水环境生态修复技术范文

导语：如何才能写好一篇水环境生态修复技术，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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水环境治理应遵循自然规律，以修复水生态系统的氧传输链为切入点，建立或恢复水生态系统，同时优化水生生物种群结构，提高食物链的物质转化能力，以强化水体的生物自净能力。因此，结合社会对物质生产的需求，根据生态平衡原理，因地制宜地应用生物生态修复技术进行水环境治理就必然是主要手段和发展方向。

1.1生物生态修复的概念

水体的生物生态修复技术，是利用培养、接种微生物或培育水生植物和水生动物，遵循生态系统的能量流动和物质循环动态平衡的原则，对水中污染物进行吸收、降解、转化及转移作用，从而使水体得到净化的技术。该技术是对自然界自我恢复能力、自净能力的一种强化，具有以下优点：（1）处理范围广、污染物去除率高、时间短、效果好；（2）生物生态水体修复的工程造价相对较低，不需耗能或低耗能，运行成本低廉；（3）属原位修复，可使污染物在原地被清除，操作简便；（4）不产生二次污染，对周围的环境影响小。

1.2生物生态修复技术分类

根据净化水体的主体及其作用，生物生态修复技术分为微生物净化、植物净化、动物净化、生物净化等，就治理水体污染技术发展趋势而言，趋向于多种技术集成。而具体由哪几种技术集成，则要根据治理水域的污染性质、程度、气候、生态环境条件和阶段性或最终的目标而定。目前，在水环境治理实践中，经常应用的修复技术和工程措施见表1。

2适用的生物生态修复技术

根据国内外大量的实践表明，生物生态修复必须和污染源控制相结合，采取的技术线路可归纳为“高强度治污，自然生态恢复”。即先投入大量的物力、财力、人力对河湖流域的污水进行截流并统一进行处理，达标后排放，再利用河湖水体的自我调节机能进行生态修复。对于水体黑臭，除厌氧菌外，其它微生物无法生存，水体生态功能丧失殆尽的河道，则必须先采用生态调水、底泥生态疏浚、人工增氧、生物酶制剂和外源微生物投放等工程措施，改善水体质量，为后续生物生态净水技术的介入创造条件。天津市地处华北平原东北部，属暖温带半湿润大陆性季风气候，多年平均降水量550～720mm，且时空分布不均。而当地多年平均蒸发量850～1300mm，年蒸发量远大于降水量，加之冬季寒冷而漫长，期间生物净化作用大幅降低，河湖水体的水量、水质变幅较大；因此，在应用生物生态修复技术治理时，必须和工程措施相结合，而具体的工程措施则应根据河湖水体的水量水质、可引调水量、水系连通情况、施工难易、工程费用综合分析比较确定。

2.1城区水系

城区水系是一个开放的系统，承担着城市防洪、排沥任务。城区水系污染种类众多，来源复杂，在采取截污措施控制河道点源污染前提下，还受到城市雨水管道系统形成的面源污染和大气降尘污染，一般污染程度较重，主要包括有机物、无机盐、重金属等，污染物排入水体的速度远大于水体的自净速度；因此，在确保城市防洪和排沥安全的情况下，采用生物生态修复技术进行水环境治理，逐步形成生物群落多样动态稳定、可自我调节的水系生态系统，实现人与自然和谐，建立人—水—城市的可持续发展模式。

对于水体污染轻微城市河湖，在定期补水的基础上，采用生物滤坝、复合生态滤床、人工生物浮岛、水生植物栽植、水生动物投放等生物修复技术。其中，人工生态浮岛净水技术的应用至关重要，该技术把水生、湿生、陆生等植物完美地组合在一个系统上，把昆虫、蝶类、鸟类、两栖动物和谐地栖息在相对隔离的生态系统内。浮岛净水技术和沉水植物的生态修复相结合，水体可望长期保持清澈与洁净。根据有关资料，浙江慈溪长河镇生物浮床植物净水技术治理该镇主要穿镇河道，两岸设置了近1000m人工浮岛和400m塑料浮床，栽培水生美人蕉、再力花、菖蒲、水蜡烛等水生植物，水质透明深度达70cm以上，与没有经过试点的河道相比，其水质透明度增加了30多cm。人工生态浮岛需要循环操作管理，结合无土栽培技术的发展和陆生观赏、食用、药用等植物的改良，生物生态修复技术的应用前景将更为广阔。

对于水体变黑发臭、污染严重的城市河湖，要根据水底污染物淤积量、污染物构成等情况，采取底泥生态疏浚以削减底泥对水体的污染，或采取河道曝气增氧、生物酶制剂和外源微生物投放工程措施，加快水体中有机物降解速度，促使形成水生植物尤其是浮叶和沉水植物的生存环境条件。一旦水生植物介入，即可应用上述生物生态修复技术进行水环境治理，水生态系统就可望能够修复，鱼儿游水草漂、岸绿景美的良性城市水生态景观就会重现。近年来，生活污水生物生态处理技术发展迅猛，如SUNPOND-KOT生物处理技术、QBO人工湖泊水处理技术等，利用生物学、水生生态学原理，使人工河湖水域生态平衡，达到并保持地面水域景观水质标准，具有设备少、施工简单、工程建设费和运行养护费低等优点，对于推动城市水生态环境建设具有重要的启示意义。

2.2水系

受人为排放含营养物质的工业废水、生活污水以及农业面污染（化肥流失、禽畜养殖、渔业养殖）的影响，水系的水环境问题主要是水体富营养化。由于水系具有水量大且变化不稳定的特点，因而水环境治理难度大，还存在循环往复的特点。结合国内外水环境治理与生态修复经验和发展趋势，主要采用湿地系统、人工生物浮床、生物廊道等来进行治理和修复。湿地是自然环境中自净能力最强的区域之一，其净化机理主要是通过沉降、过滤、化学沉淀和吸附、微生物反应和植物吸收等反应过程除去水中的污染物，具有成本低、效率高、可持续的特点。天津市境内洼地众多，湿地资源丰富，拥有北大港、七里海、大黄堡洼、团泊洼等湿地，湿地面积达24.9万hm2，占全市土地面积的20.9％，具有水环境治理的天然优势。首先完善天津市境内的河道、湖泊、湿地水系连通体系，将河道流水引入湿地。其次，结合气候和水体环境的特点，由内到外培植栽种经过选择的耐污染、耐寒、去除力强的水生、湿生、陆生植物，同时放养水生动物，形成稳定的水环境生态系统，通过植物、微生物的吸收和生物降解等方式实现对污染物的过滤、拦截、吸收、移除，降低污染物浓度，达到净化水体改善水质的目的。

结合农业生产，应用生物浮床技术和生物调控技术对水系的局部性水质进行控制。生物浮床技术按照自然规律,在以富营养化为主体的污染水域水面利用特殊材料的浮床种植粮食、蔬菜、花卉或绿色植物等各种适宜的陆生植物，清理下来的水生植物可加工成饲料、绿肥或用于沼气，形成一个产业链。通过植物根部的吸收、吸附作用，削减富集水体中的氮、磷及有害物质,从而达到净化水质的效果,同时美化绿化水域景观。生物调控是用调整生物群落结构的方法控制水质,主要是投放、发展某些鱼种,抑制或消除另外一些鱼种,通过调整鱼群结构,保护和发展大型牧食性浮游动物,使水系中整个食物网适合于浮游动物或鱼类对藻类的食用和消耗,控制藻类过量生长，从而改善水系环境质量。岸边因素对于控制河流水质、维持河床的稳定和生物多样性等起着非常重要的因素。根据天津市河道沿岸滩地的分布情况，结合农业区划，利用植被覆盖河道两岸滩地，构成岸边水陆交错带、植被缓冲带、农田耕作带、堤防防护林带，建立生态廊道，为生物多样性创造条件，恢复河流的自我调控能力和自我修复功能，提高河道自然净化能力。

3结语

（1）天津市地处海河流域下游，水环境治理任务艰巨而又迫切，利用生物生态修复技术进行水环境治理，是“遵循自然、师法自然”具体应用，具有净化效果好、成本低的特点，是实现生态效益、经济效益、社会效益完美统一的最佳途径，是水环境治理的发展方向。

（2）水环境治理必须系统规划和综合治理。河湖水系及其生态系统具有完整性，因此需要系统规划，从全局出发，兼顾干支流、上下游、滞洪洼淀、河口、沿岸自然环境和社会发展等各个方面统筹考虑，同时将水环境治理与防洪、航运、城市用水、桥梁、景观等结合起来，进行综合治理，优化突出整体利益。

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[关键词]城市；河流；水环境；生态修复；治理模式

中图分类号：X171.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0301-01

1.引言

城市河流对社会、经济发展以及生态保护具有十分重要的地位。城市生活环境具有密集性，对与人类关联密切等特点，一旦出现城市河流水环境污染并且污染超出自然消化能力则导致城市河流区域乃至整个城市出现生态平衡损害[1]。因此，研究城市河流水环境生态修复途径与模式，对于城市水污染治理，维护自然生态平衡，具有重要的意义。

