水生態修復的意義范文
時間:2023-12-26 18:00:24
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篇1
1大石埠水庫水質狀況
通過收集整理大石埠水庫近4a的水質監測資料,并按照《地表水環境質量標準》進行類別分析,按照《地表水資源質量評價技術規程》進行營養狀態評價,結果表明:在近4a的50次水質監測中,Ⅱ類水15次,占評價總測次的30%,Ⅲ類水25次,占評價總測次的50%,Ⅳ類水10次,占評價總測次的20%;水庫水體一直處于中營養至輕度富營養狀態。自2009年起,大石埠水庫曾連續出現中度富營養狀態,富營養狀態頻次增加較為明顯,水庫水質富營養化程度日趨嚴重。
2存在問題的原因分析
(1)大石埠水庫的總體水環境質量尚好,但是水體的富營養程度相對較高,已經達到了中度富營養化水平。(2)通過近幾年的實地調查,大石埠水庫存在網欄養殖問題,特別是在入庫徑流河口地段的網欄養殖。由于養殖餌料的投放,造成水庫水體的內污染源較重,而這些內污染源對水生態環境的影響,無法通過具體的工程措施進行有效的修復。(3)水庫上游及周邊是桃林鎮政府所在地及附近村莊。由于人們的日常生產及生活,使入庫支流產生各類污染物,特別是在汛期,這些污染物流入水庫庫區,對水庫的水質安全造成了一定的影響。(4)庫區上游地帶的大量土地被開發成為農田,并種植農作物和經濟作物,由于目前農藥和化肥的廣泛應用,農田的面源污染給水庫的水質帶來隱患。(5)大石埠水庫是山地形水庫,水庫的岸線較長,水庫的形狀為狹長型,由于水庫的防護帶有缺失現象,特別是水庫靠馬陵山地段缺失較多,造成水土流失現象較為嚴重,以致形成的徑流直接入庫,從而影響了水庫的水體水質。(6)大石埠水庫在水流力學作用下,造成了一定程度的庫岸淘刷現象,有的易造成塌岸,因而影響了水庫庫區周圍的生態環境和防洪安全。(7)由于水庫上游是馬陵山的丘陵地帶,大量的灌木和原有的林地被附近的村民開發種植,原有的生態體系被破壞的現象較為嚴重。雖然近年來政府有關部門提出了調整產業結構,但是短時間內很難恢復原有的生態系統,從而也對大石埠的生態穩定帶來影響。
二、大石埠水庫水生態修復措施
1總體思路和具體目標
根據大石埠水庫的實際情況,從發揮區域生態功能出發,充分利用水陸植物的生態作用,以植物修復、重建和優化調整為重要手段,實行水庫的上游地帶、淹沒地帶、消落區域和水下區域的有效結合,進行庫區生態修復建設。通過截留和凈化污染物,保護生物物種的多樣性,涵養水源,防止水土流失,建設生物景觀等措施,推動庫區社會經濟的發展,增加庫區農民的經濟收入,同時也兼顧庫區的生態效益。具體的目標是:減少水庫周圍不必要的人為干擾因素,降低入庫的污染物數量。依靠生態系統的自然調節能力,輔助以人工措施和工程措施,使遭到破壞的水庫生態系統逐步得到恢復,并向良性循環方向發展,逐步將其建設成為優質的水源地。
2大石埠水庫水生態修復的具體措施
2.1防護帶修復
建設3條防護帶,種植喬木、灌木和果樹。即在水庫西10km左右,靠馬陵山山體頂部,種植耐干旱和貧瘠的馬尾松等,種植長度3km;在山體的坡耕地種植蘋果、板栗等果樹。
2.2建設隔離帶
利用土地整理開發和小流域綜合治理等工程,在水庫周圍建設隔離帶。通過工程措施的配套和鄉村河塘的綜合整治,以及村容村貌和村莊環境建設,特別是周邊村莊生態環境的優化,為水庫的生態修復起到了較大的促進作用。
2.3建造生態浮床
采用木棍和鋼絲固定一塊水面,其中種植蘆葦和荻草等。每個浮床大約為10m×3m。建浮床地點,一是在大石埠水庫西岸的小桃林村附近,建造放置10個浮床;二是在水庫西岸靠彭才村附近水面建造投放10個浮床;三是在水庫東岸靠關汪村附近建造投放10個生態浮床;四是在水庫東岸軍民翻水站附近建造投放10個生態浮床。
2.4恢復與擴建濕地
恢復原黑龍潭水庫到大石埠水庫的濕地,協調處理歷史留下的圈圩,進一步擴大濕地面積,擬擴建濕地30hm2。
2.5生態護坡
利用生態混凝土和生態磚種植蘆葦和香蒲等。具體的生態護坡地段為,庫區上游靠小桃林村兩岸約6km,庫區西岸靠彭才村約2km,庫區東岸靠關汪村及軍民翻水站約2km,水庫管理所至西石埠村地段和道埝翻水站約5km。
2.6河道整治
對大石埠水庫的入庫河道桃林河進行河道整治工作。具體措施為打撈水花生和水葫蘆,對河道進行淺表清淤。整治河道的長度約3km。
三、結語
篇2
關鍵詞:水生態景觀;景觀規劃;生態修復;生態建設
水為基礎性的自然資源之一,是大地之母,生命之源,是人類賴以生存和發展不可或缺的重要物資之一,水對于我們的重要性毋庸置疑。但是,隨著現代工業的發展、城市化進程的加快與城市人口的激增,水資源大量被污染,水環境日益惡化,人們的生存環境令人堪憂。水質量的高低直接決定一個城市生活水平的優劣與生態環境的好壞。曾經以千湖之省為傲,擁有豐富水資源的湖北也未能幸免,在現代化高速發展車輪的輾壓下,水生態屢遭破壞,留下無窮后患。如何在城市發展的同時保護、修復水環境,讓城市更加清新、亮麗和舒適,城市的水更為清澈、甘甜與潤澤,人與自然更為和諧,是我們刻不容緩需要解決的課題。
隨著國家對城市水域景觀、過水區、濕地生態環境日益重視,政府、專業人士和社區公眾積極有效的參與和實施,城市過水區景觀與濕地退化進程有所減緩,使將一定程度上已毀生態予以修復成為可能。近年來,湖北省相關部門對于水生態的保護,水生態景觀的建設開始引起高度的重視。
在2012年頒布的省“十二五”規劃中關于扎實推進“兩型”社會建設的內容里,強調提出建設綠色湖北,以“三庫、三江、三湖”為重點,加強水環境綜合治理;加大退耕還林和植樹造林工作力度,構建功能完備的森林生態系統;抓好濕地生態建設,保護生物多樣性;加大石漠化治理和水土保持力度,抓好三峽庫區和南水北調中線工程水源區保護;加快建設大東湖生態水網構建工程等構想。加快建設生態文明,實現綠色增長,開展生態文明創建活動,提升全社會生態文明意識,成為“兩型”社會建設的主線之一。
如何合理有效的建立水生態景觀?如何改造以往固化而發臭的河道與過水區、修復退化的生態湖泊與濕地并設計出行之有效的生態水域景觀改良方式方法?如何根據自身環境的不同,將人與水環境、人的親水性相結合,構建更綠色的城市水景,打造和諧的人居環境,是擺在我們環藝工作者面前最現實、最緊迫的課題。
1 水生態景觀的概念
1.1 水生態景觀
水生態景觀是指水域的生態景觀設計,這里既包含了水域的生態化處理與生態復原,同時也是對于水域的一種生態保護性景觀設計,還水域一種更為自然和諧的形態,提供更多人與自然的互動空間,形成美觀、自然、生態、合理的水域生態群。具體的來說就是從資源環境保護、生態建設與修復、公共游憩利用、地區景觀形象塑造等方面深入探討過水區、湖泊、濱水景觀等建設的多元目標和內容,并在此基礎上提出以生態環境修復為導向的水景規劃目標。強調以景觀生態學原理為依據的生態修復機理和方法,確定合理的河道、湖泊等水域的濱水區、駁岸等土地利用規模、強度和方式,達到重塑自然形態水體及濱水環境的效果。運用生態景觀理念和技術,(包括水體及水環境的生態治理、濱水動植被保護和生態修復、濱水工程構筑的生態技術等方面)完成水域的多元化生態景觀設計。
多年來,隨著國民經濟的快速發展,公眾對戶外環境中水環境、濱水區等游憩空間的需求日益增長,但是經濟活動不斷擴張卻將大面積的水體污染,對人們的生活產生諸多不利影響,許多水域變成了排污渠道,而荒廢成為臭水塘。20世紀80年代,對于過水區不斷地被硬化的處理方式,由于這種生硬的設計使得原本充滿生機的水域,失去了生態喘息與自潔能力,水生態被完全破壞,流域變得污濁不堪。
當前,水生態景觀的開發利用面臨著如何適應社會經濟發展、滿足公眾需求,面對如何修復日益嚴重的環境問題,協調各部門機構的職能和利益等一系列挑戰。應該遵循客觀的自然規律建設城市水域,還水域于自然。從可持續發展的觀點看,只有做好水生態景觀建設,清澈潔凈的河流、湖泊才能成為景觀利用的對象和載體。以生態修復為導向的水生態景觀建設,必定促進水生態系統的自凈能力,營造多樣化的生物種群生存環境,實現地區生態環境修復具有重要的意義。
這種將水環境還原于自然的設計思路與方法早已在西方得到推廣,獲得了良好的效益。其中,具有代表性的是《設計結合自然》作者伊恩·麥克哈格(Ian Mcharg),他在人與自然極端對立的環境中度過童年,他的經歷促使了后期生態主義理念在其頭腦中的形成,他提出的“設計結合自然”,推動了美國的生態景觀設計,將生態學思想運用到風景園林設計中,產生了“設計尊重自然”,把風景園林設計與生態學完美地融合起來,開辟了生態化風景園林設計的科學時代,也產生了更為廣泛意義上的生態景觀設計。
其后,羅伯特·薩爾(Robert Thayer)又就“顯露自然”的視覺生態美提出了4點內容:①能幫助我們看見和關注人類在大地上留下的痕跡;②能讓復雜的自然過程可見并可理解;③能把被隱藏看不見的過程顯露出來;④能強調人與自然尚未被認識的聯系。這些針對景觀和規劃設計的新理論引起社會重視并得到了推廣。
1.2 水域景觀(過水區、濕地、濱水區)的現狀與發展需求
城市水域過水區、濕地、湖泊、濱水區等水域存在以下幾種現狀:
(1)高度緊張的城區用地問題突顯,侵占或填埋水域作為建設用地,城市藍線與其它城市用地控制線組織混亂,城區水面面積急劇減少。
(2)水域以及水域周邊如駁岸、濱水區是陸地和水體交接地帶,有著陸域、水域生態系統以及水陸之間的生態系統,具有高度生態復雜性和敏感性,城市建設活動中污染物的排放,垃圾的傾倒等人為破壞,導致水體污染、生態失衡,水生態危機日益嚴重,成為了臭河、臭塘。
(3)人類與生俱來的親水性使城市中水生態景觀地帶,成為最有吸引力的公共開放空間,但現有的城市水域景觀,由于缺乏生態性設計失去了往昔活力和吸引力。曾今的郁郁蔥蔥和聽取蛙聲一片的濕地與湖泊,變為了各種生硬的硬質化設計,將我們與水域隔離,水面發黑、發臭,漂浮著各種垃圾。
(4)城市水域地帶是最早出現人類活動的區域,不僅記錄著城市的歷史、文化,是城市獨特人文景觀的展示廊道,還是我們對童年、對年代的記憶。但遺棄和破壞文化遺產的現象時有發生。
針對水域景觀出現的上述種種問題,國內外專家學者都進行了大量的理論研究與實踐探索。20 世紀90 年代科學家錢學森提出了“山水城市”概念,倡導構建與自然山水相結合的城市環境。許多的水域綠地景觀設計一直是專家學者研究的熱點。北京林業大學校長尹偉倫院士編制的北京市永定河《綠化景觀專項規劃》,明確提出“以安全行洪為根本、以生態修復為載體、以生態經濟為導向、以生態屏障為目標,林水相間、以綠養水、因勢利導”的水域生態綠化理念,對城市過水區、生態綠地的構建具有指導意義。北京大學俞孔堅教授致力于以水為核心組成部分的城市生態基礎設施建設,包括保護利用水系統、雨洪管理與利用和保護水生物多樣性等,特別強調水格局的連續性、水域地帶的自然形態、游憩綠地生態建設的重要性。對工業時期遺留的硬化河道的去直改彎,生態化整治,讓河道“自由呼吸”等多個設計項目得到了肯定。讓市民找回兒時對自然水域的記憶,讓我們生活在天然的氣息中。
