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摘要:河流水環境污染已經成為我國環境污染的一個主要來源,是制約我國經濟發展,影響人居環境的主要因素,本文首先分析了我國河流水污染的現狀,隨后對河流水環境生態的治理提出了一些措施,希望能為保護河流水環境提供一些借鑒。
關鍵詞:河流;水環境;治理措施
作者:許亞寧(遼寧省昌圖縣環保局112599)
引言
我國的水環境生態不容樂觀,尤其是我國的北方地區。我國的北方地區是指昆侖山—秦嶺—淮河一線以北,氣候為半濕潤型。北方地區的水資源比較缺乏,其水資源總量占全國的19.9%;人均水資源量低于全國平均水平。不僅如此,該地區的水污染也較為嚴重,根據國家環境監察數據顯示,海河、遼河、松花江等水環境較差,水質不容樂觀。
1我國河流水環境生態現狀
我國的河流水環境可以概括為水匱乏和水污染并存。以我國的北方水環境為例,干流的水質通常優于支流,干流上游的水質優于下游的水質,經過城市時的水污染現象更加嚴重;經濟發達地區的水環境比經濟欠發達地區惡劣。河流的主要污染物為氨氮、揮發酚和有機物,其次為積淀物中的重金屬。生活廢水和工業廢水的利用率比較低,再加上北方地區的地表水流量比較低,因此,該地區的水質自凈能力較弱。由于水資源缺乏和水污染,許多地區用水主要依靠河流用水,這樣帶來的后果是加劇了水環境的破壞和河流的污染。
2我國河流水環境生態治理的措施
目前我國的河流水環境主要存在三個方面的問題:干旱、洪澇災害和水污染。這三個問題中,問題最大的就是水污染。由于政府水利部門對水資源的利用缺乏長期的綜合考慮和開發,從而又進一步加劇了水環境的污染和水資源的短缺。為了應對河流的水環境困境,可以從以下幾個方面進行治理:
2.1完善相應法律法規體系
河流是水資源的主要來源,國家層面應該從法律的角度對河流水資源的保護出發,加大治理力度。目前,我國已經相繼出臺了一些水資源保護措施,比如水法、水土保護法、水污染防治法、水污染防治實施細則、海洋環境保護法等。這些法律的出臺和實施為我國水環境的生態保護提供了有力的政策支持。但是,我們仍然有不少企業枉顧國家法律,一味追求經濟效益,做出破壞水環境生態的行為,比如偷排污水,導致許多河流污染嚴重,河流的下游居民無法正常用水。環境保護部門和水利部門應該聯合執法,加大對中小企業不法排污的整頓和清理,及時淘汰落后的產品、設備和生產工藝,定期進行復查,防止死灰復燃,一經發生,應當堅決取締,對河流有重污染企業的新建、改建的相關項目進行嚴格審批,嚴格執行環境評價制度,在審批、評價、驗收等環節要把好關。
2.2加大宣傳,提高污水征收費用
歷史經驗告訴我們,我們絕不能走先污染后治理的道路,絕對不能以犧牲環境的代價來換取經濟的發展。必須從娃娃抓起,在全社會樹立起保護環境、保護水資源的意識;加大宣傳力度,倡導全社會保護水資源,走可持續發展的道路,深入研究水資源條件生態環境和經濟發展的關系和要求,確定合理的產業布局和經濟結構,應該在保護水生態環境的前提下,根據各地區的河流水資源和生態環境的特點,確定發展方面和區域重點,實現水資源的優化配置。對于河流旁邊的重污染企業,要果斷關停或者整頓,直至達到國家的排放標準。為了更加有效地減少污水對河流的污染,根據條件加快建設河流城市污水處理廠。應該加大投資力度,對城市的廢水和排不管網進行同步建設,適當提高征收污水處理費,減輕財政負擔。
2.3提倡科技治理,提高科研開發和攻關能力
依托現代先進科技,加快減排技術推廣和開發,啟動一批國家級的重點項目,推進減排技術的研發,依靠合理的管理和先進的技術來獲取河流水污染治理設施運營的高效率,高效益,低成本,和高水平,加速環保產業和產品的發展,提高水污染防治設施的產品標準化,大力開發工業廢水和城市污水處理技術。
2.4排入河道的污染物要全面實施總量控制
污染物總量控制就是以區域水環境承載能力為依據,控制區域排污總量,使污染物排放控制在區域水環境的承載能力之內,實現經濟和環境的可持續發展。以往對污染物排放實行的是濃度控制,只要廢污水濃度達標就可以排放,不管排放總量,這樣其實不能從根本上遏制水污染增長趨勢。總量控制的實施可以彌補濃度控制所帶來的不足,首先總量控制可以有效防止污染源稀釋排放,從總體上將水體中的污染物控制在一定限度之內,并且通過對水環境容量的分配,可以避免區域因新污染源而對水體造成污染。全面開展水資源保護規劃工作,逐步建立完整的科學的河流水資源規劃體系。
3結束語
水環境是人類賴以生存的資源,我們不能讓河流成為排污場、垃圾場,有效地治理河流水環境是全社會的共同責任,我們應該建立長效的河流保護和治理機制,徹底改善水環境質量,營造出美好的生態家園。
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關鍵詞:生物治理;生態環境問題;三峽水庫;消落區
中圖分類號:X171.4 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2012)05-0865-05
The Status and Bioremediation Technology of Ecological Environment in
Water-level-fluctuating Zone of the Three Gorges Reservoir
WANG Di-you1,DENG Wen-qiang2,YANG Fan2
(1.Changjiang Institute of Survey,Planning,Design and Research,Wuhan 430074,China; 2.Key Laboratory of Aquatic Botany
and Watershed Ecology,Wuhan Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430074,China)
Abstract: Water-level-fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir possesses some specific characters such as long flooding duration, wide-range fluctuation of water level (30 m), reversed flooding time to winter, large area and complex habitat types and so on. Based on the ecological environmental problems of water-level-fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir, the ecological environmental problems and research advances on bioremediation technologies of water-level-fluctuating zone of the reservoir at home and abroad were summarized. The bioremediation strategies for water-level-fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir were proposed.
Key words: bioremediation technology; ecological environmental problem; Three Gorges Reservoir; water-level-fluctuating zone
長江三峽工程是開發和治理長江的關鍵性骨干工程,具有巨大的防洪、發電、航運、旅游等綜合經濟和社會效益。盡管三峽工程帶來了顯著的社會經濟效益,但同時對社會、生態環境也造成了一些不可逆的負面影響[1]。消落區(Water-level-fluctuating zone)是流域內水陸生態系統的自然交錯帶,是相鄰陸生和水生生態系統物質、能量和信息交流的紐帶,是流域生態系統組成的敏感部分,其特殊生境為物種的演化、發育和保存提供了有利的條件,具有重要的社會、經濟和生態價值。三峽水庫生態環境的變化,尤其是消落區的生態問題,已成為流域生態修復和研究的中心環節[2]。
三峽水庫(29°16′~31°25′N,106°20′~111°50′ E)實行145~175 m “冬季蓄水、夏季泄洪”的人工調節水位后,其水位漲落節律逆反自然枯洪規律。同時,水庫消落區具有水淹時間長(可達8個月)、面積大(約350 km2)、消落幅度大(30 m)、生境類型多樣等顯著特點。原來適應長江水位節律性變化的河岸植被難以適應三峽水庫水位的反季節變化,逐步消失或死亡,造成新生濕地植被稀疏散布,群落結構簡單,所形成的濕地生態系統十分脆弱[3]。
三峽水庫消落區生態環境問題復雜多樣而突出,認識和梳理過程仍需要一段時間,諸多目前已認識到的消落區生態環境問題的解決,也沒有可供參考和借鑒的資料。消落區的生物治理,首先要掌握消落區的生態環境現狀,其次要注重消落區的生態效益,另外,還要發揮消落區的經濟價值。因此,如何采取有效措施,監測和了解消落區的生態環境現狀,開展消落區生態環境修復,保障三峽工程的生態安全運行,改善水體質量,促進庫區社會經濟的可持續發展是庫區生態環境建設與保護的中心環節。
1 三峽水庫消落區所面臨的生態環境問題
