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【摘要】河道是生態系統重要的組成部分之一,但是隨著社會經濟的快速發展,對河道造成了一定程度的污染,破壞了環境資源,影響了人們的生活質量。本文對河道生態修復新技術的運用進行了分析,希望能為河道治理技術的發展提供參考。
【關鍵詞】河道;生態系統;修復
引言
河道生態系統是流域生態系統的一部分,河流生態恢復技術是在清潔環境的投資少、效率高的技術,具有凈化水和減少污染物濃度的功能。目前,中國河流的水資源現狀并不樂觀,大多數城市和地區水資源都被污染。河流生態系統通常是憑借自身的凈化能力來維持水體生態環境的可持續發展,減少水體污染,實現生態平衡。河流生態修復工程的實施方法是當前河流生態修復工作的重點,生態修復技術治理河道污染的關鍵技術,通過對生態修復技術的運用,實現河道生態系統的健康發展。生態凈化技術通過提高河道生態系統的凈化能力,利用其物質循環規律來處理污水問題,該技術具有治理效果好、施工成本低、無能耗、運行成本低和易于開發的優點,對河道修復技術具有一定的研究價值和意義[1]。
1河道生態修復概述
河道的生態恢復是一個復雜的過程,指的便是將污染的河道生態系統修復到破壞之前的狀態,使其能自我進行維持。河道生態系統的修復技術,最初是因為人們認識到自然或人為干擾會破壞生態系統的結構和功能,阻礙生態系統的自我維持,河道生態修復工程計劃制定過程如圖1所示。進行河道生態修復的第一步也是最重要的一步,便是制止破壞生態系統或阻礙其恢復的人類破壞行為。生態恢復包括被動恢復和主動恢復,被動回復是通過生態系統的自我修復功能,恢復其原始功能,從而消除或減緩長期的人類活動的干擾。主動恢復是指人們安裝設施并采取工程和其他措施,來恢復河道生態結構和功能[2]。
2國內河道生態修復研究現狀
國內對河道生態恢復的研究起步較晚,但大多數仍處于探索階段。近年來,中國研究人員對河流生態修復進行了大量研究,取得了重要的研究成果。但是與此同時,中國在河流生態修復項目的應用方面仍然存在一些問題。例如,他們只專注于改善河流的水質,而對生態系統缺乏足夠的了解,只關注園林景觀的建設,忽略了對植被生態學和河流生態系統的研究。
3河道水系生態恢復的任務
河流系統的生態恢復面臨三個挑戰。首先便是改善水質和水文條件,其次是改善河道地形特征,最后是物種的恢復。整體任務是對河道的生態系統進行修復,改善生物多樣性。改善水質和水文狀況,通過對河道水資源的合理分配,保持河流生態用水的最低需求。控制污水的排放,對河道污水進行處理,通過將生態修復技術應用到河道污染處理上,促進河道水資源的源頭清潔,以及發展循環經濟來改善河流的水質。對于水庫生態的調控,可以在滿足社會需求和經濟發展的前提下,做好水資源生態調控,恢復河道生態環境[3]。河道地形特征的改善包括恢復河流的垂直連續性和橫向連接,維持河流的垂直曲折和橫向分叉,提供洪水的堤防,包括移動和擴大海灘,退耕還漁,并使用生態護坡來防止河床材料硬化。物種恢復包括保護瀕危、稀有和特有物種,河流和湖泊交織區的植被恢復以及魚類等水生資源的恢復。
4河道生態修復的原則
4.1自然原則
遵循自然原則是河流生態修復工程建設的關鍵,關于河流生態修復材料的使用,在最大限度利用河道生態系統自我調節能力的假設下,河道生態系統的恢復需要根據不同情況適應當地條件。樹木、灌木和草木的三維保護可用于河堤上河流的生態修復,河道的生態修復還可通過創建適當的生物棲息地資源來清潔河流水,在一定程度上可以改善河道污染問題。
4.2生態原則
生態原則也是河道生態恢復中要遵循的原則,河道生態系統恢復遵循生態學原理,根據生物多樣性的要求進行河道生態恢復。河道的生態恢復系統遵循生態原理,對于具體的生態系統恢復措施,可以根據當地具體情況考慮處理技術。河道恢復應注意堤岸植被的建設。為了控制河堤的水土流失,在河水體建設中發展水生動物也是遵循生態學原理的重要標志。水生植物可以改善水體的生物凈化功能,并使河流系統中的物質循環和能量流動變得良性,有效處理污水中的污染物。