2 水生態景觀規劃的現有方法
水生態景觀規劃第一步應該是從依托水土形成的景觀資源調查開始,了解和評價土地利用和周邊環境的歷史和現狀,調查和預測社會需求,確定不同的開發利用方式。在保護水利工程安全、維護生態環境的基礎上進行土地和空間利用的優化配置,提出總體規劃布局與實施方案,并在規劃建設實施后作出績效評價。
綜上所述,關于國際上對于水生態景觀設計的思路與方法的研究有著一定的基礎,并在此基礎上指導并形成生態設計的方法和理念。但此學科的研究也尚處于新學科的發展階段,還有許多方面有待于更深入的探索。我國較早提出生態、自然的景觀設計思路并付諸于實踐的,是以俞孔堅為首的設計團隊。然而這些方面的研究并沒有針對對于水生態景觀設計提出的具體思路,以及我國不同水域特點及中部、南部地域特點、人文知覺環境的不同而產生的因地制宜的設計方法與思路。
3 湖北省水生態景觀設計發展方向
結合中國水生態設計主要方法與形態和湖北省水域實際情況,提出針對不同水域資源和水域結構的特點,提出湖北省水生態景觀設計的發展方向與設計方法。并依據生態景觀理論,研究如何運用這些方式方法來解決現水域存在的問題,以及如何結合自身的現有條件和資源形態來發展更為合理的水生態景觀。
3.1 景觀資源環境保護
對構成水域景觀資源的水體、近水土地、植被、功能性工程構筑物和有價值的建筑物等實行整體環境保護,體現了生態保護、行洪安全保護、風景保護和歷史文化保護的綜合性。實施保護優先是避免建設性破壞的策略,有利于建設高質量的水域景觀,體現地區景觀風貌特色。
3.2 生態環境建設與修復
結合濱水土地使用的調整,通過截污納管、生物過濾等方法恢復水體水質。進行淺灘、沙洲、濕地等形態的營造,修復水域的自然狀態和各種生物生境;保護鄉土樹種,恢復受損的植被;進行護岸等工程設施的生態化修建與改造等。逐步恢復水域地帶多樣化的生物種群棲息環境 。
3.3 公共活動及游憩利用
水域地帶還應該作為公共共享空間對大眾開放,體現了社會發展帶來的福利和政府公共政策的取向,也是經濟發展和水資源綜合利用的社會目標。為人們提供一個安全、舒適、優美、自然的親水活動場所,滿足人們多樣化活動的愿望。
3.4 景觀形象塑造
篇3
摘要:闡述采用生態修復技術治理污染水體的機理及其運用需應注意事項。
關鍵詞:生態修復;食藻蟲;水生植物群;水生態良性循環
中圖分類號:S718 文獻標識碼:B隨著我國經濟的快速發展,湖泊、河涌及水庫等水體的污染也日益嚴重,大量含氮、磷肥料的生產和使用,食品加工、畜產品加工等造成的工業廢水和大量城市生活廢水,使水中富含氮、磷等植物營養物質。有了充足的養料保證,藻類,特別是藍藻(主要是銅綠微囊藻)泛濫成災,嚴重污染水質。藍藻細胞外面被一層厚厚的多糖類物質所包圍,這些藻膠和多糖類物質幾乎不能被任何高等動物的消化酶所分解,國內外許多工程案例都嘗試采用高等動物包括魚類治理藍藻污染,均未獲得理想的結果,藍藻幾乎成了食物鏈和生物鏈的盲端。由于藍藻的爆發,會造成湖內缺氧,沉水植物不能進行光合作用,導致沉水植物滅種,各種水生物缺氧而無法存活,整個水生態系統失衡,藻類成為水體中的主導物種,最終導致水體變綠變黑。
本文介紹完全采用生態修復技術治理污染的水體
一、采用生態修復技術治理污染的水體機理:
1 采用食藻蟲處理控制藻類
食藻蟲是一種經長期改良馴化的可控制藻類污染的低等甲殼浮游物。
食藻蟲能夠大量攝取藍綠藻、腐屑、懸浮物與有害菌類,同時,其本身又是魚蝦蟹貝等水生物所喜愛的食物。這樣,處于食物鏈盲端的藍綠藻轉化成為水產品的途徑被有效地打通了,從而使水體的藻類污染得以根治。藍藻適宜生長在弱堿性的水環境中,經馴化的食藻蟲所產生的排泄物具備弱酸性,可有效降低水體的PH值,使藍藻的生長受到抑制。食藻蟲消除藻類后,水體透明度大大提高,有益于其它水生物的生長,同時,由于食藻蟲的生物特性,可將微生物等帶動在水體中的分布和生長,為沉水植物生長創造條件。食藻蟲引導的沉水植被生態修復技術對水體凈化效果的穩定性好(見圖1)。
2 建立水生植物群,恢復物種多樣性:
在水體中種植沉水植被、挺水植物、浮葉植物群落,并通過沉水植被的光合作用把大量的溶解氧帶入底泥,使淤泥中的氧化還原電位升高,促進底棲生物及微生物的繁衍,進一步促進水體生態系統恢復多樣化。
(1)挺水植物:主要靠根系吸收部分淤泥中的營養物質,光合所需碳源來自空氣中的二氧化碳,產生氧氣直接排入大氣。
(2)浮葉植物:從根系和浮葉背面吸收水體和淤泥中營養物質,但碳源也主要來自大氣,產生具備凈化力的氧氣通過浮葉大部分進入大氣;對上層水體有 一定凈化力。
(3)沉水植物:根系和整個葉面直接吸收水體和淤泥中營養物質,所需碳源直接從水體中吸收,產生的氧氣直接對自下而上對整個水體產生巨大的凈化力。 綜上所述,恢復沉水植物――“水下森林和水下草皮”,是水域生態恢復自凈能力的最優化模式。
目前使用較多的邊坡駁岸挺水植物、浮葉植物濕地凈化法――這種方法從水域立體造景上意義重大,但從城市景觀水體凈化意義上來分析,有較大偏差。不同水生植物水質凈化作用與自身代謝(二次富營養)百分比:(敞開于屋頂的試驗,包括空氣污染),(見表1)。
在水體中種植沉水植被,如輪藻群落、篦子眼子菜群落、苦草群落、海菜花群落等,使水體產生制氧功能,水體中的有機物被氧化成無機鹽而加速結晶下沉。沉水植物根系將有效吸收底泥養分,使底泥中有機物被礦化,形成表面的礦化層覆蓋下部淤泥層,減少有機物進入水體,沉水植被替代藍綠藻進行水下光合作用,釋放出大量的溶解氧,吸收掉水中過多的氮、磷等富營化物質,能形成水域生態“水下森林”和“水下草皮”自凈功能, 也能進一步抑制藍綠藻。沉水植被恢復后,底泥氧化還原電位升高,有利于水生昆蟲和水生底棲生物的大量滋生,在沉水植被共生作用下,“水下森林”和“水下草皮”形成底泥營養物質的封存和生態鏈自凈(物質能量的逐步吸收轉化)。食藻蟲引導沉水植物進行生態修復有利于水體維持高透明度。
3 建立水生動物群,進一步恢復物種多樣性:
在水體中投放優選、養殖的水生動物:如魚、蝦、本地螺、貝等水生物,促進水體的微循環,為其它水生物的生長創造更佳條件。水體及底泥中的營養被沉水植物吸收,當植物生長過快時,可以適當收割。同時水體中的魚蝦及螺、貝等水生動物能食用部分植物及食藻蟲,當魚類等過度生長時,可以適當捕撈,從而形成水體養分向水生動植物的轉移。通過收獲有機水產品把水體水中的氮、磷等富營養物質從水體中轉移上岸,徹底降低水體水中的富營養化程度。
4 完整建立健康的水生態良性循環系統
(1)從已有的研究結果看,水生植物可以顯著提高富營養水體的水質,對氮、磷污染也有明顯的凈化作用。同時水生植物能抑制浮游植物的生長,從而降低藻類的現存量。因此,恢復以水生植物為主的水域生態系統是凈化水質的合理有效措施和保障生態系統良性循環的重要措施(2)。水體徹底消除水體富營養狀態,能使修復后的水體具備了自凈功能,一般少量污水(每日排入不超過5%修復水體總量)可以通過水體生態系統所具備的凈化功能自凈。沉水植物和水生動物成為水中的主導物種,藻類不再有生存空間,水體可以保持長期清潔(見圖2)。
二、采用生態修復技術治理污染的水體的優點
1 全生態的水質凈化技術體系,不使用任何化學藥劑凈化水質,不使用諸如殺藻制劑、殺草劑等,無任何生物的或者化學的二次污染;水質主要富營養指標在生態系統穩定后達到國家地表水三類標準,潔凈的水體大大減少蚊蠅滋生,提升環境的舒適度。
2 不需要建設水體的凈化設備用房(即不需要水域以外的占地)。
3 符合打造節能低碳社會的建設理念水質能持久保持地表水三類標準,終年不需換水,水體本身具有自凈功能。修復完畢后,日常使用中不需采用任何電力設備來維持,水生植物本身可以吸收二氧化碳并產生氧氣,實現“負碳”。
4 由于水生植被能夠固化水底淤泥,吸收底泥中的養分,將底泥中富營養成分徹底轉化成水生植物纖維素,所以無需清除水底淤泥,也不需排干水體。
5 景觀優美:水底布滿水草,魚蝦嬉戲其中,恢復自然優美水景,透明度可以達到2米,水質清澈,水下景觀充滿生機。
6 效果持久:水體修復后經過合理維護,目前最早完成的項目已長達6年多,仍然保持良好狀態。
7 維護簡便:運用“食藻蟲”治理水體富營養化污染,依靠生態系統食物鏈關系,形成生態系統良性循環。生態系統建立后,景觀得以構建和保持,后期只要加以適當維護,調整物種種類和數量,維持自凈的生態,效果即可長期保持。
三、采用此技術治理污染水體的適用范圍及應注意事項
1 僅適合相對封閉的水體,一般補充水量不宜超過總體水量的5%,且水質為一級排放標準的A類。如果總水體量很大,可以適當的加大補水量。
2 水體面積的適合范圍不宜小于1000平方米,因為水體總容量太小,建立起來的水生態平衡抗沖擊能力較弱,且投資成本較高。
3 對水深的要求,水深宜為為0.8~3米之間,最小水深不得小于0.5米。對于我國的南端如三亞,水深不得小于1米,因三亞的氣溫常年較高,避免水草熱死;我國的北端如長春,水深是冰凍深度加上水草要求的生存水深度。因此各地的氣候條件也決定了水深要求也也不同。
4 由于我國地緣遼闊,南北氣溫相差大,相對應的水草習性也有不同。例如在北方的水沉草就需冬眠,當水結冰后,冰下水溫一般在2~3℃左右,冰層融化后,水草又可從冬眠狀態蘇醒;而南方的水草需選用需耐水草。因此根據不同的氣候及水質條件,應選擇不同的水草種群進行搭配,同時對投放食藻蟲的時間和數量都需根據實際情況進行設計調配。
5 整個水生態系統的生命周期,理論上可達到數十年,有待項目運行驗證,現目前已運行的水域僅為6年(北京圓明園―鳳麟洲64000 水深:0.8-2m 竣工時間:2008年)。
6 比傳統污水處理方法一次性投資高,建立一套完整水生態體系,所需費用約250元/ m2,但其后期維護費用較低。
7 應注重水生態體系的維護及保養,對于連續水域,一般10000平方米需配置一名專業的水域保管員。
廣州麓湖公園(聚芳園)
施工面積:1300完工時間:2011年5月效果保持至今(見圖3-圖5,表2)。
結語
在全球氣候變化的背景下,“低碳經濟”、“低碳技術”日益受到世界各國的關注,所以在條件許可的情況下,應積極廣泛的采用生態修復技術治理污染水體。
參考文獻
篇4
關鍵詞:河道; 生態修復; 探索
中圖分類號: TV85 文獻標識碼: A 文章編號:
什么是生態修復?
