水體生態修復措施范文

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篇1

關鍵詞：生態修復 水環境

課題：秦皇島市社科聯項目

201206167 秦皇島生態城市指標體系構建、評價與生態城市建設對策研究 201206166 秦皇島生態城市建設現狀與對策研究

秦皇島市科技局項目

2012025A128秦皇島市北戴河及相鄰地區近岸海域環境綜合整治保障機制研究

一、生態恢復技術在環境科學中的應用現狀

生態修復技術應用在環境科學中的應用主要是用于各種受損生態系統如河流、湖泊、水庫、海洋等水生生態系統、草原、森林、礦區等陸地生態系統的恢復重建過程中。[6-8]

目前廣泛應用的污染水體整治工作如駁岸景觀、河床硬化、綜合調水及引流沖污等方法都難以解決水體生態系統重建與水體功能的再現問題。 因此，從 20 世紀 70 年代后開始采取水污染治理與生態修復相結合的方法，強調水環境生態系統的修復逐漸成為受污水體治理的主導思路。

二、生態恢復主要技術與方法

（一）生態修復技術概念

生態修復的概念

所謂環境生態修復，是指使受損生態系統的結構和功能恢復到被破壞前的自然狀況，強調在不斷減少污染源的前提下，采用生態方法改善環境質量，提升環境自凈能力，還原生態系統的結構，恢復生態系統在區域的結構功能[19]。

（二）生態修復技術與方法

1、污染水體生態恢復的工程技術

（1）植物修復技術

植物修復技術是以植物（如水草、水生花卉等）忍耐和超量積累某種或某些化學物質的理論為基礎，利用植物及其共生生物體系清除水體中的污染物的環境污染治理技術。

①植物萃取技術

利用金屬積累植物或超積累植物將水體中的金屬萃取出來，富集并運輸到植物可收割部分。

②根際過濾技術

利用超積累植物或耐重金屬植物從污水中吸收、沉淀和富集有毒金屬。

③植物固化技術

利用耐重金屬植物或超積累植物降低重金屬的活性，從而減少因重金屬擴散而進一步污染環境的可能性。

（2）動物與微生物修復技術

水生動物群落的恢復是水體生態系統恢復的重要內容，同時亦是維持重建水生植物群落結構和功能穩定的重要機制。

①采用CBS水體修復技術

CBS是Central Biological System（集中式生物系統）的簡稱，由美國CBS公司的科學家開發研制，并得到廣泛成功應用，是一種高科技的生物修復水體的方法，是利用微生物生命過程中的代謝機理，將廢水中的有機物分解為簡單的無機物，從而去除有機污染物的過程。

②采用EM技術進行水體修復

EM為高效復合微生物菌群的簡稱，是一種由酵母菌、放線菌、乳酸菌、光合菌等多種有益微生物經特殊方法培育而成的高效復合微生物菌群。EM技術時日本琉球大學教授比嘉照夫先生于20世紀80年代初開發成功的一項微生物技術。EM菌群是由5科10屬80多種對人類有益的微生物復合培養而成的多功能微生物菌群。其物理性狀為棕褐色液體，包含有光合細菌、醋酸桿酶、放線菌、乳酸菌和酵母菌5大類微生物。EM菌群在其生長過程中能迅速分解污水中的有機物，同時依靠相互間共生增殖及協同作用，代謝出抗氧化物質，生成穩定而復雜的生態系統，抑制有害微生物的生長繁殖，激活水中具有凈化水功能的原生動物、微生物及水生植物，通過這些生物的綜合效應從而達到凈化與修復水體的目的。

2、富營養化湖泊的生態修復技術[14-19]

（1）恢復水生植被

控制營養物的生物措施包括擴大天然營養物匯點對營養物的滯留，削減營養物向營養生成帶的再循環和內負荷，外源負荷的削減必須與湖泊內過程相吻合，即將營養物保持為初級生產者所不能利用的化學形態或滯留于湖內不能利用的位點。控制外源營養負荷，除利用和恢復水陸交錯帶的濕地和湖泊沿岸帶的大型植物和微生物的作用，發展費用較低的半天然的人工濕地也是一種可行途徑。對于水質明顯惡化的水體沉水植被不易恢復，即使恢復也難以維持。因此我們必須通過根際系統的凈化，控制面源污染，或是通過生物量的收獲消除內負荷，美化環境。重建以沉水植物為主的水生植被對以武漢東湖為代表的長江中下游富營養化淺水湖泊的恢復至關重要。因此必須將工程措施與生態措施結合起來。在重建水生植被的早期，也必須根據湖泊水生植被自身的演替規律和水生植物的生理生態特征選擇耐污性強的r-選擇型植物作為先鋒種類，然后逐步對水生植被的結構加以優化。

（2）優化水產養殖結構，恢復生態系統平衡

一般說來，湖泊退化的表征有藻類過度增長、水生植被衰退、污染輸入超過水體自凈能力及凈化能力下降、水質惡化、食物鏈喪失等。對于這些問題，必須采取相應的人為措施促進湖泊的恢復，防止水體的進一步污染，降低富營養化水平。大型枝角類及植食性魚類雖然可以降低藻類現存量，提高水體透明度，但在長期尺度上不能根本解決問題，必須進行湖泊生態系統的整體優化，提高和恢復生物多樣性，進而提高系統的穩定性。在湖泊富營養化的過程中，水生植物群落本身也發生演替變化，以適應不同的營養水平和水環境條件。

在水體富營養水平高，透明度低，加上水華大量發生，草食性魚類攝食等因素的作用下，沉水植物損失，湖泊進入浮游植物占優勢的狀態，我國稱之為藻型湖泊，表現為湖水渾濁、生物多樣性降低，湖泊的利用價值、美學價值和野生生物保護價值也隨之下降。但并非每一個湖泊都符合這一模式順序發展。由上述演替過程分析，對于長江流域富營養化淺水湖泊的生態恢復必須以沉水植物為主的水生植物重建為重點，將工程措施和生態調控措施結合起來。對外源與內源污染負荷的削減是有效的生態調控措施的前提。在重建水生植被的早期必須根據湖泊水生植被自身的演替規律和水生植物的生理生態特征，選擇耐污性強的，選擇型植物作為先鋒種類，然后逐步對水生植被的結構加以優化。

3、海洋生態修復---海藻的應用

海藻是海洋生態環境的生態修復者，大力發展海藻養殖，可以減少海洋富營養化，修復已遭到破壞的海洋生態系統，保護海洋生物資源。

海藻通過從海洋環境中不斷吸收氮和磷，當生長到一定大小，可以被人們很容易地從海區收獲到陸地，這種收獲本身就是把大量吸收和儲存在海藻中的氮和磷從海洋中除去。這種除氮和磷的方式必須存在兩大前提：其一是該種海藻具有較高經濟價值，而且經濟價值越高越容易被栽培和收獲。其二該種海藻可大規模栽培生產且收割方便。海洋微藻也能從海洋中吸收氮和磷，但由于其個體小難以收獲，因此難以充當現代海洋生態修復者，只能作為生態平衡成分之一。

參考文獻

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關鍵詞：河道；生態修復；技術措施；修復原則

中圖分類號：TV85文獻標識碼： A 文章編號：

引言

河道生態系統是流域生態系統的一部分,人類在水利方面對河流的研究和開發利用已達到相當高的水平,但從生態角度研究河道生態修復課題是近年才開始的。河道生態修復技術是一項清潔環境的低投資、高效益的技術，它可以建立一個與周圍環境相互協調、協同發展,保持社會經濟可持續發展的良性循環系統。

一、河道生態修復的必要性

人類在河道整治取得經濟快速發展的同時,也給河道帶來了致命的后果,導致河道生態環境嚴重惡化,現已發展到了必須盡最大可能修復河道生態環境、恢復或重建河道生態系統的境地。究其原因如下:

1.1生物多樣性減少。河道整治改變了水體流動的多樣性,許多生物生息地環境改變甚至消失。隨著生活水平的不斷提高,在人們對河道環境的要求越來越高的今天,提倡河道的生物多樣性具有重大的現實意義。

1.2自凈能力降低。天然河道均具有一定的自凈能力,水泥襯底和護襯割裂了水體與土壤的關系,使水體與土地、生物和環境相隔離,導致河道的自凈能力降低。為了保證河道水體功能符合預定功能的要求,必須確保河道有較大的自凈能力。

1.3生態系統的可持續性受阻。對河道生態系統的開發、處理,必須考慮河道生態系統的可持續性,協調人與河道之間的關系,維護河道生態系統的可持續性,故河道的生態修復不僅是對傳統河道整治的補救措施,也是今后河道整治的良好借鑒模式。

1.4洪澇災害的危害增加。河道被裁彎取直使河道束窄加深,硬化覆蓋使河床不透水面積增加,導致河道泄洪功能減弱,給防洪帶來了隱患,導致洪災總體風險不斷增加。

二、河道生態系統修復原則

2.1自然原則

使河道完全恢復受人類干擾前的原始狀態幾乎是不可能的。河道的生態修復趨向于運用自然材料。如使用木樁、拋石、沉石進行護坡護岸,河堤采用喬、灌、草立體防護。在河道內營造適宜的生物棲息環境,增設過魚通道,調整河道結構,宜寬則寬,宜彎則彎,恢復淺灘與沙洲等,模擬自然狀態,創造良好自然環境與景觀,促進自然生態系統良性循環。