2.传统修复途径存在的问题分析

传统的城市河流水环境修复途径一般为截污和清淤，这两种途径都存在着很大的局限性。因为河流为开放性系统，其受到外部相关联环境因素的影响而无法“独善其身”。比如，河道沿岸种植物，城市地下污水排放，沿岸雨水汇集等因素都将可能将氮、磷、碳乃至重金属元素带入河流之中，从而导致河流水质环境被动恶化。

针对上述问题采取截污措施仍然无法有效的解决氮元素污染难题。这是因为大气中的氮元素仍然可以通过河流中的藻类植物进行吸收。所以，要想精确调节住氮的关联源，对富营养化水体来说，是非常困难的。除了氮元素的关联污染之外，磷元素也具有类似效应，磷元素与藻类互相作用以至于富磷情况下水体磷元素过量储集而造成污染。

根据以上分析，采取传统的截污和清淤途径难以有效修复城市河流水环境生态。

3.城市河流水环境生态修复模式

城市河流水环境生态的修复难以简单地通过人类活动的退缩而恢复到过去的状态。概括来说，水环境生态的修复有四种模式可以选择，即复育、修整、改善与再造，这四种模式的概念及特性如下：

1）复育。对现有水环境生态经过人工措施，使其各种组成、条件、功能、景致等都能恢复到未受干扰前的状态。

2）修整。针对城市河流某个特定的生态环境扰前应具有的部分重点特征，经过人工措施，使其能重现这部分的功能、特性。

3）改善。采取人工方式改进城市河流水环境生态中某些功能，但无须考虑是否为原有的环境特性。

4）再造。又称重构，即重新“构造”一个城市河流水环境生态，即使此环境中所包含的特性从来未出现在原区域中。

无论是复育或修整原有的水环境生态，还是改善或再造新的城市河流生态，均须考虑河流区域气候、水纹环境特点，将生态安全作为水环境生态修复的前提，包括：一、增强对城市河流生态的调控能力，将污染负荷的变化控制在水环境生态系统可承受能力之内；二、强化、改进城市河流生态系统的自我修复能力，使水环境能够抵御环境变化的不利影响[2]。

4.城市河流的生态修复措施

岸堤是城市水环境的基本要素，对河坡与浮石带、湾区和等部位进行结构研究的基础上，设计城市河流地带的生态工程和宜居景观。

分别针对城市河流的各段岸线采取引水冲污措施即通过清洁江河水置换河道的污染河水，从而实现生态岸堤的滞洪补枯，涵养水源、改善生境以将原污染河道中的污染物稀释或带入下游，在护坡上种植柳树芦苇等耐湿喜水性植物降低河道的污染负荷以提高河水的自净能力。

城市河流岸堤的生态修复关键一点是护岸设计。针对底泥中的有机物在细菌作用下发生分解使河水变黑变臭问题，采用“设计遵从自然”的城市河流规划的新观念和新方法降低水中的溶解氧浓度，同时产生硫化氢、磷化氢等恶臭气体。选用改进岸堤技术新建河堤解决常年冲刷和上游环境的恶化造成的严重水土流失问题。改进的岸堤采用前缘为砂质河滩，可以单一出现也可成为一组大致平行的堤出现，构建岸堤的材料可以为砂质、砾石材料、水泥材料等结合混凝制成。才去的方案充分考虑城市河道的生态、经济和社会效益，达到生物多样性显著提高，重建强有效的水环境自然生态平衡。

河流进入城市中心区后，鉴于城市用地的局限，无法采用宽体式斜坡护岸技术，主要是采用立体式石砌生态护岸技术，并辅助种植耐阴植物以调节环境温度、湿度、吸附消化有害气体和灰尘，建设形成滨水生态空间，丰富水景景观。

在植被选择上，综合搭配基本草种、树种和花形成具有不同高度、适应四季、错落有致的植物区。利用植物区实现气复氧技术用于应对河道的突发污染即在适当的位置针对河水进行人工复氧，提高水体的溶解氧水平。选用沉淀剂净化水体，恢复水体中好氧生物的活力，用活性炭吸附污染物质使水体自净能力增强，从而改善河流的水质状况，并配以微生物降解水中的有机物质重建提水、沉水植物群落吸附过量盐质。

综合采用生态清淤、底泥干化与资源化利用造岛一体化技术实现城市河流生态修复，并辅以生态工程技术措施，有效滞纳、吸收、转化、降解各种污染物，改善水环境；同时遵循生态适应性原则，因地制宜配置功能植物，恢复湖滨带自然景观格局和生境类型，发挥滨岸湿地植被的截污去污功能，为水生动物提供适宜的栖息和繁衍场所，完善入湖河道生态系统。

5.结论

针对城市河流水环境生态修复问题，概括了四种修复模式，并进行了分析，给出河流地貌特征的修复、河岸带的整治和重建、水文特征及生物物种的恢复途径。所提模式在城市河流生态修复实践中提供思路和借鉴。

参考文献

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近几十年来，污水处理技术无论在理论研究还是在应用方面，都取得了一定进展。国内脱氮除磷技术一直不够成熟，受传统治理技术和设计理念的束缚，在对生活污水等有机污水的治理上，许多设计单位和成套设备制造商只重视COD、BOD5等有机污染物的去除，而忽视了脱氮除磷。随着污水成分的日趋复杂和人们环保意识的逐渐增强，三级处理和深度处理污水厂也在很多城市兴起。同时，随着研究的逐步深入，新工艺、新技术大量涌现，如AB法工艺、间歇式(序列式)活性污泥法、脱氮除磷的A/O系统、同步脱氮除磷的A/A/O系统、氧化沟系统等。这些新工艺新技术的研究与应用，在很大程度上缓解了水环境的污染。现有的技术设备一般都存在投资高、处理成本高等问题，影响了整个处理系统的运行。目前，采用较多的二级处理污水处理厂基建投资一般约为1000元/m3，如果考虑深度处理或三级处理，处理成本将会达到1500元/m3以上。由于国家的财力还十分有限，而采用BOT等方式吸收外资和民营资本进入环保市场机制也还不健全，导致水环境治理速度相对缓慢。如何优化组合工艺，采用新技术，降低成本，增强处理效果，应用经济适用的“三低一少”（投资低，运行费低，管理要求低，废泥量少）的污水处理新技术成了水环境治理的一个新课题[1]。

2治理和改善的基本处理要求

2.1从水环境的整体进行考虑和处理

水环境是一个整体性的生态系统，对水环境进行生态处理时就必须要从整体入手。虽然治理和改善水环境一直是我国的重点工程，但过去的生态型水环境治理并未从整体的角度进行考虑和处理，通常都是投入大量的资金用于水循环系统建设，通过对水源的循环处理争取实现水源的净化，但这样的处理方式却常常是毫无效率的，甚至会加剧水环境的污染程度。因此，新时期的生态型水环境治理要求人们必须从整体的角度进行考虑。

2.2确保水环境处于良性的循环状态下

水是一种可以再生与循环使用的重要资源，主要涉及自然与社会循环2种形式。其中，社会循环指的是人类通过开挖利用产生的水进入的循环；而自然循环则是一种常见的自然现象。两者相互交织，社会循环需要建立在自然循环基础上，同时，还会对自然循环造成影响。若在社会循环过程中，充分考虑自然循环基本规律，加强污水处理，保证排放至自然界中的水可以满足环境要求，则会使自然循环良好维持，保证淡水资源可以被人们持续应用。以雨水为例，通过渗透与贮存，对其循环途径进行修复，控制暴雨的自然径流，减小洪峰流量，避免灾害的发生[2]。

3生态型水环境治理技术的具体应用

3.1建立人工湿地

人工湿地与天然湿地之间存在着不可改变的区别，但人工湿地切切实实是在全面分析天然湿地的相关特性的基础上建立起来的。人工湿地主要是在相关技术的应用下借助一定的地理优势和水环境形成与天然湿地相类似的湿地环境，从而对受污染或者破坏的水环境进行相应的修复和改善，这样的修复、改进作用主要包括物理作用、化学作用与生物作用。人工湿地的建立虽然总是缺少一定的天然性，但成熟后的人工湿地拥有与天然湿地类似的稳定生物膜，受到污染或者破坏的水源在经过这一稳定生物膜时，有害物质就会被这一稳定生物膜过滤出来，其他污染物质也会被这一稳定生物膜自觉的消化与吸收。例如，深圳市的燕罗湿地，就是一个十分成功的应用案例。

3.2建立湖滨带

湖滨带是由陆地向水域过渡的特殊地带，它可同时具有水域和陆域2种生态系统，而且具有其他水域带或陆域带所不具有的特殊生物群种，能够在水源的保持、净化等方面具有特殊的作用。建立湖滨带可以将净化水源与涵养水源的微生物进行大量的存储和培养，使有问题的水环境系统在经过这一生态系统时能够得到充分的净化和改善。湖滨带除了具有净化好改善水源的作用之外，其观赏效果也是极佳的。湖滨带具有层次性和过渡性，因此，水生物也具有明显的过渡性，但它最重要的作用还是在于改善水环境[3]。

