河道生态修复方法范文

导语：如何才能写好一篇河道生态修复方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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武尧

（华北水利水电大学  河南郑州  450011）

摘要：本文研究总结了城市化对于河流的结构、功能和生态环境的演变规律的影响，并在此基础上，提出了河流生态修复的原则，方法和5个发展方向。

关键词：城市化；河流结构和功能；河流生境；演变规律；河流修复

 

1 引言

城市河流是发源于或流经城市的河流，包括自然河流和人工开挖的运河、渠系。城市河流是城市的重要组成部分，在城市人们的生活中起着关键的作用。但是随着城市化的发展，城市河流也在发生着变化。为了能使城市河流更好的服务于人类，河流健康问题越来越受到人们的关注，因此城市河流结构、功能和生境变化成为了生态环境学及许多相关学科研究的热点和重点。

 

2 城市化影响下河流结构、功能的演变规律

城市化对于河流结构的影响主要体现在对于河流形态的影响上，城市化严重影响着河流，是河流乃至整个河网的形态都发生着巨大的变化。

2.1 城市化对河流形态结构的改变

城市化对河流的影响，使得河流结构由多元化、复杂化，趋向单一化、简单化。而引起河流结构向单一化和简单化变化的原因，很多学者也做了不同的研究。

加固河道导致河道的固结化，裁弯取直导致河道断面形态的顺直化，疏浚河道导致断面形态单一化，和修筑水坝导致河流的不连续化，是致使河流形态结构向单一化和简单化变化的主要原因。

2.2 城市化对河流功能的影响

总之，城市化的发展在很大程度上导致了城市河流功能的退化。作为一个自然的河流通常有如下的功能：水源供应、水产养殖 、交通运输、水生生物栖息、纳污降解、输水、泄洪、调节气候、补给地下水、观赏娱乐等多方面。但随着城市化的发展，河流的功能越来越简单化，主要集中于三个方面：纳污排放功能；‚景观娱乐功能；ƒ气候调节功能。

 

3 城市化影响下河流生态环境的变化

健康的河流不仅要有好的结构和功能，而且要保持好的生态环境，这对于河流保持其良好的结构和发挥其正常的功能，具有重要的作用。

河流生态系统所有生态服务功能的发挥, 主要取决于3方面的过程: 河道系统与周边地区之间的物质循环与交换过程、生态水文调节过程、水体中生物消化降解过程。城市化主要是靠影响了河流的水文过程和物质循环，从而影响了河流的生态环境。

 

4 城市河流生态系统修复的原则和方法

4.1 城市河流系统生态修复的基本原则

河流的生态修复需要从整体出发，进行分析，不仅要近期利益，更要考虑长远利益，在考虑当前经济承受能力的同时，对生态修复的总体成本效益进行分析，力求提出最佳的修复方案，实现综合效益最大化。

4.2 城市河流系统生态修复的方法

高强度的人类活动严重损害了城市河道系统的健康，为此, 国内外已采取了多种技术来修复河流生态系统，总结起来，主要包括水环境质量、水文特征、结构形态和种群结构的修复4个方面。

国外目前比较先进的有Fischenich 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；Casagrande对人类活动在湿地生态修复中的重要作用进行了剖析；Deason 提出了污水处理的方法，为其他河流污染治理提供了参考；Ludwig和 Bezirksamt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；Udziela 等运用条件价值法( CVM) 对城市盐碱湿地修复的非市场价值进行了评估；Brilly 等研究了修复城市河流鱼类栖息地的方法；Jukka Jormola 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。

目前国内应用最多的河流生态修复方法是：①水质净化技术；②近自然河流治理技术；③生态需水量确定。

河流生态系统修复技术的合理使用, 能使河流的结构与各项功能恢复到一定程度, 从而达到恢复河流生态系统健康的目标。对于特定的河流, 应具体分析其受损的功能及程度, 再根据河流所处的状态因地制宜地选择合理、有效的修复方法。

4.3 城市河流系统生态修复的发展方向

1)以生态系统理论为指导进行河流修复。以往传统的河流治理方法给河流的生态结构和功能带来了严重损害。现代的城市河流整治应以保护、修复生态环境为前提，利用河流系统自身的特性缓解旱涝灾害并利用河流本身以及水生生物的自净功能改善水质，这是城市河流治理研究的新方向。

2)因地制宜，建设生态河堤。从现代河流治理思想看，“渠化”、“硬化”是一种不明智的河流治理法。而保持自然是当今国际上通用的治理准则，所以建设生态河堤是现代城市河流整治的大势所趋。

3)建设以人为本的水景观。以往传统的城市河流设计以满足人类的社会和经济需求为目标，导致目前城市河流生态功能的丧失。因此，现代的城市河流规划应突破传统的设计思路，体现“以人为本”的设计理念，并在此基础上开展城市河流的生态化建设。促进人与自然和谐共处。

4)丰富水文化底蕴。每条河流都包含着自身的历史和文化底蕴，也反映着地方的风土人情。充分挖掘城市河流的历史、文化底蕴,与水景观相结合建设城市水文化,突显当地的风土人情,可以提升城市品位。

5)以流域为单位进行大范围河流治理与修复。将研究治理范围扩大倒流域尺度，从整体上对河流治理进行把握。

   

5 结语

城市化的发展已经对河流的结构、功能和生境造成了严重的影响，主要表现在结构的简单化，功能的减退和生态环境的破坏。为了能使河流更好的服务于人类，应该在对河流的健康问题有准确、可靠地分析的基础上，依据河流评价的原则和方法，建立相应的、行之有效的河流生态修复方法，并认真加以实施。在实践过程中也应不断推进河流生态修复新理论和方法的研究和发展。

 

参考文献：

[1]尹小玲, 李贵才, 刘堃, 钟愉佳. 城市河流形态及稳定性演变研究进展[J].地理科学进展,2012,31(7):837—845.

[2杨凯，袁雯，赵军，许世远．感潮河网地区水系结构特征及城市化响应．地理学报，2004，59(4)；577～564．

[3]袁雯，杨凯，唐敏，徐启新．平原河网地区河流结构特征及其对调蓄能力的影响．地理研究，2005，24(5)：717～724．

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关键词：水质;生态;工程设计;自然处理;人工处理

Abstract: The relationship between human and ecological environment more attention, this paper mainly to the Fengxian campus of the Shanghai Normal University campus water as an example, through investigating the status quo of the water quality, sediment, aquatic organisms, riparian, ecological environment, so as to reduce the school in the water replacement cost, save cost and get better campus environment. The method can also be applied to other regional water improvement project.

Key words: water quality; ecology; engineering design; natural treatment; artificial processing

中图分类号： Q494文献标识码：A文章编号：

1.概述

长期城市化与工业化对河流生态系统健康状况造成了严重影响，河流生态系统修复逐渐引起人们的重视。调查显示，我国90%以上城市河流受到不同程度污染，生态功能丧失现象严重[1]。近几年来，国内许多专家学者对河流水生态治理与修复进行了深入研究，苏冬艳等人（2008年）对河流治理与修复技术进行了综述[2]，刘辉等（2009年）提出了利用水生态修复技术治理治理杭州河道水生态系统的对策和建议。

以水的自我调节为基础，遵从“道法自然”的自然依据，按照物质在自然界迁移、转化、流动与循环的规律，在少量人类辅助功能的帮助下，充分利用自然生态系统，与地方自然条件、社会条件和经济条件相结合，使之相互联系成一个有机系统，促进良性循环，同步增加与兼收经济、生态和社会效益。

城市河道水生态环境问题及治理现状

2.1城市河道水生态环境存在的问题

2.1.1城市河道渠化破坏河道生态系统

天然的河流、湖泊、池塘是自然变迁和构造运动的产物，但随着社会的发展，人类的开发活动，尤其是随着城市人口密集，开发建设强度大，对河道裁弯取直，修建水库和其他水利设施，以及开辟人工河道等，河道水生态系统自然属性遭受破坏，呈现出人工化、渠道化与规则化，水文流态受水利设施控制，且受到现浇混凝土、预制混凝土块体或浆砌石结构的护坡影响，隔断了地下水与土壤的联系，导致水生态系统结构单一，恢复和缓冲能力减弱。

2.1.2城市河道水体污染严重

部分工业废水及大部分生活污水未加处理直接排入河道，致使部分区域的河流浮萍藻类生物的迅速生长，水体甚至呈现红褐色，墨绿色，水体富营养化现象严重。另外由于人类保护水生态环境意识较薄弱，随手向河内丢弃垃圾等，导致部分河段水面杂物漂浮、蚊蝇孳生。据统计，中国80%的城市河流受到不同程度的污染，许多流经城市段的江河水质都劣于Ⅲ类水，河中生物基本绝迹，河流的生态功能恶化[3]。

2.1.3城市河道淤积严重

受到不恰当的城市开发的影响，使许多河流的河道变窄，河网被分割，城市建设中废物倾倒使河床越来越高，并且政府有关部门不重视河道清淤工作，没有定期对河道进行清淤，致使部分河道淤积严重，不但影响了河道水质，也严重影响了河流本身所具有的泄洪功能，加剧了城市洪涝灾害发生的频率和程度。

2.2城市河道水生态环境治理中存在的问题

通过对全国各地河道整治资料进行查阅发现，当前大部分城市的河道水质治理方面存在以下几个主要问题：利用水生态修复技术治理城市河道水生态系统的重要性依然没有引起相关部门的足够的重视，现如今河道的主要整治措施还是截污纳管、生活污水处理和底泥疏浚；一些地方虽然在整治方案中都强调了生态治水的重要性，但在具体技术上缺乏相应的实施方案和操作措施；在利用生态技术修复河道水生态的认识上存在较大的偏差，许多设计者对于河流的生态修复纯粹是从景观美学的角度出发，没有考虑河道的基本情况及其功能定位。

2.3城市河道水生态环境的一般修复方法

水生态修复是一项理论复杂、因素众多、操作困难的工作，既要因地制宜，又要符合科学，更要讲究实效。按照水生态系统的理论，结合全国河道、湖泊水生态系统修复情况的分析，修复水生态系统的主要处理技术可以分为：物理技术、化学技术以及生物技术。具体处理方法及其相应的特点见下表（表1）：