2.2生態原則

因地制宜發展穩定塘,人工濕地及生物柵,生物浮島等處理技術,重視河岸植被建設,構建河流生態走廊,治理與控制河堤水土流失,在水域內,種植各種喜水、耐水植物,發展水生動物,提高水域生物凈化功能。既可降低費用,又可實現對污水處理工程難以處理或處理費用較高的污染物的有效控制,既具有景觀效應,又可改善局域氣候,提高生物多樣性保護等生態功能。

2.3整體景觀原則

生態修復要從三維空間考慮,統籌進行上下游、左右岸,由河底至堤岸多層次立體修復,社會經濟發展模式優化與河流各要素恢復相結合,統籌考慮沿岸的土地利用,水土保持,水資源利用等多方面的整體要求。河流生態修復工程設計中應考慮景觀美學要求,合理規劃河岸帶寬度,控制污染,突出景觀設計,盡顯回歸自然,將河道景觀與周圍社區環境有機地融為一體,滿足居民的休閑娛樂與親水需求,將治理、凈化、修復與環境景觀美化有機統一,營造人水和諧的生態空間。

三、河道生態修復技術措施

3.1先期處理技術

河流生態修復的前提是進行必要先期處理,實施污染控制和治污。如若不進行先期處理,許多以生態修復為基礎的技術就無法開展。先期處理技術包括:外源性控制技術和內源性控制技術。

（1）外源性控制技術

發達國家進行河道生態修復的經驗表明,要發揮河道的生態功能,控制污廢水直接排放入河道是減輕河道污染的根本措施。河道水質的惡化主要是由外界輸入的大量營養物質在水體中富集造成的,切實控制外源性營養物質的輸入,是河道生態修復的重要前提。為此,必須加大外源性營養物質輸入控制技術中的截污工程和引排污染源工程的建設力度。

（2）內源性控制技術

大型水生植物大多具有吸收河道內源性營養物質的功能,某些植物的根莖還具有抑制底泥中營養物質釋放的功能,這些大型水生植物在生長后期又能較方便地去除,從而帶走河道中過多的營養物質。同時,一些植物對藻類包括形成水華的微囊藻有抑制作用,因此通過種植水生植物可在一定程度上實現控制內源性營養物質污染的目的。

3.3形態修復技術

天然河道是蜿蜒彎曲、不規則的,在傳統的河道整治中,為了便于進行規劃建設或滿足現代航運需求,許多蜿蜒曲折的河道被裁彎取直。自然蜿蜒的河道形態能降低河水流速,自然河岸可通過水體滲透和兩岸植物的儲水起到調蓄洪水的輔助作用,被水泥和鋼筋混凝土加固了的河岸阻止了水體的自然交換,導致洪災總體風險不斷增加。同時,河道形態的直線化改變了原有河道的水流流態,水生魚類也失去了棲息地,對生態環境產生不利影響。在河道整治的工程中,應尊重河道的天然形態,避免直線和折線型的河道設計,通過保持河道的蜿蜒性來保護河道形態的多樣性。

3.4生態河堤修復技術

河堤具有廊道、緩沖帶和植被護岸等功能,不僅可為防洪安全提供可靠保障,同時還是一道人水相親的風景線。因此,不僅要高度重視加固堤防工作,而且要同步實施河堤的生態修復工作,把河堤建成防洪和生態兼顧的綠色堅固長廊。通過河堤建設,使河堤符合防洪標準;通過實施河道沿線景觀綜合整治工程,使河道實現水清、景美的目標,成為自然景觀與人文景觀相協調的河道生態景觀區。

3.5人工濕地處理技術

人工濕地植物根系的輸氧作用及傳遞特性使人工濕地生態系統呈現連續的好氧、缺氧、厭氧狀態。在此過程中,60%以上的總氮通過硝化作用和反硝化作用被脫除。人工濕地對氮的去除主要依靠微生物的氨化、硝化、反硝化等作用完成。濕地植物吸收約8%~16%的總氮作為自身的營養成分,用于合成植物蛋白等有機氮,進而通過植物的收割而去除。人工濕地處理是近年來迅速發展的生態污染處理技術,可處理多種工業廢水和農業污水。人工濕地利用自然生態系統中物理、化學和生物的三重作用實現對污水的凈化,這種技術已經成為提高大型水體水質的有效方法。人工濕地對有機污染物有較強的降解能力,廢水中的不溶性有機物通過沉淀、過濾作用,很快地被截留并被微生物利用;廢水中可溶性有機物通過植物根系的吸附、吸收及代謝降解等過程被分解去除。隨著處理過程的不斷進行,濕地中的微生物也繁殖生長,通過對填料的定期更換及對植物的收割而將新生的有機體從濕地生態系統中去除。

3.6生態水體修復技術

河道生態修復的首要任務是水體水質的修復:一是控制污染物流入,增加水量,稀釋污染物,輸移污染物,提高水體的納污能力,提高水環境容量和水環境承載能力。二是采取工程措施提高河道本身的自凈能力和恢復水體水質,主要方法有:通過水利設施調控引入污染水域上游或者附近清潔水源的水進行沖刷、稀釋污染河道,以改善河道水環境質量;加大河道的枯水期流量,增加河道的稀釋能力。人工增氧的應急方法,對河道水環境的改善具有極其重要的作用。人工增氧能加快水體中溶解氧與污染物質之間的氧化還原反應速度,提高水體中好氧微生物的活性,加快有機污染物的降解速度。

結束語

總之，生態修復是一項復雜的系統工程,必須依靠自然的自我修復能力,并輔以適當的人工措施，才能恢復河道生態系統的功能,恢復河道的生機與活力,使河道成為水量充足、水質良好、生物多樣的良性可循環生態系統。

參考文獻

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關鍵詞：生態修復；河道；水環境治理；污染物

1多方位生態修復技術概述

1.1理論核心原則

多方位生態修復技術是指綜合應用多項河道修復技術理論，在形成綜合化治理體系的同時，建立完整的統籌管理機制。在河道污染治理的過程中，要降低外源污染，控制內源污染，構建人工凈化體系，增強水體自凈功能，保證整體技術的執行效果。多方位生態修復技術可以形成綜合技術體系，在整合多污染管理系統的過程中，可以對外污染源進行攔截，并對水體中的現有污染物進行原位清理。另外，多方位生態修復技術可以提高水系統的自主清理能力，增強河道污染物容納能力，使得整體水系統可憑借更高的持有量，完成環境保護工作，并為水系統的自凈創造更大的技術空間，保證整體技術體系的管理效果[1]。

1.2技術特征優勢

單一河道污染治理技術可通過獨立的技術內容，為污染治理提供具體的技術支撐，但綜合效果明顯不佳。多方位生態修復技術有效地補充了其缺陷，可以保證技術的整體合理性，表現出明顯的特征。一是在污染源頭的治理中，多方位生態修復技術可以有效降低外源污染物對河道的侵入污染，并降低河道內的氮磷含量，控制化學有害物的危害。二是河道定期進行淤積清理，可以消除水環境中的污染物，控制水環境的污染物水平，保障其周期性凈化能力。三是應用現代水體凈化系統，能夠快速清除水體中的污染物，改善河道水體環境，同時多方位修復技術能強化河道的抗污染能力。四是通過綜合化的技術體系，形成獨立的水體生態系統，美化環境，構建生態景觀。

2生態修復技術組成內容

2.1外源污染

降雨原位自動膜濾波系統是一種雨水工程處理技術，能夠防治外源污染，有效處理雨水，通過使用超低壓過濾膜，過濾和除去雨水中的污染物。系統采用的過濾膜為折疊膜，在確保過水能力的基礎上，可以有效過濾污染物。系統還設有蓄水池，從而實現對水體的過濾，雨季可以對濾芯進行自動反清洗，有效減少污染物的沉積量，延長濾芯的使用年限。同時，該系統將雨水管網安裝在河道末端，以便控制水中的污染物。過濾后的水被排入管網中，避免出水對河道造成污染[2]。

2.2內源污染

如果沒有及時處理外來污染物，積累時間過長，它會與河底淤泥結合，最終形成污泥，可以說，這類污泥是河道的重要污染源，會對城市河道造成極為嚴重的污染。這種底泥處理難度較高，其中含有的一些化學元素會在條件允許的情況下進入上層水源，容易對水體造成二次污染。目前，針對這類污染，最常用的方法為機械清淤技術和淤泥生物酶降解技術，二者具有處理速度快、效率高和可持續性的特點。機械清淤技術與淤泥生物酶降解技術都具有較強的清淤能力，但前者成本較高，故適用于高污染地區。淤泥生物酶降解技術可以對河道底部的微生物進行處理，適用于污染程度不嚴重且污染范圍較大的區域。

2.3人工凈化

當河道環境受到外界污染物影響后，其自身的生態平衡就會遭到破壞，難以通過自凈作用消除污染物。在這種情況下，污染物的淤積量不會減少，反而越來越多。此時，就需要外界污染治理手段的介入，以清理水環境中的污染物。人工凈化技術的應用，可以保證整體技術的執行效果，從而達到優化水環境的管理目標。例如，當前科技條件下，微米級、亞微米級的氧化氣泡都可以在水環境凈化中起到積極作用，控制氮磷含量與重金屬含量，從而保證水體平衡狀態。

