濕地生態修復技術范文
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篇1
1.引言
作為城市系統中自然地理因素之一的城區河道,它具有供應水源、提供綠地、保護環境和開展旅游等一系列的生態功能,對城市生態建設具有十分重要的意義,可為城市的生活和生產就近提供水源,減弱城市熱島效應和洪澇災害,為城市綠地建設提供基地,豐富城市景觀多樣性和城市物種多樣性,為市民創造文體娛樂與親近自然的空間。河流獨特的形象功能具有不可估量的社會經濟意義,世界上有許多著名城市中河流及兩岸景觀,已成為該城市的標志,如巴黎的塞納河,倫敦的泰晤士河等。城市河流作為城市生態系統的重要因素,越來越為城市建設者所關注,其生態功能的應用,也逐漸被引人到生態城市的建設中。
2.城市河道底泥處理技術比較
城市河流水體底泥污染已經成為世界范圍內的一個環境問題。污染物主要是通過大氣沉降、廢水排放以及雨水淋溶和沖刷進人水體,最后沉積到底泥中并逐漸富集,使底泥受到嚴重污染。
底泥的污染歸根結底是對水體的污染和底棲生物的危害。如果能消除其對水體和底棲生物的作用,則就能有效降低污染底泥的環境影響。因而,底泥污染的控制既可采用固定的方法阻止污染物在生態系統中的遷移,也可采用各種處理方法降低或消除污染物的毒性,以減小其危害。由于有些城區河道底泥淤積嚴重,開展底泥修復工作是提高河道排洪能力和促進河水水質改善的必要措施。底泥修復技術主要有兩種,即物理修復和生物一生態修復。
2.1物理修復
物理修復是借助工程技術措施,消除底泥污染的一種方法,主要有疏浚、引水、填沙掩蔽等措施。其中疏浚是最常見的方法。物理修復最大的優點是見效快。當底泥中污染物的濃度高出本底值2一3倍時,即認為對人類及水生生態系統有潛在危害,則要考慮進行疏浚。
目前國內最常用的疏浚清淤機型式主要有抓斗式、鏈斗式、反鏟式、耙吸式和絞吸式等。但是這些機型基本上都是龐然大物,適合大型水體,而城區河道一般寬度不是很大,而且橋梁較多,凈高凈寬都小,而且難以拋錨,所以這些龐然大物并不適合城區河道進行疏浚作業。
通過相關研究和技術應用來看,物理疏浚技術在一定程度上取得了效果較為明顯,但是從總體來說還是存在幾個問題:(1)成本比較高。疏浚的成本受到許多因素影響,其中主要包括設備類型、項目大小、堆放場、底泥密度、輸送距離、底泥的綜合利用等。也有人作過相應的預算,機械清淤lhm2時底泥約需9.9-24.7萬美元。(2)疏浚過深將會破壞原有的生態系統。底泥疏??赡軙コ讞?,破壞魚類的食物鏈。如果底泥被完全疏挖,可能需要2-3年的時間才能重新建立底棲生物群落。如果底泥疏挖不徹底,底棲生物群落的恢復相對比較快。因此采取疏浚方法時,必須加強實驗研究和科學決策,慎重考慮投入效益比。(3)城市河道清淤疏浚工作不同于湖泊,湖泊水面開闊,方便疏浚船進行水上作業。而城區河道斷面一般較小,且河道中長年有水流動,這給疏浚作業帶來了困難。特別是有些需要清淤的河道靠近鬧市區,疏浚工作必須安排在夜間進行,這也會給施工帶來一定的不便。(4)疏浚底泥的處理是環境保護的選擇。疏浚底泥以其量大、污染物成分復雜、含水率高而使其處理困難。目前國內多采用農田施用和填埋處理,污泥的利用價值低,處理不徹底,又極易造成二次污染。
2.2生物一生態修復
城市河道接納的主要污染物是生活污染源,所以底泥中有機物含量高,可生化性強,而且城區河道水條件穩定,適合采用生物一生態修復技術。底泥的生物一生態修復技術,是指利用培育的植物或培養、接種的微生物的生命活動,對底泥中的污染物進行轉移、轉化及降解,從而達到底泥修復的目的。近年來生物一生態修復技術已經得到各國廣泛的重視。
城市河道底泥的生物一生態修復技術包括原位修復技術和異位修復技術。原位修復技術就是指底泥不疏浚直接采用生物一生態技術對實進行修復。異位修復是指對疏浚后的底泥進行進一步的生物一生態修復。
2.2.1原位修復
原位修復技術對有機污染的底泥,最實用的辦法就是不疏浚,而是采用生物一生態修復技術在原地直接吸收、降解污染物。這樣不但可以節省大量疏浚費用,而且還能減少疏浚帶來的環境影響。
自然的河道中有大量的植物和微生物,它們都有降解污染有機物的作用。植物還可以向水里補充氧氣,有利于防止污染。河道生物一生態修復包括微生物修復和水生生物修復兩大部分,兩者棄一不可,只有互相配合,才能獲取總體治理效果。有研究表明,運用水生植物和微生物共同組成的生態系統能有效地去除多環芳烴的污染,高等水生植物可提供微生物生長的所需碳源和能源,根系周圍好氧菌數量多,使得水溶性差的芳香烴,如菲、蕙以及三氯乙烯在根系旁能被迅速降解。根周圍滲出液的存在,能提供降解微生物的活性。種植的水生植物的根莖能控制底泥中營養物的釋放,而在生長后期又能較方便的去除,帶走部分營養物。城區河道由于其特殊的地理位置,采用生物一生態修復技術時所選用的植物不但要滿足凈化水體的要求,而且還應該滿足美化環境的要求。
使用生物一生態修復技術,可以使河道整治由環境水利向生態水利轉化。但該修復技術在應用中也暴露出主要缺點:(1)在城市河道底泥修復過程中,生物—生態修復速度是十分緩慢的,相對于河道底泥疏浚,底泥修復其實是一個十分緩慢的過程。而且生物一生態修復過程中的水生植物的生長是與季節有關,微生物的生長活性與溫度、pH、溶解氧等諸多因素有關。(2)河流水質變化是隨機性,因為河流水質一般與進人河流的污染源排放特性相關,與河流周圍居民的生活特性和工廠生產周期相關。所以河道接納的污染物的不確定性對所選取修復的生物種類提出了很高的要求。(3)在以水生植物修復時,必須及時將其清除,從而避免植物在枯萎后產生腐敗分解,重新污染水體。
2.2.2異位修復
異位修復技術是與底泥疏浚同時進行使用的。此技術融合了疏浚和生物一生態修復技術的優點于一身,在今后一段時間內就有著很好的應用前景。疏浚底泥在很多時候是一種必需的選擇,但疏浚后的底泥處理則是一個環境保護的難題。目前國內多采用農田施用和填埋處理,污泥的利用價值低,處理不徹底,又極易造成二次污染。因此,建議采用生物處理方法加強對疏浚底泥的處理力度,利用人工反應器對疏浚污泥進行處理,先使其達到無害化,然后用作它用。比如用作建筑材料或路基材料,以代替粘土。底泥具有顆粒細、可塑性高、結合力強、收縮率大等特點,所生產的磚瓦質量高,而且不損壞耕地。這樣一方面可節省粘土的用量,減少對土地資源的破壞,另一方面又充分利用了污泥,減少了處置費用,節約用地,一舉多得。而且建筑材料需求量大,完全有可能大量接納疏浚污泥,使疏浚污泥變廢為寶。
