湖泊水体生态工程原理与应用_石艳玲

摘要：山西省忻州市宁武天池高山湖泊群是我国北方罕见的高海拔湖泊群，具有独特的地质和自然资源特性。

近年来，由于气候和人类活动扰动，宁武天池湖泊群水量减少，甚至有逐渐干涸趋于沼泽化的现象，使得其植物种群结构发生退化。

本研究通过分析高海拔湖泊群流域生态基底特征和资源环境条件，以生态保护和自然恢复为前提，针对宁武天池湖泊群提出综合性的修复技术措施，从保护湖区生态系统的角度出发，为我国高山湖泊生态修复提供了宝贵的工程经验。

关键词：汾河流域；宁武天池；高山湖泊群；水量减少；种群退化；生态修复引言高海拔淡水湖泊群的形成历史悠久，其位于高山之中，树木环绕、湖水清澈，是珍贵动植物的栖息地与保护地、高山淡水生态系统的主要载体，也是河流的重要发源地与水源涵养区。

高海拔淡水湖泊群生态环境独立性强，生物群落特征明显，保留了大量的原始生态环境信息，生物群落单一，环境承载力低，对外界气候环境变化适应能力较弱，针对其开展的保护与研究具有极高价值。

高海拔淡水湖泊群与平原湖泊相比，受到环境的综合影响较弱，生物多样性指数低，群落结构较为简单，稳定性不高［１］，面对水量减少、气候变化、人为干扰等外界环境变化时，适应性与自我调节修复能力较弱［２］。

高海拔淡水湖泊的水源多依赖于降水与径流，水源稳定和水量保障是维护其生态环境的基本前置条件，过度开采提取与非正常下渗，对于高海拔天然淡水湖泊群影响甚大。

由于自身的脆弱性，目前我国淡水湖泊生态系统污染与退化问题严重，在一定程度上失去了系统活力与自我调节能力［３］。

山西省忻州市宁武天池高山湖泊群是具有高海拔天然湖泊独特地质、气候、水文条件的特殊生态系统，经长期自然演替形成了和湖泊群水情动态相适应的非地带性生境。

宁武天池高山湖泊群形成于３００万年前，是具有独特性的珍贵动植物的栖息地与保护地。

以宁武天池高山湖泊群为例，开展对高海拔淡水湖泊群生态修复技术的研究，可为我国高山湖泊的生态保护和自然恢复提供宝贵的工程经验。

生态水利河流湖泊生态治理理论及案例生态水利是指以自然生态系统为依托，通过调整水利工程系统来保护和恢复生态环境，实现水资源的合理利用和可持续发展。

生态水利河流湖泊生态治理理论和案例旨在探索和应用科学的方法和技术来改善河流和湖泊的生态环境，提高水资源的保护和利用效率，并为解决水环境污染和生态退化问题提供有效的解决方案。