生態修復主要是依靠大自然的自我修復能力,并輔助于適當的人工措施,加快破壞了的生態系統的恢復功能,它是一個長期而復雜的系統工程。
河道生態系統是流域生態系統的重要組成部分。我們在水、河流的利用研究和開發都已經達到了非常高的水平。但是近幾年來,隨著水污染情況的加劇,水的生態修復學研究才被提上日程。
河道生態修復的目的是消除河流域生態系統的不良影響,保持河流生態系統可持續發展。西方一些比較發達的國家和日本在河道修復研究起步較早。他們在實踐的基礎上,總結了河流生態修復的八項措施:
恢復緩沖帶;
重建植被;
修復馬蹄形濕地;
降低邊坡;
重塑彎曲河谷;
修復淺灘和深塘;
修復水邊濕地;
修復河塘。
目前,我們國家經過一些地區對河道生態修復研究和探索,概括了兩大類河道生態修復的措施:一類是植物保護法,一類是植物保護同工程技術措施相結合。我國的河道生態修復工作仍然是在初始階段,缺乏多層次的全方位的生態恢復研究,更沒有系統的科學的學習的理論作指導。
以江蘇省贛榆縣為例。江蘇省贛榆縣大概有15條河流,在這15條河流中沭河、朱吉河、沙汪河、龍王河這四條河流污染嚴重。龍王河、沙王河水的質量更是沒有達到灌溉農田的程度,幾乎寸草不生的河道,各種生物幾乎滅絕。因此近些年來,江蘇省開始全面進行河道疏浚整治工作。利用這樣的時機,開展河道生態修復技術的研究,探索在河道整治過程中,采取那些技術措施,才能既保護河堤坡體結構的穩定性設置,又改善水質,同時提高河流的生物種群,也提高河道其自我凈化功能。建立一個與周圍環境協同發展的關系,保持社會經濟良性循環的可持續發展的系統。
本文以青口河為載體,對河道生態修復技術進行思維構思。
工程調查青口河是贛榆縣代表河流之一,全長64公里,在贛榆縣長47.5公里,通過贛榆縣縣城,整個流域面積493平方公里,經過丘陵面積267平方公里,最大洪峰流量約2140立方米/秒。這條河流經區域85%的為山區,地面落差為150米以上,上游河道寬度200〜500米,比降1/400〜1/600的比例;下游河道寬60〜80米,比降7/10,000;灘面完整,為50年一遇的防洪標準。市區內均為水泥路;河坡灘面以下為砌筑的用于保護的坡面,缺乏植被生長的土壤養分狀況。下游部分是含鹽量很高的土壤,土壤含鹽量為0.4%〜0.7%,及其不利于生長植物和動物的繁衍。
河流生態恢復的原則
1自然性原則我們不可能把這條河完全恢復到原始狀態。但是在河道生態修復時我們盡量模擬自然的狀態,創造良好的環境和景觀,促進自然生態系統的良性循環。具體措施如:
使用拋石、木樁等護坡固堤;
在河堤上使用喬木、灌木、草相結合的立體防護;
創建合適生物棲息之地;
增設魚道;
調整河道結構;
淺灘和沙洲的恢復等。
2生態性原則
以生態為原則,不僅可以降低成本,還能實現對污水處理廠難以處理或處理成本較高的污染物有效果的控制,同時要具有景觀效果,并且還可以改善當地的氣候,加強生物多樣性,保護生態平衡。具體措施如下:
因地制宜地發展池塘、人工濕地、生物柵、生物浮島等處理技術;
注重河岸植被建設;
河流生態走廊建設;
治理與控制河堤的水土流失;
在水域內,種植各種喜水、耐水植物;
發展水生動物,提高水域生物凈化功能。
河道生態恢復技術設計構想1基本思路根據青口河,地理位置和特點,對河流生態修復必須從以下幾個方面進行修復:
進行河道生態修復后,既不能影響整個河道的行洪能力,還要在不破壞原坡面的情況下進行生態修復;
對河堤及灘面進行修復時,應選擇快速覆蓋,根系發達、抗沖刷能力強,適應本地區的喬、灌、草種;
岸坡消落帶的生態修復應考慮到防水浪沖刷及適合魚巢的功能,同時對消落帶植物的選擇要重點考慮;
對河道整體結構的調整要回歸自然,宜寬則寬,宜彎則彎,恢復淺灘和深塘,修復河邊濕地;
在不同河段內放養水生動物和微生物,種植水生植物,以分解吸收水體中的營養液,達到凈化水體的功能;
對沿線的污水口截流分流,使污水雨水分流,杜絕污水入河;
在物種的選擇上要注意選擇適宜本地區氣候環境,同時不造成外來物種入侵,抗逆性好,管理粗放,植物根系發達,固土能力強;環保效果好,能有效地消除油污、煙塵和有毒化學物質的植物種類。
2生態修復技術
總結制定青口河清淤整治工程修復方案后得出:河道生態修復技術應該“尊重自然”、“人水相親”、“和諧自然”的思路。在保證水利工程正常作用的前提下,修復河道結構、恢復河道生態平衡功能。使退化的河道生態系統得到修復,達到河流域的生態平衡。
上,中游的河流的特點及整改措施:
上、中游段, 按照“誰承包,誰管理、收益”的原則,簽定承包合同。
上游和中游的河流情況:
河面較寬,
有不少淺灘,深塘等,
具體措施為:
采取疏通河道中泓;
修復淺灘、深塘水邊濕地;
重塑彎曲河谷等工程措施,
調整河道結構。
植被措施布設為,
河堤、灘面以用材林、經濟林為主。主要栽植楊樹、水杉、板栗、銀杏。
堤肩以銀杏、水杉間種,間距4 米,灘面及內外堤坡栽植楊樹、板栗,
河道水面放養水生動物和微生物,種植水生植物,
在淺水區、濕地區種植濕生植物,草種選擇菖蒲、水蔥、扁桿草、、毛莨等。
河道生態修復項目不是一個孤立的系統,它是一個完整的生態系統。河道生態修復技術也包括植物修復、動物修復、微生物修復相互作用,相互統一。河道內部生物系統和相鄰生物系統之間的所有產生的物質與能量的動態互動。
河道生態恢復的真正意義應是在保證邊坡穩定的基礎,以生物多樣性為目標;保證護堤、疏通河道,使河道平衡和諧發展;使水、土壤、生物,形成良性循環;不僅恢復河道景觀效果,而且恢復河道的自我修復功能;還應恢復被污染的河水,提高河流的自凈能力;從而使整個河流生態系統健康穩定發展。
此文只是以一條河流為范例進行分析,其他河流的河道生態修復技術也應從植被措施、工程措施、水產養殖、生物多樣化這些技術入手。
水污染環境的治理是河流生態修復過程中最棘手,最有難度的一項工程。工業廢水,生活廢水的大量排泄,遠遠超過了河流的自凈能力,是河道生態修復的重要工作之一,也是目前生態修復技術研究的熱點和難點。現在僅僅靠人工干預的措施治理河道水污染,這樣對水環境的恢復是難以維持的,因此,河流生態修復后的水生系統的穩定性管理技術也還有待進一步研究。
河道生態修復技術需要探索的路還很長,因此目前情況下,我們一定要愛護環境、保護環境,使人和自然和諧相處,走可持續發展道路。
參考文獻。
篇5
關鍵詞 魚病;大水面;暴發;原因;防治措施
中D分類號 S942 文獻標識碼 B 文章編號 1007-5739(2017)08-0242-01
吉林省是東北地區主要江河的河源省份,松花江、圖們江、鴨綠江、東遼河和綏芬河均發源于吉林省,漁業資源豐富,總水面達64萬hm2,養魚水面約26.67萬hm2,人均占有內陸水面在全國列第3位,可養魚水面在全國排第8位。江河湖庫星羅棋布,以查干湖為首的湖庫生態養魚迅速發展。由于人口增長,工業化、城市化和現代農業快速推進,大量營養元素(N、P等)以及有機物排入湖泊中,致使藻類等水生生物過量繁殖,水體溶解氧減少、透明度下降,湖泊水質迅速惡化[1],導致魚病頻發或大面積暴發,嚴重制約著湖庫漁業的發展。
1 水環境誘發湖庫大面積暴發魚病的原因分析
水環境是魚類生存、繁衍的必要條件,湖庫水環境的優劣直接關系水生動物的健康和水產品安全,保護水環境對促進漁業可持續發展起著至關重要的作用。近幾年來,工業廢水、農田灌溉廢水及生活廢水隨地表徑流進入湖庫中,使湖庫中氮、磷等營養物質迅速增加,水體富營養化加劇,破壞了水域生態平衡系統;另外,干旱的連年發生,使湖庫蓄水量驟減,富營養化程度加劇,水環境中有害藻類大量繁殖,水中有毒有害物質增加,魚類賴以生存的條件受到嚴重威脅;惡劣的條件使有害病毒、細菌、寄生蟲等大量滋生,致使湖庫魚病頻繁發生,漁業資源受到嚴重沖擊。
2 水資源狀況及水資源評價的重要性
水環境惡化嚴重制約著生態漁業的健康發展,全面了解水資源狀況,才能因地制宜地修復水環境、改良水質,維護生態環境。要全面評價水域水資源狀況應監測水溫、透明度、pH值、溶解氧、高錳酸鉀指數、無機氨氮(亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮)、非離子氨、總氮、總磷、磷酸鹽、揮發酚、氰化物、砷、鉻、鎘、銅、鋅、鉛、汞以及浮游動物、浮游植物、細菌總數、大腸菌群等指標。水質監測指標依據《漁業水質標準》(GB 11607―1989)分析方法進行測定。浮游生物測定依據《生物監測技術規范》《水生生物監測手冊》進行檢驗分析。要全面評價水資源狀況,需對湖庫進行1次全面系統的漁業水域環境監測,并據此提出漁業資源利用的綜合措施。
3 防治措施