受水庫水位逆反枯洪規律人工調節的影響,三峽水庫消落區逐漸演變成一種新生濕地生態系統,其生態環境問題與自然消落區或一般濕地生態系統所面臨的生態環境問題存在較大差異。三峽工程上馬后,水位從以前的62 m逐漸上升到目前的蓄水水位(145~175 m),造成生境嚴重破碎化[4,5],Wu等[6]通過數字高程模型(Digital elevation model,DEM)結合地理信息系統(Geographic information system,GIS)估算出水位上升到175 m后,將形成47~102個新的島嶼。水位的反季節變化及生境破碎化造成原來的河岸植被難以生存,植物多樣性急劇下降[3]。王勇等[7]對三峽庫區自然消落區植物區系的研究表明,消落區分布有維管植物83科、240屬、405種,但2009年劉維等[8]對蓄水后水庫消落區植物區系的調查表明,維管植物只有61科、169屬、231種,其中科、屬、種分別減少了26.51%、29.58%和42.96%。水庫蓄水后,水流速度變慢,水體自凈能力下降,造成營養元素及重金屬沉積;水庫蓄水后,消落區巖土含水量變為飽和,在暴雨徑流沖刷、庫區水位變動侵潤、來往船只航行涌波等各種動力的作用下,消落區內水土流失嚴重,加劇了水庫的泥沙沉積[4]。水庫蓄水后,河面變寬,從而通過蒸騰、凈輻射等途徑的改變影響三峽庫區的微氣候[9]。水位降落后,庫區居民利用夏季出露的消落區土地開展短季節農作物的種植、發展淡水養殖或開展其他多種經濟活動。肥料、藥物、餌料殘余、作物殘留物、畜禽糞便形成新的非點源污染[10]。消落區受水陸交叉污染,易滋生各種相關的病原體、致病菌,特別是在夏季高溫高濕環境條件下,污染嚴重的消落區將成為相關病菌、寄生蟲的滋生源,有可能導致大規模疫情的發生和流行,危害庫區居民身心健康[11,12]。
2 國內外研究現狀
三峽水庫消落區的核心問題是植被退化嚴重,并由此引起一系列其他生態環境問題。目前三峽水庫消落區的研究主要集中在消落區植被恢復與重建方面。消落區植被對水陸生態系統間的物流、能流、信息流和生物流等發揮著廊道、過濾器和屏障功能,同時對維護庫岸穩定、水庫壽命以及保持生態景觀、水體凈化等方面具有重要作用[2,3,5]。
近幾年,對三峽水庫消落區植被的研究較多,如Jiang等[13]對長江三峽干河河岸植被的16種草本及灌木群落的物種組成和物種多樣性進行了分析,結果表明各群落之間物種多樣性差異不顯著;王勇等[14]對長江三峽庫區自然消落區植物群落的研究表明,消落區主要分布有19種植物群落,4種植被類型,并提出水淹時間和土壤濕度是該區域植物群落組成和空間分布的主要限制性影響因子。對蓄水后水庫消落區的植被類型、群落結構的研究主要集中在部分高程或部分地區,還缺乏系統性研究。如白寶偉等[15]、馮義龍等[16]分別對重慶段庫區、重慶市主城區范圍內消落區植被種類組成及群落分布特征進行了研究;楊朝東等[17]對三峽庫區秭歸太平溪港至巴東楠木園的145~156 m消落帶的植物分布進行了研究,王強等[18]對三峽水庫蓄水后澎溪河消落帶植物群落格局及多樣性進行了研究。他們的研究結果都表明蓄水后水庫消落區植被退化嚴重,群落單一,物種豐富度和多樣性降低。造成這種狀況的主要原因是原來適應長江水位節律性變化的植物難以適應三峽水庫消落區的反季節水位變化,逐步消失或死亡。
受三峽工程淹沒的影響,一些庫區特有植物如疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)、豐都車前(Plantago erosa var. fengdouensis)[19]、宜昌黃楊(Buxus ichangensis)[20,21]及荷葉鐵線蕨(Adiantum reniforme var. sinensis)[4]等的自然棲息地完全或部分消失。但中國科學院武漢植物園對以上物種進行遷地保護,有效地保存了物種資源。王永吉等[20]還對宜昌黃楊進行了扦插繁殖研究,已取得良好進展。由于三峽水庫消落區是一種新生的濕地生態型,其內的植被恢復與重建工作需要時間和經驗積累。中國科學院武漢植物園于2003~2007年在武漢植物園、秭歸庫區和萬州庫區水淹試驗基地進行了三峽水庫消落區植被重建適宜物種的篩選研究,通過水淹時間(3、5、8個月)和水淹深度(1、2、5、15、25 m)的交互試驗,篩選出適宜重建的耐水淹植物7種、種子散播植物8種、帶外攀爬植物12種,為深入開展三峽水庫消漲帶植被重建工作提供了種源基礎。同時還開展人工植被組建、結構優化配置研究和示范,結果表明:在145~156 m高程,植被恢復以耐水淹的草本植物為主,如狗牙根(Cynodon dactylon)、雙穗雀稗(Paspalum paspaloides)、頭花蓼(Polygonum capitatum)等;156~175 m高程,可采取灌草、喬灌草相結合的方式,喬灌木主要定植在170 m以上。同時,構建狗牙根+雙穗雀稗、狗牙根+秋花柳(Salix variegate)、加楊(Populus canadensis)+中華蚊母(Distylium chinesis)+暗綠蒿(Artemisia atrovirens)+狗牙根等植物群落。目前植被恢復效果良好,可為三峽水庫消落區植被重建提供理論指導、技術基礎和優化植被模式。
另外,近年來對庫區原有植物還開展了水淹脅迫下的生理生態適應研究,如硬稈子草(Capillipedium assimile)、雙穗雀稗、狗牙根[22,23]、香根草(Vetiveria zizanioides)、菖蒲(Acorus calamus)、空心蓮子草(Alternanthera philoxeroides)[24]、 野古草(Arundinella anomala)[25]、中華蚊母[26]、疏花水柏枝[27]、秋花柳[28]等。研究結果表明,這些植物都形成了特定的耐水淹機制,可作為三峽水庫消落區的植被恢復與重建的適宜物種。如疏花水柏枝利用在夏秋季處于休眠狀態、停止生長,而在冬春季露出水面,進入生長繁殖期的生活習性來適應夏季洪水淹沒[27];宜昌黃楊通過皮孔、不定根等形態特征的變化來適應夏季洪水淹沒[21];秋花柳通過提高酶活性來降低活性氧對細胞膜的傷害以適應水淹脅迫[28]。
三峽庫區陸域污染物主要通過水土流失及地表徑流進入水庫消落區,經滯留積累轉化再進入水庫;因此,水庫消落區在陸水污染物遷移轉化中具有“庫”、“源”、“轉換傳送站”和“調節器”的重要作用。一方面,庫水中的污染物、營養元素、重金屬等通過土壤機械吸收、阻留、膠體的理化吸附、沉淀、生物吸收等過程不斷地在土壤中富集,造成土壤污染[29]。喻菲等[30]對三峽水庫消落區重慶段5個區縣的土壤樣品進行分析,結果表明:Cd、Cu、Pb、Zn、Hg、As含量均達到國家土壤環境質量2級標準,且沿長江水流方向土壤Cu、Pb、As、Hg含量有降低的趨勢。土壤環境質量綜合評價結果表明三峽水庫消落區土壤處于警戒狀態,其中豐都和忠縣已受到輕度的Cd和Cu重金屬污染。據重慶市環境科學研究院估算,沿岸農田地表徑流入庫污染負荷總量達2 493.6萬t,其中懸浮固體(SS)為2 410.0萬t,化學需氧量(Chemical oxygen demand,COD)為62.4萬t,生化需氧量(Biochemical oxygen demand,BOD)為7.8萬t,總氮(TN)為12.7萬t,總磷(TP)為0.7萬t。萬縣市淹沒城區的污染表層土壤中Cd、Cu、Ni、Pb、TN、TP與溶解磷均比淹沒區農田土壤中的含量高2~255倍[29]。另一方面,水庫蓄水后,被淹沒的土壤中有毒有害物質被水溶出,可能引起水庫的水質下降,水體富營養化。張金洋等[31]對三峽水庫消落區淹水后土壤性質變化的模擬研究發現,淹水后土壤中的Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As的含量都有一定的降低,表明土壤中的重金屬不同程度地被水溶出,對水質影響較大。
在三峽庫區消落區面臨的一系列生態環境問題中,重要的問題之一是如何保持水庫消落區庫岸穩定、控制消落區的水土流失、提高消落區的生態環境質量和景觀效果。要達到這些目的,采用構建消落區植被、提高并恢復消落區生態質量、增加居民收入的生物治理措施具有重要意義。國際上采用營造植被的生物措施來穩定河流湖泊庫岸和控制水土流失已有較多的研究和實踐,效果明顯。在美國科羅拉多河[32,33]、加利福尼亞州莫哈韋河[34]、 美國的Kingsley大壩形成麥克克拿基湖通過楊樹防護林來穩定河流湖泊庫岸和控制水土流失[35]。Fortier等[36]利用楊樹作為護岸植物來控制河岸帶的非點源污染,結果表明,在加拿大布朗普頓維爾的6年生雜交楊的固碳、N、P吸附的值分別達到了52 t/hm2,770 kg/hm2、82 kg/hm2,有效地改善了水體質量,創造了良好的生態效益。Madejon等[37]利用白楊(Populus alba)作為生物監測器來追蹤污染河岸帶土壤中8個元素(As、Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Fe)的狀況,研究結果表明白楊葉片對土壤中Cd、Zn、As元素具有較強的吸收能力。孫啟祥等[38]通過灘地楊樹人工林對抑制釘螺滋生的效果進行研究,人工造林后活螺框出現率、活螺密度均呈明顯下降趨勢,且隨林齡的增加,其下降幅度增大。吳立勛等[39,40]研究了楊樹人工林內釘螺種群消長的內在規律和環境因子的偶發效應,結果顯示了灘地楊樹人工林生態系統抑螺機制的有效性和持續性。
3 生物治理初探
3.1 建立生態環境監察站
保障三峽工程的生態安全運行和庫區社會經濟的可持續發展,都有賴于在水庫運行的條件下,對庫區包括消落區在內的不同生態系統類型的生態環境開展長期系統的監測與評估。建議建立三峽水庫消落區生態環境監測站,為全面系統地反映消落區的生態環境變化和實施綜合治理措施提供科學數據和理論指導。監測內容的設置,必須充分考慮消落區所面臨的重大和重點生態環境問題。主要監測內容包括:①消落區內的主要植物物種種類、數量和分布狀況,群落演替規律;②土壤理化特性包括土壤的顆粒組成、含水率、容重、pH、有機質含量、全氮、銨態氮、硝態氮、全磷和速效磷、全鉀和速效鉀、重金屬元素(Cu、Zn、Mn、Pb、Cr、Cd、Hg、As)含量等;③地表滯留水體水環境內容包括水溫、pH、溶解氧、COD、電導率礦化度、銨態氮,硝態氮、重金屬元素(Cu、Zn、Mn、Pb、Cr、Cd、Hg、As)、大腸桿菌數、細菌總數等內容;④生物媒介(鼠類、蚊類、蠅類、釘螺)密度及病原感染情況,土壤主要微生物(好氧和厭氧細菌、放線菌、真菌)的數量等。消落區監測站將對以上內容全面系統地進行全過程的跟蹤監測,并圍繞三峽工程的運行,對消落區的生態環境開展綜合集成分析,預警和預報消落區土壤和水環境、植物群落和人口健康等相關的生態環境問題,為消落區的生態環境保護與綜合整治、為水庫管理部門的決策和三峽工程的環境影響評價提供科學依據。
