河道底质污染修复工程技术论文

2022-04-11

小伙伴们反映都在为论文烦恼,小编为大家精选了《河道底质污染修复工程技术论文(精选3篇)》,供需要的小伙伴们查阅,希望能够帮助到大家。摘要为改善区域水体环境,南通市通州区对该地区河道进行生态修复,采用污水口预处理、底质处理、生态浮岛及直接补给部分生物物种以增加生物多样性等生态手段,并辅以调水、生态清淤、岸坡修复等工程措施。经过4个月的整治,河道恢复生态功能,水体水质明显好转。

河道底质污染修复工程技术论文 篇1:

河道水生态修复研究

摘要:经济社会的快速发展带来严重的环境问题,我国十分重视河道治理问题,目前多数河道工程能够满足景观观赏和基础使用需求,但是仍缺乏生态效益。一个良好的生态系统能够保持水体自净能力,可以有效降低养护管理成本。文章以济南市杨家河为例,从河道污染源头、净化策略和工程措施三个方面进行分析,结合现状加以配合利用,以期保护河道环境,构建可持续发展的人居环境。

关键词:河道治理;水质净化;生态修复;济南市杨家河

0 引言

近年来,国家高度重视环境问题,提出了“绿水青山就是金山银山”的发展理念,而河流作为城市景观的重要组成部分,肩负着景观、生态、文化三大功能,对周边的环境净化、农业生产、蓄洪排水都起着不可或缺的作用。河道治理工程此起彼伏,治理手段也多种多样,但在治理的过程中都应当充分考虑生态环境的营造。水体污染的源头和类型也各不相同,都具有不同的特点,在实际情况中,应对其进行合理分析之后再提出相应的解决措施。文章从具体河道的研究出发,以济南市杨家河河道为例,分析其水体受污染原因,通过工程技术手段恢复水体自净功能并提升环境容量,提出相应的解决措施,营造一个良好的水生态环境,为其他相似的工程提供借鉴。

1 工程概况

杨家河位于山东省济南市历城区,河流发源于彩石街道办事处西彩石村南,流经历城区和高新区,于临港街道办事处鸭旺口村东入小清河,河道全长21.7千米,流域面积74平方千米。南高北低,河谷呈浅U字形,现河床宽5.1~12米,河床底高程33.2~53.9米不等,河道坡降较大,水体流速快,水体停留时间短,较难净化。上游段为自然冲沟,两岸无堤防,坡度较陡,下游段地势低洼,坡度较缓,现河型萎缩,河口宽10~30米[1]。

调查河道现状发现,河道的主要污染来源为周边城中村及企业单位的散排偷排污水,周边区域并未设置污水干管,导致污水无法排入城市的排水管网。村庄的农田含有各种氮磷钾和重金属等农药残留,在雨季会和城市下垫面累积的各种污染物一起冲刷进入河道,造成河道的面源污染[2]。当前水体本身清洁度及透明度较低,含有各类垃圾、淤泥、腐烂的水生动植物遗体等,经过自然分解形成黑臭底泥,导致水体发黑发臭。河道周边有三处排水口,出水水质要求为一级A类,而排水口附近水体的全氮全磷含量分别为26.6mg/L、2.67mg/L,均高于一级A类水的标准,存在严重污染和不达标排放的现象。

2 技術路线

水体质量是河道净化的重点难点,需要根据当前存在的问题有针对性地提出解决策略。水体污染的治理手段主要分为三种,分别是物理方法、化学方法和生物—生态方法[3]。

物理方法是通过人工进行水体除藻、清理水底淤泥等,或者通过颗粒物的重力沉降、河道内基质或植物根部过滤去除。向水体中增加曝气的方法由于见效快、投资少、无二次污染的特点而被广泛使用。原理是人工向水体中充入氧气,进一步提高水体的溶解氧水平,加速水体中的污染物分解净化。除此之外,设置高差、跌水、水坝等也可以提升水中的溶解氧水平,进一步减少水底淤泥污染物。

化学方法则是通过向水体中投放电解盐类物质促进水体中的污染物沉淀,与不同溶解物相结合生成不溶物,不稳定的化合物会在氧化还原的条件下分解[4],但这种方法并不能从源头消除污染,只能暂时改善水体质量,治标不治本。

生物—生态方法是通过投放菌株以增强水体中微生物的活性,利用微生物去除胶体颗粒物和溶解性有机物,促进对污染物的进一步转化。这种方法虽然能提升水体质量,但是不具有可持续性。较为常见的措施是选用生态护坡的形式,同时在河道中设置生态浮床、稳定塘、生态渗流等,这些措施更加稳定有效。

3 水生态修复策略

河道作为一个完整的生态系统,具有丰富的层级结构,不同部分对污染物的净化具有不同的效力和作用,其组成主要为基质、水环境系统以及生物系统,其中最重要的部分是基质、植物和微生物,这三方面对污水的处理具有重要作用。针对杨家河污染现状,可从这三个方面提出策略。

