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然而,河流生态修复不能脱离人类和河流关系的发展阶段。
在原始纯自然阶段、工程控制阶段、污染治理阶段和生态修复等不同阶段,河流治理与修复的理念和任务有很大不同。
原始自然阶段作为人类与河流关系的最初阶段虽未因人类活动受损,但对于河流历史而言,这一阶段忠实地记录了河流生态系统追求动态。
从而为生态修复研究留下了宝贵的参照体系。
1.1河流生态恢复工程技术分类:
化学工程法、物理工程方法、生物工程法
一、化学工程法:
如加入化学药剂杀藻,加入铁盐促进沉淀,加入石灰脱氮
二、物理工程法:
如疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等。
更专业且系统的说法有“河道控制工程”,包括1、全宽结构;
2、河岸侵蚀控制的半宽结构;
3、纵向河岸防护;
4、河床补给;
5、裁弯河流的恢复;
6、鱼类保护层;
7、投放漂石;
8、鱼道设置;
9、沙子河砾石分选
三、生物工程法:
如生物膜工程(降解污染物)、滨河带植被恢复工程、构建人工湿地与水渠、水生动植物恢复工程、生态清淤工程、生态景观恢复等等
1.2受损河流生态修复原则
(1)自然循环原则。
自然循环原则是生态修复的基本原则。
利用河流生态系统的自我调节能力,因势利导地采取适当的人为措施,使河流系统朝着自然和健康方向发展,最大限度地构造人类和河流融洽和谐的环境。
自然循环受到众多条件的约束,如气候、地质地貌、植被条件、河流状况、土地利用、城市规划、人口社会、产业结构、污染特征和管理机制等。
全面综合考虑这些因素方可查明河流受损的程度和原因,并据此明确河流治理修复的阶段和相应措施。
(2)功能性需求原则。
河流系统健康依赖于河流各项功能的满足。
为了科学评估河流主要功能的状况,需要制定合理的表述各项功能的指标体系,明确各项指标对应平衡状态的标准,建立基于功能需求的受损河流修复的目标函数。
(3)主功能优先原则。
河流系统各项功能在不同阶段和河段的重要程度有所不同。
对于一些经济发展迅速、开发过度、污染问题突出的地区,需要优先恢复其自净功能。
对于经济发达但污染问题不突出的地区,可以优先考虑满足生态功能的需求,改善河流生态系统结构和功能。
当各项功能不能同时满足时,可以优先考虑河流的主功能,并依此来确定相应的功能指标。
(4)多功能协调原则。
河流系统健康所需满足的各项河流功能具有不同的指标要求,需要在单项功能指标分析的基础上,按照多功能协调的原则考虑各项功能、各项指标值之间的相互协调。
(5)分时段考虑原则。
在不同的时间尺度或不同时段,河流系统会因外部条件改变或各项功能主导作
用的交替变化而具有不同的动态变化特征。
从较长的时段来看,河流系统功能的生态修复不可一蹴而就,对于受损程度不同、约束条件不同的河流,应该根据实际情况合理规划治理修复进程,明确河流当前所处的修复阶段。
从每一具体阶段来看,应明确该阶段的治理修复目标,采取恰当的修复措施。
对于重度污染、人口密集的城市河流,首要任务是污染控制和水质改善,其后方宜按照更高的修复目标进行生态修复。
(6)分河段细化原则。
一条河流的不同河段可能在河道比降、河道断面和平面形态等方面存在很大差异,而且各项功能在不同河段的指标值以及满足(受损)程度也不尽相同。
因此,应该按照分河段细化的原则选择最具优先权的河段入手进行生态修复,通过局部细化与整体优化的结合达到满意的修复效果。
处于不同治理阶段的河流,有不同的河段优先次序。
对于处于生态修复阶段的河流,有限保护尚处于良好条件的河段,比关注那些已经受损的河段要有效得多。
(7)生物多样性原则。
