生态修复原理范文
时间:2024-01-10 17:58:23
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篇1
中图分类号:TU986.3文献标识码: A 文章编号:
一、前言
生态修复是指停止人为干扰生态系统,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节和自我组织能力使其发展走向正确的秩序,或使用的弹性的生态系统,辅以人工措施,恢复受损生态系统一步一步或使生态系统发展方向的良性循环,指致力于那些在自然突变和活动的影响下,人类活动破坏自然生态系统恢复和重建工作。
二、国家生态园林城市标准
生态园林城市是一种以人为本,根据自然环境、资源流向经济效益的命脉,使得生态良性循环、社会和谐发展和人类居住环境的优良形式。生态园林城市倡导生态伦理,倡导绿色文明,保护和构建地带性植物群落,实现清洁生产,预防和控制环境污染,提高资源的利用效率和再生能力,保持该地区文化特点,基于人与自然的和谐,实现城市的可持续发展。
城市功能的协调,以满足生态平衡,城市发展和布局结构合理,形成了协调与区域生态系统的城市发展和城乡一体化系统的城市发展。城市和区域协调发展,具有良好的区域生态环境,形成完整的城市绿地系统。城市人文景观和自然景观和谐发展和继承传统文化的城市,保持城市原来的历史风貌,保护历史文化和自然遗产,保持自然形式的地形地貌、水系、人文、自然景观,形成一个独特的城市。完善城市基础设施,提供良好的城市生活环境,积极参与公共利益的制定和实施的当中来。
三、城市园林生态恢复的概述
景观生态恢复是指恢复原始生态系统的受损,这与人类活动被暂停或相互联系。景观生态建设应以景观空间结构调整和重建为基本单元,包括调整原来的景观格局,改善受损生态系统的威胁或功能,完善基本生产力和稳定性的影响,人类活动对景观演化导致一个良性循环。城市景观生态修复并不意味着在所有的情况下恢复原始的生态系统,这也没有什么必要,也不可能实现。生态修复是最关键的恢复系统所必需的结构和功能,使系统能够维持城市本身。生态恢复与重建是跨尺度、多水平的问题,其主要的性能水平是一个生态系统区域,景观生态恢复与重建景观退化。
四、以生态修复服务功能为导向的城市园林绿地规划模式
1.内容
城市园林绿地规划设计,从整体性出发系统,规划和设计不同的对象根据不同的规划和设计措施加强彼此之间的联系。园林绿地景观是由人工植物群落影响下的人工地形、水和其他自然元素与纯人类构建结构建筑的复杂巨系统,园林绿地景观系统不再是在分散状态,但是发生了根本的变化。整个反映在每一个部分的绿色空间景观必须密切关注其整体性。对于处理这类园林绿地,必须把它作为一个有机部分的园林绿地景观。但现实往往只能满足城市在视觉上的需要,而不是整个花园绿地生态调节功能。使园林绿地发挥整体大于各部分之和的功能,必须是有机组织。遵循生态修复服务功能的工作原理,利用生态花园绿地景观设计应该包括以下五个方面:
(一)、在植物配置,使用自然植物利基原理、设计的生态关系对象进行植物的合理搭配,形成一个优势互补和相对稳定的植物群落;
(二)、利用植物不同的生物学特性和生态特征,在不同的位置不同的植物群落的布局,以达到最大的衰减的空气污染,水质污染;
(三)、在使用景观要素、景观素描大量的材料中,在景观设计应该充分利用的时候,比如工业荒地垃圾要合理有效的使用;
(四)、改善生态环境的重点是景观设计;
(五)、生活生态位的改善是促进生产生态位改善的推动力。
2.工程技术手段
技术的基础是生态修复。不同的技术水平不同(非生物因素、生物物种、个人、人口、社区、生态系统和景观、区域和全球生态系统)。回收技术,分为物理技术、化学技术、生物技术和生态技术等。旨在恢复各种物理性问题(如辐射、风、水文学、土壤颗粒结构、温度、湿度、矩阵、地形、地质、水利、灌溉)、化学问题,污染和废物处理和利用,土壤、富营养、化学结构和流程、酸化、盐渍化和碱化土壤肥力在极端环境改善等、生物问题(错误处理幼苗,种子生产、种子的选择、育种和种质改良等)、生态技术(从不同的层面看,比如人口调控或社区配置控制和生态系统结构与功能、生态行为装配)生态演绎的规定,来构建一个城市园林绿地规划模式优化生态系统。
五、城市园林生态修复的管理方法
人们常常基于人类的方式恢复城市园林生态。在不同的恢复模式和参与空间和时间顺序(在时间和空间分布)的不同,经常影响达到极限状态的生态系统结构和功能。
生物物种存在于许多方面,城市绿地系统建设和生态重建的大型工程项目是人工干预和生物物种的人工生态修复的表达模式。由于生态系统恢复时间开放,物种通常不是一个单一的步骤,是多次入境的过程。因此一定条件下的空间和时间的混合物种及其配合参与的人将成为一个重要的因素影响形成的城市园林生态恢复模式。
在同一时空领域上进入的物种组合有利于形成生态结构和功能流程的基本环节或链;在不同时空领域上进入的物种组合有利于形成绿地景观的基本生态结构网络,进一步促进绿地景观网络功能的发育。
各项生态修复服务功能对于城市居民的重要性差异:在一个特定的城市,从城市绿地规划的关键考虑因素是生态服务功能的重要性为城市居民有差异,这是优先确定生态服务功能的重要基础。
生态修复服务功能与绿地的提高而增大的速度的差异:在其他因素不变的条件下,增加绿色景观,生态服务功能将会得到增强。然而,由于绿地增加的数量、生态修复服务增强速度是不同的,或绿色的敏感程度的增加都是不同的。其他条件相同的情况下,灵敏度越高的生态修复服务功能应该更优先,如图。
六、结束语
现代工业化程度正变得越来越严重,使城市居民生活环境受到极大的危害,为了让生态系统得到良好的恢复,必须借助现代手段的景观恢复、景观生态恢复与重建的关系来构建区域生态安全格局,以实现健康的生态系统,进而实现园林化的美丽城市。
参考文献
[1]城市绿地规划的理论基础与模式研究,中国环境科学出版社,2008
[2]园林绿地景观规划的理论与方法,科学出版社,2006
篇2
关键词:生态 水利工程 设计原则
1水利工程对河流生态系统的影响
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用,同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,似应强调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和可持续性。
2生态水利工程
从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
3生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(gis)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应
用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。
3.4景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相
互关系进行综合、整体研究。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者,河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。
3.5反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。
参考文献:
[1]董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫[j].水利水电技术,2003,(7):1~5.