3.結語
相對于我國來說,各種水體都受到了不同程度的污染,其中,城市河道的污染最為嚴重,如果采用國外投入大量資金用于疏浚和污泥處理來達到修復底泥的目的,這是不現實。綜合考慮經費投入和處理效果,大力發展生物一生態修復技術,如高等植物對底泥中重金屬的累積,特異微生物對有機物的分解等,在我國是一條切實可行的途徑。我國河流污染大都較為嚴重,單純使用物理修復疏浚所需經費太大,而單純使用生物處理又難以達到理想的效果,今后在城區的河道修復中應以發展疏浚和生物處理相結合的方法為主,實現底泥的資源再優化。
參考文獻
篇2
關鍵詞:水生植物;人工濕地公園;生態修復
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20150932024
1 人工濕地景觀水體的污染及治理概述
1.1 人工濕地景觀水體的污染現狀和原因
人工濕地景觀水體是指對天然的水體進行改造,或者是完全人工施工的封閉或者半封閉的水體,景觀水體的主要功能是觀賞、娛樂以及美化環境。例如,重慶璧山觀音塘濕地公園、重慶彩云湖國家濕地公園、重慶涪江國家濕地公園等。
旅游區、風景名勝區、城市公園、私人庭院、校園、高檔小區以及各類廠礦企業等為人工濕地景觀水體存在的主要地方,這些人工濕地景觀水體大多肩負著美觀和生態兩種功能。但是,景觀水體本身的特征以及外界環境、人為因素等的影響,大多數的景觀水體都受到了不同程度的污染,部分景觀水體更是污染了周圍的環境,給周邊的游客、居民帶來了負面影響,對周邊的生態環境造成了污染。根據我國相關統計數據得知,我國有超過90%的公園水體受到了不同程度的污染,水體臟亂發黑、發臭,水體富營養化嚴重。目前城市公園中的水體水質的調查結果都顯示,水質存在富營養化的特征,且水體中的磷鹽和氮鹽含量較高。我國湖泊中的水體水質富營養化程度不斷加深,大多數的湖泊水質都為四類、劣四類甚至是劣五類。湖泊通過清淤、換水等方法緩解水質,但即使是處理過后的水體,水質仍然屬于富營養化。
人工濕地景觀水體不僅要具備景觀的特質,還要具備調節生態環境的功能,但是受到整體環境、人為因素等原因的影響,水質不斷惡化。目前,水體污染的原因主要包括3個方面:人工濕地景觀水體大多為封閉或者半封閉的狀態,水體流動緩慢,甚至有的是靜止的水體。水體的面積較小,自身的凈化能力較弱,需要人工處理。即使部分面積較大的景觀水體,如重慶璧山觀音塘濕地公園、重慶彩云湖國家濕地公園等,由于這些湖泊是淺水性湖泊,湖底容易沉積各類污染物,治理的難度較大;人工濕地景觀水體作為人工建造或者是人工改造的水體,水體的形狀、駁岸、岸邊的坡度以及池底的形式在設計中會存在各種問題,影響了景觀水體的蓄水能力和流動能力,導致水體的流動緩慢、甚至呈現出死水的問題;人工濕地景觀水體周邊人類的活動頻繁,因此外在污染源較多,人為因素給水體帶來了污染,例如,生活垃圾、污水以及工業污水等,都是破壞水體生態平衡的重要因素。
1.2 人工濕地景觀水體污染治理方法
人工濕地景觀水體的污染治理要研究水體受污染的程度以及造成污染的原因,從而針對性的進行治理修復,實現治理的最優化。目前,全球對景觀水體的治理和修復方法主要分為3種,分別是物理修復、化學修復以及生物-生態修復,以上3種修復方法都涉及多種技術手段,同時各有優劣。
另外,根據景觀水體需要修復位置的不同,水體的修復方法包括原位修復技術和異位修復技術,而人工濕地景觀水體的修復大多采用異位修復技術。不管是采取何種修復方法,都存在一定的弊端。因此,在治理修復人工濕地景觀水體時,要充分調研水體的污染源以及污染的程度,結合多種修復手段,結合人工濕地景觀水體的景觀和生態功能,制定出短期和長期的治理修復目標,對設計的修復方案進行優化和調整。同時,人工濕地景觀水體的治理要注重提高水體自身的凈化能力,從而促進水體的生態平衡,保持持續性的穩定狀態。
2 種植水生植物對水體水質的影響
2.1 吸收水體中的污染物
水體中的水生植物能夠直接吸收并且利用污水中的各類營養物質,污水中的有機氮被微生物分解并轉化,無機氮是水生植物生長中重要的營養物質,植物吸收無機氮后,合成蛋白質、有機氮,而收割水生植物可將有機氮、無機氮從人工濕地水體中除去。污水中的無機磷也是水生植物生長中的營養物質,植物吸收、同化無機磷,轉化成植物的有機成分,最終可通過收割植物除去無機磷。生根的植物除去砂土中的氮磷物質,浮水植物能夠去除水中的營養物質。大型挺水植物的莖和葉、浮水植物能夠過濾沉淀砂石和有機微粒。
2.2 微生物的降解作用
微生物能夠將人工濕地景觀水體中的有機物質轉化成營養物質,而人工濕地水體中的微生物的種類和數量非常龐大。由于人工濕地景觀水體中的植物根系形成了網絡狀,植物根系周圍形成了厭氧、缺氧和好氧三種環境,不同類型的微生物能夠分別進行吸附和代謝的工作,從而更好的分解水中的營養物質,促進人工濕地景觀水體形成良好的污水處理系統。
2.3 吸附、沉降作用
人工濕地景觀水體中的植物還能夠吸附有毒有害物質,包括重金屬等,且沉水植物的吸附和沉降能力高于漂浮植物和挺水植物,植物的不同部位的吸附沉降能力也具有較大的差別。景觀水體中的植物能夠較好的吸收、吸附污染物,水體的凈化能力得到提高。另外,水生植物能夠通過生化作用分解消除水底的沉降污染物,利用光合作用分解污染物,而植物的根系部位為微生物提供降解環境,促進污染物的排除。
2.4 對藻類生長的抑制作用
水生植物與浮游藻類之間進行光照、營養物質以及生長空間的競爭,減緩浮游藻類的生長。浮葉植物以及漂浮植物遮擋了浮游藻類生長需要的光照,同時有些水生植物能夠分泌出導致浮游藻類死亡的物質,最終減少水體中的浮游藻類,促進水體的凈化功能。
2.5 水生植物景觀設計
人工濕地景觀具備觀賞和生態兩種功能,水生植物的設計也要考慮到觀賞和生態兩種功能,因此要進行合理的設計。在設計水生植物時,要充分結合湖床的形狀設計,根據水位由淺到深的原則,分別種植挺水植物、浮葉植物以及沉水植物和漂浮植物。例如,種植荷花時,要做好控制管理,防止荷花蔓延,要留出一定的空間種植睡蓮等,保證空間的層次化。在景觀水體的邊沿要種植挺水植物,美化湖岸的線條。沉水植物種植時需要設置圍欄,防止占據太大空間,同時要注意收割,既能夠保持植物的生長,保證美觀,同時提升景觀水體的生態平衡。