3河道水環境治理項目實踐分析

3.1區域水環境治理條件

在區域水環境治理過程中，首先要了解治理工程范圍內的水環境基礎狀況。例如，河池市宜州區水環境治理工程的流域面積為41km2，長度跨越為17km，水體深度在15～22m。從目前的水環境狀況來看，水體的透明度較低，局部已經出現發黑、發臭的現象，污染較為嚴重，水體生態系統受到較為嚴重的破壞。在制定生態修復方案前，首先對水體生態情況進行取樣分析。從分析結果來看，水體中COD、NH3-N和TP等有害物質濃度均較高，其中，COD含量為325mg/L，NH3-N含量為12.6mg/L，TP含量為1.2mg/L，嚴重超出V類水質標準，說明水體中污染物含量嚴重超標。針對這種情況，只有采用多方位生態修復技術，才能實現對區域水環境的綜合治理，從而改善水體質量，降低對周圍環境的影響。在類似的區域水環境治理工程中，人們要重視治理工程水環境基礎條件調查，采用多種水環境監測和取樣分析方法，準確了解水體污染程度和主要污染物類型，從而為水環境治理方案的制定提供依據。在水環境調查工作中，人們要分析上下游河道可能引發的污染問題，全面掌握治理工程范圍內的污染源，確保工程治理措施的全面性。因此，在實際工程開展過程中，要注意搜集歷史水環境監測數據，結合工程調查結果，盡可能提高治理方案設計的合理性[3]。

3.2河道水治理措施

河道治理期間，需要對河道上游進行截流處理。其間可以利用土工膜、聚酯纖維膜對水體進行導流布置，即在距離河岸5m的位置設置隔膜。其中，隔膜的內層屬于土工膜，外層則屬于聚酯纖維膜。在這一前提下，可以利用導流技術，將污水排入下游，降低上游區域的污染程度。在多年的發展中，河道上游匯集大量未經處理的污水，水質受到污染，河底的淤泥也越積越多。對此，可以將大量生物酶投放在河道中，盡可能提高河底微生物的活性，使其能夠吸附更多的淤泥，解決河道的水源惡臭問題。除此之外，還可以將大量水生動植物投入河道中，最大程度地調整水生動植物的空間，確保其具有較高的存活率，有效提高水生態系統的功能。實際上，確保水生動植物的存活率，可以為河道水環境治理奠定堅實的基礎。因此，上游需要設置超微凈化設備，從而實現對水環境的循環凈化。該設備凈水處理量為100m3/h，效果優異。其不僅可以改善河道水質，還能夠為水生動植物營造良好的生態環境，實現水環境系統建設的目標。長此以往，河道水環境可以形成良性循環，改變以往河道的污染局面，降低TP、NH3-N、COD等物質的濃度，增強水資源的自凈能力。

3.3生態修復技術綜合應用

以某河道為例，該河道水體深度為15～22m，水體透明度比較低，污染現象嚴重，局部位置已經出現發黑發臭的問題。研究人員對水體取樣后，分析水體中的各項有害物質，為改善水環境，降低污染物含量，采用生態修復技術體系下的綜合治理模式。人們對上游河道進行外源截留處理，應用聚酯纖維膜與土工膜進行水體隔膜導流，以降低上游區域非溶解性污染物的排入量。將生態修復技術與人工凈化技術相結合，可避免水環境持續受外界污染物的影響。人工凈化可以提升河道的防污能力，氣液界面應用超高壓氣水混合技術，可以得到微米級氧化氣泡，從而降低水體中的氮磷含量，降低污染物濃度，提升水體溶氧量，提高水體透光能力。另外，可以將生態修復技術與水體自凈功能相結合，利用水生植物與水生動物來構建自然生態鏈，通過降解與轉移使水中污染物減少，并與水中生物達到平衡，最終實現水體凈化效果。常見的水生植物群落主要有挺水植物、沉水植物與浮葉植物群落，挺水植物與浮葉植物能夠保持水質平衡，強化水環境的生態美觀作用，沉水植物可以提升水體生態修復能力。因此，可以在河道淺水區域種植綠矮型水下草皮，在中部區域種植常綠型水下森林，以此提高水體修復效果。

篇4

關鍵詞：河流；生態修復；生物——生態修復技術；綜述

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A

1 概述

河流是人類賴以生存的水環境，是人類社會生存和發展的起源地。河流系統是自然界最重要的生態系統之一。目前由于人類活動排放的各種污染物進入河流，使河流水質和河流底泥的物理、化學性質或生物組成發生變化，從而降低了河流的使用價值，使河流失去了原有的意義。為了恢復河流的使用價值，人們應當對水體中的污染物進行處理，從而使水體得到凈化，使人類對河流環境的干擾降到最小，與自然共生存，為生物棲息和繁殖創造良好的生態環境，造福于子孫后代。近年來，對河流生態修復的研究不斷深化，河流水生態修復有多種方法，這些方法通過強化自然界自身的凈化能力和物質循環規律去治理受損河流，是實現人與自然和諧相處的治理途徑。

2 河流生態修復概述

隨著人們對傳統水利工程給河流生態系統帶來脅迫的反思，人們開始認識到恢復河流生態活力的必要性和重要性，于是出現了河流生態修復的概念和相應的工程技術。河流生態修復的概念最早是在德國提出的，它強調水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同時，還應該達到接近自然的目的，特別強調河溪治理工程中的自然美學成分。

生態修復措施主要利用培育的植物或培養、接種的微生物的生命活動，對河流水體中的污染物進行轉移、轉化及降解作用，從而使水體得到凈化，具有可持續性好、保持力強、工程造價低、耗能少等優點。

3 河流生態修復技術

河流生態修復的主要技術方法包括緩沖區恢復、植被恢復、河道補水、生物——生態修復、生境修復等技術。

3.1 緩沖區修復

緩沖區是河流與陸地的交界區域，如河邊濕地、河谷或洪泛平原，具有水域與陸地雙重屬性。緩沖區是河流生態系統與陸地生態系統進行物質、能量、信息交換的一個重要過渡帶，成為兩者相互作用的重要紐帶和橋梁。它受到地表水以及地下水的影響，是一種生態交錯帶，具有明顯的邊緣效應。

3.2 植被恢復

植被恢復是最普遍的河流修復方法。植被可以通過影響河流的流動、河岸抗沖刷強度、泥沙沉積、河床穩定性和河道形態而對河流產生很大影響。同時，合理分布的植被還有助于減輕洪水災害、凈化水體、截留來自農田的氮和磷以達到保護水質的目的，并可提供景觀休閑場所和多種生態服務功能。

3.3 生物強化人工河道、生態溝渠及生態護岸

生物強化人工河道是指結合水系疏通工程和結構現狀，構建的以生物處理為主體的人工河道，水質凈化設施主體設于河道內或河流一側，形成多級串聯式的生物凈化系統，從而改善水環境條件。自然河道生態塘則是以太陽能為初始能源，在塘中種植水生植物，進行水產和水禽養殖，形成人工生態系統。通過多條食物鏈的物質遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化，可凈化河水中的有機污染物。

生態溝渠是指根據水生植物的耐污能力及生理特征，充分利用現有溝渠條件，在不同渠段選擇利用礫間接觸氧化、強化生物接觸氧化等措施，逐級凈化水質，在達到分級凈化水質功能的同時，將凈化設施與地表景觀融為一體，美化河流景觀。

生態護岸是利用石頭、木材、多孔環?；炷梁妥匀徊馁|制成的柔性結構等構建，對河岸進行加固，防止河道淤積、侵蝕和下切，同時多孔護岸材料，為植物的生長提供了有利條件，為野生動物提供棲息地，保障自然環境和人居環境的和諧統一。透水的護岸也保證了地表徑流與地下水之間的物質、能量的交換。

3.4 生態修復耦合技術

生態修復耦合系統是綜合人工濕地、微生物及水生動物協同凈化等原理設計的生態修復系統，可去除河流水體中的營養鹽和有機物，從而達到修復河流水環境的目的。其在利用濕地植物的同時，構建新的水生植物系統；在美化景觀的同時，合理配置生態系統營養級結構；利用多種微生物凈化水體的同時，構建具有完整營養級結構的水生動植物生態系統；并利用動植物、微生物的協同作用改善河流水質。

4 河流生態修復技術發展的展望

隨著對河流的認識加深，人們已認識到河流生態修復的重要性，河流生態修復技術不斷得到改進。生態河流與利用傳統水利工程方法治理的河流不同，它是一個完整的生態系統，因此，在不斷探索河流生態修復技術的同時，還應加強對修復后生態河流的維護和管理，從而實現河流生態系統長期的健康和穩定。