>[2]董哲仁.生态水工学的理论框架[j].水利学报,2003,(1):1~6.
[3]董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性[j].水利学报,2003,(11):1~7.
[4]mitsch w.j.,jorgensen s e..ecological engineering and ecosystemrestoration[m].published by john wiley&sons,inc.,hoboken,newjersey,2004:134~137.
[5]董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示[j].中国水利,2003,(11a):45~47.
[6]o’neill r.v.,d.l.deangelis,j.b.waide,et al.a hierarchical con-cept of ecosystems[m].princeton university press,princeton,nj.1986:153.
[7]gosselink j.g.landscape conservation in a forested wetland water-shed[j].bioscience,1990,40:588~600.
[8]董哲仁.河流生态恢复的目标[j].中国水利,2004,(10):1~5.
篇3
关键词:污染土壤;土壤污染;微生物修复
中图分类号:X53文献标识码:A文章编号:1674-0432(2012)-02-0079-2
随着工农业的发展以及农用化学物质用量和种类的增加,土壤污染日趋严重,污染程度不断加剧,污染土壤面积逐年扩大,土壤污染成了全世界普遍关注和研究的主要环境问题。
1 我国土壤污染的现状及危害
土壤污染是指人类活动所产生的污染物从而使土壤的性质、组成及性状等发生变化,导致污染物质在土壤中的积累,破坏了土壤的自然生态平衡,使土壤的自然功能失调、土壤质量发生恶化的现象。
1.1 我国土壤污染的现状
我国目前土壤污染主要表现在土壤污染程度加剧、污染类型复杂多样以及对土壤污染认识和重视不够,资金投入不足,防治土壤污染的法律依据及有关土壤环境评价标准体系不完善,防治土壤污染的措施缺乏有效性和针对性等。
1.2 土壤污染的危害
土壤污染与水污染、大气污染有极大的不同,具备隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆转性和难治理性等特点,土壤一旦受到污染,则需要很长的治理周期和较高的投资成本,造成的危害也比其他污染更难消除,因此其造成的危害也大,主要表现在以下方面。
1.2.1 土壤污染导致严重的直接经济损失 土壤污染后,有机、无机毒物在土壤中过多滞留,改变了土壤的理化性质,土壤盐碱化、板结,破坏土壤生态平衡,直接影响土壤生态系统的结构和功能,造成严重的无法估量的经济损失,仅以土壤重金属污染为例,全国每年因重金属污染而造成的经济损失达就达200亿元。
1.2.2 土壤污染导致生物品质不断下降 因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染。许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差,易烂,甚至出现难闻的异味;农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。
1.2.3 土壤污染危害人体健康 土壤污染后一方面造成有害物质在农作物中积累,并通过食物链进入人体,引发各种疾病;另一方面,污染土壤中的病原微生物也有可能通过各种途径进入人体,引起人的疾病,最终危害人体健康。
1.2.4 土壤污染导致其他环境问题 土地受到污染后,含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
1.2.5 土壤污染导致其他环境问题 土地受到污染后,含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
2 污染土壤微生物修复技术的原理
微生物对污染土壤中污染物的降解与转化是污染土壤微生物修复的基础。污染土壤微生物修复技术的原理就是采用一定的工程技术,筛选能高效降解污染物的优良微生物菌种,人为创造有利于优良降解微生物生长的环境条件,结合工程技术,促进微生物对污染土壤中的污染物的降解与转化,使污染土壤恢复到污染前的水平,根据污染土壤类型的不同,主要介绍重金属污染土壤和有机污染土壤的微生物修复原理。
2.1 重金属污染土壤
重金属污染土壤的微生物修复原理主要是通过微生物对土壤中重金属的固定、移动或生物转化,改变重金属在土壤中的环境化学行为,从而达到生物修复的目的,主要包括生物富集和生物转化。在重金属污染土壤中,本身存在或人为加入一些对有毒重金属离子具有抗性的特殊微生物类群,这些特殊微生物类群能够把重金属进行生物转化,其主要转化机制包括微生物对重金属的生物氧化、还原、甲基化、重金属的溶解和有机络合,从而改变其毒性,使重金属污染土壤得到修复。
2.2 有机污染土壤的微生物修复原理
有机污染土壤的微生物修复原理主要是大部分有机污染物可以被微生物胞外或胞内降解、转化,降低其毒性或使其完全无害化。微生物对有机物的胞外降解主要是微生物能够分泌降解有机污染物的胞外酶;微生物胞内降解主要是污染物能通过主动运输、被动扩散、促进扩散、基团转位及胞饮作用等进入微生物细胞内后,由微生物细胞分泌胞内酶降解。降解作用主要有氧化作用、还原作用、基团转移作用、水解作用以及酯化、缩合、氨化、乙酰化、双键断裂及卤原子移动等类型。
3 污染土壤微生物修复技术的影响因素分析
污染土壤微生物修复过程实质上是微生物对污染物的降解与转化过程。因此,在选择利用和实施污染土壤微生物修复技术时,一定要考虑其影响因素,以保证微生物修复的效果。主要包括以下六个方面。
3.1 微生物的种类和性质
污染土壤微生物修复技术中,对修复起核心作用的是微生物。选择优良的微生物菌种,是污染土壤微生物修复取得良好效果的前提。用作污染土壤微生物修复的微生物有土著微生物,外来微生物,基因工程菌(GEM)三大类。土著微生物存在生长慢,代谢活性不高,但适应快,目前在大多数微生物修复工程中实际应用的都是土著微生物;外来微生物是指为了提高污染物的降解速率,人为接种的一些降解污染物的高效菌,采用外来微生物接种是会受到土著微生物的竞争,因此要加大接种量;菌因工程菌是采用遗传工程手段将多种降解基因转入同一微生物中,从而获得更广谱的降解能力,但基因工程菌的实际应用在美、日等国,受立法控制。因此,污染土壤微生物修复技术中微生物的选择,对修复效果起关键作用。
3.2 微生物营养盐
污染土壤微生物修复过程中,为使污染物达到完全降解或是降解更充分,必需供给处理微生物合理的营养。因为在污染土壤中,污染物过量积累,可能品种单一,营养元素严重失衡,因此,在处理过程中,一定要添加营养盐。营养盐的添加,一定要通过可行性实验确定。
3.3 溶解氧
土壤具有团粒结构,是气、固、液三相体系。污染土壤因污染物种类和数量不同,溶氧也有差别。良好土壤溶氧在5mg/L左右,污染土壤由于污染物而变低。为保证污染土壤微生物修复过程中微生物的生长和对污染物的充分降解及有效转化,一定要保证氧的供给。在工程实际中,常采用鼓风机向地下鼓风以补充污染土壤中的氧。
3.4 共代谢基质
微生物对环境中污染物质之所以有强大的降解与转化能力,除了因为它本身个体小,比表面积大,种类多,分布广,适应力强,代谢类型多样,代谢速率快外,还有一个重要的特点,就是微生物具有共代谢作用。在污染土壤中添加化学结构与污染物类似的共代谢基质,一方面,可以富集共代谢微生物;另一方面共代谢基质能促使微生物对难降解污染物的分解。因此共代谢基质的种类和数量是影响污染土壤微生物修复技术效果的一个很重要因素。
3.5 污染土壤的特性
污染土壤的特性影响修复过程中污染物和微生物的相对活性,最终影响修复速度和程度。土壤可分为气体、水分、无机固体和有机固体四个组分,有机固体能吸附阻留有机污染物,降低其在土壤中的运动性,同时这种固定化分延长微生物对有机污染物的降解与转化。
3.6 污染物的物理、化学性质
污染土壤中污染物的物理化学性质也是影响污染土壤微生物修复技术的一个重要因素。主要包括淋失与吸附、挥发、生物降解和化学反应四个方面的性质。了解污染土壤污染物的性质是判断能否采用微生物修复以及采取相应的对策,强化微生物修复过程。
3.7 微生物的环境因子
影响污染土壤微生物修复的因素除了以上因素外,微生物生长的环境因子如温度、pH、水分等,也是影响污染土壤微生物修复技术效果的重要的环境因素。
4 污染土壤微生物修复技术的应用前景