2.6 人工濕地對水體生態的影響
人工濕地能夠凈化水質且調節生態,我國各地的氣候條件千差萬別,部分地區干燥雨少,湖中常常出現水少的現象,不利于水生植物的生長以及當地生態環境的平衡,人工濕地能夠改善并且緩解水平衡。建造人工濕地系統,能夠在冬季少水的情況下,為公園供水提供保障,促進水體生態環境的平衡。
2.7 水體生態的多樣性變化
由于我國對生態環境的重視,目前我國大多數的人工濕地景觀水體都基本保持平衡狀態,以往的臟亂得到了改善,一年四季不僅水質好,同時水生植物的存在,更具備了觀賞的價值,且魚蝦等水生動物也有了更好的生存環境,部分湖中還出現了底棲生物,形成了完整的生態系統。水生植物提升了水質,形成了良好的生態環境,而好的生態環境則孕育了水生植物和動物,促進了生態環境的可持續發展。
3 應用水生植物進行生態修復時需注意的問題
3.1 季節性明顯
水生植物修復景觀水體時體現了較強的季節性特征,夏季修復效果最佳,冬季修復較差。主要是由于冬季品種較少,冬季植物對水體的污染凈化效果較差,觀賞價值也次于夏季。在種植水生植物時,要充分考慮到冬季和夏季的區別,可結合常綠植物或者是耐水濕能力的常綠品種,保持冬季的水體修復功能。
3.2 綜合考慮各種因素,確保生態修復效果
使用水生植物修復人工濕地景觀水體時,要根據景觀水體的污染程度、污染源以及當地水生植物的生長特點、氣候、水紋和岸邊植物設計水生植物。不同的水生植物具有對不同污染物的吸收能力,不同植物之間也存在相生相克,因此要綜合考慮不同植物之間的合理搭配,形成生態與觀賞兼具的植物景觀系統。
3.3 加強養護管理,謹防二次污染
水生植物多數能夠大面積繁衍,一旦疏于養護管理,會出現瘋長、蔓延的情況,例如水芹菜、水花生、野茭白等都會對水體造成不同程度的侵害。因此,必須要對水生植物進行定期收割、處理,冬季可以對部分水生植物進行剪除,防止蚊蠅的泛濫以及水體發黑發臭等。
4 水生植物生態修復技術的應用實例
4.1 重慶市彩云湖國家濕地公園概況
重慶市重慶彩云湖國家濕地公園占地107hm2,位于科技城中心,具有生態保護、防洪減災、休閑娛樂、科普教育以及園林景觀等多重功能。該人工濕地公園的重要風格為立體濕地,溪流、梯田以及池塘的搭配突出了彩云湖的立體特點。而梯田不僅具有田園風光特點,同時還起到了清水、凈化的作用。濕地公園的凈水系統包括塘床生態系統、厭氧沉淀池以及水生植物生態圈等。出于生態和觀賞的需要,桃花溪、彩云湖和梯田形成了完整的生態圈,水生植物沉淀、吸附、分解水體中的污染物,改善水質,保持生態的平衡。
4.2 濕地公園中水生植物的種類組成
彩云湖國家濕地公園中的水生植物主要有6種,分別屬于5科,包括3種漂浮類水生植物、1種浮水類水生植物和2種沉水類水生植物。選擇的水生植物以香蒲、蘆葦、水菖蒲、荷花、睡蓮等常見植物為主。這些常見植物既能夠較好的生長,適應當地的環境氣候,同時由于人們熟知這些植物,具備較好的觀賞價值。
4.3 濕地公園植物床中水生植物的生態功能
彩云湖國家濕地公園種的水生植物主要蘆葦、傘草以及香蒲、荷花、茭白等植物。蘆葦擁有較強的輸氧能力,茭白能夠吸收氮磷等物質。兩者的結合能夠較好的處理污染物。同時,蘆葦還能夠分解水中的污染物,處理好富營養化的水體,克制浮游藻類的生長。荷花、睡蓮等植物則能夠較好的分解、除去氮磷物質,還能夠凈化水質,使水更為清澈。香蒲能夠凈化富營養水體,去除水中的重金屬污染物。傘草的根系發達,管理較為容易,具有較好的觀賞價值。該濕地公園種植多品種的植物,既能夠起到凈化水質的作用,同時還能夠達到觀賞的目的。
5 結語
人工濕地景觀水體大多肩負著美觀和生態兩種功能。但是,景觀水體本身的特征以及外界環境、人為因素等的影響,大多數的景觀水體都受到了不同程度的污染,對周邊的生態環境造成了污染。濕地景觀水體處理種,水生植物的成本較低,后期的養護管理也相對容易,同時水生植物能夠達到保持水體生態長期穩定的目的。在水生植物設計中,要充分結合濕地景觀的氣候、形狀、具體地理環境等,綜合性的考慮,實現生態與觀賞功能一體化。人工濕地景觀水生植物種植后,要定期維護管理,避免水生植物的瘋長、肆虐,保持水體生態環境的可持續發展。
參考文獻
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篇3
(漳衛南運河邯鄲河務局河北邯鄲056001)
【摘要】針對衛河邯鄲段水質現狀及水資源利用存在的問題,從水資源系統與生態系統互動協調的角度出發,提出了該河段生態演替式水體修復技術模式。選取金灘鎮順道店典型試驗區,選取利用氧化塘、生物膜、浮島、人工濕地、水生植物、水生動物凈化水體等修復技術方案,論證了衛河邯鄲段生態演替式水體修復模式的合理性。
關鍵詞 水體污染;生態演替式;水體修復
EcologicalSuccession-typeWaterRestorationTechnologyinHandanReachofWeiRiver
LiuYa-feng
(HandanManagementBureauofSouthZhangweiCanalHandanHebei056001)
【Abstract】AimingattheexistingproblemsofthewaterqualityandwaterresourcesutilizationofHandanreachofWeiRiver,ecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologywasdiscussedfromthewatersystemandecologicalsystempointofview.Asatypicalexperimental,thetechnologiesofoxidationpond,biofilm,floatingisland,artificialwetland,aquaticandaquaticplantwereusedinJintanTown.Thetestresultsshowthatecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologyinHandanReachofWeiRiverisReasonable.