生物多样性是河流生态系统平衡和河流系统健康的基础。
因此,河流生态修复应该遵循生态学中的生物多样性原则,在防止生物入侵的前提下,引入本土生物,构建生境廊道,保护和增加河流系统生物多样性。
(8)景观美化原则。
河流生态修复的结果应该带给人们美好的享受。
因此,生态修复应按照景观生态学原理,增加景观异质性,保留原河道的自然线形,运用植物以及其他自然材料构造河流景观
(9)综合效益最大化原则。
河流生态系统的复杂性决定了最终修复结果和演替方向的不确定性,从而使得河流生态修复具有周期长、风险大、投资高的特点。
因此,需要从流域系统出发进行整体分析,将近期利益与远期利益相结合,通过费用效益分析对现有货币条件下的费用、效益进行比较,根据河流所处的治理修复阶段提出河流修复的最佳方案,获得最大的河流修复成效,实现社会、经济和生态环境效益的最大化。
(10)利益相关者有效参与原则。
河流生态修复需要考虑大众的接受、认同和支持。
因此,在整个河流修复的过程中都应
贯穿利益相关者有效参与的原则最大限度地反映不同利益相关者的需求,从而使各方面的利益得以有效协调,使生态修复计划得以顺利实施,使河流系统得以健康维护。
1.3河流生态修复技术
河流生态修复的目标是恢复河流系统的各项功能,从而恢复河流系统的健康;
而河流系统的健康最终是由各项功能指标来体现的。
因此,各项河流生态修复技术也应该具有针对性,从修复各项功能指标入手,修复河流系统健康。
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。
其中,生物-生态修复技
术是目前河流生态修复的重要方法。
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。
河流两岸各设置一定宽度的缓冲区是重要的河流生态修复方法。
缓冲区修复可起到分蓄和削减洪水的功能。
其次,河流与缓冲区河漫滩之间的水文连通性是影响河流物种多样性的关键因素。
此外,河岸缓冲区还具有其他修复作用,包括将洪水中污染物沉淀、过滤、净化,改善水质;
截留、过滤暴雨径流,净化水体;
提供野生动植物的生息环境;
保持景观的自然特征;
为人类提供良好的生活、休闲空间等。
植被恢复是最普遍的河流修复的重要技术方法。
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,提供景观休闲场所和多种生态服务功能。
水是河流生态系统中最重要的环境因素,也是维持河流系统健康的重要因素。
不论是规定水库最小下泄流量,还是引水、废水回用补水等,都有利于增加河流流量,提供输沙、自净、供水和生态功能需水量。
对于水量不能满足其基本功能的河流,补水措施尤为重要。
生物-生态修复技术主要包括人工曝气复氧、底泥污染控制、生物强化人工河道、自然河道生态塘、生态沟渠、生态修复耦合系统、生态护岸等技术,是生态修复和构建自然环境和人居环境和谐统一的主要技术。
裁弯河流的恢复则可利用弯曲河流消耗河流能量强化河流的自净功能,同时恢复河流的天然景观,是实现流域中河流回归自然的重要改造措施。
鱼道恢复则是近年来河流
篇二:
城市河道生物修复和生态修复技术1
城市河道生物修复和生态修复技术
1河道生物修复和生态修复理念
1.1河道生物修复和生态修复
生物修复(Bioremediation)是上世纪80年代发展起来的一项低投资,高效益环境治污技术,就是利用特定的生物(主要是微生物,包括土著或外源微生物)在一定的条件下进行消除或富集环境污染物,从而达到对污染环境进行治理的生物过过程。
