生态修复技术论文范文

2024-02-23

生态修复技术论文范文第1篇

题目:污染河流生态修复

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日期:2013年 月

摘要:本文介绍了河流系统诸功能以及河流健康之间的关系, 从河流与人的关系的发展与变化出发, 系统的探讨了原始自然阶段、工程控制阶段、污染治理阶段和河流生态系统修复和改善等四个阶段的河流特点和治理条件, 分析了各个阶段河流系统平衡的特征和影响因素,提出了河流生态修复的主要原则。河流生态修复的基本目标是促进生态系统自我维持和陆地、缓冲区域和水生生态系统间相互联系的出现。河流生态修复主要技术包括: 缓冲区修复、植被恢复、河道补水、生物—生态修复、生境修复、水生生物群落修复技术等。本文指出了不同阶段实现河流治理和生态修复的方法和步骤, 对今后的河流生态修复具有指导意义。

关键词:河流生态系统;河流健康;生态修复;修复技术 1前言

河流是流域景观中一个流动的、与陆地生态系统联系紧密的、且相对开放的复杂生态系统。水域与陆地的过渡带(缓冲区域、交错带)是水生、陆生生态系统的交汇区域,交错带内景观异质性高,生物群落多样性丰富。在河流系统的众多因素中,水是河流生态系统物质交换的主要载体,也是维持河流生态系统的基本要素。河流系统是由一系列不同级别的河流以连续、流动特性形成的完整系统。河流物理参数的连续变化梯度,形成系统的连贯结构和相应功能;同时河道物理结构、水文循环和能量输入,在河流生物系统中产生一系列响应——连续的生物学调整以及沿河有机质、养分、悬浮物等物质的运动、搬运、利用和储蓄。

随着区域经济、人口的发展,大量污染物(工业、农业、生活污染源)排入河流系统,以及河流生态环境的破坏(过度砍伐森林、气候变化等)引起水质恶化,导致河流生态系统结构和功能破坏,严重制约区域经济的可持续发展。人类对水资源的需求量大增,在河流上大规模筑坝拦截河流水量,部分河流缺乏有效管理引起河道水量大幅度将对甚至断流,降低水体自净能力和河流生态系统的恢复能力、抵抗力,而进一步加剧水污染,严重影响河流生态系统结构、功能。

河流污染是人类对河流不当利用和控制的主要负面后果之一。河流污染治理需要有效控制污染源的污染排放量, 并将排污量控制在河流承载力之内。对于点源污染, 目前采用的技术包括物化、生物及其相关组合的方法, 常见的方法如絮凝沉淀、生物絮凝吸附、生物氧化、活性污泥法、生物膜法、固定化微生物- 曝气生物滤池方法等 。非点源污染与土地利用方式密切相关, 因此对土地资源进行合理的规划利用是控制非点源污染的有效途径之一。河流污染问题已在世界范围内受到广泛关注, 各种污染控制技术迅速发展, 为基于生物-生态集成的河流修复技术的应用奠定了基础。

河流系统功能健康的恶化主要表现为水中的养分、水的化学性质、水文特性和河流生态系统动力学特性等的改变, 以及因此对原水生生态系统和原物种造成的巨大压力。从20 世纪70 年代始, 对河流生态系统进行综合修复成为一种先进的治河理念。生态修复旨在使受损生态系统的结构和功能恢复到受干扰前的自然状况。河流生态修复有多种方法, 生态系统修复是使受损河流恢复其功能健康的根本途径。

2 河流系统服务功能

生态系统的服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。生态系统向来被人们誉为生命之舟。Costanza等把生态系统提供的商品和服务统称为生态系统服务,并且曾把生态系统服务功能划分为l7种类型。不同类型生态系统的服务功能是不尽相同的。河流生态系统服务功能是指人类直接或间接从河流生态系统功能中获取的利益。根据河流生态系统组成特点、结构特征和生态过程,河流生态系统的服务功能具体体现在供水、发电、航运、水产养殖、水生生物栖息、纳污、降解污染物、调节气候、补给地下水、泄洪、防洪、排水、输沙、景观、文化等多个方面。按照功能作用性质的不同,河流生态系统服务功能的类型可归纳划分为淡水供应、水能提供、物质生产、生物多样性的维持、生态支持、环境净化、灾害调节、休闲娱乐和文化孕育等。

3 河流生态系统的健康及评价方法

河流生态系统健康与社会、经济、人类、生态环境等密切相关,在区域水平上可以理解为是资源安全、环境安全和经济安全的有机统一。一个健康的河流生态系统应该具有合理的组织结构和良好的运转功能,系统内部的物质循环和能量流动未受到损害,对长期或突发的自然或人为扰动能保持着弹性和稳定性,并表现出一定的恢复能力,整体功能表现出多样性、复杂性。能够满足所有受益者的合理目标要求,具体表现为根据区域发展需求,合理利用分配水资源,保证不同区域利益的均衡,同时改善生态环境。其内涵是动态变化的,在不同时间尺度和不同空间尺度具有不同涵义。

河流生态系统具有调节气候、改善生态环境、维护生物多样性以及一定的社会服务等众多功能,需要采用一定的指标和方法来监测河流环境条件的各个方面,即从多角度来评估河流的健康状况,从而提供对其整治以及管理有用的信息,提高受损河流的健康状况,保护健康河流,满足当代以及下一代人的环境、社会和经济需要。研究国内主要河流的健康状况,可以提供进行横向比较的基准,构建一套适用于我国的河流生态系统健康评价理论体系,评价国内河流健康状况,能够诊断我国不同地理区位河流健康状况的差异,设立恢复优先权,同时对于不同区域的类似河流,评价结果可用于互相参考比较,从而提高恢复活动的有效性。

因此进行河流生态系统健康状况评价,有助于提高河流管理质量,不仅可揭示河流生态系统的现状,还提供了将不同河流进行比较的基准,同时还可评估受损河流生态恢复的成效,从而提高管理决策能力

对于河流生态系统的评价,最初从生物对水质变化的响应着手,之后开始重视化学物质对水质的影响进行分析。近20年来,研究发现,河流生物群落具有整合不同时间尺度上各种化学、生物和物理影响的能力。这些生物群落的结构和功能特性能够反映诸如化学物质污染、物理生境的消失和斑块化变化,同时外来物种入侵,水资源的过量抽取和河岸植被带的过度采伐会造成水环境总体退化。因此,生物监测将更多的目光集中在多种生态胁迫对水环境造成的累计效应上。而对于应用生物方法评价河流健康的方法,选择何种指示生物是生态系统健康评价的关键。目前研究中,用的较多的水生生物主要是藻类(以硅藻为主)、无脊椎动物和鱼类。如,使用硅藻相关指数ISP和GDI反映水环境的腐生程度、TDI反映水环境的营养程度,“河流无脊椎动物预测和分类系统”、“澳大利亚河流评价计划”、“南非计分系统”以及底栖生物完整性指数(B-IBI)、营养完全指数(ITC)等都是基于对河流大型无脊椎动物生物多样性及其功能监测基础上的河流健康状况评论模型,Karr于1981年提出的生物完整性指数(IBI)能够在比较的基础上对所研究的河流健康状况做出评价,是当前较普及的一种健康评价方法。