3.3建立人工浮岛

所谓人工浮岛，是利用人工技术在水域生态环境受到严重破坏或营养化程度较为严重的地区进行水生生物培植，从而使得这些植物能够在生长发育的过程中，吸取大量的水域中所含有的有毒有害物质以及过度丰富的营养物质，使该区域内的水环境达到一个较为正常和稳定的水平。人工浮岛的建立和应用最为突出的特点就是不受水域生物种类以及水量多少的影响，完全根据该水域的受破坏程度来决定水生生物的养殖规模和面积。

3.4吸收利用雨水地表径流

在城市化建设不断扩大规模以及新农村建设步不断加快的前提下，我国的土地利用类型发生了翻天覆地的变化，地表植被覆盖率及类型受到了较大影响。建设中对土表硬化处理后的土地不仅会破坏浅层地表的水文，并阻碍地表径流的正常渗透，使得建设区域内的生态型水环境深受迫害。除此之外，植被的减少使得建设区域内的水源涵养能力大大削弱，土表的渗透力受到影响，发生降雨时，大量的地表径流被浪费，甚至引起该区域内的积水或洪涝灾害。因此，在生态型水环境治理的严格要求下，必须要对地表进行改造，以增加地表雨水的渗透量。最为常见的措施就是要更换硬化地表的材料，改为透水性较好的砾石或者透水板砖，并尽可能地增加绿化面积。

4生态型水环境治理新技术的尝试与应用

水环境的不断恶化和当前水环境治理技术存在诸多的弊端这2种情况，我国通过不懈的努力和尝试，终于在“十五”重大科技项目中取得了一系列可喜的进步。在原位型水生态修复方面，我国武汉的月湖、桂林的桃花溪、苏州的拙政园等水系生态环境得到了较大的改善和修复。这也在很大程度上向社会证明了治理和改善水环境还需要充分尊重自然规律，为大自然留足自由发展和自我修复的空间。因此，我国在生态型水环境治理方面大力推进新技术的尝试与应用：（1）对环保部门的工作进行调整和重新部署，要求其不仅要想尽办法遏制水源的污染恶化程度，还应该尽最大努力对水源的受污染情况进行缓解。大力尝试和应用新型的生态型水环境治理技术，尽快完成生态型水环境治理技术的更新换代或者改进。（2）城市或农村规划部门也必须要积极配合环保部门的工作。无论是规划城区建设还是新农村建设，都必须充分考虑生态型水环境的建设问题，必须要为生态型水环境留足空间，而且是原位型的生态空间。同时，在兴建城市居民小区或农村建筑时，都要充分考虑排水问题，设置性能优越的排水系统和排水设施，同时在绿化城市或者农村的环境时，天然的水系环境不可破坏，必要时可以为其设置保护等级，并通过建立相应的法律法规加以保护。

5结语

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【关键词】：水环境生态文明建设 生态河道建设

中图分类号：S891+.5 文献标识码：A 文章编号：

一、绪论

中国的水环境和水质量的问题是与工业化、城市化进程相伴随的。建国初期,工业基础相当薄弱,城市化水平低,水环境和水质量处于良好状态;50至70年代末,工业建设规模展开,尤其是重工业迅速发展,局部水环境污染问题开始显露;80至90年代初期,随着人口的增加、经济高速发展、工业化步伐的加快,特别是乡镇企业的迅猛发展及城市化进程的加快,使水环境恶化的趋势加剧,由局部性水污染发展到流域性污染;90年代中后期,国家虽然加强了水污染防治工作,使流域性水污染急剧恶化的趋势有所减缓,但从总体上看,中国水污染问题仍然十分严重。

中国目前水环境污染的主要特点：

1.污染范围广，据有关部门对全国13．46万公里河流和322座水库进行的水质评价，近40％的河水受到了严重污染。全国七大水系412个监测断面中，劣V类的水占27．9％，即近1／3用于农业灌溉的水都不合格，90％城市的地下水已经被污染。在部分地区和流域，水污染已经明显呈现出从支流向干流延伸、从城市向农村蔓延、从地表向地下渗透、从陆地向海洋发展的趋势。

2.污染事故频，据统计，近年来，我国水污染事故频繁发生，光2001年到2004年就发生水污染事故3988件。尤其是因企业违法排污和事故而引发的重大水污染事件也是接连发生。去年底至今年初不足3个月的时间，就发生了3起。2005年11月，吉林石化公司双苯厂发生爆炸，造成松花江部分江段污染，导致沿江居民用水发生困难。12月，广东一企业超标排放含镉废水，导致下游10万人无法饮用北江水。2006年1月，湖南省株洲市霞港湾因水利工程施工不当，导致含镉废水流入湘江。

二、建设生态水环境、生态河道的必要性

党的十报告首次单篇论述生态文明，首次把“美丽中国”作为未来生态文明建设的宏伟目标，把生态文明建设摆在总体布局的高度来论述，表明我们党对中国特色社会主义总体布局认识的深化，把生态文明建设摆在五位一体的高度来论述，也彰显出中华民族对子孙、对世界负责的精神。把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展。

作为我们水利工作者更应该感到责任重大，水是社会安全的保障；是城市生态的载体，水系是社会文明之源；是社会发展之基。而生态河道的建设将可以改善水环境，还我们山青水秀的家园。

三、建设生态水环境、生态河道

1.内涵

生态河道是指在满足人民日益增长的对河流基本要求的同时又能营造适宜生物群落生长环境的自然与人文景观相统一的水流通道。运用人和自然和谐相处、可持续发展、保护河流特色等理念，在有效保障河道基本功能和水利工程自身安全的基础上，减缓人类活动对生态河道的不利影响，营造适宜多样性生物群落和自然人文相协调的景观。并依靠生物群落及相应的河道环境组成的生态系统的自我修复能力，不断改善水环境，从而构建人水和谐相处的健康河流。生态河道是融现代水利工程学、景观生态学、环境科学、生物科学、美学等学科于一体的水利工程。以保护河道系统中生物良好的生存环境和创造和谐的自然景观为前提，在保证防洪安全的同时，充分考虑生态效果。

2.生态河道建设工程技术

国外提出了河流修复的8 项措施，并广泛应用于河流修复实践。这些措施是：①恢复缓冲带；②重建植被；③修建人工湿地；④降低河道边坡；⑤重塑弯曲河谷；⑥修复浅滩和深塘；⑦修复水边湿地、沼泽地森林；⑧修复池塘。这主要是从整条河流和整个流域的尺度所提出的，它是一个复杂而庞大的系统工程。

河道的生态工程技术一般是从三个方面来进行的：①修复河道形态；②修复河床断面；③修复丧失的河岸带生态系统。

2.1 修复河道形态

天然河流具有浅滩和深潭的交替结构。河流中浅滩和深潭是水生生物不同生命周期所必需的生存环境，河道的直线或渠道化常常会破坏这些地带。从生态学的角度看，弯曲的河流具有更高的生态效益，如减少水土流失、扩大生境面积、增加生境多样性等。因此要把经过人工改造的河流修复成保留一定自然弯曲形态的河道，重新营造出接近自然的流路和有着不同流速带的水流。具体来说就是恢复河流低水河槽(在平水期、枯水期时水流经过)的弯曲、蛇形，使河流既有浅滩，又有深潭，造就水体流动多样性，以有利于生物的多样性。

2.2 修复河床断面

主要是改造城市河流中被水泥和混凝土硬化覆盖的河床，恢复河床的多孔质化，同时改造护岸，建设生态河堤，为水生生物重建生息地环境，使城市河流集防洪、生态功能于一体，增强城市自然景观，为城市居民创造优美的水边环境，提供丰富自然的亲水空间。对于河道断面根据不同的河道功能要求，设计不同的河道断面形式。目前，国内外对生态护岸的研究和应用十分广泛，主要有以下几种类型[3]：

2.2.1 植物护坡。发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果，国内外对此研究也较多，采用发达根系植物进行护坡固土，既可以达到固土保沙，防止水土流失，又可以满足生态环境的需要，还可以进行景观造景。

2.2.2三维植被网护坡。三维植被网技术原先多用于山坡及高速公路路坡的保护，现在也开始被用于河道岸坡的防护。它是主要利用活性植物并结合土工合成材料，在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统，通过植物的生长对边坡进行加固的一门新技术。

2.2.3植被型生态混凝土护坡。植被型生态混凝土是日本首先提出的，并在河道护坡方面进行了应用。近几年，我国也开始进行植被型生态混凝土的研究。植被型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成，具有较好的抗冲刷性能，上面的覆草具有缓冲性能，既实现了混凝土护坡，又能在坡上种植花草，美化环境，使硬化和绿化完美结合。