生态水利河流湖泊生态治理的理论基础包括水环境保护、生态适应性管理和水资源可持续利用等方面。

水环境保护包括水质改善和生态恢复，重点是减少水污染和恢复湖泊和河流的生态功能。

生态适应性管理包括生态流量管理和生态修复，通过合理的调节水流和水位，维护和恢复河流和湖泊的生态特征。

水资源可持续利用包括水资源调度和节水措施，通过合理的水资源管理和科学的用水方式，实现水资源的可持续利用。

在河流湖泊生态治理方面，中国有许多成功的案例。

其中一个著名的案例是长江三峡库区的生态治理。

长江三峡库区是中国最大的水利枢纽工程，也是一个重要的生态系统。

长江三峡库区的生态治理工作主要包括生态修复、生态保护和生态经济建设三个方面。

通过生态修复工作，恢复和改善了库区的湿地和滩涂生态系统，提高了湖泊的水质和生态环境。

通过生态保护工作，建立了一系列的自然保护区和生态屏障，保护了库区的野生动植物资源和自然景观。

通过生态经济建设，倡导了绿色发展和可持续利用的理念，推动了库区的生态旅游和环保产业发展，促进了当地经济的繁荣和社会的和谐。

另一个成功的案例是太湖流域的水污染治理。

太湖流域是中国最大的淡水湖泊之一，曾经遭受严重的水污染问题。

通过太湖流域的水污染治理工作，改善了太湖的水质和生态环境。

治理的主要措施包括加强污染源控制、改善生态系统、提高水质监测和科学管理等方面。

通过加强污染源控制，减少和治理了太湖流域的工业废水、生活污水和农村面源污染。

通过改善生态系统，恢复和保护了湿地、滩涂和岸边植被等生态要素，提高了湖泊的自净能力和水质稳定性。

生态水利河流湖泊生态治理理论及案例分析生态水利是一种综合运用生态学、水文学和水利学等相关科学理论和技术手段对水库、河流、湖泊等水域进行生态调控的水利工程。

生态水利河流湖泊生态治理的目标是恢复和维持水域的自然生态平衡，保护和增进水体生态系统的功能，提高水体的水质和生态环境。

本文将从理论和实践两方面进行生态水利河流湖泊生态治理的案例分析。

一、生态水利河流湖泊生态治理的理论基础1.生态系统恢复理论生态系统恢复理论是生态水利河流湖泊生态治理的核心理论之一、生态系统恢复是指在水力工程建设或人为活动造成生态系统破坏后，通过科学手段和技术措施，恢复、改善或再造受破坏的生态系统的过程。

生态系统恢复的基本原则包括原位修复、自然复建和仿生复制原则。

2.水环境保护理论水环境保护理论强调保护水体的生态功能和水质环境的稳定性。

通过构建合理的水源涵养区、湿地保护区和水生态保护区等，保护和修复水体的自洁能力，减少水体的污染负荷和水体的排放量，提高水体的自净能力，使水环境得到有效保护。

3.水环境质量评价理论水环境质量评价是生态水利河流湖泊生态治理的重要工具之一、通过对水体水质参数的测定、水质模型的建立和水环境质量评价指标的应用，对水体的污染程度和水质变化进行定量评价，为水体的生态调控和治理提供科学依据。

二、生态水利河流湖泊生态治理的案例分析1.青海湖生态治理青海湖是中国第三大淡水湖，也是中国最大的内陆湖泊。

由于农业、畜牧业和工业的影响，青海湖面临着生态环境恶化和水体水质下降的问题。

为了保护青海湖的生态环境，中国政府实施了一系列生态治理措施，包括湖岸防护林的建设、湖泊清淤和水体生态调控等。

通过这些措施，青海湖的水质得到了有效改善，湖泊的生态环境得到了恢复。

2.三峡水库生态调控三峡水库是世界最大的水利工程之一，对长江流域的生态环境产生了影响。

为了保护和修复长江流域的生态系统，中国政府实施了一系列水生态恢复和调控措施。

其中包括推进河流湿地的保护和恢复、实施鱼类放流和濒危物种保护等。

环境生态工程原理与实践教案一、教学目标1. 理解环境生态工程的基本概念和原理。

2. 掌握环境生态工程的实践技术和方法。

3. 培养学生的环境保护意识和解决环境问题的能力。

二、教学内容1. 环境生态工程概述1.1 环境生态工程的定义及其意义1.2 环境生态工程的分类2. 环境生态工程原理2.1 自然生态系统原理2.2 人工生态系统原理2.3 生物多样性保护与恢复原理3. 环境生态工程实践技术3.1 生态修复与恢复技术3.1.1 植被恢复技术3.1.2 湿地修复技术3.1.3 土壤修复技术3.2 水资源保护与治理技术3.2.1 水生态系统保护技术3.2.2 水污染治理技术3.3 空气污染控制技术3.3.1 大气净化技术3.3.2 降低污染物排放技术4. 环境生态工程实践案例分析4.1 湿地生态系统修复案例4.2 水环境治理案例4.3 垃圾处理与资源化利用案例三、教学方法1. 集中讲授2. 案例分析3. 实地考察4. 团队合作四、教学过程1. 导入环节引导学生了解环境问题的严重性，引发学生对环境生态工程的兴趣和关注。

