水体生态修复措施范文

导语：如何才能写好一篇水体生态修复措施，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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关键词：生态修复 水环境

课题：秦皇岛市社科联项目

201206167 秦皇岛生态城市指标体系构建、评价与生态城市建设对策研究 201206166 秦皇岛生态城市建设现状与对策研究

秦皇岛市科技局项目

2012025A128秦皇岛市北戴河及相邻地区近岸海域环境综合整治保障机制研究

一、生态恢复技术在环境科学中的应用现状

生态修复技术应用在环境科学中的应用主要是用于各种受损生态系统如河流、湖泊、水库、海洋等水生生态系统、草原、森林、矿区等陆地生态系统的恢复重建过程中。[6-8]

目前广泛应用的污染水体整治工作如驳岸景观、河床硬化、综合调水及引流冲污等方法都难以解决水体生态系统重建与水体功能的再现问题。 因此，从 20 世纪 70 年代后开始采取水污染治理与生态修复相结合的方法，强调水环境生态系统的修复逐渐成为受污水体治理的主导思路。

二、生态恢复主要技术与方法

（一）生态修复技术概念

生态修复的概念

所谓环境生态修复，是指使受损生态系统的结构和功能恢复到被破坏前的自然状况，强调在不断减少污染源的前提下，采用生态方法改善环境质量，提升环境自净能力，还原生态系统的结构，恢复生态系统在区域的结构功能[19]。

（二）生态修复技术与方法

1、污染水体生态恢复的工程技术

（1）植物修复技术

植物修复技术是以植物（如水草、水生花卉等）忍耐和超量积累某种或某些化学物质的理论为基础，利用植物及其共生生物体系清除水体中的污染物的环境污染治理技术。

①植物萃取技术

利用金属积累植物或超积累植物将水体中的金属萃取出来，富集并运输到植物可收割部分。

②根际过滤技术

利用超积累植物或耐重金属植物从污水中吸收、沉淀和富集有毒金属。

③植物固化技术

利用耐重金属植物或超积累植物降低重金属的活性，从而减少因重金属扩散而进一步污染环境的可能性。

（2）动物与微生物修复技术

水生动物群落的恢复是水体生态系统恢复的重要内容，同时亦是维持重建水生植物群落结构和功能稳定的重要机制。

①采用CBS水体修复技术

CBS是Central Biological System（集中式生物系统）的简称，由美国CBS公司的科学家开发研制，并得到广泛成功应用，是一种高科技的生物修复水体的方法，是利用微生物生命过程中的代谢机理，将废水中的有机物分解为简单的无机物，从而去除有机污染物的过程。

②采用EM技术进行水体修复

EM为高效复合微生物菌群的简称，是一种由酵母菌、放线菌、乳酸菌、光合菌等多种有益微生物经特殊方法培育而成的高效复合微生物菌群。EM技术时日本琉球大学教授比嘉照夫先生于20世纪80年代初开发成功的一项微生物技术。EM菌群是由5科10属80多种对人类有益的微生物复合培养而成的多功能微生物菌群。其物理性状为棕褐色液体，包含有光合细菌、醋酸杆酶、放线菌、乳酸菌和酵母菌5大类微生物。EM菌群在其生长过程中能迅速分解污水中的有机物，同时依靠相互间共生增殖及协同作用，代谢出抗氧化物质，生成稳定而复杂的生态系统，抑制有害微生物的生长繁殖，激活水中具有净化水功能的原生动物、微生物及水生植物，通过这些生物的综合效应从而达到净化与修复水体的目的。

2、富营养化湖泊的生态修复技术[14-19]

（1）恢复水生植被

控制营养物的生物措施包括扩大天然营养物汇点对营养物的滞留，削减营养物向营养生成带的再循环和内负荷，外源负荷的削减必须与湖泊内过程相吻合，即将营养物保持为初级生产者所不能利用的化学形态或滞留于湖内不能利用的位点。控制外源营养负荷，除利用和恢复水陆交错带的湿地和湖泊沿岸带的大型植物和微生物的作用，发展费用较低的半天然的人工湿地也是一种可行途径。对于水质明显恶化的水体沉水植被不易恢复，即使恢复也难以维持。因此我们必须通过根际系统的净化，控制面源污染，或是通过生物量的收获消除内负荷，美化环境。重建以沉水植物为主的水生植被对以武汉东湖为代表的长江中下游富营养化浅水湖泊的恢复至关重要。因此必须将工程措施与生态措施结合起来。在重建水生植被的早期，也必须根据湖泊水生植被自身的演替规律和水生植物的生理生态特征选择耐污性强的r-选择型植物作为先锋种类，然后逐步对水生植被的结构加以优化。

（2）优化水产养殖结构，恢复生态系统平衡

一般说来，湖泊退化的表征有藻类过度增长、水生植被衰退、污染输入超过水体自净能力及净化能力下降、水质恶化、食物链丧失等。对于这些问题，必须采取相应的人为措施促进湖泊的恢复，防止水体的进一步污染，降低富营养化水平。大型枝角类及植食性鱼类虽然可以降低藻类现存量，提高水体透明度，但在长期尺度上不能根本解决问题，必须进行湖泊生态系统的整体优化，提高和恢复生物多样性，进而提高系统的稳定性。在湖泊富营养化的过程中，水生植物群落本身也发生演替变化，以适应不同的营养水平和水环境条件。

在水体富营养水平高，透明度低，加上水华大量发生，草食性鱼类摄食等因素的作用下，沉水植物损失，湖泊进入浮游植物占优势的状态，我国称之为藻型湖泊，表现为湖水浑浊、生物多样性降低，湖泊的利用价值、美学价值和野生生物保护价值也随之下降。但并非每一个湖泊都符合这一模式顺序发展。由上述演替过程分析，对于长江流域富营养化浅水湖泊的生态恢复必须以沉水植物为主的水生植物重建为重点，将工程措施和生态调控措施结合起来。对外源与内源污染负荷的削减是有效的生态调控措施的前提。在重建水生植被的早期必须根据湖泊水生植被自身的演替规律和水生植物的生理生态特征，选择耐污性强的，选择型植物作为先锋种类，然后逐步对水生植被的结构加以优化。

3、海洋生态修复---海藻的应用

海藻是海洋生态环境的生态修复者，大力发展海藻养殖，可以减少海洋富营养化，修复已遭到破坏的海洋生态系统，保护海洋生物资源。

海藻通过从海洋环境中不断吸收氮和磷，当生长到一定大小，可以被人们很容易地从海区收获到陆地，这种收获本身就是把大量吸收和储存在海藻中的氮和磷从海洋中除去。这种除氮和磷的方式必须存在两大前提：其一是该种海藻具有较高经济价值，而且经济价值越高越容易被栽培和收获。其二该种海藻可大规模栽培生产且收割方便。海洋微藻也能从海洋中吸收氮和磷，但由于其个体小难以收获，因此难以充当现代海洋生态修复者，只能作为生态平衡成分之一。

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关键词：河道；生态修复；技术措施；修复原则

中图分类号：TV85文献标识码： A 文章编号：

引言

河道生态系统是流域生态系统的一部分,人类在水利方面对河流的研究和开发利用已达到相当高的水平,但从生态角度研究河道生态修复课题是近年才开始的。河道生态修复技术是一项清洁环境的低投资、高效益的技术，它可以建立一个与周围环境相互协调、协同发展,保持社会经济可持续发展的良性循环系统。

一、河道生态修复的必要性

人类在河道整治取得经济快速发展的同时,也给河道带来了致命的后果,导致河道生态环境严重恶化,现已发展到了必须尽最大可能修复河道生态环境、恢复或重建河道生态系统的境地。究其原因如下:

1.1生物多样性减少。河道整治改变了水体流动的多样性,许多生物生息地环境改变甚至消失。随着生活水平的不断提高,在人们对河道环境的要求越来越高的今天,提倡河道的生物多样性具有重大的现实意义。

