水环境的修复技术河流生态修复共32页
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湖泊富营养化水体生态修复技术国内外研究进展()摘要:湖泊富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入水体并致使水体的溶解氧下降、透明度降低、水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡的现象。
富营养化水体治理技术按照治理手段可分为化学处理、物理处理和生态修复处理方法等。
化学方法处理污染水体主要是添加化学药剂改变水体中氧化还原电位去除水体中悬浮物质和有机质。
物理治理技术措施包括人工曝气、调水冲污、河道疏浚等措施。
水体生态修复技术包括生物膜法处理技术、微生物制剂技术、人工湿地处理及生物栅修复等。
本文阐述了当前国内外水体生态修复技术的相关研究进展并比较了各方法的优缺点,并对未来富营养化水体生态修复技术做了展望。
关键词:富营养化;生态修复技术Research of water ecological restoration technology about lakeeutrophication()Abstract: Lake eutrophication refers that nutrients of nitrogen and phosphorus are into the water, bringing the phenomenon that clarity and dissolved oxygen drop causing deterioration of water quality and death of fishes and other creatures. Treatments of eutrophic water include chemical treatment, physical treatment and ecological restoration. Chemical method are that adding chemicals into water changs redox potential to remove suspended substances. Physical treatments include artificial aeration, flushing and river dredging. Ecological restoration technologies include the biological membrane, microbial preparation, artificial floating island and biological grid restoration. This paper describes the progress research of ecological remediation technologies for the present and compares the advantages and disadvantages, and makes forecast for the future ecological restoration technologies of eutrophic water. Keywords: eutrophication; Ecological restoration technologies前言我国是一个多湖泊的国家,全国湖泊共有2759个,总面积达91019km2,占国土面积的0.95%(王苏民,1998),由于这些湖泊地处东南沿海或长江中下游平原地区,人口稠密、经济发达,加上近年来欠适宜的人类活动方式,极大地改变了自然湖泊生源要素的循环规律,这些湖泊多数已经富营养化或正在富营养化中;据调查,2006年27个国控重点湖泊中,满足Ⅱ类水质有2个,占7%;Ⅲ类水质的湖泊6个,占22%;Ⅳ水质的湖泊1个,占4%;Ⅴ类水质的湖泊5个,占19%,劣Ⅴ类水质湖泊13个,占48%(国家环保总局,2006);故湖泊富营养化的治理成了当务之急。