【Keywords】Waterpollution;Ecologicalsuccession-type;Waterrestoration
面對日趨嚴峻的水資源情勢,世界各國均把污水截流、廢水達標排放和控制排污總量作為河道整治的首要措施。海河水利委員會及衛河沿岸各級政府不斷加大污水治理力度,控制進入河道的污染物,實施截污工程,對河流水質改善起到了巨大的作用。但由于歷史的原因,眾多規模較小的排污口無法納入到截污工程之中,零散分布的點源污染和大范圍的農業面源污染往往直接入河,未經處理的污水順河排向下游,造成下游水體污染、臭氣彌漫,嚴重影響了周邊環境以及當地居民的正常生產和生活。由于點源污染、面源污染在漳衛南水系極為嚴重,僅僅靠控源來治理河水污染是不夠的,因此,強化水體的自凈能力,對河道污水進行原位或異位處理,成為河道污水修復的重要措施之一。
1.水質現狀及水資源利用存在的問題
1.1水質現狀。
近年來,由于衛河邯鄲段上游入境水量的減少和沿途污水大量匯入,致使該河段水體感官性狀極差,水體呈黃褐色并伴有惡臭。該河段設有留固和龍王廟兩個監測點,檢測結果表明,水質類別均為大于Ⅴ類。其主要污染物質為氨氮、CODMn、CODCr、BOD5、揮發酚等,超標倍數分別為5.2、2.7、2.8、1.0、1.4。河段內水體已經完全喪失了其使用功能。
1.2水資源利用存在的問題。
邯鄲市多年平均衛河水利用量為1336萬m3,多年平均利用率僅為1.71%。衛河水資源利用率低的原因很多,但其來水水質差、不能直接大量應用于工農業生產是其主要原因之一。衛河水質的嚴重污染不僅直接影響了沿河兩岸經濟的發展,而且對周圍的生態環境造成了不利影響,因此,改善衛河水質,是改善衛河流域生態環境和提高衛河水資源利用率,實現衛河流域經濟可持續發展的關鍵。
2.修復及利用工程模式
針對衛河水質現狀及水資源利用存在的問題,綜合考慮國內外水體修復技術及實踐,提出衛河邯鄲段水體修復工程模式。
2.1生態演替式水體修復。
生態演替式水體修復技術是利用培育的植物、動物或培養接種的微生物的生命活動,對水體污染物進行轉移、轉化及降解作用,從而使水體得到凈化的技術,同時可將綠化環境及景觀改善結合起來,創造人與自然融合的優美環境。結合本河段特點,利用衛河防洪堤內外廢棄河道和堤內分布低洼灘地,如順道店廢棄河段、金灘鎮廢棄河段等建立生態演替式水體修復工程,對河道水體進行逐級修復。
2.2溝渠濕地控制面源污染。
衛河邯鄲段處于平原地區,農業是該地區的主要經濟命脈,農藥、化肥和養殖業形成的面源污染是該地區的主要污染源之一,汛期徑流將其直接帶入河道,造成河水污染。為此,在防洪堤外1Km范圍內建立排水溝網,溝內種植植物,形成溝渠濕地,將汛期徑流滯蓄在溝渠濕地內,進行初步凈化,然后集中排入河道或引入堤內的生態演替式水體修復工程。
2.3邯鄲市生態水網蓄水利用。
為提高邯鄲市對衛河水資源的利用率,可通過提水泵站,在非灌溉季節向邯鄲東部生態水網蓄水。主要工程有:(1)軍留泵站,向東風渠供水;(2)岔河咀泵站,向小引河供水;(3)路莊泵站,向民有干渠供水。為保證邯鄲市生態水網水質及生態環境,在引水渠首建造2~3Km長的生態演替式水體修復工程,水體經修復后再引入生態水網。
3.生態演替式水體修復技術
由于衛河水體污染嚴重,衛河水利用的關鍵是水體的修復凈化,因此,本文針對生態演替式水體修復工程技術進行進一步研究。
3.1修復目標。
(1)針對衛河下游河道水質污染現狀,綜合考慮處理工藝的有效性、長效性、經濟性和生態兼容性等,將各種處理技術合理結合,充分發揮各種技術的優越性,對河道污染水體進行處理,力求持續發揮和強化河流自身的凈化能力,減少能源消耗和二次污染,同時與親水景觀建設結合,使處理工藝親切自然,更富人性化。
(2)通過水體修復,消除爭氧物質,穩定水體的高溶氧狀態,快速培植優勢好氧微生物,打造生態基礎,并通過水生動、植物定向培養、建立起人工生態,通過人工生態向自然生態演替,恢復水體生物多樣性,并充分利用自然系統的循環再生、自我修復等特點,實現水生態系統的良性循環。
3.2技術要素。
衛河邯鄲段生態演替式水體修復技術包括氧化塘技術、生物膜對水體的凈化作用、浮島的凈化作用、水生植物凈化景觀化應用、水生動物凈化水體、人工濕地等。在本工程應用中,根據水體污染程度,水體環境資源現狀等考慮選用不同的技術組合,以呈現生態效益和經濟效益的雙贏。
(1)氧化塘。
典型區氧化塘設置厭氧塘和兼性塘。厭氧塘內依靠厭氧菌的代謝功能,使有機底物得到降解。兼性塘從上到下分為三層:上層好氧區、中層兼性區、塘底厭氧區。
(2)生物膜。
生物膜技術通過在固定支架上設置生物填料,為參與污染物凈化的微生物、原生動物、小型浮游動物等提供附著生長條件,使大量參與污染物凈化的生物在此生長。由于其固著生長而不易被大型水生動物和魚類吞食,使單位體積的水體中生物數量成幾何級數增加,可強化河湖水體的凈化能力。
(3)浮島。
本工程的浮島是一種像筏子的人工浮體,在上邊栽培一些美人蕉之類的植物,漂浮在水面。人工浮島的水質凈化針對富營養化的水質,利用生態工程學原理,降解、吸收水中的COD、氮、磷等。
(4)水生植物。
水生植物技術將生態系統結構與功能應用于水質凈化,充分利用自然凈化與水生植物系統中各類水生生物間功能上相輔相成的協同作用來凈化水質,在水體中適當布置既有觀賞價值又有凈化功能的浮水植物和挺水植物,使水體不僅具有自然風貌的景觀,而且增強水體的生物凈化功能。