表1环境修复技术及其特点

3.工程实例

3.1上海师范大学奉贤校区河域概况

由于上海师范大学奉贤校区校内所有水域均流通，故以中心河的水质数据为样本进行分析，从而对全校水质进行估计。

（1）中心河及其排水口现状

图1为中心河的卫星图，从西面起第一座桥设为桥①（玉兰前），第二座桥（三教前）设为桥②，东面起第一座桥为桥③。相关数据如下（表2）：

图1中心河的卫星图

表2中心河现状相关数据

根据实地调查，大中型排水口个数及分布如图所示，小型排水口分布如下：

桥①以西，北岸有小型排水口7个，南岸有小型排水口6个。桥①―桥②，北岸有小型排水口16个；南岸无小型排水口。桥②―桥③，北岸有小型排水口14个，5个小型排水口。桥③以东，北岸有小型排水口13个；南岸有小型排水口10个。

（2）中心河水域生态环境现状

2012年7月对中心河进行了实地考察，对其水域生态环境现状的初步了解如下：

桥①至桥③的区域，湖水基本清澈，能见度较高，有鱼、虾等水生生物。桥③以东，湖水稍有浑浊，东墙周围湖水能见度低，总体流动性较小，湖水泛绿，河岸边缘及角落有浮游类植物。桥①以西区域水质情况较差。湖水呈青绿色，部分区域有轻微乳白色，湖水能见度河岸边缘大型排水口处有浮沫以及少量的上层浮油，大部分区域水质混浊，能见度低，水生生物稀少。中心河河岸由水泥石块砌筑，水域底部淤泥较厚。综上，预估中心河富营养化情况比较严重。

3.2水环境试验与监测

在2011年10月起对四个河段（为方便起见，在下文，桥①以西命名为#1，桥①―桥②命名为#2，桥②―桥③命名为#3，桥③以东命名为#4）进行为期1年的采样。因分析水域生态环境现状得出本河段富营养化情况严重，故拟测试pH、水温、DO、COD、BOD5、NH3-N，6项指标来评估富营养化情况，并对未来形成治理方案提供依据。测定方法如下[4][5]：

表3 水环境测定方法

（1）关于中心河水温T的监测值分析

从图2中可看出中心湖的水温分布均匀，4个监测点只有较小偏差，同时最高水温为#2处的28.5℃，7月； 且1月份水温均低于5℃，与上海市的气温变化同步。由于缺少近十年的当月平均水温，无法对其级别定位，仅从一年的数据观察看，水温指标满足IV类水标准要求。

（2）关于中心河pH值监测值的分析

从图3中看出PH值的变化范围为6.31～7.54,其中5月至10月呈弱碱性, 11月至4月显弱酸性，其PH值最大值出现在7月和最高水温相对应。中心河的酸碱度基本满足景观娱乐用水水质标准，但1月份测得的酸碱度超过了标准。河水的PH值是河水及其水域各种自然因素综合作用的结果。在流动河水中，氢离子的浓度并不取决于水分子的离解，而主要取决于河水中各种负离子，例如碳酸根、碳酸氢根、二氧化碳的对比关系。在富营养化水体中，随着富营养化的发展，由于藻类光合作用消耗水中的二氧化碳，致使水中氢离子减少而导致PH值升高，呈现PH值随藻类生长而显著增高趋势[6] 。

图2 中心河水温T监测值 图3中心河PH值监测值

（3）关于中心河溶解氧DO监测值的分析

从图4中可知，中心河水体中溶解氧最小值是1.6mg/L,最大值是3.78mg/L。除了7月至8月溶氧量值低于标准外，#1处溶氧量值从5月至8月间亦低于标准值，此处根据实际调查确是存在严重的富营养化以及严重的污水排放情况。洁净水体中的溶解氧一般接近饱和，如果水体受到有机物质和还原性物质污染时，溶解氧会低于饱和值，尤其当藻类在水面形成遮光阻气层时，影响大气氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光合作用受阻，会使低层溶解氧大幅度降低，甚至趋于零值。此时将会导致厌氧微生物繁殖、水质恶化。

（4）中心河生化需氧量监测值的分析

从图5中可看出中心河生化需氧量的变化范围是23mg/L～47mg/L， 明显高于IV类水体的生化需氧量标准值。生化需氧量越高，表示水中需氧有机污染物越多。

图4中心河溶解氧DO监测值 图5中心河生化需氧量监测值

（5）中心河化学需氧量监测值的分析

如图6中所示，中心河重铬酸钾指数较高，变化范围为62mg/L～110mg/L,最大值出现在6月的#1处。重铬酸钾指数是表征水体中可被高锰酸钾氧化的物质，主要是有机物的含量。是一项重要的水质参数。在富营养化水体中由于浮游植物强烈的光合作用生成了大量的有机体，使水体的化学耗氧量明显增高。5月至7月间，中心河的重铬酸钾指数足以体现。

（7）中心河氮氨含量监测值的分析

如图7所示，中心河氮氮浓度都较高。最大偏差为1.96mg/L。最大值出现在6月，最小值出现在11月。氮氨浓度较高时必然会导致水域的富营养化。中心湖氮氨变化范围为1.85～4.97mg/L。达到标准值仅为#3处的1,2,11,12月数据以及#2处的1月数据。且#1处的数据均高于其它监测点的数据，可见#1处的富营养化最为严重。

可见对中心湖进行整治规划势在必行也刻不容缓。

图6中心河化学需氧量监测值图7中心河氨氮含量监测值

3.3水生态环境修复

中心河是贯穿上师大奉贤校区，与新农河和月亮湖等其他水域连通，因此它不仅和其他水体一起调节了局部气候，同时也具有一定的欣赏价值。但是由于疏于管理，导致目前中心湖富营养化程度严重，生物多样性遭到破坏，因此有必要对该河流进行治理，并需要通过多种方法的结合，已到达彻底修复河道水生态系统的目的。

3.3.1处理河流底部沉积物

富营养化湖泊中的底部沉积物常是一个营养库，在一定条件下可不断释放磷，这称为内部负荷。当外部负荷减少后， 内部负荷可补偿，使富营养化现象继续存在[7]。底泥疏浚与覆盖技术是河流污染治理中普遍采用的措施之一，可以较大程度的消减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问题，并为后续的生物技术介入创造出良好的生态条件。通过挖泥疏浚可以直接去除底泥中的营养盐含量，减轻内部负荷对湖泊的影响[8]。

3.3.2水生动物修复技术

水体中的藻类除受营养物质的控制外，也受到浮游动物和鱼类的控制。因此，可以通过放养浮游动物和鱼类来达到改善区域性水水质的目的。常用于摄食藻类的鱼类有螺蛳、鲢鱼、鳙鱼、鲫鱼等。根据调查，蚌类可以将水中悬浮的藻类及有机碎屑滤食；螺蛳主要摄食固着藻类，同时分泌促絮凝物质，使湖水中悬浮物质絮凝；滤食性鱼类，如鲢鱼、鳙鱼等可以有效去除水体中的绿藻类物质。我国的谢平、刘健康等（1999年）提出旨在控制蓝藻水华的非经典生物操纵法[9]可供参考。

3.3.3河道补水

可通过增加水利设施并加以调控，引入上游或者附近水源，加快水流速度等。既补充河道水量，又可以冲刷稀释污染水域，置换死水区的河水，使河流由厌氧状态变为好氧，在短时期内降低水体的污染负荷，改善水生动物、水生植物的生存环境，提高河流的自净能力，改善水环境质量[8]。

通过上述三种方法的结合使用，中心河水质有了明显的改善。

4.结论与建议

相较于化学修复法的易造成二次污染和物理修复法的治标不治本，生物生态修复法具有工程造价相对较低，不需耗能或低耗能，运行成本低廉，处理效果好且不会形成二次污染的特点。近年来这种技术发展很快，在国外已经达到工程实用化的程度，并且积累了系列观测数据。通过对上海师范大学奉贤校区中心河水质监测与相应的修复处理，可以得出以下结论及建议。

交疏挖底泥处理法，水生动物修复和河道补水法更具有可持续发展性，不仅可以节约财力，更可以全面改善生态环境，利用自然自我修复和净化的能力改善水质。

富营养化湖泊中的底部沉积物是一个营养库，单独采用水生动物修复或河道补水法，很难在短期内有效改变河道水质，所以定期清理河流底部沉积物是必须的。

在水域内放置生态浮床，并放养摄食藻类的鱼类等，以构成生物链。以达到在修复水质的同时增加河域的观赏性的目的。

加强点源和面源污染治理，通过加强截污纳管建设，加快城镇污水收集管网工程建设，从而从源头上根治水生态污染状况。

参考文献

[1]曾勇，赵彦伟，杨志峰，等.北京北环水系生态修复方案优选[J],生态学杂志,2008，28（8）,

1450-1454.

[2]苏冬艳,崔俊华,晁聪,等. 污染河流治理与修复技术现状及展望[J],河北工程大学学报（自然科学版）,2008,25(4),56-60.

[3]杨士弘.城镇生态环境学[M],北京：科学出版社，2003,103-133.

[4]《水和废水监测分析方法》第三版，中国环境科学出版社,1989.

[5]《环境影响评价技术导则―地面水环境》（HJ/T2.3）对中心河采用《地表水环境质量标准》 （GB3838-2002）中规定的IV类水标准.

[6]张勇.城市浅水景观湖水质模型研究[D],太原理工大学硕士研究生学位论文,2006.5.

[7]张镇,刘桂民. 当前我国湖泊富营养化治理的进展及思考[J],工业安全与环保,2007,33(10),

50-52.