4.3整體景觀原則
對于河道生態修復來說,另一個重要的原則就是整體景觀原則,由于河道自身生態系統的原因,其修復技術也比較復雜。在修復河道時也要遵守整體景觀原則,從整體景觀入手,了解河道的整體狀況,有針對性地進行生態修復。在進行河道修復的過程中,應遵守整體景觀原則,對河道的整體生態狀況進行分析,并結合當地的社會經濟發展模式以及河道污染狀況,選擇合適的生態修復措施。許多方面的整體要求是有機整合治理、清理、恢復和環境美化以最大化生態環境、社會和經濟效益的唯一途徑。
4.4水源保護原則
維持河道生態系統的健康與河道水域的自然凈化能力密切相關。如今,有許多因素對河流的生態環境造成污染威脅,主要來自農業污染、畜禽糞便污染和家庭廢物污染等。為了水源得到了保護,需要對河道的生態系統進行修復。按照水源保護原則,逐步實施生態水源保護和水資源調控,實現人與自然的和諧發展。
5河道生態修復技術
污染河道的生態修復是一項龐大而復雜的工程,目前中國正在研究和使用的修復和處理方法主要有水系連通、河道清障、清淤疏浚、岸坡整治、濕地梳理、水源涵養與水土保持、防污控污、河道管護,結合景觀人文、改善河水、改良河床、恢復河灘、修復河岸等方面,建設目標為提升濱水空間,改善河流的生態功能,實現“河暢、水清、岸綠、景美、安全、生態”的總體目標。
5.1水系連通
河道的污染一般是由于河道水系連通性較差,水體不流動,特別是枯水期處于死水狀態,水質差造成的水生生物滅絕、水生態環境惡化。修復污染河道應根據現狀水系,支流走向,疏通各條支流水系,并適當補充水量,促使水體流動,增強河道水體自凈能力,達到改善水質,恢復水生態的目的。
5.2河道清障
有些河道由于管理不善或其他原因,導致河道被占,河道不暢。造成河道堵塞、淤積、黑臭及垃圾成堆現象。修復污染河道應清除河道內廢棄攔河壩,清除傾倒在河道河岸的生活垃圾、建筑垃圾,拆除違建在河道內的擋墻、違建的碼頭,恢復河道連通、恢復河道行洪能力。
5.3清淤疏浚
河道大多呈樹枝狀分布,河網密集交錯,河流蜿蜒曲折,常出現“S”型或弧型。河道兩岸多為天然土質河道,兩岸雜草和樹木叢生,岸線遷回不順,岸坡經過多年沖刷不斷坍塌,不斷造成水土流失,造成河道淤積。另一方面,垮塌的耕地形成河心島、河邊漫灘或沼澤地,致使河道游蕩或改道,“腸梗阻”現象比較普遍。此時生態修復污染河道需要采取清淤疏浚措施。清淤疏浚時應注意:①清淤段的進、出口處應與原河道漸變連接。②清淤段河槽中心線宜與主流方向一致,交角不宜超過15°,河槽開挖中心線應為光滑、平順的曲線,彎曲段可采用復合圓弧曲線。③清淤河段的河底高程宜與現狀河底高程相接近。未經充分論證,不宜改變整治河段的河道比降。④清淤的橫斷面宜設計成梯形,對多功能利用的河道也可設計成復式斷面,清淤斷面應符合邊坡穩定的要求。⑤在河道內挖槽或開挖人工新河的橫斷面邊坡通過穩定分析確定,開挖深度和底寬應按泄洪、排澇、取水或輸水的要求通過水力和輸沙計算確定。⑥確保河流中淺灘和深潭的交互存在,不要把河床平坦化。⑦根據底泥的物理、化學和生物特性,合理處置污泥避免二次污染,主要包括資源化利用與常規處置。
5.4岸坡整治
污染河道的生態修復應與河段的岸坡整治相結合。河道護岸的軸線一般按照河道兩岸現狀進行布置,盡量保持現有天然河道走向,未經充分論證,嚴禁“裁彎取直”。護岸斷面型式的比選應按照安全可靠、就地取材、經濟合理、減少占地、符合現場實際情況以及便于管護,并在條件允許情況下盡可能美化、綠化環境,本著修復保護為主,減少人為干涉的原則,綜合擇優選擇合理的護岸型式。一般護岸型式有固濱籠擋墻護岸、C15混凝土護岸漿砌石擋墻護岸、干砌塊石護岸、當地駁石護岸、仿木樹樁護岸等。