根據水資源調查和評價數據,有的放矢進行水資源修復,營造良好的生態系統是生態漁業和防治魚病暴發的主要技術措施。水資源修復首先需要找出污染的原因,通過截斷外源污染,控制內源污染,進行生態修復。水質修復技術包括物理修復、化學修復、生物修復和工程治理修復等技術措施。目前以水體生物修復技術為主,其他修復技術為輔。
大水面魚病已成為困擾湖庫漁業發展的主要制約因素。魚病的綜合防治、生態養殖、水質修復、調整產業結構一直是水產工作者呼吁的主題,但有關方面的研究卻很不深入,缺乏科學依據。魚類在生長發育過程中,不斷地從其賴以生存的水環境中獲取自身所需的各種營養物質,并與外界水環境之間不斷地進行物質和能量的交換,有良好的食物鏈和生態平衡,才能維持魚類正常的生長和繁育。當水環境受到污染,魚類無法通過機體調節而適應環境變化時,體內環境的平衡就會被破壞,從而引發機體障礙,導致發病[2]。
水生動物疾病的致病菌多數是條件致病菌,水質條件的惡化為其滋生和繁衍提供了有利條件,致病細菌大量繁衍,導致傳染疾病大量發生[3]。作為大水面湖庫漁業,由于水面積比較大,無法使用藥物或較難使用藥物防治,應該以生態防治為主,通過生物吸收水中過多的營養元素,起到凈化水質的作用,有利于維護水體生態平衡。生物修復是國內外新的環境工程技術,已被成功地應用于土壤、城市河湖、地下水、近海洋面、農業、畜牧業、水產養殖等多個領域,必將成為當今以及未來環境修復的重要手段。水環境的生物修復法是通過有益微生物、水生植物以及水生動物利用、吸收水環境中多余的氮、磷等有機物質,轉化為機體所需的能量物質,從而將有害元素轉化為漁業可利用的資源,使污染的水環境的質量和功能得以恢復,通常也稱其為生態修復法。
以沉水植物為主的水生植被包括漂流植物、挺水植物和浮游植物,利用湖泊沿岸淺灘的植物和微生物的作用,形成人工凈化生態系統[4]。人工生物浮床技術是將水生植物、蔬菜、花卉等栽種在浮床上,通過植物的根系吸收、吸附富營養化水體中多余的氮、磷等物質,從而起到凈化水體的作用。
4 參考文獻
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篇6
關鍵詞:城市湖泊;生態修復;水生植物;多穩態理論
中圖分類號:S891文獻標識碼: A
一、城市湖泊特點及其修復的主要理論依據
1、城市湖泊的功能及特點
從城市湖泊的功能來分類,大致可將城市湖泊分為:①匯水蓄洪式城市湖泊;②區域水源式城市湖泊;③休閑游娛式城市湖泊;④生態棲息地式城市湖泊。人工或半人工修建的城市湖泊,與自然湖泊相比,除去在維護生物多樣性、調節局部小氣候、涵養凈化水質、調節徑流,防洪減災等生態方面的作用,其在美化城市、休閑娛樂、文化運動等人文景觀等方面的作用也很突出。
2、湖泊生態修復的主要理論
2.1營養鹽濃度限制理論及其應用
營養鹽濃度限制理論強調營養鹽對生物群落的限制與驅動是湖泊多穩態保持和轉化的動力,即當營養鹽濃度在一定范圍內波動時,淺水湖泊會出現清水和濁水2種不同的平衡狀態并且隨著波動在兩者之間轉換。對21個歐美湖泊和1個北美湖泊生態恢復過程中的長時間序列分析表明,降低外源營養負荷是迄今為止湖泊恢復最直接的途徑。與此同時,對歐洲35個通過削減外源負荷而發生貧營養化湖泊進行的長期研究發現,外源磷負荷的下降導致大部分湖泊中湖內總磷濃度下降、葉綠素a濃度下降和透明度升高。另外,丹麥圍隔試驗也發現,中等高濃度磷水平下,1.2mg/L以上的總氮可導致沉水植物消失,并獲得與此一致的湖泊水生植物消失的范圍證據。
2.2生物操縱理論及其應用
生物操縱包含經典和非經典2種實現方式,基本原理都是通過對湖泊中生物及其所處環境的操縱,改善湖泊生態系統,使得藻類尤其是藍藻類生物量下降。近年來,生態系統響應的復雜性、上行效應以及濾食性魚類對浮游生物群落結構的營養調節作用也被涵蓋為生物操縱的一部分。與歐美地區通過增加肉食性魚類來減少食浮游動物魚類數量,以達到用浮游動物控制藻類的經典生物操縱方法所不同,國內學者謝平等采用直接放養濾食性魚類的方法來控制藻類。在武漢東湖歷時3年多的實驗成功驗證了濾食性魚類如鰱魚、鳙魚等在藍藻水華的控制過程中起了決定性作用且能通過牧食直接消除水華;與此同時,云南滇池、江蘇太湖等地也驗證了類似的生物操縱理論能有效抑制藍藻水華的爆發。該技術對于不能有效控制外源性營養鹽輸入以及浮游動物不能有效控制藻類生產力的湖泊富營養化治理有著重要的創新思路及可實踐性。
二、構建水生植物群落的主要脅迫因子及其應對策略
1、外源性污染
隨著城市化進程加快、城市人口數量增長,大量點源污染源如工業廢水、生活污水及其他固定排放源排出的未經處理的污水和街道、地表的雨水徑流等面源污染源帶著大量的營養鹽流入城市內湖。一方面造成湖泊水體的富營養化,使水生植物群落大量消失造成水生生態系統失衡,湖泊原本能起到的調節局部小氣候、凈化水質等功能喪失;另一方面,流入湖泊中的氮、磷等元素以及有機物、植物殘體等伴隨著循環最終被湖泊底泥所吸收,形成內源性污染。
當前,我國的大部分淺水湖泊都是由于外源性營養鹽負荷過高使得水生植物群落的生長受到脅迫直至消失。滇池、巢湖、太湖等重點治理區域均屬于此種情況。根據2013年對丹麥200多個湖泊的總氮、總磷濃度與水生植物覆蓋度的調查結果,當總磷濃度達到0.1 mg/L以上,總氮濃度達到2 mg/L以上時,水生植物的覆蓋度幾乎趨于零。國外許多試驗也表明,對于受大面積、長時間污染的水體,僅減少外源營養鹽的輸入根本無法有效控制湖泊富營養化和水質惡化,內源性污染也是湖泊修復的一個重要影響因素。因此,如何有效控制內、外源性營養鹽含量,形成一個有利于水生植物群落恢復的水質條件對城市湖泊的生態修復有著重要的意義。對于外源性點源污染,許多國家及地區采取不斷完善城市污水管網系統,收集污水并運送到污水處理廠集中處理的措施。處理后的污水可達到灌溉及市政用水的標準,實現了資源再利用。但部分污染源較為分散,排量小,不利于市政管網的布設,所造成的污染往往難以得到有效控制,是當前需要解決的問題之一。
但人工濕地也存在占地面積大、有機物富集、冬季處理效果差等不利因素,隨著該領域研究的不斷深入,新工藝的開發(如污水前處理技術、潛流式人工濕地、垂直流人工濕地等)有效緩解了這些問題,近年來,吳振斌等在北京奧林匹克公園等重大工程中應用復合垂直流人工濕地均取得了良好效果。許多城市都加強了湖濱生態帶的建設,湖濱生態帶是健全的湖泊生態系統重要的組成部分,在截污、過濾、控制沉積和侵蝕等方面起著重要的作用。湖濱生態帶的建設可以有效緩解面源污染帶來的危害,對改善湖泊水質起到了重要的作用。
2、內源性污染
內源性營養鹽對湖泊營養等級有著重要的影響,而底泥是內源性營養鹽的主要來源之一。國內外長期的生態調查結果表明,底泥的理化性質如氧化還原電位、營養狀況、物理性狀等變化對沉水植物的衰退起著重要的作用。
沉水植物在富營養底質及水體中具有過量吸收同化營養鹽的特性,會造成其根系減少、植株矮小、生物量及生長速率明顯下降等不利影響。中國科學院水生生物研究所2008年在武漢東湖開展的中等規模實驗表明,高營養環境影響苦草的碳氮代謝水平并抑制苦草(Vallisneria natans)生長,因為植物組織中大量積累氨氮導致氮代謝水平改變,產生大量的游離氨基酸,植物組織中積累過量的氨并產生生理毒害,與此同時,植物葉片中大量積累可溶性糖應對脅迫又導致根部可溶性糖減少,導致根部生長及新芽的產生收到影響。此外,底泥中有機物質的大量積累、分解,會導致植物根系缺氧。加上有機物分解產生的有毒物質如硫化物等,使植物根系、莖葉的生長明顯受到抑制,嚴重阻礙水生植物的生長、分布進程。
底泥的物理性狀與沉水植物根系的生長以及扎根深度有著密切的關聯,底泥質地疏松的湖泊由于易受外界擾動發生再懸浮,且單位體積營養含量低導致根系無法正常生長分布并向植物組織輸送營養物質,所以不利于水生植物的生長。國外也有試驗表明,篦齒眼子菜在不同質地的底泥條件下其總生物量、地下莖長度和根冠比也有明顯的不同;荷蘭的Breukeleveen湖和杭州西湖在恢復水生植物群落的過程中,都遇到過由于底質過于松軟(爐灰土質)水生植物難以存活的現象。
目前污染底泥的控制技術主要有2種:①原位處理技術,即采取措施將無污染的清潔材料鋪到底泥上阻止底泥污染物進入水體。研究表明,原位覆蓋能有效防止底泥中PCBs、PAH及重金屬進入水體,對水質有明顯的改善作用。但采用原位覆蓋技術也應考慮該水域外源污染物是否得到了有效控制,防止覆蓋物上形成新的污染底泥、底泥污染物毒性和遷移性高低、水體是否受到水力、風力等擾動等因素的影響;②異位處理技術,即對污染底泥進行挖掘、疏浚后在別處進行后續處理。西湖底泥疏浚工程的研究表明,疏浚工程明顯降低了表層10cm沉積物中有機質、TN和有機磷的含量,主要的富營養化相關指標均得到了改善,且浮游植物密度、生物量均有不同程度下降,浮游動物群落種類有所增加。另外,疏浚過深使湖泊水位上升,湖泊深處的有效光照減弱,對部分沉水植物的生長有不利影響,對底棲生物也有一定的危害,同時使微生物胞外酶活性降低影響沉積物代謝功能。因而,選擇合理的疏浚方式、疏浚深度與疏浚時令是展開疏浚工程時應著重考慮的問題。