尽管关于河流健康评价的方法很多,但从评价原理上,主要可分为两类:

一类是预测模型方法(Predictive Models),如Rivpacts和AusRivAS等。这类方法通过把某些研究地点实际的生物组成与在无人为干扰情况下该点能够生长的物种进行比较而对河流健康进行评价。该类方法首先通过选择参考点(reference sites,无人为干扰或人为干扰最小的样点),建立理想情况下样点的环境特征及相应生物组成的经验模型,之后,比较观测点生物组成的实际值与模型推导的该点预期值,以两者的比值河流健康进行评价。理论上,该比值可以在0~1之间变化,比值越接近1,则该点的健康状况越好。但是,预测模型法存在一个较大的缺陷,即主要通过单一物种对河流健康状况进行比较评价,并且假设河流任何变化都会反映在这一物种的变化上,因此,一旦出现河流健康状况受到破坏,但并未反映在所选物种的变化上时,就无法反映河流真实状况。因此,它具有一定的局限性。

另一类方法称为多指标方法(Multimetrics),该方法通过对观测点的一系列生物特征指标与参考点的对应比较并计分,累加得分进行健康评价。该类方法在美国和澳大利亚被广泛应用。其中最具代表性的方法就是澳大利亚的溪流状况指数是ISC。它构建了基于河流水文学、形态特征、河岸带状况、水质及水生生物5方面、共计22项指标的评价指标体系,并在对其计分的基础上综合评价澳大利亚80多条河流健康状况。这一方法是对河流各方面特征的综合评价,其结果更加全面、客观,是河流健康状况评价的一种发展方向。另外美国的IBI方法也很典型。多指标法则是不同生物组织层次上多个指标的组合,考虑的河流表征因子远多于预测模型法,所以能够及时地反映这种变化。然而,这种方法也存在如何综合地评价一个生态系统的完整性及如何对这些综合指标进行合理解释等问题,评价标准难以确定,因此精度有所欠缺。

4 河流治理和修复的阶段

受损河流修复的核心并不简单地意味着使河流恢复到原始状态,而是使河流受损功能恢复到接近期望的理想状态, 使河流生态系统恢复健康, 进而在遵循河流自身发展规律的条件下持续地满足人类社会发展的需要。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“平衡”的轨迹, 从而为生态修复研究留下了宝贵的参照体系。

在该阶段, 第二圈层的功能项主要为泄洪、输沙、供水、自净、生态和景观功能。河流系统总体上处于自然健康状态, 各层只有实线存在, 各项功能基本满足。河流工程控制阶段标志着更多的河流功能为人类所认识和开发。人类从被动转向主动利用河流的功能, 泄洪功能、航运功能、供水功能、发电功能得到扩展。在该阶段, 由于大坝、水库对河流水体的拦蓄, 造成输沙、生态、景观娱乐功能所需水量不足, 以及河床形态的改变、植被和生物多样性的减少。河流泄洪、输沙、供水、生态、景观娱乐功能均受到不同程度的损害, 使河流系统开始偏离健康状态。

河流污染治理阶段的重要标志是河流的严重污染。由于水质恶化, 使得除泄洪、航运和发电功能以外的其他大多数功能受到损害, 并直接影响到河流生态系统的健康和存亡。河流系统生态修复阶段标志着人类对河流认识的飞跃。在饱吞因河流不当开发造成的恶果后, 如何持续维护健康的河流已成为当今重要的治河理念。在该阶段, 河流的生态功能、输沙功能、景观娱乐功能受到更多关注, 将河流作为生态系统进行综合修复成为主要特点。 河流治理和修复必须与所处“人类-河流”关系的相应阶段相适应, 必须具备相应的条件。河流污染治理目标远低于生态修复阶段的目标。在尚未完成污染治理阶段目标以前, 不可能有效地再造生物的栖息环境、招徕本土生物和增加系统生物多样性。例如, 莱茵河生态修复计划明确地把大马哈鱼回到河流作为其标志;英国泰晤士河修复将大马哈鱼、鳟鱼、鳗鱼等作为河流生态修复的重要成效指标;德国众多河流的生态修复也都把河流系统中的各种生物放在十分重要的位置, 将水体重建、河流的水文循环恢复、使鱼类和底栖无脊椎动物回到河流以实现河流生态系统完整性作为目标。德国Isar河的生态修复甚至将在河流中安全游泳、洗浴作为修复目标。我国的大部分地区在目前尚无法实现此类修复目标。

5 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( 如招徕鱼类等) 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。

6 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。在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系统生态修复中最受关注的问题之一。西方国家在进行河流修复时普遍注意了鱼类通道的重建。水生生物群落修复技术利用生态学基本原理以及水生生物的基础生物学特性, 以人工和生物调控相结合的方式改善水体生态环境条件, 通过引种移植、保护和生物操纵等技术措施, 系统重建水生生物多样性。

河流生态修复技术是与河流各项功能相对应的。通过这些修复技术, 使得各项功能恢复到可以接受的程度, 从而达到恢复河流系统健康的目标。由于生态修复技术是将河流作为一个生态系统进行整体考虑, 因此每一项恢复技术都可能对多项功能修复产生作用。

河流生态修复的步骤可以归纳为: (1) 制定总体目标; (2) 协调分目标( 包括分析约束条件);(3)分析目标要素( 包括功能指标阈值与功能受损程度);(4) 确定修复方案。河流生态修复的总体目标是恢复河流系统健康, 实现河流和人类的和谐发展。对于特定的河流, 应具体分析河流的主要功能以及它们之间的关系, 明确各要素对诸项河流功能的重要性以及各项功能对河流系统健康的权重。功能分析的主要工作是功能指标的亏值比较和约束条件分析, 明确受损的河流功能要素及其受损程度。约束条件分析重点对气候、地形条件, 河流现状, 污染源状况, 人口规模和结构, 社会经济水平, 利益相关者, 土地利用, 城市规划, 城市相关管理机制等九个方面进行分析, 以便确定河流治理修复的阶段和相应的修复措施。修复方案的确定需要包括四个步骤: 明确修复阶段, 排列优先次序, 制定修复措施, 维护修复成果。在搞清具体河流的受损功能、受损程度和河流所受的约束条件后, 便可首先确定河流修复所处的阶段。然后, 据此根据对各个河段特征和问题的认识、受损程度和修复的难易程度对河段修复次序进行排列,因地制宜地选择合理、有效的修复方法。

