规定,进行检测试验,并向监理报送《进场材料报验单》。 3.3上述报送文件连同签审意见单均一式四份,经承包人项目经理签署并加盖公章后报送监理部,监理部在检查合格后予以签证确认,承包人方可使建筑材料进场。 3.4 如果承包人未能按期向监理部报送上述文件时,由此造成施工工期延误和其他损失,均由承包人承担合同责任。 4. 质量检验程序 4.1钢筋与型材 4.1.1钢筋与型材,生产厂家应有生产资质和生产许可证,每批应有出厂日期、生产合格证及产品质量检验报告。 4.1.2钢筋使用前,按同品种、同等级、同炉号、同厂家生产每60t一批(不足60t的按一批)验收,每批至少取样一组,做抗拉及冷弯试验。 4.1.3钢号不明的钢材,经试验合格后方可使用,但不能在承重结构的重要部位上使用。对钢号不明的钢材进行试验,其抽样组数不得少于6组。 4.1.4钢筋的焊接方法应符合有关规程规范,对使用的不同品种、钢号、直径的钢筋之间焊接均需至少进行一组焊接强度试验。

河流生态修复理论技术及其应用

河流生态修复理论技术及其应用 提要:本文提出了河流生态修复整体模型,系统阐述了水利工程对河流生态系统胁迫及其机理,对传统意义上的水利工程规划设计理念和方法进行了系统的反思,总结了河流生态修复规划原则与评估方法及河流廊道生态修复技术,对典型示范工程进行了简单介绍。 关键词:胁迫,生态修复,模型,示范工程 T HEORIES AND PRACTICES OF RIVER RESTORATION Dong Zheren, Sun Dongya, Peng Jing ABSTRACT:The holistic model of river ecosystem structure and function is proposed. Stresses of hydraulic engineering on river ecosystems are analyzed comprehensively. Countermeasures and technologies are brought forward for ecological compensations and rehabilitations, which overcome some shortcomings of traditional methodologies in hydraulic project planning, design and management. One demonstration project on river restoration is briefly introduced. Keywords: Stress, river restoration, holistic model, demonstration project 1、前言 水利工程在防洪、灌溉、供水、发电、航运和旅游等诸多方面对于保障社会安全、促进经济可持续发展发挥着巨大的作用,这是举世公认的事实。但是另一方面,水坝和堤防建设、河道整治工程和跨流域调水工程等各类水利工程对于河流、湖泊生态系统也造成了胁迫效应。水利工程的负面影响主要表现为改变了自然水文规律和引起地貌特征变化,从而不同程度地改变了生境条件,导致淡水生态系统结构和功能的变化。 水利工程的生态影响问题引起了社会各界的广泛关注,也逐渐变成了水利水电建设发展的瓶颈问题。如何正确对待和处理水利工程的生态影响问题,需要坚持可持续发展的原则,用辩证的观点进行分析。在工程技术层面上,纵观传统意义上水利工程的建设和管理目标,都是以建设和运行工程设施为手段,通过改造和控制河流,实现预期的经济效益和社会目标。 传统意义上的水利工程尽管满足了社会经济需求,但是在不同程度上忽视了淡水生态系统的健康需求,因此对生态系统构成了胁迫效应。面对这个复杂问题,应坚持全面权衡利弊,力争趋利避害的辩证思维方法,探索通过工程措施、生物措施和管理措施,尽量避免、缓解或补偿水利工程对于河流生态系统的负面影响,达到社会经济效益与生态保护二者兼顾的目标。 本文系统阐述了水利工程的生态影响现象,分析了胁迫效应的机理,对于传统意义上的水利工程规划设计理念和方法进行了系统的反思,总结了河流生态修复规划原则与评估方法和河流廊道生态修复技术,对典型示范工程进行了介绍。 2、水利工程对河流生态系统胁迫和机理分析 自然力和人类活动对于淡水生态系统构成双重胁迫。各类水利工程对淡水生态系统的胁迫是大规模人