3、主要生態因子的影響
光照水平是影響水生植物生長的重要因素,如苦草種子發芽和生長,因其對光照強度變化的響應不同,不同光強下種子的萌發率和生物量明顯不同,只有在一定光強范圍內,苦草種子的發芽和生長才能到最佳狀態。城市湖泊中也會出現因為水生植物的葉片大量生長并漂浮于水面,造成的遮光及其它效應對生態位在深水處的沉水植物造成脅迫,使水生植物群落豐富度降低的現象。另外,在對牧野湖長約1年半的監測表明,由于城市湖泊較少收納工廠排出的酸堿廢水,所以pH并不會產生劇烈的波動。但在pH變化較大的湖泊,pH對底泥氮、磷及其它營養鹽的釋放也是有相當重要的影響。
水生植物的生長、繁殖都有其適宜的溫度范圍,如菹草(Potamogeton crispus)生長的最適宜溫度為15℃~25℃,在20℃附近光合產氧量最高。低溫脅迫對水生植物的光合作用以及正常的代謝活動均有極明顯的抑制作用。試驗表明,只有當溫度在適宜的范圍內,部分沉水植物的石芽才能正常發芽,而植物繁殖體對溫度的適應性也直接影響具有相似生活史的水生植物種群的種間競爭結果。因而在構建水生植物群落時,需考慮到不同種群對溫度的適應性,合理搭配水生植物群落。
5、水文因子的影響
水位波動對水生植被的恢復也有著顯著的影響,以牧野湖為例,該湖泊會定期從黃河引水來補充并改善湖泊水質,另外到雨季時由于泄洪需要,牧野湖的水位及水流速度都會發生巨大的變化。過快的水流速會影響水體中氧氣、二氧化碳等的交換,由于水流造成的拉伸、拖拽等作用會直接影響水生植物的生長,并且部分水生植物的種子、石芽、冬芽等也被水流沖走,從而影響水生植物群落的分布。綜上所述,在湖泊生態修復進程中影響水生植物生長、分布的生態因子間有著密切的關聯,如部分水生植物在夏季缺乏有效光合輻射以及pH較高的環境下會衰敗、死亡;同時pH較高,OH-會與PO43-發生配體交換反應而造成Fe-P/Al-P的釋放,使得更多的內源磷伴隨著其它營養鹽大量進入水體,引起水體的富營養化;加上人類干擾、魚類及其他水生動物、浮游植物等綜合作用下共同影響水生植物生長、分布。所以,在利用水生植物修復湖泊水體的時候,必須綜合考慮多方面生態因子會對其所造成的影響。
結束語
相信伴隨著城市化進程的不斷加快,如何更加合理地規劃、管理、保護城市湖泊,并在其能承載的范圍內更加有效地利用其多方面的功能,將會是今后有關于城市湖泊研究方面的熱點問題之一。
參考文獻
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篇7
關鍵詞 水資源管理;生態文明建設;改善
中圖分類號 TV2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363(2017)08-0013-01
水是國家戰略資源之一,在改善國家整體自然環境方面發揮著至關重要的作用,對生態文明建設產生著極其重要的影響。黨的十高度重視我國社會主義生態文明建設,并將其歸屬到社會主義現代化建設工作中,希望借助生態文明建設促進我國的良性發展,為國家的持續穩定發展提供良好的支持。因此,在新時期背景下,各地區都應該保持對水資源管理和生態文明建設工作的高度重視,并積極探索水資源管理和生態文明建設的措施,希望促進生態文明建設取得良好的發展成效,為我國社會主義現代化建設奠定堅實的基礎。
1 水資源管理與生態文明建設之間的關系
從生態文明建設角度進行解讀,水資源是生態文明建設中的核心要素,加強水資源管理,對提高生態文明建設效果,促進我國社會主義生態文明發展具有一定的現實意義。對水資源與生態文明建設之間的關系進行分析,發現水資源管理工作的優化開展能夠為生態文明建設提供一定的基礎性支撐和實現保證,只有全面加強對水資源管理工作的重視,促進水資源管理作用的發揮,我國生態文明建設才能夠逐步取得良好的發展成效,離開水資源管理,生態文明建設工作必將最終流于形式。同時,十八屆三中全會將水資源管理納入到生態文明建設工作中,水資源管理由此成為生態文明建設工作的重要組成部分,水資源管理工作在全面深化生態文明建設方面的作用日漸凸顯出來,在促進完整生態文明制度體系方面發揮著重要作用[1]。同時在加強生態文明建設工作實踐中,為了促進十八屆三中全會會議精神的貫徹落實,借助水資源管理工作促進生態文明建設,應該對生態文明建設與水資源管理之間的關系形成正確認識,明確水資源管理能夠為生態文明建設提供有力支撐,為全面加強生態文明建設工作,也能夠促進水資源管理現狀的改善,有效推動我國水資源供需平衡,促使我國水資源管理工作在新時期也能夠取得相應的發展成效。從這一角度進行系統的分析和研究,新時期背景下應該全面加強完整生態文明制度體系的建設,以制度體系為環境保護和水資源保護工作的開展提供相應的保障,為生態文明建設在新時期的持續穩定發展提供良好的支持。
2 加強水資源管理,促進生態文明建設的良好發展
由于水資源管理工作與生態文明建設工作存在緊密的聯系,因此,在新時期背景下應該全面加強對水資源管理工作的重視,并積極探索借助水資源管理全面推進生態文明建設工作的措施,希望能夠借助水資源管理工作逐步改善生態文明建設發展現狀,促進生態文明建設在新時期背景下取得良好的發展成效[2]。具體來說,在生態文明建設工作實踐中要想借助水資源管理的力量促進生態文明建設的發展,可以從以下角度入手進行深入的研究和分析。
2.1 全面貫徹落實水資源管理制度
基于水資源管理對生態文明建設工作的重要性,新時期在加強水資源管理工作的過程中應該建立健全嚴格的水資源管理制度,并將其作為加強生態文明建設制度方面的重要內容,在提高水資源管理成效的同時促進生態文明建設工作呈現出良好的發展狀態。在具體操作方面,應該堅持黨的領導,貫徹落實十八屆三中全會關于構建完整生態文明制度體系方面的內容,將水資源制度建設工作作為切入點和落腳點,借助水資源制度建設貫徹落實“三條紅線”和“四項制度”,為生態文明建設工作的良好推進創造有利條件。此外,針對水資源管理工作的實際需求,在認真貫徹落實各項指導思想的基礎上,也應該構建相應的管理體制,推動水生態文明城市創建考核工作的開展,促進水資源管理制度作用的發揮,保證生態文明建設能夠取得更好的發展成效[3]。
2.2 全面提高對水資源的調控和配置能力
基于十八屆三中全會關于生態文明建設精神的指導,在加強水資源建設和管理工作的過程中應該促進科學發展觀的貫徹落實,并統籌經濟建設和社會發展以及水資源利用三者之間的關系,借助科學的規劃和利用實現三者之間的平衡發展,在促進經濟建設的同時也實現對水資源的保護,促進生態文明建設工作的持續推進。在工作實踐中,相關工作人員應該對水資源戰略配置格局進行新的優化,因地制宜的加強對配置制度的構建,保證能夠實現對水資源的統一調度,促進社會的和諧穩定發展。唯有如此,水資源管理工作才能夠真正發揮其輔助作用,促進生態文明建設的優化開展。
2.3 加強水資源保護和水生態環境的修復
在水資源管理工作中水資源的保護和水生態的修復也是較為重要的內容,要想確保水資源管理工作在促進生態文明建設方面的作用得到進一步凸顯,還應該將水資源的節約和水生態的修復作為重點工作[4]。通過制定水資源強化論證措施、有償使用措施以及水功能區管理措施等,增強對水資源的節約,促進水資源的循環使用,推動節能節水型社會的構建。在水生態環境修復方面,相關部門也應該保持高度重視,通過積極探索河流健康評估工作和河流環境修復工作等,加強對水環境和水生態建設工作的重視,保證在水資源管理工作的有效支撐下,生態文明建設效果能夠得到進一步凸顯,為我國社會主義生態文明建設提供全方位的支持。
2.4 全面推進水生態文明創建工作
水生態文明創建思想的提出是貫徹落實十以來一系列會議精神的結果,是踐行生態文明建設理念的具體工作部署,在社會建設發展過程中,要想保證水資源管理效果,促進生態文明建設水平的逐步提高,就應該深入貫徹落實水資源管理制度的試點工作,并將水生態文明建設作為重點內容,希望能夠構建人與水環境、自然和諧相處的現代化水利體系,為生態環保工作的逐步推進提供有效支撐[5]。首先,基于全面統籌思想的指導和因地制宜原則的支持應該科學合理的建設湖水聯通系統,促進現代湖水網體系的構建,爭取在社會上形成完成的水生態體系,保證水資源和水環境的承載能力得到明顯的提高。其次,在水生態文明的建設過程中,應該注重對水生態文化的宣傳,讓社會大眾和社會上的水利工程設計和建設組織能夠認識到水生態環境維護工作的重要性,積極探索相應的水生態環境維護措施,爭取實現對水資源有效利用和對生態環境保護工作的雙贏,促進生態環保工作的優化開展。