受损河流系统修复是一个十分复杂而漫长的过程, 各种措施带来的最终效果具有一定的不确定性。为了全面、谨慎地考虑各种可能的负面效果, 避免或减小负面影响, 必须对河流进行适时的监测和评估,以便在必要的时候及时更改修复措施, 调整和完善修复工程。另外, 河流系统非常复杂, 它对各种措施所作出的反应非常慢, 这就需要对河流治理和修复给予长期、持续的监测和评估, 判断河流治理修复的成效, 总结治理修复工程的经验教训。河流生态修复的总体目标是恢复河流系统健康, 但河流的生态修复实际上是一个多目标、多层次、多约束条件的综合问题。在目标层面, 需要通过协调满足河流各项功能获得相对满意的优化结果; 在措施层面, 需要有针对性地找到有利于河流各项功能修复的有效措施。

7 结论

河流是人类赖以生存的水环境, 是人类社会生存和发展的摇篮。纵观人类与河流的共存发展历史,大致经历了原始自然、工程控制、污染治理和生态系统综合修复四个主要阶段。在不同阶段, 河流系统的主要功能的相对重要性和诸项功能的健康( 或受损) 程度不同, 河流系统的健康状况不同, 因而河流治理和修复的任务也有所不同。河流生态修复的总体目标是恢复河流系统健康。河流生态修复需要遵循自然循环原则、功能性需求原则、主功能优先原则、多功能协调原则、分时段考虑原则、分河段细化原则、生物多样性原则、景观美化原则、综合效益最大化原则、利益相关者有效参与原则。河流生态修复主要技术包括: 缓冲区修复、植被恢复、河道补水、生物-生态修复、生境修复、水生生物群落修复技术等。

生态修复技术论文范文第2篇

摘要:“城市双修”视角下垃圾场废弃地景观再生设计将废弃地利用与城市生态修复、空间规划、功能健全及文化融入相结合,使通过景观再生设计达到城市生态相对健康、安全的状态,促进群众居住环境改善、社会稳定及经济发展。

关键词:垃圾场;废弃地;生态修复;景观;再生

垃圾场废弃地景观再生设计发展至今不应单单只停留在场地本身,应结合生态、社会、经济等方面综合考虑。若想有效解决垃圾场废弃地景观再生与生态修复与重建,那就要将垃圾场废弃地景观再生设计置于城市整体发展视角下,对垃圾场废弃地进行系统完整的规划整合。住建部于2017年印发《关于加强生态修复城市修补工作的指导意见》的文件,要求各个城市及地区编制“城市双修”专项规划,通过生态修复、城市修补来解决城市中所存在的生态环境遭破坏、功能结构不完备等问题。“城市双修”旨意修復城市发展过程中遭受破坏的绿地、水源、山体及其遗留的其他废弃地,修复城市生态环境,完善城市基础设施条件、公共服务水平、城市空间功能,打造健康安全宜居的城市面貌,为联系垃圾场废弃地和城市可持续发展提供了新的整体视角。结合“城市双修”理念,探讨垃圾场废弃地景观再生设计对废弃地再生利用有一定创新意义。
一、“城市双修”相关背景及理论内涵

自改革开放以来,中国经历了大规模的快速城镇化进程,一系列城市问题随着更新与转型与之俱来。2017年3月住建部在《关于加强生态修复城市修补工作的指导意见》中,对“城市双修”做出定义,即:“通过修复城市中被破坏的自然环境和地形地貌,改善生态环境质量,并以更新织补的理念,改善城市面貌并提升城市特色及活力”。基于此,“城市双修”成为引导中国城市更新转型的重要理念,是新时期中国城市发展的战略性转变标志。

“城市双修”理念是基于城市现有现状之上,而并非是对新场地的开发建设,是对现有现状进行修复改造的转变和更新。生态修复与城市修补相辅相承、不可分割,生态修复与城市修补同时进行,有利于提高“城市双修”的整体和系统性。“城市双修”理念吸收了“由点及面”的城市更新转变模式,将生态修复和城市修补并列,同时也应将定性与定量分析相融合,以问题做向导来解决生态修复和城市修补。总之“城市双修”有别于传统城市规理念,是具有中国特色的更新理念。
二、“城市双修”理念下的垃圾场废弃地景观再生

垃圾场废弃地景观再生是迎合“城市双修”文件的必然要求,是改善城市环境、实现可持续发展的有效方法。

在生态修复方面,优化城市环境、改善民众生活质量、将生态设计融入各个城市系统,是“城市双修”与垃圾废弃地景观再生的最终目的。垃圾场废弃地存在开发难度、前期投资较大,且再生周期长,同时垃圾场废弃地处于荒废、闲置、损坏状态,土地功能受损等问题,故应逐步有序、小规模、渐进式的逐步更新再生,并尊重文化景观、自然生物多样性,促使景观再生。

在城市修补方面,“城市双修”要求生态修复、城市修补的同时,完善城市基础设施、优化城市空间形态、优化城市功能结构、提高公共服务设施、增加城市公共空间,针对不同场地、不同情况展开城市建设更新,因地制宜,为垃圾场废弃地指明了再生方向。通常垃圾场废弃地周边环境也是城市基础设施、空间形态、功能结构、公共服务设施薄弱的区域,垃圾场废弃地景观再生要切实考虑改善相应周边环境,提高公共服务设施质量。

综上所诉,“城市双修”理念下的垃圾场废弃地景观再生应依据周边环境,妥善处理用地当下与今后的关系,使垃圾场废弃地与周边环境有机融合,使之发展相对完整,用适当规模、适当功能、适当尺度、适当时序促进城市整体生态修复与城市修补。
三、垃圾场废弃地特点及问题

通过实地调研与案例分析得出,垃圾场废弃地有以下明显特点:

(1)周边生态环境受到危害

垃圾场废弃地大都有废弃物堆放,从而导致空气污染、水体污染、土壤功能缺失、景观破坏等问题,这些问题对城市社会经济问题影响深远,对生态环境威胁严重。

(2)有害周边居民健康

垃圾废弃地周边由于一系列环境污染、空气污染等问题,威胁到周边居民身体健康及人身安全。

(3)景观功能缺失

垃圾场废弃地由于用地的特殊性,生态稳定性遭受破坏,使原有生态结构发生改变。土地功能缺失使之景观功能缺失,景观系统空间分布不均,破碎性增强。

(4)土地构造具有特殊性

垃圾场废弃地由于原先受过人类活动干扰,导致原有地貌遭受破坏和损毁,大都为特殊地貌。如易塌陷、易积水、易受污染、易断裂等。

(一)垃圾场废弃地处理欠妥

通过实地调研现有垃圾场废弃地发现,在垃圾场废弃地进行景观再生设计前,普遍存在现有场地处理不当或欠缺等问题。垃圾场废弃地由于场地特殊性,存在大量垃圾废弃物,由于长期堆放易造成化学污染,形成有害物质,造成环境、空气、土地的破坏和污染。在进行垃圾场废弃地景观再生前,若没有妥善处理好这些问题,不能解决污染的根本途径,甚至加剧污染,造成二次污染,同时也加大了景观再生的难度,以及景观塑造后的持久度。再者,垃圾场废弃地缺乏科学的监督及管理机制,在工作中造成一定的经济损失和场地破坏,使用地不能发挥出完全的价值。所以,垃圾场废弃地的妥善处理,对后期景观再生的进行以及是否能使场地价值最大化有至关重要的影响。

(二)垃圾场废弃地景观再生设计方法不合理

所谓景观再生设计方法,就是要根据实际场地现有现状,进行科学合理的设计规划因地制宜。但由于设计中存在种种不合理现象,导致很多问题的出现,设计前缺乏实地调研,对现有场地了解不够充分,比如在进行夯实碾压路面任务中,忽略了地区不同降沉要求不同的差异性,就有可能因此导致滑坡、路面塌陷、地基不稳的问题出现。这就是由于设计方法不够科学合理,从而造成一定损失和安全隐患。


四、“城市双修”理念下垃圾场废弃地景观再生改造模式

通常垃圾场废弃地景观再生首先以恢复绿地的形式出现,部分场地成为过渡性土地,部分场地深化景观塑造,根据场地现状及城市需要可建设为不同类型用地,如公共休闲用地、商业开发用地、农林用地、工业用地等。

(一)公共休闲用地改造模式

公共休闲用地改造为现阶段垃圾场废弃地景观再生最为普遍的改造模式,此种模式场地周边居民较多,对于场地稳定性要求较高,资金投入也相对更大,但同时社会效益明显,民众参与度与满意度也更高。改造后一般为湿地公园、休闲广场、城市公园等。成功案例有武汉园博园、上海后滩湿地公园、韩国兰芝岛世界杯主题公园等。

(二)商业开发用地改造模式

由于垃圾場废弃地用地本身稳定性有限,而此开发模式又对场地稳定性及生态性要求极高,固限制了大型构筑物在此用地上的建设,同时商业开发用地改造模式民众接受程度也低于公共休闲用地改造模式,此模式因此受到制约,应用甚少。现有此模式改造方案普遍为停车场、高尔夫球场、生态教育基地等对大型构筑物要求较低的产业。成功案例有深圳玉龙高尔夫球场、加拿大GESM环保中心等。

(三)农林用地改造模式

待生态系统趋于稳定后,将垃圾场废弃地开发改造为林地、牧场、农耕用地等农林形式,此模式对场地生态要求也较低,改造成本也相对较小。垃圾场用地普遍建于人口聚集地周边30公里以内,交通有一定便利性。就目前来看,我国城镇垃圾场废弃地改造为农林用地相对于城市垃圾场废弃地而言较多,但是受限于资金、管理及施工水平,改造后的生态效益很难评价。国外成功案例较国内相比更多,其中最著名的是西班牙维琼农场改造。

(四)工业用地改造模式

此改造模式通常应用于远离人口密集区的场地,位于或临近工业发展区,将合适场地改造为工业或仓储用地,对场地稳定性及安全性有较高要求,可作为垃圾处理厂或利用垃圾资源发电的发电厂。成功案例有日本舞洲垃圾发电厂。
五、“城市双修”理念下垃圾场废弃地景观再生设计理念

在垃圾场废弃地景观再生设计中,由于场地特殊性,影响因子较多,对工程技术要求高,在设计中应是在当前场地得到有效治理的情况下再进行,景观再生应与场地治理相结合。景观效果应与生态恢复工程相融合,融入可持续发展设计理念,将其建设成为一个生长型景观。同时,在垃圾场废弃地景观再生设计中,由于场地特殊性,不排除群众对其项目存在质疑和抵触的可能,应做好群众工作,开展生态设计推广,提高生态教育意义的同时,也吸纳群众的想法和意见,推进垃圾场废弃地景观再生设计项目的进行。

(一)生态修复改造理念

环境治理生态修复是垃圾场废弃地的景观再生设计的基础,生态修复应从恢复场地基质出发,再具体到土壤功能恢复、渗滤液防渗处理、给排水系统、有害气体排放、污水净化、植物的选择与种植、废弃物的再利用、空气改良方案等。

(二)景观主题再生理念

在垃圾场废弃地景观再生设计中,明确文化主题会更好的体现景观设计的内涵,承载更多的文化和潜在价值。通过景观再生设计使场所再现文化语境,具体应在整体规划设计、景观主题设计、交通流线设计、地形优化设计、植物的选择与搭配设计、景观建筑小品设计、功能型设计等中均有体现。在建设费用较低、建设周期较短的情况下,呈现出较完整的垃圾场废弃地景观再生设计。

(三)可持续发展理念

在当代背景下,无论是何种建设改造项目,可持续发展理念必不可少,可持续发展符合我们生态、社会、经济发展的趋势。垃圾场废弃地景观再生设计作为一种“生长型”项目,可持续发展理念更尤为重要,更加需要将此理念贯彻在项目建设中,先生态修复,再景观再生。不可只追求当下成效,而忽略后续的可持续发展,应因地制宜形成良性循环,促进城市可持续发展。

(四)鼓励群众参与理念

群众是环境景观的受用对象,垃圾场废弃地景观再生设计项目的成功与否,与群众的保护意识密不可分。在项目开展初期,应发动人民群众积极参与,起到意见借鉴和监管的作用,加强生态修复的宣传和引导,提高人民群众的环保意识,使之自觉参与生态建设,使项目生态持续受益,完善景观效果,提高生活环境水平,也提高人民群众满意度、幸福度。

结语:本文浅析垃圾场废弃地生态修复、垃圾场废弃地改造模式、景观再生设计理念,将景观再生设计与生态修复结合,探索如何将垃圾废弃地地块优化与改造、如何进行生态修复与重建、如何因地制宜再生景观,为今后各类废弃地景观再生设计提供参考意见。

参考文献

[1]李晓晖,黄海雄,范嗣斌等.“生态修复、城市修补”的思辨与三亚实践[J].规划师,2017,33(3):11-18.