谈水生态修复技术在河道治理中的应用研究

谈水生态修复技术在河道治理中的应用研究 发表时间:2019-07-26T15:00:00.287Z 来源:《基层建设》2019年第11期作者:肖孟富 [导读] 摘要:人均水资源的逐渐减少,是不合理的人类活动造成的,破坏了水生态的平衡,导致水体污染严重,水环境日益恶化。 广州市水电建设工程有限公司 510600 摘要:人均水资源的逐渐减少,是不合理的人类活动造成的,破坏了水生态的平衡,导致水体污染严重,水环境日益恶化。本文从水生态修复概念入手,介绍了水生物基础修复技术,然后分析了水生态修复技术在河道治理中的应用要点,希望可以给相关人士提供一定的参考。 关键词:水生态修复技术;河道治理;应用;研究 近年来,我国水利工程获得了快速的发展和壮大,但是对河道的生态环境和生态景观造成了很多负面影响,导致水体出现恶臭及水体富营养化引发蓝藻水华泛滥等现象。水生态修复技术的应用,能够较好地处理这些问题,而且不需要耗费能源,建设成本和运行成本低,因此该项技术已经成为河道整治的新措施。 1.水生态修复概念 完整的水生态系统需要具备水生植物群落以及水生动物,同时,还要有数目巨大的微生物以及原生动物等。而水生态修复技术这是运用栽培植物和培养微生物的方法来进行转化水中的污染物,或者进行转移降解等方法,来改善水生物的生存环境,以此来达到净化水质的目的。这种技术在目前也是国际上常用的用于治理水体污染的其中一个方法,水生态修复技术不仅具有治污效果好造价低,而且运行成本也低的优点。根据大量实践和研究表明,对河道水体的治理,就一定要从污染源开始进行控制,与此同时,将水生态修复技术与之相结合,从而达到根本上进行治理,恢复水体生态。 2.水生态修复技术的内容 水生态修复系统是在河流生态系统遭到了严重破坏的当今,生态治水新理念的提倡而应运而生。水生态修复技术注重对自然生态和自然环境的恢复和保护,是目前治理河道水生态的关键技术。生物在一定的自然环境下生存和发展的状态称为生态系统,完整的水生态系统包括水生植物群落和鱼、虾、螺、贝类、大型浮游动物等水生动物,以及种类和数量众多的微生物和原生动物等。水生态修复技术的具体内容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。作为目前来讲国际上常用的水体污染治理办法之一,水生态修复技术具有治污效果好、工程造价相对较低、运行成本低等优点。实践生活表明,对河流水环境的治理,必须采取污染源控制和水生态修复相结合的方法,实施“截污治污、恢复生态”。 3.水生态修复主要技术类型 3.1生物处理技术 水生态修复技术中生物处理技术主要有厌氧处理、好氧处理以及厌氧-好痒组合处理三种。其运用人工培养的适用于分解污染物的一些微生物。运用控制这些微生物的品种、数量以及生长环境等,并结合人工曝气等措施,来加快并稳定诸如COD、氨氮以及有机氮等污染物的处理。生物处理技术依照河道水体的流域面积、水流以及污染程度等因素予以具体制定,现在主要为原位生物修复技术,运用于污染较为严重河道的水质净化。 3.2修建生态岸坡 水生态修复技术最终的目的是为了对受到污染的水体生物环境进行合理的修复,重新建立完整的水生态系统生物平衡体系,使其可以按照自然发展规律完成生态食物链的重建。随着人们环境保护意识的不断提高,人们自身的环保理念也随之改变。人们的环境保护理念已经逐步的由传统的防洪、排涝向安全、生态的水环境观念转变。生态型岸坡的修建,不仅改变了传统河坡直立的结构形式,同时随着岸边植物种植数量的不断增加,利用植物发达的根系实现土壤固结的目的,不仅有助于岸坡稳定性的全面提升,降低了岸坡被雨水冲刷现象发生的几率,而且岸边种植的大量的植物,也发挥出其在水生物保护方面的作用,为水生物营造了良好的栖息城所,加快了水体生态系统恢复的速率。 3.3生物修复 生物修复技术主要是指运用水生动植物、微生物等转化、分解、吸收水中污染物,从而达到水生态修复、水环境优化的效果。生态修复技术不仅能是单一动植物与微生物的修复,还可为不同动植物与微生物一同构成的水生态系统来开展水生态修复。在河道生态修复中动植物与微生物扮演着不同的角色,但是其都在水体净化中发挥着非常重要的作用。 3.4人工湿地处理技术 人工湿地具有调节区域气候的重要作用,通过物理、化学、生物三重作用实现水体净化工作。人工湿地的修建可以维持系统内的生物多样性,调节地表径流,通过重建较为完整的水生态系统对污染水体进行净化。人工湿地不仅能够美化当地环境、构造景观,更能调节气温及空气湿度,对局部气候有效进行调节。 4.生态修复技术在河道治理中的应用要点 4.1合理配置植物种类 将植物的种类进行有效合理的配置,选择适合该河道的植物种类对生态修复技术在河道治理中有着十分重要的作用。不同的植物对土质的适应性和选择性不同,这就要求在选择植物护岸时,就必须按照河道不同的水位来进行,并结合当地的具体情况来开展。 4.2建设多样性河流 通过恢复河流横、纵向连通来实现建设河流的多样性,河流形态多样可以有效减少岸坡和河床材料硬质化。进行河流横向的连通,是为了恢复和维持河流蜿蜒、曲折、多变的形态;进行纵向的连续性,即将河流建设成有护坡地基主河槽的复合断面状态。如果是在用护岸的地段,就需要采用透水岸坡防护结构,与此同时,科学的运用植物护坡和天然材料,像木桩、水葱、芦荟、柳树和乱石等,以此避免河流护岸硬质化。 4.3布置人工湿地 人工湿地是比较常见的人造景观,有些湿地是在现有河道形态基础上进行开凿和布置人工湿地;也有部分人工湿地经由人工开凿,完全由人工来重现湿地景观。人工湿地作为水生态净化系统的一种表现形式,对于恢复河道的水生动植物系统发挥了重大的作用。因此,通