2.3 修复河岸带生态系统

河岸带是介于河溪和高地植被之间的生态过渡带，它是最典型的生态过渡带具有明显的边缘效应。作为湿地的组成部分之一，河岸带具备湿地几乎所有的功能。如湿地的调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解环境污染、净化水质、维持生物多样性和生态平衡、保持地下水资源平衡以及调节区域乃至全球C、N等元素的生物地球化学循环等功能。河岸带较其它湿地类型生物多样性更加丰富。但同时河岸带也最易遭受人类活动的影响。目前，世界20%以上的河岸带植被已不复存在，剩余部分也在极迅速的消失，而在我国情况更为严重。退化河岸带往往造成植被破坏，生物多样性下降，小气候恶化，河床及河岸遭受侵蚀，洪涝灾害频繁，严重威胁着人民的生命财产安全。因此，与湿地恢复密切相关的退化河岸带生态系统恢复与重建已成为当今恢复生态学研究和生态型河道建设的重要内容之一。

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关键词：水生态景观；景观规划；生态修复；生态建设

水为基础性的自然资源之一，是大地之母，生命之源，是人类赖以生存和发展不可或缺的重要物资之一，水对于我们的重要性毋庸置疑。但是，随着现代工业的发展、城市化进程的加快与城市人口的激增，水资源大量被污染，水环境日益恶化，人们的生存环境令人堪忧。水质量的高低直接决定一个城市生活水平的优劣与生态环境的好坏。曾经以千湖之省为傲，拥有丰富水资源的湖北也未能幸免，在现代化高速发展车轮的辗压下，水生态屡遭破坏，留下无穷后患。如何在城市发展的同时保护、修复水环境，让城市更加清新、亮丽和舒适，城市的水更为清澈、甘甜与润泽，人与自然更为和谐，是我们刻不容缓需要解决的课题。

随着国家对城市水域景观、过水区、湿地生态环境日益重视，政府、专业人士和社区公众积极有效的参与和实施，城市过水区景观与湿地退化进程有所减缓，使将一定程度上已毁生态予以修复成为可能。近年来，湖北省相关部门对于水生态的保护，水生态景观的建设开始引起高度的重视。

在2012年颁布的省“十二五”规划中关于扎实推进“两型”社会建设的内容里，强调提出建设绿色湖北，以“三库、三江、三湖”为重点，加强水环境综合治理；加大退耕还林和植树造林工作力度，构建功能完备的森林生态系统；抓好湿地生态建设，保护生物多样性；加大石漠化治理和水土保持力度，抓好三峡库区和南水北调中线工程水源区保护；加快建设大东湖生态水网构建工程等构想。加快建设生态文明，实现绿色增长，开展生态文明创建活动，提升全社会生态文明意识，成为“两型”社会建设的主线之一。

如何合理有效的建立水生态景观？如何改造以往固化而发臭的河道与过水区、修复退化的生态湖泊与湿地并设计出行之有效的生态水域景观改良方式方法？如何根据自身环境的不同，将人与水环境、人的亲水性相结合，构建更绿色的城市水景，打造和谐的人居环境，是摆在我们环艺工作者面前最现实、最紧迫的课题。

1 水生态景观的概念

1.1 水生态景观

水生态景观是指水域的生态景观设计，这里既包含了水域的生态化处理与生态复原，同时也是对于水域的一种生态保护性景观设计，还水域一种更为自然和谐的形态，提供更多人与自然的互动空间，形成美观、自然、生态、合理的水域生态群。具体的来说就是从资源环境保护、生态建设与修复、公共游憩利用、地区景观形象塑造等方面深入探讨过水区、湖泊、滨水景观等建设的多元目标和内容，并在此基础上提出以生态环境修复为导向的水景规划目标。强调以景观生态学原理为依据的生态修复机理和方法，确定合理的河道、湖泊等水域的滨水区、驳岸等土地利用规模、强度和方式，达到重塑自然形态水体及滨水环境的效果。运用生态景观理念和技术，（包括水体及水环境的生态治理、滨水动植被保护和生态修复、滨水工程构筑的生态技术等方面）完成水域的多元化生态景观设计。

多年来，随着国民经济的快速发展，公众对户外环境中水环境、滨水区等游憩空间的需求日益增长，但是经济活动不断扩张却将大面积的水体污染，对人们的生活产生诸多不利影响，许多水域变成了排污渠道，而荒废成为臭水塘。20世纪80年代，对于过水区不断地被硬化的处理方式，由于这种生硬的设计使得原本充满生机的水域，失去了生态喘息与自洁能力，水生态被完全破坏，流域变得污浊不堪。

当前，水生态景观的开发利用面临着如何适应社会经济发展、满足公众需求，面对如何修复日益严重的环境问题，协调各部门机构的职能和利益等一系列挑战。应该遵循客观的自然规律建设城市水域，还水域于自然。从可持续发展的观点看，只有做好水生态景观建设，清澈洁净的河流、湖泊才能成为景观利用的对象和载体。以生态修复为导向的水生态景观建设，必定促进水生态系统的自净能力，营造多样化的生物种群生存环境，实现地区生态环境修复具有重要的意义。

这种将水环境还原于自然的设计思路与方法早已在西方得到推广，获得了良好的效益。其中，具有代表性的是《设计结合自然》作者伊恩·麦克哈格（Ian Mcharg），他在人与自然极端对立的环境中度过童年，他的经历促使了后期生态主义理念在其头脑中的形成，他提出的“设计结合自然”，推动了美国的生态景观设计，将生态学思想运用到风景园林设计中，产生了“设计尊重自然”，把风景园林设计与生态学完美地融合起来，开辟了生态化风景园林设计的科学时代，也产生了更为广泛意义上的生态景观设计。

其后，罗伯特·萨尔（Robert Thayer）又就“显露自然”的视觉生态美提出了4点内容：①能帮助我们看见和关注人类在大地上留下的痕迹；②能让复杂的自然过程可见并可理解；③能把被隐藏看不见的过程显露出来；④能强调人与自然尚未被认识的联系。这些针对景观和规划设计的新理论引起社会重视并得到了推广。

1.2 水域景观（过水区、湿地、滨水区）的现状与发展需求

城市水域过水区、湿地、湖泊、滨水区等水域存在以下几种现状：

（1）高度紧张的城区用地问题突显，侵占或填埋水域作为建设用地，城市蓝线与其它城市用地控制线组织混乱，城区水面面积急剧减少。

（2）水域以及水域周边如驳岸、滨水区是陆地和水体交接地带，有着陆域、水域生态系统以及水陆之间的生态系统，具有高度生态复杂性和敏感性，城市建设活动中污染物的排放，垃圾的倾倒等人为破坏，导致水体污染、生态失衡，水生态危机日益严重，成为了臭河、臭塘。

（3）人类与生俱来的亲水性使城市中水生态景观地带，成为最有吸引力的公共开放空间，但现有的城市水域景观，由于缺乏生态性设计失去了往昔活力和吸引力。曾今的郁郁葱葱和听取蛙声一片的湿地与湖泊，变为了各种生硬的硬质化设计，将我们与水域隔离，水面发黑、发臭，漂浮着各种垃圾。

（4）城市水域地带是最早出现人类活动的区域，不仅记录着城市的历史、文化，是城市独特人文景观的展示廊道，还是我们对童年、对年代的记忆。但遗弃和破坏文化遗产的现象时有发生。

针对水域景观出现的上述种种问题，国内外专家学者都进行了大量的理论研究与实践探索。20 世纪90 年代科学家钱学森提出了“山水城市”概念，倡导构建与自然山水相结合的城市环境。许多的水域绿地景观设计一直是专家学者研究的热点。北京林业大学校长尹伟伦院士编制的北京市永定河《绿化景观专项规划》，明确提出“以安全行洪为根本、以生态修复为载体、以生态经济为导向、以生态屏障为目标，林水相间、以绿养水、因势利导”的水域生态绿化理念，对城市过水区、生态绿地的构建具有指导意义。北京大学俞孔坚教授致力于以水为核心组成部分的城市生态基础设施建设，包括保护利用水系统、雨洪管理与利用和保护水生物多样性等，特别强调水格局的连续性、水域地带的自然形态、游憩绿地生态建设的重要性。对工业时期遗留的硬化河道的去直改弯，生态化整治，让河道“自由呼吸”等多个设计项目得到了肯定。让市民找回儿时对自然水域的记忆，让我们生活在天然的气息中。

2 水生态景观规划的现有方法

水生态景观规划第一步应该是从依托水土形成的景观资源调查开始，了解和评价土地利用和周边环境的历史和现状，调查和预测社会需求，确定不同的开发利用方式。在保护水利工程安全、维护生态环境的基础上进行土地和空间利用的优化配置，提出总体规划布局与实施方案，并在规划建设实施后作出绩效评价。