[2]马观明.以垃圾场为基底的绿地改造研究[J].上海农业科技.2015(06):97-98.

[3]俞孔坚、李迪华、吉庆萍.景观与城市的生态设计:概念与原理[J].中国园林,2001(06):3-10.

[4]杨锐、王浩.景观突围:城市垃圾填埋场的生态恢复与景观重建[J],城市发展研究.2010(8):81-86.

生态修复技术论文范文第3篇

摘    要:近些年,我国经济得到了迅猛发展,但同时每年也消耗了大量的自然资源,空气污染严重且生态环境被大面积破坏。而我国林业也在许多方面的制约下止步不前,当下必须要对林业生态修复及环境保护的重要性给予充分认识。从林业生态保护中存在的问题入手,针对实际问题提出相关解决策略,使之能更好地推进林业生态修复与环境保护工作的顺利开展。

关键词:林业;生态修复;环境保护;策略

人类社会在整个发展过程中,需要将自然资源作为重要保障与有力支撑,只有遵循和谐共生的发展关系,才能促进整个社會的良好发展。假如一味索取自然资源,终有一日会使这些资源面临枯竭态势。林业资源的生长周期较长,同时恢复速度非常缓慢,假如大量消耗林业资源,就会导致整个环境被严重污染且水土流失严重。基于此,要充分重视环境保护与林业生态修复工作,使人与自然的矛盾得到有效解决。

1   林业生态资源发展现状

1.1   负面效应严重

在自然领域,一直将林业资源归纳为可再生资源,其修复能力极强且在整个国民经济发展中起着重要作用。然而,在实际情况中,林业生态环境却受到经济迅猛发展而带来的负面效应,大气污染非常严重,大规模土地出现荒漠化,频繁发生沙尘暴、雾霾等恶劣天气。同时,我国根本没有规划好林业资源方面的主要工作,甚至会在某些时候采用资源掠夺型经济发展方式,因此林业生态环境发展现况不是很乐观。

1.2   森林资源质量大幅度下降

在林区附近生活的有些农民思想意识较落后,认为对森林资源可以毫无限度地索取。因此,某些人就将森林作为生活开支的主要来源,即将这些天然生态资源用于工业生产或农村日常生活。因此,人们根本没有意识到在整个生态环境中森林所起的重要性。许多森林资源被无端占用或被毫无限制地滥用开发,而且部分林区还被强制开垦成用于牲畜养殖的牧场或农田。此外,有些农户始终将经济发展作为主要的追求目标,根本不顾及生态资源而私自对森林进行破坏性地开采,导致我国森林资源质量大幅度下降[1]。

1.3   不注重对森林资源的必要保护

由于对林业资源进行频繁开发,一些人为了发家致富将森林资源作为提供稳定经济效益的基础,而在森林中种植大量的灵芝、木耳等菌类药材。在种植过程中,为了能获取较高的经济收益而将一些天然树木进行肆意砍伐,致使森林面积大幅度减小。同时,不论是加工茶叶还是加工菌类药材都需要大量的木材,因此森林被砍伐得更加严重。部分人根本不注重对建设经济林地的资源保护工作,有些人打着二次开发的幌子对林地进行无端破坏,全垦式的开采方式造成过多水土流失。

2   林业生态资源环境存在的具体问题

2.1   资源浪费严重

在建设林业生态环境时,必须有完善的体系作为有力支撑。然而,相关调查显示,我国绝大部分地方的基层管理部门都没有对林业生态建设给予足够重视,不仅投入的资金非常少,而且用于新建成林区后期管理的维护资金也较少,这些经费根本不能在后期维护工作中顺利进行。同时,在林业生态建设方面国家相关政府部门也没有给予较多的技术投入,因此技术含量低等问题愈加凸显,资源浪费严重的现象同时并存[2]。

2.2   对林业生态建设质量把控不够严格

近些年我国虽然提高了对生态建设以及环境保护等方面的重视程度,但是在林业生态建设方面的成效却不够显著。而且,林业生态建设非常容易受到外界条件的影响。某些地方如果出现洪灾或者干旱天气时,就会对林业建设造成一定制约。同时,近些年也出现多起森林大火的现象,更是阻碍了林业生态建设工作的顺利开展。

2.3   保护修复技术较低

部分林业部门在对林业生态进行保护修复过程中,不能充分运用一些较先进的科技技术,只能采用较传统低效的方法进行修复。同时,部分工作人员根本不具备较高的专业技能与工作意识,只能在实际工作过程中对一些较简单的设备进行充分运用,不能显著提升工作效率,最终阻碍林业生态修复的进程。

3   完善林业生态资源环境建设的具体策略

3.1   建立公益林业生态修复基地

如果想促使林业生态得到不断修复并逐步加强对生态环境的保护工作,就需要建立非常完善的公益林业生态修复基地。例如,在政府相关职能部门的推动下,应不断加快对林业生态修复基地的建设,尤其是国营农场的建设工作,对老残林的更新改造也要不断提升,逐步使得林木采伐程序更加规范化、合理化,逐步赋予林业部门更多管理职责,以此提升林业生态服务功能。

相关职能部门还要在建设公益林业生态修复基地过程中,坚持合作共赢机制与促使工艺修复效果初步显现等原则,进行统一部署并依据修复规划规模化的发展方案对整个生态修复工作进行科学制定。同时,将一些具有较高观赏价值的花草树木在植被进行修复的过程中,依据相关地域特点进行科学管理,从而为经济发展和旅游景观提供支持。

相关职能部门要不断加强对涉林相关案件的重视力度,采用刑事附带民事公益诉讼的手段对破坏环境资源的行为给予严厉打击。例如个人为了私利对公益性林业资源进行肆意破坏,不但要求犯罪嫌疑人合理补植,而且需要对犯罪嫌疑人进行严厉惩罚。同时,采用合理手段打通检察公益诉讼职能,让毁坏林业生态的人为行为付出相应的代价。

3.2   采用科学合理分工,修复林业生态环境

在建立公益性林业生态修复基地之后,要采用科学合理的分工方法,促使林业生态修复保护更加牢固。相关职能部门还要不断梳理整合林业生态修复工程的管理机制,杜绝以往各自为政、分工实施的局面,从而更好地修复林业生态环境[3]。

例如,对林业生态修复工程要依据大部制的改革框架合理进行,既要对林业生态修复工程的交叉重叠问题给予充分关注,还要对生态修复效果等问题进行重复计算,对修复项目资金要依据区域规划进行合理整合,从而提高质量。