污染土壤微生物修复技术具有耗资少,处理效果好等优点,引起许多国家的重视,我国也成立了专门的机构,旨在研究和推动污染土壤的修复工作。通过研究人员的努力,污染土壤微生物修复技术已走出实验室,并在许多受有毒有害有机污染物污染的土壤修复计划中得到应用,一些工程技术如原位处理、生物通风、挖掘堆置处理、反应器处理等已经比较成熟,随着土壤污染问题的日益严峻,随着国家对环保的日趋重视,随着国民环保意识的增强,污染土壤微生物修复技术必将展现更广的应用前景。
参考文献
[1] 周群英等.环境工程微生物学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2] 孔繁翔等.环境生物学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[3] 陈剑虹.环境工程微生物学[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003年7月.
篇4
生态水利设计中需坚持的原则
1.安全性和经济性原则
生态水利好设计中的安全性与经济性原则指的是工程要符合水利工程学的基本原理和生态学的基本原理,工程设施要具有安全性、稳定性和持久性。生态水利工程中的工程设施要符合水文学和工程力学的原理,要尊重泥沙的移动、淤积和河流的侵蚀、冲刷规律,保证河流河流修复工程安全稳定。当然,除了考虑工程的安全性,还应该坚持经济合理性原则,确保节约成本,利益最大化原则。
2.保持河流的空间异质性原则
为了保护河流中的生物资源,在河流的空间形态和开发和改变中要坚强空间异质性原则。研究表明,生物群落的多样性与非生物环境空间异质息相关,当空间异质越高的时候,物种的多样性就越丰富。在生态水利设计过程中,要正确处理非生物环境与生物多样性的关系,保持河流的空间异质性特征。
3.生态系统的自我修复原则
生态系统具有自我修复功能,在开发和设计水利工程的时候,要充分考虑物种的自我适应能力和环境的变化程度,防止生态系统的自我修复功能失效。依靠生态系统的自我修复功能,可以让自然界自主选择合适的物种,进而合理地设计,为生态系统的可持续发展提供基础。例如,在水利工程中可以引入乡土物种,在选用外来物种时,要做好考察和分析。
4.流域尺度整体性原则
在实施生态水利工程设计流域尺度的时候,要坚持整体性原则,分析整个河流生态结构及功能,分析各个生态系统之间的关系和作用,进而提出系统的修复河流形态的方法,避免仅仅考虑某一个支流或者河段水文系统的修复。水域的生态系统是一个相互影响相互联系的综合体,生物系统、水文系统和工程设施系统之间都可以互相影响和作用,因此需要对整体性原则加以重视。
5.反馈调整原则
在水利工程的设计过程中,要遵循反馈调整原则,针对实施好的水利工程要做好调查、监测、评估和分析,并做好适时且适度的调整工作。从设计到实施是比较重要的阶段,但之后的监测和调整是坚持生态水利的重要部分,更加不可忽视。通过对生物的生存状况和生存环境监测,通过对水文环境和状况的监测,建立起系统的评估体系,并做好相应的调整,进而促进生态水利工程目标的实现。
分析生态水利设计技术路线
1.科学分析水文过程
水利工程既要为自然生态环境服务,又要为人们的生产生活服务,因而具有服务广泛性的特点。鉴于这个特点,生态水利工程在设计的过程中,应该要科学地分析水文过程,对于生态目标对水资源的配置要求和需要规律做好分析和计算,从而更有针对性地进行设计。例如,在设计一项水利工程的时候,可以从水利工程对于湿地、林业、草原、农业、畜牧业、江河湖泊等的影响,又要分析水利工程对于工业、居民生活、消防、绿化等人文需求的影响,只有在综合分析之后,才能实现生态水利工程自然与社会的双赢。
2.划出主要生态敏感目标
一项水利工程对周围的自然环境都会产生影响,但因为环境的自我修复功能和影响的大小,有些影响可以忽视,而有些影响早已在环境承受和消化范围之外,不加以重视可能会带来严重的后果。对此,在进行生态水利设计的时候,要对影响水利建设直接或者间接影响的关键性生态目标进行明确,通过人工修复或者不进行破坏等设计方式有效地避免水利工程对于生态环境的影响。
3.生态水利设计与环境工程设计协调一致
篇5
关键词:生态;水利工程;设计原则
中图分类号:TV文献标识码:A文章编号:
1.水利工程对河流生态系统的影响
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用,同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,似应强调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和可持续性。
2.生态水利工程
从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
3.生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(GIS)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
4.生态防洪护坡创新中应重视的几个问题
(一)从政策上支持。长期的防洪护坡工程建设,人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广,必然会遇到这样那样的阻力。因此,必须要有一定的政策支持,才能确保新一代护坡技术的广泛使用。
(二)既重视具体设计,又重视宏观视野。护坡设计看似简单,但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案,必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。
(三)重视科技创新。护坡是一种相对低技术含量的水利工程,如果大量引进采用国外产品,经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家,都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此,我们要重视科技创新,充分调动水利科技工作者的积极性,开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。
(四)材料的创新是关键。河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料,其成本占工程总费用的比例大。因此,一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新,加快开采、加工、运输各环节配套升级,制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策,将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。
(五)建设资源节约型护坡。受资源约束的矛盾日益突出,一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺,资源的利用和保护成为人民关注的焦点。1、重视可行性研究,减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆,不如尽量少建或非工程措施解决,有些河段完全可以这样做。如:河岸凸凹不平,边坡土质抗冲刷能力强的河段;河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段;土堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然,硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的,只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究,是实现资源节约的前提。2、开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约,仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大。必须开拓新的思路。首先,尽量减少可再生资源的使用量,其次考虑护坡的造价与使用年限。(1)尽量减少混凝土用量,优化采用天然石材,天然石材从经济及性能上看都具有优势。(2)提高预制混凝土构件的强度。强度提高了,可以阻止环境水的侵入,从而保证混凝土块的抗侵蚀性,增加了使用年限,使护坡的分摊成本小。
5.反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。
6.结束语
意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
参考文献:
[1]董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫[J].水利水电技术,2003,(7):1~5.