综上所述，关于国际上对于水生态景观设计的思路与方法的研究有着一定的基础，并在此基础上指导并形成生态设计的方法和理念。但此学科的研究也尚处于新学科的发展阶段，还有许多方面有待于更深入的探索。我国较早提出生态、自然的景观设计思路并付诸于实践的，是以俞孔坚为首的设计团队。然而这些方面的研究并没有针对对于水生态景观设计提出的具体思路，以及我国不同水域特点及中部、南部地域特点、人文知觉环境的不同而产生的因地制宜的设计方法与思路。

3 湖北省水生态景观设计发展方向

结合中国水生态设计主要方法与形态和湖北省水域实际情况，提出针对不同水域资源和水域结构的特点，提出湖北省水生态景观设计的发展方向与设计方法。并依据生态景观理论，研究如何运用这些方式方法来解决现水域存在的问题，以及如何结合自身的现有条件和资源形态来发展更为合理的水生态景观。

3.1 景观资源环境保护

对构成水域景观资源的水体、近水土地、植被、功能性工程构筑物和有价值的建筑物等实行整体环境保护，体现了生态保护、行洪安全保护、风景保护和历史文化保护的综合性。实施保护优先是避免建设性破坏的策略，有利于建设高质量的水域景观，体现地区景观风貌特色。

3.2 生态环境建设与修复

结合滨水土地使用的调整，通过截污纳管、生物过滤等方法恢复水体水质。进行浅滩、沙洲、湿地等形态的营造，修复水域的自然状态和各种生物生境；保护乡土树种，恢复受损的植被；进行护岸等工程设施的生态化修建与改造等。逐步恢复水域地带多样化的生物种群栖息环境 。

3.3 公共活动及游憩利用

水域地带还应该作为公共共享空间对大众开放，体现了社会发展带来的福利和政府公共政策的取向，也是经济发展和水资源综合利用的社会目标。为人们提供一个安全、舒适、优美、自然的亲水活动场所，满足人们多样化活动的愿望。

3.4 景观形象塑造

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一、农村水环境存在的主要问题

众所周知，工业企业的污水排放、化肥、农药不合理使用所导致的农村水源污染、迅速发展起来的集约化养殖场的污染以及居民生活污水和废弃物的乱排乱堆等都对水环境造成了严重影响，除此之外，水土流失、旱涝灾害、工程施工、农业垦殖与秸秆焚烧对水环境的污染的影响越来越大。

二、水土流失与土壤侵蚀

水土流失是在水力、重力、风力等外营力的作用下，水土资源和土地生产力的损失和破坏，包括土地表层侵蚀及水的损失。这造成了非点源污染的进一步加剧，而非点污染源分散、范围大、难于监测和控制，具有不能用排放标准来衡量的特点。非点污染源的载体主要集中在地表径流，污染物质主要是氮、磷等营养物质和农药。

水土流失与土壤侵蚀直接影响水环境的水量和水质两个方面，主要集中在：

1.侵蚀泥沙本身就是非点源污染物，造成江河湖泊泥沙淤积，水体浑浊，降低了江河湖泊的防洪泄洪功能；

2.侵蚀径流和泥沙携带大量的化肥农药等污染物进入水体，造成水体富营养化引起水环境恶化；

3.由于侵蚀泥沙和所携带的化肥、农药、病菌等污染物的进入，影响了水生生物的生存环境，进而影响了水生生物的生长。因此，水土流失不仅使得农业资源遭到破坏引起土壤退化，降低土地生产力，而且造成水环境的非点源污染和水质的恶化，已经成为当今农村水环境面临的主要问题之一。

三、旱涝灾害频繁加剧农村水环境恶化

我市自然灾害频繁，降水量的70%主要集中在汛期，甚至是汛期当中的几场大雨，而且年际丰枯变化很大，容易形成非涝即旱、旱涝交替发生的局面。有些支流污染较为严重，随着农民生活水平的不断提高，塑料、玻璃、废旧电池，破旧衣物等不可降解物大量产生，村道两旁、田边地头、水塘沟渠等随处可见；同工业垃圾一样，生活垃圾利用率极低，大部分都露天在城郊和乡村堆放，这不仅占去了大片的可耕地，还可能传播病毒细菌，其渗漏液污染地表水和地下水，导致水环境恶化。枯水季节这些居民生活污水和废弃物在河槽内积蓄，而到汛期雨洪而引发大部分支流积蓄的劣质水、污染水集中下泄，使干流和沿河湖泊水质受到严重影响，污水的下泄还导致沿河的城镇供水和下游湖泊渔业养殖遭受影响。非点污染源在暴雨或暴雨后对水质的影响最大，特别是90年代几次大洪水期间，洪水淹没了大面积的土地，基础卫生设施遭到严重破坏，灾区的粪便、垃圾、畜圈以及淹死的家禽和牲口造成环境和水源污染。

四、农村水环境保护与治理的总体思路

我市地处淮北平原，水资源相对充足，应进行水环境容量研究和核算，充分利用水体的自净能力，在此基础上对污染源进行治理。在制定水环境保护措施时，都应该结合自身的经济、环境特点，因地制宜，寻找适合我市的水环境治理和保护措施，只有这样，才能达到经济效益和环境效益的统一，才能达到治理和保护水环境的目的。

五、农村水环境保护与综合治理的对策

农村水环境保护：包括水量和水质两个方面，严格地讲，应当在满足一定水质目标要求的基础上，编制农村水环境保护规划，科学治水，节约用水，维护水体的良好水质，防止水源枯竭，实现水资源的合理配置。同时要加快区域水务管理体制改革，即水务体制改革，对供水、节水、排水、中水回用、污水处理等涉水事务进行统一管理，区域水资源统一管理是改革的必然趋势。

六、?加强水土保持的治理力度、走生态农业的道路

改变没有水土保持措施的传统耕作方式，防止土壤侵蚀，减少泥沙、养分和农药的流失。随着点污染源的严格控制和全面治理，在考虑水体污染控制时，非点污染源的控制是一个不容忽视的方面。但在治理非点源污染涉及政策、管理技术、市场调节、农民配合等方面，存在着技术困难、国情条件限制以及农民利益的协调等，在农业中又存在着化肥、农药的难以替代性等诸多限制因素。因此，必须加强非点源污染的治理力度、走生态农业的道路。首先应充分考虑农村区域特点，实行生态平衡施肥技术和生态防治技术，从源头上控制化肥和农药的大量施用；第二，有效的水土保持经营管理方式可以防止侵蚀，减少径流，控制水质的退化。第三，在解决水土流失问题上，必须把充分依靠大自然的自我修复能力作为核心的指导思想。即使搞人工治理，其目的也是为了更好地发挥大自然的自我修复能力。第四，结合节水灌溉技术，提高农业水、肥利用效率。

从根本上来讲，我市农业生产必须走生态农业的道路，搞好产业结构调整；同时采取工程措施、行政措施、技术措施等，为大自然自我修复创造条件，增强其自我修复能力。只有如此，才能有效遏制水土流失的发展趋势，实现我市水环境和农业的可持续发展

七、充分利用雨洪资源，兴利除害结合，防洪抗旱并举

坚持以人为本，科学防控，利用各种先进的预测预报技术和手段，充分发挥水利工程的作用，及时运用行蓄洪区和分洪河道，做到了“拦、分、蓄、滞、排”合理安排，严密防守、科学抢险，使洪水始终处于可控状态，实现了对洪水的科学有效防控。在水利专项规划中，不能侵占行洪河道，要注意给河道让出一定的宽度来，防止人为约束河道造成恶果；在堤防建设上，要统一规划，因地制宜，在防汛工作中，要加强分蓄洪区建设，科学合理地运用分蓄洪区。

从单纯的防洪减灾转变为在考虑防洪减灾的同时，如何充分利用雨洪资源，更多地为人类造福。首先就要保护宝贵的水资源。其次，要因地制宜应对干旱缺水，按照常规做法，解决时间分布不均，主要靠修水库、塘坝多蓄水。但是，必须清醒地认识到，我市农业、水利设施抗灾能力低，靠修水库与其他蓄水工程，不能从根本上解决水量短缺问题，建设节水型社会才是解决我市干旱缺水问题最根本、最有效的战略举措。

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关键词：前沿 水科学 水文水资源 环境水利 农田水利

水科学的研究是二十世纪末期人类极为关注的课题之一。自然界中水演化规律的复杂性，人类活动对天然水影响的日益加剧，致使水问题愈加突出，从而极大地影响和制约了人类社会的生存和发展。高新技术在水科学研究中的应用，有力地推动了水科学的研究进程。本文分析了水文水资源、环境水利、农田水利等学科在21世纪初研究的前沿问题。