河道治理生态防护与恢复施工组织设计方案目录一、前言 (4)1.1 编制目的和意义 (4)1.2 工程概况 (5)1.3 设计原则 (6)二、施工总体部署 (7)2.1 施工组织机构设置 (8)2.1.1 机构设置原则 (10)2.1.2 机构组成及职责 (10)2.2 施工流程安排 (12)2.3 施工场地布置 (13)三、河道现状调研与分析 (14)3.1 河道基本情况调查 (15)3.2 水文气象条件分析 (16)3.3 河道地形地貌测量 (17)3.4 河道水质现状检测 (19)3.5 河道生态环境状况评估 (20)四、河道治理方案设计 (21)4.1 河道清淤与疏浚方案 (22)4.1.1 清淤方法选择 (24)4.1.2 疏浚施工设备选型 (25)4.1.3 施工期环境保护措施 (26)4.2 岸坡防护工程方案 (27)4.2.1 岸坡加固材料选择 (29)4.2.2 岸坡植被恢复方案 (30)4.3 生态修复与景观设计 (31)4.3.1 生态修复原则 (32)4.3.2 景观植物配置 (33)4.3.3 水生生态修复措施 (35)五、施工技术与操作规范 (36)5.1 施工机械设备选择 (38)5.2 施工材料选择与检验 (39)5.3 施工方法与工艺流程 (40)5.4 安全生产与文明施工措施 (42)六、施工组织与管理 (44)6.1 施工进度计划安排 (45)6.2 资源配备与调度计划 (47)6.3 质量保证体系建立 (48)6.4 合同管理与信息沟通 (49)七、环境保护与水土保持 (50)7.1 环境保护措施 (52)7.1.1 施工期噪声控制 (53)7.1.2 废水处理与回用 (54)7.1.3 生态保护与恢复 (55)7.2 水土保持措施 (57)7.2.1 植被恢复与保护 (58)7.2.2 土地资源合理利用 (59)7.2.3 水土流失监测与防治 (60)八、风险评估与应急预案 (61)8.1 风险因素识别 (62)8.2 风险评估方法 (63)8.3 预防措施与应急预案 (65)8.3.1 应急组织架构 (66)8.3.2 应急物资储备 (67)8.3.3 应急演练计划 (68)九、结论与建议 (69)9.1 方案总结 (70)9.2 经济效益与社会效益分析 (71)9.3 建议与展望 (72)一、前言在当下生态文明建设的背景下,正确的施工组织设计对于河道治理这一系统工程至关重要。
水利工程中的生态保护措施水利工程作为人类改造自然、利用水资源的重要手段,在防洪、发电、灌溉、航运等方面发挥了巨大作用。
然而,水利工程的建设和运行也不可避免地对生态环境产生了一定的影响。
为了实现水利工程与生态环境的协调发展,采取有效的生态保护措施至关重要。
一、水利工程对生态环境的影响水利工程的建设和运行可能会对河流生态系统、水生生物、陆地生态系统、土壤和气候等方面产生影响。
1、对河流生态系统的影响水利工程改变了河流的自然水流状态,如流速、流量、水位等。
这可能导致河流的生态功能下降,如自净能力减弱、水生生物栖息地破坏、河流生态系统的食物链和食物网受到干扰。
2、对水生生物的影响大坝的建设可能会阻断鱼类的洄游通道,影响鱼类的繁殖和生存。
此外,水库蓄水后水温、水质的变化也可能对水生生物的生长和繁殖产生不利影响。
3、对陆地生态系统的影响水利工程建设可能需要占用大量土地,导致植被破坏和生物多样性减少。
同时,水库蓄水可能会淹没周边的陆地,改变土地利用方式和生态系统结构。
4、对土壤的影响水利工程可能会导致土壤侵蚀、盐碱化和沼泽化等问题。
例如,水库周边的土地由于地下水位上升,可能会出现盐碱化现象,影响农作物的生长。
5、对气候的影响大面积的水库水面会增加水分蒸发,可能会改变局部地区的气候条件,如增加降雨量、改变气温等。
二、水利工程中的生态保护措施为了减轻水利工程对生态环境的不利影响,需要采取一系列的生态保护措施。
1、规划设计阶段的生态保护在水利工程规划设计阶段,应充分考虑生态环境保护的要求。
进行生态环境影响评价,分析工程可能对生态环境造成的影响,并提出相应的预防和减缓措施。
合理选址,避开生态敏感区域,尽量减少工程建设对生物多样性和生态系统的破坏。
采用生态友好型的工程设计方案,如鱼道设计、生态护坡等,以保障河流生态系统的连通性和稳定性。
2、施工阶段的生态保护在施工过程中,要严格控制施工范围和施工强度,减少对周边生态环境的破坏。