2. 理论教学2.1 分别讲解环境生态工程的概念、分类和原理，引导学生深入理解环境生态工程的基本原理和核心概念。

2.2 介绍环境生态工程的实践技术和方法，重点讲解生态修复与恢复技术、水资源保护与治理技术以及空气污染控制技术的应用。

2.3 结合具体案例进行分析，加深学生对环境生态工程实践的理解。

3. 实践教学3.1 组织学生进行实地考察，选择具有代表性的湿地、水环境或空气污染治理项目，让学生亲身感受环境生态工程的实践效果。

3.2 安排学生分组探讨一个环境问题，并提出相应的环境生态工程解决方案，鼓励学生进行团队合作，加深实践能力。

五、教学评估1. 课堂小测验：对学生理解掌握的程度进行评估。

2. 实践报告：对学生的实践能力和解决问题的能力进行评估。

3. 学习总结：鼓励学生总结学习经验和体会，展示学习成果。

表流人工湿地在河湖生态修复中的应用发布时间：2021-05-08T02:28:09.878Z 来源：《中国科技人才》2021年第4期作者：耿宇翟莹* 莫狄宇熊康先[导读] 随着社会经济的快速发展，大量营养盐通过点源、面源等方式汇入河流、湖泊中，超出了河湖的自然净化能力，使得河流水环境不断发生变化，造成河湖水体富营养化，导致藻类爆发甚至出现河湖黑臭水体，影响城市供水安全和城市形象，人类对水生态环境保护和改善的需求迫在眉睫。

天津农学院天津 300384摘要：营养盐通过点源、面源等方式汇入河流、湖泊中，不断积累造成河湖水体富营养化，水质恶化，影响城市供水安全和城市形象。

表流人工湿地作为一种建造成本低、管理和运行维护简单的污水处理技术，可有效消减入河湖营养盐负荷，提升河湖水环境，实现河湖水生态修复和景观优化的有机统一。

本文介绍了表流人工湿地在河湖生态修复中的应用，并对其主要设计参数进行了分析，以便更好地运用人工湿地技术净化处理富营养化的河湖水质。

关键词：表流人工湿地；河湖富营养化；生态修复；1 前言随着社会经济的快速发展，大量营养盐通过点源、面源等方式汇入河流、湖泊中，超出了河湖的自然净化能力，使得河流水环境不断发生变化，造成河湖水体富营养化，导致藻类爆发甚至出现河湖黑臭水体，影响城市供水安全和城市形象，人类对水生态环境保护和改善的需求迫在眉睫。

人工湿地具有净化、生态、景观、经济、社会等多种功能。

国内外多年实践经验表明[1,2]人工湿地是行之有效的河湖富营养化处理工程措施。

2 表流人工湿地概述人工湿地指模拟自然湿地、人工建立的湿地生态系统，通过植物、基质和微生物的物理、化学和生物学作用对引入湿地的污染水体进行净化，使水质达标。

人工湿地按照湿地单元水力形态和布水方式的不同，可以分为两种基本形式：表面人工湿地和潜流人工湿地。

表流人工湿地水体以一定的水深在土壤或碎石床表面流动，其净化机理主要依靠悬浮物在水体中的自然沉降、植物茎叶的拦截以及水下茎叶表面所形成生物膜的降解作用。

分析生态工程案例中的原理和应用1. 生态工程的概述生态工程是一种综合运用生物学、生态学、环境科学和工程学等知识与技术，以修复、改善和维护生态系统的结构和功能为目的的工程学科。

它通过模拟自然生态系统的复杂过程，通过改变物理、化学和生物环境，实现生态系统的修复和保护。

下面我们将通过分析几个生态工程案例，深入了解生态工程的原理和应用。

2. 湿地生态工程案例湿地生态工程是一种常见的生态工程手段，其原理是利用湿地具有良好的自净、吸附和保持水源的能力，通过调整湿地的水动力和物质循环，实现水资源的净化和保护。