篇3

（福州市水利电力管理站，福建 福州 350000）

【摘　要】根据生态温泉城开发的目标，提出项目区河道整治的主要技术措施，应以水质处理、人工湖、水上乐园、漂流河段等主要的水景观建设为重点，带动其它河段和支流的治理。在护岸设计中应以生态修复为主导，不宜采用渠道化设计。可供同类工程参考。

关键词 河道治理；生态修复；人水和谐

1　工程概况

1.1　基本情况

桂湖生态温泉城根据规划布局，建设大型游乐园、主题演艺剧场、国际会议中心、国际温泉品牌酒店和温泉度假别墅群等项目，占地面积为36km2，该项目总投资达40亿人民币。

该项目区处于盆谷地带，主河道从项目区中部穿行而过，该河道流域面积186.7km2，河道长30.9km，治理河段内水系发达，左岸有8条支流汇入，右岸有7条支流汇入。该地区地下水丰富，特别是温泉储量大，水温高，质量优。上游还建有月洋、溪下两座小（一）型水库。

1.2　河道治理的目标

治理目标应以“河畅水清、功能健全、岸绿景美、人水和谐”为主，坚持“因地制宜、综合治理、建管同步、完善机制”的原则，从“河道疏竣、岸坡整治、生态修复”为主要整治措施，达到河道功能恢复，水质洁净优良，生态系统良性，景观文化可持续的目标。

2　主要的水景观建设的技术措施

2.1　水质处理的技术措施

该项目区上游有一个规模大、历史久的垃圾处理场，它对项目区的河道已造成严重的水质污染。垃圾的露天堆放、发酵、雨水冲刷不仅污染地表水，也污染地下水。垃圾的焚烧严重污染空气，垃圾的深埋严重污染土壤和地下水，因此，这种最原始的垃圾处理方法后患无穷。针对项目区存在水质污染问题，我们认为应该改变垃圾处理方法。建议措施：（1）垃圾不隔夜处理，减少垃圾发酵时间。（2）采用大功率压缩机把垃圾压制成块，减少体积，减少含水量。（3）对垃圾烤干后包装。（4）将垃圾运输入仓。（5）最后进入垃圾发电厂。这种垃圾处理方法应在市区兴建垃圾预处理场和污水处理厂， 在山上兴建垃圾发电厂。对原已造成的水质污染（地表水和地下水）的应兴建一座小（一）型水库，总库容约200万立方米左右，并新开挖引水渠和隧洞，把污染的水引入库区进行净化，彻底解决水质污染问题。

2.2　人工湖和低坝的建造

在项目区中部的干流上有较大、较深的水潭，还有一座小庙和小山包，选择该处建造较大的人工湖条件非常优越，人工湖面积应达1万平方米左右，小山正好处于湖中心，成为湖心岛，同时配套建设水上乐园项目。

河道干流坡降较小，两岸地面平坦，是理想的重点建筑群所在地。由于上游两座水库的调节，枯水期流量偏小，会造成河床露滩影响景观，建议在河道上修建低坝营造水面景观。根据地形和需要建议兴建3~5座低坝，坝高1.5m左右。

2.3　开发漂流项目

充分利用干流上游的小（一）型水库的调节作用，开发漂流项目。原有漂流项目由于配套设施不完整、经营不善等原因而倒闭，应吸取教训。该漂流河道宽50～60m，河道两岸环境优美，开发前景良好，在河道整治时应给予考虑，不能对原始状态造成太大的破坏。应种植些花草，盖些小楼亭等休闲场所。

2.4　天然瀑布的开发

左支流的中部有一座以灌溉为主要功能的小（一）型水库，在大坝下游30m处，有处高度达90多米的悬崖峭壁是天然的瀑布群。由于水库灌溉面积的萎缩，水库的功能发生了改变，今后可利用其作为天然瀑布，对周边环境的改善和提升，其效益不可估量。在该段河岸两边兴建温泉养生场所是最佳的选择。

3　河道整治几个技术方案的选择

3.1　护岸形式的选择

护岸结构形式和结构材料多种多样，各有优缺点。根据该项目区的地形、地貌、河道整治目标等综合分析比较，我们认为采用生态的护岸形式，有利于水生物的栖息和生长。河道下游的左岸大部分为陡坡，抗冲能力强，不能采用工程措施，应保留原有自然生态形式，护岸型式应采用干砌石方案。

3.2　河道弯道的处理措施

在开发区规划中，为了土地面积的最大化，河道采用了改道设计，即截弯取直。这种措施，既改变了原河道自然环境，又加大了河道的坡降，该方案不宜采用。

在河道弯道处，河道宽度比较大，即滩地比较大，处理措施不能缩小河道宽度，也不能清除滩地，该河道的弯道处有一片河卵石滩非常好看，一定要保留。

3.3　河道的防冲设计

河道的防洪堤设计应根据河道的地形地貌和保护对象的不同，采用防洪设计或防冲设计。例如山区河道，坡降大，保持对象是农田，应采用防冲设计，平原河道，坡降小，保护对象是城镇和村庄，应采防洪设计。根据该项目区的保护对象，主河道应采用防洪设计，支流应采用防冲设计，这样有利节约投资和保护生态环境。

4　结语

该项目区的河道整治，需要各部门和各专业人员的紧密配合，统一协调，提出最优的整治方案。应以“河畅，水清、岸绿、生态修复”为前提，抓住重点水景观项目的设计，带动其它河段和支流的整治，打造出全新的同项目区相匹配的水环境，做到人水和谐。

参考文献

［1］张晓兰.我国中小河流治理存在的问题及对策[J].水利发展研究,2005.

篇4

关键词：截污纳管；排污口；河道生态治理；黑臭；复合处理方法与技术

中图分类号：TU992.25

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10004903

1 引言

任由排污口污水不断排入河道显然不可取，在现今河道排污口及河道生态治理过程中有多种处理方法及技术，P者在各种水处理及河道水质修复治理的基础上，根据自身的经验与探索，对温州市瓯海经济开发区河道排污口及生态修复治理作了一整套的复合处理方法及技术总结。

2 排污口截污并管技术

由于瓯海经济开发区普遍存在河道两岸排污口较多，大多位于常水位以上30～80 cm的范围，少数排污口为半水下式，不排除水下存在不可见排污口。排污口现状如图1、2。

排污口截污并管技术：沿河两边各设一根污水总管，标高要低于每边最低排污口的标高。管道安装采用吊支架的方式，管道支架采用DN40镀锌钢管桩打入河岸侧壁的方式。河两边污水分别集中至河道下游排污口最低位置，在河道下游最低位置设集水井及污水提升泵，污水提升泵将污水提升至WS-AO预制玻璃钢曝气生物滤池。

3 排污口WS-AO 一体化玻璃钢生物滤池技术

河道排污口采用排污口截污并管技术后，在下游集

水井内污水经提升进入WS-AO一体化玻璃钢生物滤池，WS-AO一体化玻璃钢生物滤池为预制玻璃钢产品，外加镀锌钢管等防护结构（DN32镀锌钢管+石笼网+级配石英砂填充）。

该生物滤池采用玻璃钢一次手工制作成型。内部共分4仓，1、2仓为接触氧化池，接触氧化池内设组合填料+Φ215曝气器，池外设涡旋鼓风机，鼓风机通过气管向池内鼓风曝气。

接触氧化池内组合填料表面生长着吸附、降解有机污染物能力极强的由多种微生物组成的生物膜，污水中有机污染物经微生物膜，游离微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可达75%～85%，BOD5去除率可达90%～95%，NH3-N去除度可达50%～60%。由于生物膜上微生物的老化死亡，生物膜将会从滤料表面脱落下来，然后随着废水流出池外。由于生物膜的吸附作用，在它的表面往往附着一层薄薄的水层，水中的有机物被生物膜所氧化，其浓度要比滤池进水中有机物的浓度低得多，因此当废水在滤料表面流动时，有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水中去，并进一步被生物膜所吸附。同时，空气中的氧也将经过废水而进入生物膜。生物膜上的微生物在氧的参与、作用下对有机物进行分解和机体新陈代谢，产生了包括二氧化碳等无机物，它们又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水排到流动着的废水及空气中去；在此过程综合作用下，废水中有机物的含量大大减少，因而得到了净化。

在该池中发生的主要生物反应可描述为：

BOD+O2=CO2+H2O+新好氧污泥（1）

接触氧化池出水进入斜板沉淀池，沉淀池内设PP斜管，生物膜、固体悬浮物及多余污泥在沉淀池内沉淀除去，较消澈出水再进入砂滤池。砂滤池内设粒径为5～15 mm的石英砂，经过石英砂过滤的清洁出水进入下一级过滤。

该WS-AO预制玻璃钢曝气生物滤池有效解决了现今排污口污水污染河道的问题，且一体化玻璃钢预制曝气生物滤池整体安装简单，形体小，不占用河道面积，处理高效。经过复合人工湿地处理出水可达《污水综合排放标准》（GB8978-1996）Ⅱ类污染物中的一级排放标准后排入河道。

4 复合人工湿地净化技术

该复合人工湿地净化技术用于净化处理河道水质，河水中含有大量的有机污染物、固体悬浮物、N、P等污染物，严重污染河道，该人工湿地可直接放于河道内，采用毛竹桩防护结构。

该人工湿地包括竖流沉淀池、集水井、Ⅰ级复合湿地床、Ⅱ级复合湿地床及清水池。

此技术用于净化河道水质，河水通过进水口进入竖流沉淀池，在中心导流筒内泥水分离，清水沿着溢流堰流入集水井内，在集水井内，河水由潜污泵提升进入Ⅰ级复合湿地床及Ⅱ级复合湿地床，两级复合湿地床均由两道滤层组成，第一层滤层由过滤棉+密目钢丝网结构，第二层滤层由锰砂滤料组成，Ⅰ级复合湿地床锰砂粒径由1.2～2.0 mm组成，Ⅱ级复合湿地床锰砂粒径由0.6～1.2 mm组成，两级复合湿地床锰砂滤料即起到对污染物截留作用，同时，锰砂又有除铁、锰、砷的功能。最后出水在清水池内投加除藻剂（CuSO4），随清澈出水一起流入河道，有效杀灭河水中的藻类。

复合湿地床上可种植空心菜、水芹菜等水生蔬菜，亦可种植黄菖蒲、鸢尾等挺水植物品种。挺水植物可随季节收割。

集水井内污水提升和除藻剂投加计量泵均采用太阳能发电供电，因此，无需另外设动力提升。

该复合型人工湿地能有效改善河道水质，整体安装简单，形体小，不占用河道面积，处理高效，对于河道水质的长期净化与维持，效果显著。

5 太阳能生态浮岛组合修复技术

太阳能生态浮岛组合修复技术采用生态及生化技术用于净化处理河道水质，生态浮岛采用浮盆+UPVC外框架的形式，生态浮岛上种植挺水植物，利用挺水植物对各种植物的吸收和富集功能不同来净化河道水质，河道太阳能曝气板设于组合式生态浮岛的正中间，采用蓄电池蓄积太阳能，用于阴雨天时曝气使用。浮岛下方悬挂￠150×80 mm组合填料，填料下方悬挂￠65×1000 mm管式曝气器（三元乙丙橡胶材质）。

太阳能板收集的太阳能在蓄电池内收集并转化成电能，通过鼓风机至生态浮岛下方的管式微孔曝气器内，管式微孔曝气器产生1～2 mm的气泡，单根管式微孔曝气器充氧能力≥0.40 kg O2/h；

橡胶膜片在压缩空气的压力下撑开向水体充氧，释放的气泡直径约为1.0～2.0 mm，在曝气停止时微孔闭合，以达到防堵塞、防倒灌、防逆流的使用要求，确保污水不会进入曝气系统，并防止污泥堵塞。长时间的停止工作后，仍能正常地恢复曝气。