河湖⽣态护岸⼯程技术导则⽬录1总则 (1)2术语及符号 (2)3基本规定 (3)3.1护岸的定义 (3)3.1.1 护岸 (3)3.1.2 护岸⼯程 (3)3.2传统的护岸形式 (3)3.2.1 坡式护岸 (3)3.2.2 坝式护岸 (3)3.2.3 墙式护岸 (3)3.2.4 复合护岸 (3)3.3⽣态护岸的定义 (4)3.3.1 ⽣态护岸 (4)3.3.2 传统护岸的弊端 (4)3.3.3 护岸的⽣态修复 (4)3.4⽣态护岸的作⽤ (4)3.4.1 滞洪补枯、调节⽔位 (4)3.4.2 增强⽔体的⾃净作⽤ (4)3.4.3 促进河流⽣物过程 (4)3.5⽣态护岸的设计原则 (5)3.5.1 恢复⾃然河流的形状,形成⾃然环境 (5)3.5.2 保留原则 (5)3.5.3 尽量采⽤⾃然⼯法 (5)3.5.4 尽量采⽤天然建筑材料和有效的传统⼯艺 (5)3.5.5 尽量减少或取消直墙,提倡缓坡 (5)3.5.6 利⽤⽣态护岸,保护和创造⽔边的⾃然景观 (5)3.5.7 保护⽔域空间的⽣物多样性 (6)3.6⽣态护岸的设计要点 (6)3.6.1 护岸的稳定分析 (6)3.6.1.1 基本规定 (6)3.6.1.2 计算⽅法 (6)3.6.1.3 荷载组合 (6)3.6.2 护岸的抗冲设计 (6)3.6.3 护岸的植物设计 (9)3.6.3.1 河湖岸边植物应具备条件 (9)3.6.3.2 ⼟堤坡⾯植物 (9)3.6.3.3 ⽯质堤防植物 (10)3.6.3.4 河湖岸坡⽊桩型枝条 (10)3.6.3.5 ⽔⽣植物 (10)3.6.3.6 河湖岸旁绿化树种 (10)3.7⽣态护岸形式和适⽤范围 (11)3.7.1 三维植被⽹植草护坡 (11)3.7.2 ⼟⼯织物草⽪护坡 (12)3.7.3 乱⽯缓坡护岸 (12)3.7.4 植物扦插护岸 (12)3.7.5 ⽊桩护岸 (13)3.7.6 仿⽊桩护岸 (14)3.7.7 ⽣态砖护岸 (14)3.7.8 条⽯护岸 (15)3.7.9 ⼭⽯护岸 (16)3.7.10 堆⽯护岸 (16)3.7.11 ⽯笼护岸 (17)3.7.11.1 铅丝、格栅⽯笼护岸 (17)3.7.11.2 ⼟⽯笼袋护岸 (17)3.7.12 旧轮胎护岸 (18)4⽣态护岸的施⼯技术要求 (19)4.1三维植被⽹植草护坡 (19)4.2⼟⼯织物草⽪护坡护岸 (19)4.2.1 材料 (19)4.2.2 运输及储存 (19)4.2.3 拼接 (20)4.2.4 铺设 (20)4.2.5 回填覆盖 (21)4.2.6 施⼯要求 (21)4.2.6.1 植草期选择 (21)4.2.6.2 坡⾯处理 (21)4.2.6.3 播种和覆盖 (21)4.2.6.4 养护 (21)4.2.7 质量检查和验收 (21)4.2.7.1 ⽆纺布的质量检验 (21)4.2.7.2 ⽆纺布施⼯期的质量检查和验收 (21)4.3乱⽯缓坡护岸 (22)4.4植物扦插护岸 (22)4.4.1 材料 (22)4.4.1.1 活体⽊桩 (22)4.4.1.2 活体枝条捆 (22)4.4.1.3 普通⽊桩 (22)4.4.2 施⼯要求 (23)4.4.2.1 施⼯准备 (23)4.4.2.2 活体枝条捆-活体⽊桩系统的安置扦插 (23)4.4.3 验收标准 (24)4.4.3.1 活体枝条捆-活体⽊桩系统安置扦插⼯程质量检查 (24) 4.4.3.2 ⼯程验收 (24)4.5.1 材料 (25)4.5.2 施⼯要求 (25)4.5.3 验收标准 (25)4.6预制仿⽊桩护岸 (25)4.6.1 材料 (25)4.6.2 施⼯要求 (25)4.6.3 验收标准 (25)4.7现浇仿⽊桩护岸 (25)4.7.1 材料 (25)4.7.2 施⼯要求 (25)4.7.3 仿⽊⾯层施⼯⼯艺 (26)4.7.3.1 仿⽊⾯层材料 (26)4.7.3.2 基⾯处理 (26)4.7.3.3 仿⽊成型 (26)4.7.3.4 表⾯处理 (26)4.7.4 仿⽊⾯层验收标准 (26)4.7.4.1 艺术效果 (26)4.7.4.2 耐久性 (26)4.8⽣态砖护岸 (27)4.8.1 材料 (27)4.8.1.1 砌块 (27)4.8.1.2 充填材料 (28)4.8.1.3 反滤材料 (28)4.8.2 ⽣态砖砌筑 (28)4.8.2.1 施⼯准备 (28)4.8.2.2 ⽣态护坡砖铺设 (28)4.8.2.3 ⽣态墙壁(鱼巢)砖铺设 (29) 4.8.3 ⽣态砖绿化 (29)4.8.3.1 ⽣态护坡砖绿化 (29)4.8.3.2 ⽣态墙壁砖绿化 (29)4.8.3.3 维护管理 (30)4.8.4 质量检查和验收 (30)4.9条⽯护岸 (31)4.9.2 施⼯要求 (31)4.9.3 验收标准 (31)4.10⼭⽯护岸 (31)4.10.1 材料 (31)4.10.2 施⼯要求 (32)4.10.2.1 垫层 (32)4.10.2.2 基础 (32)4.10.2.3 叠⽯ (32)4.10.2.4 反滤层 (32)4.10.3.1 牢固度 (32)4.10.3.2 抹缝 (32)4.10.3.3 景观效果 (32)4.11堆⽯护岸 (33)4.11.1 材料 (33)4.11.2 施⼯要求 (33)4.11.3 验收标准 (33)4.12⽯笼护岸 (33)4.12.1 格栅⽯笼护岸 (33)4.12.1.1 材料 (33)4.12.1.2 施⼯要求 (34)4.12.1.3 验收标准 (35)4.12.2 ⼟⽯笼袋护岸 (35)4.12.2.1 材料 (35)4.12.2.2 施⼯要求 (36)4.12.2.3 验收标准 (37)4.13旧轮胎护岸 (38)4.13.1 材料 (38)4.13.2 施⼯要求 (38)5附录 (39)6⽤词说明 (40)7条⽂说明 (41)表 4.2-1 ⽆纺布的物理、⼒学性能指标 (19)表 4.8-1 ⽣态砖砌体质量检查⽅法和标准 (31)表 4.12-2 ⾼拉⼒⼟⼯织布材料性能指标 (35)图3.6-1 不同河床⼟壤的极限流速 (7)图3.6-2 粘性⼟壤的最⼤流速容许值 (7)图3.6-3 普通草⽪和加筋草⽪护坡极限抗冲流速与淹没时间关系 (8)图3.6-4 ⽔陆过渡带的植物配置 (9)图3.7-1 三维⽹垫植草护坡 (12)图3.7-2 ⼟⼯织物草⽪护坡 (12)图3.7-3 卵⽯缓坡护岸 (12)图3.7-4 植物扦插护岸 (13)图3.7-5 ⽊桩护岸 (13)图3.7-6 仿⽊桩护岸 (14)图3.7-7 ⽣态砖护岸 (15)图3.7-8 条⽯护岸 (16)图3.7-9 ⼭⽯护岸 (16)图3.7-10 堆⽯护岸 (17)图3.7-11 铅丝⽯笼护岸 (17)图3.7-12 ⼟⽯笼袋护岸 (18)图3.7-13 旧轮胎护岸 (18)图4.12-1 格栅 (34)图4.12-1 铅丝笼⽹⽬尺⼨ (37)1总则2术语及符号3基本规定3.1护岸的定义3.1.1护岸河湖岸坡和堤防岸坡的防护主要是防⽌⽔流和波浪对岸坡基⼟的冲蚀和淘刷造成的侵蚀、塌岸等现象。
加强水生态保护与修复实施方案目录一、前言 (3)1.1 编制背景 (3)1.2 实施目的 (4)1.3 实施范围 (5)二、水生态保护与修复现状分析 (6)2.1 水生态保护现状 (7)2.2 水生态修复现状 (8)2.3 存在问题及成因 (9)三、总体要求 (10)3.1 指导思想 (11)3.2 基本原则 (12)3.3 主要目标 (13)四、水生态保护具体措施 (14)4.1 水源保护 (15)4.1.1 保护区划定 (16)4.1.2 生态补偿机制 (17)4.2 水质保障 (18)4.2.1 污染物排放控制 (19)4.2.2 河湖长制度落实 (20)4.3 生态修复 (21)4.3.1 河湖生态修复工程 (22)4.3.2 植被恢复与保护 (23)五、水生态修复具体措施 (24)5.1 河道治理 (26)5.1.1 河道清淤疏浚 (27)5.1.2 河岸整治与绿化 (28)5.2 湖泊保护 (29)5.2.1 湖泊水量调度 (30)5.2.2 湖泊水质监测与改善 (32)5.3 生态农业 (33)5.3.1 绿色农业发展 (34)5.3.2 农田水利建设 (36)六、实施计划与保障措施 (37)6.1 实施计划 (39)6.1.1 时间节点安排 (40)6.1.2 分阶段目标设定 (41)6.2 保障措施 (43)6.2.1 资金保障 (44)6.2.2 政策支持 (45)6.2.3 技术支撑 (46)6.2.4 宣传教育 (47)七、监测评估与调整机制 (48)7.1 监测体系建立 (49)7.2 评估标准与方法 (50)7.3 效果评价与反馈 (51)7.4 调整与优化机制 (53)八、结语 (54)8.1 实施成效预期 (55)8.2 后续工作展望 (56)一、前言在当前社会快速发展的背景下,我国的水生态环境面临着严峻的挑战。
由于长期的人类活动影响以及自然因素的共同作用,水生态系统中存在的诸多问题逐渐凸显,如水体污染、生态退化、水资源短缺等,这些问题不仅影响了人民群众的生活质量,也对社会经济的可持续发展构成了威胁。