例如，在城市雨水处理方面，湿地生态工程被广泛应用。

将城市排水系统与人工湿地相结合，通过湿地植物和微生物的协同作用，可以有效去除污染物，减少水污染。

在实际应用中，湿地生态工程还可以用于海岸防护和水质改善。

通过建立人工湿地，可以减少海浪对海岸线和人工结构的侵蚀，为海洋生态系统提供栖息地。

此外，湿地还可以起到净化水质的作用，通过湿地的沉积和植物的吸收，去除水中的重金属和有机物，提高水质的净化效果。

3. 森林恢复工程案例森林恢复工程是一种保护和修复破坏森林生态系统的方法，其原理是通过人为干预，恢复和重建破坏的森林生态系统，提高森林的生态功能。

例如，在城市生态建设中，森林恢复工程可以用于建设城市森林公园和绿化带。

通过植树造林和土壤改良等措施，可以增加城市植被覆盖率，改善空气质量，降低城市热岛效应。

在自然生态系统修复方面，森林恢复工程也具有重要应用。

例如，修复疏林地和退化森林，可以通过人工植树和自然更新等手段，恢复森林的植被结构和物种多样性。

这对于保护地下水资源、防治水土流失和维护生物多样性具有重要意义。

4. 水体修复工程案例水体修复工程是一种针对水体污染和生态破坏的工程手段，其原理是通过物理、化学和生物等措施，恢复水体的水质和生态功能。

例如，在湖泊和河流修复方面，可以采用水生植物修复和沉淀等方式，改善水体富营养化和水体富氧。

邈目：常用化学修登技术主要包括酸碱中和法.絮凝沉淀法、吸附过注法和。

()。

选项A:机械除藻选项B化学除杀藻法选项C:人工骗气选项D:底泥疏浚答案：化学除杀法法遨目：生态方法水体修复技术包括：、生物修及技术及植物修复技术等，在某些景观建设区还可以结合生态和景观达到治污目的。

()。

选项A:机械除洪选项B化学除杀藻法选项C：人工洋气选项D:土地处理技术答案：土地处理技术懑目：自20世纪70年代以来，在地下水污染修复技术中，是应用最广泛，成熟程度最高的方法“选项A抽出处理技术选项B渗透反应墙技术选项C：监测自然衰凌技术选项D:原位生物修复技术答案：抽出处理技术题目河流水环境修爱的技术主要有一,()选项A：河流稀释、河床隔离选项B护岸工程、岸边植被选项C:复弯工程选项D:覆差及河流维护答案：河流稀释、河床隔离护岸工程、岸边植被,复夸工程,覆盖及河流维护题目：水环境修复的原则有一。

()选项A：地域性原则，根据地理位置、气候特点、水体类型、功能要求、经济基耐等因素.制定适当的水环境修复计划、指标体系和技术途径选项B:生态学原则。

根据生态系统自身的演替规律分步骤分阶段进行惨复、并根据生态位和生物多样性潦则构建健康的水环境生态系统选项C：最小风险原则选项D最大效益原则答案地域性原则。

根据地理位置、气候特点、水体类型、功能要求、经济基础等因素.制定适当的水环境修复计划、指标体系和技术途径，生态学原则，根抠生态系统自身的演替规律分步骤分阶段进行修复、并根据生态位和生物多样性煤则构建健康的水环境生态系统，最小风险原则.最大效益原则题目：是利用物理、化学、生物和生态的方法减少或去除水环境中的污染物质，使污染的水环境功能得到部分或完全恢复.()。

选项A:水环境容量选项B：水环境修复选项C：水环境管理选项D水环境影响评价答案：水环境修更题目水环境物理修复技术主要包括物理吸附、生态调水、、机械除藻、底泥疏浚等，（）。

选项A:酸碱中和法选项8絮凝沉淀法选项C：人工曝气选项D：化学除杀藻法答案：人工曝气遨目：与化学、物理处理方法相比，生态处理技术具有_优点。

水生态修复方面的教材
以下是一些关于水生态修复方面的教材推荐：
1.《湖泊水质与水生态修复》（罗城军、韩圣军、李洪等编著）- 该教材系统介绍了湖泊水质与湖泊水生态修复的基本理论和
方法，包括湖泊污染物的来源与性质、湖泊富营养化的机理、湖泊富营养化的评价与指标体系、湖泊富营养化的治理与修复等内容。

2.《水生态修复学》（鄂永静、韦文文编著）- 该教材系统介
绍了水体生态恢复重要的理论观点、基本方法和关键技术，包括水体生态系统结构与功能、水体生态修复的理论基础、水生态修复技术的原理与应用、水质净化与水生态系统的经济效益等内容。

3.《水环境科学与工程学》（陈敏、李学壮、姜炳林等编著）- 该教材全面系统地介绍了水环境科学与工程的基本概念、基
本原理和基本方法，其中包括了水生态修复的相关内容，如生态修复的目标与原则、水体污染控制与修复技术、湿地生态修复与应用等。