參考文獻

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篇5

關鍵詞：大石埠水庫；水生態修復；措施

中圖分類號 TV697 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）14-103-02

大石埠水庫位于江蘇省東?？h西部丘陵地區的高流河支流桃林河上游，距東?？h城30km，水庫設計以防洪和灌溉為主，結合水產養殖等進行綜合利用。另外，通過龍良河為東?？h的賀莊水庫、昌黎水庫、西雙湖水庫等中、小水庫提供水源，對解決東?？h西部水源問題有著重要意義。根據最近幾年的水質監測評價結果，大石埠水庫水質不穩定，局部時段出現了總磷、總氮較嚴重超標現象，水質達到了中營養――輕度富營養化程度，存在著一定的安全隱患。

保護水生態系統是水利事業的新課題，也是環境水利的重要體現。在當前“實行最嚴格水資源管理”制度的形勢下，為扼守“三條紅線”，特別是第三條紅線提出的“加強水生態系統的保護與修復”的目標任務，保證人民群眾的用水安全，改善水庫庫區的生態環境，保持良好的水質，對大石埠水庫進行水生態修復顯得極其迫切和重要。本文結合最近幾年對大石埠水庫的實地勘查，對大石埠水庫的水生態修復措施進行初步的探討。

1 應遵循的原則

在編制水生態修復方案工作中，應遵循如下原則：

1.1 改善水庫水質的原則 水庫庫區生態修復措施及工程措施實施以后，能夠有效減少入庫污染物總量，使水質得到逐步改善。

1.2 建立生物隔離帶和濕地相結合的原則 利用防護隔離帶的攔截作用，防止農田的地表徑流所攜帶的污染物進入水庫水體，防護隔離帶的植物的根系能固土護岸，減少水土流失。通過庫區及河口濕地建設，增加生物的多樣性，充分發揮濕地的自然凈化功能。通過土壤和植物的吸附、截流及交替氧化還原和微生物降解等措施，使水質逐步凈化。

1.3 結合實際的原則 在生態修復方案中，對濕地、林地和水庫庫區水生植物的選擇，既要考慮對當地氣候及地理、地型條件的適應能力，也要考慮其吸收凈化污染物的能力，還要考慮維持整體的生態平衡和注重景觀美化效果。

1.4 充分發揮經濟效益的原則 在隔離帶和濕地建設中，要充分利用本地的原有物種和經過改良后的引進物種，布局有較好經濟價值的植物，為庫區的老百姓創造經濟效益。堅持以項目維護和經費投入最小化的運作方式，努力做到經濟效益的最大化。

1.5 分步實施推進的原則 水庫的水生態修復工程量較大，生態修復項目的實施，可采取近期與遠期相結合的方法，科學規劃和制定實施方案，分期、分批實施項目。

2 大石埠水庫水環境現狀及原因分析

2.1 大石埠水庫水質狀況 通過收集整理大石埠水庫近4a的水質監測資料，并按照《地表水環境質量標準》進行類別分析，按照《地表水資源質量評價技術規程》進行營養狀態評價，結果表明：在近4a的50次水質監測中，Ⅱ類水15次，占評價總測次的30%，Ⅲ類水25次，占評價總測次的50%，Ⅳ類水10次，占評價總測次的20%；水庫水體一直處于中營養至輕度富營養狀態。自2009年起，大石埠水庫曾連續出現中度富營養狀態，富營養狀態頻次增加較為明顯，水庫水質富營養化程度日趨嚴重。

2.2 存在問題的原因分析 （1）大石埠水庫的總體水環境質量尚好，但是水體的富營養程度相對較高，已經達到了中度富營養化水平。（2）通過近幾年的實地調查，大石埠水庫存在網欄養殖問題，特別是在入庫徑流河口地段的網欄養殖。由于養殖餌料的投放，造成水庫水體的內污染源較重，而這些內污染源對水生態環境的影響，無法通過具體的工程措施進行有效的修復。（3）水庫上游及周邊是桃林鎮政府所在地及附近村莊。由于人們的日常生產及生活，使入庫支流產生各類污染物，特別是在汛期，這些污染物流入水庫庫區，對水庫的水質安全造成了一定的影響。（4）庫區上游地帶的大量土地被開發成為農田，并種植農作物和經濟作物，由于目前農藥和化肥的廣泛應用，農田的面源污染給水庫的水質帶來隱患。（5）大石埠水庫是山地形水庫，水庫的岸線較長，水庫的形狀為狹長型，由于水庫的防護帶有缺失現象，特別是水庫靠馬陵山地段缺失較多，造成水土流失現象較為嚴重，以致形成的徑流直接入庫，從而影響了水庫的水體水質。（6）大石埠水庫在水流力學作用下，造成了一定程度的庫岸淘刷現象，有的易造成塌岸，因而影響了水庫庫區周圍的生態環境和防洪安全。（7）由于水庫上游是馬陵山的丘陵地帶，大量的灌木和原有的林地被附近的村民開發種植，原有的生態體系被破壞的現象較為嚴重。雖然近年來政府有關部門提出了調整產業結構，但是短時間內很難恢復原有的生態系統，從而也對大石埠的生態穩定帶來影響。

3 大石埠水庫水生態修復措施

3.1 總體思路和具體目標 根據大石埠水庫的實際情況，從發揮區域生態功能出發，充分利用水陸植物的生態作用，以植物修復、重建和優化調整為重要手段，實行水庫的上游地帶、淹沒地帶、消落區域和水下區域的有效結合，進行庫區生態修復建設。通過截留和凈化污染物，保護生物物種的多樣性，涵養水源，防止水土流失，建設生物景觀等措施，推動庫區社會經濟的發展，增加庫區農民的經濟收入，同時也兼顧庫區的生態效益。

具體的目標是：減少水庫周圍不必要的人為干擾因素，降低入庫的污染物數量。依靠生態系統的自然調節能力，輔助以人工措施和工程措施，使遭到破壞的水庫生態系統逐步得到恢復，并向良性循環方向發展，逐步將其建設成為優質的水源地。

3.2 大石埠水庫水生態修復的具體措施

3.2.1 防護帶修復 建設3條防護帶，種植喬木、灌木和果樹。即在水庫西10km左右，靠馬陵山山體頂部，種植耐干旱和貧瘠的馬尾松等，種植長度3km；在山體的坡耕地種植蘋果、板栗等果樹。

3.2.2 建設隔離帶 利用土地整理開發和小流域綜合治理等工程，在水庫周圍建設隔離帶。通過工程措施的配套和鄉村河塘的綜合整治，以及村容村貌和村莊環境建設，特別是周邊村莊生態環境的優化，為水庫的生態修復起到了較大的促進作用。

3.2.3 建造生態浮床 采用木棍和鋼絲固定一塊水面，其中種植蘆葦和荻草等。每個浮床大約為10m×3m。建浮床地點，一是在大石埠水庫西岸的小桃林村附近，建造放置10個浮床；二是在水庫西岸靠彭才村附近水面建造投放10個浮床；三是在水庫東岸靠關汪村附近建造投放10個生態浮床；四是在水庫東岸軍民翻水站附近建造投放10個生態浮床。

3.2.4 恢復與擴建濕地 恢復原黑龍潭水庫到大石埠水庫的濕地，協調處理歷史留下的圈圩，進一步擴大濕地面積，擬擴建濕地30hm2。

3.2.5 生態護坡 利用生態混凝土和生態磚種植蘆葦和香蒲等。具體的生態護坡地段為，庫區上游靠小桃林村兩岸約6km，庫區西岸靠彭才村約2km，庫區東岸靠關汪村及軍民翻水站約2km，水庫管理所至西石埠村地段和道埝翻水站約2.5km。

3.2.6 河道整治 對大石埠水庫的入庫河道桃林河進行河道整治工作。具體措施為打撈水花生和水葫蘆，對河道進行淺表清淤。整治河道的長度約3km。

篇6

生物修復是環境工程領域剛剛興起的一門新技術，已成功應用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理[1~5]。為了進一步探索華南地區高負荷污水流量和潮汐狀況下的黑臭河涌生物治理技術，在廣州市白云區朝陽涌進行了黑臭水體生物修復試驗。

1 試驗河涌和測試方法

1.1 試驗河涌

朝陽涌位于廣州市白云區石井街，為感潮河涌全長3200 m，平均寬度5.8 m，平均底泥深度0.9 m。由于上游大量工業廢水、生活污水排入河涌，近十年來河涌一直處于黑臭狀態。

1.2 試驗方法及工藝參數

從紅星工業區第1排放口向廣花高速公路方向，人工壘壩截流875 m作為預處理河段，人工截流使預處理河段水位穩定在0.8~1.1 m以上，總水量為5000 m3 左右，每天上游排放污水1800~2300 m3，平均水力停留時間為2.17~2.78 d。預處理河段下游為自然潮汐河段，人工壩上留有泄洪孔，以便在暴雨和上游污水排放量加大情況下，直接排入潮汐河段（見圖1）。

1.3 預處理河段處理方法

紅星工業區第1排放口前放養鳳眼蓮，同時在鳳眼蓮下懸掛2~3 m3生物填料，設置射流式增氧機1臺（1.10 kW，每臺增氧量為3.5 kg/h）地埋式生物反應器1套；紅星工業區第2排放口設置接觸氧化池1套；預處理河段布置5臺水車式增氧機，其中1臺為永久性增氧設施（1.50 kW，增氧量為2.6 kg/h），4臺為臨時性增氧設施（0.75 kW，增氧量為1.5 kg/h）（見圖1）。