浅议河流生态系统修复的理念和措施

浅议河流生态系统的修复 摘要:在经济飞速发展的今天,人类活动对河流产生了巨大的影响。人们渐渐的意识到这个严重问题,但是在河道治理工程中,传统的方法对生态破坏较大。采用生态修复的方法能恢复已受破坏的河流生态环境。通过分析受损河流生态系统在生态修复方面的研究现状及存在的问题和国内外河流生态修复的现金理念和技术。提出了河流生态修复的目标和措施。 关键词:河流生态系统传统治理生态修复目标技术措施植物措施 引言 随着社会经济的发展进步,人对河流的过度开发利用而不加以保护。传统的河流治理工程往往局限于防洪、排涝、引水和航运等基本功能而很少考虑河流的生态、景观、休闲、娱乐等其他功能。河流治理中大量的采用混凝土等硬质材料使自然水体形态渠道化或水池化,水岸混凝土化,破坏了河流生态系统,使得河流无法自净;隔断了水体与陆地之间的联系,使得水质恶化,水生生物锐减,河流生态系统退化。然而随着社会的进步、经济的发展,人们对生态环境的要求越来越趋向于天然,提倡和谐发展、简历生态型社会等并加强水资源保护,改善河流环境,修复和构建生态型河流已是势在必行了。河流石水陆交错带,在调节气候、保持水土、防洪方面具有重要的功能。健康的河流生态系统能使物质通过其界面区的速度和形式保持适当,从而使陆地加强了“水土保持”,水体防止了“富营养化”的出现。不合理的土地利用方式和高强度的开发,会导致河流生态系统受到严重破坏,在城镇化程度较高的地区表现尤为突出。 河流生态修复的目标正是为了重建受到破坏的河岸生态系统,恢复水文、地质、生物多样性等生态功能。目前国内对河流生态修复的研究大多集中在护坡上,而往往忽视了对河流功能恢复,对其河流生态治理整体上认识不足。本文研究了国内外河流生态修复的先进理念和技术,探讨河流生态功能修复的目标和措施。 一、传统河流治理存在的问题: 河流是人类生存和发展必不可少的要素,是水环境的重要载体,也是自然环境的重要组成部分。人类为了生存和发展,不断的和河流争夺空间和资源,特别是经济的发展更加重了对河流的索取,然而传统的河流治理技术中,特别是对城市河流,为了争夺有限的土地和控制河势、确保河流的防洪安全,人们着力于运用石块、混凝土等硬质材料的结构设计。片面强调防洪、排涝或兴利输水,不考虑对水生态、水环境的影响,牺牲了河流可持续发展的空间,损伤了河流的健康,破坏了生态系统,污染了水环境,缩短了河流的生命,退化了河流应有的功能。而且在各种的设计规范,未明确提出河流的生态治理的要求,致使不少地方的河流,被人为渠化及对河岸的强行硬化,产生了诸多的影响,主要有: 与河流争夺空间,导致生态系统的破坏 城市经济的发展和人口的增加,城市河流水面不断的被人为侵占或缩窄,导致城市水面积急剧减少,天然调蓄功能严重萎缩,家中了内涝发生的几率。在城市建设中,为了多争一块土地,许多城市盲目填河,将河流排水改为管道排水,将软排水改为硬排水,城市排水管网与城市河流不配套,排水系统不协调。防汛排水时,市区内河水满为患,泵站被迫停机的事时有发生,致使城市排水的矛盾十分突出。 河道两岸水渠化、硬化,导致城市景观河水环境的破坏 国内河流治理片面追求统一化、直线化、河槽渠化,河岸硬化,边界整齐,走向笔直,河流两岸被强行硬化覆盖,只考虑河流的防洪功能,而淡化了河流的资源功能和生态功能,破坏了自然河流的生态链,破坏了生态环境。河岸衬砌硬化之后,原始河岸面目全非,土体与水体的关系相割裂,隔断了河流水域中的生物、微生物与陆域的接触,并引起其自然生存环境