1.2自净能力降低。天然河道均具有一定的自净能力,水泥衬底和护衬割裂了水体与土壤的关系,使水体与土地、生物和环境相隔离,导致河道的自净能力降低。为了保证河道水体功能符合预定功能的要求,必须确保河道有较大的自净能力。

1.3生态系统的可持续性受阻。对河道生态系统的开发、处理,必须考虑河道生态系统的可持续性,协调人与河道之间的关系,维护河道生态系统的可持续性,故河道的生态修复不仅是对传统河道整治的补救措施,也是今后河道整治的良好借鉴模式。

1.4洪涝灾害的危害增加。河道被裁弯取直使河道束窄加深,硬化覆盖使河床不透水面积增加,导致河道泄洪功能减弱,给防洪带来了隐患,导致洪灾总体风险不断增加。

二、河道生态系统修复原则

2.1自然原则

使河道完全恢复受人类干扰前的原始状态几乎是不可能的。河道的生态修复趋向于运用自然材料。如使用木桩、抛石、沉石进行护坡护岸,河堤采用乔、灌、草立体防护。在河道内营造适宜的生物栖息环境,增设过鱼通道,调整河道结构,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩与沙洲等,模拟自然状态,创造良好自然环境与景观,促进自然生态系统良性循环。

2.2生态原则

因地制宜发展稳定塘,人工湿地及生物栅,生物浮岛等处理技术,重视河岸植被建设,构建河流生态走廊,治理与控制河堤水土流失,在水域内,种植各种喜水、耐水植物,发展水生动物,提高水域生物净化功能。既可降低费用,又可实现对污水处理工程难以处理或处理费用较高的污染物的有效控制,既具有景观效应,又可改善局域气候,提高生物多样性保护等生态功能。

2.3整体景观原则

生态修复要从三维空间考虑,统筹进行上下游、左右岸,由河底至堤岸多层次立体修复,社会经济发展模式优化与河流各要素恢复相结合,统筹考虑沿岸的土地利用,水土保持,水资源利用等多方面的整体要求。河流生态修复工程设计中应考虑景观美学要求,合理规划河岸带宽度,控制污染,突出景观设计,尽显回归自然,将河道景观与周围社区环境有机地融为一体,满足居民的休闲娱乐与亲水需求,将治理、净化、修复与环境景观美化有机统一,营造人水和谐的生态空间。

三、河道生态修复技术措施

3.1先期处理技术

河流生态修复的前提是进行必要先期处理,实施污染控制和治污。如若不进行先期处理,许多以生态修复为基础的技术就无法开展。先期处理技术包括:外源性控制技术和内源性控制技术。

（1）外源性控制技术

发达国家进行河道生态修复的经验表明,要发挥河道的生态功能,控制污废水直接排放入河道是减轻河道污染的根本措施。河道水质的恶化主要是由外界输入的大量营养物质在水体中富集造成的,切实控制外源性营养物质的输入,是河道生态修复的重要前提。为此,必须加大外源性营养物质输入控制技术中的截污工程和引排污染源工程的建设力度。

（2）内源性控制技术

大型水生植物大多具有吸收河道内源性营养物质的功能,某些植物的根茎还具有抑制底泥中营养物质释放的功能,这些大型水生植物在生长后期又能较方便地去除,从而带走河道中过多的营养物质。同时,一些植物对藻类包括形成水华的微囊藻有抑制作用,因此通过种植水生植物可在一定程度上实现控制内源性营养物质污染的目的。

3.3形态修复技术

天然河道是蜿蜒弯曲、不规则的,在传统的河道整治中,为了便于进行规划建设或满足现代航运需求,许多蜿蜒曲折的河道被裁弯取直。自然蜿蜒的河道形态能降低河水流速,自然河岸可通过水体渗透和两岸植物的储水起到调蓄洪水的辅助作用,被水泥和钢筋混凝土加固了的河岸阻止了水体的自然交换,导致洪灾总体风险不断增加。同时,河道形态的直线化改变了原有河道的水流流态,水生鱼类也失去了栖息地,对生态环境产生不利影响。在河道整治的工程中,应尊重河道的天然形态,避免直线和折线型的河道设计,通过保持河道的蜿蜒性来保护河道形态的多样性。

3.4生态河堤修复技术

河堤具有廊道、缓冲带和植被护岸等功能,不仅可为防洪安全提供可靠保障,同时还是一道人水相亲的风景线。因此,不仅要高度重视加固堤防工作,而且要同步实施河堤的生态修复工作,把河堤建成防洪和生态兼顾的绿色坚固长廊。通过河堤建设,使河堤符合防洪标准;通过实施河道沿线景观综合整治工程,使河道实现水清、景美的目标,成为自然景观与人文景观相协调的河道生态景观区。

3.5人工湿地处理技术

人工湿地植物根系的输氧作用及传递特性使人工湿地生态系统呈现连续的好氧、缺氧、厌氧状态。在此过程中,60%以上的总氮通过硝化作用和反硝化作用被脱除。人工湿地对氮的去除主要依靠微生物的氨化、硝化、反硝化等作用完成。湿地植物吸收约8%~16%的总氮作为自身的营养成分,用于合成植物蛋白等有机氮,进而通过植物的收割而去除。人工湿地处理是近年来迅速发展的生态污染处理技术,可处理多种工业废水和农业污水。人工湿地利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重作用实现对污水的净化,这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。人工湿地对有机污染物有较强的降解能力,废水中的不溶性有机物通过沉淀、过滤作用,很快地被截留并被微生物利用;废水中可溶性有机物通过植物根系的吸附、吸收及代谢降解等过程被分解去除。随着处理过程的不断进行,湿地中的微生物也繁殖生长,通过对填料的定期更换及对植物的收割而将新生的有机体从湿地生态系统中去除。

3.6生态水体修复技术

河道生态修复的首要任务是水体水质的修复:一是控制污染物流入,增加水量,稀释污染物,输移污染物,提高水体的纳污能力,提高水环境容量和水环境承载能力。二是采取工程措施提高河道本身的自净能力和恢复水体水质,主要方法有:通过水利设施调控引入污染水域上游或者附近清洁水源的水进行冲刷、稀释污染河道,以改善河道水环境质量;加大河道的枯水期流量,增加河道的稀释能力。人工增氧的应急方法,对河道水环境的改善具有极其重要的作用。人工增氧能加快水体中溶解氧与污染物质之间的氧化还原反应速度,提高水体中好氧微生物的活性,加快有机污染物的降解速度。

结束语

总之，生态修复是一项复杂的系统工程,必须依靠自然的自我修复能力,并辅以适当的人工措施，才能恢复河道生态系统的功能,恢复河道的生机与活力,使河道成为水量充足、水质良好、生物多样的良性可循环生态系统。

参考文献

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关键词：生态修复；河道；水环境治理；污染物

1多方位生态修复技术概述

1.1理论核心原则

多方位生态修复技术是指综合应用多项河道修复技术理论，在形成综合化治理体系的同时，建立完整的统筹管理机制。在河道污染治理的过程中，要降低外源污染，控制内源污染，构建人工净化体系，增强水体自净功能，保证整体技术的执行效果。多方位生态修复技术可以形成综合技术体系，在整合多污染管理系统的过程中，可以对外污染源进行拦截，并对水体中的现有污染物进行原位清理。另外，多方位生态修复技术可以提高水系统的自主清理能力，增强河道污染物容纳能力，使得整体水系统可凭借更高的持有量，完成环境保护工作，并为水系统的自净创造更大的技术空间，保证整体技术体系的管理效果[1]。

1.2技术特征优势

单一河道污染治理技术可通过独立的技术内容，为污染治理提供具体的技术支撑，但综合效果明显不佳。多方位生态修复技术有效地补充了其缺陷，可以保证技术的整体合理性，表现出明显的特征。一是在污染源头的治理中，多方位生态修复技术可以有效降低外源污染物对河道的侵入污染，并降低河道内的氮磷含量，控制化学有害物的危害。二是河道定期进行淤积清理，可以消除水环境中的污染物，控制水环境的污染物水平，保障其周期性净化能力。三是应用现代水体净化系统，能够快速清除水体中的污染物，改善河道水体环境，同时多方位修复技术能强化河道的抗污染能力。四是通过综合化的技术体系，形成独立的水体生态系统，美化环境，构建生态景观。