1 水文水资源

水文水资源学科分为水文极值理论与计算、水文预报理论与方法、水资源开发利用管理理论与方法等3个方向，目前是水科学研究中比较活跃的一个分支。

水文学研究的对象主要为大气、植被、地表、土壤及含水层中的水分运移和相互间的水分转化[1]。目前研究的重点和难点问题主要有：空间分布问题、水文尺度问题、稳定化数值算法问题、分布参数计算、区间入流反演、单宽入流过程的反推等。引入的新理论和新方法有神经网络模型、灰色模型、遗传算法、分形、混沌理论等。水文预报方法中数学模型的研究由黑箱模型发展到概念性模型，目前这一领域的研究主要集中在概念性模型的参数识别、模型参数的实时矫正技术；随着GIS（地理信息系统）空间信息处理技术及相应计算机软件、高性能微机工作站及数字地形高程（DEM）等技术的出现，使得与水文水环境有关的地理空间数据的获取、管理、分析、模拟和显示变为可能，开始出现了分布式物理水文模型和半分布式物理水文模型等新的洪水预报模型，其中，分布式物理水文模型将在近几年内有较快的发展。今后水文学的主攻方向将是区域尺度大气输入和分布式水文模型相耦合、新技术体系在流域水文学上的应用以及建立数学模型模拟人类活动影响下的地下、地表水质和水量的变化情况[1]。

水资源的优化配置一直是水资源高效利用需要讨论的议题之一，随着近几年来我国北方部分城市严重缺水以及洪、涝、旱等灾害的不断出现，使得该分支的发展越来越受到社会各界的普遍关注，如何使水资源充分发挥作用，使之有利于人类社会的发展成为众多学者为之努力的方向。为减轻洪涝灾害的发生，在分析流域水位径流资料的基础上修建防洪功能水库，通过建立调度决策支持系统减少灾害损失的发生，同时也考虑洪水资源化，将洪水引入到适当地方储存起来，供缺水时使用。长距离调水是我国解决水资源南北分布不均、北方城市严重缺水的重要手段，由此而来的如何合理建立水市场便成为急待解决的问题之一，有关水权、水价的形成机制以及效益补偿机制的建立成为该领域理论与实践研究的前沿课题，这一领域也体现了水资源学与管理学、经济学、社会学、法学等多学科交叉的特色。流域水资源管理从水资源工程的多目标开发和统一管理，逐渐发展为集地下水、地表水、湿地、水生生态系统于一体，统筹规划设计、实施和保护的流域水资源集成管理。以水资源系统工程、大系统多目标优化理论、决策分析以及协商理论和对话机制为基础建立的水资源管理决策支持系统为水资源统一协调管理提供了强有力的支持。

开源节流是解决水资源紧缺问题的主要途径。城市雨水资源化就是一个很好的节水思路。现在城市雨水大多是通过下水道直接进入城市排水系统中，在雨量较大时，常常造成排水不畅，引起城区滞水，给人们生活带来诸多不便。如能将这部分雨水充分利用，对缓解城市水资源短缺，减轻城市排水系统的压力将起到双重作用。

地表水和地下水的相互作用是科学家们所热切关注的话题，目前多从野外试验、示踪剂、模型模拟和仪器测量等方面研究地下水与地表水交错带上发生的各个过程及地下水在质和量上的相互作用。

数字地球、数字流域概念的提出，进一步推动了水文水资源科学的发展。地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和遥感技术（RS），或称为“3S”系统，在水文水资源研究和应用领域的应用，使得开发整个流域的产汇流过程，对洪水演进和淹没进行三维空间的动态模拟仿真系统成为可能，这些技术的发展无疑对防洪部门的决策具有重要的参考价值。 2 环境水利

环境问题是21世纪全世界各国所面临的重要问题之一，环境水利学科基础研究主要涉及到河流水环境、非点源污染防治及治理、水污染处理工程等方向。

河流水污染是近年来人们普遍关注的主要环境问题之一，我国河流水环境质量总体较差，有必要加强河流水质管理、治理污染和防止污染加剧。目前这方面的研究主要集中在：①研究河流水环境质量发展趋势。建立水环境质量监测网，跟踪研究水环境质量因子在河流中的变化情况，预测河流水环境质量的变化趋势；②河流水环境不确定性风险研究是世界性的难点和热点问题。由于河流的多用途性，使得河流水环境经常会遭到一些意想不到的破坏，而这种破坏是带有突发性和不确定性的，因此给河流水环境的风险研究提出了更高的要求；③建立河流生态环境预警系统。与河流水环境质量发展趋势相对应，如果某个或某些水环境质量因子的发展趋势向着河流生态环境质量恶化的方向发展，并接近生态环境可允许的边缘时，通过发出警报，使人们能够及时采取措施预防和治理；④河流水体的动态耗氧、复氧机理。研究河流的变化应尽量接近河流的天然情况，河流水体的动态耗氧、复氧过程正是基于此而提出的，研究河流水体的动态耗氧、复氧机理对于正确认识河流水体中氧气的耗用情况，进而研究河流水质的发展变化机理有重要意义；⑤江河生态环境最小需水量定量化理论和应用研究。江河生态环境是江河在长期的演化过程中形成和发展起来的较稳定的生态关系，研究江河生态环境最小需水量对保护自然界生态平衡、确定人类可引用的河水数量具有重要参考价值。

非点源污染方面的研究，集中在人类活动对地下水污染的预测和如何对污染物进行治理等方面。由于非点源污染需要综合和显示各种空间信息，利用GIS对空间数据的处理能力及模型的模拟能力，可研究不同的土地利用方式对流域水文和水质的影响。农业非点源污染是造成地表水富营养化的一个主要原因，研究湿地生态系统对农业非点源氮、磷等元素的削减能力，为减轻和控制富营养化提供依据。对湿地非点源污染的控制机理研究将对非点源污染的治理起到积极作用。

水污染处理工程方向的研究愈来愈受到重视，地下水污染是水污染中较难解决的问题之一。我国地下水和土壤污染相当严重，主要污染物是重金属离子和有毒有害有机物，据调查，超过50%的城市地下水受到不同程度的污染。受污染士壤和地下水的修复技术基本上分两类：物理化学类型和生物学类型。物理化学类型包括隔离、泵抽取、地上处理、士壤清洗、萃取、固化和稳定化等；生物修复技术包括地上生物处理和地下现场生物修复等。物理化学类型能够彻底清除土壤和地下水中的污染，其缺点是严重影响士壤的结构和地下水所处的生态环境，而且成本非常高；相比，现场生物修复技术不会破坏生态环境，但是修复过程非常缓慢，效率低。目前出现了一种电动力学修复技术，既能修复受污染的土壤和地下水而又不会破坏生态环境，成为修复技术的发展方向[7]。水污染治理机理研究集中在：微生物措施研究，利用有益微生物保护水源；研究曝气生物滤池中的气液固三相流，提高污水处理效率；研究深层均质滤料滤池处理微污染水的氧化机理等方面。此外，水污染经济损失评估、湖泊富营养化机理、生态环境评价指标体系等方面也是环境水利学科研究的热点问题。

3 农田水利

农田水利研究以农田节水、作物高产为中心，涵盖了节水灌溉理论与方法，节水灌溉综合技术体系，灌溉排水技术与方法等方面的研究。

土壤水与作物关系问题的研究是农田水利研究的基础，围绕着农田土壤水分的转化问题与农田水分的有效利用开展了大量的研究。土壤水研究现已从单学科走向多学科交叉，如水热和溶质的耦合运移，土壤-植物-大气连续体中的水热运移等。其研究特点亦从均质走向非均质，从点的研究走向面（或区域）的研究，从理论研究推进到应用研究。土壤水运移机理研究目前集中在优先流、土壤水参数的测定和确定、土壤水参数的空间变异性、土壤水分运动的随机模型等几个方面。

为缓解农业用水紧张状况或为了提高灌溉水利用率、提高水分生产效率、增加用水者的经济效益或减少劳动力和动力消耗而采取的节水措施主要有：①输配水过程：渠系改建、渠道防渗、管道化输水灌溉、灌区现代化管理；②田间输水过程：水平畦田灌、喷灌、滴灌、渗灌、小管出流、波涌灌（浑水波涌灌）、膜上（下）灌、有限灌溉（限水灌溉、非充分灌溉、调亏灌溉）、集雨灌溉；③作物吸收转化过程：坐水种、机械保墒、化学保墒、秸杆（薄膜）覆盖等。近来，节水灌溉出现的新概念、新方法还有：地下滴灌、微喷灌、节水控盐灌溉、控制性分根交替灌溉、微咸水灌溉[2]等。

灌区现代化管理是获得灌区系统的最优运行、充分发挥工程效益的良好手段。灌溉排水规律的复杂、水资源日趋紧张、综合利用供需矛盾的增加都需要加强灌溉排水系统的集中管理。自动化、GIS、GPS、RS、水情自动测报系统等技术的发展，为实现灌区管理现代化提供了技术支持。实现灌区现代化管理，首先要有灌溉工程控制设备的自动化，其次有先进的系统运行软件对系统控制问题进行决策，从而建立灌区现代化管理决策支持系统，指导灌溉用水过程。