生态修复(EcologicalRestoration)是利用生态工学原理、技术,通过河道水污染控制、水量和水流态的调节,河道河底和岸坡的形态结构的生态改造,恢复河道生物多样性,重建河道生态系统的结构和功能,使之达到良性的自然生态平衡。
生物修复和生态修复是城市河道治理技术发展的不同阶段和不同层次。
二者的目标、应用原理、技术手段、应用生物的种类和适应范围均有一定的差异。
从技术目标上看,生物修复主要以改善河道水质为目的,实际上是城市污水处理系统的延续;
而生态修复的主要目的是恢复受损的河道生态系统,水质改善是河道生态修复的前提。
从技术原理上看,生物修复主要利用环境生物学原理,利用培育的植物、微生物等生物,特别是微生物的生命活动,对水中污染物进行转移、转化及降解,从而使水体得到净化;
生态修复则是利用生态工学的原理,通过创造良好而多样化的河道生态环境,合理引进和配置水生生物群落,促进河道向良性生态系统演替。
从采用的技术手段上看,生物修复以环境工程手段为主,如河道曝气、氧化塘、生物接触氧化、曝气生物滤池、复合生态滤床、微生物合酶制剂的投放等;
生态修复则主要为河道形态、结构的生态改造,河道水量、水流态人为调节。
从适应范围上看,生物修复主要适应于重污染河道,特别是有机污染的黑臭河道,生物修复作为截污不彻底的一个补充措施,有利于降低河水污染,消除河道黑臭现象;
生态恢复适应于微污染河道,特别是以N、P等营养盐污染为主的富营养河道。
通过生物修复改善河道水质,为河道生态修复创造了良好的基础,而生态修复是河道治理的最高目标。
生态修复是构建自然环境和人居环境和谐统一河道治理技术体系。
1.2河道生物修复和生态修复目标
城市河道生态修复工程是师法自然,利用自然界自身的规律恢复其本来面目。
其目标是在确保水安全的前提下,恢复和重建河道生态系统的结构和功能,采用生态工程学的方法,通过对河道及其岸坡的形态、结构进行生态学改造,优化河道生物群落,构建河道生物多样性,提高河道自我调节和自净能力,保障城市水资源的循环利用,配合城市生态和景观建设,做到人水和谐,促进城市社会经济可持续发展。
1.3河道水污染控制目标
河道水污染控制是河道生态修复的基本条件,而河道生态修复反过来又促进河道自我净化能力,在一个健全的河道生态系统中,水质洁净是必然结果。
2河道生物修复和生态修复技术
2.1河道生物修复技术
城市水污染控制的通常手段是将城市污水处理系统和地表水系作为一个整体,通过截污措施控制河道点源污染,通过清淤减少河道内源污染。
事实上,城市河道是一个开放系统,河道面源污染和大部分内源污染很难通过市政工程手段进行控制,应主要通过生物修复技术进行治理。
应用于河道治理的生物修复技术包括河道曝气增氧、复合生态滤床、氧化塘技术、曝气生物滤床、软性填料、接触氧化、植物浮岛、生物酶制剂和微生物投放,生物促生等。
生物修复是城市水污染控制中城市污水处理系统的有力补充,不仅能消减进入城市河道有机污染负荷,对NP等营养盐污染也具有一定的控制作用。
2.1河道生态修复技术
2.1.1河岸生态缓冲带构建
河岸带植被恢复是河道生态修复的重要技术方法,河岸生态缓冲带是介于河道和河岸之间的生态过渡带,具有明显的边缘效应,具有调节气候、涵养水源、滞洪补枯、防止土壤侵蚀、降解环境污染的作用;
对面源污染,地表径流、营养盐具有阻滞作用;
具有生物廊道、维持生物多样性和生态平衡、保持城市地下水资源平衡以及调节区域C、N等元素的生物地球化学循环等功能。
河岸生态缓冲带尽可能采用多孔渗水路面,植物种植采用本土树种,建立乔、灌、草层级结构,功能完善的河道天然植被带,发挥其生态功能。
2.1.2生态护岸构建