3.1 基质

基质是河道占地面积最大的部分,主要由各种透水性材质按照不同的铺设厚度组成,较常使用的传统基质材料有土壤、沙石、砾石等。随着人们的不断研究探索,一些新型的基质材料也逐渐被广泛应用到实践中,如陶瓷、电弧炉钢渣、矿渣、贝克砂等[5]。基质在净化水体时会产生物理和化学反应,水体中的污染物能够与基质中的无机或有机胶体相结合,产生络合、沉淀反应,依附于基质生长的植物能够对污染物起到固定、转化等作用。

每种基质都拥有自己独特的理化性质,所以在处理污染物时也会有不同的选择类型。例如,砾石、矿渣等颗粒直径较大的基质材料具有较强的渗透性,而土壤、细沙等的渗透性相对较弱。不同的污水中含有的污染物种类也不相同,以这样具有针对性的材料为基质,不仅能减少资金的投入,还能保证净化效果和较长的使用年限。

3.2 植物

河道的植物配置要根据实际的河道状况来选择,针对不同坡位的河道并结合乔灌草的原则搭配。杨家河河道水流速度较快,可在一定程度上冲刷驳岸及水底,因此要选择具有较强耐冲刷性和净化能力的植物。

植物在河道中占有较大比重,不仅具有美学特征,还能为生态系统提供重要保障。在降解处理污染物的时候需要大量的氧气,而氧气的来源除了大气复氧以外,主要依靠植物的输氧作用。当植物的根系在向基质传送氧气时,植物根毛附近会具有较高的氧气浓度,形成一个好氧区域,随着距离的增加,氧气浓度逐渐降低,在植物根系附近形成好氧—缺氧—厌氧的单元体,这种小单元体为硝化反硝化细菌提供了良好的温床,有利于进行硝化—反硝化反应[6],进一步降解湿地的污染物。

植物通常具有错综复杂的网络状根系,根系之间形成了许多微小的通道,促进了空气和水体在河道内部的传递,提升了水体的传输能力,避免了基质板结、淤积,还能促进植物吸收小分子可溶性氮磷化合物。分析河道中含有的各种活性酶发现,微生物的含量和活性在不同季节或者基质的不同位置存在显著差异,通常是冬春季节较低,河道上层部位则高于河道中层和下层部位基质。

由于植物与浮游藻类具有相似的生长习性,河道植物会和浮游藻类发生种间竞争,可以有意栽培根系发达、净化能力强、抗逆性强的植物,抢夺河道内的生存资源和营养物质,从而抑制浮游藻类的繁殖。

3.3 微生物

微生物广泛存在于河道环境中,河道中的污染物大多由微生物去除。河道中的微生物主要为细菌或真菌,而植物群落复杂的环境就是微生物生长繁衍的温床,微生物通过污染物吸取对自身生长发育有用的营养物质,与此同时完成对污染物的降解。不同种类的微生物处理的污染物质也有所不同,如好氧微生物会将有机物作为碳源,将其降解为二氧化碳和水;而厌氧生物则会将有机物进行发酵处理,分解为甲烷和水。

4 修复性措施

4.1 水生态链技术

河道作为一个大的整体,含有众多动植物和微生物,不同区域和环境条件下可以形成多个小型生态系统,而动植物在保护生物多样性和维持生态系统稳定方面具有重要的作用。通过动植物种类的投放引导,从而完善和调整原有动植物结构,增加物种多样性,促进生态链稳定,形成一个个稳定的小型生态群落,引导区域进入良性循环,达到净化环境的目的。可以重新规划水体中的动物群落,在水体中建立微生物—藻类—浮游生物—鱼类的食物链[7],通过不同物种间的捕食及摄取,有效防止植物的过度繁衍形成的水华现象,提升水体的自我净化能力,能够使水体长期保持清澈,同时具有一定的抗干扰能力。

4.2 生态拦截技术

通过生物或者工程手段过滤、净化和拦截外界流入湿地内的水体,主要是防止外来水体中含有的氮、磷、钾等元素的进入,保护原有水环境结构和功能的稳定。其中使用的工程措施包括建立生态沟渠、设置植草沟和植草过滤带、构建生态沉降池等方法,搭配抗污染性较强和吸收污染能力较强的植物,结合自然做工拦截、净化污染物,达到保护水环境的目的。

4.3 人工生态浮岛技术

人工生态浮岛又被称为植物浮床、生态浮床等,其原理是在水体表面设置漂浮物,将其作为浮床,并在漂浮物上种植植物,通过植物在水体中的根系和根际微生物的吸收、吸附等作用,对流经的水体进行净化,还原水中的氮、磷、有机物等,最终通过植物收割、移除水体中的污染物。浮床一般选择环保型PE材料,具有稳定性、耐久性、漂浮性等特点[8]。浮岛上的植物,除了可以向水体中输送氧气外,还可以为各种微生物和动植物种群营造生存环境,提供其生长、附着、繁衍的场所,有利于生物多样性的稳定。