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[关键词]污染土壤修复;多环芳烃;基准值
中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)23-0380-01
1 污染土壤生态修复基准方法研究的背景与意义
近年来,污染土壤修复技术与工程发展很快。目前有些修复技术已经进入现场应用阶段并取得了较好的治理效果,但是污染土壤修复基准的制定和修复效果评价的研究却相对滞后。因此,因地制宜制定科学合理的修复标准,兼顾考虑保护人体健康和生态资源的污染土壤修复基准值,对污染土壤环境风险评估和修复治理具有十分重要的意义。
2 基准计算方法依据
环境基准可以分为3个等级,(1)筛选值表示能引起潜在生态功能失调时土壤污物的浓度水平;(2)清洁目标表示修复过程中有待达成的目标,有时相当于筛选值,相应的修复标准,一般是在修复所需的费用和生态效益之间进行平衡后所做出的决策;(3)应急值表示应立即采取控制措施的严重污染指示浓度。
3辽宁省多环芳烃污染农田土壤生态修复基准研究
(1)保护植物富集途径
多环芳烃从土壤进入植物体内的途径主要有四种:i)根部富集作用;ii)植物呼吸吸收;iii)植物表皮吸附;iv)地下茎、叶吸收。
(2)保护直接接触途径
按如下模型及取值计算苯并芘的生态修复基准:
SRGHH=以初步的人类健康为基础的土壤修复基准(mg/kg);
RSD=特定风险剂量(mg/kg);0.000435ugkg-1d-1
BW=成人体重(kg);70.7kg
AFG=肠道吸收因子(无量纲);1
AFL=肺吸收因子(无量纲);1
AFS=皮肤吸收因子(无量纲);0.34
SIR=成人或幼儿土壤摄食率(kg/day);2*10-2gd-1
IRS=吸入来自土壤的颗粒物(kg/day);12ugd-1
SR=成人土壤皮肤接触率(kg/day);1.14*10-1gd-1
ET1=暴露期1;1ET2=暴露期2;1BSC=土壤背景浓度(mg/kg),0。
计算结果为农田土壤多环芳烃苯并芘当量修复基准值:0.53mgkg-1,苯并芘。
从上表中可以看出初始苯并芘当量浓度为0.72mgkg-1,超过0.53mgkg-1的基准值,经过微生物修复后苯并芘当量浓度为0.45,达到修复基准,实现了有效的污染农田土壤修复。多环芳烃相对当量浓度计算从技术及当前认识角度看是比较可行的污染土壤多环芳烃基准。
(3)保护地下水作为饮用水途径
用于计算保护地下水使用的土壤浓度,使用下列公式:
SRGGR=SWQGFLxDF
DF=DF1xDF2
其中:SRGGR=保护地下水途径的土壤修复基准(mg/kg);本研究中分别计算粗粒径(>75um)土壤和细粒径(
SWQGFL=相应的地表水水质基准(饮用水、水生生物、家畜或野生动物用水或灌溉)(mg/L);苯并芘基准:0.01ugL-1
DF=整体稀释因子(L/kg);DF1=稀释因子1(L/kg);DF2=稀释因子2(无量纲);
计算出苯并芘的基准粗粒径土壤:0.37mg/kg;细粒径土壤:0.27mg/kg。根据苯并芘基准值可以衍算出其他多环芳烃基准值,苯并蒽0.37mg/kg,屈2.1mg/kg,苯并p6.8mg/kg,茚并芘2.7mg/kg,迭苯并蒽0.23mg/kg,综合考虑多环芳烃的混合体系,应满足如下条件:多环芳烃加和指数=苯并蒽浓度/0.37+屈浓度/2.1+苯并芘浓度/0.37+苯并p/6.8+茚并芘/2.7+迭苯并蒽/0.23
从上述条件可以看出如果以地下水作为饮用水,多环芳烃进入人体的风险会明显增加,必须进行严格控制。其中比较敏感的多环芳烃包括苯并蒽、苯并芘和迭苯并蒽,在保护地下水作为饮用水的条件下,其基准浓度要至少低于0.37mg/kg。按表1的数据分析,及时进行过微生物修复,也远未达到基准值,从技术角度看要达到基准值也是非常困难的。
4.建议基准
综合考虑根据当前辽宁省农田土壤多环芳烃污染状况调查、多环芳烃污染土壤修复技术、现有数据及各种途径下土壤多环芳烃基准值,将辽宁省多环芳烃污染农田土壤修复基准值定为0.53mg苯并芘当量/kg土壤。
参考文献
[1] 宋雪英,孙丽娜,杨晓波,曲亚军,孙铁珩.辽河流域表层土壤多环芳烃污染现状初步研究[J].农业环境科学学报.2008(01);
[2] 曹云者,施烈焰,李丽和,李发生.浑蒲污灌区表层土壤中多环芳烃的健康风险评价[J].农业环境科学学报.2008(02);
[3] 房妮,俱国鹏.多环芳烃污染土壤的微生物修复研究进展[J].安徽农业科学.2006(07);
[4] 国家环境保护局.国家技术监督局.土壤环境质量标准(HJ350)[S].2007;
[5] 滕应,骆永明,李振高.污染土壤的微生物修复原理与技术进展[J].土壤.2007(04);
[6] 李青青.基于健康风险的土壤修复目标研究程序与方法――以多环芳烃污染土壤再利用工程为例[J].生态与农村环境学报.2010(06);
篇7
关键词:生态水利工程;规划设计;原则
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
一、建设生态水利工程的必要性
水利工程指具有防洪、排涝、河道整治、发电、灌溉、供水、航运、生态环境等单一功能或多种功能的兴利除害的工程,这就是传统的水利工程。传统的水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。生态水利,就是按照生态学原理,遵循生态平衡规律的法则和要求建立起来的满足良性循环和可持续利用的水利体系,生态水利工程不仅需要满足工程本身的生态设计要求,又要满足整个流域水系的生态要求,或者说在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如防洪、河道整治工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产和环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段。建设人类美好的生存环境和社会持续发展,需要生态水利工程。
二、当前生态水利工程设计工作面临的困难
1、生态水利工程设计缺乏基于不同区域的评价标准和设计方法