ECOLOGY区域治理分析河湖水生态治理与修复技术浙江裕腾百诺环保科技股份有限公司 崔耀,叶春禄,童勇勇摘要:现如今,人们生产生活中各种不合理的污染行为给我国河湖流域的生态环境造成了严重破坏。
为了改善河湖水质及生态环境,我国提出了实行河长制的河湖治理具体方法,并长效化推行绿色持续发展的河湖生态保护理念。
文章基于我国河长制河湖管理的现实背景,分析了河湖水生态治理与修复的关键技术,并尝试提出了实践中需要注意的策略要点。
关键词:河湖水;生态治理;修复技术中图分类号:X171.1 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)52-0123-0001在积极响应国家号召的背景下,采取有效的技术方法来保护水资源、治理水污染、改善水环境、修复水生态已经成为河湖水生态治理的重点工作内容。
将微生物净水技术、人工湿地净化技术等用于水生态治理实践中,能够从根本上对河湖水域进行改善修复,从而构建出更加良好的自然生态环境,切实迎合“绿水青山就是金山银山”的国家发展理念。
一、分析水生态修复技术(一)利用植物进行生态修复这种修复技术主要是充分利用了水生植物的自净作用,从而实现了水生态环境的有效修复。
应用这种技术手段,不仅可以有效净化污水,还能降低水体污染率并符合国家相关技术条件。
该方法首先需要充分利用水生植物,借助这些水生植物的生理特性,吸收一些水体环境中的污染物。
这些生物具有较强的环境适应能力,在污染环境中可以存活很长时间。
但是任何植物对污染的承受能力有一定限度,当水生环境的污染程度高于植物最高的承受能力时,会导致植物死亡。
因此,使用这种方法进行河湖水治理时要多加考虑,对于污染情况较严重的水体,应首先考虑植物的耐受性能,对其进行预先培养。
目前较为常见的利用该种方案完成治理的技术有:生态浮床技术、氧化塘技术等,这些技术都是将水生植物作为治理的核心,完成对河湖水污染的综合治理[1]。
(二)微生物净水技术微生物净水技术是通过修复水生态中的微生物系统达到治理效果。
校园河道生态修复规划设计探讨——以三峡大学求索溪为例陈小兰;黄绪;陈建军;肖玉辉;丁帮璟;张发;樊宗啸【摘要】针对三峡大学校园河道求索溪水体污染严重以及水生态景观残缺的现状,在实地调查和监测的基础上因地制宜地提出了“外源污染削减—底泥微生物修复—植物强化过滤带构建—河道水生态系统构建及景观优化—生态河道管理及维护”的校园河道生态修复治理思路和模式.介绍了该模式的设计理念和原则,在工程规划中提出了截污及补水、底泥微生物修复、水生植物修复、护岸的生态改造等具体工程,并给出了部分工程平面布置及效果图.该项研究拟为三峡大学及类似的校园河道生态修复工程研究与实践提供参考.【期刊名称】《三峡大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(036)001【总页数】4页(P29-32)【关键词】校园河道;生态修复;黑臭底泥;景观优化【作者】陈小兰;黄绪;陈建军;肖玉辉;丁帮璟;张发;樊宗啸【作者单位】三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002【正文语种】中文【中图分类】X522城市水环境系统是由水源、供水、用水和排水等要素组成的一个水资源利用和保护的循环链,具有满足城市的合理用水需求,包括生态环境调节、历史文化功能和旅游娱乐、商务、居住等功能[1].而校园水环境系统不仅具有部分城市水环境的功能,更重要的是其具有独特的景观调节和人文教育功能.健康和谐的校园河道生态系统是校园一道亮丽的风景线,它也可以是一个无声的课堂,使受教育者感受到心灵的愉悦和放松,达到调节寓教于景、寓教于情的效果.生态修复是当前城市河流水质修复广泛采用的方法,在国内外均有较成功的应用案例[2-3].在已有相关研究的基础上,本项研究因地制宜地开展了对求索溪的河道水生态环境修复设计模式的探讨,旨在为求索溪及类似的校园河道生态修复工程提供参考和借鉴.1 工程概况1.1 求索溪概况求索溪是三峡大学校园重要景观水体,是校区排泄暴雨洪水的主要通道,全长2.1km,宽约8m,是典型的大学校园河道.该校园河道水深约0.8m,总水量约2.4万m3,底泥厚度平均50~80cm.求索溪水体主要来源为周边的自然降水和部分校园及周边居民生活污水,水体流量小,且底泥富集了大量的污染物[4-5].