(5)水生動物。
本項目水域面積大,存在許多有害昆蟲如蚊、蠅的滋生場所,水中投魚可攝食蚊子及其它昆蟲幼蟲,避免水域對周圍環境造成的危害。此外,水體中投放適當的水生動物可以有效的去除水體中富余營養物質,控制藻類生長,同時分泌促絮凝物質,使湖水中懸浮物質絮凝,促使水體變清。
(6)人工濕地。
在人工設計和監督管理下,人工水面濕地去污效果優于自然濕地系統,項目綜合采用人工水面濕地技術和潛流濕地利用技術。水面濕地系統的污染水體在濕地的表面流動,水位較淺,通過生長在植物水下部分的莖、竿上的生物膜來去除污水中的大部分有機污染物。潛流濕地系統的污水在濕地床內部流動,利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留的作用來凈化污水,水位較深,具有保溫性能好,處理效果受氣候影響小,衛生條件較好的特點。
4.應用實例
4.1項目區選擇。
經現場勘查,選擇大名縣金灘鎮順道店村附近的廢棄河段。試驗河段位于衛河右岸防洪堤內側,長2.6Km,寬60~150m。
4.2生態處理系統工程布置。
處理系統由12個池段組成,工程逐級布置如下:
(1)1號池為厭氧塘兼做沉淀池。設計水深4m,由泵站出水池底孔進水,其末端為表流陡坎出水,曝氣復氧,進入2號池。
(2)2號、3號池均為兼性氧化塘。設計水深1.5m,2號池通過底流出水進入3號池,3號池表流出水曝氣后進入4號池。
(3)4號池為人工浮床塘(下設生物膜)。設計水深1.5m,以浮床為介質,種植美人蕉水生植物,并在浮床底部進行生物掛膜,表流出水后進入5號池。
(4)5號池為植物塘。本塘塘面較寬,設計水深1.5m,以睡蓮等浮水植物為主,出水后進入6號池。
(5)6號池也為植物塘。設計水深1.0m,以水蔥等挺水植物為主,底流出水后進入7號池。
(6)7號池為魚塘。設計水深2.4m,出水后進入8號池。
(7)8號池、9號池為表流濕地,設計水深1.0m,主要種植蘆葦等,底流出水后進入10號池。
(8)10號池為潛流濕地,設計水深0.3m,共分成72個單元,由中間雙線渠供水,由兩側集水渠出水后進入11號池。
(9)11號池仍為表流濕地,種植挺水植物,出水后進入12號蓄水池。
4.3經濟分析。
本工程日處理水量8.4萬m3,考慮到水位變化等因素影響,取0.7的折扣系數,經濟運行期按10年計,則經濟運行期內可處理水量21462萬m3。經投資測算,單方水處理價格為0.19元/m3,明顯低于污水處理廠的污水處理成本。因此,采用生態演替式水體修復技術來處理河流污水,在經濟上是合理的。
5.結論
篇4
關鍵詞:濱水生態 濕地景觀設計 可持續發展
1、前言
濕地主要是指水陸之間相互作用而形成的獨特生態系統,并且濕地一直被稱為“地球之腎”。然而城市濱水濕地被稱為“城市之腎”。通過對濱水濕地的景觀營造進行研究,從而使得生態的協調可持續發展得以實現。
2、濱水生態濕地的相關定義
濱水區是指水域和陸地之間的交界的地帶,并且也是人工景觀和自然地景之間融合的區域,因此在城市中,濱水區是最具生態價值的組成部分。
根據《濕地公約》中的定義可以看出,濕地主要是指天然、人工、長久或者暫時的沼澤地或者水域地帶,并且在濕地中主要伴隨著靜止或流水,還包括了低潮時的水深低于6米的水域。在世界各地都分布著濕地,并且濕地也是自然界中生物多樣性的生態系統,從而成為人類最重要的環境資本。濱水濕地是一種自然濕地,它具有屬于自身的特點以及屬性。
3、濱水生態濕地的設計思想、原則以及途徑
3.1設計思想以及原則
濱水生態濕地設計思想主要是指自然式設計、鄉土化設計、保護性設計以及恢復性設計。濱水生態濕地設計原則主要包括以下幾個方面:第一,生態性原則。在營造濱水濕地景觀的時候,要尊重自然,并且要按照每一個地區不同的情況來制定適合本地區的策略,與此同時要注重保護設計區域內原有的生態環境,這樣做不僅能夠維持區域的原始屬性,而且能夠使得原有的動植物生態鏈不會遭到破壞。第二,功能性原則。在設計濕地景觀的時候,要充分考慮到滿足人類的相關需求,還要考慮到不同地域、文化背景以及人文環境對人們的不同需求。第三,文化性原則。在營造濕地景觀的時候,要注重保留、發掘以及對當地的歷史文脈進行恢復。
3.2設計途徑
3.2.1設計硬質景觀
在進行鋪裝工作的時候,要采用滲水資料,比如:植草磚、透水磚等,這樣做不僅能夠使得鋪裝的透水性能增強,而且能夠為周圍植物提供良好的生長環境。
然而,生態駁岸處理的類型主要包括以下幾個方面:第一,自然原型駁岸,在這個處理過程中,保護岸堤的時候通過采用植物材料,從而能夠保護岸堤的自然屬性。第二,自然型駁岸,在種植植物的過程中,要采用天然石材或者木材護底等,從而使得岸堤的抗洪性能得到增強。第三,人工自然型駁岸,在進行自然護堤過程中,要通過采用鋼筋混凝土等相關的材料,從而使得護堤的抗洪能力得到提高。
3.2.2植物景觀設計
在選擇植物的時候,要堅持適地適樹的原則,并且要充分結合當地氣候、土壤以及人文景觀條件,從而使得耐污凈化能力增強,并且促使濕地有充足的植物覆蓋。在選用水生植物上主要包括以下幾個方面:挺水植物、浮水植物、沉水植物,從而不僅能夠起到凈化水體的作用,而且能夠起到豐富岸線的作用。與此同時在營造濱水濕地植物景觀的時候,要不斷增加鳥嗜植物的種類以及數量,從而能夠吸引更多的鳥類,從而使得濕地的生機得到增加。通過鳥嗜植物不僅可以為鳥類提供棲息以及筑巢的場所,而且能夠營造良好的生態環境。