生态水利工程对于工程的服务目标具有明显的地域性区别,因为对于不同地区的生态环境来说它们都具有自己的特点,所以生态水利工程每个地区也应该具有不同的特点,必须因地制宜的进行设计和规划。对于我国的生态水利工程建设来说也有了一些大体的方法和设计标准,但是对于不同地区的工程来说就没有具体的设计指标和参考模式。因此,对于我国现阶段的生态水利工程的设计和建设来说还具有很大的问题,最主要的就是缺乏针对于不同地区生态环境特点的把握以及因地制宜的不同设计方案。
2、生态水利工程设计工作的目标和标准的确定比较难
对于生态水利工程来说其建设的目标和任务与原有单一的水利工程建设来说有所不同,它更加注意维护和保证生态环境的健康和发展,主要任务和目标就是实现人类和生态系统的和谐相处。所以基于这种特殊的任务,生态水利工程建设的第一步就是确定好设计的目标和建设标准,对于工程要达到的标准都要有一个具体的量化。目前我国的生态保护工作的目标还都处于定向描述的阶段,没有明确的目标和标准,也没有具体量化的一些要求,所以这也就给工程的预期目标和标准的建设以及工程的建设质量都带来了一定的困难。
3、生态水利工程设计缺少生态水文测验资料
对于工程的建设来说,一些前期必备的资料是必不可少的,生态水利工程建设依然如此。生态水文的测验资料是生态水利工程设计的关键和重要参考内容。如果不能从水文测验站的观测资料去分析水文过程对生态过程的正负影响机理,就很难基于生态系统的自组织规律寻求生态水利工程的设计理论、方法与技术参数。当前,我国水文测验工作相对落后,水文测验站还不能适应当前生态水利工程设计对资料的需求。有关生态水文站方面的设计与布局在我国还未正式开展,国内也少有报道,不过我国已经提高了对这方面工作的重视程度,经过一段时间的努力也会有一定的发展的。
4 生态水利工程设计技术人才匮乏、高水平的设计不易
不管对于什么类型的工程来说,人才都是工程建设中必不可少的关键组成部分。实现生态水利工程是水利工程和生态学的有机结合,需要生态水利工程的设计人员不仅具备水利工程设计的知识和经验,还要具备生态保护和生态恢复学的理论和知识。以往的人才培养目标和方向,使两者分属于不同的学科与专业,具有两方面综合知识和设计能力技术人才匮乏,加之生态水利工程的实践活动的经验缺乏,可以参考与借鉴的设计项目有限,难以保证生态水利工程的设计水平和质量。
三、生态水利工程基本设计规划原则
1、工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一种综合性工程,既要满足人类的需求,同时也要考虑可持续发展的要求。另外,生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。
从生态水利工程的经济上分析,应准寻风险小效益大的基本原则,由于生态系统的演变方向是随机的,生态水利工程规划具有一定的风险,这需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,应该合理的利用生态系统的恢复能力,力争以最小的投入获得最大收获的规划路线。
2、生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能是其重要特征。生态学用自组织功能来解释物种分布的丰富性现象,也用来说明食物网随时间的发展过程。生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。在这种情况下,生境就可以支持一个能具有足够数量并能进行繁殖的种群。自组织功能原理与达尔文的进化论有相似之处,只是研究的尺度不同而已。达尔文的进化论研究是在地球生物圈所有种群的尺度上进行的,而自组织功能是在生态系统中种群之间发生的。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。
3、景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。所谓“整体性”是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
同时,必须重视水域和生态环境的易变性、流动性和随机性的特点,表现为流量、水位和水量的水文周期变化和随机变化,也表现为河流淤积与侵蚀的交替变化造成河势的摆动。这些变化决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。生态系统的变化范围从生境受到限制时期的高度临界状态到生境扩张时期的冗余状态。
再者,要考虑生境边界的动态扩展问题。由于动物迁徙和植物的随机扩散,生境边界也随之发生动态变动。
最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。需要对历史资料进行收集、整理,以掌握长时间尺度的河流变化过程与生态现状的关系。河流生态修复长期的工作。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15 到20 年的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。
4、反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目按照设计执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。最理想状态应是没有外界胁迫的自然生态演进状态。在河流生态修复工程中,恢复到未受人类干扰的河流原始状态往往是不可能的,可以理解这种原始状态是自然生态演进的极限状态上限。如果没有生态修复工程,在人类活动的胁迫下生态系统的进一步恶化,这种状态则是极限状态的下限。在这两种极限状态之间,生态修复存在着多种可能性。针对具体一项生态修复工程实施以后,一种理想的可能是:监测到的各生态变量是现有科学水平可能达到的最优值,表示生态演进的趋势是理想的。另一种差的情况是,监测到的各生态变量是人们可接受的最低值。在这两种极端状态之间,形成了一个包络图。一项生态修复工程实施后的实际状态都落在这个包络图中间。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计-执行(包括管理)-监测-评估-调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。这就需要在项目初期建立完善的监测系统,进行长期观测。依靠完整的历史资料和监测数据,进行阶段性的评估。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。评估的结果不外乎有几种可能:(1)生态系统大体按照预定目标演进,不需要设计变更;(2)需要局部调整设计,适应新的状况;(3)原来制定的目标需要重大调整,相应进行设计。