4.《水质科学与工程》（李伟志、杨治清、韩涛等编著）- 该
教材介绍了水质科学与工程的基本概念、原理与方法，包括水体生物学与水质修复的基本概念、水生态修复技术的原理与应用、生态系统功能评价与修复等内容。

这些教材可以通过图书馆或在线平台购买或借阅。

此外，你也
可以通过检索学术论文数据库，查找最新的水生态修复研究成果，并结合相关学术期刊，深入了解该领域的最新研究进展。

工程技术Һ㊀浅谈应用生态工程原理解决水利工程施工中的环境问题仲召伟ꎬ王㊀霄摘㊀要:近几年来我国经济水平获得快速提升ꎬ水利工程规模与数量持续增加ꎬ但对环境造成了一定的破坏ꎮ例如全球变暖㊁冰川消融等问题ꎬ都是大自然给我们的 回馈 ꎮ人们的环保意识不断提升ꎬ开始在水利工程中应用生态工程原理ꎬ从而加强环境保护效果ꎮ因此本文将应用生态工程原理对水利工程施工中环境问题进行解决ꎬ从而对环境提供保护ꎬ促进我国水利工程水平再度提升ꎮ关键词:生态工程原理ꎻ水利工程ꎻ施工过程ꎻ环境问题㊀㊀在水利工程的施工过程中ꎬ会产生较多长期㊁不可逆转的环境问题ꎬ因此需要提高重视程度ꎮ生态工程原理作为现代化可持续发展主要技术之一ꎬ可以有效解决水利工程施工过程中发生的环境问题ꎬ因此需要遵循相关原则ꎬ才能加强生态工程原理的应用效果ꎬ为环境提供全面保护ꎮ一㊁应用生态工程原理解决水利工程施工中环境问题应遵循原则为了解决水利工程施工中产生的环境问题ꎬ会使用生态工程原理ꎬ但在使用过程中还应遵循互补共生原则㊁主体空间原则㊁经济生态环境相适应原则与循环利用原则ꎮ只有严格遵循这些原则ꎬ才能使生态工程原理高效应用在解决水利工程施工的环境问题中ꎬ从而对环境提供有效保护ꎬ还可以加强水利工程的施工质量与效率ꎮ(一)互补共生原则遵循互补共生原则可以使用生态工程原理有效解决水利工程施工中存在的环境问题ꎬ通过使用先进技术ꎬ加强人才素质㊁技术等方面的培养ꎬ利用同步发展的方式避免水利工程施工对环境产生危害ꎬ加强规划协调的科学性与合理性ꎬ对施工现场高效管理ꎮ只有遵循互补共生原则ꎬ才能使水利工程与环境保护之间形成平衡的状态ꎮ(二)主体空间原则水利工程在施工时ꎬ应结合水利工程实际情况ꎬ对生态种群合理分布ꎬ加强主体空间的利用效率ꎮ在生态种群分布方式中包含平面与垂直两种分布方式ꎬ应对基础种群进行高效管理ꎬ才能为水利工程顺利实施提供保障ꎬ还可以对周边环境形成有效保护ꎮ通过加强主体空间的利用效果ꎬ使水土资源与周边环境的关系获得协调ꎬ将生态体系与水利工程作为基础ꎬ使统筹安全更加系统㊁科学ꎬ充分落实管理工作ꎬ才能减少对环境造成的危害ꎬ达成循环发展的目标ꎮ(三)经济㊁生态环境相适应原则水利工程进行施工时ꎬ要将人㊁自然㊁工程之间的关系充分协调ꎬ应遵循经济发展结合环保的基础原则ꎬ对人类生存环境进行改善ꎬ使水利工程获得长期发展ꎮ在传统的水利工程施工过程中ꎬ只注重施工管理工作模式ꎬ因此使用生态工程原理ꎬ应在日常生产管理中加入生态环境保护工作理念ꎬ使二者获得协调发展ꎬ加强环境保护工作开展力度效率ꎬ最大程度减少水利工程施工对环境造成的危害ꎬ使环境保护与水利工程施工完美融合ꎮ(四)循环利用原则水利工程施工过程中应