2生态修复技术组成内容

2.1外源污染

降雨原位自动膜滤波系统是一种雨水工程处理技术，能够防治外源污染，有效处理雨水，通过使用超低压过滤膜，过滤和除去雨水中的污染物。系统采用的过滤膜为折叠膜，在确保过水能力的基础上，可以有效过滤污染物。系统还设有蓄水池，从而实现对水体的过滤，雨季可以对滤芯进行自动反清洗，有效减少污染物的沉积量，延长滤芯的使用年限。同时，该系统将雨水管网安装在河道末端，以便控制水中的污染物。过滤后的水被排入管网中，避免出水对河道造成污染[2]。

2.2内源污染

如果没有及时处理外来污染物，积累时间过长，它会与河底淤泥结合，最终形成污泥，可以说，这类污泥是河道的重要污染源，会对城市河道造成极为严重的污染。这种底泥处理难度较高，其中含有的一些化学元素会在条件允许的情况下进入上层水源，容易对水体造成二次污染。目前，针对这类污染，最常用的方法为机械清淤技术和淤泥生物酶降解技术，二者具有处理速度快、效率高和可持续性的特点。机械清淤技术与淤泥生物酶降解技术都具有较强的清淤能力，但前者成本较高，故适用于高污染地区。淤泥生物酶降解技术可以对河道底部的微生物进行处理，适用于污染程度不严重且污染范围较大的区域。

2.3人工净化

当河道环境受到外界污染物影响后，其自身的生态平衡就会遭到破坏，难以通过自净作用消除污染物。在这种情况下，污染物的淤积量不会减少，反而越来越多。此时，就需要外界污染治理手段的介入，以清理水环境中的污染物。人工净化技术的应用，可以保证整体技术的执行效果，从而达到优化水环境的管理目标。例如，当前科技条件下，微米级、亚微米级的氧化气泡都可以在水环境净化中起到积极作用，控制氮磷含量与重金属含量，从而保证水体平衡状态。

3河道水环境治理项目实践分析

3.1区域水环境治理条件

在区域水环境治理过程中，首先要了解治理工程范围内的水环境基础状况。例如，河池市宜州区水环境治理工程的流域面积为41km2，长度跨越为17km，水体深度在15～22m。从目前的水环境状况来看，水体的透明度较低，局部已经出现发黑、发臭的现象，污染较为严重，水体生态系统受到较为严重的破坏。在制定生态修复方案前，首先对水体生态情况进行取样分析。从分析结果来看，水体中COD、NH3-N和TP等有害物质浓度均较高，其中，COD含量为325mg/L，NH3-N含量为12.6mg/L，TP含量为1.2mg/L，严重超出V类水质标准，说明水体中污染物含量严重超标。针对这种情况，只有采用多方位生态修复技术，才能实现对区域水环境的综合治理，从而改善水体质量，降低对周围环境的影响。在类似的区域水环境治理工程中，人们要重视治理工程水环境基础条件调查，采用多种水环境监测和取样分析方法，准确了解水体污染程度和主要污染物类型，从而为水环境治理方案的制定提供依据。在水环境调查工作中，人们要分析上下游河道可能引发的污染问题，全面掌握治理工程范围内的污染源，确保工程治理措施的全面性。因此，在实际工程开展过程中，要注意搜集历史水环境监测数据，结合工程调查结果，尽可能提高治理方案设计的合理性[3]。

3.2河道水治理措施

河道治理期间，需要对河道上游进行截流处理。其间可以利用土工膜、聚酯纤维膜对水体进行导流布置，即在距离河岸5m的位置设置隔膜。其中，隔膜的内层属于土工膜，外层则属于聚酯纤维膜。在这一前提下，可以利用导流技术，将污水排入下游，降低上游区域的污染程度。在多年的发展中，河道上游汇集大量未经处理的污水，水质受到污染，河底的淤泥也越积越多。对此，可以将大量生物酶投放在河道中，尽可能提高河底微生物的活性，使其能够吸附更多的淤泥，解决河道的水源恶臭问题。除此之外，还可以将大量水生动植物投入河道中，最大程度地调整水生动植物的空间，确保其具有较高的存活率，有效提高水生态系统的功能。实际上，确保水生动植物的存活率，可以为河道水环境治理奠定坚实的基础。因此，上游需要设置超微净化设备，从而实现对水环境的循环净化。该设备净水处理量为100m3/h，效果优异。其不仅可以改善河道水质，还能够为水生动植物营造良好的生态环境，实现水环境系统建设的目标。长此以往，河道水环境可以形成良性循环，改变以往河道的污染局面，降低TP、NH3-N、COD等物质的浓度，增强水资源的自净能力。

3.3生态修复技术综合应用

以某河道为例，该河道水体深度为15～22m，水体透明度比较低，污染现象严重，局部位置已经出现发黑发臭的问题。研究人员对水体取样后，分析水体中的各项有害物质，为改善水环境，降低污染物含量，采用生态修复技术体系下的综合治理模式。人们对上游河道进行外源截留处理，应用聚酯纤维膜与土工膜进行水体隔膜导流，以降低上游区域非溶解性污染物的排入量。将生态修复技术与人工净化技术相结合，可避免水环境持续受外界污染物的影响。人工净化可以提升河道的防污能力，气液界面应用超高压气水混合技术，可以得到微米级氧化气泡，从而降低水体中的氮磷含量，降低污染物浓度，提升水体溶氧量，提高水体透光能力。另外，可以将生态修复技术与水体自净功能相结合，利用水生植物与水生动物来构建自然生态链，通过降解与转移使水中污染物减少，并与水中生物达到平衡，最终实现水体净化效果。常见的水生植物群落主要有挺水植物、沉水植物与浮叶植物群落，挺水植物与浮叶植物能够保持水质平衡，强化水环境的生态美观作用，沉水植物可以提升水体生态修复能力。因此，可以在河道浅水区域种植绿矮型水下草皮，在中部区域种植常绿型水下森林，以此提高水体修复效果。

篇4

关键词：河流；生态修复；生物——生态修复技术；综述

中图分类号：X52 文献标识码：A

1 概述

河流是人类赖以生存的水环境，是人类社会生存和发展的起源地。河流系统是自然界最重要的生态系统之一。目前由于人类活动排放的各种污染物进入河流，使河流水质和河流底泥的物理、化学性质或生物组成发生变化，从而降低了河流的使用价值，使河流失去了原有的意义。为了恢复河流的使用价值，人们应当对水体中的污染物进行处理，从而使水体得到净化，使人类对河流环境的干扰降到最小，与自然共生存，为生物栖息和繁殖创造良好的生态环境，造福于子孙后代。近年来，对河流生态修复的研究不断深化，河流水生态修复有多种方法，这些方法通过强化自然界自身的净化能力和物质循环规律去治理受损河流，是实现人与自然和谐相处的治理途径。

2 河流生态修复概述

随着人们对传统水利工程给河流生态系统带来胁迫的反思，人们开始认识到恢复河流生态活力的必要性和重要性，于是出现了河流生态修复的概念和相应的工程技术。河流生态修复的概念最早是在德国提出的，它强调水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同时，还应该达到接近自然的目的，特别强调河溪治理工程中的自然美学成分。

生态修复措施主要利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对河流水体中的污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，具有可持续性好、保持力强、工程造价低、耗能少等优点。

3 河流生态修复技术

河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区恢复、植被恢复、河道补水、生物——生态修复、生境修复等技术。

3.1 缓冲区修复

缓冲区是河流与陆地的交界区域，如河边湿地、河谷或洪泛平原，具有水域与陆地双重属性。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，成为两者相互作用的重要纽带和桥梁。它受到地表水以及地下水的影响，是一种生态交错带，具有明显的边缘效应。