4.4 生物膜技术

生物膜净化原理是利用附着在滤料表面的微生物所形成的生物膜,接触流经表面的水体,通过好氧和厌氧微生物摄取、吸收水体中的有机物等物质,进而达到净化水体的目的[9]。

對河道进行人工或行船泼洒复合液体微生物菌剂以调控水质,用微生物对水质进行干预,能够有效降低水体中氮磷钾的含量,进一步抑制水体中的蓝绿藻,提高水体安全。除此之外,还能有效提高水体中的溶解氧含量和微量元素,促进水生动植物生长,达到藻相平衡。泼洒完毕之后,微生物也能够长期与河道共存,既能改良水质又能防控疾病,同时提升河道生态系统的抗污染能力,净化水体,提升水体透明度。

4.5 河道底质改良

杨家河河道为人工新开挖的河道,其河底的土壤为粉质黏土,颗粒较小,土质细密,营养物质含量低,可投放底质改良剂对其进行优化。底质改良剂是一种载体化的微生物,应用广泛且易于操作,成本低廉,无污染,只需要泼洒即可起到作用,泼洒后能够快速与底泥结合,不被水流冲走,同时形成覆盖层,抑制淤泥中污染物的释放,净化水质,降低氮磷钾含量,有利于沉水植物的生长。

5 治理效果

通过一系列工程措施治理杨家河之后,河道状况明显改善,水体透明度显著提升,水下植被森林初具规模,水中动植物生长状况良好,溶解氧浓度提升,河底淤泥及悬浊物净化完成,已具备自我净化能力。河道两岸的植被景观层次也得到了提升,增强了景观效果。对改进后的河道进行勘察发现,附近已有水鸟栖息,再经过一段时间的繁衍,生态系统将对周边生态环境的改善发挥更大的作用。这种具有完整生态系统的净化体系,具有比单纯的药剂措施更加稳定可持续的效果,为杨家河周边景观群的形成奠定了基础,对未来开发旅游业具有积极意义。

6 结语

通过调研济南市杨家河河道现状,提出了微生物修复、构建生态链等方法,同时根据河底现状提出底质改良措施,净化水体内源污染。杨家河水体情况通过科学的治理已经有了明显好转。治理前期,要对河道进行详细的调查分析,弄清河道污染源、周边环境的影响等。根据河道的实际功能,制定一河一策的实施方案,结合水利、水务部门要求,种植合适的植物,利用水生植物吸收、净化水体中的污染物和富营养元素。

实践证明,选用合理的工程措施搭配水生植物净化,能够有效改善水质状况,保证水生态系统的稳定性。生态修复是一项长期的工程,应当统筹规划,充分考虑实际情况,搭配技术辅助,维持河流的良性循环和健康发展,进而将河道建设为功能多样且能可持续发展的优美景观。

参考文献:

[1] 田亮,李霞.绿化施工在河道综合治理中的应用[J].城市住宅,2020,27(11):76-79.

[2] 代婷婷,刘加强.城市河道生态治理与环境修复研究[J].中国资源综合利用,2021,39(6):186-188,192.

[3] 项昌胜,俞戎博,夏晨.城市河道水环境生态修复的研究[J].皮革制作与环保科技,2021,2(9):77-78.

[4] 赵腊梅.探究城市河道污染控制与生态修复对策[J].资源节约与环保,2021(5):17-18.

[5] 张晏.人工湿地水体净化方法研究[D].天津:天津大学,2018.

[6] 李亚娟,杜彦良,毕二平,等.妫水河湿地植物作用及调水水质响应模拟[J].环境科学,2020,41(9):219-228.

[7] 李胜男,崔丽娟,赵欣胜,等.湿地水环境生态恢复及研究展望[J].水生态学杂志,2011,32(2):1-5.

[8] 金星,强超,闫东宇,等.水生态修复技术在河道治理中的应用与研究[J].珠江水运,2021(13):6-8.

[9] 蒋宇豪,李敏,唐明哲.微污染河道修复技术及其应用[J].环境生态学,2019,1(8):83-87.

作者简介:刘大亮(1980—),男,山东威海人,硕士,副教授,研究方向:风景园林规划设计。

焦奕程(1997—),男,山东济南人,硕士在读,研究方向:风景园林规划设计与理论。

蒋潇(1997—),女,山东济南人,硕士在读,研究方向:风景园林规划设计与理论。

作者:刘大亮,焦奕程,蒋潇

河道底质污染修复工程技术论文 篇2:

南通通州地区河道生态修复实践案例

摘要为改善区域水体环境,南通市通州区对该地区河道进行生态修复,采用污水口预处理、底质处理、生态浮岛及直接补给部分生物物种以增加生物多样性等生态手段,并辅以调水、生态清淤、岸坡修复等工程措施。经过4个月的整治,河道恢复生态功能,水体水质明显好转。