严格遵循循环利用原则ꎬ加强各种施工材料的利用率ꎬ避免浪费㊁资源消耗的情况发生ꎮ与此同时ꎬ对于已经使用过的废弃物来说ꎬ应对其进行加工处理ꎬ从而达到循环利用的效果ꎬ这样不仅可以对生态环境提供保护ꎬ还可以节约大量资源ꎬ从而对水利工程施工质量与环境保护发挥重要意义与价值ꎮ二㊁应用生态工程原理解决水利工程施工中环境问题的相关措施(一)修正施工前系统结构在水利工程开始施工之前ꎬ技术人员㊁管理人员应对施工的实际环境与周边环境进行全面㊁深入勘查ꎬ将施工现场的地质结构㊁自然资源等相关数据全面收集ꎮ之后将数据作为基础ꎬ将工程施工方案调整并修正ꎬ从而达到环境保护㊁资源利用最大化的目标ꎬ使水利工程获取经济㊁生态等综合效益ꎬ达成双赢目的ꎮ与此同时ꎬ水利工程施工企业要充分明确发展目标ꎬ掌握施工依据㊁遵循施工原则ꎬ对施工人员的操作规范性严格管理ꎬ使施工过程更加科学㊁环保ꎮ(二)加强生态化管理建设水平为了加强生态工程原理的应用效果ꎬ需要将人发挥的作用充分考虑ꎮ无论是施工方案的设计还是施工进程的管理ꎬ主体都会是人ꎬ因此应从人入手ꎬ使全体员工的环保意识不断增强ꎬ才能让其意识到环境保护的价值ꎬ从而在实际施工的过程中应用生态文明工程理念ꎬ将生态建设与水利工程施工互相结合ꎬ达成循环利用与可持续发展的最终目标ꎮ例如施工企业可以构建生态补偿机制ꎬ在施工过程中应将工程对环境的影响进行评估与预测ꎬ加强前期的生态补偿工作质量ꎮ因此ꎬ为了加强水利工程的现代化与环保化ꎬ应对全体员工严格要求ꎬ构建完善的管理与运行机制ꎬ将多方面的因素综合分析ꎬ实现制定防范与解决措施ꎬ从而避免水利工程施工过程对环境造成严重危害ꎮ(三)充分明确施工体系ꎬ提升工程布局合理性为了使用生态工程原理解决水利工程施工中的环境问题ꎬ在施工过程中ꎬ应构建完善的施工体系ꎬ才能是工程顺利进行ꎮ在系统管理中ꎬ包含自组织层㊁监控层与自适应层ꎬ几个层面从上至下完成引导与约束ꎬ从而获取更多利益ꎮ对于监控层来说ꎬ其作为系统中的重要组成部分ꎬ还有加强该部分的应用效果ꎬ才能实现最终的效益最大化目标ꎮ使用层次控制手段ꎬ可以促进水利工程顺利实施ꎬ使管理更加生态化㊁动态化ꎮ另外ꎬ水利工程在施工过程中ꎬ为了对环境提供保护ꎬ需要充分明确系统边界ꎬ从而在合理范围内开展施工ꎬ结合相关法规政策ꎬ正确检测环境质量㊁蓄水总量㊁土地使用面积等相关数据ꎮ还应对多方面因素充分考虑ꎬ可使用先进信息化㊁计算机技术ꎬ为施工过程中全体相关人员的安全提供保障ꎬ还可以有效避免对环境造成破坏ꎮ三㊁结语为了解决水利工程施工中造成的环境问题ꎬ需要高效应用生态工程原理ꎬ遵循相关原则ꎮ施工企业应意识到环境保护的重要性ꎬ转换传统思想与理念ꎬ才能使生态工程原理合理使用ꎬ从而解决环境问题ꎬ促进水利工程获得健康㊁持续发展ꎮ参考文献:[１]陈强娥ꎬ曹征强ꎬ吴凯文.应用生态工程原理解决水利工程施工中的环境问题[Ｊ].工程建设与设计ꎬ２０１８(７). [２]杜洪.应用生态工程原理解决水利工程施工中的环境问题[Ｊ].中国水运ꎬ２０１６(８).作者简介:仲召伟(１９９０~)ꎬ男ꎬ研究方向为水利工程ꎻ王霄(１９８９~)ꎬ女ꎬ研究方向为水利工程ꎮ９８１。