3.2 植被恢复

植被恢复是最普遍的河流修复方法。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产生很大影响。同时，合理分布的植被还有助于减轻洪水灾害、净化水体、截留来自农田的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。

3.3 生物强化人工河道、生态沟渠及生态护岸

生物强化人工河道是指结合水系疏通工程和结构现状，构建的以生物处理为主体的人工河道，水质净化设施主体设于河道内或河流一侧，形成多级串联式的生物净化系统，从而改善水环境条件。自然河道生态塘则是以太阳能为初始能源，在塘中种植水生植物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。通过多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，可净化河水中的有机污染物。

生态沟渠是指根据水生植物的耐污能力及生理特征，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。

生态护岸是利用石头、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利条件，为野生动物提供栖息地，保障自然环境和人居环境的和谐统一。透水的护岸也保证了地表径流与地下水之间的物质、能量的交换。

3.4 生态修复耦合技术

生态修复耦合系统是综合人工湿地、微生物及水生动物协同净化等原理设计的生态修复系统，可去除河流水体中的营养盐和有机物，从而达到修复河流水环境的目的。其在利用湿地植物的同时，构建新的水生植物系统；在美化景观的同时，合理配置生态系统营养级结构；利用多种微生物净化水体的同时，构建具有完整营养级结构的水生动植物生态系统；并利用动植物、微生物的协同作用改善河流水质。

4 河流生态修复技术发展的展望

随着对河流的认识加深，人们已认识到河流生态修复的重要性，河流生态修复技术不断得到改进。生态河流与利用传统水利工程方法治理的河流不同，它是一个完整的生态系统，因此，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。

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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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生物修复是环境工程领域刚刚兴起的一门新技术，已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理[1~5]。为了进一步探索华南地区高负荷污水流量和潮汐状况下的黑臭河涌生物治理技术，在广州市白云区朝阳涌进行了黑臭水体生物修复试验。

1 试验河涌和测试方法

1.1 试验河涌

朝阳涌位于广州市白云区石井街，为感潮河涌全长3200 m，平均宽度5.8 m，平均底泥深度0.9 m。由于上游大量工业废水、生活污水排入河涌，近十年来河涌一直处于黑臭状态。

1.2 试验方法及工艺参数

从红星工业区第1排放口向广花高速公路方向，人工垒坝截流875 m作为预处理河段，人工截流使预处理河段水位稳定在0.8~1.1 m以上，总水量为5000 m3 左右，每天上游排放污水1800~2300 m3，平均水力停留时间为2.17~2.78 d。预处理河段下游为自然潮汐河段，人工坝上留有泄洪孔，以便在暴雨和上游污水排放量加大情况下，直接排入潮汐河段（见图1）。

1.3 预处理河段处理方法

红星工业区第1排放口前放养凤眼莲，同时在凤眼莲下悬挂2~3 m3生物填料，设置射流式增氧机1台（1.10 kW，每台增氧量为3.5 kg/h）地埋式生物反应器1套；红星工业区第2排放口设置接触氧化池1套；预处理河段布置5台水车式增氧机，其中1台为永久性增氧设施（1.50 kW，增氧量为2.6 kg/h），4台为临时性增氧设施（0.75 kW，增氧量为1.5 kg/h）（见图1）。

1.4 药物处理方法

药物处理分3个阶段。

第一阶段：底泥生物氧化 60 d（8月23日~10月23日）

利用河道底泥接种专业培养基，定向扩增河涌土著微生物，制成土著微生物培养液，将微生物培养液(细菌含量1×106pic/mL)，和一定量共代谢底物等辅助药物一起共250 kg，加上6.6加仑Bio-energizer生物促生液（简称BE，美国普罗生物技术公司生产）、3.3加仑Micatrol生物解毒剂（简称MIC，美国普罗生物技术公司生产），用黑臭河水稀释混合后，直接喷射于河涌底泥内，以促进河涌底泥生物氧化。此过程连续进行5 d后，采用上述方法连续30 d向河涌底泥喷洒3.3加仑/d BE，然后将剂量减半，连续25 d进行底泥生物氧化。

第二阶段：水体生物修复 30 d（10月24日~11月24日）

在第一阶段底泥生物氧化基础上，连续30 d在预处理河段均匀泼洒2加仑/d BE和50 kg微生物培养液，同时启动水体增氧设施，药物使用量根据当天污水流量和污水CODcr、NH3-N等指标作适当调整。随着水体好转将药物剂量使用量降至0.5加仑/d，至第二阶段结束。

第三阶段：河涌生态恢复 20 d（11月25日~12月15日）

按照污水排放量，每天向红星工业区第1、第2排放口投加25 mg/L微生物培养液和2 mg/L BE、1 mg/L MIC，每周向预处理河段均匀泼洒2加仑BE，根据当天污水流量和污水CODcr、NH3-N等指标适当调整BE剂量或采用其他应急措施。

1.5 采样点及采样方法

水体采样点分别位于红星工业区第1排放口（1＃）、红星工业区第2排放口上游（2＃）、红星工业区第2排放口下游（3＃）、木桥（4＃）、高速公路（5＃）、朝丰路桥上游（6＃），用500 mL取样瓶直接取样，并于当天测定各项指标。（见图1）

1.6 测定项目及方法

1.6.1理化指标测定及方法

DO采用上海产溶解氧测定仪，于每天上午11：00现场测定；透明度采用自制塞氏盘进行测定，于每天上午11：00现场测定；pH采用上海产笔式pH计，于每天上午11：00现场测定；NH3-N采用纳氏比色法进行测定；H2S采用碘量法进行测定；CODCr采用重铬酸钾法测定；底泥TOC参照土壤TOC测定方法。

1.6.2 生物学指标测定及方法

细菌总量：采用平板培养法；微型动物：用吸管吸取1滴（约0.05 mL）水样，在血球计数板上直接进行活体观察并计数；以上指标测定方法见文献[6]；底泥生物活性（G值）：见文献[7]。

转贴于 　2 试验结果与分析

2.1 污染源生物处理效果

经过20 d运行，红星工业区第1排放口地埋式生物反应器对污水CODCr除去率可达20%左右；红星工业区第2排放口接触氧化池对污水CODCr除去率可达50%左右。二排放口污水排放总量1800~2300 m3/d，排放污水平均CODCr（3#）稳定在150 mg/L左右。

2.2 预处理河段底泥生物氧化处理结果

底泥耗氧是河涌黑臭的重要原因之一。由于朝阳涌长期受纳来自上游的工业废水和生活污水，污染物和生物残体、固体颗粒等沉入河底，形成80~120 cm的黑色底泥，底泥通过物理、化学及生物作用进行迁移和转化，影响上覆水体。

通过60 d的底泥生物氧化，6个样点底泥平均TOC由28.28 g/kg降低至9.10 g/kg，降低了近2/3倍；底泥生物降解能力（G值）由1.7 kg/kg.h升至5.6 kg/kg.h，提高了近2.3倍。

2.3　水体透明度及色泽变化

从10月24日水体生物修复开始，10 d内，预处理河段水色发生了明显变化，由黑色变为灰白色、褐色；10月30日预处理河段下游潮汐河涌水体已基本消除黑臭现象； 11月12日，预处理河段水体开始发绿，并呈现下午变绿，上午变黑的变化规律；11月15日全河段藻类大量繁殖，迅速消除黑臭。从上游至下游，呈现暗灰色－灰黄色－黄绿色的渐变过程，水体透明度也稳步提高，从上游暗灰色水体的12 cm左右，提高到下游高速公路的35 cm左右，并且呈现从上游到下游逐步提高的趋势（见图2）。