关键词河道;生态修复;生态手段;工程措施

A

Practice Case of River Ecological Restoration in Tongzhou, Nantong

CHEN Qian1, ZHANG Yongxiang2, YANG Chunhe1 et al

(1. Nantong Science and Technology College, Nantong, Jiangsu 226007; 2. Daheng Environmental Engineering Co, Ltd., Nantong, Jiangsu 226007)

Key words River course; Ecological restoration; Ecological method; Engineering measures

南通滨江临海,水网纵横,原本是我国东南沿海地区水资源最丰富的地区之一。但相悖于近年来工业化及城市化进程的快速推进,配套污染治理设施的不完善导致部分地表河道污染严重,多条河流水体均出现不同程度的功能退化,实际上已成了水质型缺水型城市之一[1]。顺应社会经济发展需求,为了有效治理日趋恶化的水环境,南通市通州区政府针对区域内河道退化问题,制定为期3年的河道整治方案,对北山湾、中心横河、一号横河、中心竖河4条河道同期开展实施生态修复的工程项目。该生态整治为区域水体环境生态修复的工程项目提供参考。

1水系背景

1.1水质现状

上述4条河流位于通州金沙镇城区,除北山湾为运盐河支流外,其余3个河道均属于城区三级河道。以水为脉,沿线居民密集。原本城水相融,人水相亲,但由于长期疏于管理,4条河道均出现功能退化现象:河道积累大量淤泥,水流缓慢,河道窄小,水质浑浊,河岸有成片出现漂浮物等脏乱现象。尤其夏季水华泛滥,过往群众无不摇头侧目。经监测,4条河道的水质均为Ⅴ~劣Ⅴ类,水质溶解氧较小,其中COD、氨氮、总磷均超过地表水环境质量Ⅴ类水体水质标准。

1.2纳污分析和修复目标

针对河道功能退化的原因展开调查,雨污分流不彻底是造成河流污染的主要原因。这4条河流本身就位于城区闹市,工业污染源少,加上近年来在环保局大力整治下,沿途工业污染源已大部分得到治理;相反,生活污染源是河道污染的主要原因。沿河岸分布着多个居民区,不少居民擅自改造,将阳台洗涤污水直接进入雨水管道下泄进而排达河流,老城区还存在纳污管道改造不彻底,至今仍有少数污水直接排入河道的现象。另外,内源的二次污染也是重要原因之一:河道久未清淤导致河床堆积大量淤泥,底质吸附富集大量的污染物。当雨季底泥搅动明显时,即表现为雨后河道水质状况明显转差。而内河缓慢的水流则不利于水体自净恢复。

因此,这次河道水体生态治理工程的首要任务则为恢复河流生态功能,消减污染,增强调节能力。水质目标:增加水质溶解氧,提升水質透明度,使水质达到Ⅲ~Ⅳ水体要求。另外,借此契机,同期促进优化城市景观生态环境建设,力图再现“河畅、水清、岸绿、景美”的崭新景象,进而提升城市的文化品位和竞争力。

2通州市河道生态整治主要措施

与以往工程为主的河流整治有所区别,南通通州区河道整治更强调遵循自然规律,以生态手段为主修复退化或受损的水生生态系统。同时辅以开展调水、生态清淤、河坡整治、水土治理等工程建设措施。

2.1污水口预处理系统

这次河道整治针对污水排放口加设污水预处理系统。以北山湾为例,其位于老城区,工业污染源少,因管道改造不够彻底,尚有少数生活污水直排河流现象,污水将直接污染冲击河流水质。这次河道整治项目之一——污水预处理系统旨在削减排污点污染冲击。其采用内层沙网过滤,外层用PVC围隔,相当于在污水口圈出高浓度区域;再在上面覆盖水生植物粉绿狐尾藻等漂浮植物。而粉绿狐尾藻如同水中的清道夫,不但能够吸收水中的氮、磷等物质,净化水体,同时生长过程中能分泌克藻化学物质,从一定程度上抑制浮游藻类的生长繁殖[2]。污水预处理系统利用水生植物强化局部高浓度地区的生物净化,辅以过滤等手段,为污水入河成功地建立了第一治理关口。同时兼顾景观效果,以达到水质与水景并重的建设效果。

2.2底质处理

底质是河道的重要组成部分,也是水生生态系统和生物多样性的载体,河流的自净和缓冲能力很大程度上取决于底泥的生态质量,合理的厚度底質是沉水植物、底栖生物的生存前提和保证。但底质对氮、磷及有机物污染的吸附在一定的物理化学及环境条件下可能再次释放。因底质过多(即淤泥层过厚),从底泥中释放出来内源污染,已是造成水体富营养化污染长治无效的重要原因之一。因此长期不清淤也会产生许多诸如增大耗氧量、释放有害物质等[3]不利影响。

北海湾浅水区河道原本为混凝土基础,部分还淤积建筑垃圾,不利于沉水植物、底栖生物的生长。在这次河道整治中,先清理建筑垃圾,再人工回填土方,保证回填底质厚度达20 cm,并用生石灰对水体及底质进行消毒及中和酸碱性的改良。