水平畦田灌是田面非常平整条件下的畦灌，要求供水流量大、土地平整精度高。用传统技术难以满足其精度要求，必须在进行大地测量后，采用激光平地技术。该技术在美国等发达国家被称为是地面灌溉最重要的进展之一[8]。波涌灌溉利用了致密层在发展中不断减小田面糙率与土壤入渗特性这一客观规律，逐次为以后各周期的灌溉水流创造了一个加速水流推进与提高减渗效果的新界面。浑水波涌灌溉则是利用含沙量较高的水进行波涌灌概，能够起到更加明显的效果[4]。地下滴灌是目前节水效应最为显著的灌水方式之一，它具有微灌的所有优点，又在生态环境保护方面效果明显，将农、水和生态等学科交叉融合，统一考虑地下滴灌技术参数组合与作物生长发育和水肥利用的关系，能较好地协调土壤水、肥、气等状况，防止土壤板结，为作物创造良好的生长环境，具有明显的节水增产效益。目前该领域的研究主要集中在以提高水肥利用率及根区水分养分运移过程的效率为目标进行的地下滴灌灌水技术参数的优化试验研究。微喷灌具有节水、调节田间小气候等特点，缺点是受风影响大，飘逸损失多。目前，国内外微喷灌工程对水滴分布函数、飘逸蒸发系数研究不够。节水控盐灌溉制度设计模型以作物生长对土壤水盐状态的响应为依据，在分析作物水盐模型和大田水盐平衡理论的基础上，研究淡水、微咸水交替灌溉条件下灌溉制度的优化设计，是节水灌溉制度的一种新的设计方法[5]。控制性分根交替灌溉是一种局部根系受累时既能满足作物水分需求，又能控制蒸腾耗水的农田节水调控新思路[6]。微咸水是我国北方地区重要的水资源，实施微咸水灌溉对北方地区水资源的合理开发利用，提高作物产量，开辟新的灌溉水源、缓解我国北方缺水状况将有重要意义。节水灌溉综合技术体系也叫节水农业技术体系，是为充分利用降水和可用水资源采取水利措施、农业措施和管理措施，提高水的利用率和利用效率，达到农作物高产高效的成套技术。是一项包括水源、输水、田间供水、生物和管理等子系统构成的系统工程[8]。该技术体系可缓解水资源供需矛盾，促进高产、优质、高效农业发展。在排水控制涝渍和盐碱化方面，目前采用的方法有明沟排水、竖井排水、二元结构水文地质条件下的竖井排水、暗管排水、辐射井排水等，研究内容主要集中在对田块、排域的排水模数等方面。分析节水灌溉技术的不同尺度影响，地理信息系统（GIS）在节水评价中的应用也是当前研究的热点问题。

4 小结

水科学的研究已经进入了一个全新的发展时期，研究的对象已经向微观和宏观两个领域的深层次发展，研究的尺度也呈现区域、流域、全球平行发展的态势，各尺度的转换问题研究是当今水科学研究的前沿课题之一。水科学与多学科的交叉仍然是水科学由理论转向实际的重要手段，高科技领域在水文水资源研究中的应用更加广泛；水资源评价已发展到在可持续发展思想指导下，不仅进行水量评价，而且包括水质、水资源保护、水资源经济、水资源管理等全方位评价的评价指标体系；水环境问题的研究中，点污染、线污染和面污染研究并举，并以非点源污染的研究领域有较大的开拓；加强了人类活动对水循环影响的研究；开发研制具有水文过程模拟、水污染控制、水资源规划与管理等功能的流域规划决策支持系统软件等。 参 考 文 献

[1] 刘苏峡.世纪之交的水文研究.水科学进展.2001，12(1).

[2] 沈振荣，等.节水新概念——真实节水的研究与应用.北京：中国水利水电出版社，2000，4.

[3] 彭盛华，等.GIS技术在水资源和水环境领域中的应用.水科学进展，2001，12（2）.

[4] 王文焰，等.浑水波涌灌溉的节水机理与效果.水利学报，2001，(5).

[5] 张展羽.节水控盐灌溉制度的优化设计[J].水利学报，2001，(4).

[6] 史文娟，等.控制性作物根系分区供水的节水机理及研究进展[J].水科学进展，2001，12(2).

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    朝阳位于辽宁省西部,区域范围为东经118°50′至121°20′,北纬40°35′至42°20′,地处冀、蒙、辽三省(区)交界处。朝阳境内主要有大凌河、小凌河、青龙河和老哈河等四条河流。大凌河流域总面积为12963平方公里,最大径流量为15600立方米/秒,最小径流量0.09立方米/秒,年平均径流量为8.82亿立方米,可利用水总量为6.5549亿立方米。境内共有大凌河支流22条,主要支流有大凌河西支、老虎山河、牤牛河等。

    2 水环境状况

    2.1 水环境质量状况

    2010年,在朝阳市境内三个监测断面的水质数据中,只有南大桥断面水质各项指标均优于《地表水环境质量标准》Ⅲ类,水质良好;长宝渡口断面水质类别为劣Ⅴ类,水质重度污染;章吉营断面水质类别为劣Ⅴ类,水质重度污染。大凌河主要支流的大凌河西支、第二牤牛河、老虎山河和凉水河子河水质均为劣Ⅴ类,污染严重。

    2.2 水资源状况

    全市水资源相对不足,全市人均水资源占有量仅为全国人均占有量的1/4,全省人均占有量的1/2左右。2010年,朝阳市水资源总量为118476.8万立方米,其中地表水资源量80350.1万立方米,地下水资源量82769.4万立方米,地下水可开采量52410.8万立方米。朝阳市总用水量呈逐年递增长趋势。在各行业中,除农田灌溉各年度用水量基本保持稳定外,其它各行业用水量均呈逐年递增长态势;2005-2010年,全市用水总量由36706.1万m3增长到53882.8万m3,年均增长4.9%;随着朝阳工业化、城镇化的发展与人民生活水平的提高,全市用水量的需求越来越大,水资源将远远不能满足用水需求。

    3 水环境治理

    针对水环境质量和水资源的状况,朝阳市提出了多项举措,对水环境进行治理,已经取得了明显的成效。

    3.1 点源污染治理方面

    (1)工业废水治理情况。大凌河水污染防治规划共安排朝阳造纸废水治理等12项工程,已关停造纸行业草浆生产线2户(朝阳、凌源造纸厂),完成治理任务的5户(喀左陈醋厂、凌钢综合污水处理、凌钢焦化水处理、朝阳工业纸板厂、朝阳酒厂),停产整顿2户(朝阳制药厂和朝阳阳光纸业有限公司),企业倒闭1户(建平华伦造纸厂);(2)畜禽屠宰废水治理情况。畜禽屠宰污水治理安排5项,主要安排在各县(市)。已完成2项,朝阳益康食品已关屠宰生产线;(3)医疗废水治理情况。全市共安排医疗废水项目17个,已完成市区及[提供和服务]各县(市)区中心医院的医疗废水治理工程10个。(4)城镇污水处理工程。十二五”期间朝阳市将建设城市(镇)污水处理厂5座,配套建设污水收集管网22.5km。(5)乡镇污水处理。分为两类:矿山污水综合治理和原有乡村生活污水处理厂建设。(6)生态移民工程。随着经济、社会的快速发展,水库保护区内居民的生产、生活对生态环境安全构成了严重的威胁。为保护和修复库区生态环境,需要对保护区内居民进行生态移民。将保护区内居民全部迁出,建立移民新村,并对村民耕地、房屋等进行补偿,完成各种安置项目,并配套建立生活污水、生活垃圾、新能源及集中供热系统。

    3.2 面源污染治理方面

    (1)生物综合利用工程。一是推广“一池三改” 农村户用沼气1.5万户,每年建设5000户。二是沿上游及库区乡镇建设生物质固化厂10个。三是建设生物有机肥厂2座。(2)畜禽粪便治理工程。加强畜禽养殖管理,进行圈养和收集粪便,同时严格管理粪便堆积和趋向,降低粪便污染,形成良好的粪便收集、处理模式。(3)村落环境整治工程。加强区域农村村落环境整治,有条件的小城镇和规模较大村庄应建设污水处理设施,城市周边村镇的污水可纳入城市污水收集管网,对居住比较分散、经济条件较差村庄的生活污水,可采取分散式、低成本、易管理的方式进行处理;逐步推广户分类、村收集、乡运输、县处理的方式,提高垃圾无害化处理水平。

    3.3 水环境治理环境保护方面

    (1)库区拦污工程。在水库库区内设置隔离网来隔离固体漂浮污染物,及时打捞及运输库区内的生活垃圾等固体污染物。(2)河流入库口湿地工程。十二五”期间,将在大平房大凌河入库口、建平县深井河与第二牤牛河汇合处、大凌河喀左县城以下的吉利玍各建一块不少于10km2的人工湿地,以对入河污水进行深度处理,计划总排资4000万元。(3)水源涵养与水土保持工程。大凌河流域水土流失治理工作自1993年列入全国八片水土流失重点区以来,已连续实施了20年,大凌河水土保持重点治理工程也被纳入中央水利水土保持项目的支持重点。