近年来,由于校园河道缺水,水体封闭以及污水排入等原因造成水质恶化严重;夏季出现水中的蓝绿藻大量繁殖、部分河段水体黑臭的现象,严重地影响了校园的环境质量.1.2 水质现状分析求索溪的部分水质指标采样和监测工作开展于2013年6月中旬~7月中旬.从求索溪上游到下游依次布设采样点8个,监测频率为每周一次,共采样4次.水样的采集参考《水质湖泊和水库采样技术指导》(GB/T14581-93),水质指标的监测方法参照《水和废水监测分析方法(第四版)》.监测指标包括:溶解氧(DO)、温度(℃)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素(Chla),数据见表1.表1 求索溪部分理化指标监测数据注:上表中的每个数据均为8个采样点的平均值.DO/(mg· L-1)温度/℃CODMn/(mg· L-1)TN/(mg· L-1)TP/(mg· L-1)Chla/(mg· m-3)6月23日2.05 28.3 11.5 10.1 1.00 104 7月5日3.63 29.3 12.0 13.1 0.60 129 7月11日4.46 31.6 12.3 8.60 0.52 100 7月17日7.86 29.6 7.60 9.20 0.47 83根据上表数据,对照地表水环境质量标准(GB 3838-2002)分析可知在一个月的4次监测期内,求索溪各监测点的CODMn含量有3次的平均值处于Ⅳ~Ⅴ类标准值之间、TP含量有3次的平均值高于Ⅴ类标准值,而4次监测的TN平均含量约为Ⅴ类标准值的4~5倍.因此,根据以上不同位点的水质指标均值的单因子评价结果来看,求索溪的目前水质整体处于劣Ⅴ类的严重污染状况.由该表中Chla的含量,并参考湖泊的富营养化分级标准[6],可知求索溪整体上处于超富营养化水平.1.3 水生植物现状分析目前在求索溪的部分区域有大量生长的挺水植物,植物的种类主要为芦苇、菖蒲、荷花和睡莲.芦苇和菖蒲集中分布在求索溪上游(东西流向)部分河段,其中夹杂生长有块状分布的荷花;这3种植物的分布面积约为3 139m2,植物的生长情况较好且对上游水质有一定的净化效果.然而,该区域植物的生长杂乱,缺乏规划管理因而总体景观效果较差.在求索溪的中下游(南北流向)河段,有零星块状分布的景观水生植物睡莲,然而睡莲的数量较少且分布无规律,因此其景观效果和对水质的生态净化功能均难以实现.图1 三峡大学求索溪景观现状2 设计理念求索溪的生态修复设计应遵循以下理念和原则:1)整体规划、综合整治.对求索溪的生态修复设计应首先确定整体模式和工作思路,鉴于对求索溪概况及其水生态环境现状的分析,针对性地提出了“外源污染削减—底泥微生物修复—植物强化过滤带构建—河道水生态系统构建及景观优化—生态河道管理及维护”的治理模式和思路,以供进一步探讨研究.2)生态优先,兼顾景观.校园河道的生态修复设计,需要利用生态学原理,从生态学角度考虑水质净化、河道水生态系统的构建、河道滨岸带的植被群落配置等问题,以达到提高河道生态系统的生物多样性和稳定性,强化河道生态系统对污染的净化能力.另在河道生态系统的植物的配置种植、滨岸带生态改造设计过程中,也需要考虑景观生态学原理,利用斑块和廊道等景观元素的合理设计搭配,实现生态功能与景观效应最大程度的融合.3)经济适用,稳定持续.在工程的规划和设计阶段,应充分考虑技术的适用性以及经济性,进行多方比较和论证;对于生态修复工程,因重点考虑技术和工程效益的稳定性和持续性,对于校园河道的生态修复,工程核心目标应该是构建出一套结构稳定、生物多样性丰富的生态系统以实现工程效果的持续性.4)因地制宜、突出特色.在满足城市河流生态环境功能的前提下,修复工程的设计要兼顾三峡大学校园河道周围的景观特征,使求索溪的水环境与周围景观能够有机融合,共同营造一个自然景观与人文景观相得益彰、和谐宜人而有特色的校园美景.3 工程规划3.1 截污及补水工程在校园河道两旁有一些教学区和生活区的排污管,生活污水废水基本上未经处理就直接排入了求索溪,这可能是目前求索溪水质恶化的重要原因之一.为保障生态修复的效果,生态修复工程首先应实施截污工程.为此,可以考虑在求索溪附近建立一个污水处理站,然后对入河道的排污管网进行改造,将生活污水纳入到污水处理站进行二级处理后再排入求索溪.将来,建成并投入使用的三峡大学生活污水站也可以用于科研及教学实习基地.另外,已有研究表明,求索溪(三峡大学内沙河)的生态缺水相当严重[7],而经净化处理的生活污水水量有限.