硅橡胶膜片套附在高强度的ABS支撑管的外壁上，二端采用不锈钢套环将膜片与支撑管固定。支撑管开孔处为整张膜片无孔区，确保在长时间运行后，不会发生膜片变形现象；同时当曝气停气时，由于水压的作用和膜本身的回弹作用，使膜片压于支撑管上，防止污水回流。

生态浮岛下方悬挂的组合填料表面生长着吸附、降解有机污染物能力极强的由多种微生物组成的生物膜，污水中有机污染物经微生物膜，游离微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可达75%～85%，BOD5去除率可达90%～95%，NH3-N去除率可达50%～60%。有效去除河水中的有机污染物。

6 微生物脱氮除磷及强化消解底泥技术

由于河道长期受周边生活污水及少量工业废水的污染，河水及河道底泥存在大量的N、P及有机物，采用ISSA PGPR原位生态修复处理技术强化消解底泥、脱氮除磷。

生物处理法是利用生物（即细菌、霉以及原生动物）的代谢作用处理各种废水的方法，而维持微生物代谢必需有各种营养物质和能量。

6.1 工艺流程

通过把激活原位ISSA PGPR微生物所需的各种营养物质（微量元素，蛋白质，酶及其他载体）通过纳米技术及微包覆技术制成生物材料，投放在人工建立的生物平台上，然后在生物平台的一边通过泵和水管将河流中的污水抽入生物平台内，利用缓释技术把颗粒溶解后在另一边通过水管流入到河流中，这些颗粒营养物质连续不断地激活水环境中的PGPR微生物，使之不断繁殖，然后通过微生物的有氧反硝化作用去氮，以及建立高效食物链来降低水体中的富营养物质如氮、磷等，从而达到降解的效果（图3）。

6.2 技术产品特征

（1）生物材料是一种聚羟基脂肪酸酯的有机高分子的材料，是很多微生物合成的一种细胞内聚酯。它具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的热加工性能，具有较好的水解稳定性的特点，还常作为一种性能优良的环保生物塑料，又具有许多可调节的材料性能，成本也很低，额外的附加值也很高。

（2）生物平台比较精美，方便运输，且运行成本较低。

（3）微生物的原位选择性激活：选择性的激活水环境中原有的PGPR微生物，无需另外投放微生物。

（4）污染物的原位理：就地把污染物转化为微生物及其他生物的“食物”，由传统的“转移对抗”变成“和谐利用” 。

（5）整体修复：不仅改善水质，恢复水体生态，而且可以降低淤泥中富营养物质，实现生物除淤（淤泥体积最高减量可达40%）。

（6）食物链：通过低端微生物的快速繁殖来加速食物链的形成并快速改善高端生物的生长环境，大大加速“食物链”的效果：氨氮和总磷的下降，透明度及溶氧的增加。

（7）植物促生作用：PGPR能很好地促进水生植物的生长。

（8）适用范围广：pH值范围4.5～10.5，水温不超过50℃，激活广谱的原位PGPR微生物，可修复不同类型的水体污染，并实现水环境的综合治理。

6.3 技术优势

（1）传统的生物处理是采用对抗处理法、针对特定的污染物投入特定的菌种，处理的污染物单一且效果不明显，污染物也只是相对地转移而已；生态修复技术是采用和谐处理法，投入生物材料后原位处理，激活很多微生物菌种，针对的污染物广泛，处理的污染物全面效果也很明显。

（2）传统的生物处理会产生大量的污泥，而污泥的处理有需要额外的物理法来处理；该生态修复技术将采用生物清淤的办法，直接通过微生物作用使底泥能够减少。

（3）传统的生物处理投入的菌种需要一定的适应期，成活率不高，对污染物的降解过程比较缓慢，降解率低，短时间内效果不明显；该生态修复技术是通过原位激活微生物，没有适应期，微生物快速繁殖，见效快，降解效果也很明显，2个月水质明显改善，一年内基本恢复水体生态，实现水质提升到五类甚至四类水质标准。

（4）传统的生物处理采用曝气的方法，成本高，需要大型的鼓风机和许多曝气机、安装工程量大、耗电量大、且在运行过程中会产生很大的噪音，严重影响周围的生活环境；生态修复技术成本低，只需要一台0.37 kW的小型泵，安装携带都方便，耗电量低，且无噪声。

（5）传统的生物处理后的水体自净能力差，且效果不保持；生态修复技术处理后的水体自净能力强，效果持续长久。

7 水生动植物长效修复技术

水生动植物的长效修复技术使人工干预净化向自然生态修复转化。

针对温州市瓯海经济开发区河水中N、P浓度普通在10 mg/L以上，N、P浓度普通较高。因此，在水生植物修复方面，选取抗逆性、适应性及对N、P浓度的富集性均较强、繁殖系数大、生长速度快，水肥吸收能力强，植株相对高大、对其他水生植物有强烈郁闭和侵扰作用，极易形成单一优势群落的挺水植物。在河道内较多的选择荷花、再力花、芦苇等观赏价值高且易种植的植物，以达到“曲院风荷”的效果。

向富营养化的水体中放养水生动物，如鱼、虾、螺、贝等，在水生态系统物质循环与流动中具有特殊的地位和作用。一方面，可以捕食底质中大量的有机质及腐败的水生植物残体等，大幅度降低底质中有机质含量及营养物质的释放；另一方面，大型螺类等释放的某些物质又是水体中天然的絮凝剂，可以降低水中的悬浮物颗粒并吸附大量的氮磷营养盐。通过建立水生动物群，能进一步恢复物种多样性，促进水体的微循环，为其他水生生物的生长创造更佳条件（图4）。

8 结语

通过工程治理过程实践总结的一些经验和技术，对温州市瓯海经济开发区河道污染严重的情况乃至全国的河道污染处理技术都还需要进一步的探索和研究，改进和创新。随着河道治理技术的不断成熟和发展，河道污染也将逐步改善，最终得以根治。

参考文献：

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[2]吴启堂，高婷，蔡宏，曾曙才.水面植物生物膜循环推流式水处理方法：200410051449[P].2004-10-05.

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[5]《河道治理设计》撰写委员会.河道治理设计[M].北京：中国水利水电出版社，2013.

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全面实施生态修复治理，从实践上实现生态涵养实施了国家水土保持工程、京津风沙源工程、国家农业综合开发土地治理和山区小流域综合治理等工程，累计治理水土流失面积615平方千米，建成9条生态清洁小流域，水源涵养和植被净化功能明显增强。实施了永定河上游水质改善工程，推进永定河流域点源污染治理和沿线25个村的面源污染治理，新建污水处理设施119套，每年处理永定河三家店拦河闸上游污水200万立方米。实施了永定河河道生态修复工程，有效改善了湿地生态系统。

推进生态涵养与生态产业同步发展在大力加强生态修复的同时，以沟域经济为载体，加快培育替代产业，积极推进生态产业发展，努力实现生态建设与经济社会发展的良性互动。按照生态修复与生态产业相结合的思路，结合地方产业发展特点和工矿废弃地位置，分别将废弃矿山、旧灰窑、采石场建成休闲公园、特色种植养殖基地等，引进社会资本参与生态修复，积极发展休闲旅游、生产业和高新技术产业，使生态修复与经济社会发展初步实现良性互动。

门头沟区废弃矿山生态修复工作取得了显著成效。全区森林覆盖率达到35.57%；林木绿化率达到56.63%；水土流失初步治理率达到92.6%，退化土地治理率达到81.1%；矿山土地治理面积13093亩，矿山土地复垦率达到57.83%，受保护地面积占到全部陆地面积的49.7%，有力地保护了生物多样性，使区域内生态系统结构和功能进一步改善，环境质量明显提升，城乡环境面貌大为改观。门头沟区生态修复存在的主要问题短期行为，后期维护管理不到位门头沟区生态修复工作依托的是生态修复项目的实施，项目完成后，后续管护资金跟不上，无法维持生态修复工程的持续性，使生态修复的效果得不到有效保护。

配套资金不足，资金筹措难度大门头沟区是典型的石质山区类型，山高、坡陡、土层薄、水源匮乏等自然条件造成生态修复难度大、成本高，而生态修复又是一项长期的系统工程，生态修复的范围急需进一步扩大，因此门头沟区生态修复工作任重而道远，这就需要充足的资金作为坚实后盾予以保障。目前来看，财政资金方面主要存在的问题，一是由于本区财力的限制，资金明显不足，筹措资金难度较大；二是一些预算单位项目申报时研究报告缺乏可行性，导致项目批复延误或者不被立项。

生态修复处于示范阶段，地区间发展不平衡几年来，重点对108、109国道沿线、风景名胜区周围可视范围内的废弃矿山山体进行了修复，其他大面积废弃矿山还没开始修复，急需总结成熟的经验进行大面积推广，加大生态修复力度。

门头沟区开展生态修复的对策加强宣传，树立长期坚持的意识生态修复是一项复杂的系统工程，需要长期艰苦努力地工作，应充分利用媒体广泛宣传，做到人人关心、参与、支持生态修复工作，使生态修复工作能够长期坚持下去。

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关键词：大石埠水库；水生态修复；措施

中图分类号 TV697 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）14-103-02

大石埠水库位于江苏省东海县西部丘陵地区的高流河支流桃林河上游，距东海县城30km，水库设计以防洪和灌溉为主，结合水产养殖等进行综合利用。另外，通过龙良河为东海县的贺庄水库、昌黎水库、西双湖水库等中、小水库提供水源，对解决东海县西部水源问题有着重要意义。根据最近几年的水质监测评价结果，大石埠水库水质不稳定，局部时段出现了总磷、总氮较严重超标现象，水质达到了中营养――轻度富营养化程度，存在着一定的安全隐患。

保护水生态系统是水利事业的新课题，也是环境水利的重要体现。在当前“实行最严格水资源管理”制度的形势下，为扼守“三条红线”，特别是第三条红线提出的“加强水生态系统的保护与修复”的目标任务，保证人民群众的用水安全，改善水库库区的生态环境，保持良好的水质，对大石埠水库进行水生态修复显得极其迫切和重要。本文结合最近几年对大石埠水库的实地勘查，对大石埠水库的水生态修复措施进行初步的探讨。

1 应遵循的原则

在编制水生态修复方案工作中，应遵循如下原则：

1.1 改善水库水质的原则 水库库区生态修复措施及工程措施实施以后，能够有效减少入库污染物总量，使水质得到逐步改善。

1.2 建立生物隔离带和湿地相结合的原则 利用防护隔离带的拦截作用，防止农田的地表径流所携带的污染物进入水库水体，防护隔离带的植物的根系能固土护岸，减少水土流失。通过库区及河口湿地建设，增加生物的多样性，充分发挥湿地的自然净化功能。通过土壤和植物的吸附、截流及交替氧化还原和微生物降解等措施，使水质逐步净化。