3 結論
綜上所述,新時期背景下,我國國家建設過程中要求全面加強生態文明建設,為社會主義現代化建設提供相應的支持。而在此背景下水資源管理工作也日漸受到廣泛關注,借助水資源管理工作促進生態文明建設的良性發展成為相關部門重點關注的問題。所以新時期將水資源管理和生態文明建設作為研究對象具有一定的現實意義,能夠為生態文明建設工作的優化開展提供相應的理論參照。
⒖嘉南
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篇8
關鍵詞:城市;水文化;建設
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
一、水文化建設定義
所謂水文化就是指人類社會歷史發展過程中積累起來的關于如何認識水、治理水、開發利用水、保護愛護水、珍惜節約水、欣賞水的物質和精神的總和。所謂城市水文化就是指反映城市地區中人與水打交道過程中所產生的各種文化現象的總和。換句話說城市水文化是一種體現水與城市關系的文化,這種文化的實質是人們對水務活動一種理性思考和社會意識,即以水為載體的文化想象的總和。
二、城市水文化建設的重要意義
(一)有助于引導我國人水關系向和諧方向發展
水文化作為文化的一種特殊存在形式,是對一個國家、民族與水之間關系的升華與概括。因此,當前條件下加強水文化建設有助于我國人民加強對人水關系歷史的認識,增加水的危機意識,培養愛水、護水、節水的良好習慣,延續我國悠久而優秀的水文化,積極探索當前歷史條件下人水關系和諧的工作方式和方法,為新時期建立人水和諧社會提供精神動力和智力支持。
(二)有助于城市水域景觀的娛樂和休閑效果的加強
當前,水利工作思路正在從單純工程建設向人與自然和諧相處轉變,由此,水利景觀和水文化建設正成為當前和今后一段時間內水利工作的新思路和發展趨勢。城市水景觀建設就是在改變以往水利工程以工程建設為主,忽視其對周圍環境和人的精神影響的做法,在進行水利建設的同時,兼顧實用與美觀。工程措施和非工程措施齊頭并進,使水域景觀建設既有表象的景觀美,又不失文化內涵和歷史積淀;既保證廣大人民群眾的生命安全,又使身心得到休閑放松,同時起到宣傳城市水歷史、加強人水關系和諧的作用。人類的歷史就是人類不斷與水打交道的歷史,我國歷史文化悠久的特點決定了我國河流、湖泊等水域文化底蘊的厚重,每一段河流、每一個湖泊都有一段歷史、一個典故、一個傳說。因此,城市河流景觀中有機地融入文化底蘊,有助于景觀內涵的挖掘,有助于景觀生命力的長久。另外,無形的水文化資產用有形的景觀形式加以體現,有助于水文化的推廣。
(三)有助于城市精神文明的提升
文化作為我國燦爛文明的濃縮,而水又與人民群眾生活、生產密切相關,因此,水文化建設必將對城市居民的意識形態產生影響。因此,加強城市水文化的宣傳和教育工作,必然會引起廣大人民群眾的共鳴,并得到他們的積極響應。城市居民和城市水文化兩者相互作用,必將會推動城市精神文明的大幅度提升,且會為城市建立良好、和諧的人水關系奠定基礎。
三、目前城市河流、湖泊資源存在的主要問題
傳統的河湖治理工程造價相對較高,且僅注重河道的行洪、排澇、供水等經濟利益方面的基本功能,對環境、生態的影響幾乎考慮甚少,更談不上水文化建設的內容。而且很多城市市區內的河流、湖泊資源自成體系,互不相通,淤積、污染、斷流等現象嚴重,水生態日益惡化,危及周邊的生態環境和人民的幸福和健康。主要問題表現在:
(一)對生態環境的影響
傳統的河、湖治理工程缺乏生態工程的理念、河道全斷面硬質護坡、護底結構隔絕了生物和微生物與大地的接觸,阻斷了地表水與地下水的聯系,破壞了河流生態系統的整體平衡,導致河道天然自凈能力嚴重下降,加之河網內多處建閘、建壩,使得水動力極差,致使河流生態系統趨向惡化。由于治理的渠式化、使河流失去自然流態、河流彎道多半消失、深淺統一,使河流濕地消失、生物群落隨之消失,至使生態失衡。
(二)對人類生存環境的影響
傳統的城市河流護岸工程為了滿足一定的防洪標準,一般是修筑高大的堤防,而且大堤內坡一般是漿砌石或混凝土的硬質護坡,因此阻斷了河流與兩岸水土連接過渡帶的聯系,破壞了人們賴以生存的自然環境,其結果一是對天然河道的水質和水環境產生了負面影響,其二是對人們在生活中與自然和水域接觸與親近帶來很大的障礙,人們失去了娛樂、休閑和親水的絕佳場所,城市也因之失去了靈氣和精神。
(三)對景觀環境的影響
傳統的治理河流或湖泊目的單一、過多的追求防洪標準、供水輸水的能力,忽略了河、湖本身的生態功能的修復、忽略以水環境為載體的水文化建設與發展、忽略了與周邊環境的統籌規劃和綜合治理、更忽略與整個城市的發展規劃相融合,所以治理工程追求河道斷面整齊劃一的梯形或矩形、河底為一定的縱坡深淺統一,河道走向追求筆直,內坡護砌追求硬質堅固性和防滲性。這種模式雖然有整潔美,但使整個河流完全與大自然隔絕,與人類疏遠,隨之河流濕地、淺灘消失、河道兩岸水陸連接過渡帶被破壞,水生動植物、生物隨之減少或消失,也違背了現代人回歸自然、反璞歸真的生活追求,與周邊生態環境極不協調。
四、城市水文化建設的措施
(一)采取新的現代治水工程設計理念
針對城市河流、湖泊資源存在的主要問題,我們可以采取現代治水工程設計新理念,與傳統的治水工程設計迥然不同,現代治水工程設計不僅僅從防洪、排澇的角度考慮,更要強調與流域規劃及城市總體發展規劃相一致,與城市河流、湖泊周圍環境、景觀相協調,與城市文明、城市文化的協調,充分體現出河道的防洪、排澇、景觀、生態、休閑、文化娛樂等方面多功能,使一河兩岸、一湖四周成為城市中一條亮麗風景線或一個帶有豐富內涵文化的節點景觀。在實際規劃設計中,可通過對每一項子工程的協同設計、優化,最終獲得整個工程的最佳設計效果;通過營造富于自然特色的親水環境,并融入底蘊深厚的文化元素節點景觀,提高空間感和環境舒適性,實現河流、湖泊水文化健康發展和全流域社會經濟的可持續發展。使一座城市因水的清澈而美麗、因水環境優美而宜居、因水的流動和水文化豐富多彩而富有生機和靈氣。
(二)采取先進的水生態修復技術
城市水生態修復技術是水文化建設的重要基石。修復技術主要是對現有流經市區河流、湖泊、經過綜合治理,而不是單純的采取原始護岸工程,只保障河道的行洪、排澇等基本功能,通過河道清淤工程、改變堤防結構形式、改變河流過水斷面形式與大小、改變治導線軌跡恢復河流自然流向、加大河道寬度、拓寬兩岸綠化帶面積和文化建設、居民區建設的空間、梯級修建節制、蓄水建筑物、修建親水平臺、修建水文化景觀等措施實現城區水生態修復。
(三)采取生態與效益雙贏策略
水文化建設不單純是一種文化,在賦予水文化內涵,提升城市品味的同時,也要兼顧經濟效益,這樣就可以為水文化建設提供經濟基礎,在城區以外河道的上游,特別是城市河道和湖泊進行生態修復治理工程時,要考慮修建濱河景觀大道或巡視檢查防汛道路和綠化帶、生態植物公園,文化創意園、博物展覽館等文化項目,既方便城市河道、湖泊的管理和防汛工作,又有一定的經濟效益。在城區河道、湖泊生態修復綜合治理中,在修建橡膠壩、節制閘、滾水壩、跌水等蓄水工程提高河道、湖泊的防洪效益的同時,要側重于生態護坡、防滲工程、景觀工程,不僅可產生很大的節水效益,生態效益、第三產業效益,還會產生較大的間接的效益。這樣城市河道、湖泊生態修復綜合治理后岸邊增加的土地,除滿足修建巡河路、綠化帶和景觀公園、文化創意園等文化項目建設外,還可置換出大量的城市建設用地,而且由于河流、湖泊生態環境的改善,又可推動河道、湖泊周邊的地價、房價升值,間接效益也會非常明顯。這樣生態與效益雙贏的策略,才能使城市水文化建設得到可持續發展。
五、水文化的創新與傳承
筆者所在的江西省贛州市有大量的水文化表現載體,例如瑞金市沙洲壩的紅井、中華蘇維埃山林水利局舊址、涌金門古城墻浮橋、安遠縣的東風水庫以及聞名中外的福壽溝等。通過這些富含著文化、歷史的水文化載體,人們感受到水文化的深厚底蘊和魅力。如何更好的把這些水文化載體傳承和發揚下去,是一項非常有意義的工作。人們在生活中感受水文化,理解水文化,創造水文化,升華水文化,最終達到人水和諧。
六、結語
水文化伴隨著我國的歷史悠久流傳,與我國的歷史文化密切相連,其已是我國燦爛歷史文化中的重要組成部分。本文簡單的分析了城市水文化的建設,希望能為水資源保護、城市建設等方面提供一些有用的幫助。
參考文獻:
[1]焦麗燕.論建立城市水文化建設檔案的必要性及意義[J].科技創業家,2013,(9).