因此,可考虑采取工程措施将三峡大学外沙河的水定期定量引入求索溪以解决其生态缺水的问题.3.2 底泥微生物修复底泥是河道水体中营养物质和污染物的蓄积库及迁移转化的载体,底泥中的污染物会影响上覆水的水质[8-9].在求索溪的部分河段水质已出现严重黑臭,因此需要对求索溪的黑臭底泥进行污染治理.污染底泥修复技术主要分为异位修复和原位修复.其中工程应用成本相对较低、对周围生态环境影响较小的污染底泥原位生化修复技术在国内更有发展前景[10].硝酸钙介导的底泥土著微生物原位促生技术对城市湖泊黑臭底泥修复效果较好[11],可对该技术的参数进行调整并用于求索溪黑臭底泥治理的研究与实践.3.3 水生植物修复与景观优化植物修复在污水处理中越来越受关注.植物不仅能够直接吸收污水中的营养物,且可以输送氧气到根区促进根际好氧微生物的生长,另可以维持和加强湿地系统内水力传输,因此植物对污水的净化是一个系统的过程[12].对于求索溪的植物修复,相应设计了“强化植物过滤带构建”和“河道水生态系统构建及景观优化”两项工程.由于求索溪上游是生活污水和实验废水的排放较集中的河段,拟在此区域构建两块“强化植物过滤带”(1区和2区).1区的过滤带主要是种植特定品种的水葫芦,利用其发达的根系实现对污染物的快速过滤和截留净化,考虑到水葫芦的生长繁殖较快,拟用围隔材料对其生长进行控制并塑造景观斑块.2区的过滤带主要是对求索溪上游现有的一片芦苇、菖蒲、荷花杂生区域进行改造,作为1区之后的第二块过滤带,植物仍采用菖蒲和芦苇,改造的考虑依据主要是景观优化和后期的维护管理.“河道水生态系统构建及景观优化”工程主要是在位于校区核心地带的求索溪中下游河段配置种植水生植物,一方面构建水生态系统净化水中的污染物以改善水质,另一方面进一步优化中心地带的校园景观.拟选择观赏性强的水生植物,植物种类包括挺水植物再力花、鸢尾、菖蒲、芦苇,浮水植物可选用睡莲、萍蓬草,沉水植物拟选用黑藻和菹草.在求索溪两块水面相对宽敞的区域种植荷花,最终建成具备木栈道的荷花景观池,其设计景观效果可参考图2所示.图2 求索溪荷花池的景观设计效果综上所述,求索溪的微生物和植物修复工程可以分为“黑臭底泥修复区”、“植物强化过滤区”、“水生态系统构建及景观优化区”、以上各区的在河道不同区域布置设计如图3所示.图3 求索溪河道生态修复功能区的布置设计3.4 护岸的生态改造生态护岸是现代河流治理的发展趋势,是以河流生态系统为中心,集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体,以河流动力学为手段而修建的新型水利工程[13].生态护岸具有景观连通性,同时可以过滤和截留沉积物、水分和营养物质,并且为水生生物提供栖息地,在生态修复中起到了十分重要的作用.本研究以直立式结构生态护岸为基础,结合多孔式结构生态护岸的优势,基于求索溪护岸的现状设计出改造型直立多孔式生态护岸,其构造设计如图4所示.该生态护岸在设计理念上体现出现状改造为主,尽量减少施工的工程量;拟保留求索溪原有的直立式结构,在直立式结构上凿开一定数量的石孔.可每隔2m设置一个直径为0.5m的圆石孔.孔的上开口在滨岸散步道上,下开口与水体联通.石孔深为护岸高度的一半,其水平部分与水平线成5°角倾斜.底部水平孔道可填充鹅卵石,有石孔的垂直孔道可填充土壤.如此设计的石孔可为水生物提供产卵繁衍的场所,孔道中的土壤可以过滤从护坡流下来的雨水.另拟在石孔的土壤中种植迎春花、长春藤等常绿景观植物,以减弱直立式护岸给人带来的刚性生硬感觉,改善景观效果并增强石孔对雨水中污染物的截留吸收效果.图4 改造型直立多孔式生态护岸4 求索溪生态河道管理已有研究表明,湿地植物在死亡后如果不进行收割,其残体将重新向水体释放营养盐并影响水质[14],对植物的收割管理可转移出营养盐,避免植物过度生长并解决冬季枯枝残叶影响景观的问题.生态河道的管理既要体现科学性,又要结合校园的实际情况.建议将求索溪综合治理后的生态维护工作形成制度,在校园的绿化或环卫等部门设立相应的岗位并落实人员.具体的生态河道管理维护包括以下措施:1)定期安排工作人员机械捕捞水面上的废弃物和污染物;2)定期对“强化植物过滤带”中生长较快植物以及生长过多的沉水植物进行收割,以输出营养盐净化水体,冬季对重要景观区域的植物残体进行清理以美化河道;3)在枯水期适当引水以保证河道的最低生态需水量;4)学校可定期举办以求索溪环境保护为主体的活动,提高学生的环境保护意识和素质.5 结语求索溪是贯穿于三峡大学的一条重要校园河道.