    第一、坝址两岸生态保护工程;计划在2013年-2015年完成重点迎面山宜林荒山造林5万亩,平均每年1.66万亩,重点栽植适合我市气候特点的油松、侧柏、山杏等乡土树种。第二、退耕还林工程;阎王鼻子水库入库口坡耕地。完成15度以上坡耕地造林0.2万亩,重点开发大枣、南果梨、苹果等经济林树种,并通过采摘园建设,提高经济效益。第三、小流域水土保持工程;实施小流域“金字塔”综合治理模式、沟壑梯级治理模式等行之有效的科学治理方法。第四、矿区生态修复工程;在库区范围内对停产关闭矿山的生态修复、正在生产矿山的生态修复、尾矿库的生态修复;同时增设生物预警系统,增强对突发水事件的预警能力。主要进行排土场清理、安全处置、植被修复。进行综合监测及预警,防治突发性污染及安全恐怖事件发生,保证水质安全。

    4 结语

    经过治理,大凌河流域朝阳段水环境质量取得了明显的改善,从而切实保障生活、生产和生态用水与水环境安全,为落实科学发展观,建设社会主义生态文明,破解水资源短缺和水环境污染制约朝阳经济社会和谐稳定发展提供保障。

    参考文献:

篇9

关键词：城市水生态；修复技术水

随着全球科技的进步，人类活动的频繁和社会经济增长模式的转变，水资源的开发利用达到了前所未有的强度，水生态环境遭到了严重的破坏，但是城市水环境是城市生态环境的重要组成部分，也是市民休闲娱乐、维护城市生态平衡的重要手段。那么随着人们生活水平的提高，人们对水环境的质量也越来越高，在这种情况下采取生态修复的方法解决污染不是很严重格的水环境是今后城市环境治理的必然，修复受损的水生态环境是恢复水生态环境的有效途径。

1我国城市水体的水质状况及其污染成因

目前全国80%以上的城市河流受到污染，许多大江大河的城市段已达不到Ⅲ类水质的标准。据全国2 222个检测站的统计，在138个城市河道中，符合Ⅱ、Ⅲ类水质标准的仅占23%，超过Ⅴ类水质的占到38%，能饮用的地面水所剩无几。2003年度全国七大水系407个重点监测断面中，只有34%适于直接饮用（属Ⅰ类水质），24.8%适于渔业生产（属Ⅰ、Ⅱ类水质），38.1%适于游泳（属Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水质），另有38.1%是没有任何用途的臭水（属Ⅴ类、劣Ⅴ类水质）。

1.1点源污染

随着改革开放的不断深入，大量的人口涌向城市，城市内的厂矿企业急速增加，大量生活污水、工业废水未经处理直接排入河道，河道生态环境遭到破坏。

据统计，长江流域劣于Ⅲ类水河长占总评价河长的22.5%。劣于Ⅲ类的水体主要集中在城市江河段和部分支流。主要超标项目为：氨氮、高锰酸钾指数、化学需氧量、5日生化需氧量、总磷、石油类等。长江流域的污废水排放量，2003年达到270×108 t以上（其中不含火电厂直流式冷却水和矿坑排水230.9×108 t），其中生活污水81.3×108 t，工业废水192.1×108 t，较5年前增长了35%。2003年黄河流域废污水排放量为41.46×108 t，其中城镇居民生活污水排放量为9.46×108t，第二产业为29.33×108 t，第三产业为2.67×108t，火电厂直流式冷却水排放量和矿坑排水量为2.18×108t。

大量的污废水排入城市河道，而这些污废水远远超出了河道的自净能力，河道内部生态系统产生“多米诺”效应，水质急剧恶化。

1.2面源污染

城市河道的面源污染主要是以降雨引起的雨水径流的形式产生，径流中的污染物主要来自于雨水对河道周边道路表面的沉积物、无植被覆盖的地面、垃圾等的冲刷。污染物的含量取决于城市河道的地形、地貌、植被的覆盖度和污染物的分布情况。因此，对面源污染的控制也可理解为对城市河道周边降雨径流污染的控制。

在诸多城市的市政建设中，雨水排水管道和污水管道是不分的，而且不具备雨水处理工艺。大量的雨水沿着排水管道未经处理直接进入城市河道，给河道带来了严重地污染。

1.3混凝土的“包装”

在城市河道治理工程中，片面追求河岸的硬化覆盖，只考虑河道的防洪功能。为保护城市的安全，河堤年年加高，并大量建设钢筋混凝土、块石等直立式护岸，河道完全被人工化、渠道化。失去自净能力的河道反过来又加剧了河道水体的污染。

2城市水生态修复技术

2.1城市水生态修复技术

2.1.1污染源处理技术

城市水体污染的主要来源是生活污水的直接排放，尤其是分散生活污染源的排放，已经成为部分地区城市水体污染的重要原因。因此，研究开发小型的具有脱氮除磷功能的生活污水处理装置尤为重要。生活污水就地处理净化槽、土地沟渠净化系统等成为城市污水处理系统的重要配套设施。固定微生物技术、微生物载体技术、电解技术、厌氧好氧技术、水解技术及磷资源的回收技术成为上述装置的重要组成部分。尤其是发展新型磷资源回收利用系统技术为恢复有限磷资源奠定了技术基础。

2.1.2水体生物修复技术

生物修复是利用特定的生物（包括微生物-土著或外源微生物以及植物等）在一定条件下进行消除或富集环境污染物，从而对污染环境进行恢复的生物过程。生物修复技术是新近发展起来的一项清洁环境的低投资、高效益、便于运用、发展潜力较大的新兴技术，已经成为一种新的可靠的环保技术，并得到各国环保部门的认可。植物的修复技术主要是使生态系统的退化得到遏止，生态系统的基本功能得到恢复。研究包括河流廊道、河网及岸坡的植物培育及生物群落的构建。

2.2城市水体的维护

2.2.1建立科学的水务管理体制

目前，我国的水资源管理涉及到水利、航运、渔业、矿产、城建、农业、林业和海洋，但没有一个真正的权力机构来统一管理水资源。长期以来在防洪减灾、城市供水、防止污染、保护水生态环境等具体工作上都存在许多矛盾，严重妨碍了水资源的统一规划、统一调配和统筹兼顾。新的城市水务管理应具有对城市防洪、除涝、需水、供水、节水、排水、水资源保护、污水处理及回用、地下水回灌等统一管理的职能。通过建立统一的水资源管理体制实现城市水体规划、调度和水量水质的统一管理，进一步确保地区社会经济和环境的可持续发展。

2.2.2加强水生态保护

城市水体是城市的重要组成部分，赋有供水、防洪排涝、旅游娱乐及维护环境生态平衡的重要作用。因此，在城市规划、区域流域规划及水利工程规划、设计、管理、调度中应充分考虑这一特殊水体的作用与功能。通过建设调节水库、污水库、引水冲污水道或通过湖泊河道清淤减少水体污染源等，以达到保护和改善城市水体的目的。

通过引水来增加河道流量，是改善城市水体质量的有效方法。目前国内基本上采用生物处理工艺为主，辅之以曝气氧化的方法。利用天然河道和水工建筑物，按照污水处理要求加以人工曝气、拦污沉渣等措施，达到处理要求；或通过人工投放生物菌种的方法对河道水体和底泥进行生物降解，以恢复水生态环境。此外，研究适合当地的城市二级污水处理厂尾水排放通道，是防止城市环境水体污染的重要方法。

2.2.3综合治理暴雨污水

城市雨水一方面是一种可贵的水资源，另一方面会对城市水体造成污染，尤其是初雨中含有大量的污染物。随着城市化进程的加快，城市雨洪控制与利用显得尤为重要，我国已开始研究收集利用雨水的技术和方法，上海和北京等城市均在着手研究雨洪水的控制与利用方法，通过对降雨强度、降雨径流和初雨水质变化规律的研究，建立后续雨水收集、传输、调蓄、处理及利用系统。在工程措施上，可以结合生态工程建设，通过管、塘、池配套设施建设，溢流技术的完善，河湖岸边水生植物合理利用，雨水净化回用以及减少侵蚀作用等措施减少污染强度，从而达到保护水体的目的。

总之，我国一定要结合我国水资源分布的特点，根据不同区域，不同水质环境，采取适宜的水生态环境修复措施，逐步探索适合我国水生态环境修复之路，逐步改善本区域内水生态环境，使受损的水体得以修复。树立遵循自然、利用自然、保护自然的理念，使人类与自然和谐相处。

参考文献：

[1]李艳霞，王颖，张进伟，陈建峰.城市河道水生态修复技术的探讨[J].水利科技与经济，2006，（11）

[2]胡静波.城市河道生态修复方法初探[J].南水北调与水利科技，2009，（02）

篇10

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

[1]刘小梅.现代城市河道生态修复方法与实践[J].山西水利科技，2010，（04）.

[2]夏振尧,许文年,戴爱方喜,等.城市内河滨水堤岸生态修复技术探讨[J].中国水土保持,2005.