2.4水体pH和溶解氧变化

随着河涌底泥和水体生物修复的不断加强，11月12日预处理河段下游出现藻类， 水体pH上升，从上游到下游（1#~6#），pH从7.3逐步上升为8.1左右，从11月20日开始，2#~6#采样点，pH稳定在8.1~8.3，而1#采样点（排污口）一直保持在6.9~7.3。11月5日前，河涌水体一直为黑臭状态，水体溶解氧0.3 mg/L左右，随着水体生物修复进程，河涌溶解氧逐步提高，并呈现从上游到下游稳步增高的趋势。11月5日，经过综合措施处理，预处理河段水体开始变灰变白，3#~6# DO已升至0.8~0.9 mg/L，此后稳步增长，至11月15日预处理河段3#~6# DO已稳定到3.5~4.8 mg/L。并且从上游到下游，DO值呈现逐渐增加的趋势(见图3)。

2.5 水体CODCr和BOD5变化

随着生物促生剂的投加和生物修复措施的进行，处理河段CODCr和BOD5明显低于进水，并且随着时间的推移，这一结果不断加强，10月24日刚开始处理时，从二排污口汇合点（3#）到朝丰路上游（6#）预处理河段河段CODCr去除率仅为8.2％（包括河水稀释作用），11月5日，河涌CODCr去除率为27.4%，11月5日后，CODCr去除率一直稳定在30％左右（见图4、图5）。

从11月5日河涌生物系统强化后，BOD5去除率提高至60%以上，并保持稳定，从河涌NH3-N、H2S等还原性产物浓度变化上看，从二排污口汇合点（3#）到朝丰路上游（6#）预处理河段，11月5日以后NH3-N去除率明显上升（包括河水稀释作用），从11.8%增加到29%，随后稳定在39%左右（见图6）。

H2S含量过高是河涌黑臭的主要原因之一。随着生物修复的治理效果逐步加强，河涌H2­S含量从上游对照0.03 mg/L降至处理河段下游未检出，表明经过生物修复后，处理河涌已初步建立好氧洁净生物体系。

2.6 水体生物相变化

对水体中细菌总数观察计数的结果表明，随着水体生物修复和水质的改善处理，河涌水体异养细菌总数较上游少了1个数量级（上游污水异养菌总数为0.9×106~1.3×106 PIC /mL，处理河段下游异养菌总数为0.7×105~1.3×105 PIC/mL）。对水体微型动物观察表明，各样点的变形虫、鞭毛虫、纤毛虫、轮虫等种类和数量往往随着细菌和藻类的生长高峰而增加。11月13日开始下游潮汐河涌中出现了大量枝角类水蚤（红虫），之后出现了小鱼。

转贴于 　3 讨 论

3.1 底泥生物氧化和河涌水体生物修复

底泥是河涌生态系统的重要组成部分，主要由无机矿物、有机物、和流动相组成。底泥影响上覆水体水质；底泥的缓冲能力决定了水质的稳定性，也决定了上覆水体藻相的稳定性；底泥的微生物活性决定了对河涌有机物污染分解速度，从而决定了河涌的净化能力[8~10]。

本试验中，利用生物修复技术，通过实验室小规模试验，从十多种方案中，选择了两种高效配方，用于河涌底泥生物氧化，通过靶向给药技术直接喷射于河涌底泥内，促进河涌底泥氧化，通过检测表层20 cm底泥TOC和生物降解能力（G值）以确定底泥氧化程度和生物活性，至9月23日下游河涌（6#）底泥TOC已从17.9 g/kg降至5.9 g/kg，生物降解能力提高到5.6 kg/kg.h（可能是该河段在2002年4~5月曾做过底泥氧化，底泥状况一直较上游好）。底泥氧化层的形成，为河涌洁净好氧生态系统的建立创造了良好的条件。10月30日下游河涌底泥营养盐释放，水体率先开始变绿。11月3日下游河涌已形成稳定的洁净好氧生态系统，水体色泽和潮汐水一致，透明度有时高达60 cm。

3.2 城市黑臭河涌生物治理技术

城市河涌担负着防洪排涝、景观旅游、生态环境等多种功能，是城市建设的重要组成部分。河涌整治一直作为政府的“民心工程”、 “形象工程”而备受重视。在城市河涌整治中，往往重视清淤，驳岸，绿化和截污等表面工程，而不重视底泥和水体生物修复，更不重视河涌生态体系建立，这样导致城市河涌整治中边治边黑，边黑边治，不能从根本上改善河涌水质和自净能力。截污虽然能从源头上解决部分污水排放问题，但河涌是一个开放的水体，面源污水和其它污染源不可能完全截住。清淤虽然能除去部分底泥，清淤后下层底泥仍将为新的内源性污染源。仅通过截污、清淤、冲水，即使短期内能解决黑臭的问题，由于河涌好氧洁净生态系统尚未建立，水体的自净能力有限，一旦河涌纳污很快又恢复到黑臭状况。本试验结果表明，在没有完全截污的情况下，通过底泥生物氧化和水体生物修复，配合河涌生态恢复技术，能有效地消除了水体黑臭，逐步建立河涌洁净好氧生态系统，延长河涌生物链，增加水体生物多样性，提高河涌水体自净能力。生物修复是城市黑臭河涌治理不可或缺的治理措施。本试验为城市黑臭河涌的生物治理提供了一个可行的技术方案

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关键词：小型水体；水污染；污染修复；环境污染；环境保护 文献标识码：A

中图分类号：X52 文章编号：1009-2374（2017）10-0177-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.089

1 小型水体污染现状

水污染是少量的污染物进入水域，超越自我净化水体和水污染物的承载能力，造成了不良的变化，自然水生态系统的遭到破坏，破坏了水体的功能，从而降低了水体的使用价值的现象。被污染的水叫做污水，水污染的形成源于人类的生活和生产活动。在污染物排放方面，可以分为两类：点源污染和面源污染。点污染源是指工矿废水、生活污水等通过管道、渠道集中而成的水污染源。地表水污染源，如农田排水、矿山排水、城市和工业排水等。此外，在城市相对较多的排气区，空气中的一些污染物下降到地下表层，进入水中。当原材料、废弃的燃料堆放在露天场地时，雨水（冲刷后形成的污水）就排入小型水体中。

伴随着工业的发展，越来越多的有机物被合成，现在已知的大概有700万多种，这里面有机物合成种类超过10万种，并且保持20%的增长速度。随意丢弃的合成废物凭借各种方式混入到小型水体当中，这部分的有机污染物对人类健康与生态环境污染存在着严重威胁，在很大程度上使某些小型水体环境造成积累性、持久性和慢性毒性的严重污染。进入小型生态水环境当中，这些有机污染物可以以食物链的传递方式在各个等级的生物体内存在，逐步在细胞器官个体种群群落生态系统体现出生态效应。最近几年以来，饮用水安全研究报告表明，存在于饮用水之中的污染物或许会导致降低婴儿的出生体重、发育不良、骨骼发育障碍和代谢紊乱等症状，严重影响人们的生活。同时对人体内分泌系统有潜在的安全隐患，有可能造成生殖功能障碍，新生儿性别比例的失调、女性乳腺癌、青春期早早发育，不仅危害个人，甚至可能影响到子孙后代，会产生致癌、致畸、致突变“三致”效应，这是当下国际上最受关注的世界性问题。

2 小型水体污染的修复方法

2.1 化学修复

化学修复小型污染水体的方法比较简单，一般根据污水体中的化学反应采取非分离，把污水里面存在的有害物质提取出来解决，然后将污染物质替换成有益物质。加入化学试剂是化学修复小型污染水体基本的方法，致使吸附剂改变污染水体里面的有毒物质，并使电位、pH正常化。根据胶体材料的化学性质以及絮凝原理，使藻类生物沉积在水底，同时维持Cu2+的正常浓度，达到消灭藻类的目的。化学修复方法的优点在于用量少、操作简单、见效明显，一般使用在应急预案。化学修复方法得投入大量化学试剂来治理小型污染化水体，费用成本很贵，容易造成二次污染，小型水体的生态环境也会受到影响。但是采取化学修复方法治理小型水体污染体现不出来可持续性，没有解决问题的根本，所以在用化学修复方法的同时，应伴以其他手段辅助，才能达到理想治疗效果。