3.2 建立生物治理示范基地并開展應用研究
如前所述,消落區植被能有效地保持庫岸穩定、控制水土流失、提高消落區的生態環境質量和景觀效果。消落區植被恢復不僅要注重生態效益,而且應發揮經濟效益,促進當地政府及居民的積極性。由于消落區特殊生境及生態環境問題,消落區生態修復及生物治理應秉承“勤研究,多示范、慎推廣”的原則,因此應積極開展典型消落區生物治理試點示范與應用研究。
在示范建設方面應做好以下工作:①在原有工作基礎上,繼續開展三峽水庫消落區植被重建適宜物種的篩選研究,尤其是一些具有生態、經濟價值的典型植物,如枸杞、桑樹[41]、楊樹[42,43]等。研究不同植物的耐水淹極限值(水淹時間、水淹深度),從而確定在消落區的種植范圍;②開展水庫消落區人工植被組建和群落結構優化配置的研究,探討適合三峽水庫消落區生境特點的人工植被優化模式,建立消落區植被重建技術體系;③開展種子庫萌發試驗研究,研究消落區土壤種子庫萌發數量特征及動態變化,掌握消落區植物種子的擴散方式,從而掌握消落區物種演替規律,為消落區植被群落構建奠定基礎。由于不同種[44]或同一物種的不同生態型[45]、不同性別[46]的植株對環境脅迫的持續時間[47]、脅迫程度[48]的反應不同,因此,在應用方面建議開展以下工作:①不同品系或不同生態型對水淹脅迫(水淹時間+水淹深度)的交互試驗,開展其對消落區環境(冬季水淹+夏季干旱)的適應機理研究;②不同適宜植物對土壤理化性質的影響,研究不同植物對土壤營養元素及重金屬的影響;③不同適宜植物(特別是食用植物如枸杞)組織內的重金屬含量,確定是否還能食用;④不同適宜植物對病原生物的控制效果研究。篩選出“既耐水淹,又耐干旱,還能有效改良土壤環境并能創造最大經濟價值”的適宜物種,從而為消落區的生態環境修復、經濟發展做出最大貢獻。
4 小結
受三峽水庫水位反季節大幅度漲落的影響,三峽水庫消落區生態環境問題復雜多樣而突出,認識和梳理過程仍需要相當一段時間,因此應建立生態環境監測站,充分掌握消落區生態環境現狀,為三峽水庫消落區的生態環境補償提供第一手資料,預警和預報消落區植物群落、土壤和水環境及病原生物等生態環境問題,為消落區的生態環境保護與綜合整治及三峽工程的環境影響評價提供科學依據。鑒于消落區植被對維護庫岸穩定、控制水土流失及改善水體質量等方面的重要性,開展消落區生物治理試點示范及應用研究,為保障三峽工程的生態安全運行和庫區社會經濟的可持續發展提供理論依據與科學指導。
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關鍵詞:生態型水環境;治理技術;生態技術
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.214
0 引言
我國是一個水資源非常匱乏的國家,并且存在著嚴重的水污染問題,水污染嚴重危害著人們的身體健康和生命安全,因此人們對水污染的治理非常重視。隨著人們環保意識的增強,生態型水環境治理技術在近年來得到了人們的高度重視,其是一種新型的水環境治理技術,尊重自然,在去除污染物質的同時,也注重對水體的生態修復。
1 水環境治理的思路
在傳統的水環境治理中,往往非常注重對水體污染中污染物質的去除,但是去忽視了水體的修復和治理。近年來,由于人們對水環境治理技術的研究不斷深入,因此出現了一些新工藝和新技術,有效緩解了水體污染。
對于水環境治理來說,不僅僅是將水體中的污染物質去除,同時還要從水環境的整體發展情況來看。在傳統的水環境治理中,需要采用各種技術和手段來修建污水收集系統,然后對水體污染進行集中治理。在這個過程中,就消耗了大量的資金,同時也需要花費很多的人力和物力,水環境治理的費用非常高。在污水收集的過程中,由于污水往往不是集中在同一個區域的,往往比較分散,因此對于污水和廢水的收集也不好操作。有的地區,對地下水的使用非常多,但是卻不注重回灌,最終導致這些地方出現水量不平衡。很多地方采用二級處理技術來對污染進行治理,但是在這個過程中,并不能有效將污水中的氮和磷等元素去除,會導致水體出現富營養化。總之,在以往的水環境治理中,并沒有考慮到水環境的整體發展,沒有徹底對水環境的質量進行改善。
其次,對于水環境治理來說,還應該注重保持水環境的良心循環。水是一種可以循環利用的資源,水的循環過程包括社會循環和自然循環。如果在使用水資源的過程中,沒有按照水資源的循環規律來取水和處理污水,就很容易破壞水的自然循環。所以在水環境治理中,一定要遵循水資源的循環特征,才能讓排放到自然界中的水還能夠為人們所用。
2 生態型水環境治理技術
2.1 人工濕地凈化技術
人工濕地凈化技術是一種最常見的生態型水環境治理技術,主要是指模仿天然的濕地來構建一個人工濕地,其具有和天然濕地一樣的功能,可以凈化水資源,是一種污水處理的良好方式。在眾多的污水處理技術中,采用的方法按照污水處理的不同可以分為物理處理技術、化學處理技術和生活處理技術,而人工濕地凈化技術就是一種綜合技術,其同時使用了化學、物理和生物處理技術,其消耗的資金和各種材質非常少,但是污水處理的能力卻很好。利用人工濕地,可以對廢水進行綜合處理。人工濕地凈化系統主要分為填料表面、生物膜等,其中廢水經過生物膜,污水中的一些有害物質就會被生物膜中的填料或者植物的根系攔截,并且生物膜還會吸收有機污染物,或者通過生物反應來將其消除。人工濕地系統中的植物根底可以釋放出一定的氧氣,所以周圍的環境中,在靠近植物根系的部分,就可以存在好氧菌,在原理的位置,就可以存在厭氧菌,廢水中的氮和磷元素就可以通過微生物的營養吸收和硝化或者反硝化的作用去除。
2.2 生態護岸技術
生態護岸技術是一種常見的生態水環境治理技術,簡單來說,就是在可以在河邊、湖邊等通過種植植物,來增強土壤的抗沖擊力,畝減少決堤的情況發生,提高其防洪能力。從實際的情況來看,人們往往通過在河流的岸堤構建硬質護岸體系來提升岸堤的抗沖擊能力,一般采用的原料為漿砌石料。在這個過程中,雖然一定程度提升了岸堤的抗洪能力,但是與此同時,也會河岸的生態系統造成了不好的影響。在一般情況下,陸地生態系統和河流生態系統是一個整體,但是如果人們人為地構建硬質的護岸體系,就將原本為一體的生態系統隔絕開了,自然就會導致河岸帶的生態系統功能削弱。因此,從生態型水環境治理的角度來看,應該尊重自然,不能適用各種硬質的護案體系,而是要充分利用生態護岸體系,利用水運動規律和介質的排列來構建生態護岸體系。生態護岸的形式有很多種,分別為陡坡型、緩坡型和直立型,通過生態護岸體系,就可以對河堤的生態系統群落結構進行優化,不僅可以發揮一定的防洪效果,同時還能夠發揮控制污染的效果,防止水土流失,同時還可以延生生物的生存和活動的空間,將地下水和河水聯系起來。
2.3 湖濱帶凈化技術
湖濱帶凈化技術也是一種生態型的污水凈化技術。湖濱帶是指水和陸地生態交叉的地方,是一種生態過渡帶,主要存在湖泊流域和陸地生態系統之間。湖濱帶的生態性能非常好,可以維持生物的多樣化,同時還可以涵養水分,具有防旱和蓄洪的功能。在湖濱帶的水底,將一些吸附填料和一些酶促填料放置其中,就可以構建一個功能多樣的生態污水凈化系統,可以對污水凈化,并且呈現出來的景觀效果非常好。當雨水或者湖水流到湖濱帶時,通過湖濱帶的各種生物和植物的凈化作用,就可以減少各種污染物,然后經過凈化之后的水資源進入到湖泊中,就可以保持湖泊水資源的環保性,可以避免雨水對湖泊的水體造成污染。
3 結語
目前的水治理技術普遍存在運行費用高,基建投資大的特點,并且主要集中在點源污染治理上。從生態型技術出發,探討了一些原位型生態修復技術,指出應該充分尊重自然,遴選符合水環境健康循環的技術。生態型水環境治理技術必將成為未來的水環境治理技術的發展趨勢生態型水環境治理技術是一種從整體的角度上來對污水進行處理的一種技術,并且其要求遵循自然規律來處理水環境。從目前的情況來看,人工濕地凈化技術、湖濱帶凈化技術和生態護岸技術是常見的生態型水環境治理技術,在實際中應該加強使用和研究。
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關鍵詞:水土保持;生態環境建設;甘谷縣
中圖分類號:X43 文獻標識碼:A 收稿日期:2015-11-11
內轄15個鄉鎮411個村(居)委,總人口63.02萬人,其中農業人口56.45萬人。屬渭河中上游,渭河自西向東橫貫全境,將全縣分割為南北兩部分,南部山區屬秦嶺山脈西延部分,北部山區為六盤山余脈,渭河兩岸為沖積平原。主要支流有散渡河、西小河、藉河。海拔在1320~2716m之間,相對高差1486m。全縣境內植被稀少,只有在南后山有天然林分布。水土流失嚴重,屬黃土丘陵溝壑區第三副區,水土流失面積1415.25km2,占總土地面積的89.5%,溝壑密度2.4km/km2,土壤侵蝕模數高達5000~10000T/km2•a。境內年平均氣溫10.2℃,無霜期187d,年日照時數2131h,日照百分率48%,太陽總輻射量475kg/cm2。年平均降水量473.1mm,集中在7、8、9三個月,約占60%。雖然甘谷縣近十年來在水土保持生態環境建設方面取得了不小的成績,但面臨的問題依然嚴峻,除傳統的農業耕作方式帶來生態環境的破壞以外,化肥農藥污染、水體污染、農業廢棄物污染、白色污染等農業面源污染成為生態環境的新問題。
1水土保持生態環境面臨的主要問題
1.1資源貧乏,人地矛盾突出