河岸护坡是河道生态系统的重要组成部分,同时也影响着河流的稳定性及行洪能力,传统的河岸防护工程中多采用浆砌或干砌块石、混凝土、预制混凝土块体等结构形式,虽然在保持岸坡的稳定性、防止水土流失、保证防洪安全等方面起到了一定的作用,但对河道景观环境和生态产生了不良的影响,造成水体与陆地环境恶化和生态破坏,护坡硬化割裂了水土联系,使河道水、土和生物群落之间物质循环和能量流动受到破坏,加剧了水污染的程度,降低了河流的自净能力。
河床护坡的生态修复方法,拆除原有的石块、混凝土结构,将其改造成适合生物生长的仿自然状态的护坡,护岸材料采用具有耐久性、抗侵蚀性、抗冲击性,同时具有渗透性和亲水性材料,最好为天然材料如木桩、竹笼、卵石等。
为了维护河岸的稳定性,防止水土流失,可在护岸上种植水生植物和其他植物,植物根系纵横交错于介质和土壤中,增强了河岸带亚表层强度,增加了河岸的稳定性,防止岸坡重力侵蚀;
生态护岸和河岸水陆交错的生态活跃区的水生植物,降低水体流动,有利于生物栖息;
生态护岸水陆交错区的介质和水生、湿生
的生长而过分影响其他种类的生长,有利于形成物种之间良好的相互促进,相互制约的机制;
引进植物有一定的净化水质作用和景观效果。
对于外来物种引进要特别谨慎,避免外来物种入侵造成生态灾难。
3河道生态修复治理工程中几个误区
3.1清淤能解决河道内源污染问题
城市水环境是一个开放的系统,其水体或是流动的、或受潮汐影响、或间歇性换水,针对水体的各种生物修复措施,如投放外源微生物、生物促生剂等或许是有效的,但其作用可能随水的流动或置换而消失。
底泥在城市水环境生态系统中扮演十分重要角色,底泥是河湖生态系统分解者——微生物的主要聚集地,底泥营养盐释放为河湖生态系统生产者——藻类提供营养,在洁净好氧河涌中,底泥是结纳和分解污染物的“库”,提供上覆水体无机营养盐的“源”,在黑臭水体中,底泥中积累的污染物向水体释放,又成为加剧河涌污染的“源”。
河道清淤并不能彻底解决河道内源污染问题,清淤虽然能除去部分已污染的底泥,但我国城市黑臭河涌大部分已有十多年、甚至几十年的底泥积累,底泥厚度一般有一米以上,受工程条件限制,不可能将全部污泥清掉,清淤后的底泥仍为新的污染源,而且清出的底泥容(来自:
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城市河流生态修复手册)易形成二次污染。
底泥生物氧化就是在泥水界面形成一层棕色氧化膜,如果将水环境比做一个污水处理系统,底泥好氧层即为“活性污泥”,底泥好氧层一方面分解底泥深层厌氧层(黑泥层)不断渗出的有机质和其它污染物,隔阻有毒物质向河涌水体扩散,一方面分解来自河涌污染物、浮游动植物残体。
底泥氧化层厚度,很大程度决定了河涌自净能力,底泥氧化层越厚,河涌自净能力越强,反之,河涌自净能力越弱。
底泥生物修复对城市水环境生物修复和生态修复具有十分重要的作用。
3.2河道水污染控制中彻底截污的观念
在城市河道治理中,往往认为城市河道黑臭或富营养问题是一个单纯的水污染问题,只要通过截污手段,对河道进行彻底截污,就可以根治城市河道黑臭或富营养。
从治理技术和手段上看,往往只重视截污、清淤、驳岸等工程手段,而忽视河道生态恢复。
事实上,城市河道污染种类众多,来源非常复杂,要做到完全截污是不可能的。
根据污染物种类,主要分为有机物污染、营养盐污染、重金属及其它污染;
根据污染源可分为外源污染和内源污染,其中内源污染包括河道底泥污染和由于河道藻类繁殖而产生的内负荷(1克藻类约产生0.5克CODcr);
外源污染包括点源污染和面源污染以及大气降尘污染。
城市截污工程主要针对点源污染,污水收集管网的建设将是点源污染控制的一个重要手段;
而面源污染随雨水管道系统进入河道是难以控制的,随着点源污染的控制越来越严格,面源污染占河道污染的比例将越来越大。