结束语
生态水利工程是一门将生态学和工程学很好的结合在一起的一门学科,也是将人与自然和谐相处的思想很好的运用于实际的学科。因此在生态水利工程的设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。
参考文献:
[1]宫玉焕.对生态水利工程规划设计基本原则的探讨[J].黑龙江科技信息,2013(04)
篇8
关键词:河流;生态;水利工程
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
正文:
目前水利工程对我国的经济发展与社会进步有着巨大的作用,但是水利工程对河流生态系统造成了一定的不利影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变,这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。
一、河流生态
定义:是指一定空间中的生物群落与其环境组成的系统,其中各成员借助能量交换和物质循环形成一个有组织的功能复合体。在生态学中,具体的生物个体和群体生活地区内的生态环境称为“生境”。在生境各个要素中,水又具有特殊的不可替代的重要作用。淡水生态系统可以分为两类,一类是动水生态系统,即河流生态系统,另一类是静水生态系统,主要指湖泊、水库生态系统。两者都应包括周边的淡水湿地。河流生态系统是指河流水体的生态系统,是陆地和海洋联系的纽带,在生物圈的物质循环中起着主要的作用。
特点 :
①调控性。在长期的进化过程中,形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控,保持着一种协调关系。水体自我修复能力,也是淡水生态系统自我调控能力的一种。在外界干扰条件下,通过自我修复,保持水体的洁净。由于具有这种自我修复功能和自我净化功能,才使淡水生态系统具有相对的稳定性。
②整体性。生物群落一旦形成系统,其内部各要素不能被分割而孤立存在;如果硬性分开,那么分解的要素就不具备整体性的特点和功能。在一个淡水域中,各类生物互为依存,互相制约,互相作用,形成了食物链结构。
③统一性。这也是生态系统的基本特征,有什么样的环境就造就什么样的生物群落,二者是不可分割的。
二、水利工程
现在的水利工程基础主要是工程力学和水文学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。
1.生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时,兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
2.生态水利工程发展
人们对水的开发利用大致经历过五个阶段:
①防洪建设阶段。人类开始在水域周边定居之后就必须进行防洪建设,一般是堤防、城墙、城区排水系统等,并且随着社会经济水平的提高,不断提高防洪建设水平。
②供水建设阶段。经济发展到一定程度之后,水的供需矛盾就日益突出,这时各种引水、配水等供水系统的建设成为水利建设的主要内容,经济越发展,要求供水能力和保障率越高。
③水资源保护阶段。伴随社会经济的发展,水域的污染将造成重大社会问题。因而水资源保护、改善水域水质等水环境建设将成为水利建设的主要内容。
④景观建设阶段。随着人类生活水平的不断提高,旅游事业的发展,人们会对水域周边的景观提出较高的要求。因此,以水域空间管理,为人们提供良好的休息娱乐空间为主要内容的水利建设将首先在城市周边地区得到发展。
三、河流生态系统与水利工程
水利工程对河流生态系统有积极作用,通过调节水量丰枯,可以抵御洪涝灾害对生态系统的冲击,同时也改善了干旱与半干旱地区生态状况以及调节生态用水。水利工程对河流生态系统也有不利影响,一些水利工程建设造成河流形态的均一化和不连续化,其后果是生物群落多样性水平下降。具体表现在:
1.使生境多样性发生了改变。
2.使生物群落的多样性降低。
人们容易看到水利工程在供水、灌溉、发电等方面给人们带来的直接、有形的利益,却往往忽视水域生态系统为人类带来的利益,更难于看到因水利工程改变河流形态的多样性,对人类的利益造成的长远的隐形的损害。
四、生态水利工程设计
对于水利工程对生态系统的不利影响,我们应该改进和完善水利工程的规划和设计技术。未来的水利工程既要具有直接功效的供水、防洪、发电、航运工程,还要有利于生态系统健康与稳定的生态工程。因此,我们可以采取合理设计。设计原则主要有以下几点:
1.经济性原则。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。充分利用河流生态系统自我恢复规律,力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
2.空间异质性原则。大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。
3.自我恢复原则。生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择。将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。
4.整体性原则。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。
结语:生态水利工程是一个综合性工程,在建设水利工程的时候,我们要依靠完整的历史资料和监测数据,对水利工程的可行性进行阶段性的评估。使得水利工程满足人们的需求,同时我们还要保证水利工程的建设能够做到对生态系统的可持续发展。当代社会水利工程的作用越来越大,我们建设水利工程的时候,要遵守相应的设计原则,要不断发现问题,总结经验,只有这样建设的水利工程才可以既能满足人们的需求,又能做到对生态系统的保护作用。
参考文献:
[1] 谈广鸣,李奔.河流管理学[M].北京:中国水利水电出版社,2008.