全縣無可供開發的礦產資源,土地資源山多川少,山高坡陡,除渭河河谷外,全部為梁峁溝壑地貌,共有大小溝道5671條,溝壑密度為2.4km/km2。全縣8.42萬hm2耕地中,山旱地7.49萬hm2,占88.9%,其中:坡耕地3.51萬hm2,占41.72%;25°以上的坡地達1.2萬hm2,占14.25%。土壤又以黃土母質為主,極易水土流失,造成土壤肥力下降。全縣有人口63.02萬人,平均人口密度為392人/hm2,渭河川區達1054人/hm2。人均耕地僅0.11hm2。由于人多地少,導致過度墾植,破壞植被,全縣墾植指數為53.2%。
1.2干旱缺水、林草涵養水源能力低
全縣河流為季節性河流,經流利用率低,水資源主要為降水。多年平均降水為470mm,并且年內分布不均,年際變化大。年內多集中于7、8、9月,年際由于森林覆蓋度低,水源涵養能力弱,加上大氣環流的影響,年年都要有連續120d以上無有效降水的記錄,干旱年份降水量僅為300mm。嚴重的干旱導致地下水位下降,山泉枯竭,人畜飲水困難,河水季節性斷流。干旱缺水是甘谷農業生態環境的主要限制因子。全縣林草覆蓋度為22.21%,而且天然林僅0.36萬hm2,比例低、分布不均,主要分布在南部山區。人工林面積1.54萬hm2,呈零星分布。
1.3水土流失嚴重、土壤肥力低
山高坡陡,降水集中,林草覆蓋度低,黃土母質抗沖能力差,是造成了嚴重水土流失的主要因素。全縣水土流失面積達到14.15萬hm2,占總面積的90%,每年流失表土98.29萬t,流失腐殖質24.57萬t,相當于流失2.57萬t尿素、18.8萬t過磷酸鈣、54.44萬t硫酸鉀,導致耕地肥力下降。除自然因素造成的水土流失外,由人為因素引起的水土流失進一步加劇,生產建設項目如修路、采礦、制磚等項目中開山挖土、棄土、破壞植被等。
1.4農業生產基礎脆弱,地方財政投入生態環境治理的資金有限
甘谷縣農業生產為雨養型旱作農業,俗話說的靠天吃飯,干旱是農業生產的主要限制因子;受水資源等條件的影響,農業生產的配套設施有限,農業生產的基礎脆弱。再加上甘谷縣一無資源二無工業,財政收入少,地方財政投入生態環境治理的資金有限。
1.5現代化農業生產模式導致化肥農藥用量急增
近年來,由于家用牲畜的減少和畜牧養殖的規模化、專業化,帶來農家肥產量的減少,同時施農家肥需投入的勞動力強度大,也導致農家肥料用量減小,相反化肥農藥用量急增。化肥農藥的大量應用在消滅農業病蟲害、促進作物產量的同時,也帶來了農藥殘留、污染土壤、污染地下水、土壤板結、土壤退化等問題,又導致對化肥使用量的追加,形成了對化肥使用量與土壤肥力下降的死循環。
1.6農用地膜造成白色污染
農用地膜的應用極大地提高了農作物產量,但由于其回收率低、不風化、難降解、入土百年不腐,特別是超薄農用地膜的大量應用,污染土壤環境和生活環境,造成對生態環境的白色污染。
2幾點治理建議
2.1編制規劃
生態環境綜合治理是一項涉及農業、水利、林業、畜牧、能源、扶貧開發、農綜開發、土地整理、新農村建設等多領域的系統工程,必須以科學發展觀為指導,堅持走“山水田林路村”綜合治理的路子,科學制訂生態環境治理規劃。規劃要堅持以人為本,尊重自然規律,處理好人與自然的關系;要堅持全面統籌規劃,分步實施,量力而行;要體現可持續發展,處理好保護治理與開發發展的關系,把保護治理成果與開發利用科學地有機地結合起來;要堅持以防為主,突出非工程措施,處理好預防與治理的關系,突出生態防護;要與新農村建設規劃,與防災減災等規劃銜接;要體現清潔型流域的治理理念,防治地下水污染。
2.2開展試點
水土保持生態環境綜合治理工程浩大,是一項艱巨、長期的任務,要根據財力逐步實施。近期,要在規劃的基礎上,根據輕重緩急,篩選災情嚴重、影響大、急需治理的小流域,開展綜合治理試點。對列入綜合治理試點的小流域,要將綜合治理區的項目進行分解,落實到各相關部門,向上爭取項目和資金。并將綜合治理試點項目明確為工作重點,各司其責,加強協調,形成合力。要因地制宜,針對具體的小流域特點,科學地采取相應的綜合治理措施,實現綜合治理的社會效益、生態效益和經濟效益。
2.3強化管理
要提高以小流域為單元的生態質量,維護小流域的生態健康,不僅要治理,更要重視管理。切實加強對河道的管理,嚴禁在河道棄土棄渣、亂倒垃圾和在河道內占地建房,規范河道采砂管理。切實加強沿溝沿路森林植被的保護和培育,引導群眾科學合理地進行土地耕作和開發建設,從源頭上減少水土流失,提高森林植被質量。加強農藥、地膜市場管理,減少劇毒農藥與超薄地膜的用量,引導農民合理使用農藥和可降解地膜。
2.4加大投入
水土保持生態環境綜合治理工程涉及面廣,涉及部門多,需要大量的資金投入;同時又是公益性工程,主要體現社會效益和生態效益,按市場化運作難度大。因此,必須建立以公共財政投入為主,社會各界積極參與的投入機制。例如:對接中央國債項目,爭取中央國債項目支持以小流域綜合治理為主的水土保持生態建設;對接省上項目,如新農村建設、水利“六千”工程、生態林保護工程、農業綜合開發、扶貧開發、土地整理、退耕還林基本口糧田建設等項目。落實市縣財政設立小型農田水利補助費,重點用于小流域綜合治理。要鼓勵群眾積極參與,鼓勵自籌資金和投工投勞參與建設,多渠道籌集資金,加大小流域綜合治理投入。要用政策支持對小流域綜合治理,在用地、稅收等方面采取優惠政策。
2.5強化監督執法
要結合《水法》《水土保持法》《森林法》國策宣傳教育行動和開發建設項目水土保持監督執法專項行動,強化監督執法,依法保護治理成果。把水保預防監督執法納入農村工作范疇,按照“三份治,七份管”的理念加強對小流域封禁管理,實行封山禁牧、舍施養畜;加強水保執法監督隊伍建設,提高執法能力,減少人為形成的水土流失;強化生產建設項目水土保持“三同時”制度的落實,鞏固治理成果。
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[關鍵詞]鄱陽湖 水環境 生態 治理
鄱陽湖是我國最大的淡水湖,承納贛江、撫河、信河、饒河、修河五大水系統的來水,調蓄后經湖口流入長江,鄱陽湖具有過水性、吞吐型湖泊的特點,流域面積16、22萬平方公里,占長江流域面積的9%。鄱陽湖水域有三分之二在我們九江市,轄區內有永修縣、都昌縣、星子縣、湖口縣、德安縣、九江縣和廬山區等7縣濱臨鄱陽湖。建設鄱陽湖生態經濟區的重大戰略決策,為我市科學發展、奮起趕超提供了重要的發展機遇。本文通過對鄱陽湖生態經濟區九江區域水環境的調研,針對鄱陽湖九江區域水環境存在問題及其治理提出了相應的對策建議。
一、鄱陽湖九江區域水環境存在的主要問題
1.水質污染呈加重趨勢
鄱陽湖因吞吐型湖泊特點,水位漲落受江西五大水系及長江來水的雙重影響,豐枯水位面積極大,這種自然地理特征直接影響著水體質量。由于枯水期水量僅為豐水期的1%-2%,而污染物排放無太大變化,此時水體水質最差。豐水期正值農耕時期,化肥農藥的大量施用,使得大量有機物隨水土流失和地表徑流進入鄱陽湖,此時污染排放負荷最重。鄱陽湖采砂作業及航運船舶排放的油污水,也對水體水質造成破壞。
2.水資源憂患意識薄弱
少數地方和企業對國家產業政策和環境保護認識不到位,盲目承接發達地區轉移過來的污染企業和項目,留下環境污染事故隱患。一些企業管理者環境意識不強,違法排污現象時有發生。粗放型經濟造成部分地區已無富余環境容量,對可持續發展形成了制約。
3.環保基礎設施建設相對滯后
目前濱湖各縣均尚未建成集中式生活污水處理廠,生活污水直排現象十分普遍。現有的生活垃圾處理場也未達到衛生填埋要求。大量生活污染源直排入湖,有機污染聚集在湖區,致使鄱陽湖部分水域有機污染加重,水質呈下降趨勢。
4.農業面源污染比較嚴重
由于農業生產中化肥、農藥過量使用且利用率低,造成湖區氮磷污染物大幅增加。漁業及規模化畜禽養殖業的發展,尤其是化肥養魚、網箱養魚,使湖區浮游植物生長迅速,水體富營養化狀態加快,已經威脅到水體質量和飲用水源安全。
5.水質監控能力亟待加強
主要體現在:一是監測點位設置過少。二是濱湖各縣監測能力薄弱,缺少水質監測技術人員和儀器,影響了鄱陽水質監控工作的開展。三是縣級環保部門各方面的能力均有待加強。
6.發展經濟與水環境保護矛盾突出
九江市各縣(市、區)在發展地方經濟時遇到的最大問題就是引進項目與環境之間的矛盾,我們的地方經濟不發達,水環境容量相對脆弱,要發展處理不好就會有污染。根據最近一次鄱陽湖污染源調查數據分析鄱陽湖濱湖7縣區排入鄱陽湖的主要污染物COD排放總量為19775噸/年,其中工業源為5044噸/年,城鎮生活源為3048噸/年,非點源為11683噸/年(占59%)。其中非點源污染是鄱陽湖九江區域水環境的主要污染源。濱湖7縣區中,廬山區的工業污染源最大,廢水排放量和COD排放量分別占分部工業排放量的56%、65%,主要排放點源為廬山區化纖企業;都昌縣非農業人口居濱湖7縣區之首,縣全部生活污水均直接排放鄱陽湖,其城鎮生活污水和主要COD排放量最大,因農村生活污染源占比大,縣全部非點源污水均直接排入鄱陽湖,其非點源廢水排放量和COD排放量最大,分別占濱湖7縣區全部非點源排放量的44%、43%。
二、鄱陽湖九江區域水環境治理的對策建議
1.加大宣傳力度,用良好的水環境推進鄱陽湖生態經濟區建設
建設環鄱陽湖經濟生態區是功在當代、利在千秋的偉大事業。要保護好鄱陽湖一湖清水,就要加大開展水環境保護的宣傳力度,以科學發展觀推進鄱陽湖經濟生態區建設,堅定不移地走可持續發展與水環境保護并舉之路。對此一是要加大環境保護基本國策和環境法制的宣傳力度,弘揚環境文化,倡導生態文明,充分發揮新聞媒體環境宣傳和輿論監督作用,樹立環保先進典型,查處環境違法行為;二是繼續實行環境質量公告制度,進一步完善重大建設項目環境影響評價公示制度,擴大環境信息公開范圍,增強公眾的環境法制觀念和環境參與意識;三是繼續面向各級領導、企業法人開展環保知識、環保法規及環境形勢的培訓教育;四是繼續開展綠色系列創建活動,努力營造全社會關心、支持、參與和監督環境保護的良好氛圍。
2.調整產業結構,倡導水污染治理與清潔生產有機結合