根据美国水环境污染治理经验,河流中接纳的面源污染负荷占其总污染负荷的一半以上,即使广州市河道能实现完全截污,河道面源污染也将长期存在。
面源污染以营养盐污染为主,有时也产生有机污染。
空气降尘也是河道难以控制的外源污染,据调查,上海大气中落到地面的氨氮高达9.68t/km2.a,按此推算,水体的氨氮含量将达4.89mg/l,几乎是国家地面水Ⅴ类标准中氨氮值的2倍多。
虽然底泥生物氧化能在一定程度上缓解底泥向上覆水体释放污染物,但并不能彻底解决河道内源污染问题,而且河道水体中藻类光合作用也能产生大量有机物,这也是河道的重要内源污染,对于富营养水体,这种污染形式尤为严重。
随着广州市经济发展和城市河道治理的进程,城市河道污染源将由点源污染逐步转为面源污染、空气降尘污染和内源污染,河道污染物将由有机污染逐步转为营养盐污染,河道污染形式将由水体黑臭转为富营养化,但河道污染将长期存在,任何幻想河道100%截污的治理思路都是不现实的。
对广州市河道治理,必须拓宽水污染控制思路,面对河道污染将长期存在的现实,将城市污水处理系统和河道生物修复、生态修复技术结合起来,形成城市水污染控制和水环境治理的技术体系。
3.3河道生态修复越接近自然越好
城市河道生态修复必须坚持回归自然和以人为本的基本原则,但并不意味着城市河道生态修复越接近自然,越接近原生态越好。
由于人类对于水资源的长期开发利用,已经形成了一个新的不同于自然的河流生态系统,首先城市河道生态系统物质循环方式不同于自然河道,大量污染物通过不同的途径进入河道生态系统,这就要求城市河道生态系统必须有高于自然河道的水质净化能力,必要时还必须通过人工增氧、投放外源微生物、软性填料、人工湿地、生态滤床等生物修复技术强化河道水质净化能力;
城市河道自然地理、水文气候条件、水循环模式也不同于自然河道,必须因地制宜,进行河道生态修复治理;
城市河道生态修复还必须满足城市发展的功能需要,做到最大限度的为人类所利用,除了实现河道生态功能外,还必须满足景观、休闲、娱乐等多种功能。
因此,城市河道生态修复,必须在承认人类对于水资源利用的必要性的同时,强调要保护自然环境质量,通过对河道形态、结构、水质、水量、水文条件优化,以及生物多样性恢复,达到建设一个具有河道地貌多样性和生物群落多样性的动态稳定的、可自我调节的城市河道生态系统,实现人水和谐人与自然和谐,建立人-水-城市的可持续发展模式。
3.4河道生态修复是河道治理的终结
河道生态系统的演替是一个动态过程,不是静止的,必须进行长期的监测和管理,在时间和空间上具有不确定性。
城市河道生态修复并不是城市河道治理的终结,相反,生态修复完成仅仅是河道生态保护的开始,在城市河道治理中,必须将生态修复和生态保护紧密结合起来,在河道生态修复完成后必须利用生态稳定化技术,进行维护管理,将生态管理作为城市河道管理的重要组成部分,使生态系统能有效运行,保证其生态承载能力,促进广州市社会经济可持续发展。
4营造生态景观,建立人水和谐目标
河道是人与自然,城市与自然,人与人交流的场所,是城市重要的景观界面,利用景观生态学原理,合理规划河道空间结构,使河水、河岸、滨河带等生态景观要素形成一个生动活泼的有机整体,既符合生态学原理,也具有一定的美学价值,更适合人类居住,使河道景观由单纯的物理景观转变为多样性的生机盎然的生态景观。
提高沿河土地利用价值,创造良好经济效益,实现社会经济可持续发展,消除人和自然的对立,建立人水和谐。
篇三:
城市河道环境综合整治方案
为扎实做好城市河道环境综合整治工作,努力消除城市黑臭河道,改善城市河道水环境质量,特制定本工作方案:
一、指导思想