1.3 结合实际的原则 在生态修复方案中，对湿地、林地和水库库区水生植物的选择，既要考虑对当地气候及地理、地型条件的适应能力，也要考虑其吸收净化污染物的能力，还要考虑维持整体的生态平衡和注重景观美化效果。

1.4 充分发挥经济效益的原则 在隔离带和湿地建设中，要充分利用本地的原有物种和经过改良后的引进物种，布局有较好经济价值的植物，为库区的老百姓创造经济效益。坚持以项目维护和经费投入最小化的运作方式，努力做到经济效益的最大化。

1.5 分步实施推进的原则 水库的水生态修复工程量较大，生态修复项目的实施，可采取近期与远期相结合的方法，科学规划和制定实施方案，分期、分批实施项目。

2 大石埠水库水环境现状及原因分析

2.1 大石埠水库水质状况 通过收集整理大石埠水库近4a的水质监测资料，并按照《地表水环境质量标准》进行类别分析，按照《地表水资源质量评价技术规程》进行营养状态评价，结果表明：在近4a的50次水质监测中，Ⅱ类水15次，占评价总测次的30%，Ⅲ类水25次，占评价总测次的50%，Ⅳ类水10次，占评价总测次的20%；水库水体一直处于中营养至轻度富营养状态。自2009年起，大石埠水库曾连续出现中度富营养状态，富营养状态频次增加较为明显，水库水质富营养化程度日趋严重。

2.2 存在问题的原因分析 （1）大石埠水库的总体水环境质量尚好，但是水体的富营养程度相对较高，已经达到了中度富营养化水平。（2）通过近几年的实地调查，大石埠水库存在网栏养殖问题，特别是在入库径流河口地段的网栏养殖。由于养殖饵料的投放，造成水库水体的内污染源较重，而这些内污染源对水生态环境的影响，无法通过具体的工程措施进行有效的修复。（3）水库上游及周边是桃林镇政府所在地及附近村庄。由于人们的日常生产及生活，使入库支流产生各类污染物，特别是在汛期，这些污染物流入水库库区，对水库的水质安全造成了一定的影响。（4）库区上游地带的大量土地被开发成为农田，并种植农作物和经济作物，由于目前农药和化肥的广泛应用，农田的面源污染给水库的水质带来隐患。（5）大石埠水库是山地形水库，水库的岸线较长，水库的形状为狭长型，由于水库的防护带有缺失现象，特别是水库靠马陵山地段缺失较多，造成水土流失现象较为严重，以致形成的径流直接入库，从而影响了水库的水体水质。（6）大石埠水库在水流力学作用下，造成了一定程度的库岸淘刷现象，有的易造成塌岸，因而影响了水库库区周围的生态环境和防洪安全。（7）由于水库上游是马陵山的丘陵地带，大量的灌木和原有的林地被附近的村民开发种植，原有的生态体系被破坏的现象较为严重。虽然近年来政府有关部门提出了调整产业结构，但是短时间内很难恢复原有的生态系统，从而也对大石埠的生态稳定带来影响。

3 大石埠水库水生态修复措施

3.1 总体思路和具体目标 根据大石埠水库的实际情况，从发挥区域生态功能出发，充分利用水陆植物的生态作用，以植物修复、重建和优化调整为重要手段，实行水库的上游地带、淹没地带、消落区域和水下区域的有效结合，进行库区生态修复建设。通过截留和净化污染物，保护生物物种的多样性，涵养水源，防止水土流失，建设生物景观等措施，推动库区社会经济的发展，增加库区农民的经济收入，同时也兼顾库区的生态效益。

具体的目标是：减少水库周围不必要的人为干扰因素，降低入库的污染物数量。依靠生态系统的自然调节能力，辅助以人工措施和工程措施，使遭到破坏的水库生态系统逐步得到恢复，并向良性循环方向发展，逐步将其建设成为优质的水源地。

3.2 大石埠水库水生态修复的具体措施

3.2.1 防护带修复 建设3条防护带，种植乔木、灌木和果树。即在水库西10km左右，靠马陵山山体顶部，种植耐干旱和贫瘠的马尾松等，种植长度3km；在山体的坡耕地种植苹果、板栗等果树。

3.2.2 建设隔离带 利用土地整理开发和小流域综合治理等工程，在水库周围建设隔离带。通过工程措施的配套和乡村河塘的综合整治，以及村容村貌和村庄环境建设，特别是周边村庄生态环境的优化，为水库的生态修复起到了较大的促进作用。

3.2.3 建造生态浮床 采用木棍和钢丝固定一块水面，其中种植芦苇和荻草等。每个浮床大约为10m×3m。建浮床地点，一是在大石埠水库西岸的小桃林村附近，建造放置10个浮床；二是在水库西岸靠彭才村附近水面建造投放10个浮床；三是在水库东岸靠关汪村附近建造投放10个生态浮床；四是在水库东岸军民翻水站附近建造投放10个生态浮床。

3.2.4 恢复与扩建湿地 恢复原黑龙潭水库到大石埠水库的湿地，协调处理历史留下的圈圩，进一步扩大湿地面积，拟扩建湿地30hm2。

3.2.5 生态护坡 利用生态混凝土和生态砖种植芦苇和香蒲等。具体的生态护坡地段为，库区上游靠小桃林村两岸约6km，库区西岸靠彭才村约2km，库区东岸靠关汪村及军民翻水站约2km，水库管理所至西石埠村地段和道埝翻水站约2.5km。

3.2.6 河道整治 对大石埠水库的入库河道桃林河进行河道整治工作。具体措施为打捞水花生和水葫芦，对河道进行浅表清淤。整治河道的长度约3km。

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关键词：城市河道；底泥；泥水一体化；生物修复

Abstract: the flow sediment is city ecological system is an important component of the flow sediment directly affect self-purification capability and overlying water. The integration of in situ ecological restoration techniques of water and sediment in situ in the pollutants synchronous highly efficient and rapid degradation, repair, and reconstruction of the water ecological system. Adopted complex sediment cleanser, simple operation, low cost, no extra cost, is one of the "s" shape sediment alternative means, and able to water ecological restoration, is worth the promotion of technology.

Key words: the city river; Sediment; The integration of mud; bioremediation

中图分类号：S891+.5文献标识码：A 文章编号：

城市河道污染治理对改善城市景观、提升城市形象、优化投资环境等具有十分重要的意义。近年来，政府不断加大投资力度治理城市黑臭河道。

河道原位生态修复是近年来兴起的污染治理技术，以其投资小、见效快、操作方便、无二次污染等优点，受到广泛的关注。但目前在生态修复方面重视水体修复、忽视底泥修复，原位治理措施效果持续性差。在水体-底泥体系中，底泥为各种污染物积累富集的比较稳定的场所。利锋等人通过动态模拟发现，污染程度较高的底泥对上覆水NH3-N、COD和TP浓度的贡献分别达0.65、4.25和0.067mg/l，占Ⅳ类水质标准值的43.3%、14.2%和22.3%，说明在外源污染被控制后，如未采取有效措施抑制底泥污染，很难使水质达到Ⅳ类水质标准。

目前我国底泥治理一般都采用物理与化学方法，如疏浚清淤、引水冲淤等市政工程手段，工程投资巨大；且疏浚污泥的处置成为另一难题；对水体来说，清淤留下的不稳定底泥仍然向上覆水体释放污染物；清淤的同时也可能对河流态系统造成破坏。虽然投入了大量人力、物力，但水质仍未发生根本性转变。

1 泥水一体化原位生态修复新技术

该技术在原位对污染水体和底泥进行同步高效、快速的降解，在最短的时间内、最大限度的修复和重建水体生态系统。开发该技术的目的是为了解决河道治理中清淤和水体生态修复遇到的难题，作为传统清淤和恢复河道水体自净能力的替代技术。由于底泥的原位消减过程一般较长，有必要采用各种净化能力强的微生物如PSB、EM、LLMO菌。但这些菌剂在使用过程中因水体流动和稀释等原因容易流失，且无法直接作用到底泥而造成高效微生物迅速被选择而趋于消亡。虽然国内研究者也开发了将微生物菌剂直接注入底泥的靶向给药技术，但该技术操作极其困难。日本的“Bio-Kaken微生物开拓社”开发了“Bio-Colony”，其用沸石做成的微生物培养基，因其密度高等特点，撒播在水体中，微生物可以直接在底泥中定殖。但该产品价格昂贵，且主要针对有机污染。若要在底泥降解之后形成稳定、无害化的底泥层则仍须开发一些新技术。

2 复合底质净化剂的功能和制备

采用复合底质净化剂要同步实现几大功能：高效微生物的降解、底泥减量、钝化和覆盖。其作用是一种综合效应，彻底解决原位底泥净化的问题。而河道有机污染的降解和底泥减量是首要达到的目标，对因重金属、磷等构成的环境危害尚需要底泥的稳定化。钝化或覆盖是一个可选的目标。

2.1 原位钝化

污染底泥原位钝化技术是利用对污染物具有钝化作用的人工或自然物质作为钝化剂，在沉降过程中捕捉水体中的磷、重金属和颗粒物，使底泥中污染物惰性化，使之相对稳定于底泥中，减少底泥中污染物向水体的释放，达到有效截断内源污染的作用。钝化层形成后可有效吸附并持留底泥中释放的磷和重金属，并可有效压实浮泥层，减少底泥的再悬浮。

底泥的钝化剂不能产生二次污染。

2.2 原位覆盖

原位覆盖技术是利用一些具有较好阻隔作用的材质覆盖于底泥上，将污染底泥与上层水体物理性阻隔开，大大减少底泥中污染物向水体的释放能力。覆盖作用可稳固污染底泥，防止其再悬浮或迁移；通过覆盖层中有机颗粒的吸附作用，有效削减污染底泥中污染物进入上层水体。

原位覆盖的技术要求尽可能薄的覆盖层，以免对河道防洪产生不利影响。

2.3 泥水一体化生物修复

采用一些功能性或优势微生物快速降解水体和底泥的污染物，达到污染的消减和底泥的减量。生物修复提高底泥的可生化性、加速底泥的矿化，强化水体的自净能力、形成正向演替的生态系统，为生态修复创造条件。