要將生態示范區、生態城鎮及經濟生態環境,與鄱陽湖經濟生態區建設緊密結合起來,以促進水環境保護工作水平的全面提高,對于工業點源污染,必須加強監管力度,提高污水處理的科技含量,促進各企業排放,要勇于將重大污染事件進行光,決不能允許將企業治理的責任和成本轉嫁給社會。通過適當的環保產業政策,調整產業結構,鼓勵企業清潔生產,將污染控制在生產的全過程,減少污水的排放。要采取獎勵和懲罰相結合的措施,充分調動企業治污的積極性和責任感。政府要利用收取的排污費等設立特別基金,用于扶持處理設施的建設,減輕企業治污的經濟壓力。采取有利措施,積極防止面源污染。對于農村面源污染,要加強宏觀控制,積極開展農藥、化肥施用結構調整,積極推薦生物防治,推廣無公害生態技術,建立有機食品和綠色食品基地。要大力推行陸地生態農業等面污染控制項目,加快農業綠色產業化進程,實施保證生態環境的水資源配置戰略,切實防治氮磷污染。要將農村水環境保護、農業灌溉方式的改變、農業產業結構的調整、綠色農業、生態農業、有機農業的建立等方面結合起來,與社會主義新農村建設結合起來,使沿湖沿河地區的農村村莊建設,步入人居環境與水環境良性發展的局面。
3.改變思想認識,提高水環境保護與水資源綜合利用有機結合
對于江河湖庫等水域,加強科學管理,提高水資源綜合利用率和水體的水環境承載能力,提高全民的節水意識,減少污水排放。要科學合理地使用網箱養殖技術,改精養為混養,減輕內源污染。要加強水庫、閘壩的科學調度,特別是修河流域各水庫的科學調度,保持河流水體的適當流動,達到流水不腐的目的,增加水體的自凈能力。由于我們人均水資源擁有量高于全國水平,人們對水環境的細微變化認識不足,導致人們在生產生活中毫無意識的對水環境進行破壞,造成部分河段與湖泊水域水污染情況加重。保護水環境是實現水資源可持續利用與發展、構建環鄱陽湖經濟生態經濟區的關鍵所在。沒有合理的水質,就等于沒有水量,沒有足夠的水量,也談不上什么水環境。若不強化水環境保護,水資源供需矛盾將日益突出,不僅影響國民經濟的持續發展,最終還會導致人民生活不安寧,社會不穩定。因此加強水資源保護已是當務之急、刻不容緩的事情,解決這個問題,要更新對水的認識,樹立保護水環境就是保護我們生命線的觀念;樹立保護水環境就等于是保護我們人類自身的觀念。
4.加強農村管理,完善農村水環境保護基礎工作
按照鄱陽湖生態經濟區建設的部署和要求,做好以下幾項工作:一是對農村集中式飲用水水源保護區進行摸底,依法取締引用水水源保護區內的排污 ,保障農村飲用水安全;二是大力推廣農村面源污染的治理的實用技術,實施畜禽養殖污染防治示范工程,控制和減少面源污染;三是修河干流及沿鄱陽湖各縣區建設水質自動監測站,對各縣區水質出口斷面進行考核。
城市河道不但是城市環境中的重要組成部分,也是一道獨特的風景線。只有營造出良好的城市河道生態系統、人水和諧的城市景觀,才能真正地改善城市居住環境、保障人民安居樂業。本文以深圳市鹽田河景觀改造工程為例,從現代景觀環境對城市河道水環境治理的需求出發,從景觀生態設計的角度對城市河道治理中的生態景觀設計進行思考和研究。
通過對深圳市鹽田河進行實地勘察,分析各岸段水景、生態環境,掌握工程在河床、駁岸、及綠化設計方面所作的生態性改造嘗試,發現并認識到城市河道的生態景觀設計就是城市河道水環境治理和景觀設計的重點和實質。只有遵循生態設計原則對城市河道景觀進行設計和規劃,尊重自然恢復河道的生態功能,同時在保護和創造生物良好生存條件和環境的前提下注重安全性、耐久性和自然景觀效果,才能在真正意義上提出和實施城市河道水環境治理與景觀設計的策略,構建人水和諧的河道景觀生態系統。
關鍵字城市河道;水環境治理;景觀設計;鹽田河
一 緒論
(一)研究背景和意義
1.研究背景
近年來,城市和到普遍存在淤積、污染等現象,許多河道失去了飲用水源甚至生活用水的功能,水體普遍富營養化,嚴重影響了居民的生活質量和身體健康。可以說對河道的生態治理日益緊迫。景觀城市河道水系統的功能比如航運、排水等已經被充分的利用,但是城市河道水環境系統應該具有的生態效應和景觀功能卻往往被忽視。以前在對城市河道水環境進行治理的時候往往采取治理工程和設計規劃分別實施,工程人員與設計師分別作業的方法和流程。而且傳統的設計理念往往是以工程的角度為主,以最小的投入達到工程要求;排水、防洪是首要目標而混凝土結構是實現工程最普遍和可靠的手段。在這種治水理念的指導下,城市的生態系統、周邊居民及使用者的心理和生理需求往往被忽視;整個岸區和河道也沒有被視為城市公共空間,而是單純的截彎取直、高筑堤岸,使得濱水景觀在城市的生態價值中失去了活力。因此,治水和設計要有機結合,以新的理念和觀念重新審視對城市河道水環境的改造。應該從整個城市的景觀系統和水環境的生態功能出發,一方面注重水質的提高、水環境的改善以及水生態系統的完善,另一方面要合理規劃岸線景觀,營造出具有視覺效果和優良體驗的和到環境。
2.研究意義
隨著人們支配河流的能力日益提高,給河流也呆了越來越大的傷害。水生態環境的破壞嚴重影響著居民的生活質量和身體健康,尤其是城市河道水環境的污染,更是給居民帶來了很大的危害。目前的城市河道水資源條件迫切需要得以改善,無論是水質的提高還是水景的改善,甚至水生態系統的完善都是城市急需解決的問題。城市河道水環境治理中的生態景觀設計一方面需要注重工程技術的治理手段,同時要關注景觀設計的美學效
果,還要考慮到同步設計同步實施。只有經過多方面的慎重考量、規劃、設計、施工,才能即可治水又能美景,實現經濟發展和環境保護的雙贏。
二 深圳市鹽田河河道水環境改造及景觀設計
(一)河道現狀特點
鹽田河位于深圳市鹽田區內,是該區的一條主要河流。全長6.4公里,流域面積20.8平方千米,綜合整治工程從2005年開始。其中,河道景觀規劃設計的重點位于鹽田河雙擁公園下有段至鹽田河內灣出海口。鹽田河由于缺乏統一規劃設計以及管理,防洪標準達不到10年一遇的標準。護岸在洪水中多發生水毀,洪水給周邊居民和企業造成巨大經濟損失。沿河多見坍塌的河岸、淤積嚴重,而且臨近社區沒有完善的排水系統,排入河道的污水對河道水質造成了嚴重污染。
(二)規劃目標及理念
鹽田河在綜合治理規劃的過程中吸收了國內、外治河的先進經驗,結合自身特點進行。在滿足水源保護和防洪的基礎上,將鹽田河治理規劃成為具有示范性的生態、景觀河流。在河道治理方面主要采用人工生態駁岸對自然河岸進行“可滲透性”的整治。同時,生態駁岸將濱水區植物與堤內植物進行有效聯系,構成完整的河流生態系統,恢復水體生態系統的完整性。
在景觀設計方面,在原有地形、道路和植被的基礎上加以改造,充分
考慮到保護并利用現狀。同時,通過豐富駁岸濱水邊界的景觀要素,增加親水空間、強化親水設施,利用鹽田河周邊的自然風貌,形成協調融合的生態景觀。
(三)治理對策
1.水環境治理傳統工程措施
在鹽田河治理工程措施中,為了從根本上提高水環境的承載能力、改善水質,采用了傳統的水體置換和引水配水的工程,將“靜止”的水變成活動的水,使水流動起來。為了達到這一目的,在鹽田河上修建了兩座鋼筋混凝土自動翻板閘,閘門可自動調控,攔擋和釋放河水。同時,一次性清除了14.12萬立方米的淤泥,幫助鹽田河水實現吐舊納新、水體置換的效果和目標。
至今為止,采取截污和改善河網水質的綜合措施一直是改善水質嚴重污染地區的主要措施。在鹽田河治理工程中,在對現狀進行充分考慮的前提下,工程主要采用了點截污和大截污相結合的方式。一方面找出污水管道并將其接入污水管網,另一方面在河道兩岸布置截污干管和截污泵站,集中截污并送往污水處理廠。對于沿河兩岸的企業和居民區不僅要將其排放的污水接入污水管道中,更重要的是要提高居民和企業素質、規范,從根本上改變和杜絕往河道內排放污水和傾倒垃圾的陋習。
關鍵詞:北運河治理生態修復 污染防治研究
The treatment technology research about ecological restoration and pollution control on North Canal in Tongzhou urban district
Su Ying1Li Changsheng2
1.Beijing Tongzhou Science and Technology committee101100;2.Beijing Zhifeng HuayuanEnvironmental EngineeringCo.Ltd101107
Abstract:Synthetically analyze the trunk and branch of North Canal in Tongzhou urban district, topographic feature, landform, river, water quality, benthonic organism, and the pollution discharge factor. Use the terrestrial and aquatic plant organism habits, biology and ecology purification function to research fencing and nurturing in overflow land, structuring biological chain, ecological retaining water, non-point source pollution control. Lead into the idea of ecological restoration and pollution control technology, transit the river treatment of manual work to ecological restoration mode gradually. This is very important for pushing forward ecological civilization construction of North Canal in Tongzhou urban district, and promoting the water environment virtuous cycle development.