3.2.3人文景觀設計
濱水濕地的人文景觀就是指與濕地景觀有關的文化景觀,并且人文景觀要素的根本就是指濕地的歷史文脈以及對傳統文化的認識。在設計濱水濕地型景觀的時候,不僅要注重歷史、民族以及地方的文化,而且設計人員要用心靈感悟,不斷挖掘本土文化的內涵,從而能夠對濱水濕地的歷史連續感以及鄉土氣息有一個全新的認識,最終促使濕地不僅具有歸屬感,而且也要具有文化意境。
3.2.4水環境的設計
在設計濕地景觀中,水是靈魂,與此同時要注重水景觀的設計,并且要注重水環境的設計以及修復。在設計水岸的時候,要通過使用天然材料以及軟鋪裝的構造做法來進行,并且要讓雨水滲入到地下,從而能夠形成良好的地表水循環系統,起到保護地下水資源的作用。除此之外,還可以充分利用河流的微地貌以及水動力的相關作用,從而能夠將生態修復技術以及園林造景技術充分的結合起來,達到修復水環境的作用。
在水環境修復過程中,濱水濕地要選用污水凈化物理系統以及人工濕地系統的方式,從而使得濱水河流的生態修復得以實現。人工濕地系統的凈水過程主要是一個自然生態過程,從而能夠為造園藝術提供良好的條件。
4、濱水濕地的生態保護
4.1對濕地的生物多樣性進行保護
在濕地生態系統中,野生植物以及動物資源比較繁多,因此在規劃過程中要充分考慮到這些動植物的特點。與此同時要保護以及恢復環境,為動植物發展提供良好的環境空間,從而能夠使得城市濕地生物物種的多樣性得到提高。除此之外,要對各類濕地資源的開發利用進行嚴格控制,從而使得濕地水體、生物以及礦物之間的平衡性以及穩定性得以保持,以防資源的枯竭。在規劃設計濕地景觀的時候,要堅持保護性開發的原則,不斷促使濕地的可持續發展。
4.2促使濕地生態系統的連貫性得以保護
濕地生態系統是由一系列的要素組合而成,從而形成了濕地生態系統中各種復雜的生態過程中,比如:水體凈化過程以及各要素之間的流動過程等。通過這些過程可以促使濕地系統的穩定性得以維持,因此要注重濕地與其周邊自然環境的連續性,從而為各種野生植物提供良好的棲息場所。
4.3促使濕地環境的零污染性得到保護
在規劃以及建設濕地的過程中,要嚴禁排放污染物,從而能夠保護生態系統的健康發展。在處理過程中,要使用清潔能源,比如:太陽能,保護濕地環境的零污染性。
5、結束語
在規劃設計濕地景觀的時候,要順應自然規律,從而使得自然資源得到保護。與此同時要考慮到環境效益,并且充分發揮濕地在美化城市環境中的作用。在規劃濕地的時候,不僅要充分發揮其功能,而且要充分考慮可持續發展的作用,真正做到人與自然的和諧發展。
參考文獻:
[1]梁會民.城市公園的生態重塑——以玄武湖公園為例[J].林業科技開發.2011(06):67-69.
篇5
關鍵詞:截污控源生態修復治管并重
中圖分類號:S891+.5 文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
城市河道水系不僅僅具有“行洪、排澇、灌溉、航運”等功能,還具有保護生存環境、保護自然等各項生態功能,對城市生態建設有著重要意義。隨著人們對環境質量的要求越來越高,生態宜居城市目標的逐步明確,河道水系成為城市生態系統的重要組成部分。城市河道水系的功能已經由傳統的防洪、排澇等一般水利建設觀念向建設“安全、舒適、優美”的水環境觀念轉化。在河道綜合整治工程中,充分利用和恢復河道自然生態特征已開始逐漸為人們所接受。尊重河流的自然規律,維持河流的地貌和水文特征,保證城市河流水質,協調城市建設與城市河流的關系,是城市生態建設過程中的基本方法和出發點。
2、河道生態整治的主要措施
河道生態整治要以全局的眼光隊和網進行整體規劃、部署,有針對性的采取治理措施,全方位地進行綜合整治,以恢復和提高河道的綜合功能。整治措施主要包括截污納管、雨水過濾、水環境修復等。
1)截污納管
截污納管是改善城市水環境質量,實現雨、污徹底分流,提升城市品位的重要手段,是改善和保持城市水環境質量,實施水環境整治“治標又治本”的一項重要舉措。
2)雨水過濾
雨水過濾針對大量污染物質通過地表徑流流入水體,采用過濾系統去除部分地表徑流中的污染物質。其系統主要由滯留區、入滲區和植物措施三部分組成。在滯留區中地表徑流經過沉淀,可去除其中部分顆粒污染物及少量溶解性污染物。入滲區主要功能是短暫貯存雨水,雨水在下滲過程中被入滲設施中的砂石等濾材或下層土壤所濾除,同時消減徑流尖峰流量,減少水患。植物措施是利用地表植被來過濾并吸收徑流污染物,并降低徑流流速,防止表土沖蝕,提高雨水入滲、并且從系統中排出。還要通過岸邊濕地帶,以進一步提高入河水質。主要的植物性控制設施有草帶與草溝,濾床濾料一般為砂子與卵石。
3)內源清除——水環境修復
水環境污染是典型的生態問題,因此用生態學方法使其得到最終解決,恢復河道生態景觀。
水環境修復技術,包括物理修復、化學修復、生物-生態修復。
⑴物理修復:主要指通過河道疏浚清除河底受污染的底泥,或者通過河道曝氧復氧改善水環境。
■ 河道疏浚
河道疏浚技術成熟、常結合河道整治、航道工程進行,適宜大范圍使用,但長期效果不好。
■ 曝氧復氧技術
曝氧復氧技術是增加水體溶解氧、提高水體氧化作用、改善水體質量的有效手段。曝氧,就是通過擾動水體,促進水體溶解空氣中的氧氣,從而提高水體的溶解氧。常用方法有在水面或者水下配備曝氧充氧機。
圖-1曝氧充氧機及工作原理