1.4 藥物處理方法

藥物處理分3個階段。

第一階段：底泥生物氧化 60 d（8月23日~10月23日）

利用河道底泥接種專業培養基，定向擴增河涌土著微生物，制成土著微生物培養液，將微生物培養液(細菌含量1×106pic/mL)，和一定量共代謝底物等輔助藥物一起共250 kg，加上6.6加侖Bio-energizer生物促生液（簡稱BE，美國普羅生物技術公司生產）、3.3加侖Micatrol生物解毒劑（簡稱MIC，美國普羅生物技術公司生產），用黑臭河水稀釋混合后，直接噴射于河涌底泥內，以促進河涌底泥生物氧化。此過程連續進行5 d后，采用上述方法連續30 d向河涌底泥噴灑3.3加侖/d BE，然后將劑量減半，連續25 d進行底泥生物氧化。

第二階段：水體生物修復 30 d（10月24日~11月24日）

在第一階段底泥生物氧化基礎上，連續30 d在預處理河段均勻潑灑2加侖/d BE和50 kg微生物培養液，同時啟動水體增氧設施，藥物使用量根據當天污水流量和污水CODcr、NH3-N等指標作適當調整。隨著水體好轉將藥物劑量使用量降至0.5加侖/d，至第二階段結束。

第三階段：河涌生態恢復 20 d（11月25日~12月15日）

按照污水排放量，每天向紅星工業區第1、第2排放口投加25 mg/L微生物培養液和2 mg/L BE、1 mg/L MIC，每周向預處理河段均勻潑灑2加侖BE，根據當天污水流量和污水CODcr、NH3-N等指標適當調整BE劑量或采用其他應急措施。

1.5 采樣點及采樣方法

水體采樣點分別位于紅星工業區第1排放口（1＃）、紅星工業區第2排放口上游（2＃）、紅星工業區第2排放口下游（3＃）、木橋（4＃）、高速公路（5＃）、朝豐路橋上游（6＃），用500 mL取樣瓶直接取樣，并于當天測定各項指標。（見圖1）

1.6 測定項目及方法

1.6.1理化指標測定及方法

DO采用上海產溶解氧測定儀，于每天上午11：00現場測定；透明度采用自制塞氏盤進行測定，于每天上午11：00現場測定；pH采用上海產筆式pH計，于每天上午11：00現場測定；NH3-N采用納氏比色法進行測定；H2S采用碘量法進行測定；CODCr采用重鉻酸鉀法測定；底泥TOC參照土壤TOC測定方法。

1.6.2 生物學指標測定及方法

細菌總量：采用平板培養法；微型動物：用吸管吸取1滴（約0.05 mL）水樣，在血球計數板上直接進行活體觀察并計數；以上指標測定方法見文獻[6]；底泥生物活性（G值）：見文獻[7]。

轉貼于 　2 試驗結果與分析

2.1 污染源生物處理效果

經過20 d運行，紅星工業區第1排放口地埋式生物反應器對污水CODCr除去率可達20%左右；紅星工業區第2排放口接觸氧化池對污水CODCr除去率可達50%左右。二排放口污水排放總量1800~2300 m3/d，排放污水平均CODCr（3#）穩定在150 mg/L左右。

2.2 預處理河段底泥生物氧化處理結果

底泥耗氧是河涌黑臭的重要原因之一。由于朝陽涌長期受納來自上游的工業廢水和生活污水，污染物和生物殘體、固體顆粒等沉入河底，形成80~120 cm的黑色底泥，底泥通過物理、化學及生物作用進行遷移和轉化，影響上覆水體。

通過60 d的底泥生物氧化，6個樣點底泥平均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　水體透明度及色澤變化

從10月24日水體生物修復開始，10 d內，預處理河段水色發生了明顯變化，由黑色變為灰白色、褐色；10月30日預處理河段下游潮汐河涌水體已基本消除黑臭現象； 11月12日，預處理河段水體開始發綠，并呈現下午變綠，上午變黑的變化規律；11月15日全河段藻類大量繁殖，迅速消除黑臭。從上游至下游，呈現暗灰色－灰黃色－黃綠色的漸變過程，水體透明度也穩步提高，從上游暗灰色水體的12 cm左右，提高到下游高速公路的35 cm左右，并且呈現從上游到下游逐步提高的趨勢（見圖2）。

2.4水體pH和溶解氧變化

隨著河涌底泥和水體生物修復的不斷加強，11月12日預處理河段下游出現藻類， 水體pH上升，從上游到下游（1#~6#），pH從7.3逐步上升為8.1左右，從11月20日開始，2#~6#采樣點，pH穩定在8.1~8.3，而1#采樣點（排污口）一直保持在6.9~7.3。11月5日前，河涌水體一直為黑臭狀態，水體溶解氧0.3 mg/L左右，隨著水體生物修復進程，河涌溶解氧逐步提高，并呈現從上游到下游穩步增高的趨勢。11月5日，經過綜合措施處理，預處理河段水體開始變灰變白，3#~6# DO已升至0.8~0.9 mg/L，此后穩步增長，至11月15日預處理河段3#~6# DO已穩定到3.5~4.8 mg/L。并且從上游到下游，DO值呈現逐漸增加的趨勢(見圖3)。

2.5 水體CODCr和BOD5變化

隨著生物促生劑的投加和生物修復措施的進行，處理河段CODCr和BOD5明顯低于進水，并且隨著時間的推移，這一結果不斷加強，10月24日剛開始處理時，從二排污口匯合點（3#）到朝豐路上游（6#）預處理河段河段CODCr去除率僅為8.2％（包括河水稀釋作用），11月5日，河涌CODCr去除率為27.4%，11月5日后，CODCr去除率一直穩定在30％左右（見圖4、圖5）。

從11月5日河涌生物系統強化后，BOD5去除率提高至60%以上，并保持穩定，從河涌NH3-N、H2S等還原性產物濃度變化上看，從二排污口匯合點（3#）到朝豐路上游（6#）預處理河段，11月5日以后NH3-N去除率明顯上升（包括河水稀釋作用），從11.8%增加到29%，隨后穩定在39%左右（見圖6）。

H2S含量過高是河涌黑臭的主要原因之一。隨著生物修復的治理效果逐步加強，河涌H2-S含量從上游對照0.03 mg/L降至處理河段下游未檢出，表明經過生物修復后，處理河涌已初步建立好氧潔凈生物體系。

2.6 水體生物相變化

對水體中細菌總數觀察計數的結果表明，隨著水體生物修復和水質的改善處理，河涌水體異養細菌總數較上游少了1個數量級（上游污水異養菌總數為0.9×106~1.3×106 PIC /mL，處理河段下游異養菌總數為0.7×105~1.3×105 PIC/mL）。對水體微型動物觀察表明，各樣點的變形蟲、鞭毛蟲、纖毛蟲、輪蟲等種類和數量往往隨著細菌和藻類的生長高峰而增加。11月13日開始下游潮汐河涌中出現了大量枝角類水蚤（紅蟲），之后出現了小魚。

轉貼于 　3 討 論

3.1 底泥生物氧化和河涌水體生物修復

底泥是河涌生態系統的重要組成部分，主要由無機礦物、有機物、和流動相組成。底泥影響上覆水體水質；底泥的緩沖能力決定了水質的穩定性，也決定了上覆水體藻相的穩定性；底泥的微生物活性決定了對河涌有機物污染分解速度，從而決定了河涌的凈化能力[8~10]。

本試驗中，利用生物修復技術，通過實驗室小規模試驗，從十多種方案中，選擇了兩種高效配方，用于河涌底泥生物氧化，通過靶向給藥技術直接噴射于河涌底泥內，促進河涌底泥氧化，通過檢測表層20 cm底泥TOC和生物降解能力（G值）以確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已從17.9 g/kg降至5.9 g/kg，生物降解能力提高到5.6 kg/kg.h（可能是該河段在2002年4~5月曾做過底泥氧化，底泥狀況一直較上游好）。底泥氧化層的形成，為河涌潔凈好氧生態系統的建立創造了良好的條件。10月30日下游河涌底泥營養鹽釋放，水體率先開始變綠。11月3日下游河涌已形成穩定的潔凈好氧生態系統，水體色澤和潮汐水一致，透明度有時高達60 cm。

3.2 城市黑臭河涌生物治理技術

城市河涌擔負著防洪排澇、景觀旅游、生態環境等多種功能，是城市建設的重要組成部分。河涌整治一直作為政府的“民心工程”、 “形象工程”而備受重視。在城市河涌整治中，往往重視清淤，駁岸，綠化和截污等表面工程，而不重視底泥和水體生物修復，更不重視河涌生態體系建立，這樣導致城市河涌整治中邊治邊黑，邊黑邊治，不能從根本上改善河涌水質和自凈能力。截污雖然能從源頭上解決部分污水排放問題，但河涌是一個開放的水體，面源污水和其它污染源不可能完全截住。清淤雖然能除去部分底泥，清淤后下層底泥仍將為新的內源性污染源。僅通過截污、清淤、沖水，即使短期內能解決黑臭的問題，由于河涌好氧潔凈生態系統尚未建立，水體的自凈能力有限，一旦河涌納污很快又恢復到黑臭狀況。本試驗結果表明，在沒有完全截污的情況下，通過底泥生物氧化和水體生物修復，配合河涌生態恢復技術，能有效地消除了水體黑臭，逐步建立河涌潔凈好氧生態系統，延長河涌生物鏈，增加水體生物多樣性，提高河涌水體自凈能力。生物修復是城市黑臭河涌治理不可或缺的治理措施。本試驗為城市黑臭河涌的生物治理提供了一個可行的技術方案