Key Words: North Canal treatment, ecological restoration, pollution control, research
中圖分類號:TV85文獻標識碼: A
1 引言
北運河是京杭大運河的上游段,是海河流域的主要水系之一,干流全長 90公里,位于北京市東南,其中,干流界面北關閘上游為溫榆河,北關閘下游為北運河。北運河主要支流有通惠河、涼水河、鳳港減河等,承擔北京市城區、西郊地區及東郊部分地區的排水任務。通州區境內的北運河長41.9km,其生態建設和水環境安全直接影響城區社會發展和經濟環境。本文在分析通州區段北運河生態區位、水環境質量、生物組成特點、水環境保護目標、生態保護壓力的基礎上,以水環境生態保護重點、污染面源控制、污染消減與生態建設并重為依托,結合河灘地封育、生物鏈構建、生態蓄水形式、污染控制,引入生態修復與污染控制技術理念,使河道由人工治理逐步過渡到生態修復的模式。
2 北運河水質現狀與生態狀況
2.1河流水污染現狀
2012年4月,北京市水務局監測數據表明,北運河水系48個河段中,除5個無水河段外,有35個河道的水質都屬于劣Ⅴ類。流域河水呈黃綠色,其中,岸攤發臭垃圾堆和水中白色漂浮物隨處可見,說明北運河自凈能力較差, 水質狀況不容樂觀。近些年,隨著社會經濟的發展,北運河流域人口數量不斷增加,工業企業、畜牧養殖業等的規模不斷擴大,污水排放量日益增加,水質惡化現象仍在加劇;另外,近幾年自然干旱現象嚴重,河流雨水匯入水量不斷銳減,更加劇了河道水質惡化趨勢。
2.2河流底棲生物監測情況
采集北運河上新華大街橋、六環輔路橋和宋郎路橋的三個代表性生物樣品進行底棲生物分析。分析數據表明,北運河通州城區段底棲大型無脊椎動物主要由兩類組成,分寡毛類和搖蚊科類。其中寡毛類 5 種,搖蚊科類3 種,共 8 種。這 8 種底棲動物在各斷面分布有所區別,其中六環輔路橋寡毛類2 種,搖蚊幼蟲 2 種,新華大街橋寡毛類 3 種,搖蚊幼蟲 1 種,種類最多的是宋郎橋,寡毛類3 種,搖蚊幼蟲類3 種。從底棲動物種類組成上看,其特點是生物種類較少,以寡毛類最多為5 種,搖蚊幼蟲只有 3 種;同時,這些種類多為耐污染種,說明該段河流所受污染較為嚴重。根據監測得到的底棲動物種類和數量,對各個取樣點的生物多樣性指數進行計算,評價結果見表1。
通州區北運河城市段生物多樣性指數評價結果
取樣點 新華大街橋 六環路輔路橋 宋郎路橋
D 值 1.36 1.43 1.71
污染等級 中污染 中污染 中污染
結果表明:D值越大,說明水體受污染程度越小,相應地其生態系統結構及其運營狀況越健康。北運河底棲生物種類和數量少、且主要為耐污種類;多樣性指數較低,表明其水質狀況較差,生態系統退化嚴重。北運河底棲生物多樣性指數從一個側面反映了北運河污染程度及生態退化情況。
2.3北運河生態狀況
通州區屬北溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候區,春秋干旱少雨,夏季炎熱多雨,冬季寒冷多西北風。多年平均降水量約為600毫米,降水特點是年際變化大,年內集中;多年平均水面蒸發量為1815.5毫米,蒸發強烈。全區多年平均水資源總量約為2.16億立方米,人均水資源占有量約410立方米。根據通州區水資源評價資料,全區可利用水資源量為30032萬立方米,其中地表水可利用總量平均為10360萬立方米。地下水資源比較豐富,多年平均降雨入滲補給量為14452萬立方米,地表水入滲補給量為2780萬立方米,農業灌溉水入滲補給量為3610萬立方米,年可開采量約為2億立方米。而隨著經濟的發展和城市化進程的加快,每年的需水量以9.3%左右遞增。因此,通州區水資源的供需矛盾日益突出,缺口逐年加大。隨著人口規模的發展,人均水資源量逐漸減少,污水排放量卻日趨增大,城市河流水生態系統面臨越來越大的壓力,出現河流斷流,濕地萎縮,地下水位下降及生態退化等嚴重問題。天然降雨量減少形成的河道斷流,河漫灘植被砍伐,河道人工化、渠道化,挖沙造成的河道沙化,都加劇了河道生態環境的惡化,降低水體的自凈能力并使河流生態系統退化。城市河流承擔著城市正常運行的水供給與受納功能、生態功能、景觀美化功能,健康的水環境是城市可持續發展的重要保障。[1]城市水環境的污染,水生態系統的破壞,對人民健康和城市生態安全構成了威脅。治理水環境,恢復水生態系統,正常發揮河流的社會功能,才能使城市良性、可持續發展。
3.主要問題
3.1地表水污染,制約了生態品質
北運河上游,隨著人口的大量涌入,人口密度的增加,生活污水排放量也隨之增大。中國環境狀況公報的數據顯示,全國生活污水排放量逐年增加,其中的COD與氨氮等主要污染物的排放量遠大于工業廢水。[2]來自上游的生活污水成分復雜,主要來自餐廚廢水、洗衣廢水、沖廁水、淋浴水等,其中含有脂肪、米糠菜屑、洗滌用劑、化學品成分、大腸桿菌、汗液等。生活污水排放量大,有機物和化學品含量高,難于降解等是北運河水體污染的重要因素。
除上游生活污水外,北運河還承載了區內大量生活、工業、農業、畜牧業、餐飲業、娛樂業等廢水。根據通州水務局的統計資料,目前北運河通州城市段 11. 2km河段內,每年共有入河污水 6149 萬方,這還是近幾年對近 70個排污口進行截流后的情況。由此可見,北運河水體水質惡化受區內入河污水的影響很大。
3.2天然徑流補給量減少,生態環境脆弱
《北京市“十二五”時期水資源保護及利用規劃》的數據顯示,與多年平均降水量相比,近12年來北京市降水量減少19%,水資源總量減少43%,入境水量減少77%,兩庫來水減少79%。可用水資源急劇減少,導致沒有適當的徑流補給河道,河道自凈能力減弱,承載力降低,加重了河流的污染。河流污染程度的加深直接造成水中及河道周邊動植物死亡,生物種類及數量降低,生物物種退化,生態多樣性減少等一系列生態問題。加之為爭取水資源而進行的地下水超采,水源地保護等工程設施的建設,都會對河道水生態系統產生影響。
3.3水體功能區承載污染負荷大與治理技術不相適宜
通州區位于北京市東南,處于北京市水系的下方,區內河道多為排水河道,承擔著上游區縣和北京市區的排洪、排污任務,長期接納的是上游的雨水和污水。因近些年降雨量明顯減少,而入河污水量顯著增多,所以上游排入河道的水大部分為污水,水體污染更加嚴重。近些年,隨著地表水體污染日益嚴重,對于河流、湖泊等污染水體的水質改善技術研究已經取得了一定進展,但還存在很多不足,尤其對于北運河這樣的城區河流,因為河道周邊空間有限,所以很多處理技術難以應用;此外,北運河水體水量巨大,處理量太小對于改善整個河道水環境不能起到根本作用。
綜上所述,作為北京市水系的重要組成部分,北運河的水環境質量直接關系到北京市整體的水資源可持續利用和發展進程,改善北運河水體質量,提高流域水資源利用程度,是北京市水資源可持續利用的迫切需要,對于實現北京市環境、社會和經濟的協調和可持續發展具有重要意義。作為通州區內的主要河流,北運河的水環境問題已經嚴重阻礙了通州區的社會、經濟發展,引起了政府有關部門和當地人民群眾的廣泛關注。因此,改善北運河水環境,提高其水體質量,對于通州區的社會、經濟發展和北京市的水資源可持續利用是十分必要的,具有重要意義。
4.控制水污染實施生態修復技術的思路
生態修復(ecological restoration)是指通過人為的調控,使受損害的生態系統恢復到受干擾前的自然狀況,恢復其合理的內部結構、高效的系統功能和協調的內在關系。
4.1探究機理,尋找對策
自然河流凈化作用主要通過河流中的生物鏈發生作用,生物鏈主要由水生植物、水生及兩棲類動物、浮游生物、原生動物、微生物等構成。水生植物能夠吸收水里的氮、磷等無機物作為生長的營養物質,并產生氧氣提供給水生及兩棲動物,同時其龐大的根系又為微生物及水生動物、兩棲類動物提供棲息地。微生物依靠水生植物的根系形成生物膜,能夠將動植物的尸體及其他有機物進行降解和利用。原生動物以細菌、真菌為食,浮游生物以原生動物為食,水生動物攝食浮游生物,鳥類和兩棲類以水生動物為食。水生態系統形成的生物鏈,發揮了水體的自凈作用,一旦某一環節產生了問題,如水中有機物超出了微生物降解能力,就會破壞生物鏈,進而破壞水體的自凈作用。
河流生態系統也是一個復合系統, 由河岸生態系統、水生態系統、濕地及沼澤生態系統等子系統組成, 其生態健康受水文、地形、動力等諸多因素影響[3] 。向河道內排放污廢水、過量用水、擠占河灘地、砍伐森林、引入外來物種以及大規模筑壩、修建水庫、河道渠道化等水利工程措施, 都會破壞河流生態系統健康【4】。河道內水生生態系統和河岸生態系統遭到破壞, 必然造成生物多樣性降低,生物量銳減,河流水質惡化。
4.2找準方法,注重創新
開發生態水體修復技術,是當前水環境技術的研究和開發熱點。實際上,大自然在發展變化的長期過程中,本身已經具備了自我凈化、自我完善的強大能力,這使得自然界得以持續而有序地運行,其中水體的自然生物凈化能力,在人類出現之前的遠古時期,就保證了自然界江河湖泊水體的潔凈。目前開發的水體生態修復技術,實質上是按照仿生學的理論,對自然界恢復能力與自凈能力的強化,可以說,按照自然界自身規律去恢復其本來面貌,強化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體,這是人與自然和諧相處的合乎邏輯的治污思路,也是一條創新的技術路線。
近幾十年,通過大量研究與實踐,已明確水環境污染實際上是典型的生態問題, 因此, 在對污染水域進行治理時,應用生態學方法能使生態問題得到最終解決。近年,強調治理與生態修復相結合,甚至更加強調生態修復的作用。從上世紀七十年代起,尤其是近十余年來,日本、美國、德國、瑞士等發達國家紛紛對以往的水環境治理思路進行反思,提出了生態治水的新理念,尊重河湖系統的自然規律,注重對其自然生態和自然環境的恢復和保護,使河湖的綜合服務功能得以展現。
4.3綜合比對,優勢顯著