泥水一体化生物修复有几个核心问题：优势菌的筛选、微生物的固定化、微生物生理环境条件的控制、底质净化剂投加的操作方式以及成本。

2.4 新型复合底质净化剂制备

新型复合底泥净化剂以沸石为微生物固定化主基质、并添加缓释增氧剂和电气石。

沸石先后经过热改性增大比表面积和孔隙率、有机改性提高对阴离子的吸附能力。沸石经改性后其架状结构内部充满了微孔和通道，能为微生物群落提供巨大的生物附着表面积，内部的孔结构还具有筛选分子的作用，并可以选择优势微生物种群和帮助它们繁衍。为了使底泥中存在微氧条件，采用缓释增氧剂过氧化钙。其有效含量80%，理论增氧量0.22O2mg/mg，并可产生1.38mg/mg碱度。电气石具有天然电极性，红外辐射特性，能够起到调节pH、ORP和催化作用，有利于富集培养光合细菌、硝化细菌等优势菌。电气石采用湿式搅拌磨超细粉碎工艺制备电气石微粉。沸石、过氧化钙、电气石三者的比例为4：1：2（重量比）。从本土底泥中进行菌株的筛选，富集扩大培养光合细菌、枯草芽孢杆菌、硝化反硝化细菌。复合底质净化剂制成沙状、含水率15%，平均密度密度2.6。

3 工程示范

3.1 工程简介

珠海高新区后环排洪渠长度约1100m，宽度6~7m，上游深度0.5～1m米，长约700m。下游深度2～2.5m。

该排洪渠接纳唐家社区大部分居民生活污水，水体黑臭、水质极差。底泥厚度达到1.5米，有黑色底泥上浮现象。其水质见下表所示：

将底质净化剂750g/m2，均匀撒播在河底。并设2台功率2.2Kw提水式曝气机，曝气机每天运转8小时。17天后水体消除黑臭现象，从上游至下游，呈现暗灰色-灰黄色-黄绿色的渐变过程，透明度从上游水体的12cm左右提高到下游处45cm左右，并且呈现从上游到下游逐步提高的趋势。30天后，上游出现大量黄褐色上浮污泥。60天后底泥降解了45cm，上游漂浮褐色污泥逐渐减少。此时在水陆交界处种植0.3～0.5米沉水和挺水植物带，并补充投加250g/m2底质净化剂后进入水质维护期。

3.3 实施效果

该工程运行9个月达到验收条件，由于上游为合流制排水，致使上游水质出现波动，但治理后下游水质仍能达到GB3838-2002地表水Ⅳ类标准，水体的自净能力大大增强，生物多样性增加，出现大量枝角类和桡足类动物和鱼类。植物生长良好。底泥表层形成了约15mm左右的灰黄层，底泥基本上处于稳定状态。

水质和底泥相应指标详见下表：

本工程实施后相当于清除了550m3淤泥。投加底质净化剂共6.6吨，投资约12万。其处理成本与疏浚、处理、运输、处置等全过程大致相当，但该工程同时修复了水体，因此经济性较为明显。

4 结论

该技术特别适合于无法开展疏浚作业的场合。克服了费用昂贵、噪声过大、易散发臭味、难以处置问题等难题。

采用复合底质净化剂能够对重金属和磷起到一定稳定、无害的作用。如铬和磷均能作为沉积物转入底泥而减少对上覆水体的释放。

采用新型底质净化剂能够对严重污染的河道进行泥水一体化生态修复。该技术操作简单，对河道防洪无任何不利影响，运行过程中无额外费用，是一种值得推广的技术。

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关键词：河流；堤防建设；绿色设计理念；全面规划；环境修复

中图分类号：TU2 文献标识码： A

一、防洪堤防的设计要符合标准

1、防洪的标准要符合国家颁布的防洪标准

中小河流的治理直接关系到人民的生命、财产安全。堤防的标准需要符合国家颁布的防洪标准，中小河流防洪标准堤防工程的级别最大30年一遇防洪标准，级别3级；大于等于20年小于30年之间的防洪堤防级别为4级；大于等于10年小于20年的防洪堤防级别为5级。在这个防洪堤防级别判定的基础上，仍需要对于城镇的社会经济和人口数量的密集程度以及城镇的主营产业等进行调查分析，堤防的级别可根据城市的情况作相应的调整。譬如，根据洪灾事后损失情况的评估，可针对影响十分严重的情况，将防洪堤防工程的级别适当的提高；损失较小的情况，可将防洪堤防工程级别适当的降低。位于山区的中小河流，由于环境所限，山多地少，河道边的川地更加宝贵，也可考虑实际情况，洪水标准或堤防超高适当降低，即所谓的“防冲不防淹”设计思想，一次做好堤身基础，在大洪水来临时，允许保护对象短时间淹没。

2、中小河流堤防基础埋深的确定

堤防基础埋深根据计算冲刷深度及实际调查冲刷深度再加一定的安全余度分析确定，在有些工程中，基岩较浅，堤线处基岩高程高于深泓高程，若基岩强度满足要求，则基础埋深高程可以放置于新鲜基岩面上。

3、中小河流堤防加高及堤顶道路的要求

防洪堤防工程的加高安全值应该根据防洪堤防工程级别以及防浪的要求去限定，根据防洪堤防工程级别3到5级，不允许越浪的堤防的加高安全值应该在0.5到0.7m之间；允许越浪的堤防的加高安全值在0.3到0.4之间。对于城镇防洪中，弯道多、转弯急，横向超高不能忽略。一般不允许超过1m。如果太高会导致很多问题的衍生，譬如会浪费更多的人力物力，太高的堤防会给城镇居民带来压抑感，不利于城镇的美观性等等。堤顶道路宽度可结合防汛和管理要求合理确定，一般不大于4.0m，对于个别山区的中小河流，土地稀少，土地极为宝贵，堤顶道路宽度可适当降低。路面结构宜采用泥结碎石型式。

二、当前中小河流治理现状及存在的问题

1、河流治理任务艰巨

中国南方地区中小河流范围比较广，再加上降水量比较大，雨季将会出现大范围降水，给人民群众的生命财产安全带来严重威胁。有很大一部分河流上游并没有能够对较大洪水进行拦蓄调节功能的控制工程，中下游所建设的堤坝的防洪能力普遍比较差，河道的堵塞情况时常出现，大多数河道的泄洪能力能够抵御5-10a一遇的洪水，更有甚者还达不到5a一遇，面临的治理工作非常的艰巨。

2、缺乏系统规划治理

主要由以下2个方面：①河道的距离比较长，治理工作难以系统的进行；②河流治理工作对于防洪的重视程度远远超过对其他功能的重视程度。未能从根本上进行治理工作，只是简单进行局部应对，简单的修建一些防洪工程，工程质量较差且年限已久，防洪问题非常的棘手，有很大一部分中小河流河道几乎处于未设防状态。

3、管理薄弱，河流功能衰减

很多河流着大量岩石，堤防质量较差，水土流失现象比较严重，再加上砂土资源滥用，违法建造拦河装置，一部分居民任意向河道内倾倒垃圾，还存在一些违章建筑私自就侵占河流，这些情况无疑对防洪工作产生消极影响。还有一部分河流的两岸存在私自开发耕种以及任意堆放残渣废土的现象，这一切严重挤压河道空间，一旦发生暴雨天气，很容易导致洪灾发生。工农业污染每况愈下，河流附近的居民的生活垃圾、污水顺流直下，严重破坏了河流的生态环境。

4、长期投入不足

中小河流距离较长，治理范围比较大，需要投入大量的人力、物力和财力。但群众对此投劳较少，上级部门对此实行的是补政策，地方政府没有或者无力配置相关的投入，造成河流整治工作长期投入不足，严重影响河流治理的进度。

三、绿色设计理念在河流堤防建设中的应用

1、统筹全局，有机结合

河流的规划治理不可简单的限制在河道之内，必须将全河流进行统筹规划，把河流区域内部水文地质条件以及人口、社会经济现状有机的结合起来，将城镇建设、生态环境治理、耕田的开发利用、农村沟渠的开发进行全局统筹规划。科学的对河流用地进行规划，清除河流违法占地，逐步改善河流的生态环境。对于河流的开发利用一定要寻找适宜的节点，建造一些供人们休闲娱乐亲水平台或者娱乐空间，最终实现河流治理、水利建设、人文娱乐、城镇发展的有机结合和协调发展。即将水环境、人文、经济、景观一体化的建设模式。河道的防洪工程的建设尽量结合河道自身的天然情况进行建设，充分利用原有的岸坎、峭壁、漫滩等，进行立体式的构建。

2、修复河流

一些河流的上游经常对河流进行截流利用，特别是一些小水电梯级开发造成中下游水资源严重匮乏，很难满足自身生态需求，情况严重的还会出现断流。为了不影响中下游水源的利用，开源方式应该进行多渠道化，电站的泄流量必须达到一定标准，另外加强对区间水源和再生水资源的开发利用。首先，对于不具使用功能的废旧坝堰要予以清理或者改建，这样有助于河流的连续性。其次，将“宜弯则弯，宜宽则宽”作为河流修复工作的指导原则，因势导流，多采用蜿蜒盘旋曲线，恢复河流的自然属性。最后，水域空间建设要注意多样性，后撤堤线，营造出浅滩、湿地、深水等样式的水环境，这样将为生物的多样性提供空间，有助于河流生态系统的重塑。

3、防止水土流失

一些河流地势陡峭，尤其是山区河流，雨季水流湍急并且夹杂大量的泥沙，给下流的治理工程带来不小的压力。中小河流应将全流域的治理进行协调，增加裸地的植被覆盖率，必要时采取退耕还林措施，修建沉淀池、谷坊等工程，有效抑制河流的含砂率，防止水土流失。

4、防治水污染

加大对河流污染的整治和预防措施，河流的污染源主要来自工业污染、农业污染以及生活污染，对此严加控制，工农业污染物、生活垃圾等严禁向河道中直接排放倾倒，对河道内的污染物进行集中搜集处理，在河流两岸营造绿色地带，并且适当制造人工湿地，增强河流自净能力。

5、建设生态岸滩

岸滩是河流跟陆地的换分界线，它对于河流生态系统建设发挥着极其重要的作用。为了增加水土渗透交互程度以及工程对自然系统的融入程度，护坡堤防应该多使用一些柔性材料。这样不仅有助于提升河道防洪能力，又能够在“堤身”种植绿色植物。生态护岸的外露部分可以将草本植物种植在其上，另一部分处于水下，为了能够为水生生物提供栖息繁衍空间，应多使用抛石、石笼等。在植物的选择方面，应多选择一些固滩效果明显的植物，不但有助于防洪，又能绿化自然环境。

6、已成堤防加固技术

对已成堤防应根据现行规范进行堤顶高程、堤身和堤基的抗滑及渗透稳定性的复核。对于堤坡稳定不满足要求，可放缓边坡；受地形条件或已建建筑物限制、拆迁量大的河段，可采用防浪墙等型式。对于堤身出现塌陷的问题，应重新填筑堤身，并压实，若堤身出现范围很大的裂缝，则需要将堤身挖开，重新填筑堤身，对于工程量大难以挖除的部分或挖除不经济时，可以利用灌浆的方法进行加固处理，对于灌浆加固的堤段，要首先进行堤身隐患探测，在查明情况的前提下，有针对性的补孔充填灌浆。对于渗漏问题，可根据其重要性采用土工膜、防渗墙等方案进行防渗处理。若堤防破损严重，可根据情况提出改建的建议，并尽快实施。加固需要根据不同的堤段所存在的问题进行不同的处理。

结束语

将绿色设计理念运用到河流堤防建设当中，不单单对河流的防洪功能予以加强，更重要的是将根本入手，站在全局角度进行统筹兼顾，更加注重河流的生态治理工作，最终实现人、河、自然环境的协调发展。

参考文献

[1]王立春，韩玮.浅析堤防建设的生态问题及对策[J].科技创新导报，2011（20）：15.