在整合林业生态修复项目之后,还要对相关生态环境进行合理改善,对各职能部门的具体任务分工进行合理细化。遵循四边复绿行动规划,将村边、路边、水边、城边的造林绿化作为重点,充分利用合理的补植补造技术、科学人工造林手段以及更新改造技术,逐步加大对环境绿化美化的力度。要大幅度提升对当前天然保护区以及自然保护区的现代化建设管理水平,依据现代化建设理念对整个森林资源目标责任制进行深入推动,促使天然林资源管护责任不断完善落实,对相关的森林巡护作业要认真执行,从而使生物多样性水平得到合理提升。

3.3   坚持自然恢复方针和保护优先策略

若想在建设林业生态修复事业中取得事半功倍的效果,就要督促相关职能部门坚持自然恢复方针并坚持保护优先策略,对多代萌芽林以及天然次生林等低质林进行持续性改造[4]。

例如,要促使自然恢复功能得以充分发挥,加大对天然次生林的改造力度,让整个林业环境得到有效发展。还要充分考虑人口城镇化发展进程,在某些地区若想恢复植被,只要采取封山禁牧这一项措施即可。为了确保植被恢复效果显著,在适当时可以将有效的监控评估手段作为必要辅助,不断健全现代信息技术手段,充分利用全国土地数据库,同时要动态监测自然修复与工程措施修复林业生态系统的区位差异性,从而有效制订整个林业生态的修复方案。加速林业生态修复事业发展。

将区域电子政务云计算中心作为主要依托,不斷整合区域林业信息化的工作内容,规范林业生态恢复信息化的建设标准,促进整个林业生态修复监测走向信息化、网络化的发展局面,以此形成林业生态智能化的修复管理平台。

相关职能部门还要在整个智能化林业生态修复监督管理平台运行的过程中,充分依据党中央颁发的相关规定制度,加大对某些工作落实不力单位的检查力度。积极传播正面报道与典型案例,将新媒体技术作为主要的宣传手段,以此促使整个林业生态修复工作的顺利发展,不断引导民众广泛参与到林业生态环境的维护监督中[5]。

综上所述,我国的环境保护与整个林业生态修复之间的联系非常紧密,只有不断夯实林业生态修复工作,才能促进其顺利开展。在进行林业生态修复时,不仅要充分考虑地域与社会发展的基本需求,而且要在具体开发过程中积极运用先进的现代科学技术,不断优化产业结构,进行科学合理化开发,保持人与自然的和谐共处。

参考文献:

[ 1 ] 张晓飞.试析林业生态系统的恢复及重建[J].农业技术与装备,2019(4):122.

[ 2 ] 鲁敏,刘敏,程洁,等.济南南部山区生态修复的必要性与可行性研究[J].山东建筑大学学报,2017(5):21-23.

[ 3 ] 卢彩训,宋秋平.林业生态修复与环境保护的关系[J].科技世界,2013(27):341-343.

[ 4 ] 李朝洪,赵晓红.关于中国林业生态建设的思考[J].林业经济,2018(5):268.

[ 5 ] 杜辉.论述林业生态修复现状及对策[J].农家参谋,2019(4):122.

生态修复技术论文范文第4篇

1、水生态修复技术的内容

完整的水生态系统不仅要以水生植物群落和水生动物为基础, 同时还应有大量的微生物与原生动物等。水生态修复技术则主要是通过栽培植物和培养微生物的方法, 净化水中污染物或者转移降解污染物。这种技术作为现阶段国际上最常用的污水治理方法, 其最大的特点就是治污效果好、造价低且运行成本低等。随着河流生态系统遭到破坏程度的越来越严重, 水生态修复系统作为一种全新的生态治水理念, 已经被广泛的应用于河道水生态治理中。水生态修复技术的重点在于保护和恢复生态环境, 这一技术作为目前河道生态治理最重要的技术之一, 在河道生态治理中发挥的作用也越来越重要。所谓的生态系统, 指的就是生物在自然环境下生存和发展的状态, 而完整的水生态系统不仅包括了水生植物群落、虾、鱼、贝类、大型浮游动物等水生生物, 同时还有数量众多的微生物与原生动物。而水生态修复技术则主要是利用经过培育的植物转移、化解水中的污染物, 以达到有效改善和修复水生物生存环境的目的。经过长期的实践应用, 采取控制污染源与水生态修复相结合的方法, 进行河流水环境的治理, 不仅效果非常的显著, 同时水环境治理成本也相对较低。

2、水生态修复主要技术类型

2.1 微生物处理技术

微生物处理技术作为现阶段应用最广泛的生态修复技术, 其主要针对的是好氧、厌氧等方面的处理。在实际应用微生物处理技术的过程中, 主要是通过将人工培养的符合讲解污染物的微生物, 投放于水体中, 然后通过对微生物的生长环境、数量、品种等进行有效的控制, 以达到迅速处理水体污染的目的。另外, 微生物处理技术实施过程中, 所使用的菌类的种类、数量等都必须严格的按照水体污染的程度、面积等数据决定, 才能确保微生物处理技术的效果。

2.2 修建生态岸坡

水生态修复技术最终的目的是为了对受到污染的水体生物环境进行合理的修复, 重新建立完整的水生态系统生物平衡体系, 使其可以按照自然发展规律完成生态食物链的重建。随着人们环境保护意识的不断提高, 人们自身的环保理念也随之改变。人们的环境保护理念已经逐步的由传统的防洪、排涝向安全、生态的水环境观念转变。生态型岸坡的修建, 不仅改变了传统河坡直立的结构形式, 同时随着岸边植物种植数量的不断增加, 利用植物发达的根系实现土壤固结的目的, 不仅有助于岸坡稳定性的全面提升, 降低了岸坡被雨水冲刷现象发生的几率, 而且岸边种植的大量的植物, 也发挥出其在水生物保护方面的作用, 为水生物营造了良好的栖息城所, 加快了水体生态系统恢复的速率。

2.3 生物修复技术

就目前而言, 生物修复技术主要包括了微生物修复技术、动物修复技术、植物修复技术等几种。而在这其中微生物修复技术已经被广泛的应用于水体生态修复中。这种技术主要是利用微生物吸收、讲解、转化水体中污染物的方式, 实现净化水环境、恢复水体生态系统的目的。另外, 动物、植物、微生物作为生态系统建立过程中不可或缺的元素, 其在水体净化工作开展的过程中也发挥着各自重要的作用。

2.4 人工湿地处理技术

人工湿地最大的作用是条件区域气候环境的基础上, 在物理、化学、生物的共同作用下实现净化水体的目的。因为, 在进行人工湿地建设的过程中, 应该尽可能的维持系统内生物的多样性特点, 通过调节地表流经的方式, 实现净化水生态系统的目的。