目前,國際上處理河湖水庫水體污染的方法主要是三種,一是物理方法,即是通過水利工程措施,如綜合調水,底泥疏浚,曝氣復氧,機械除藻等達到加速污染物移除與轉化的作用;二是化學方法,利用化學藥劑的投放,主要起到絮凝沉淀污染水體中內源性負荷磷,釋放氮以及化學除藻;三是生態修復方法,通過人工濕地的構建,水生植物栽種,微生物菌群培養,模仿自然生態體系的建立,營造和復原自然生態形態,充分發揮生態凈化作用。目前這三種水處理技術的比較發現,物理處理法往往治標不治本,只能作為對付突發性水體污染的應急措施。化學方法花費較高,且易造成二次污染。[5] 生態處理方法兼具安全性、經濟性、美觀性。這種處理技術不向水體投放藥劑,不會形成二次污染;工程造價相對較低,不需耗能或低耗能,運行成本低廉;用生態方法治污,還可以與綠化環境及景觀改善相結合, 在治理區可以建設休閑和體育設施, 創造人與自然相融合的優美環境。所以,這種廉價實用技術十分適用我國江河湖庫大范圍的污水治理工作。
4.4類別劃分,總結歸納
水生態修復技術主要包括植物凈化技術、動物凈化技術、微生物凈化技術、仿生植物凈化技術、土地凈化技術,多自然型河道構建等。
水生植物凈化技術,是利用水生植物及其共生的微環境去除水體中的污染物。水生植物能夠吸收水中的氮、磷等營養物質,抑制浮游藻類的生長,同時依附生長于水生植物龐大根系的微生物群能夠對有機物進行降解,從而實現水中污染物的轉移和分解。
水生動物凈化技術,是通過水生動物的食物鏈效應,維持水體中食魚性魚類、食浮游性魚類、浮游生物之間的食物鏈平衡,達到水質改善的目的。【6】水生動物主要包括浮游動物、游泳動物和底棲動物,他們以水體中的細菌、藻類、有機碎屑等為食物,可有效地減少水體中的懸浮物、提高其透明度。投放數量適當、物種配比合理的水生動物,可以延長生態系統的食物鏈、提高生物凈化效果。
微生物凈化技術,是通過微生物對有機物的降解作用,去除水中污染物。水中微生物主要由藻類、細菌、原生動物等組成,以生物膜的形式存在。依靠微生物技術的主要工藝方法有生物廊道、氧化塘、生物濾池、生物接觸氧化池等。
仿生植物凈化技術,仿照河流生態系統中的沉水植物輪藻,以河道中原有的天然生物菌群作為種源, 在填料絲表面經過生物的自然富集形成生物膜, 通過微生物的生命活動去除水中的污染物質。【7】土地凈化技術,以土地為主要處理設施,污水中的污染物質經過土壤-植物系統的吸附、過濾、轉移等作用被去除,污水達到一定程度的凈化。由于污水中含有大量的氮、磷等營養元素,通過灌溉等方式,土壤、農作物、植物對污染物進行攔截、吸收,既滿足了農作物等對營養元素的需要,對污水也達到了凈化的目的。
多自然型河道構建技術即多種生物可以生存、繁殖的治理技術,它以保護、創造生物良好的生存環境與自然景觀為建設前提,它不是單純的環境生態保護,而是在再生生物群落的同時, 建設具有設定抗洪強度的河流水利工程。【6】目前治理污染河流趨向于多種技術的綜合應用,同時還要考慮河流的污染特點,水利條件,生態環境特征,氣候,治理目標等。
5.幾點建議
河流的自然環境由水、河道、堤岸、河畔植被以及在此空間生存的生物群落構成。生物、生態技術治理北運河應主要從三方面入手,
一是河道形式的構建,護坡護岸生態材料的開發,生物鏈的構造與培育。河道形式的構建主要是改造河道流路及河床的物理特性, 即是創造出接近自然的流路, 水流要有不同的流速帶。[8]要通過對岸堤生態槽(溝)、河岸邊坡濕地、坡腳碎石床、河道碎石床等不同的河道斷面構建形式進行研究,構造出適合生物多樣性的河道形式。新型生態護槽/岸材料的開發主要考慮對氮磷的吸收,提供有利于植物生長的空間結構,同時保證其抗壓、抗凍性達到規范要求。生物鏈的構造與培育主要從魚類種群和植物種群的構建進行研究,魚類種群的構建包括魚類種類、放養密度,植物種群的構建主要考慮植物種類的選取,通過實驗比對研究可得出相關結論。
二是生態凈化技術的研究與應用。首先在北運河選取實驗區,局部展開生態凈化技術的應用。通過對研究區水體凈化的適宜性和應用的工藝流程、工藝參數和處理效果進行研究評價,取得污染負荷、水力條件、植物種群和處理單元設置、生物填料等方面數據,從而研究出適合北運河治理的生態凈化技術。
三是建立有效的生態修復技術模式。生態形河流治理,就是在河流空間內,將河道治理、護岸治理、河岸提防治理都融入生態概念,在不影響河道泄洪排澇功能的前提下,更多地運用天然生態因素進行水體的凈化,同時營造景觀水體滿足人們親水近水的需要。河流的生態治理和修復需要關注水體質量、河道形式、生物鏈構造、生態系統多樣性等多方面因素,需要根據流域的具體情況,從關鍵影響因素入手,逐一解決問題,逐步建立一套適合本地區及流域特點的水污染控制與生態修復并重的技術模式。
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關鍵詞:探究 人工 生態 浮床 技術 水環境 修復 應用進展
一、人工生態浮床技術的相關介紹
1、人工浮床技術的概念
人工浮床技術又稱作人工浮島技術、無土栽培浮床等技術,是一種利用高分子材料作為基質,利用水生植物生長中對氮、磷等營養元素吸收和植物根部對懸浮物吸附的特點配合無土的栽培技術對水資源中的重金屬和有機污染物進行搬離,從而達到改善水質、抑制水體水生植物的作用,從而營造正常健康的生態環境,實現可持續發展。
2、人工浮床的作用
除了基本的凈水作用外,人工生態浮床技術還有其他的輔助作用。首先,人工生態浮床技術可以利用植物生長過程中產生的分泌物來抑制藻類植物生長;其次,水生植物通過光合作用產生賴以生存的氧氣,并通過根本傳到水中,將氧氣釋放與水體中,避免了水中魚類等生物的死亡,修復水體物質平衡,達到了防臭防滅的目的;然后,水生植物個頭較大,覆蓋于水面上可以擋住陽光,抑制了藻類植物的光合作用,使得藻類生物萎縮甚至死亡;最后,因為人工生態浮床技術使得水生植物根部產生的營養促進了魚類等生物的繁殖,一定的程度上穩定了水利生態平衡,強化了水資源的自凈能力。
二、人工生態浮床技術在水環境修復中的分類
人工生態浮床技術通過使用環境分為干式浮床和濕式浮床。干式浮床是一種利用植物在浮床生長不接觸治理的水面景觀栽培技術,對于水體并沒有任何凈化作用;濕式浮床可以與水面接觸,能對水體產生凈化作用,從而被廣泛使用。濕式浮床因為其材料又被分為現為強化塑料濕式浮床、混凝土濕式浮床、不銹鋼架發泡聚苯乙烯濕式浮床、鹽化乙烯合成樹脂濕式浮床、特殊發泡聚苯乙烯加特殊合成樹脂濕式浮床等多種有框性濕式浮床和葉子錢纖維編制而成無框濕式浮床。
人工生態浮床技術通過使用時間分為傳統浮床式人工和組合式人工浮床。對于傳統的人工生態浮床,主要是由浮床整體框架、固定裝置、水生植物構成,利用重力型、桿定型、錨定型三種固定方法對浮床進行水下固定。水生植物是傳統人工生態浮床技術中最重要的部分,可以很有效的出去水體中的氮、磷等元素,很好的做到了對水質的凈化。對于組合式人工生態浮床,是傳統人工生態浮床的進步,是利用植物原有的基礎上加基質或者在填料上加濾食性動物的凈水技術。在人工浮床上加基質,可以為微生物提供良好生長環境,使得各種有利凈水的微生物大量繁殖,從而達到凈水的目的。
三、人工生態浮床技術在水環境修復中的應用實例
1、富營養化景觀水體修復技術
在我國,上海市在借鑒北京市經驗的基礎上,在淀山湖千塌浦入湖河口進行富營養化景觀水體修復技術的試驗工程,以美人蕉、再力花等6中水生植物為試驗,試驗總面積達到1.8萬平方米。經過一年的試驗,很好驗證了浮床植物去除水體元素的能力,提高了水體的透明程度。
北京地處我國北方,氣候相對干燥,某些水生植物不利用生長,美人蕉的培育解決了了富營養化景觀水體修復技術過去只考慮除去廢除元素而忽略了水體透明度的單一問題,不僅可以改善水體的富營養化,還可以使得水質透明干凈,同時,在試驗中加入了其他水生植物,使得水生生物的使用范圍更廣更專一,提高水質除污的針對性,對富營養化景觀水體修復技術在人工生態浮床技術在水環境修復中的應用進行驗證。
2、污染河道治理技術
在人工生態浮床技術在水環境修復中的應用的污染河道治理案例中,上海市寶山區的匯豐河城郊黑臭河道治理具有很好的代表性。海市寶山區的匯豐河全長1.7千米,平均水深1.6米,工程實施的浮床面積達到了5271平方米,占河道縱面積的25.7%。在治理中,以美人蕉、香根草等四種植物為主要水生植物材料,經7個多月的治理,海市寶山區的匯豐河的黑臭現象基本去除,水體富營養化也得到了很好的改善。
上海地處我國東南部,氣候濕潤,適宜多種水生植物的生長,但是因為城市經濟發展的限制,對凈水能力的要求也很高。在上海河道培育美人蕉等四種植物的培育驗證凈水能力的高低,還可以看到人工生態浮床技術已經不滿足于景觀水體小型環境中,被運用到更為普遍的河流治理當中。在河流的治理中,案例成功的解決了水生植物在流動水體上移動、凈化不均勻的問題,還充分利用水體自凈的能力和植物對水體腐爛生物的吸取成功的解決了水體異味顏色渾濁的問題,并在水生植物根部產生大量營養元素,促進了魚類的再生成功的使得河道的生態循環走上正軌。
3、養殖魚塘水體修復技術
對于養殖產生的廢水,研究的學者針對這一問題嘗試了人工生態浮床技術來對廢水進行修復,提出了養殖和修復同時進行的理念。在治理中,在江蘇洪澤的魚塘中利用浮床種植蕹菜,解決水體問題的同時產量達到了將近7kg/平方米。
江蘇洪澤地處我國東南岸,水產行業發達,養殖魚塘水體修復技術隨著水產行業逐漸走入生產生活中,利用水生植物不僅減少了魚塘中相關元素的含量,好極大的促進了水體的凈化和物質循環,提高了魚類的成活率,也加大了魚類、藻類等對水體的應用,達到了雙贏的目的。隨著現在人們對魚類在餐飲和養殖觀賞等方面的大量需求,養殖魚塘的產業也得到了廣泛的重視,養殖魚塘水體修復技術的使用,不僅可以節約水體修復資金,減少水源在換取過程中的浪費,還利用水體廢物進行再造,凈化水體的同時進行養殖,實現效率最大化。
4、養豬場廢水處理技術
東莞市某豬場使用人工生態浮床技術對養豬場的氧化塘水體進行修復,經過一個多月的試驗,美人蕉等水生植物大量繁殖,使得氮、磷等元素的去除率高達90%,很好的對養豬場的氧化塘水體進行修復,達到了預期的目的。
根據上述案例可知,將家畜產生的大量含養物質和排泄物在排放前進行處理,減輕了因為地表徑流或者亞表面流污染地下水和土壤的問題,還解決了富營養化水體帶來的生物厭氧反應,減少了有害氣體和生物霉排出,保護了畜牧業周圍的生產環境,提高了氧化塘的利用效益。
5、機場地表徑流處理技術
機場在冬天很容易使用除冰劑對地面進行處理,但是在使用后除冰劑的主要物質-乙二醇會流入地表。為了緩解這一現象,機場開始在內部建設普遍使用蘆葦浮床系統來對污水進行處理。
根據上述案例可知,蘆葦水生植物的使用不僅改善了水體條件,除去因為除冰劑對土壤的侵蝕和破壞的元素,還利用蘆葦體型高大、外觀好看的特點來增加了美觀的效果,不僅成功的將機場的水質進行凈化處理,還節約了美化機場的景觀費用,很好的成為了人工生態浮床技術在水環境修復中的成功應用實例。