2.2 物理修复

2.2.1 调水冲污。调水治理污水是一种有效和普遍的方法。将干净、富含营养成分的水加入到被污染的小型水体中，对出现藻类等污染物的小型水体更换或者适当增添水量，然后适当地排出一些水量，加入的水能稀释营养盐的浓度，增加污染水体的容量，有效防止并抑制藻类繁殖。将致使明显的污染物进行转移，需要注意的是没有规划的操作将会导致更大的水污染发生，因此用调水冲污法很难有效控制富营养化藻类的过度繁殖和生长。

2.2.2 底泥生态疏浚。水生态系统的重要组成部分之一是水体沉积物，处于小型水体营养循环的中心步骤，属于水土界面中活换带。水体底泥营养成分来源自仍此体长期以往的积累，作为主要营养来源之一。疏浚治疗在技术上毕竟较难实现，费用大，影响它的修复因素也很多。非常容易造成二次污染，生活中主要当作辅佐措施来实施，是降低污染、修复小型水体生态结构的次要途径。

2.3 生态修复

2.3.1 生物膜修复技术。生物膜修复技术把天然材料、合成材料当作载体，使修复水体表面形成一种特殊的生物膜。生物膜的表面积比较大，为微生物提供的附着面也比较较大，对污染物的降解有着巨大加强作用。生物膜法优点在于高效率的处理效果，在修复有机物和氨氮轻度污染方面很显成效。另外，生物膜修复负荷较高，减少占地面面积，接触时间也比较短，节约成本。同时在管理运行过程中不存在污泥膨胀的问题，抗冲击负荷能力较强。

2.3.2 植物修复技术。水生植物对水流动力扰动有着显著效果，有效稳固沉积物，为底栖生物提供理想的生存环境，在光合作用过程中把光能转变成有机能，释放氧气进入水中，循环效果得以加强，净化被污染的水体。水生植物在生长同时，对碳氮氧通化并吸收，出现在水体表面，因此植物修复技术能降低水生物营养负荷问题。单一优势群落的生态系统不是最优系统，容易降低水体营养成分，造成二次污染。

2.3.3 人工浮岛技术。小型污染水体植物存在的周围污染细菌种类和数量都比正常水体多。水体中的污染物可以通过水生植物根部周围自我吸收净化实现。部分学者认为通过根际修复、根际稳固、根际转化净化水体。

2.3.4 生物操纵技术。合理降低或者减少浮游动物的数量，控制鱼类摄食浮游生物数量，进行范围内的水生动物繁殖力控制，提高鱼类摄食浮游生物的量，控制在生态系统的承受范围内。进行人工驯化有效固定微生物并使用基因工程达到永久性修复有机污染物的目的。

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关键词：河流污染；生态修复；城市

中图分类号：X703

文献标识码：A文章编号：16749944（2016）12010502

1引言

水是人类赖以生存和发展的重要资源，在国民经济建设中发挥着重要作用。随着城市化、工业化进程的加快，以及城市居民数量的不断增长，城市河流堵塞问题日益严重，河流污染不断加剧。城市河流面临的根本问题就是生态环境问题。加强城市河道维护和管理，在城市河道修复中积极倡导生态环保理念，选择生态修复技术来优化河道，对于解决城市发展过程中面临的生态环保问题具有积极的现实意义。

2城市河流污染现状及成因分析

2.1城市河流污染现状

长期以来，人们往往重视城市经济的快速发展，忽视了对水资源的保护和水资源的再生利用，大量水资源被浪费和污染。数据表明：有超过25 %的河流和河段因为受到污染而不能满足最基本的灌溉用水需求，流经城市的河段中78%不适合作为饮用水源。大量工业污染、居民生活污水以及农业污水等充斥于河流，加剧了河流的污染程度。

（1）城市河流生态系统破坏加重。随着城市规模的扩大，城市用水量激增，大量河流生态环境用水被占用，加快了生态环境质量的退化速度。诸如城市河道被分流、被改道等人为改变河流现状比比皆是。

（2）城市河流自净能力减弱。随着城市规模的不断扩大，城市绿地面积减少以及城市不透水面积的增加都极大地降低了城市地下水补给能力，加上城市湖泊湿地的不断减少，降低了洪水调蓄能力等等，这些因素的存在都导致了城市河流自净能力降低。

（3）城市河流的污染加剧。随着城市工业化进程加快，人口猛增，大量污水被排入到河流中，超过了城市河流的净化能力和承载力，加剧了城市水环境的污染。

（4）生态环境退化。随着城市河流水质的日益恶化，以及底泥中大量污染物沉淀未能及时有效清除，降低了水体中的溶解氧含量，加快了水生物种的减少速度，河道过度的人工渠化造成了湿地面积减小，间隔了土壤和水体的联系与物质的交换，最后造成河道与滨河地带生态环境不断退化，生态服务功能丧失[1]。

2.2城市河流污染成因分析

据国家统计局公布的2015年国民经济运行情况数据显示，2015年我国的城市化率为56.1 %，与世界平均水平基本持平。随着我国城市化进程的日益加快，城市对水资源的需求也在不断增加，加剧了城市河流污染。就城市河流污染的成因来看，主要有以下几点。

（1）城市人口的急剧增加，加剧了生活污水的排放量。城市生活源污水排放是近年我国废水排放量增加的主要原因，据国家环保部统计，2003～2013年，我国废水排放总量保持较快增长趋势，符合增长率达到4.22 %，生活污水的排放量占废水排放总量的比重也在不断提高，2013年全国城市污水排放量达到485.1亿t，较2012年度增加了22.4亿t，占废水排放总量的比例达到了69.76 %，较2012年底提高了1.76 %。随着城市人口的急剧增加，城市生活污水的排放量也不断提升，加剧了城市河流的污染。

（2）工业污水及第三产业污水未能有效处理。我国许多中小型城市虽然建设有污水处理设施，但限于污水处理成本以及财政状况，大部分污水设施的运行并不稳定，许多城市中的建材、化工、皮革等污染型行业密集分布于城市河道下游，随着企业生产规模的不断扩张，加剧了河流污染状况。

（3）城市河流污水治理规划和利用认知不足。在经济发展的大背景下，人们往往追求经济利益和城市发展，城市河流让位于城市建设现象十分普遍，河道排水被改造为管道排水、填河围地等加剧了河流面积的急剧减少，导致了河流天然调蓄功能萎缩，破坏了自然河流原有的生态链，降低了河流自身净化功能的发挥。

（4）相关职能机构缺少有效衔接配合。城市河流治理涉及到多个部门管理，造成多部门的职能重叠交叉，反而降低了河流污水的治理效果。例如，从我国河流水资源管理机构来看，一是作为国家环保部排出机构的环保督查中心，二是作为河流管理机构的各流域水利委员会，三是流域水资源保护局[2]。

3城市河流生态修复目标

城市河流生态修复应以生态系统服务为导向，兼顾供给、调蓄功能、恢复河流水系的生态功能以及恢复其重要的承载功能为目标。就修复目标来看主要包括3个层次：①系统目标：即恢复城市河流健康的生态系统，既包括水下系统，也包括河流沿岸带；②物质循环：即打通氮磷等物质的循环；③能量循环：构建完整的生态链。在我国值得提倡的经济可行的城市河流修复技术路线是充分利用生态系统自我设计、自我组织的功能，最大限度地实现生态系统的自我修复功能为目标[3]。

4城市河流污染生态修复对策

4.1生态修复原则

鉴于城市河流污染现状特点，在开展城市河流污染生态修复时应坚持以下几个方面。

（1）系统性和整体性原则。要把城市河流的生态修复与城市整个生态系统建设结合起来，注重流域内水网和管网的治理修复工作。

（2）自组织和自修复原则。城市河流生态系统是一个开放的复杂系统，系统内各个要素之间具有非线性的相互作用，通过循环耦合，生态系统得以维持自组织并发展演化成多样性，这就要秉持生态系统的自修复和自组织原则，使河流生态系统达到稳定发展。