河流生态修复技术

河流生态修复技术 摘要:在河流生态系统普遍遭受严重窃:坏得今天,河流生态修复成为研究得热点。本文在广泛查阅国内外河流生态修复资料得基础上,分析人类活动在传统水利工程、污 染物排放、过量引水及农渔业活动方面对河流生态系统得胁迫作用。本文对河流系统及 河流生态修复进行了探讨,对不同得河流生态修复技术进行了归类分析。简要介绍了水 域生态修复技术:水生生物群落恢复技术、生态浮岛技术、曝气增氧技术、微生物修复 技术;河流水陆交错带植被修复技术;生态护岸技术等。 关键词:河流;生态修复;生态修复技术 The River Ecological Restoration Technology Abstract: The ecological restoration of river ecosystem has bee a research hotspot because the river ecosystems were generally severely damaged、On the basis of broad access to the information of die domestic and international ecological restoration, the stress of the river ecosystem which was forced by human activities in the traditional water conservancy project, pollutant emissions, excessive diversion of water project and fishing activities also was analyzed、Investigate of the river systems and river ecological restoration^ The adaptability of different river ecological restoration technologies were classified and analyzedWaters of ecological restoration technology is made, such as aquatic munity recovery techniques, ecological floating bed technology, aeration technology, microbial remediation; Rivers crisscross ecological restoration technology of water bank, such as vegetation restoration technology; ecological revetment technology etc> Keywords:river;ecological restoration;ecological restoration technologies 引言 水环境污染与水资源短缺就是当今全球淡水资源面临得两大危机。河流就是我国水环境得重要组成部分,就是人们生活生产得水资源基础,在社会发展中发挥着巨大得作用,水环境质量得好坏直接制约地区乃至全国整个国家经济得持续发展⑴。近年来,随 着我国人口得增加与社会经济得快速发展,一方面,城市污水处理设施得建设严重滞后于工业化与城镇化得进程,导致大量未经处理得工业废水与生活污水排入自然水体;列一方面,农业生产中过量施用农药化肥,导致更为广泛得非点源污染不断汇人自然水体;此 外,为了过度追求经济利益,自然河流不断被人为渠道化、直线化以及硬质化,导致自 然河流得自净能力与纳污能力减弱。以上一系列得人为活动均导致了水体环境得严重污

河道生态修复技术

生态河道修复工程 河道是包括土地、动植物、水体的复杂生态系统。具有调节径流、调蓄水量、去除水中有毒有害物质,提供水生、陆生动物栖息地的功能,植被特征明显不同于两侧土地,有较高水平的物种多样性,种群密度和物生产率。 我国目前河道修复工程多考虑河道的水利条件,常见的河道整治工程如下:1、加高河堤;2、采用钢筋混凝土和块石结构;3、河道人工化、渠道化;4、清淤。采用以上方法将极大的影响河道生态功能,造成河道生境单一,水生植物缺乏,周边生态食物链断裂,生物多样性减少,河道净化能力较差等后果。 河道生态修复以生态手段,使河道生态系统恢复到被破坏前的近似状态,且能够自我维持动态平衡的复杂过程。生态修复需要对生态系统结构和功能,包括水质净化物理过程、化学过程、生物特征有充分的认识。工程设计主要包括河流生态修复设计,河床生态修复设计,河岸生态修复设计和河岸带生态修复设计。 一、河流生态修复设计技术 河流生态修复主要任务是将人工河道形态修复成近自然的河道形态。自然河流有如下四中类型:1、顺直微弯型:总体顺直并略有弯曲,深槽、浅滩交错分布其中;2、弯曲型:具有外形曲折、蜿蜒蠕动的动态特性,分布范围广,任意两相邻浅滩的间距约为河宽的5~7倍;3、分汊型:又称江心洲型河道,具有一个或几个江心洲,河身呈莲藕状,具有两股以上的汊道,汊道交替消长;4、游荡型:河身顺直宽浅,沙滩众多,汊道交织,河床变形迅速,主槽摆动不定,水流散乱。河流生态修复中,主要应针对河流形态,将沟渠化的河流形态改造成近自然的河流形态。 1.河流断面设计 河道断面应设计有深潭和浅滩,断面上植物设计应注意层次,设计时应注意乔木、灌木和水生植物布置的位置和宽度,理想的河道断面图如图1所示。 图1 河道剖面理想断面设计 对于硬质化现象严重的河道断面,应以河道修复理想剖面为基础,加以改造。硬质化河道生态修复剖面如图2所示。 图2 硬质化河道生态修复剖面 2.浅滩和深潭河流结构设计 深潭和浅滩是自然河道中常见的较复杂的生境,为浮游生物,鱼类等提供复杂的生活环境,躲避天敌,有利于河道生物多样性的丰富,对于河流生态修复有着重要意义。针对人工河道,应在沿河流方向剖面,塑造地形,形成近自然的深潭和浅滩,深浅变化明显。沿河流方向生态修复剖面如图3所示。