3、生态修复技术在河道治理中的应用要点

3.1 优选植物种类

在应用水生态修复技术进行水体净化时, 必须严格的按照不同培训的污染水体, 采取具有针对性的净化方案与配套生物类型, 特别是在植物的选择方面, 不仅要保证植物可以很好的适应当地的气候环境, 同时还要确保植物净化水体的作用充分的发挥出来。所以选择符合要求的植物是水体修复技术应用能否取得预期效果的关键。另外, 为了促进水体净化效果的进一步提升, 必须采用不同植物相互配合的方式, 确保水生态系统重建的顺利完成。

3.2 建设形态多样的河流

河流生态系统作为一项复杂程度较高的生物生态系统, 相关部门在进行人工恢复河流系统建设的过程中, 必须严格的按照河流自然形态的特点, 在确保河流形态多样化的基础上, 极可能的避免河床以及河岸土质出现硬化的现象。比如, 如果是自然状态下的话, 河流应该充分体现出其蜿蜒性的特点, 同时在纵向上保持河流原有的蜿蜒性;而在纵向上, 则必须完成主河槽与护堤的复合断面形态构建。

3.3 布置人工湿地

人工湿地景观作为人们现实生活中最常见的人造景观形式, 其大多都是直接采取人工开凿的方式, 完成湿地景观的重建。人工湿地不仅是水生态净化系统的重要组成部分, 同时其对于河道水生动植物系统的恢复也发挥着极为重要的作用。采取布置人工小岛、石头、植物景观等方式, 构建出优美的湿地环境, 不仅实现了净化水体的目的, 同时也达到了优化环境的效果。另外, 人工湿地净化系统中所包含的的类型众多的微生物与水体组成了完整的生态系统, 这一生态系统不仅实现了对系统自身的净化, 同时也达到了进一步优化湿地环境的目的。

结束语

总而言之, 虽然我国水生态修复理论以及技术, 在我国的实际应用和发展仍然存在着诸多的不足之处。但是, 就我国现阶段的水环境污染情况来说, 生态生态水体修复技术在我国污染水体的修复中仍然有着非常广阔的发展空间。随着水污染处理技术逐步向源头化、深度化的方向发展, 生态水利工程技术也已经由现阶段的局部河道的单纯结构性修复, 逐步的向河流整体结构发展。而水生态修复力度的不断增强, 不仅为水生态修复技术的发展和进步提供了新的契机, 同时也为河道治理方案的进一步完善和优化奠定了坚实的基础。

摘要:社会经济的迅速发展, 虽然促进了人们生活水平的不断提升, 但与此同时水生态环境污染问题却呈现出日趋严重的发展趋势。水生态修复技术作为河道治理的全新的技术, 这一技术的应用不仅实现了运用大自然净化水质的目的, 同时也为人类与自然之间的和谐相互创造了良好的氛围。文章主要是就水生态修复技术在河道治理中的应用进行了分析与探讨。

关键词:水生态修复,河道治理,水资源

参考文献

[1] 张璐, 楼铮铮, 蔡琳.水生态修复技术在河道治理中的应用与探索[J].资源节约与环保, 2017, 08:162.

[2] 黄鑫宗, 骆娴, 黄文科, 李绍森.水生态修复技术在河道治理中的应用与研究[J].资源节约与环保, 2018, 02:87.

生态修复技术论文范文第5篇

国际湖泊环境委员会常务理事、联合国全球陆地观测系统专家组成员,国际水污染研究与控制协会中国委员。国际杂志:《LAKES RESERVOIRS》, 国际湖泊环境委员会主办 编委。

中国科技部“863“主题专家组专家,中国环境学会水环境分会理事长,中国疏浚协会副理事长,全国环境监测技术委员会委员,中国环境地学专业委员会委员。主持多项国家863项目,多次获得国家级、部级科学技术进步奖奖。

摘 要:城市河流是水环境的重要组成部分,我国城市河流的水质及水生生物环境随着近二三十年城市化的迅速发展而严重恶化。本文从城市河流治理理念与思路角度,阐述了城市河流的问题诊断、城市河流污染治理思路、控源对策、城市河流生态修复技术以及城市河流的管理对策。

关键词:城市河流;污染控制;生态修复

1、城市河流的概述

城市河流是我国水环境的重要组成部分,是广大城市居民生活生产的水资源基础,也在社会经济发展中发挥着巨大的作用,城市水环境质量的好坏会直接制约地区乃至全国整个国民经济的持续发展。

一般认为,河流指地表上有相当大水量且常年或季节性流动的天然水流;而对于城市河流,有的学者认为是指发源于城区或流经城市区域的河流或河流段,也包括一些历史上虽属人工开挖、但经多年演化已具有自然河流特点的运河、渠系,也有研究者认为城市河流水环境是指城市中的线状水体(自然河流、人工渠道、护城河)及其水循环空间。

但对于城市河流的环境修复而言,城市河流应理解为一个流域的或区域的概念,在随着区域的城市化与土地利用改变,河流的基本形态、水动力、补给来源与方式、水功能、水质量以及水生态均会发生变化,因此在研究城市河流环境时,应当考虑地区性与整体性,以及综合性。在对城市河流水污染研究及生态修复的此讨论中,认为河流不仅指水体本身,也包括河岸环境、河道周边环境、河流水体的循环空间(包括地下水源)、补给区的城市化建设;同时,由于城市河流所

处位置的特殊性,对城市河流的研究必须与城市社会经济、生产力的发展以及人类活动及干扰等综合起来一并进行,才能比较准确的把握其真蒂与内在规律。

2、我国城市河流的主要环境问题

城市河流是随着近二三十年以来城市迅速发展而出现一系列环境问题,据调查,我国城市河流、湖泊及景观水体普遍出现水污染与生态退化等问题,有的城市河流问题呈现越来越严重的态势,突出表现为水质恶化乃至黑臭、水生态严重退化甚至破坏、堤岸人工化、河流形态几何化、城市水灾频发、河流景观极大伤害,成为我国水环境污染中的重灾区。

实际上,城市河流的环境问题的出现并不能简单地归结为排污的后果,我国70年代随着改革开放,城市化进程加速发展,带来人口压力增强,城市地面硬质化地面比例增加,自然植被覆盖率下降,地下水位降低,水资源过度开发,城市污水排放量急剧增加等一系列后果。