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關鍵詞:生物 生態 修復技術 內涵 外延 應用
1 概念、定義及主要特點
何謂“生物-生態修復”,它的內涵和外延應該如何確定,以及不同技術措施的作用、效果和聯系如何,等等。回答這些問題對推進和實施河流生物-生態修復工作具有重要意義。
1.1 河流生物修復
生物——系指有生命的物體。一般指動物、植物和微生物。有時專指微生物,如生物制劑、生物制品等等。污水生物處理和河流生物修復中的“生物”,一般專指“微生物”,不包括“植物”和“動物”。廣義的生物修復也包括“動物”和“植物”修復。
生物修復——是指利用微生物的生命代謝活動減少存于環境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化,使污染了的環境能部分或完全恢復到原始狀態的過程。它包括:①污染土壤的生物修復;②污染河流的生物修復;③污染湖泊的生物修復;④污染地下水的生物修復;⑤污染海洋的生物修復;⑥污染大氣的生物修復;⑦固體廢物污染的生物修復等。
河流生物修復——是指用微生物或微生物菌群來降解河流水體中的有機物或有毒有害物質,如COD、BOD5、有機氮或氨氮、石油類、揮發酚等,或使這類物質變成無毒的、無害的,如二氧化碳、氮氣或水等,從而使河流水質得到改善,河流生態得到恢復或修復。生物修復已成功應用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。
河流生物修復工程——是指利用生物修復技術在河道內或河道傍側修建或實施的旨在改善河流水質、治理河流污染的工程或非工程的技術手段。它包括:河道或水庫內,以及壩、陂前的增氧曝氣工程,用于改善或處理河流水質的河流傍側工程、河流底部工程,以及直接向河道內投放特種、高效菌種或利用特種、高效菌種直接凈化河流水質的工程技術等。
1.2 河流生態修復
生態——指生物在一定自然環境下生存和發展的狀態,也指生物的生理特性和生活習性。此概念下的“生物”,一般不包含“微生物”。
生態修復——是指利用生態工程學或生態平衡、物質循環的原理和技術方法或手段,對受污染或受破壞、受脅迫環境下的生物(包括生物群體,下同)生存和發展狀態的改善、改良或恢復、重現。其中包含對生物生存物理、化學環境的改善和對生物生存“鄰里”、食物鏈環境的改善等。
河流生態修復措施主要包含:①工程措施。如:生態河道、生態堤岸、人工濕地和人工產卵場、越冬場、育幼場、回游通道,以及河道內增氧曝氣等等;②生物措施。如:植物生態修復措施,動物生態修復措施,生物增殖、放流技術等;③綜合措施。如:微生物修復與植物、動物修復的結合,微生物修復與生態河道、生態堤岸的結合,生態、生物修復與保育、管理措施的結合,河道內生態修復與河道外濕地修復的結合,陸地水土保持、生態修復與河流生態修復的結合,等等。
1.3 河流生物修復與河流生態修復的異同
目標和對象不同:河流生物修復的對象是水質;目標是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、發展的水質條件。河流生態修復的對象是水生生物生存和發展的整個環境,包括水量、水質、水位、流速、水深、水溫、水面寬度,漲水、落水時間,以及產卵場、越冬場、育肥場、回游通道的修復或恢復等等;目標是為水生生物或特有的生物種群提供良好的生和發展環境。
所采用的技術和手段不同:生物修復的技術核心是微生物及微生物使用和利用等。生態修復的核心技術是生態工程學和生物、生命科學等。
兩者的共同點和不同點:生態修復可以包含生物修復,生物修復可以是生態修復的一個部分或一項主要內容;兩者的共同點或共同目標都是改善或改良生物的生存和發展環境。不同點是:生物修復是針對水體污染的修復,生態修復是針對水生生物及其生存環境的整體修復。
對于污染嚴重,并有產卵場、育幼場、越冬場或回游通道損傷及破壞的河流,一般應首先采取生物修復技術恢復河流水質,然后采取生態修復措施恢復河流生物棲息地和回游通道等。
1.4 河流生物修復工程與城鎮污水處理廠的異同
相同點和不同點:河流生物修復是利用微生物凈化污水的特點和規律,對受污染水體(河流)進行凈化處理的技術;城鎮污水處理廠是利用微生物凈化污水的特點和規律,對用管道收集到的社區污水進行凈化處理的技術。城鎮污水處理廠的出水可排入河流,也可用作市政回用、沖廁、農灌等等;河流生物修復工程處理過的河水一般必須重新流入河道。兩者的相同點是技術內涵完全一致,不同點是工作對象的來源和工作成果的服務對象。
由于污水處理廠工程和生物修復工程所處理或針對的水源不同和處理后的水量所服務對象不同,從而導致了污水處理廠工程與河流生態修復工程在建設地點、規模、工藝流程、產品形態、表現形式等諸多方面的差別。一般情況下,城市污水處理廠的進水污染物濃度高、變化小,河流生物修復工程所針對的河水濃度相對較低、變幅很大;在水量方面,河流生物修復工程面臨的變化更大。因而,在工藝設計中,一般要求河流生物修復工程具有更強的耐沖擊能力和防堵塞能力等。
1.5 河流生物修復與河湖污染直接凈化和“就地生物處理”的異同
除了河流生物-生態修復之外,河湖污染直接凈化、“就地生物處理”等詞語也經常被有關專家推崇和一些學者“炒作”。筆者認為:河湖污染生物修復工程技術與河湖污染生物直接凈化工程技術、河湖污染“就地生物處理”工程技術,在內涵和外延方面沒有明顯的區別,其實質都是利用生物處理技術就地治理河湖水質污染,其表現形式也是相互包含或完全一致的。
1.6 河流生態修復與傳統河流整治工程的異同
河流生態修復工程的目標是:修復或恢復受到污染、破壞或工程脅迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化學和水文環境,及其“鄰里”依存和食物鏈的關系。傳統河流整治工程的目標是:防治洪水決堤、漫溢和確保人類社會、經濟和生命財產安全;或者是保證河流的航運能力等經濟功能。兩者的直接目的和目標雖然相差甚遠,但其工作的對象卻完全一致,即都是將工程的措施作用于河流或河道。因而兩者的設計和實施過程,必然會存在著諸多的不同、對立和矛盾。這種對立和矛盾必須通過目標分析和不同學科人員之間的溝通、協調和共同努力進行解決。因為兩者的最終目標都是為了人類自己。
為此,從20世紀70年代開始,發達國家科技界和工程界針對水利工程對河流生態系統的負面影響,開發研究了河流生態恢復的理論和技術。從而,確立了解決這種矛盾和對立的基本方法和規則。河流生態工程在德國稱為“河流生態自然工程”,日本稱為“多自然型建設工法”,美國稱為“自然河道設計技術”。與之相應,一些發達國家在河道整治工程和堤防工程設計、施工規范中增加了河流生態建設的內容,或者頒布了專門的河流生態工程設計導則。依據這些導則和方法,河道水利工程在滿足防洪、防災和經濟目標的同時,可以兼顧河流生態修復和恢復需求。 2 不同技術措施的適應性評價及其合理使用
2.1 對受污染河流的適應性
河流污染治理一般應從源頭做起。但源頭治理能力也是有限的。以深圳河(含深圳灣,下同)的污染治理為例,截止2003年底,該流域已建污水處理廠四座,設計污水處理能力為142萬m3/d,比當年實際污水排放量125萬m3/d高 16.6%。然而,深圳河水質依然黑臭,常年處于劣Ⅴ類的狀態。通過分析認為:污水截流不徹底和深圳河納污能力過小是主要原因,除此之外,還有城市面源和部分城區尚未截流等原因。一般認為,對于類似深圳市自然環境和社區經濟布局的城市,污水截流管網健全,城市污水截流率可以達到90%,最高很難超過95%。深圳市河流枯水期的污水量遠遠大于徑流水量,有10%的未截流污水,加上面源污染等因素,河流依然黑臭,應該是在情理之中的。除此之外,還有城市污水管網收集不到的邊緣村鎮污水,以及城市污水處理廠對氨氮、總氮、總磷的去處能力十分有限等,也是需要實施河流污染生物-生態修復的主要原因。
河流污染生物-生態修復與城市污水處理廠相比,主要優點在于:①不需要占用城區土地或優質耕地;②不需要高于城市污水廠投資數倍的管道網絡及其維護;③距城市居民區一般相對較遠,不擾民或者較少擾民等。然而,河流污染生物-生態修復在治理污染方面,僅僅是對城市污水處理廠的補充,而不能代替城市污水處理廠。因為大量、高濃度城市污水采用污水處理廠治理比采用河流生物-生態修復治理經濟的多。
在河流生物-生態修復措施中,對于污染相對嚴重的河流,使用生物(微生物)修復比生態修復工程措施要優越得多。在生物修復工程中,河底工程和河道傍側工程一般有微生物固定化的措施,比采用沒有微生物固定化措施的河中曝氣或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌種方面,使用有針對性的高科技微生物菌種,比使用自然微生物菌種的效果好得多。
2.2 對富營養化水體的適應性
湖泊、水庫和河口、海灣、近海的富營養化,是人類社會的一個難題。城市污水處理廠和河流生物修復的辦法,對有機污染物的治理效果十分顯著,但當有機物被氧化、分解和揮發、無害化之后,總是仍有相當部分已經無機化的氮、磷營養物質不能得到去除。對于無機磷污染物,采用化學的辦法基本可以得到有效;對于無機氮污染物,目前還沒有比較好的處理方法。這些營養物質進入湖泊、水庫、河口、海灣、近海等緩流水體后,在適宜的環境條件下,會使水體中某些藻類或植物瘋長,產生水華、赤潮和富營養化,從而導致嚴重的生態災難和水生生物死亡,以及造成湖泊水面萎縮、甚至消失等。
氮、磷元素是植物生長必需的營養物質。因而,治理氮、磷最好辦法是植物生態處理或植物生態修復。對于城市而言,土地是制約植物生態處理和修復的重要因素。充分利用河灘、湖灘、海灘、海灣及其它濕地,以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。對專門用于治理氮、磷污染的濕地而言,在海灘、海灣、河口和淺海,以紅樹林和海帶植物比較好;對陸域濕地,以蘆葦、茭草、蒲草、茭白等植物比較好。對河、湖、水庫、海灣、海岸進行生態修復,必須滿足防洪、防潮和景觀等要求。
2.3 對水利工程脅迫的適應性