以党的十八大精神为指导,认真贯彻市第四次党代会关于“生态名城”建设的部署要求,进一步落实城市河道环境综合整治的属地管理责任,着力构建“地方政府负责、全社会参与、公众监督”的工作格局,统筹推进控源截污、环境整治、清淤疏浚、调水引流、生态修复等工作,全面提升城市河道环境质量,确保到20xx年底,市区城市河道水生态环境质量有较大改善,到20xx年6月,全面消除城市黑臭河道,为建成国家生态市奠定坚实基础。
二、重点工作
1、控源截污。
认真做好河道沿岸污水的收集和处理,加快污水处理设施和配套管网建设,提高污水收集率。
加强污水处理厂的运行管理,确保达标排放。
2、河道整治。
规范垃圾收运清理,做好河岸与河道保洁,解决因脏乱差、垃圾入河导致的水环境恶化问题。
加强沿河养殖管理,取缔非法捕鱼行为。
着手开展初期雨水污染治理和资源化利用研究。
3、疏浚活水。
针对重点河段开展清淤疏浚,削减河道内源污染负荷。
加快水系沟通、引清活水,提高环境容量。
4、生态修复。
做好驳岸生态化改造、沿岸绿化及景观建设,加快氮磷拦截吸收、曝气充氧等生态工程建设,促进水质提升及生态美化,恢复与重建河道良性生态系统。
三、实施步骤
按照“摸清底数、分类指导、分步实施、持续改进”的要求,重点抓好三个阶段工作:
(一)调查摸底,明确治理范围。
(7月上旬)
各地要对照建成区地理信息系统,对天然河流及人工河道进行彻底排查,建立城市河道基础台账,评估筛选,逐一建立黑臭河道档案,并提出综合整治计划,报送市环委会办公室,市环委会办公室对各地上报的黑臭河道名单进行核查,督促各地进一步补充完善,确定河道综合整治计划。
(二)专题部署,制定整治方案。
(7月中旬)
各地要对列入20xx年整治的黑臭河道进行认真调查和研究,按照“一河一策”的要求,分解落实年度整治任务,制定综合整治方案,报送市环委会办公室,同时在当地媒体公布。
(三)明确责任,推动工作开展。
(7月下旬-11月底)
各地要根据治理河段,明确责任地区;
根据职责分工,明确责任部门,实施分段包干,责任到人。
要切实履行责任,认真组织实施,加快推进控源截污、清淤疏浚、生态修复、沟通水系、景观美化等工程建设。
(四)加强督查,定期组织考核。
(12月底前)
环保部门每季度末组织水质监测、专项督查和情况通报,动态跟踪治理进度,及时向同级政府报告。
市环委会将于12月底前对各地整治工作完成情况进行考核,并将考核结果予以通报。
(五)积极履职,建立长效机制。
各地要高度重视河道水环境的保护工作,按照“河长制”的工作机制,落实专人负责河道水质,制定长效管理机制,对河道进行日常管护,确保水质长期满足水功能区划的要求。
四、保障措施
1、强化组织保障。
各级政府作为城市河道水环境综合整治的第一责任人,要高度重视城市河道环境综合整治工作,建立“政府统一领导、有关部门协同推进、全社会广泛参与”的工作机制。
各级环保部门要做好整治工作的监督协调,其他有关部门要充分发挥职能作用,共同推动工作开展。
2、强化持续推进。
各地要充分认识整治工作的长期性、艰巨性和复杂性,认真落实各项治污措施,确保投入到位,确保工程质量,确保长效运行维护,不断提升生态环境质量。
3、强化监督考核。
环保部门要会同水利、住建等部门做好城市河道综合整治工作的协调、监督、考核。
对整治不力、污染问题严重、群众反映强烈的河道,要及时通报并实施挂牌督办,追究有关责任单位、责任人的责任;
对整治不力的地区,暂停环保专项资金补助和各类环保创建,取消创先评优资格。
4、强化舆论引导。
通过媒体公布各地整治计划、责任单位及责任人,并定期公布整治工作进度,对整治工作成效突出的单位进行宣传报道,对整治不力的地方和突出问题进行公开曝光。
大力宣传城市河道对生态环境建设以及民生保障等方面的重要意义,营造良好的工作氛围。
附件:
泰州市20xx年黑臭河道