篇9
关键词:液压马达电镀激光熔覆二次利用
0 引言
某机械施工公司6年前购进两台上海生产的同型号挖掘机,在使用过程中,先后出现了行走无力、跑偏、下坡制动不灵的现象。经过拆卸马达总成详细检查发现,故障原因是定子(配油轴)与转子(缸体)承孔严重拉伤而造成的。按常规需要更换马达总成,每个总成1.3万元。但该产品在本地没有售后服务商,液压马达的生产企业远在贵州,通过联系得知该型号液压马达紧缺。无奈之下找到当地一家斗山工程机械产品整机销售、配件供应、售后服务等为一体的专业商,最后研究决定对失效的液压马达配油轴和缸体进行再制造加工修复。通过新的表面工程技术,使修复后的零件品质达到甚至超过新的零件。此修复工艺对工程机械大型液压马达的修复有较高的参考意义。
1 液压马达的再制造修复原理
1.1 径向柱塞式液压马达的定子(配油轴)与转子(缸体)承孔属于精密配合偶件,当定子(配油轴)受到径向不平衡的液压力作用时,易与缸体(转子)孔产生磨损,磨损后的间隙不能补偿,泄漏大。再制造修复原理是恢复转子与定子原有的配合间隙,在不影响缸体自身刚度的条件下,根据磨损情况对缸体进行镗削加工;对定子(配油轴)进行电镀硬铬和磨削加工,以恢复机件原有的性能和配合间隙。
1.2 内曲面定子与柱塞的修复。来自液压泵的高压油,经过定子配油轴的进油孔分配给缸体上(转子)的径向活塞,活塞的另一端与滚轮相连,滚轮依靠背压紧贴在具有偏心行程的内曲面定子上,活塞处于上止点位置。当滚轮与定子内曲面的高点接触时,活塞处于下止点位置,被压回的油液经配油轴上的回油孔流回油箱。通过各个活塞在缸体(转子)孔中的往复运动产生的驱动转矩,驱动缸体(转子)转动,并由主轴传出。如果柱塞与转子孔磨损严重会对马达的转矩和转速的脉动带来影响,而柱塞前部的滚轮部件与定子内曲面的导轨如果出现严重磨损,同样会造成压力脉动和冲击现象。内曲面定子整体磨损严重需要更换定子部件,局部磨损采用激光熔覆耐磨合金的方法进行修复;活塞与转子上活塞孔磨损超限,对活塞孔进行镗削加工,同时更换加大尺寸的活塞,个别活塞与孔磨损超限,采取单独加工的方法。
2 配油轴与缸体的修复工艺
2.1 技术要求:对于低速大扭矩液压马达,配油轴与缸体的配合间隙0.028-0.032mm,圆柱度和椭圆度不大于0.008mm,属于精密偶件,对压力油的清洁度要求很高,一般过滤精度不少于25um。
2.2 使用情况:而一些机械施工企业,往往不注意对挖掘机的日常维护保养,特别是一些拥有挖掘机的乡镇企业和个体业户,为了赶工期一年四季昼夜在工地上施工。据了解有的挖掘机从购进连续3年没有更换过压力油,更谈不上保养,直到挖掘机出现了行走无力和流坡的故障才认识到严重性,但是经过拆检配油轴已经对缸体造成严重的拉伤,究其原因都是疏于保养,导致压力油严重污染造成的。一般拉伤的缸体孔,径向拉伤深度都超过0.20-0.50mm,远远大于配合间隙,造成压力泄漏,无法正常工作,必须进行再制造加工修复。
2.3 修复工艺:采取的修复工艺是对磨损严重的缸体承孔进行镗削加工,对配油轴进行电镀加工。考虑到零件本身性能的要求,兼顾到单件加工和互换性的问题,借鉴汽车缸体与曲轴的修复方法,采用尺寸修理法,以0.25mm为第一级修理尺寸,逐级加大。目前采用了四级修理尺寸,按照每级修理尺寸对应2-3年的马达寿命,至少可以延长液压马达寿命5-10年。
2.3.1 缸体进行镗削加工。由于缸体材料采用强度高、减磨性好的球墨铸铁材料,加工后的缸体承孔不需要再进行表面处理,还可以提高接触应力,为了控制加工精度最好在精度较高的座标镗床进行加工。总的加工量应控制在1mm以内,过大的加工量势必影响到缸体本身的强度和刚度,还将改变柱塞的有效行程影响到马达的排量,从而影响整个液压马达的工作性能。
2.3.2 液压马达的配油轴属于耐磨损零件,其表面硬度达到HRC60以上,由于零件尺寸较大一般直径在100mm以上,且结构复杂、单件加工精度高、成本高,特别是表面热处理难度更大,一般的加工企业难以胜任,因此对配油轴采取电镀加工的方法进行修复。首先根据缸体的加工尺寸,选择配油轴的加工方法,一般分两种情况,然后再确定具体的加工工艺和成本。
一种情况是如果缸体镗孔加工尺寸为0.25mm,可采取直接对配油轴进行电镀硬铬的加工方法。为了获得好的电镀效果,在电镀前还要对配油轴的表面进行找正磨削加工,磨削加工量为0.01-0.05mm,再送电镀中心进行电镀硬铬加工处理。在电镀中心还要对配油轴零件进行喷沙、除油、清洗、活化等工艺处理,同时对进、回油孔进行封堵保护。这样不仅可以防止氢脆的发生,还可以保证电沉积硬铬时具有良好的结合力。
在电镀开始的阶段,采用停留较长时间的阶梯小电流法,即5A停留15min,10A停留10min,15A停留5min。停留较长时间的阶梯小电流送电,使阴极(即零件和挂具)在较长一段时间内产生大量的新生态氢原子,且随着电流的增大,新生态氢原子会相应地增加。这些新生态氢原子具有极高的还原能力,使零件表面的钝化膜不断地得到还原,从而使零件表面得到活化,尤其是阶梯小电流中的大电流能充分活化零件的复杂部位。
停留较长时间的阶梯小电流送电,加上喷湿砂的镀前处理,不仅有利于提高镀层与基体的结合力,更有利于保证镀层的完整,确保电镀质量,并且对零件基体的损伤很小。此后用1.5-2.0倍的正常电流密度冲击镀30-60s,可在较短时间内生成致密且结合力良好的薄铬层。对于形状较复杂的配油轴零件这种冲击镀是必不可少的,它可有效地保证镀层的完整性,在这之后恢复正常电流密度进行电镀硬铬,直至达到要求的镀层厚度。
电镀周期一般为12小时,镀层厚度达到0.30-0.35mm,电镀硬度达到HRC62以上。镀后根据配油轴与缸体承孔的配合间隙,对配油轴再进行磨削加工,然后进行配研和浸油处理,就可以装车使用。
另一种情况是如果镗孔加工尺寸在0.50mm以上,加上磨削余量,总的电镀层将达到0.60-1.10mm,这么厚的镀层一不实用,二不经济。按照电镀一级修理尺寸0.25mm计算,每个配油轴的电镀成本在500元左右,每增加一级修理尺寸成本翻一番,加上时间成本还远不止这些,最高可达到2000元左右。因此对于电镀尺寸超过0.50mm以上的配油轴,采取先表面镀铁,经磨削加工后,再镀硬铬的方法,后续工艺与第一级修理尺寸相同。这样就将配油轴的电镀加工成本控制在1000元左右,既经济又有效。
3 内曲面定子与柱塞的修复
从马达的工作原理得知,当工作压力一定时,马达的输出转矩仅与马达的排量有关,即无论内曲面的形状如何,只要保证各个柱塞的有效行程相同时,其平均转矩都是相同的,也就是说与内曲面的形状和平均转矩无关。但是对于不同的内曲面形状,柱塞却有着不同的运动规律,对马达的转矩和和转速的脉动带来影响,还会对内曲面造成冲击。在对缸体和配油轴进行修复后,可以保证各个柱塞的有效行程相等,但是柱塞前部的滚轮部件与定子内曲面的导轨如果出现严重磨损,同样会造成压力脉动和冲击现象,因此必须对内曲面进行修复。如果内曲面磨损严重需要更换定子部件;如果局部磨损可采取激光熔覆镍基合金粉末的工艺进行修复。柱塞与缸体上柱塞孔的配合间隙0.024-0.028mm,圆柱度和椭圆度不大于0.008mm,属于精密偶件,对压力油的清洁度要求很高,一般过滤精度不少于25um。柱塞与柱塞孔磨损超限,需要对柱塞孔进行镗削加工,同时更换相应的加大活塞,个别柱塞与缸体上柱塞孔磨损严重需要单独加工修复,具体方法同前。