水利工程對河流生態的脅迫主要表現在兩方面:一是河道、航道整治使自然河流渠道化,從而破壞水生生物的產卵場、棲息地和河流形態的多樣化,以及減弱河流的自然凈化能力和破壞岸邊生態系統;二是水壩建設使自然河流非連續化,從而淹沒生物產卵場、棲息地和阻斷魚類的回游通道,以及降低河流的自然凈化能力和破壞河流形態的多樣性等等。對此,可采用河道、河型多樣化的生態修復措施,設置人工產卵床,建設人工產卵場、棲息地和回游通道,以及人工放流等措施緩解。水利工程對河流生態的脅迫主要是生物生境和生態條件的改變,因而,修復的措施以河流生態水工學和水生生物增殖、放流措施為主。
3 河流生物修復的技術類型及其應用
3.1 河道底部生物處理修復工程
以深圳市大沙河河底式生物處理工程為例。該工程坐落在深圳市南山區大沙河大學城河段,設計污水處理能為4000m3/d,設計水流停留時間4.8h。采用的處理技術為日本 “自然循環方式水處理系統技術”。該技術的創新特點是利用自然土壤和水田對污水凈化的原理,不使用任何化學藥品,通過使用石頭、木炭、塑料球以及經過特殊加工的木炭(生物炭),作為凈化過濾材料達到綜合凈化污水的目的。
該工程的主要設施由6個單元組成,分別為污泥儲存單元、水量分流單元、接觸沉淀單元、接觸曝氣單元1、接觸曝氣單元2和出水整理脫色脫臭單元等。通過這幾個單元的組合,可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS(陰離子界面活性物質),同時,也能有效去除氨態氮。處理效果見表1。 3.2 河道傍側生物處理修復工程
北京二道河傍側生物處理與修復工程。該工程坐落在北京市順義區首都機場附近,設計日處理污水量1.7萬m3/d,采用的處理技術為固定化高效微生物—曝氣生物濾池(簡稱I-BAF)。該工程屬實驗工程,僅有一個長100m、寬6m、有效水深5.5m的長條形曝氣生物濾池,有效池容3300m3,停留時間4.7h。濾池內填裝網狀懸浮大孔載體,載體高度3.2m。工程的前處理部分僅有一個格柵和一個用堆石壩攔截污水形成的回水區,依次起到穩定取水和沉淀泥沙的目的。處理效果見表2。
另外,日本江戶川支流坂川古崎凈化場,韓國漢江支流良才川水質凈化廠等河道傍側工程的處理效果也很好。
3.3 河道內曝氣和高效微生物處理修復工程
河道水體人工曝氣復氧是一種有效的河流生物-生態修復技術。20世紀60年代起,國外已有不少國家應用人工曝氣復氧改善河流水質和生態環境。如,德國的魯爾河、萊茵河,英國的泰晤士河、特倫物河,美國的福克斯河、佛博河及威斯康星河等,均有成功的工程范例。在國內,上海環境科學研究院對蘇州河水體進行了實驗室研究,結果表明,即使黑臭程度高的河水,在有氧條件下20小時后臭味也可基本去除,水體顏色明顯改觀,COD、BOD濃度大幅下降。
微生物作為河流生物修復技術的核心,國外的開發研究很多。美國、英國、加拿大、日本、巴西等國家,已有上百種商品化的微生物制劑可供選用。根據實驗結果,在處理特種廢水方面,高效微生物比普通微生物高幾倍到十幾倍,而且還能夠處理普通生物法不能處理的廢水。在城市污水方面,使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外,還具有良好的脫氮除鱗效果。將高效微生物直接用于河流水質修復,成本較高,容易造成流失和浪費,目前國內使用的不多。但通過微生物固定化技術或生物濾池技術,使用高效為生物的實例國內已有許多。
4 河流生態修復的技術類型及其應用
4.1 山區河流的生態修復
山區河流比降大、水流急,寬深比小,來沙量遠遠小于挾沙量,河床往往有大石塊和不均勻的麻砂組成。經過自然發育后,往往形成階梯—深潭結構的河道形態。階梯-深潭結構穩定了河床,從而穩定了岸坡,在一定的溫度和降雨條件下兩岸有發育良好的植被,河流底棲動物密度比鄰近的具有同樣氣候水文條件但不發育階梯-深潭結構的河流高出1000多倍,生物多樣性指數也大得多。這是由于階梯-深潭創造了多樣性的生物棲息地的緣故。
目前,德國、日本和我國的臺灣等,都在模擬使用階梯-深潭結構治理山區河流和修復河流生態。 4.2 生態護岸工程
生態護岸的目的在于為野生動物提供棲息地和隱蔽場所,保障自然環境和人居環境的和諧統一,對河岸進行加固,防治河道淤積、侵蝕和下切等。生態護岸材料主要有:石頭、木材、多孔混凝土構件和自然材質制成的柔性結構等等。在設計新材料護岸時,應確保水流作用下的結構安全,選擇能夠適應河流長期演變的結構形式,與河灘地和丁壩組合在一起保護護岸穩定。
我國深圳市已建人工濕地生態修復與處理工程數座,對COD的去除率一般可達70%~80%,對氨氮的去除率一般可達50%~60%。每1m3/d處理能力的占地面積大約為3m2。
4.4 人工產卵場、棲息地和回游通道工程
過魚設施的基本原理是利用魚類的向流(逆流)行為,人工創造更大的流速,將魚誘入進口,讓魚類自行溯游過壩,或運用各種手段運送過壩,主要有魚道、魚閘、升魚機、集運魚船等。
人工模擬產卵場、棲息地是指在壩下附近的支流或人工渠道內,模擬產卵場、棲息地要求的環境,讓魚類自行進入產卵場或棲息地(下圖為某河流上的魚類洄游通道)。
4.5 人工增殖站和生物放流工程
人工繁殖放流是指建立人工產卵場,收集和培育親魚,人工催青,人工孵化育苗,培育魚種,將一定規格的幼魚放入壩下河流,讓其下海生長。目前國內外都十分重視設置人工增殖站,開展人工增殖、放流工作,用于解決水壩對水生生物的阻隔。
水庫修建后,營養物質在庫內富集,浮游生物迅速生長,如果不能很好利用,將會自然死亡,惡性循環,從而造成富營養化和水質污染等。按照生態平衡原理,合理投放食用不同浮游生物的魚種進庫,進行生態修復,用產品的形式讓富營養物質出庫,既能清潔水庫,又能收獲魚產,可以做到一舉兩得。所有這些,都需要有生命科學和生物、生態技術作為支撐。
主要參考文獻:
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篇10
1)嚴格實施水資源總量控制,從嚴開展水資源論證,加強水功能區保護管理。定期監測、評價重點水功能區水量、水質以及入河排污口的排污情況,按月水質通報。
2)全面實施大汶河綜合開發。先后投資10多億元,建設泉林、顏謝、汶口二號壩、顏張壩等大型橡膠攔河壩6座,形成長42km,靜態蓄水6500萬m3,總面積達30km2的大水面景觀,打造了泰城東南部水生態長廊,重現了汶水徂徠如畫的景觀,推進了泰城由“依山而建”向“依山傍水”發展。
3)堅持不懈地抓好水土保持工作。泰安市每年治理水土流失面積81km2。中心城區建設項目水土保持申報率、實施率、驗收率全部達到了97%,水土流失治理程度達98%。加快東平湖蓄水影響處理工程和污染防治工程,確保南水北調水質長期穩定;實施國家立項的全省最大的生態濕地項目———泮河生態濕地工程。
4)編制完成了泰安現代水網規劃。按照水資源調配網、防洪調度網、水系生態網“三網合一”的求,委托中國水利水電科學研究院編制了泰安現代水網規劃,在現有水利工程架構的基礎上,以現代治水理念為指導,采用當代先進的水利工程技術、水利信息化、科學管理調度等手段,進行整合與提升,使之形成集防洪、供水、生態等多功能于一體的復合型水利工程網絡體系。構建現代水網是泰安市統籌解決水資源分布不均、實現水資源可持續利用的迫切需要,是保障防洪安全、提高防洪減災能力的迫切需要,是改善生態環境、推進水生態文明城市建設的迫切需要。規劃通過5~10年的努力,基本建成“一軸眾支暢通、湖庫閘泵聯調,蓄分滯泄并舉、興利除害兼籌”的防洪減災工程體系,初步形成“一湖百庫千塘,一軸四縱十橫,上蓄中引下調,五水高效統籌”的水資源配置格局,著力構建“三山六片百庫,一河五城五帶,一湖三廊百景,河湖庫渠健康”的水生態體系。
5)積極構建城市生態水網。泰安市堅持“水安全、水經濟、水文化、水生態、水景觀”五位一體的總體布局,規劃實施了泮河、奈河、梳洗河、七里河、唐莊河、明堂河等綜合水系治理工程;建設分流控導工程,構建形成了九河貫通的環城水網,實現了汛期城區河流水位平穩,確保防洪安全,并可在枯水期通過勝利渠及時補充水源,實現一年四季常流水、流清水的目標。
2建設水系景觀,打造生態家園
近年來,市委、市政府以改善水環境、保護水生態、建設水景觀、弘揚水文化為目標,大力發展城市水利、生態水利、人文水利、景觀水利。堅持高品位規劃、高水平設計、高質量建設、高標準管理、高效益運營原則,大力開展水利風景區建設,全市已建成國家級水利風景區5處,省級水利風景區5處,其中,泰城區建成了天平湖、天頤湖2處國家級,天澤湖、彩石溪2處省級水利風景區;突出親水設施建設,各景區建有人工沙灘、親水平臺,設置了文化長廊、木柵廊道;堅持水利風景區建設與水利工程建設相結合的原則,注重藝術性與觀賞性,突出綠化效果與文化蘊涵,建一處工程成一處景區,先后建成了東湖、南湖、龍澤湖、碧霞湖、泮河、鳳凰河、明堂河等水利景觀帶,構建起了以河為骨、以水為魂、以綠為脈、以文為韻的城市水利風景區。通過對泰城水系的改造,構建“大水面”景觀,實現顯水透綠,打造“七湖九河”的水系特色,進一步推動沿河開發,提升城市景觀,營造更加生態、宜居的美好家園。
3把握水生態文明城市建設的關鍵環節
在創建水生態文明城市的過程中,必須清醒地看到泰安市在個別方面還存在一定的差距,因此,要準確把握住水生態文明城市建設的關鍵環節,通過努力,有效解決不足,爭取早日達到考核標準。
3.1加強協調,形成創建合力
水生態文明城市建設涉及城市防洪排澇供水工程建設、水資源配置與節水用水、水生態修復與水環境整治、河湖岸線綠化、美化、亮化與水景觀營造、水管理體制等,關系到城市功能的發揮、生態環境安全的保障和經濟社會的可持續發展,是一項十分復雜的系統工程,是一項需要長期努力的工作,必須要政府主導、部門聯動,形成規范有序的工作機制。
3.2抓好試點,發揮典型帶動作用
水生態文明城市創建要以點帶面,以基本具備條件的泰安市城區、新泰市、肥城市為試點,先行開展創建工作,對創建難點實行重點突破,選擇亮點工作加以重點培植和提升,形成單項或整體工作的典范。對符合水生態文明城市創建要求的已有成果要鞏固提高并予以完善,對已經形成和較為成熟的經驗做法,要及時總結提煉,形成理論成果,不斷提升整體工作水平。
3.3加強宣傳,推動全民參與創建
水生態文明城市建設需要社會各界和人民群眾的廣泛參與,因此要加強水生態文明城市宣傳工作,緊緊抓住水生態文明城市建設的公益性定位,高舉水生態修復與保護的旗幟,宣傳建設的重要意義,讓創建工作成為政府和社會各界的共識。充分利用廣播、電視、報刊、網絡等媒體資源,開展多形式、多渠道的宣傳活動,對創建工作過程中的階段成效、重點項目、大型活動進行全方位的重點報道,動員全社會力量共同參與水生態文明城市的建設。
3.4加強督查,促進創建工作開展