目前求索溪水体的严重污染,影响了整个校园环境和广大师生的生活质量.该河道的污染治理和生态修复工作迫在眉睫,本项研究根据求索溪的水生态环境现状,基于生态工程学、景观生态学的基本原理,提出了一套从外源污染控制到生态河道管理维护的求索溪综合治理模式,介绍了该模式的设计原则并提出了相应的部分工程措施.本项规划设计立足于求索溪现状调研,综合了河道生态、校园景观和区域特色的要求,考虑了生态河道的长期管理和维护,拟为求索溪及类似校园河道的生态修复工程提供参考.参考文献:[1]周亚莉.城市河流生态修复与景观设计[J].中国西部科技,2011(1):52-54.[2]隋心.布法罗河道散步道项目的设计与理念——城市河道景观基础设施整治与改善的成功案例[J].中国园林,2012(6):33-38.[3] F Douglas SHIELDS JR,S Reza PEZESHKI,Glen V WILSON,etal.Rehabilitation of an Incised Stream U-sing Plant Materials:the Dominance of Geomorphic Processes[J].Ecology and Society,2008,13(2):54.[4]陈明曦,黄钰铃,时晓燕,等.校园生活污水水质时空动态规律初探[J].黑龙江水专学报,2006(2):104-106.[5]赵小蓉,黄应平,高婷,等.三峡大学文思湖底泥分析与评价[J].三峡大学学报:自然科学版,2009(1):84-87.[6]金相灿,屠清瑛.湖泊富营养化调查规范[M].2版.北京:中国环境科学出版社,1990.[7]姚云鹏,刘德富,陈明曦,等.三峡大学沙河生态环境需水量研究综述[J].三峡大学学报:自然科学版,2006(1):58-60.[8]陈建军,黄民生,卢少勇,等.北京六湖水体和表层沉积物中氮污染特征与评价[J].华东师范大学学报:自然科学版,2011(1):12-20.[9] Sabine E APITZ,Elizabeth A POWER.From Risk Assessment to Sediment Management an International Perspective[J].Journal of Soils and 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浅议我国的水生态环境现状及其修复途径摘要:本文将就我国的水生态环境现状及形成原因进行适当分析,总结治理经验,提出改善方法,为今后的河流生态环境保护提出自己的意见和建议。
关键词:水生态环境现状修复途径新中国成立以来,已历经近60个春秋,我国的水利建设取得了巨大成就。
遍布全国的水利工程,确保了大江大河干堤及大、中城市的安全,避免了许多重大毁灭性灾害;农田水利建设保证了我国农业的持续增产,使13亿人口的粮食供应得到基本保障。
进入新世纪以来,我国经济得到得以快速增长,迎来了经济发展的持续增长期。
不过在近10年经济的高速发展增强了全社会对水利事业的压力,使其在资金及财政困难的情况下把相当的精力投入了“经营”和“创收”,相对忽视了对水环境特别是河流生态环境的保护和治理。
在此,笔者将就我国河流生态环境现状及其形成原因作如下分析,并提出个人建议以供大家讨论。
一.水生态环境恶化状况1.1 洪涝灾害损失日益增加。
据不完全统计,过去十年间我国因洪灾造成的直接经济损失约达一万亿元,其中工业及城市的损失约占60%。
黄河、海河等北方河流主槽不断淤积萎缩,小水也常导致大灾。
洪涝灾害已成为制约国家发展和稳定的心腹之患。
1.2 北方河流断流河段增多,断流时间加长。
上世纪末我们的“母亲河”黄河的断流问题已引起国内外广泛关注,至今令我们记忆犹新。
由此产生的环境、生态破坏以及对黄河下游生产、生活的影响难以估量。
仅在1993年至1997年的五年间,全国由于缺水及干旱而减产粮食达1131亿斤之多。
1.3 大江大河污染严重,恶性事故不断发生。
近10年经济高速发展的同时,排向各水系的污染物急剧增加,仅辽河水系每年就排入16亿吨污染物。
淮河污染至沿河无水可饮,牲畜饮水中毒死亡的恶性事故震惊全国。
七大江河已没有一条干净河流。
作为人类文明之镜的许多淡水湖泊有机污染及富营养化问题也十分突出。
1.4 水生态环境日益恶化。
大部分靠近人类活动区的水域,其水生生物及鸟类的栖息和生息环境被破坏,生物种群的多样性逐日减少甚至消失。