4 结果与讨论
首先对两个同型号液压马达的缸体和配油轴进行了再制造修复,取得良好的效果,平均每个液压马达的修复成本控制在3000元左右,修复后的液压马达正常使用3年以上,使用性能稳定。又对回收的不同型号的20台液压马达总成进行了再制造修复,平均使用寿命为3年,使用性能良好。不仅有效解决了回收马达的再利用问题,节约了大量资金,还创造了良好的信誉和经济效益。
从挖掘机的维修实践中发现,大多数挖掘机的故障集中出现在购买后的3-5年期间。究其原因除了超负荷的频繁作业外,主要是疏于保养造成的。从故障分布看,70%的故障出现液压系统,而液压马达的故障又占到液压系统故障的30%。从售后服务实践看,如果挖掘机的故障出现在施工现场,一般都是更换总成,低速行走液压马达更不例外,而更换回收的总成只能拆解清洗,将合格件作为再生件使用。能否对磨损的液压马达总成进行再制造修复,是每个挖掘机维修服务企业十分关心的问题。通过对液压马达再制造修复过程的详细介绍,以期对工程机械液压马达总成的修复工作提供参考。
5 结论
5.1 磨损失效的液压马达总成,完全可以通过电镀硬铬、激光熔覆等再制造修复技术,结合机械加工工艺,恢复机件的性能和配合间隙,满足使用性能的要求。
5.2 一个液压马达总成的修复成本在2500-3500元,约占新总成的20%-30%;使用寿命与新总成相当,甚至超过新总成,性能可靠。
参考文献:
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篇10
[关键词]生态水利工程设计原则
生态水利工程学是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)以及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
一、水利工程与生态水利工程的区别
水利工程可以理解为人类通过工程措施或行为实现水资源的再分配和利用。水利工程最初的作用是防洪、提供稳定的水源、缓解或防止农作物旱涝渍灾害、提供清洁能源(修建水电站)和水利旅游景点等,这主要体现了水利工程的资源性、经济性与社会性。而生态水利工程则更强调水利工程的主要服务目标是生态。有学者认为生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标;对于已建工程,则是对被严重干扰的河流进行生态修复。笔者认为生态水利工程是现代水利的标志,至少应包括以下两个方面的科学内涵:①生态水利工程的开发应有明确的生态服务目标与功能。在设计阶段,应当将生态系统健康过程的维持置于重要位置,并作为设计的制约因子,使水利工程能满足适宜的生态水文过程要求。②生态水利工程应强调工程选址、布局、施工过程的环境友好性与经济性。防止在工程实施过程中产生巨大的环境成本和经济成本,实现社会经济与生态保护的双赢。
二、生态水利工程规划设计的基本原则
2.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的稳定性。对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则。
2.2保持和恢复河流形态的空间异质性原则
有关生物群落研究的大量资料表明,生物群落多样性与非生物环境空间异质性存在正相关关系。非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系反映了非生命系统与生命系统之间的依存和耦合关系。一个地区的生境空间异质性越高,意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统的某种程度的退化。
2.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源与合适的环境条件。在这种情况下,生境就可以支持一个具有足够数量并能进行繁衍的种群。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占1/2。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土物种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。
2.4流域尺度及整体性原则
河流生态修复规划应该在流域尺度和长期的时间尺度上进行,而不是在河段或局部区域的空间尺度和短期的时间尺度上进行。所谓“整体性”是指从生态系统结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和工程设施系统。
2.5反馈调整式设计原则
生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计呈一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计一执行(包括管理)一监测一评估一调整”流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测,需要在项目初期建立完善的监测系统,进行长期观测。同时还需要建立一套河流健康的评估体系,用以评估河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势
三、生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线
3.1应以生态水文学与工程水文学作为工程设计的基础,进行水文过程的分析与计算。
因为生态水利工程的服务对象比较广,往往同时涉及湿地、林业、草原、农业、畜牧业和江河湖泊等生态用水和工业、城镇、消防、居民等经济生活用水,所以只有弄清生态目标对水资源的时空要求规律,生态水利工程的设计才能建立在科学的基础上。如由黑龙江农垦勘测设计研究院进行规划设计的“两江一湖”(黑龙江、乌苏里江和兴凯湖)干流沿岸灌区工程,其中提水灌区的开发与设计就是从生态水文学与工程水文学相结合的角度,充分考虑了在非灌溉期或灌溉空隙时间为湿地补水和利用灌区尾水给退化湿地进行补水的可行性,并对工程措施的技术经济可行性进行了充分论证,属于生态水利工程设计的一个实践。
3.2识别工程可能影响的关键生态敏感目标。
生态水利工程的设计应当能准确识别受工程直接或间接影响的生态目标,并在工程规划阶段予以充分考虑。但当前许多水利工程的设计很少或没有考虑流域生态敏感点。如三江国家级自然保护区湿地的水资源主要来自降水、上游来水(如别拉洪河和浓江)以及乌苏里江和黑龙江洪水期倒灌补充,所以上游来水的减少,会影响保护区湿地的水文过程。水文测验资料分析结果显示:由于别拉洪河上游开挖了许多人工排水渠道(如新开挖的别拉洪大排干),使上游来水直接排人挠力河和乌苏里江,没有经下游保护区进入乌苏里江。致使别拉洪流域流经三江国家级自然保护区的径流总量比1978年以前减少了约70%;挠力河流域在上游修建的龙头桥水库在非汛期(1~5月,l0~l2月)不向下泄流,根据多年水文数据分析,非汛期8个月的平均流量为4.22m3/s,经初步计算,与水库修建前相比,每年约减少下泄水量8700万m3,严重影响了下游的挠力河国家级湿地自然保护区。