（3）多样性原则。河流修复应坚持保留河流形态多样性与生物群落多样性原则，如河道蜿蜒、湿地、浅滩等等，要结合水流流速及地形地貌特征，保留河流形态的多样性，这也是生物群落多样性的基础，河流生物种类多样、生物种群丰富增强了河流生态系统的稳定。

4.2城市河流污染生态修复措施

4.2.1生态空间设计

河流水面设计要与河流后期种植的植物习性结合起来，根据水深、流速等，依次布置沉水植物、浮水植物和挺水植物等，河流的水面植物的布置要与充分考虑河流的防洪功能、航运要求，尽量将水面植物布设在河流边坡脚区域。例如可以种植一些茭白荀、香蒲或芦苇等等，从而起到保土固堤的效果，在常规水位多种植一些常绿草皮，可以利用其发达的根系，实现护岸保土的效果。在河坡平台的布设方面，选择自然式、混合式以及园林式生物群落，可结合当地的灌木、景观树木，形成对人类或动物具有高度的亲近性陆地生态。

4.2.2生态物种选择

生态河流污染治理时常常需要选择布设各种水生、湿地物种，用以修复受污染的河流。在生态物种的选择时要注意选择根据河流受污染水体特征，选择具有较强净化能力的水生植物，并对河流受污染的水体中的污染物具有较强的承受能力，并选择一些易栽培和繁殖能力较强的植物物种以及具有较强观赏价值的物种，此外，还要结合城市区域季节气候变化特征，尽量选择多年生品种，做到不同物种之间的相互交错、层次分明，既满足季节性变化，又能收到很好的生态效益。

4.2.3生态环境修复技术

河流水体环境修复简单地说就是通过人们利用物理、化学和生物的方法，使水体恢复到原有生态功能的过程[4]。随着城市发展的现实需要，河流污染生态修复成为当前水体环境修复研究的热点和重点，也是城市河流环境修复的主要手段。目前，河流生态修复手段主要有以下几种。

（1）人工湿地。充分利用砾石、砂石以及生物与微生物的吸附、吸收和生物代谢降解污染物等，实现对水体的净化，在河流污染生态修复过程中选择人工湿地技术要在减少河流的调蓄防洪等功能影响的前提下利用河流的自然湿地或人工推土、挖填修建人工湿地，增加水陆过渡带，以尽量模仿自然模式为湿地生态系统创造基础条件。

（2）生态浮岛。该技术是对河流水环境质量进行修复的一种较为经济和有效的生态手段，受到空间及水位变化的限制，生态浮岛已经逐步成为城市河流水体净化以及生态修复的主要水上生态循环系统，能够为河流中的生物创造良好的生息空间，实现景观改善的综合效果。

（3）人工增氧。导致河流水体恶化的根本原因是水中的溶解氧含量降低，当河流污染污染物耗氧量过大时，单纯依靠大气复氧难以有效去除水体中的污染物，通过人工增氧来提高水体的环境修复能力。人工增氧可以通过在河道两岸提水修建水车、跌水、小瀑布等，既可以实现增氧效果，又能增加河流水体的流动性，提高了水中的溶解氧含量。

5结语

随着经济社会的快速发展，河流污染生态修复既要满足去污效果，也要满足城市整体发展规划的现实需要，提升河流生态服务功能和景观需要，基于生态环保理念的城市河流污染整治和生态修复，对于改善水体环境、恢复河流生态系统，创造和谐自然景观，利用生物来提高水环境的自我修复，充分发挥河流水体、土壤、生物系统之间的相互影响，实现河流生态系统的重塑和自我修复，使河流在城市化发展中发挥出积极作用。

参考文献：

[1]

张先起，李亚敏，李恩宽.等.基于生态的城市河道整治与环境修复方案研究[J].人民黄河，2013，35（2）：36～38.

[2]黄海岛，李庆梅.城市水污染的现状及治理建议分析[J].城市建设理论研究，2015（4）：15.

篇9

关键词：生态护岸；水生态；自然生态

中图分类号：TV85 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-07-0174-1

1 传统河道整治工程存在问题

1.1 护岸硬质化

传统的河道整治主要为了排涝防洪、水土保持和航运功能而进行护坡建设，带来了城市河道渠化，河道断面型式单一，走向笔直，河道护坡结构也比较坚硬。护岸材料多为混凝土硬质材料，不利于水中和岸边生物的生长，降低了河道自净能力，不利于水生态环境保护。这对保护水的自然清洁和维持人与水环境的和谐方面产生了较大的不良影响，对城市生态与城市环境产生了较大的负面作用。

1.2 生态环境严重恶化

近年来，城市规模不断扩大，人口增多，而与水环境整治有关的基础设施建设明显滞后，城市内水系缺乏相应规划，不少城区、开发区大量填埋水域，部分城镇没有集中式的污水处理厂，致使大量的城市污水直接排入河道造成河网污染加剧。加上沿河企业污染严重而又没有或很少有防治措施，排放入河网的生活和工业污水量不断增加，污染物浓度上升，污物种类日趋复杂。水体污染又引起水生生物尤其沉水植物的种类和数量剧减，造成河底荒漠化，打断河道生态系统生物链，导致生态系统的严重破坏。

1.3 河道景观恶化

城市河道常穿过城市腹地，河岸边人口密度和建筑密度极高，大量城市污水和垃圾直接注入河道，导致水体透明度降低甚至发黑发臭，沿途环境污浊不堪，严重影响了河道景观。恶劣的水景观也成为社会与区域发展的制约，难以和人们普遍提高的物质生活质量相匹配。

2 解决问题的对策措施

2.1 生态护岸的建设

生态护岸以“保护、创造生物良好的生存环境和自然景观”为前提，在考虑具有一定强度、安全性和耐久性的同时，充分考虑生态效果，把河堤由过去的混凝土人工建筑改造成为水体和土体、水体和植物或生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态的护坡，是融现代水利工程学、环境科学、生物科学、生态学、美学等学科为一体的水利工程。在选用护岸材料时，可选择亲水性和透水性较强的材料，创造有利于河道中水生物生长和维护河道的水生态环境。基于这种需要，绿化混凝土被开发广泛用于生态护坡的建设。

2.2 生态修复

水生态修复技术的采用对于重污染城市河道水体，综合整治应做到标本兼治。一般来说，河道水体生态修复应有以下三个步骤：

（1）减少外污染源：消除黑臭是修复水生态的前提条件。城市河道的污染和生态系统破坏主要来自于城市污水的大量排放。所以，城市污水截流与治理仍然是改善城市河流水质的最根本手段。

（2）消化内污染源：达到消除黑臭并进一步提高水质的目的。采用生物治理、引水稀释、曝气充氧、底泥疏浚的手段，利用河流的水动力特性进行水资源调度和河道本身的自净功能与生物的净化功能改善水质，或利用外来引水增加流动水量，稀释水体，输移污染物，或直接移除河道内污染源，提高水环境容量和水环境承载能力，是改善水质的有效辅助手段。

（3）模拟自然生态：修复河道水生态系统在河道整治中创造条件，建设和恢复自然型岸边，实现水边、水中、水底的生物多样性，逐步修复水生态，通过生物链的作用，消化和吸收内外污染源，增强水体的自净能力。在沿河陆地和河道水体之间建立一道城市绿化地和河内生物组成的绿色屏障——缓冲带，缓冲带主要由挺水植物、浮水植物和沉水植物交替组成。其中水下森林（沉水植物带）的营造显得更为重要。营造水下森林的实践就是构建水生植被黑藻、伊乐藻、金鱼藻、苦草等沉水植物和浮叶植物睡莲等，以吸收和转化水中和底泥内的营养物，辅之于构建水生动物种群，维护生态平衡。