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關鍵詞：小型水體；水污染；污染修復；環境污染；環境保護 文獻標識碼：A

中圖分類號：X52 文章編號：1009-2374（2017）10-0177-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.089

1 小型水體污染現狀

水污染是少量的污染物進入水域，超越自我凈化水體和水污染物的承載能力，造成了不良的變化，自然水生態系統的遭到破壞，破壞了水體的功能，從而降低了水體的使用價值的現象。被污染的水叫做污水，水污染的形成源于人類的生活和生產活動。在污染物排放方面，可以分為兩類：點源污染和面源污染。點污染源是指工礦廢水、生活污水等通過管道、渠道集中而成的水污染源。地表水污染源，如農田排水、礦山排水、城市和工業排水等。此外，在城市相對較多的排氣區，空氣中的一些污染物下降到地下表層，進入水中。當原材料、廢棄的燃料堆放在露天場地時，雨水（沖刷后形成的污水）就排入小型水體中。

伴隨著工業的發展，越來越多的有機物被合成，現在已知的大概有700萬多種，這里面有機物合成種類超過10萬種，并且保持20%的增長速度。隨意丟棄的合成廢物憑借各種方式混入到小型水體當中，這部分的有機污染物對人類健康與生態環境污染存在著嚴重威脅，在很大程度上使某些小型水體環境造成積累性、持久性和慢性毒性的嚴重污染。進入小型生態水環境當中，這些有機污染物可以以食物鏈的傳遞方式在各個等級的生物體內存在，逐步在細胞器官個體種群群落生態系統體現出生態效應。最近幾年以來，飲用水安全研究報告表明，存在于飲用水之中的污染物或許會導致降低嬰兒的出生體重、發育不良、骨骼發育障礙和代謝紊亂等癥狀，嚴重影響人們的生活。同時對人體內分泌系統有潛在的安全隱患，有可能造成生殖功能障礙，新生兒性別比例的失調、女性乳腺癌、青春期早早發育，不僅危害個人，甚至可能影響到子孫后代，會產生致癌、致畸、致突變“三致”效應，這是當下國際上最受關注的世界性問題。

2 小型水體污染的修復方法

2.1 化學修復

化學修復小型污染水體的方法比較簡單，一般根據污水體中的化學反應采取非分離，把污水里面存在的有害物質提取出來解決，然后將污染物質替換成有益物質。加入化學試劑是化學修復小型污染水體基本的方法，致使吸附劑改變污染水體里面的有毒物質，并使電位、pH正?；?。根據膠體材料的化學性質以及絮凝原理，使藻類生物沉積在水底，同時維持Cu2+的正常濃度，達到消滅藻類的目的?；瘜W修復方法的優點在于用量少、操作簡單、見效明顯，一般使用在應急預案?；瘜W修復方法得投入大量化學試劑來治理小型污染化水體，費用成本很貴，容易造成二次污染，小型水體的生態環境也會受到影響。但是采取化學修復方法治理小型水體污染體現不出來可持續性，沒有解決問題的根本，所以在用化學修復方法的同時，應伴以其他手段輔助，才能達到理想治療效果。

2.2 物理修復

2.2.1 調水沖污。調水治理污水是一種有效和普遍的方法。將干凈、富含營養成分的水加入到被污染的小型水體中，對出現藻類等污染物的小型水體更換或者適當增添水量，然后適當地排出一些水量，加入的水能稀釋營養鹽的濃度，增加污染水體的容量，有效防止并抑制藻類繁殖。將致使明顯的污染物進行轉移，需要注意的是沒有規劃的操作將會導致更大的水污染發生，因此用調水沖污法很難有效控制富營養化藻類的過度繁殖和生長。

2.2.2 底泥生態疏浚。水生態系統的重要組成部分之一是水體沉積物，處于小型水體營養循環的中心步驟，屬于水土界面中活換帶。水體底泥營養成分來源自仍此體長期以往的積累，作為主要營養來源之一。疏浚治療在技術上畢竟較難實現，費用大，影響它的修復因素也很多。非常容易造成二次污染，生活中主要當作輔佐措施來實施，是降低污染、修復小型水體生態結構的次要途徑。

2.3 生態修復

2.3.1 生物膜修復技術。生物膜修復技術把天然材料、合成材料當作載體，使修復水體表面形成一種特殊的生物膜。生物膜的表面積比較大，為微生物提供的附著面也比較較大，對污染物的降解有著巨大加強作用。生物膜法優點在于高效率的處理效果，在修復有機物和氨氮輕度污染方面很顯成效。另外，生物膜修復負荷較高，減少占地面面積，接觸時間也比較短，節約成本。同時在管理運行過程中不存在污泥膨脹的問題，抗沖擊負荷能力較強。

2.3.2 植物修復技術。水生植物對水流動力擾動有著顯著效果，有效穩固沉積物，為底棲生物提供理想的生存環境，在光合作用過程中把光能轉變成有機能，釋放氧氣進入水中，循環效果得以加強，凈化被污染的水體。水生植物在生長同時，對碳氮氧通化并吸收，出現在水體表面，因此植物修復技術能降低水生物營養負荷問題。單一優勢群落的生態系統不是最優系統，容易降低水體營養成分，造成二次污染。

2.3.3 人工浮島技術。小型污染水體植物存在的周圍污染細菌種類和數量都比正常水體多。水體中的污染物可以通過水生植物根部周圍自我吸收凈化實現。部分學者認為通過根際修復、根際穩固、根際轉化凈化水體。

2.3.4 生物操縱技術。合理降低或者減少浮游動物的數量，控制魚類攝食浮游生物數量，進行范圍內的水生動物繁殖力控制，提高魚類攝食浮游生物的量，控制在生態系統的承受范圍內。進行人工馴化有效固定微生物并使用基因工程達到永久性修復有機污染物的目的。

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關鍵詞：河流污染；生態修復；城市

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2016）12010502

1引言

水是人類賴以生存和發展的重要資源，在國民經濟建設中發揮著重要作用。隨著城市化、工業化進程的加快，以及城市居民數量的不斷增長，城市河流堵塞問題日益嚴重，河流污染不斷加劇。城市河流面臨的根本問題就是生態環境問題。加強城市河道維護和管理，在城市河道修復中積極倡導生態環保理念，選擇生態修復技術來優化河道，對于解決城市發展過程中面臨的生態環保問題具有積極的現實意義。

2城市河流污染現狀及成因分析

2.1城市河流污染現狀

長期以來，人們往往重視城市經濟的快速發展，忽視了對水資源的保護和水資源的再生利用，大量水資源被浪費和污染。數據表明：有超過25 %的河流和河段因為受到污染而不能滿足最基本的灌溉用水需求，流經城市的河段中78%不適合作為飲用水源。大量工業污染、居民生活污水以及農業污水等充斥于河流，加劇了河流的污染程度。

（1）城市河流生態系統破壞加重。隨著城市規模的擴大，城市用水量激增，大量河流生態環境用水被占用，加快了生態環境質量的退化速度。諸如城市河道被分流、被改道等人為改變河流現狀比比皆是。

（2）城市河流自凈能力減弱。隨著城市規模的不斷擴大，城市綠地面積減少以及城市不透水面積的增加都極大地降低了城市地下水補給能力，加上城市湖泊濕地的不斷減少，降低了洪水調蓄能力等等，這些因素的存在都導致了城市河流自凈能力降低。

（3）城市河流的污染加劇。隨著城市工業化進程加快，人口猛增，大量污水被排入到河流中，超過了城市河流的凈化能力和承載力，加劇了城市水環境的污染。

（4）生態環境退化。隨著城市河流水質的日益惡化，以及底泥中大量污染物沉淀未能及時有效清除，降低了水體中的溶解氧含量，加快了水生物種的減少速度，河道過度的人工渠化造成了濕地面積減小，間隔了土壤和水體的聯系與物質的交換，最后造成河道與濱河地帶生態環境不斷退化，生態服務功能喪失[1]。

2.2城市河流污染成因分析

據國家統計局公布的2015年國民經濟運行情況數據顯示，2015年我國的城市化率為56.1 %，與世界平均水平基本持平。隨著我國城市化進程的日益加快，城市對水資源的需求也在不斷增加，加劇了城市河流污染。就城市河流污染的成因來看，主要有以下幾點。

（1）城市人口的急劇增加，加劇了生活污水的排放量。城市生活源污水排放是近年我國廢水排放量增加的主要原因，據國家環保部統計，2003～2013年，我國廢水排放總量保持較快增長趨勢，符合增長率達到4.22 %，生活污水的排放量占廢水排放總量的比重也在不斷提高，2013年全國城市污水排放量達到485.1億t，較2012年度增加了22.4億t，占廢水排放總量的比例達到了69.76 %，較2012年底提高了1.76 %。隨著城市人口的急劇增加，城市生活污水的排放量也不斷提升，加劇了城市河流的污染。