四、結語和展望
為了解決我國水體破壞的現象,人工浮床技術的發展備受重視,成為目前國內外治理水環境最有效、最經濟、最可持續的技術之一,在水資源日益緊張的今天,人工生態浮床技術在水環境修復一定會被用到更多的生產、生活當中,在技術層面上也會根據國家的支持和人才的集聚使得人工生態浮床技術更為先進和完善,從而解決環境問題,造福人類。
參考文獻
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[2]鐘建紅.城市河流水環境修復與水質改善技術研究[J].西安建筑科技大學.2007年
關鍵詞:水生態文明;綜合生態系統管理;江西省;生態文明建設
《水利部關于加快推進水生態文明建設工作的意見》(水資源〔2013〕1號)文件提出,提出把生態文明理念融入水資源開發、利用、配置、節約、保護與水害防治的各方面和水利規劃、建設、管理的各環節,加快推進水生態文明建設。2014年11月20日,江西省生態文明先行示范區建設正式上升為國家戰略,在江西生態文明先行示范區建設目標體系52項指標中,有22項與水生態文明建設有關,占總評價指標的42%,在6項25條重點建設任務中,有13條與水生態文明建設有關,比例超過50%[1]。《江西省水生態文明建設五年(2016-2020年)行動計劃》提出了未來五年江西省推進水生態文明建設的總體要求和目標。因此,水生態文明是生態文明先行示范區建設的基礎和重要組成部分,水生態文明的建設為人文社會科學和自然科學以及二者的有機結合提出了艱巨的課題。
1水生態文明的內涵
2008年,馬存利在《水生態文明的法理分析及其制度構建》一文中首次提出“水生態文明”的概念。左其亭[2]指出水生態文明是指人類遵循人水和諧理念,以實現水資源可持續利用,支撐經濟社會和諧發展,保障生態系統良性循環為主體的人水和諧文化倫理形態,是生態文明的重要部分和基礎內容。王文珂[3]對水生態文明的界定是以科學發展觀為指導,遵循人水和諧發展規律,以水定需、量水而行、因水制宜,推動經濟社會發展與水資源水環境承載力相協調,取得的物質、精神和制度方面成果的總和。唐克旺[4]認為:水生態文明是指人類在保護水生態系統、實現人水和諧發展方面創造的物質和精神財富的總和。馬建華[5]則提出,水生態文明是指人類在處理與水的關系時應達到的文明程度,是指人類社會與水和諧共處、良性互動的狀態。張誠[6]指出水生態文明建設是以水生態系統為對象,通過工程性措施與非工程性措施建設,使其滿足人類社會發展需求,并最終形成一種可自我更替、完善的良性演化過程。丁惠君[7]則對前人提出的內涵進行了概括,提出水生態文明的核心是人水和諧,人類對水系統的利用、保護、管理、制度、文化以及理念的文明化,以及水資源可持續利用、水生態系統完整的文明態。
2水生態文明的研究與實踐
近年來國內眾多省市已經開始水生態文明的實踐,至2014年全國共有105個水生態文明建設試點城市,并取得了許多實踐性成果[8-11],對生態文明建設具有一定指導意義。但總體來說,中國水生態文明研究尚處于起步探索階段,在研究內容、研究方法、研究視野等多方面還有很大的研究空間。目前水生態文明的研究對象主要針對單個水資源管理問題。而現實情況是,現在的水生態文明建設因其操作的多元化,勢必會和其他部門發生關聯,也沒有辦法直接剝離出來創建獨立的部門,已經呈現出多元化的趨勢,形成了社會—經濟—自然復合生態系統。因此,多部門的合作和推動應該是水生態文明建設的必然趨勢和要求,從理論上來說,應將水生態文明建設從單一的水資源問題上升到更高層面的綜合生態系統管理。
3江西省水生態文明建設的建議與對策
建設的關鍵是推進,如何構建科學的評價指標體系與標準,并以此來評估江西省水生態文明發展水平、建設潛力和態勢,找出存在的問題,提出建議與對策,改進和完善江西省的水生態文明建設的政策體系,是文章重點關注的問題。
3.1構建健康優美的河湖水生態系統
江西水資源有“水量多、水質好、好利用、干擾少、潛力大”等明顯特點,充分利用江特水資源優勢和水系相對獨立完整性,開展水生態文明建設研究,構建健康優美的河湖水生態系統。江西省的多數城市都將河流水系的治理和保護作為政府工作的重要任務之一,大力提倡開展截污導流、岸線綠化、河道清淤、生態修復、水景觀建設等工作。政府的重視在一定范圍內解決了河湖水污染、河湖健康、水質水量穩定清澈、生態狀態完整是水生態文明建設的最終目標,也是構建健康優美的河湖水生態系統基本考核因素。在諸多因素的影響下,包括江西省在內的中國各大河湖生態系統均遭受了不同程度的損害,如何在遵循系統自我修復規律的基礎上,實行科學的人工修復是當前水生態文明建設的重要內容。一般來說主要涉及水質、水量兩個方面。從水質上來說,應進行截污、攔污,生態疏浚、水生態系統重建工程,減少污水和污染物質直接排入水體,增加河道、湖塘自凈功能,逐步實現水功能區的全面達標。在河流方面,采用河流水體凈化創新技術,助推河流水質升級改善,研發技術在贛江、鄱陽湖消滅一批黑臭河流并維持在Ⅲ類以上水質水平,為建設美麗江西提供重要的水質保障。在湖泊方面,創新湖泊生態修復與藍藻水華治理工藝,恢復健康的水生態系統,支撐鄱陽湖水質實現顯著改善。從水量上來說,依照水循環的自然規律和當地的水量條件,科學合理的調配可用的干凈水源,保障河湖所需的基本用水,切忌違背水資源的地域特征,偏離河湖水生態建設的宗旨,盲目興建所謂的水景觀面子工程。針對流域水生態系統健康現狀,孟偉[12]提出了構建流域水生態-經濟社會復合生態系統動態平衡的流域生態文明建設基本框架,值得借鑒。
3.2重視水環境保護與水生態系統修復探究
江西省水環境惡化的原因,無外乎以下幾個方面:①氣候變化影響的加劇。土壤的荒漠化程度加重,洪澇頻發。②水資源開發利用已經接近或超出水生態承載能力。地下水過度開采,廢水污水排放量持續增加。③水生態涵養空間受到嚴重擠壓。由于不合理的開發,水源涵養區、河湖沼澤區、蓄洪區等的水生態涵養空間遭受嚴重侵占、擠壓和破壞,使得城市水生態急劇惡化。④筑壩建庫和大規模引水改變河流、湖泊的水生態環境。在施工的過程中,過于強調工程的安全可靠、技術可行,忽視了生物多樣性、河流自凈能力和原有水質惡化。江西省經過30多年的發展,雖然經濟水平得到了一定程度的發展,但是代價也是相當大的,大多數水域都被污染,水生態系統亦呈退化之趨勢。可圍繞以下幾個方面開展工作:①以點帶面的開展江西省相關水域環境保護與系統修復的現狀調查,實現水生態檢測的常態化,依托各級水生態系統監測網絡及站點,對重點觀測點進行長期監測和科學評價。②制定水環境保護和水生態系統修復專項規劃,采取適應性的修復和管理方式,不斷調整治理和保護的管理方式。以九江市十里河的治理為例,調水引流、截污、清淤、增加河床糙率、生物控制等措施,對十里河生態進行修復,劃定水生態重點保護和保留河段,禁止或限制開發。③以技術帶動管理,用先進技術確保水生態文明建設研究的持續性。通過水環境保護與水生態系統修復核心技術或工藝的研發推廣,不再受限于技術保障的缺乏而導致的末端治理,而是采取源頭控制和末端治理相結合的綜合治理手段,實現十里河水自流的治理目標。④多部門聯合開展水環境水生態保護監督檢查,嚴懲損害水環境和水生態系統的行為,減少面源污染,減少污染物質的排放,水生態文明建設中至關重要的一個準則就是發展和保護的和諧共存,在保護中求發展,以發展來推進保護,實現兩者的良性互動。
3.3大力開展水資源與水文化理論研究,夯實水生態文明建設基礎
開展水資源與水文化理論研究是水生態文明建設重要的基礎工作。只有從這兩個方面入手分析江西水資源時空分布以及變化情況,才能確定水生態系統的保護程度、水環境的承載能力、水文化形成的原因,為水資源的綜合開發、利用、保護、規劃及管理提供基礎依據。水生態文明建設涉及生態學、經濟學、管理學、資源科學、環境科學、法學等多學科領域,深受多學科交叉影響,這也無形中增加了水生態文明建設理論研究的難度。權利的享有都會伴隨著義務的產生,在流域水資源利用享有某方面的權利也就必然要承擔一定的義務,義務人在履行義務時也想有一定的權利,這也體現了權利和義務的對等性。那么一旦發生對水資源造成破壞或者環境資源減損的行為,就應該追究行為人的責任,從法律上保證各方利益的平衡,確保水生態文明建設的持續性[13]。水資源是社會經濟發展和人民生活的基本保障,它能為人類的生存、發展帶來巨大的利益,其重要性不言而喻。但非常遺憾的是,不論是在經濟發達地區還是江西這樣的經濟發展相對落后的省份,水資源的價值并沒有得到合理的科學的評估,相關的理論研究成果也是較為匱乏的。在這樣的背景下,產權理論的提出是極有必要的。產權理論的研究主要是為了解決由于產權界定不清而造成的利益沖突,解決流域水資源利用過程中分配效率、保證社會公平、解決外部性問題。生態學是研究生物和自然環境之間的相互關系,研究人類生態系統和自然生態系統的結構和功能的一門科學,其核心是生態系統理論。江西省作為農業發達地區,勞動人民在長期的耕種中與自然環境形成了和諧共存的穩定平衡,遵循水資源系統循環的“度”,很好的利用了有限的水資源承載能力[14]。這種樸素的生態學理念引領著人們尋求到人類發展與自然生態環境系統的平衡點。加上這些年各種媒介都加大了水生態文明的宣傳教育力度,通過持續曝光各類水生態環境成破壞行為,告知普通民眾如何以實際行動保護好生態。在一定區域和程度上培養了普通民眾正確的水生態文化價值觀,遏制了水資源環境持續惡化的發展勢頭。
4結語
水生態文明已成為黨的十之后中國生態文明問題研究的新熱點,已經成為生態文明建設的核心組成部分。綜合生態系統管理作為生態學、環境學和資源科學的復合領域以及自然科學、社會科學和技術科學的新型交叉學科,成為當代科學發展的新方向。水生態文明概念的提出,極大的豐富了生態文明建設的內涵,促進了傳統的社會經濟服務功能的發展。畢竟水生態文明程度的高低,是影響整個生態文明建設進程的直接因素。作為一項極富開拓性的工作,轉變現有的水生態文明建設思路和策略,構建具有江西特色的水生態文明建設模式,為區域水生態文明建設指明發展方向,進而發現最為適合的提升水生態文明建設水平的途徑已經迫在眉睫。
參考文獻:
[1]孫曉山.建設江西水生態文明[J].當代江西,2015,11(2):44.
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