3 采用综合措施，美化水域景观

3.1 选择天然材料作为河道护岸工程的材料

天然材料能更好地融入自然，保护河道的水生态环境，体现河道本身的美感。在防冲能力要求不高和水流流速不大的河道，可以根据就近取料的原则，采取自然式护岸如土坡式。在防冲能力要求较高和水流流速较大的河道，可选择采用干砌条石(块石)、堆石或者浆砌块石护岸、石料的堆砌能使河道显得清新、自然、古朴，给人回归自然的感觉。石料之间的间隙有利于河道水生物、苔藓和草木植物的生长、创造优美环境。

3.2 设置亲水平台，创造“人水和谐”环境

河道整治在提高河道的排涝行洪能力的同时，又要增强河道的自然活力，创造人与水亲近的和谐、美丽的环境。建造与自然条件相和谐的亲水设施如木质栈桥，配合以形态多样的护岸形式，形成河流、绿地、树木的景观网络，创造多彩的水边风景和优美城市环境、满足人们入河戏水、欣赏自然界美的要求。

4 结语

篇10

[关键词]黑臭水体；水功能区；环境容量；污染物；削减环境效益

中图分类号：TU992.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0172-01

水是城市的灵魂，人依水而生，城得水而灵。现代人们逐渐认识到城市水系既发挥着排涝、防洪、供水、涵养生态等作用，同时也是城市文化的载体、城市灵气的所在及居民精神的依托。从而对水环境在城市发展中的作用逐渐加强。水―具有生态环境、空间景观和文化心理等综合价值，对凸显城市魅力、增强城市识别性、提升综合环境品质具有至关重要的作用。

1、黑臭水体整治背景

城市水环境的质量是人居环境的重要内容，事关人民群众的切身利益整治城市黑臭水体，实现河道清洁、河水清澈、河岸美丽，对于促进城市生态文明建设、提升城市品质具有重要意义，同时也能促进经济发展。十三五规划明确强调改善城市黑臭水体。

2015年，国务院颁布的《水污染防治行动计划》提出“到2020年底前：地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，2030年：城市建成区黑臭水体总体得到消除“的控制性目标。

为贯彻落实《水污染防治行动计划》，指导地方各级人民政府加快推进城市黑臭水体整治工作，住建部《城市黑臭水体整治工作指南》。

2、黑臭水体治理指导思想与原则

2.1 指导思想

在尊重本底自然条件和相关规划的前提下，以海绵城市建设理念为指导，秉承“人―水―城”和谐发展理念，科学规划、统筹推进，以黑臭水体治理为抓手，以水环境综合治理、水生态格局构建、水安全措施保障、水文化整合传承、水资源开发利用为主线，坚持保护优先、修复为主、科学治理的方针，为经济社会可持续发展，人民幸福指数提升提供更加可靠的基础支撑和安全保障。

2.1 治理原则

（1）全面规划，统筹兼顾，遵循城市水系的安全性、生态性、经济性、系统性和特色文化性原则。既要全面考虑防洪、除涝、降渍、供水、水资源保护、水环境改善等各项水利目标，也要兼顾水生态修复、交通航运、旅游开发、水产养殖等综合利用要求。注重水资源水环境容量资源、水域与岸线资源等河道相关资源的集约开发、节约利用、管制使用，保证开发利用的合理、高效并与河道保护相协调。

（2）畅通水系、发挥效益。充分利用现有河道，疏浚局部卡口、束窄段，以及现有泵站、闸坝，通过调度手段畅通水流，发挥现有工程效益。同时要根据经济社会发展及用地布局要求，适当新增、拓浚河道，合理调整河道功能，完善现有水系布局，保障经济社会的可持续发展和河道资源的可持续利用。

（3）因地制宜，一河一策，突出重点。突出骨干河道、重点区域的保护和治理，突出饮用水源保护、城市排水、排污口整合方面的研究；坚持以人为本，实现人水和谐，彰显城市水文化的传承与鉴赏。创建城市绿色之城、生态之城、健康之城。

3、黑臭水体治理技术路线

黑臭水体治理主要分为六个步骤：调查与分析、问题识别、整治方案、重点项目、完成目标。

调查分析包括现状调查：水系水文、水环境、水生态、市政设施、污染源、景观绿化、历史文化等；规划梳理：总体规划、水功能区划、绿地系统、防洪排涝、排水规划等。

问题识别是黑臭水体治理过程中的重点，是提出整治方案的重点。水环境问题识别包括确定水功能区，查找污染源，计算环境容量；水生态问题识别需认清城市水生态保护区、生态廊道河栖息地；水安全问题识别重点是城市防洪排涝和水系沟通。水文化和水资源则要搞清城市水系格局，历史文脉以及城市过境水、雨水利用、污水再生状况等。

在调查分析与问题识别的基础上提出城市的黑臭水体整治方案和重点项目，项目主要有以下几项分类。水环境工程：管网截污、污染源控制、生态补水、水系贯通；水生态工程：生态修复、雨洪收集、城市湖泊恢复、控制初雨、增加海绵体；水安全工程：分流排洪、完善防洪围堰、疏通水系、增加排涝能力；水文化工程：梳理文脉、确定主题、构建体系、多彩文化施策、分类整治；水资源工程：雨水调蓄利用、污水再生利用、中水回收利用。

4、黑臭水体治理思路

以黑臭水体治理为抓手，贯彻“全区域统筹、全方位治理、全过程控制”的总体方针，遵循“源头削减、过程控制、系统治理”的污染削除原则，按照城市的分区策略，根据城市水系格局和规划对河道分级，在水环境现状调查及污染源解析基础上对河道进行分类，并以水环境功能区划为依据确定治理目标，提出分级管控、分片治理、因河施策、分期实施的系统治理思路，全面提高城市水环境质量。

（1）分级管控

按照城市水系格局和规划，将区域内水体进行分级：饮用水源地、过境河流、城市内河以及城市封闭水体。对不同水体提出相应管控措施：为重点管控区，划分一级保护区、二级保护区，进行重点管控：重点加强城区污染源管控，逐步完善上游污染治理；城市内河及封闭水体：完善“河长制”，消除城区污水直排现象。

（2）分片治理

根据水系和黑臭水体分布特点，将规划区划分为多个片区，并根据汇水区域和水系连通进一步细分为治理单元，最终将污染负荷削减目标及工程措施落实到各个治理单元。

（3）因河施策

根据水体污染来源和污染因子特点，分配污染物削减量，提出有针对性的技术方法和工程措施，，水质较好水体以生态修复为主，水质较差河流以“截污+清淤+补水+生态修复”措施进行治理。

5、水环境功能区划与环境容量研究

城市黑臭水体的治理应根据城市的环境功能区划，将城市的河道作为对象，按照水环境现状参照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的要求，将城市地面水水域分类。根据城市的社会经济发展和生态环境建设，划定城区主要河道水功能与水质目标。

根据主要河流现有的水文参数及水质监测数据，参照水质目标，城区景观河流选用枯水期平均流量作为设计水文条件，入河控制量计算执行《水域纳污能力计算规程》（SL348-2010），计算指标为COD、氨氮、TP。

6、结语

城市黑臭水体的综合治理是对城市防洪、供水、生态环境保护和社会经济可持续发展，对保障城市河湖流域生态环境安全，提高居民生活环境质量，具有十分重要的意义和显著的社会、经济和生态环境效益。

生态环境效益：能显著提高区域内的生物多样性，增强湿地生态系统自我调控能力，提高生态系统的稳定性和有序性。从而促进区域生态环境的有效改善，维护流域的生态安全。社会效益：美化人居环境，创造人与自然交流的机会；生态科普，实现人类与自然的和谐相处；提供安全洁净的饮用水源，改善人居环境；创建和谐社会，促进城市发展；传承历史文化，实现“绿色”与“人文”的和谐统一。经济效益：优化环境，提升土地利用价值；促进生态休闲产业的发展，增加第三产业的收入；吸引投资，拉动地方经济。

参考文献：