由于城市河流水质恶化,很多城市将河流覆盖变成地下暗河,或修建直立岸、河道人工化、物理化,河岸缓冲带减少,水域栖息生物减少或消失;河滨生物栖息地网络被分割、孤立,河岸自然生物群落消失、绿地人工化,生物多样性受损。城市人口的增加,经济的发展,使城市非透水地面增加,造成地下水补充不足,城市地表径流增加,因此该城市带来水灾,在北京,每年暴雨季节都会发生雨水淤积,进而影响交通,造成大量的经济损失,并给人们的生活带来不利影响。

随着城市化步伐的加快,城市河道基本功能受到损害,大量工业废水、生活污水不经处理直接排放到城市河流中,致使城市水体水质迅速下降,。目前,全国80%以上的城市河流受到污染。据全国2222个监测站的统计,在138个城市河段中, 符合Ⅱ、Ⅲ类水质标准的仅占23%,超过Ⅴ类水质的占到38%。归纳起来,我国城市河流所面临的主要环境问题有:

(1)水质污染严重,COD、BOD

5、氨氮、总氮、总磷等超标严重;

(2)水体溶解氧低下,部分区域已经处于厌氧状态,河流自净能力丧失;

(3)堤岸硬质化,城市河流面积减少;

(4)河流生态退化甚至遭到破坏,生物多样性减少;

(5)河道透明度下降,河流景观差。

3、城市河流的治理理念与思路

河道是城市生命有机体的重要组成部分,使城市居民与认为活动的综合结果,城市河流的治理应从城市高度与流域范围进行思考、规划、设计、实施。城市河流的修复则应以控源为主,生态修复要以自然修复为主。

(1)综合规划,合理布局

首先,城市规划与社会经济结构应合理布局;实行控源,改善城市河流水质,生态修复,景观重建,进行长效管理最终达到城市河流功能的恢复。

(2)确定近期与远期目标

城市河流治理与修复应当统一规划,分期实施。对于污染严重的河流,目标制定可分为近期与远期。这样有利于治理信心的建立与资金的投入。

近期目标为:解决河水的黑臭问题,提高河水透明度,改善水体水质,建设生态堤岸,改善河区生态景观。

长远目标为:水质洁净优良;生态系统良性;河流防洪安全;景观文化永续。

(3)目标制定的依据

水生生态保护与修复的目标可依据河流目前的状况确定。对自然环境良好的河流,应以与河流密切相关的指标优先如:固有物种、一旦破坏很难恢复的物种、生态机能高,影响生物多样性的物种等;对污染严重的河流,则采用类比的方法确定目标如:过去清洁时期河流的指标、邻近地区污染较轻河流的指标以及同一条河流上下游污染较轻段的指标。

4、城市河流问题诊断

城市河流的治理与修复的前提是对城市河流问题进行诊断。只有深入了解城市河流的主要环境问题及其原因,才可能做到“对症下药”,有的放矢地进行河流污染控制及生态恢复。

河流问题的诊断应从以下几个方面来进行:

(1)河流的历史沿革;

(2)城市化进程的发展;

(3)河流污染源调查;

(4)水质下降和恶化过程;

(5)土地利用的改变;

(6)地形地貌调查;

(7)河流水动力学变化过程。

在诊断的基础上, 提出城市河流的水污染的控制方案。

5、城市河流污染治理的思路

城市污染河流的治理应分类进行,对于不同污染程度的河流或河段应采用不同的治理方法和手段。

(1)轻度污染河流

对城市轻度污染河流采取的治理对策有:沿河污染源控制对策(村镇污水土壤净化槽、面源控制、人工湿地等);河水水质改善对策(河水增氧、生态砾石床、富营养化水华防治等);河流生态修复对策(生态堤岸、岸边带、生物多样性建设等);河道防洪对策(与城市防洪规划相结合);文化景观与景观保护对策(水文化、文化古迹、生态景观)以及生产与消费结构优化调整(促进绿色消费、清洁生产)。

(2)重度污染河流

对城市重度污染河流或河段(黑臭水体)的治理概念则应包括:严格控源;入流水体控源对策;水体宏观层面的改善对策;局部水质强化净化对策;水体生态修复对策;景观建设与保护管理对策。

黑臭段水体的治理手段主要有:河滨污水净化系统;河道曝气增氧;河道陆生浮床;网状生物膜;生态修复与净化。对于中污染段河道水体的治理手段主要有:除沙/藻技术;河滨污水净化系统;河道曝气增氧;河道陆生浮床;生态护岸景观恢复。

通过以上手段,使大部分水体达到地表水规划目标。

6、控源(控制污染源)对策

造成河流水污染的主要原因是外界环境输入到河流的污染物质过量,在河流中累积,因而最根本的控制措施是减少河流污染负荷的输入量,即通过对河流外

源负荷和内源负荷的控制来实现的。

① 减少COD与氮、磷的入河排放量

首先应该计算河流COD与氮、磷环境容量,采取总量控制。削减点污染源和非点污染源的入河负荷,采取有效措施解决污染源入河的根本问题。② 控制河内污染源

河流内源是河流污染的又一重要污染源,控制河内污染底泥、旅游污染、船舶污染和养殖污染等是控制河内污染源的主要任务。

7、城市河流生态修复技术

生态修复是城市污染河流控制必不可少的措施,建立健康的生态系统的良性生态平衡。也是城市河流治理的最终目标。生态修复对策应包括河流陆域和水体两部分:

① 恢复河流水体生态系统,

包括河流滨岸带生态恢复和浅水区沉水植物生态恢复,它们是巨大的污染物的累积场所并具有净化作用,对波浪的缓冲、生态系缓冲和泥沙的缓冲等功能,恢复生物栖息场所(产卵场、生物多样性)等。

② 恢复河流沿岸上生态系统

保护河区周围及上游的森林植被,防止营养物质的过多流失,减少非点源的污染物入湖量。

主要的城市河流治理的生态修复技术有:增氧曝气技术、生态浮床技术、生态复合填料技术、河道生态砾石床、河道的生态修复、生态堤岸修复、以污泥作基底的直立堤岸植物修复技术以及河流滩潭水质净化技术。

8、城市河流的管理对策

河流污染治理既需要工程措施又不缺少管理对策,因此,根据国情和经济实力提出切实可行的、有效的管理对策,也是城市河流污染控制的关键任务之一。首先应对河流制订出水质管理规划,确定水环境和河流生态目标,同时制订保护河流的法规,加强对群众的宣传教育,建立河区管理机构,制定保护河流的法规条例, 切实保证治理措施和管理措施的实施。

特别应当指出的是,对于污染已经相当严重的河流应当进行综合的工程治理和有效的管理,这是河流水质修复最有效的措施。

主要参考文献

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2. 江红梅,王正中,张小朋,我国城市河流水环境综合规划治理探讨,西北农林科技大学学报(自然科学版). 2006 Vol.34 No.125-128

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