而针对中心竖河等部分河道底泥过厚,通州区政府则投资400余万元引进生态清淤及快速处置一体化新技术。该技术不需抽干河道施工,清淤船将河底的淤泥通过管道输送到几百米外的大型脱水设备上,经过筛分、浓缩、沉淀等一系列工艺处理,最后分离出的尾水排放到河里,脱水后的淤泥则运输去填塞废沟呆塘,并与土地治理相结合,平埋成可耕种田块。生态清淤可以大大缩短了清淤、堆放、固化的时间,具有无二次污染、节约土地、处理周期短、综合成本低等特点。

2.3生态浮岛技术的应用

生态浮岛是这次河道治理过程中的最大亮点。在这次河道水治理工程中,4条水体均采用了这项技术,可广泛应用于景观水体、富营养化水体以及黑臭水体的水质改善与恢复、景观营造与美化。尤其针对水体富营养化等水体污染,生态浮岛技术有很好的修复作用,同时可达到预期的景观效果。

所谓生态浮岛技术是以可漂浮材料为基质或载体,将高等水生植物或陆生植物栽植到污染水域中,基质及植物的根系对污染物有一定的吸收或吸附作用,从而净化水质的生物防治方法。通过收获植物,可以将水体中的污染物彻底搬离水体,改善水质,创造良好的水环境。

通州市政府在河道整治过程中,共选用多种可漂浮材料为基质,主要构建3种类型。

第一种,又称为漂浮湿地。漂浮湿地其实属于人工湿地的一种改进类型,相比传统的人工湿地,它更具有集中式、针对性的有机污染物净化潜能,应用位置多安置在水体中央。选用陶粒作为漂浮材料,上载有少许种植土。这次河道治理采用的是页岩陶粒,其孔隙率高、密度小,具有较好的漂浮性能,是一种理想的自然基质材料,同时对水中污染物质兼具有一定的吸附固定效果。基质上种植植物有狭叶栀子、矮向日葵、非洲菊、小雏菊等,植物也能发挥一定的植物净化作用。漂浮湿地较其他类型生态浮岛的优势:植物的生长不受水域类型和水底地形等条件的限制,所以种植的水生植物更为广泛,可以把水生、湿生、陆生等植物在一个系统中完美的组合,构建的生态系统更密闭和完备,具备更高的营养物质和其他元素的同化吸收效率。第二种类型强化吸附性能,又称为生态吸附浮床。外型、结构均与漂浮湿地接近,但漂浮材料选用碳素纤维球作为基质。碳素纤维球具有巨大的比表面积,所以污染物吸附能力更强,而且其巨大的比表面积可充当生物膜载体,利用生物膜上大量微生物的新陈代谢等活动,来达到对污水中有机物的彻底降解。其安放地点主要在近岸污水排放口附近,近一步强化附近高浓度污水的污染物吸附降解,减轻水体自净的负担。第三种类型,景观生态浮床。这种采用吹塑中空材质作为载体,拼接组装成类似于小船竹筏的漂浮体,主要起固定水生植物的作用。水生植物插种于其中,生长成型后自行固定。这种浮体材料的好处,整齐划一,浮力大,物美价廉。特别是因为浮力大,因此可载种一些大型水生植物,如美人蕉、泽泻、鸢尾等,景观可操作性强,但不能构建复杂的生态系统。

生态浮岛建成使得河道水体环境整治效果斐然,浮岛上的植物可供鸟类栖息,下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境;比表面积很大的植物根系及基质更是在水中形成浓密的网,吸附水体中大量的悬浮物,并逐渐在表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物转化成无机物,使其成为植物的营养物质,进而转化为植物细胞的成分,如此形成良性循环。采用生态浮岛水净化技术,不仅可以直观上增加了河道水体的美观,而且有效地提升了水质的透明度,改善了水质富营养化趋势。

2.4河道生物多样性的直接补给

修复受损食物链,强化生物污染治理也是这次河道生态治理的内容之一。为了加强河道生态系统自净能力,修复受损河道生态系统及实行生物控藻,治理中直接投加不少生物物种,具体包括:投放枝角类浮游动物,栽培沉水植物、浮叶植物,投加鱼虾及底栖动物等。枝角类浮游动物是一类小型甲壳动物,又称水蚤、红虫或鱼虫,可以摄食藻类,具有生活周期短,繁殖速度快,对环境的耐受性强等特点[4]。实践表明,生物多样性的直接补给有助于受损生态系统恢复。如:有意识地投加枝角类浮游动物,可以通过直接调节浮游动物进而控制蓝藻水华[5];在河近岸侧栽培苦草、金鱼藻等沉水植物,能有效低生物性和非生物性悬浮物浓度,提高水体透明度;有意识地投加鱼虾及螺、贝等底栖动物,栽种睡莲类浮叶植物,将有助于生态系统的优势种群结构的调整。以上种种措施修复或完整食物链,有效地促进河流生态系统的自我修复,对水污染起一定的防治作用。