退化河流生态系统修复概述

退化河流生态系统修复概述 集美大学水产学院海洋渔业科学与技术0712班 左薇薇2007250036 近几十年来.随着人口的增加和工农业生产的发展,河流生态系统退化问题愈来愈严重。从一首民谣:“50年代淘米洗菜,60年代洗衣灌溉.70年代水质变坏,80年代鱼虾绝代,90年代身心受害。”我们可以了解我国大部分河流生态系统退化的大致过程。2000年,我国11.4万km河流水质评价统计结果显示.符合和优于Ⅲ类水的河长占总评价河长的58.7%,10年过去了,这一数字仍在大幅度下降。 说到这里大家就有疑问,什么是生态系统?什么是退化生态系统?我一一个大家做出解释。 在大气科学和应用气象学中生态系统是指生物群落及其地理环境相互作用的自然系统,由无机环境生物的生产者(绿色植物)、消费者(草食动物和肉食动物)以及分解者(腐生微生物)4部分组成。 在地理学和生物地理学中生态系统是指由生物群落和与之相互作用的自然环境以及其中的能量流过程构成的系统。 在昆虫和昆虫生态学中生态系统是指在一定空间范围内,所有生物因子和非生物因子,通过能量流动和物质循环过程形成彼此关联、相互作用的统一整体。 在生态学和生态系统生态学中生态系统是指在一定空间范围内,植物、动物、真菌、微生物群落与其非生命环境,通过能量流动和物质循环而形成的相互作用、相互依存的动态复合体。 我们主要采用第四个定义来解释生态系统。

退化生态系统是指在自然因素、人为因素干扰下,导致生态要素和生态系统整体发生不利于生物和人类生存的量变和质变。 退化河流生态系统的退化,导致河流廊道水生和陆生动植物物种数量減少,生态系统功能下降,湖泊和湿地面积萎缩,华北等地区地下水位元持续下降等。 河流生态系统的退化现状目前由以下几个方面组成: 一是江河、湖泊和水库的污染問題,这对生态系统的健康和可持续性造成了重大威协; 二是北方干旱或半干旱地区,水资源的供需矛盾日趋尖锐,由于超量用水造成河流干涸和断流,引起河流生态系统退化。 三是除了化学药品和生活垃圾工业垃圾随意排放到河流当中,人类为了自身的安全与发展,对于河流的进行了大量的人工改造。特别是近一百多年来利用现代工程技术手段,对河流进行了大规模开发利用,兴建了大量工程设施,改变了河流的地貌学特征。河流一百年的人工变化超过了数万年的自然演进。有学者估计,至今,全世界有大约60%的河流经过了人工改造,包括筑坝、筑堤、自然河道渠道化、裁弯取直等(Brookes,2001)。据统计,全世界坝高超过15米或库容超过300万立方米的大坝有45000座。其中大约40000座大坝是在1950年以后建设的。坝高超过150米或库容超过250亿立方米的大坝有305座。(ICOLD,2000)。建坝最多的国家依次为中国、美国、前苏联、日本和印度。 一方面,这些工程为人类带来了巨大的经济和社会利益,另一方面却极大改变了河流自然演进的方向。人们始料未及的是对于河流大规模的改造,造成了对于河流生态系统的胁迫,导致河流生态系统的不同程度的退化。这种退化也降低了河流生态系统的服务功能,本来大自然对于人类的恩赐因此而减少,这样反过来又损害了人类自身的利益。 人类也逐渐意识到河流生态系统对自身的副作用是异常巨大的,也开始寻求方法进行生态系统恢复。随着人们逐渐认识到维系河流健康生态系统的重要性,

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