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关键词：生态；水利工程；基本设计原则；分析

一、水利工程对河流生态系统的影响

水利工程在社会生产过程中，对促进经济与社会的发展发挥了重大作用，此外，我们也应看到水利工程对河流生态系统所造成的影响。人类兴修水利工程的种种人为活动致使河流的多样性、流动性和连续性发生改变，水域的水温、水深、自流水边界、水域流速等自然规律也随之发生了重大变化。这些变化会对河流的生态系统造成严重的影响，我们必须对这些影响给予高度的重视。在未来的水利工程兴修时，应全面把握生态系统健康与社会经济需求两者之间的关系，做到水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康及可持续发展。

二、生态水利工程的基本设计原则

（一）确保工程的安全性和经济性

生态水利工程作为水利工程的分支，首先要遵守水利工程的设计原则，保证工程安全性是任何水利工程设计的最基本的原则。设计过程中，设计人员应深入实际，充分考察水体的水质、水流等基本情况，进而充分考虑水对建筑物的侵蚀作用、对泥沙的堆积和搬运作用，同时还应全面把握河道走势的自然规律等。只有保证了工程的稳定性、持久性以及设施的安全，才能确保建筑物持久地发挥其功能。在保证了工程安全性的同时，我们还应对工程的经济性进行合理分析，力求实现资金投入最少、经济小于和生态效益最大化的基本原则。

（二）保证水体内部环境的多样性

相关调查显示，一个地区的非生物环境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说，如果一个地区的自然环境种类多样，当地的生物种类也会日渐丰富，食物链的组成也将更复杂，这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化，那么，就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化，造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低，自然净化能力逐渐下降，并逐步丧失其基本功能。所以，在水利工程设计过程中，设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解，掌握生物种类与生态环境间的关系，进而对设计草案组建数学模型，对其可行性、可操作性进行论证，从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境，进而将对自然环境的影响降到最低。

（三）确保河流生态系统的自我修复功能

与传统水利工程相比，生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外，还需要在设计的时候，充分考虑保护生态系统的自我修复功能，也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面，人工建筑物所起的作用则十分有限，只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能，发挥其作用。所以，在生态水利工程设计时，应尽量避免绝对化的人为力量，应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合，从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能，从大自然中选择合适的物种，形成良好的合力结构。这样，不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效，还能降低工程的建设成本，降低工程造价，获取更高的经济效益和生态效益。

（四）确保河流生态系统的整体性

在传统的水利工程建设过程中，水体常被人为地划分成不同功能且相对封闭的小区域，影响了水体之间的相互联系，极大地降低了水体内不同小环境之间的能量交换及物质交换速度，从而人为地破坏来河流生态形同的稳定性和整体性。生态水利工程在设计时，应充分掌握施工流域内生态系统各要素之间的相互关系及作用方式，尽最大限度地保持并恢复水体的原始状态，确保河流的生态系统的整体性不受到外力的破坏，而不能仅仅是在工程结束后，单纯地对河道水文系统进行修复或是只对河岸的植被进行修复。

（五）确保建立完善的河流生态系统和水利设施之间的反馈机制

生态水利工程设计以成熟的河流生态系统为主要参照物，并充分利用生态学可的相关理论和环境工程的先进技术，力求打造一个健康的、可持续发展的河流生态系统，从而保证工程设施内部的各自然要素可以在不需要人工干预的环境自发地进行活动，维持生态环境的稳定和河流水体的质量。通常这种自发活动的方向不是单向的，这种不确定性使得生态水利工程的设计应遵循一种“反馈调整”的设计方法，也就是说，在设计方案执行之后，仍旧需要对水体的环境进行长期的监督和评价，并根据反馈的信息对水利工程项目进行不断的调整与完善。

三、生态水利工程面对的新问题

生态水利工程的设计不仅仅需要考虑生态目标，同时还要确保水利工程建设的实用性，所以，在保证水利工程设施经济效益和环境成本寻求平衡点的过程中，生态水利工程的设计原则需要不断地去适应日趋完善的评价标准以及新的生态水利工程同传统水利工程建设之间的协调问题，相信随着科学技术的日益发展以及生态水利工程建设经验的不断积累，我们必能妥善解决好这些问题，最大限度地发挥生态水利工程的经济效益、环境效益和生态效益。

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关键词：富营养化；净化；生态修复；水生植物；植物浮床

1 引言

随着人类工业化的发展以及农田排水的面源污染不断加剧，水体富营养化问题日趋严重[1]。水体发生富营养化后，水中藻类以及浮游生物的大量繁殖造成水中溶解氧的消耗，进而使水中鱼类等其他生物缺氧死亡，水质恶化，破坏水生生态系统[2]。富营养化水体的净化策略多样，笔者系统地介绍了各种净化修复方式，旨在为富营养化水体的净化提供参考。

2 富营养化水体成因

氮、磷等营养物质的积累是水体富营养化的主要原因，关于其富营养化物质的来源可以分为两类：第一类指的是内因，主要指的是水体自身的深度、流速、循环周期等[3]，其中水体越浅，水体流速越慢，循环周期越长则更易导致水体富营养化的产生。第二类为外因，主要指的是人为因素，且人为因素对富营养化水体的形成占据主要成分，其中对富营养化水体的产生影响最大的是农田排水导致的面源污染，主要原因是化肥农药的盲目施用；其次，生活污水、未经处理的工业废水以及植被的破坏也会造成水体不同程度的水体富营养化。因此，根据富营养化水体多样化的成因，可为其防控或修复提供参考。

3 防治措施

富营养化水体的形成为一个不断累积的过程，因此，可首先采取预防策略，减少营养物质的富集，避免富营养化水体的形成，其措施主要包括减少外源营养物质的输入以及清除水体自身营养物质。其次，在已经形成富营养化的河流中可采取修复策略，主要包括物理方法、化学方法和生物方法三种，物理方法可采用更换水体、促进水体流动、引入外源水进行稀释以及河道疏浚等措施；化学方法主要指的是添加一些试剂等，可包括除臭的氧化剂高锰酸钾、自由氯、二氧化氯和臭氧等，除藻剂硫酸铜、二氧化氯等[6]，物理方法和化学方法虽然具有一定效果，但成本较高，且易产生副作用，生物修复效果显著，且副作用较小，因此被广泛引用。

3.1 减少外源营养物质

富营养化水体的成因主要分为内因和外因两部分，其中外因即外源营养物质的输入同时也是绝大部分富营养化河流的成因，因此，控制或减少外源营养物质进入水体有助于从根本上避免水体的富营养化，其具体的防控策略主要包括制定相应环保策略；控制农田污染，提高农药、化肥利用率；对城市生活污水中排放的氮、磷等营养物质实行截流，减少其对水体的污染[4]。

3.2 清除水体自身营养物质

氮磷等营养物质在水体不断累积的过程中，会促进藻类等的异常繁殖，恶化水体环境，因此，可采取人工打捞富营养化生物，减少水体营养物质的累积量，但其只适用在水体富营养化的初期，且工作量较大，适用范围较窄；且富营养化水体的底泥中所含有的大量营养物质会不断向河水中释放，因此，可向发生水体富营养化的湖泊投加铝盐抑制湖底的磷释放，改善水质，底泥疏浚，即把富含磷的湖泊底泥表层挖掉，也是一种最有效、最直接的办法，但费用较高[5]。

3.3 生态修复

水体富营养化的生态修复，是通过利用特定的微生物、水生植物以及部分水生动物对水体中的营养素进行降解、吸收和转化，逐渐降低水体中有机物浓度，消除水体污染，最终恢复水生生态系统，生物修复可自发或人工设计建立并受控[7]。

3.3.1 浮游动物

浮游动物种类多样，向富营养化水体中投加合适的浮游动物不仅可取食水中大量繁殖的藻类等水生植物，避免其与水中其他生物争夺氧气，减少生物因缺氧导致的死亡量，且浮游动物的投加还可进一步丰富水生生态系统的多样性，提高其自我恢复功能。

3.3.2 细菌

水体本身含有部分细菌等微生物可达到净化水体的作用，但当水体富营养化程度较为严重时，其细菌数量较少或环境条件限制其大量繁殖，从而净化能力较弱，因此，可向水体中投入人工培养的高效微生物，调节水体环境以促进其大量繁殖，从而增强富营养化水体的净化能力。

3.3.3 水生植物

富营养化水体的修复包括引入植物、动物、微生物，其中在富营养化水体中引进植物进行修复不仅成本低，效果显著，且生态效益较高，值得广泛应用。水生植物种类丰富，按生态类型，可分为沉水植物、挺水植物、飘浮植物等，不同水生植物在富营养化水体修复中具有不同的效果，筛选适宜不同水体的水生植物具有重要的意义。

（1）沉水植物。沉水植物种类丰富，主要有金鱼藻、轮藻、狐尾藻、眼子菜等，沉水植物对富营养化水体的净化效果较为显著主要依赖于其各部分均可以从水中吸收养分，因此即使水体中养分较少依然可以维持生命，继续生长，因此与其他植物相比具有很大的竞争优势，且种类丰富多样也对富营养化水体的植株引种提供了较多的选择空间，可依据不同植株的净化效果合理选择。