2.5景观生态元素的点缀

这次河道水生态修复还增加了景观照明、景观喷泉和人工曝气,提高了河道的观赏性能,能给人视觉上享受;人工充氧更是直接提高了水体的溶解氧水平,促进微生物快速降解水中的污染物,缓解水生生物因缺氧带来的生存危机,进而改善局部水环境。另外,部分河段还实施了生态廊道工程。水清堤绿,为居民提供健康、舒适、优美的休闲环境。景观照明更是营造出霓虹闪烁,流光溢彩的华美画面。

2.6其他配套性工程建设举措

此外,这次河道治理过程中也配套有一些常规的工程措施,包括调水、疏浚清淤、岸坡修复等。

所谓河道调水,是指通过人工手段,利用水利工程合理适量调引源水。通州区针对这4条城市内河,兴修水利,分别从运盐河和通吕运河调集水源,有效迅速改善了河流水质。究其原因,不仅仅是通过增加水量以稀释污水,水流速度的增加有利于水体复氧,强化好氧微生物降解,进而达到增加自净能力及环境容量的目的。虽不能根治,但不失为一种较好的应急方法。

在岸坡修复中,通州区政府采取了区分河段针对性护岸对策。稳定河段尽量保持河道自然岸坡,种植草皮和水生植物覆盖,避免填埋、裁弯取直以破坏河流的自然属性和河形的自然景观。不稳定河段和特殊河段,则尽量采用生态工程措施的原则进行护岸处理。

河道淤积严重的,还将列入全区河道轮浚规划,按设计断面进行全断面治理。

3通州市河道生态整治过程反思

3.1河道生态整治特色分析

3.1.1生态整治主导化。通州区这次河道治理崇尚自然规律,遵从生态治理理念,通过生态清淤、生物补给、人工浮岛等技术应用,促进水生生态系统实现自我修复。尤其新型生态技术生态浮岛的应用,构成植物根系和基质在吸收、吸附悬浮污染物的同时,为微生物和其他水生生物提供栖息、繁衍场所,具有凈化污染、修复生境、恢复生态、改善景观等多种功能。而内河水流缓慢,水体规模较小,也更适合生态浮岛的应用推广。

3.1.2治理手段多元化。在这次河道治理的过程中,通州地区综合多元理念,采用多种治理方法。通过污染控制、现代生物工程技术和环境工程技术等的综合应用,促进水域良性循环,有效地修复了退化的水生生态系统,改善水域环境。

3.1.3人水相谐景观化。

通州区这次河道整治引入多个景观设计元素,生态浮岛引来飞禽栖息,景观喷泉增加了水体的立体层次。白昼,景观植物摇曳生姿、错落有致;夜晚,霓虹倒影、水声淙淙。生态廊道更是为百姓休闲娱乐提供去处。

由于科学规划,措施切实可行,经过数月整治,4条河流再现鸟飞鱼跃,碧波荡漾的美好画面,维护了河道生态健康,保障和促进经济社会可持续发展。

3.2通州市河道生态整治存在的问题

3.2.1截污不到位,致使生态整治效果大打折扣。

河道治理结束时,水质监测还尚未立刻达到理想的监测结果,究其原因,除生态修复需要一段时间外,还另有原因。这次治理中的4条河流长期以来承载着纳污的功能,为了保证水质的稳定,防止再次污染,需实现彻底的雨污分流。但实现这一目标,不仅牵涉到地下管网的改建,和市民的水生态环境保护意识也不无关联。为此,应加大截污纳管的建设力度,严防雨污合流;提高污水处理设施的利用率,防止污水直排入河。

3.2.2需要加大宣传力度,增进与公众沟通。

这次生态治理工程原本出于改善民生,让附近居民切实享受宜居环境。但在北山湾河道治理过程中,还是出现当地居民担心影响自家构筑物结构,而阻挠工程施工的现象,对政府的形象和公信力产生不良的影响。同时,提示有关政府部门,需在规划期间即加大和公众的沟通力度,提高居民知晓度,让群众特别是当地居民,能够理解并支持工程的建设,形成“人人参与,为综合治理做贡献”的社会氛围,让河道综合整治成为促进“人水和谐”的一个重要契机。

4展望

河道生态整治目的是为了营造良好的河流生态环境,强化生态系统的自我调节功能,使河道水生生态系统实现良性循环,但事实上也存在一些值得忧虑的隐患。

(1)是否会引起外来生物入侵污染?在中心横河已经完工的一期工程中,沿岸能观察到原本属于生态浮床的景观植物,现已星星点点在附近的浅水区安营扎寨。在这次河道生态整治过程中,为筛选出耐污染、生命力强的先锋植物,选用不少外来物种。这些物种在缺乏天敌的情况下,会不会失去控制,无节制生长,从而造成外来生物入侵的新污染?对此,需加密切关注。

(2)生态整治的效应能否持续?