（2）工業污水及第三產業污水未能有效處理。我國許多中小型城市雖然建設有污水處理設施，但限于污水處理成本以及財政狀況，大部分污水設施的運行并不穩定，許多城市中的建材、化工、皮革等污染型行業密集分布于城市河道下游，隨著企業生產規模的不斷擴張，加劇了河流污染狀況。

（3）城市河流污水治理規劃和利用認知不足。在經濟發展的大背景下，人們往往追求經濟利益和城市發展，城市河流讓位于城市建設現象十分普遍，河道排水被改造為管道排水、填河圍地等加劇了河流面積的急劇減少，導致了河流天然調蓄功能萎縮，破壞了自然河流原有的生態鏈，降低了河流自身凈化功能的發揮。

（4）相關職能機構缺少有效銜接配合。城市河流治理涉及到多個部門管理，造成多部門的職能重疊交叉，反而降低了河流污水的治理效果。例如，從我國河流水資源管理機構來看，一是作為國家環保部排出機構的環保督查中心，二是作為河流管理機構的各流域水利委員會，三是流域水資源保護局[2]。

3城市河流生態修復目標

城市河流生態修復應以生態系統服務為導向，兼顧供給、調蓄功能、恢復河流水系的生態功能以及恢復其重要的承載功能為目標。就修復目標來看主要包括3個層次：①系統目標：即恢復城市河流健康的生態系統，既包括水下系統，也包括河流沿岸帶；②物質循環：即打通氮磷等物質的循環；③能量循環：構建完整的生態鏈。在我國值得提倡的經濟可行的城市河流修復技術路線是充分利用生態系統自我設計、自我組織的功能，最大限度地實現生態系統的自我修復功能為目標[3]。

4城市河流污染生態修復對策

4.1生態修復原則

鑒于城市河流污染現狀特點，在開展城市河流污染生態修復時應堅持以下幾個方面。

（1）系統性和整體性原則。要把城市河流的生態修復與城市整個生態系統建設結合起來，注重流域內水網和管網的治理修復工作。

（2）自組織和自修復原則。城市河流生態系統是一個開放的復雜系統，系統內各個要素之間具有非線性的相互作用，通過循環耦合，生態系統得以維持自組織并發展演化成多樣性，這就要秉持生態系統的自修復和自組織原則，使河流生態系統達到穩定發展。

（3）多樣性原則。河流修復應堅持保留河流形態多樣性與生物群落多樣性原則，如河道蜿蜒、濕地、淺灘等等，要結合水流流速及地形地貌特征，保留河流形態的多樣性，這也是生物群落多樣性的基礎，河流生物種類多樣、生物種群豐富增強了河流生態系統的穩定。

4.2城市河流污染生態修復措施

4.2.1生態空間設計

河流水面設計要與河流后期種植的植物習性結合起來，根據水深、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與充分考慮河流的防洪功能、航運要求，盡量將水面植物布設在河流邊坡腳區域。例如可以種植一些茭白荀、香蒲或蘆葦等等，從而起到保土固堤的效果，在常規水位多種植一些常綠草皮，可以利用其發達的根系，實現護岸保土的效果。在河坡平臺的布設方面，選擇自然式、混合式以及園林式生物群落，可結合當地的灌木、景觀樹木，形成對人類或動物具有高度的親近性陸地生態。

4.2.2生態物種選擇

生態河流污染治理時常常需要選擇布設各種水生、濕地物種，用以修復受污染的河流。在生態物種的選擇時要注意選擇根據河流受污染水體特征，選擇具有較強凈化能力的水生植物，并對河流受污染的水體中的污染物具有較強的承受能力，并選擇一些易栽培和繁殖能力較強的植物物種以及具有較強觀賞價值的物種，此外，還要結合城市區域季節氣候變化特征，盡量選擇多年生品種，做到不同物種之間的相互交錯、層次分明，既滿足季節性變化，又能收到很好的生態效益。

4.2.3生態環境修復技術

河流水體環境修復簡單地說就是通過人們利用物理、化學和生物的方法，使水體恢復到原有生態功能的過程[4]。隨著城市發展的現實需要，河流污染生態修復成為當前水體環境修復研究的熱點和重點，也是城市河流環境修復的主要手段。目前，河流生態修復手段主要有以下幾種。

（1）人工濕地。充分利用礫石、砂石以及生物與微生物的吸附、吸收和生物代謝降解污染物等，實現對水體的凈化，在河流污染生態修復過程中選擇人工濕地技術要在減少河流的調蓄防洪等功能影響的前提下利用河流的自然濕地或人工推土、挖填修建人工濕地，增加水陸過渡帶，以盡量模仿自然模式為濕地生態系統創造基礎條件。

（2）生態浮島。該技術是對河流水環境質量進行修復的一種較為經濟和有效的生態手段，受到空間及水位變化的限制，生態浮島已經逐步成為城市河流水體凈化以及生態修復的主要水上生態循環系統，能夠為河流中的生物創造良好的生息空間，實現景觀改善的綜合效果。

（3）人工增氧。導致河流水體惡化的根本原因是水中的溶解氧含量降低，當河流污染污染物耗氧量過大時，單純依靠大氣復氧難以有效去除水體中的污染物，通過人工增氧來提高水體的環境修復能力。人工增氧可以通過在河道兩岸提水修建水車、跌水、小瀑布等，既可以實現增氧效果，又能增加河流水體的流動性，提高了水中的溶解氧含量。

5結語

隨著經濟社會的快速發展，河流污染生態修復既要滿足去污效果，也要滿足城市整體發展規劃的現實需要，提升河流生態服務功能和景觀需要，基于生態環保理念的城市河流污染整治和生態修復，對于改善水體環境、恢復河流生態系統，創造和諧自然景觀，利用生物來提高水環境的自我修復，充分發揮河流水體、土壤、生物系統之間的相互影響，實現河流生態系統的重塑和自我修復，使河流在城市化發展中發揮出積極作用。

參考文獻：

[1]

張先起，李亞敏，李恩寬.等.基于生態的城市河道整治與環境修復方案研究[J].人民黃河，2013，35（2）：36～38.

[2]黃海島，李慶梅.城市水污染的現狀及治理建議分析[J].城市建設理論研究，2015（4）：15.

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關鍵詞：生態護岸；水生態；自然生態

中圖分類號：TV85 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-07-0174-1

1 傳統河道整治工程存在問題

1.1 護岸硬質化

傳統的河道整治主要為了排澇防洪、水土保持和航運功能而進行護坡建設，帶來了城市河道渠化，河道斷面型式單一，走向筆直，河道護坡結構也比較堅硬。護岸材料多為混凝土硬質材料，不利于水中和岸邊生物的生長，降低了河道自凈能力，不利于水生態環境保護。這對保護水的自然清潔和維持人與水環境的和諧方面產生了較大的不良影響，對城市生態與城市環境產生了較大的負面作用。

1.2 生態環境嚴重惡化

近年來，城市規模不斷擴大，人口增多，而與水環境整治有關的基礎設施建設明顯滯后，城市內水系缺乏相應規劃，不少城區、開發區大量填埋水域，部分城鎮沒有集中式的污水處理廠，致使大量的城市污水直接排入河道造成河網污染加劇。加上沿河企業污染嚴重而又沒有或很少有防治措施，排放入河網的生活和工業污水量不斷增加，污染物濃度上升，污物種類日趨復雜。水體污染又引起水生生物尤其沉水植物的種類和數量劇減，造成河底荒漠化，打斷河道生態系統生物鏈，導致生態系統的嚴重破壞。

1.3 河道景觀惡化

城市河道常穿過城市腹地，河岸邊人口密度和建筑密度極高，大量城市污水和垃圾直接注入河道，導致水體透明度降低甚至發黑發臭，沿途環境污濁不堪，嚴重影響了河道景觀。惡劣的水景觀也成為社會與區域發展的制約，難以和人們普遍提高的物質生活質量相匹配。

2 解決問題的對策措施

2.1 生態護岸的建設

生態護岸以“保護、創造生物良好的生存環境和自然景觀”為前提，在考慮具有一定強度、安全性和耐久性的同時，充分考慮生態效果，把河堤由過去的混凝土人工建筑改造成為水體和土體、水體和植物或生物相互涵養，適合生物生長的仿自然狀態的護坡，是融現代水利工程學、環境科學、生物科學、生態學、美學等學科為一體的水利工程。在選用護岸材料時，可選擇親水性和透水性較強的材料，創造有利于河道中水生物生長和維護河道的水生態環境?；谶@種需要，綠化混凝土被開發廣泛用于生態護坡的建設。

2.2 生態修復

水生態修復技術的采用對于重污染城市河道水體，綜合整治應做到標本兼治。一般來說，河道水體生態修復應有以下三個步驟：

（1）減少外污染源：消除黑臭是修復水生態的前提條件。城市河道的污染和生態系統破壞主要來自于城市污水的大量排放。所以，城市污水截流與治理仍然是改善城市河流水質的最根本手段。