5.5濕地梳理
污染河道的生態修復應注重河流生態保護和修復。完善周邊基礎設施建設,恢復水、岸交互的自然形態,人水和諧共處。通過對岸灘進行梳理和修復,保留長勢良好的喬灌木,進行地被植物的綠化,并設置休閑坐凳、鋪裝廣場等,為周邊居民提供休閑、休憩的空間,構建生態田園休憩區域。
5.6水源涵養與水土保持
水源涵養與水土保持工作是生態修復污染河道的重要途徑,是改善水文狀況、調節區域水分循環,減少水土流失,減少河流淤積、保護水源的重要措施。通過工程措施、植物措施和蓄水保土等措施有機結合的方式,將山、水、田、林統一規劃,治溝與治坡相結合,集中連片與零星治理相結合的原則。防治并重,治管結合,綜合防治,因地制宜,加強管理,注重效益。在河流上游采用水源涵養林,保護原有植被,封山育林,恢復植被,增加植被覆蓋率等措施。河流沿岸針對受氣候變化或人類活動影響,水土流失嚴重的區域,堅持因害設防,層層攔蓄,治溝與治坡緊密結合,溝道治理以淤地壩、攔沙壩、塘壩、谷坊等工程為主。坡面治理以實施坡改梯、林草工程建設為主,應注重生物多樣性,采用以鄉土樹草種為主的多林種、多草種配置。
5.7防污控污及人文景觀
要進行污染河道的生態修復,先應分析其主要污染源。河道主要污染源有:①生產生活廢棄物隨處亂堆亂拋,隨著居民生活水平的提高和種養殖的發展,各種生產生活垃圾也快速產生。②生活污水隨意排放,生活污水得不到有效處理,由于基礎設施建設滯后和管理缺位,居民生活廢水、人畜糞便、企業生產廢水都直接排入河道,甚至在飲用取水保護區的附近有大量的水禽放養,飲用水源污染嚴重。③過量施用化肥、農藥,加重農村生態環境污染。污染在河道,根源在岸上,岸上都是清水,河道就不會臟。要生態修復污染河道,則應:①加強入河排污口監測和整治。清理工業污染源,建立穩定達標制度;完成現狀排污口的登記、監管、監測工作;完成污染源排污許可證發放,所有排污口設置監管計量設備。②加快污水處理設施及配套管網建設加大資金投入,推進城鎮新建污水處理設施及配套管網項目建設,推進雨污分流管網建設,健全雨污分流體系,提高污水收集處理率。③開展排污治理,生活污水處理采用集中處理,增加一體化設施建設。④綜合防治面源污染推廣使用高效、低毒、低殘留農藥,構建病蟲監測預警與防控體系,推進抗性良種選育與推廣,推進科學用藥、綠色防控、統防統治和植物疫情監控。⑤養殖污染治理科學劃定水產、畜禽養殖禁養區和限養區,大力發展生態養殖。⑥水污染防治成效考核每年對水污染成效進行考核,不合格的扣相關單位負責人績效分,并整改直至合格。綜上所述,防污控污及人文景觀方案應與地區環境綜合整治相結合,建設污水收集與處理設施,嚴格控制工業污染源,加強入河排污口監測和整治,達到水系綜合治理防污控污的目標。
5.8河道管護
生態修復后的河道應加強管護,應全面落實“河長制”,分河長、河段長和河道管理員。按照“屬地管理、分段負責”的原則,落實河長制。河長、河段長是包干河流保護管理的第一責任人,原則上由河道流經村的村委主任擔任河道管理員。各村應當根據鄉鎮“河長制”方案,積極協助做好區域內河道保潔工作,可以制定村規民約或者居民公約,引導廣大群眾自覺保持河道清潔,維護生態平衡,避免河道再次污染。
6結束語
河道生態系統的修復技術是長期而復雜的,在河道生態恢復的過程中,有必要根據河道生態恢復的原則,明確河流生態恢復的目標,合理運用河道生態恢復技術,提高河流的自潔能力,改善水質。
參考文獻
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[2]葛文宏,侯平.水生態修復技術在河道治理中的應用探索[J].現代園藝,2018,370(22):168.
[3]喻惠花.水生態修復技術在河道治理中的應用與研究[J].城市建設理論研究:電子版,2016(15):280.
作者:林光銀 常艷麗 單位:廣西國瑞建設工程有限公司