这次河道整治尚可能毕其功于一役,需要后期不断的维护管理。污水预处理的双层过滤若定期清理不到位,易引起堵塞;现有的生态浮岛难以推行机械化操作,目前大多采用人工完成,操作难度大,而后续的长期维护也同样倚重人工作业,包括病虫害的治理、枯枝败叶的打捞及挺水植物的收割等,给生态整治可持续增加难度。

以上隐患有望通过严密的规划,建立健全长期有效的管理机制以及实践中的经验教训及时发现总结来预防、改善和避免。

随着生活水平和生活品味的提高,人们越来越关注身边的环境。而一个地区的水环境不仅是环境因子的一部分,更承载着当地的水文化及人文内涵。南通素有鱼米之乡的美誉,构建新型“人水和谐、宜居水乡”的健康河道生态系统更是每个南通人的美好愿景。

安徽农业科学2015年

参考文献

[1] 陆冰清.南通城市化建设中的水文问题[J].水利科技与经济,2013,19(12):12-14.

[2] 吴程,常学秀,董红娟,等.粉绿狐尾藻对铜绿微囊藻的化感抑制效应及其生理机制[J].生态学报,2008,28(6):2595-2603.

[3] 柳惠青.湖泊污染内源治理中的环保疏浚[J].水运工程,2000,322(11): 21-28.

[4] 李顺,杜瑞林,李瑞敏.鱼虫的捕捞、保存和培养[J].齐鲁渔业,2008(6): 23.

[5] 操璟璟,廖庆生,蒋继宏,等.不同温度条件下几种枝角类浮游动物的抑藻净水效应研究[J].生物学杂志,2010,27(1):57-60.

作者:陈前 张永祥 杨春和等

河道底质污染修复工程技术论文 篇3:

水生植物在河道生态修复工程中的应用分析

摘要:在近年来环境保护已经成为我国社会上广泛关注的问题,尤其是在河道生态修复工程中越来越多技术融入其中,有效的提高了生态修复的效果,例如水生植物所占据的比例较高,不仅可以充分利用自然资源,还有助于避免对河道生态环境造成严重的损伤,以此来完善当前的技术模式。基于此,本文论述了水生植物在河道生态修复工程中的具体应用。

关键词:水生植物;河道工程;生态修复

一、水生植物在河道生态修复中的应用原则

(一)水质净化能力

为了使水生植物能够在河道生态修复中发挥其应有的价值及效果,在选择植物之前要明确主要的应用标准和原则,为后续工作科学实施奠定坚实的基础。首先在选择水生植物方面要具备一定的水质净化能力,为河道生态修复工作顺利进行提供重要的保障,这主要是由于不同水生植物在河道水质净化中的综合功效有着一定的差异性,在实际工程建设时,要考虑使用植物对氮磷的去除能力以及对水的耐污能力等等,做好资料的整合,以此来完善当前的工作模式。同时还需要根据这一区域的水质现状做出科学的选择,以此来使水生植物能够在河道生态修复中得到有效的发展,达到良好的去除能力。在植物选择方面要结合以往工作经验,做好信息的整合及分析,和当地生态环境进行相互的匹配,以此来充分发挥水生植物本身的优势,全面提高河道生态修复的效果和水平。

(二)区域环境适应能力

不同水生植物适应的水温和光照条件存在一定的差异性,在实际工作中需要根据工程区域的特点选择与之对应的水生植物,从而使水生植物环境适应能力能够得到全面提高。例如在实际工作中要根据当地气候条件适当的增加本地水生植物品种的选择比例,这样一来创建更加适合于植物生长的环境,构建稳定的生态模式,从而使选择的植物优势能够得到全面的提高。另外,在这一地区中,如果水体的透明度较高可以选择沉水植物,根据区域水域的特点完善与之对应的处理方案,从而使得整体河道修复效果能够得到全面的提高。其次在植物选择时要遵循灵活性的工作原则,根据当地的气候条件,选择对应的水生植物,不断的增强整体的工作效果,例如耐寒的水生植物包含了灯芯草、金钱草等,在北方地区的应用非常广泛。在南方地区的高温和日照长的季节中可以将生长缓慢的热带睡莲融入其中,以此来提高整体的处理效果。因此在实际工作中需要根据区域环境的特点,合理的筛选与之对应的技术方案,从而使得水生植物优势能够在河道修复中发挥应有的价值以及效果,不断的完善当前的技术方案。

(三)易于管理

在河道生态修复工程中融入水生植物,不仅要考虑植物本身的生长特点,还需要考虑后续的管理难度,有效优化后期管理工作模式,从而以此来降低后续的维护费用。水生植物后续维护管理的难易程度和所选取的植物种类有着密切的关系,例如不会慢生和不会自动播种的植物品种,会减少后续的管理成本,使生态环境变得更加稳定。在选择水中植物时,要考虑河道环境特点和景观的需求,例如水葱对环境适应能力较强,但是其茎干很容易被折断,在设计时需要考虑植物的特点,不宜种植在大水域及风力较大的区域,内河治理使用较为合适。不断的完善当前的设计方案,从而使水生植物应用效果能够得到全面的提高,降低后续的管理成本。