（2）消化內污染源：達到消除黑臭并進一步提高水質的目的。采用生物治理、引水稀釋、曝氣充氧、底泥疏浚的手段，利用河流的水動力特性進行水資源調度和河道本身的自凈功能與生物的凈化功能改善水質，或利用外來引水增加流動水量，稀釋水體，輸移污染物，或直接移除河道內污染源，提高水環境容量和水環境承載能力，是改善水質的有效輔助手段。

（3）模擬自然生態：修復河道水生態系統在河道整治中創造條件，建設和恢復自然型岸邊，實現水邊、水中、水底的生物多樣性，逐步修復水生態，通過生物鏈的作用，消化和吸收內外污染源，增強水體的自凈能力。在沿河陸地和河道水體之間建立一道城市綠化地和河內生物組成的綠色屏障——緩沖帶，緩沖帶主要由挺水植物、浮水植物和沉水植物交替組成。其中水下森林（沉水植物帶）的營造顯得更為重要。營造水下森林的實踐就是構建水生植被黑藻、伊樂藻、金魚藻、苦草等沉水植物和浮葉植物睡蓮等，以吸收和轉化水中和底泥內的營養物，輔之于構建水生動物種群，維護生態平衡。

3 采用綜合措施，美化水域景觀

3.1 選擇天然材料作為河道護岸工程的材料

天然材料能更好地融入自然，保護河道的水生態環境，體現河道本身的美感。在防沖能力要求不高和水流流速不大的河道，可以根據就近取料的原則，采取自然式護岸如土坡式。在防沖能力要求較高和水流流速較大的河道，可選擇采用干砌條石(塊石)、堆石或者漿砌塊石護岸、石料的堆砌能使河道顯得清新、自然、古樸，給人回歸自然的感覺。石料之間的間隙有利于河道水生物、苔蘚和草木植物的生長、創造優美環境。

3.2 設置親水平臺，創造“人水和諧”環境

河道整治在提高河道的排澇行洪能力的同時，又要增強河道的自然活力，創造人與水親近的和諧、美麗的環境。建造與自然條件相和諧的親水設施如木質棧橋，配合以形態多樣的護岸形式，形成河流、綠地、樹木的景觀網絡，創造多彩的水邊風景和優美城市環境、滿足人們入河戲水、欣賞自然界美的要求。

4 結語

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[關鍵詞]黑臭水體；水功能區；環境容量；污染物；削減環境效益

中圖分類號：TU992.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）17-0172-01

水是城市的靈魂，人依水而生，城得水而靈?，F代人們逐漸認識到城市水系既發揮著排澇、防洪、供水、涵養生態等作用，同時也是城市文化的載體、城市靈氣的所在及居民精神的依托。從而對水環境在城市發展中的作用逐漸加強。水―具有生態環境、空間景觀和文化心理等綜合價值，對凸顯城市魅力、增強城市識別性、提升綜合環境品質具有至關重要的作用。

1、黑臭水體整治背景

城市水環境的質量是人居環境的重要內容，事關人民群眾的切身利益整治城市黑臭水體，實現河道清潔、河水清澈、河岸美麗，對于促進城市生態文明建設、提升城市品質具有重要意義，同時也能促進經濟發展。十三五規劃明確強調改善城市黑臭水體。

2015年，國務院頒布的《水污染防治行動計劃》提出“到2020年底前：地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內，2030年：城市建成區黑臭水體總體得到消除“的控制性目標。

為貫徹落實《水污染防治行動計劃》，指導地方各級人民政府加快推進城市黑臭水體整治工作，住建部《城市黑臭水體整治工作指南》。

2、黑臭水體治理指導思想與原則

2.1 指導思想

在尊重本底自然條件和相關規劃的前提下，以海綿城市建設理念為指導，秉承“人―水―城”和諧發展理念，科學規劃、統籌推進，以黑臭水體治理為抓手，以水環境綜合治理、水生態格局構建、水安全措施保障、水文化整合傳承、水資源開發利用為主線，堅持保護優先、修復為主、科學治理的方針，為經濟社會可持續發展，人民幸福指數提升提供更加可靠的基礎支撐和安全保障。

2.1 治理原則

（1）全面規劃，統籌兼顧，遵循城市水系的安全性、生態性、經濟性、系統性和特色文化性原則。既要全面考慮防洪、除澇、降漬、供水、水資源保護、水環境改善等各項水利目標，也要兼顧水生態修復、交通航運、旅游開發、水產養殖等綜合利用要求。注重水資源水環境容量資源、水域與岸線資源等河道相關資源的集約開發、節約利用、管制使用，保證開發利用的合理、高效并與河道保護相協調。

（2）暢通水系、發揮效益。充分利用現有河道，疏浚局部卡口、束窄段，以及現有泵站、閘壩，通過調度手段暢通水流，發揮現有工程效益。同時要根據經濟社會發展及用地布局要求，適當新增、拓浚河道，合理調整河道功能，完善現有水系布局，保障經濟社會的可持續發展和河道資源的可持續利用。

（3）因地制宜，一河一策，突出重點。突出骨干河道、重點區域的保護和治理，突出飲用水源保護、城市排水、排污口整合方面的研究；堅持以人為本，實現人水和諧，彰顯城市水文化的傳承與鑒賞。創建城市綠色之城、生態之城、健康之城。

3、黑臭水體治理技術路線

黑臭水體治理主要分為六個步驟：調查與分析、問題識別、整治方案、重點項目、完成目標。

調查分析包括現狀調查：水系水文、水環境、水生態、市政設施、污染源、景觀綠化、歷史文化等；規劃梳理：總體規劃、水功能區劃、綠地系統、防洪排澇、排水規劃等。

問題識別是黑臭水體治理過程中的重點，是提出整治方案的重點。水環境問題識別包括確定水功能區，查找污染源，計算環境容量；水生態問題識別需認清城市水生態保護區、生態廊道河棲息地；水安全問題識別重點是城市防洪排澇和水系溝通。水文化和水資源則要搞清城市水系格局，歷史文脈以及城市過境水、雨水利用、污水再生狀況等。

在調查分析與問題識別的基礎上提出城市的黑臭水體整治方案和重點項目，項目主要有以下幾項分類。水環境工程：管網截污、污染源控制、生態補水、水系貫通；水生態工程：生態修復、雨洪收集、城市湖泊恢復、控制初雨、增加海綿體；水安全工程：分流排洪、完善防洪圍堰、疏通水系、增加排澇能力；水文化工程：梳理文脈、確定主題、構建體系、多彩文化施策、分類整治；水資源工程：雨水調蓄利用、污水再生利用、中水回收利用。

4、黑臭水體治理思路

以黑臭水體治理為抓手，貫徹“全區域統籌、全方位治理、全過程控制”的總體方針，遵循“源頭削減、過程控制、系統治理”的污染削除原則，按照城市的分區策略，根據城市水系格局和規劃對河道分級，在水環境現狀調查及污染源解析基礎上對河道進行分類，并以水環境功能區劃為依據確定治理目標，提出分級管控、分片治理、因河施策、分期實施的系統治理思路，全面提高城市水環境質量。

（1）分級管控

按照城市水系格局和規劃，將區域內水體進行分級：飲用水源地、過境河流、城市內河以及城市封閉水體。對不同水體提出相應管控措施：為重點管控區，劃分一級保護區、二級保護區，進行重點管控：重點加強城區污染源管控，逐步完善上游污染治理；城市內河及封閉水體：完善“河長制”，消除城區污水直排現象。

（2）分片治理

根據水系和黑臭水體分布特點，將規劃區劃分為多個片區，并根據匯水區域和水系連通進一步細分為治理單元，最終將污染負荷削減目標及工程措施落實到各個治理單元。

（3）因河施策

根據水體污染來源和污染因子特點，分配污染物削減量，提出有針對性的技術方法和工程措施，，水質較好水體以生態修復為主，水質較差河流以“截污+清淤+補水+生態修復”措施進行治理。

5、水環境功能區劃與環境容量研究

城市黑臭水體的治理應根據城市的環境功能區劃，將城市的河道作為對象，按照水環境現狀參照《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）的要求，將城市地面水水域分類。根據城市的社會經濟發展和生態環境建設，劃定城區主要河道水功能與水質目標。

根據主要河流現有的水文參數及水質監測數據，參照水質目標，城區景觀河流選用枯水期平均流量作為設計水文條件，入河控制量計算執行《水域納污能力計算規程》（SL348-2010），計算指標為COD、氨氮、TP。

6、結語

城市黑臭水體的綜合治理是對城市防洪、供水、生態環境保護和社會經濟可持續發展，對保障城市河湖流域生態環境安全，提高居民生活環境質量，具有十分重要的意義和顯著的社會、經濟和生態環境效益。

生態環境效益：能顯著提高區域內的生物多樣性，增強濕地生態系統自我調控能力，提高生態系統的穩定性和有序性。從而促進區域生態環境的有效改善，維護流域的生態安全。社會效益：美化人居環境，創造人與自然交流的機會；生態科普，實現人類與自然的和諧相處；提供安全潔凈的飲用水源，改善人居環境；創建和諧社會，促進城市發展；傳承歷史文化，實現“綠色”與“人文”的和諧統一。經濟效益：優化環境，提升土地利用價值；促進生態休閑產業的發展，增加第三產業的收入；吸引投資，拉動地方經濟。

參考文獻：