在遇干旱季節、無法配引水或者突發污染事件時,可結合區內河、湖沿岸景觀布置,在河道和湖泊內設置一定量的曝氧充氧機,對水體進行曝氧復氧處理。
⑵化學修復:主要指依靠環保的化學制劑與河底污染物發生降解反應,使污染物濃度降低或者毒性降低。該技術也具有精度要求高,施工難度大,難以大范圍推廣的劣勢。
⑶生物-生態修復:是近年來發展起來的新興技術,遵循改善自然環境與凈化水質相結合的原則,以生態系統理論為指導思想,以模擬自然、接近自然為設計理念,充分考慮動植物的生態環境,以水生植物為先導,按照植物適宜的生長水深,恢復與優化水生與濕生植物,構建由濕生——挺水——浮水——沉水植物組成的全系列生態系統,并結合微生物、底棲生物和魚類的引入,通過水生植物與動物的聯合作用以及生物調節,形成一個可自我維持、達到良性循環、具有生命力的水生系統,改善水體水質和水生態環境。生態修復技術是以較小的工程量最大限度清除水體污染物,保持河流健康、可持續發展。
■ 植物措施
作為生態河岸,植物措施是河岸的重要組成部分??杀M量利用本地植物為主,盡少引種外來植物。水生植物的選種應考慮對提高水質自凈能力有益的種類。另一方面,親水植物應能為多種動物群落創造合適的棲息環境。水生植物的種植范圍應有所限定,避免造成對河道的侵害。植物品種的選擇應兼顧景觀需要,考慮能適應不同季節,以及具有一定的觀賞價值。
■ 生態塘處理
生態塘是以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生作物,進行水產和水禽養殖,形成人工生態系統。在太陽能(日光輻射提供能量)的推動下,通過生態塘中多條食物鏈的遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化,將進入塘中污水中的有機污染物進行降解和轉化,最后不僅去除了污染物,而且以水生作物、水產的形式作為資源回收,凈化的污水也作為再生資源予以回收再用,使污水處理與利用結合起來,實現了污水處理資源化。
圖-2人工生態系統示意圖
在城市郊區的農業保留區內,將一些地處低洼處、污染較重的湖、塘等設置為生態塘。受到污染的水進入這種生態塘中,其中的有機物不僅被細菌和真菌降解凈化,而其降解的最終產物,一些無機化合物作為碳源、氮源和磷源,以太陽能為初始能源,參與食物網中的新陳代謝過程,并從低營養級到高營養級逐級遷移轉化,最后轉變成水生作物、魚、蝦、蚌、鵝、鴨等產物,從而獲得可觀的經濟效益。
■ 人工濕地處理
人工濕地系統是在一定長寬比及地面有一定坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合組成填料床,污染水可以在床體的填料縫隙中曲折地流動,或在床體表面流動。在床體的表面種植具有處理性能好、成活率高的水生植物(如蘆葦等),形成一個獨特的動植物生態環境,對污染水進行處理。其顯著特點是對有機物有較強的降解能力,廢水中的不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用,可以很快地被截留進而被微生物利用。廢水中可溶性有機物則可植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。隨著處理過程的不斷進行,濕地床中的微生物也繁殖生長,通過對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割而將新生的有機體從系統中去除。濕地對氮、磷去除是將廢水中的無機磷和磷作為植物生長過程中不可缺少的營養元素,可以直接被濕地中的植物吸收,用于植物蛋白等有機體的合成,同樣通過對植物的收割而將它們廢水和濕地中去除。
這種處理系統的出水質量好,結合景觀設計,種植觀賞植物改善風景區的水質狀況。其造價及運行費遠低于常規處理技術。英、美、日、韓等發達國家都已建成一批規模不等的人工濕地。這種方法可處理多種工業廢水,包括化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各種廢水,因此,也適合于在工業區內設置。杭州市在應用生態修復工程治理和流水系、平原濕地等方面已經走在全國前列,使用生態修復技術、工程技術、環境技術等綜合技術建成的西溪國家濕地公園就是一個完美的例子。
■ 生物浮床
生物浮床技術采用無土栽培技術和生態修復原理,將香根草、菖蒲等植物中置于浮床上,通過植物在生長過程中吸收河道水體中的有害物質,加速有機污染物的分解、從而達到改善水質、提升水環境質量的目的。在較寬的河道沿岸、橋邊等易于管理的位置設置生態浮床,改善水質和河道景觀。
圖-3生物浮床
4)長期監管
整治完成的河道需進行保潔、設施維護、排水口情況調查、水體清潔、綠化養護、生態項目養護、閘站設施及配水等工作。不僅僅要治,更要確立長期監管機制,巡查、養護到位,才能確保河道整治的成果。
3、結束語
隨著生活水平和人居環境質量的提高,人們越來越向往“小橋流水”如詩如畫的生活、學習環境,向往“碧波蕩漾,魚鳥成群”的自然美景。希望通過對河道的排污整治及生態修復,能從根本上改善河道水質,構建健康、穩定的水生生態系統,提高水體的自凈能力,營造更加自然的水生生態景觀,使水體與周邊優美環境相融合,滿足人們的親水、休閑的需求,進一步體現了人與自然的和諧相處。
參考文獻:
[1] 葉碎高,王帥,張錦娟.河道植物措施與生物多樣性研究進展與展望[J].水利與建筑工程學報,2008,6(2):41-43.