宋福等[8]研究发现伊乐藻、苦草、狐尾藻、菌齿眼子菜、金色藻、范草、轮藻对富营养化水体中总氮、总磷均有显著去除作用。田琦等[9]通过室内模拟实验，分析了金鱼藻、伊乐藻、苦草、菹草、马来眼子菜 5 种不同种类沉水植物对水环境质量的改善能力，结果表明，金鱼藻和马来眼子菜对总氮的去除能力较强，对总磷、总溶解态磷的去除能力上，金鱼藻、菹草明显优于其他植物，综合来说，金鱼藻对富营养化水体的净化能力优于其余4种。

沉水植物整株都沉于水下，对光照的接收能力较弱，其生长繁殖也受到一定限制，从而就在一定程度上制约了沉水植物在富营养化水体中的大量广泛的应用。因此，在富营养化水体净化中植物的选择可采取搭配引种，避免植物的过于单一，提高其净化效果。

（2）挺水植物。挺水植物在水体的净化过程中应用较为广泛，首先取决于其较大的生物量，生长繁殖需吸收大量养分，能有效降低水体中的营养物质含量，其次，挺水植物还具有较高的观赏价值，不仅可净化富营养化水体同时还可以美化环境，比如香蒲、水葱、芦苇、菖蒲、黄花莺尾、水生美人蕉等，其合理的搭配种植可显著提高其观赏价值，同时，部分挺水植物还具有食用价值，如慈姑等，因此，挺水植物以其多种价值共有的特性在富营养化水体中的应用日益广泛。

黄时达[10]以灯心草、芦苇和菖蒲三种植物为研究对象，探究其水体净化能力的差异，结果发现灯心草去除能力高于芦苇、菖蒲。朱华兵[11]研究l现香蒲净化系统对TN（总氮）、TP（总磷）的去除率分别66.0%～92.8%、77.0%～93.8%，因此，其对富营养化水体的净化能力较强。徐秀玲等[12]研究鸢尾、香蒲、菖蒲这3种植物对由低到高3种不同浓度的富营养化水体中的氮、磷的去除率，结果发现这三种植物均对浓度为中等的富营养化水体净化效果最好，其去除率分别为88.8%、77%、82.2%；鸢尾对由低到高不同富营养化程度水体总磷的去除率鸢尾为70%、87.7%、77.5%，菖蒲为54%、80%、55.8%，香蒲为44%、60.5%、61.6%。说明3种植物对净化富营养化水体均有净化效果，且不同植株存在差异，综合对氮磷的去除率分析得出，鸢尾对富营养化水体的净化效果显著高于香蒲。

衣十妹[13]选取7种挺水植物探究其对富营养化水体中全氮（TN）、全磷（TP）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）高锰酸盐指数的修复效果，结果发现不同种类植株对同一指标的吸收能力存在差异，且同一植株对不同指标的去除率也有较大差异，菖蒲和水葱对氮的去除能力较强；花叶芦竹和水生美人蕉对磷的去除能力较强。水生植物不仅对氮磷具有去除能力，同时其自身还具有一定的吸附功能，研究发现黄花莺尾、水生美人蕉和慈菇体内积累的氮磷量较高，说明其可以吸收富营养化水体中的氮磷含量，显著改善水体，7种植物底泥中的全磷含量始终低于对照，说明挺水植物可吸收底泥中的磷，有效避免水体环境中磷的释放。

（3）漂浮植物。漂浮植物对富营养化水体也具有一定的净化效果，其中以水葫芦和浮萍最具代表性，一般来说，水葫芦对污水中氮、磷等营养物质的净化效率与污水中氮、磷营养的浓度存在较大关联，研究发现水葫芦对富营养化水体中氮、磷的去除效果随着营养物质浓度的增加而增加，但若氮、磷负荷过高，超过其吸收速率，则净化效率反而降低[14]。蒋艾青[15]研究发现，水葫芦对城郊富营养化水体鱼塘中的NH3-N，NO3-N，COD，TN去除率分别为70%，88.1%，56%，73.1%，说明其对硝态氮的吸收效果最好，此外，水葫芦对多种重金属元素也有着较强的吸附能力，可有效降低水体中重金属含量。水葫芦浮生水面，相比其他植株具有较强的光照优势，生长迅速，对营养物质的吸收更为高效。

水体中营养物质浓度的高低同样会影响水葫芦的吸收效果，张春雨[16]研究发现放有水葫芦的富营养化水体中氮、磷、钾含量均降低，且高、中、低三种不同浓度的水体中，氮含量分别降低85%，72%，84%；磷含量分别降低94%、88%、89%；钾分别降低了96%、95%、95%，说明水葫芦对营养物质浓度较高的富营养化水体净化效果较好，且对磷、钾的净化效果优于氮。因此，可根据水体中营养物质的种类合理选择植株。

富营养化水体中营养物质的种类以及各营养物质的浓度均会影响浮萍对富营养化水体的净化效果，研究发现：在水体中氮素较高时，浮萍优先选择吸收的是氨氮（NH+4），当氮素含量较低时，浮萍会选择吸收其他形式的氮，如硝态氮等，蒋跃平等[17]研究同样发现浮萍对氨氮和硝态氮的最大吸收速率和亲和力存在显著差异，其对氨氮的亲和力和吸收能力都优于硝态氮等其他形式的氮。然而，水体中氮浓度过高也会抑制其对氮的吸收[18]，主要因为高浓度的氮会使浮萍细胞膜发生极化反应，抑制阳离子传输，对浮萍生长产生影响。

3.3.4 建立植物浮床系统

生物修复方法具有无副作用、价格低廉和易操作等特点，是当前富营养化水体治理研究的热点[19]。而作为一种新兴的生物生态修复方法―植物浮床技术，由于它运行简单，成本低，易管理，且所种植株不仅可具有观赏价值，同时还可具备食用价值，正受到越来越多研究者与使用者的青睐[20]。植物浮床技术是以浮床为载体实现高等植物在水面的种植，并通过植物根部的吸收吸附作用和物种竞争相克机理，降低富营养化水体中聚集的氮磷及有机物质，从而达到净化水质的目的。但不同植株其净化效果存在较大的差异，众多的研究结果表明，水蕹菜适应强、生长快、氮磷去除率高，可大范围推广用作建立植物浮床系统[21]。

现有的研究结果显示，浮床水蕹菜对富营养化水体的适应性很强，试验存活率可达 99% ，且根茎叶生长效果比土培更好[22]。众多研究结果表明水蕹菜对富营养化水体中的铵氮（NH4-N）、总氮（TN）、总磷（TP）和 COD 均有去除效果。黄婧等[22]研究发现水蕹菜浮床对湖北大学环境工程污水（沙湖水）TN的吸收量为73.06 g / m2，对 TP 的吸收量为20.21 g/m2，唐林森[23]研究发现水蕹菜浮床对武汉市郊带有大量生活污水排入的池塘水TN的吸收量为82.95 g/m2，对TP的吸收量为11.58 g/m2。可见，水蕹菜可吸收富营养化水体中的氮、磷营养成分，对水体的净化起着重要的作用，且水蕹菜还具有重大的经济价值，因此，可大力推广其在水体净化中的应用。

水蕹菜不同品种间对富营养化水体的净化效果存在差异。胡雄等[24]以大叶青梗、细叶青梗、大叶白梗、柳叶白梗4个华中地区常见的水蕹菜品种为试验材料探究不同品种水蕹菜对水体净化效果的差异，结果发现大叶白梗水蕹菜去除氮磷的效果明显好于其余3个品种，因此，可大力推广其在富营养化水体净化中的应用。

水蕹菜对富营养化水体修复效果不仅存在品种差异，同时其栽植密度以及采收期也会产生一定影响。黄海平等[25]研究了不同栽植密度水蕹菜对富营养化水质的净化效果，结果发现10 g/L的栽植密度对水体修复效果显著好于其余密度，且此时水蕹菜长势也最佳。贾悦等[26]研究发现水蕹菜每2周、3周、4周后采收一次其对水体营养物质的去除存在差异，且采后水蕹菜的留茬高度不同，对水体N，P的吸收量也存在差异，综合研究结果发现，每21 d采收1次、留茬15cm的采收方式效果最佳，且采后水蕹菜对水体的适应能力依旧较强，对其正常生长影响较小。

水蕹菜较耐高温，低温下生长缓慢，因此，在冬季浮床生态系统中的应用受限，水生蔬菜水芹和豆瓣菜为喜冷凉性作物，其在浮床生态系统的应用可大力弥补冬季低温浮床植物的匮乏问题。胡绵好等[27]以水芹和豆瓣菜为试验材料，研究其对富营养化水体的净化效果，结果发现，两者在营养物质含量较高的水体中均可以生长良好，且对水体的净化效果随着处理时间的延长而提高，处理20 d，水芹对富营养化水体中的TN、NH+4-N、TP、CODMn、Chla的去除率分别达到76.86%、69.39%、90.45%、95.03%和89.81%，豆瓣菜对富营养化水体中的TN、NH+4-N、TP、CODMn、Chla的去除率分别达到78.27%，67.95%，89.98%，95.38%和91.28%，可以看出其对修复富营养化水体具有显著的净化作用，且采收的水芹、豆瓣菜符合食用标准，不影响其产品价值。因此，可大力推广水芹、豆瓣菜在富营养化水体修复中的应用，不仅可以净化水体且具有较高的经济价值。

向文英等[28]以水芹为生态浮床材料探究栽植密度以及基质的不同对富营养化水体的净化效果影响。结果发现水芹生态浮床对TP的去除效果随着栽植密度的加大而增强，水芹浮床的基质不同其对TN的去除也存在较大差异，研究发现陶粒基质的去除效果优于黄砂基质，因此，在选用不同植株建立浮床系统时可充分考虑其不同因素对水体艋效果的影响，进而建立最佳的植物浮床系统，使净化效果达到最优。

4 展望

目前，我国水体富营养化正日益严重，其不仅危害水质，还会造成溶解氧减少，危害水生动植物的安全，其治理策略主要有浮床技术，主要植株有蕹菜、水芹、豆瓣菜等水生蔬菜，引种水生植物，如黄花莺尾、水生美人蕉、慈菇以及水葫芦浮萍等，均能显著降低水中的全氮、全磷含量，改善水体，且植株也能产生一定经济价值，但对于源头治理作用较小。目前，水体富营养化主要由农业的面源污染引起，因此，接下来可以大力倡导减量施肥，减少农业面源污染，其不仅能缓解水体富营养化，更符合农业的可持续发展，是一项有利于农业长远发展的举措。

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