(四)生态平衡

生态平衡是河道生态修复中融入水生植物需要注意的问题,不同种植物品种之间的搭配比例会影响最终处理效果的提升,和河道水生态系统的平稳运行,所以在实际工作中要根据环境条件和使用植物自身的条件做好品种的选择和比例的搭配,做好时间和空间的植物布置,充分发挥植物之间的优势互补作用,以此来形成良好的生态环境。在植物选择方面可以通过漂浮植物和挺水植物的相互协调为沉水植物生长营造良好的条件。值得注意的是,在选择植物时要适当的降低外来品种的比例,如果外来品种过多,那么会影响区域内的生态平衡,所以需要谨慎的选择相对应的植物,从而使得河道生态修复工程建设水平能够得到全面的提升。

二、水生植物在河道生态修复中的具体应用

(一)科学规划

为了使水生植物能够在河道修复中发挥应有的价值和效果,在实际工作中需要做好科学的规划,不断的完善当前的工程建设模式,从而使水体自净能力能够得到全面的提高。通过水生植物的利用,可以吸收和富集水中的营养物质,增加水体中的氧气含量,同时也可以抑制有害藻类的繁殖能力,利于水体生物之间的相互平衡。水生高等植物能够净化富营养化的湖水,适当的提高水体的自净能力,充分的发挥净化本身的作用,以此来完善当前的技术模式。科学的规划是工程项目顺利实施的重要前提,在实际工作中需要搭建更加生态性的工程建设方案,以此来和生态景观进行相互的协调。搭建更加优美的河道景观,不断的提高整体的建设效果。

(二)建设方案

在融入水生植物进行河道生态修复时,需要落实细节性的工作原则,建立层次性较强的生态修复模式,从而充分发挥水生植物本身的优势。不同植物品种对水位的适应性有着较强的差别,并且也会影响后续的成活率,在实际建设时需要了解,比如植物的生长特征,按照品种适应性来进行日常的操作,严格控制其中的水位,一般来说挺水植物的水深范围为40厘米,浮叶植物植物的适用范围为20厘米到100厘米,漂浮植物对于水深度没有上限要求,所以在实际工作中需要具体问题具体分析,以此来选择正确的水生植物。在完成水位的科学控制之后,要确定底质的问题,底质对水生植物有着重要的固定和提供养分作用,在实际设计和规划时,要考虑植物品种是否能够在水中所固定,如果固定不牢靠,那么要配合着其他的人工措施来达到良好的建设效果。在实际建设之前可以先进行提前的试验,做好品种的调换工作,选择合适的植物品种搭配模式以此来完善当前的建设方案。在人工浮床利用的过程中,水生植物的根系要直接和水体所接触,这时要使浮床具备一定的强度,不会出现松散的问题,之后要根据河道的水质选择与之对应的植物品种,不断的优化其中的设计方案,为后续水生植物功能的发挥奠定坚实的基础。在完成这一工作之后,需要特别注意风浪过大和水体流速过快都不适合布置水生植物,在工程实施过程中需要考虑人工浮床对水流速的影响作用,和设计值进行相互的匹配,如果超出预定范围,那么要采取一定的消除措施,不断提高水生植物的设计效果。

(三)维护要点

在生态修复中融入水生植物之后要采取更加科学的维护措施,从而使水生植物功能能够得到充分的发挥,以此来满足长久性利用的要求及标准。在完善工程建设之后,水生植物作用不会在短时间内凸显,因此需要更加科学有计划的完整后续的维护工作,做好资源的科学调配,以此来提高整体的维护效果。例如在实际工作中需要做好及时的收割,主要是为了输出氮磷等相关的污染物质,避免在内部出现二次污染的问题。夏季要根据植物的生长周期进行两次左右的收割,要对植物品种进行全面的了解,以此来为后续维护管理工作提供重要的基础。

结束语:

在当前河道生态修复工程中融入水生植物优势较为突出,因此需要设计管理人员加强对水生植物特点的深入分析以及研究,考虑周边的自然环境特点,选择与之对应的植物品种,构建更加稳定的河道生态系统,充分发挥水生植物之间的协调作用,做好经验的总结以及分析,并且科学的完成后续的维护工作,避免在水生植物利用方面出现较为严重的二次污染问题。

参考文献:

[1]齐波. 水生植物在河道生态修复工程中应用分析[J]. 黑龙江科技信息, 2016(29):239-239.

[2]張晨旭. 水生植物在河道生态修复工程中应用研究[J]. 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2016(8):00006-00006.

[3]兰翔. 植物在河道生态修复中的应用[J]. 区域治理, 2019(39):3-3.

作者:吴建

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