篇6
關鍵詞:城市水系;水生態;改造
中圖分類號:K928文獻標識碼: A
引言
水生態是整個自然生態系統中重要的一個重要組成部分,按照它固有的規律實現著動態平衡。但人類社會在逐步的發展過程中,在開發和改造自然的過程中,水生態系統受到自然和人類的雙重影響導致變化。相比較而言,近一百年來,因為人類活動導致的變化已經遠遠超出了自然力量引起的變化,而且,這種變化往往是負面的、不可逆轉的。在今天進行的城市化過程中,如何來避免對生態環境的破壞,恢復、重建適合新的形勢下的水生態系統,是如今必須認真加以研究和解決的問題。
一、水系生態價值
水系是城市生態的基礎,隨著社會的進步,城市文明對水系生態資源在質與量倆方面的需求都急劇上升。水系的生態資源性對于城市的基礎功能作用貢獻越來越大。建立城市水系生態環境質量標準對于城市水系生態環境建設與保護非常重要,由于各城市基礎條件和發展目標的不同,應該在國家標準總則的基礎上針對不同地域和城市分別制定,作為各個城市規劃建設和管理的依據。
水系的生態價值體現在水系空間水域生態系統和陸地生態系統的交接處,是城市中最富有生命力的部分,具有兩棲性的特點,受到兩種生態系統的共同影響,呈現出生態的多樣性和邊緣效應。城市中的濕地更是許多珍稀鳥類生活和遷徙的重要生境。
二、城市生態水系的特征要素
在河流健康問題提出以前,伴隨經濟社會的發展對河流提出更多的水量和水質需求,河流治理思想大致從單純的興利(開發利用)、除害(洪澇等災害)到興利除害相結合、寓除害于興利之中的發展變化。隨著經濟社會發展到一定規模,繼之而來的則是河流出現水緊缺、水質差、水生態惡化等諸多問題,反過來影響河流興利功能的發揮。為了更好地支撐經濟社會的可持續發展,人們逐步意識到系統解決河流問題的重要性。在這一過程中,河流治理思想也經歷了從節約用水、治污、保護水質等發展到河流生態恢復,注重河流自身健康的質的轉變。盡管對河流健康的概念還存在方方面面的爭議,但涵蓋了水生態系統與滿足社會服務價值的理解被認可、接受的程度較高;而對生物和生態系統的關注,是目前河流保護、管理活動的重要內容。
三、水生態改造修復技術探析
1、水生態修復及改造的目的和作用
水生態修復就是通過一系列措施,將已經退化或損壞的水生態系統恢復、修復,基本達到原有水平或超過原有水平,并保持其長久穩定。其目的和作用如下:
1.1 水生態修復目的是修理恢復水體原有的生物多樣性、連續性,充分發揮資源的生產潛力,同時起到保護水環境的目的,使水生態系統轉入良性循環,達到經濟和生態同步發展。
1.2 水生態修復主要作用是通過保護、種植、養殖、繁殖適宜在水中生長的植物、動物和微生物,改善生物群落結構和多樣性。增加水體的自凈能力,消除或減輕水體污染;生態修復區域在城鎮和風景區附近,應具有良好的景觀作用,生態修復具有美學價值,可以創造城市優美的水生態景觀。
1.3 濕地的水生態改造一般需要經過較長一段時間才能趨于穩定并發揮其最佳作用。種植水面植物(含生態浮床和浮游水面植物)能在較短時間發揮作用,可作為先鋒技術采用;水生態修復一般需要經過較長一段時間才能發揮作用,3-5年可初步發揮作用,10-20年才能發揮最佳的作用。治理工作必須立足長治久安,遵循生態學基本規律。
2、水生態改造修復技術
水生態修復技術包括“控源減污、基礎生境改善、生態修復和重建、優化群落結構”四項技術措施。水體生態修復不僅包括開發、設計、建立和維持新的生態系統,還包括生態恢復、生態更新、生態控制等內容,同時充分利用水調度手段,使人與環境、生物與環境、社會經濟發展與資源環境達到持續的協調統一。
2.1 沿岸植被緩沖帶凈化技術。在水岸帶種植根系發達的植物,由此構成緩沖帶,依靠植物吸收營養鹽、起過濾效果和依靠減緩波浪的作用進行沉淀、脫氮等,同時緩沖帶形成的動物棲息地和景觀,起到保護、恢復自然環境的效果。
2.2 人工濕地污水凈化技術。利用濕地中基質、水生植物和微生物之間的三重協同作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化。根據流態的不同可分為表流濕地和淹沒流濕地。
2.3 生態浮床技術。該技術應用上類似于陸域植物的種收辦法,在局部水域種植各種適宜的陸生植物和濕生植物。在美化、綠化水域景觀的同時,通過根系的吸收和吸附作用,吸收水體中的氮、磷等元素,并通過收獲植物體的方式將其帶離湖體,從而達到凈化水質,改善鼠觀的目的。
3、生物-生態改造污水技術
3.1 地面凈化。在河灘地建人工地面廊道,選擇兩種處理方式進行污水處理研究,一種是由不同級配卵石構成的廊道系統,通過自流和動力將污水引入廊道中,水流在卵石間流動,通過接觸沉淀、吸附、氧化分解等作用去除水中的污染物,比較不同水力負荷、不同有機負荷和不同停留時間對污水處理的效果;另一種是在廊道內種植多種水生植物,比較不同水力負荷、不同污染負荷、不同停留時間及不同植物種類和收割時間對污水凈化效果的影響。
3.2 土地處置。主要包括人工濕地生態處置工程研究和污水灌溉處理工程研究。人工濕地生態處置是在河灘地建造人工濕地,比較不同基質、不同水生植物、不同水深、不同水停留時間的組成情況下對污水的凈化效果;污水灌溉處置是選擇不同的污灌方式,比較污水慢速滲濾處理、污水快速滲濾處理和污水地表漫流處理的效果、處理量及其對地下水環境的影響。
3.3 快速滲濾。利用生物濾池處理污水的原理,設置多級不同材質和填料組成的人工快速滲濾池,采用串并聯的方式交替運行,通過過濾、吸附以及微生物的降解,加快污水凈化。研究不同填料和濾材、不同停留時間、不同運行方式的污水處理效果,以及填料的再生水式。
3.4 工程調度研究適宜生態工程處置的排污專道工程調度方案和上游污染物排放控制方案。根據試驗效果,其中人工濕地效果明顯,運行數據表明,該系統對氨氮的凈化率較好,可達到80%以上,對懸浮物的去除率可達到90%以上;穩定塘試驗也顯示了較好的污水凈化效果,對連續出水式和貯水式兩種方式運行比較,貯水式效果要略好于連續出水式。
4、生態改造和重建要注意的事項
在生態改造和重建過程中,種植水生植物要選擇適合的種類和品種并合理搭配;生態修復要選擇適當時機;生態修復要創造適宜的生物生長環境;合理養殖水生動物;提倡鄉土品種,防止外來有害物種對本地生態系統的侵害;優化群落結構。
結束語
河流孕育了人類文明是人類社會生存和發展的起源地與人類文明文化和歷史戚戚相關。人類活動對河流生態系統的擾動阻礙了河流生態系統的健康發展,生物多樣性下降生態系統退化等問題為人類敲響了警鐘,改造修復受損環境刻不容緩。為改善水環境,水生態改造也必不可少,水生態修復能夠提高河湖自身的凈化能力,但也應認識到,水生植物群落恢復、植物自身生存繁衍、水體中生物鏈形成是一個較為緩慢的過程,對水質的改善效果要經過較長時間才能顯現。
參考文獻
[1]王愛敏.論城市水系規劃的多功能效應[J].華中建筑,2009,27(6):206-210.
篇7
關鍵詞:人工濕地;環境效益;改善水質
1工程概況
近年來,隨著濁漳河南源沿線城鎮化、工業化發展步入快車道,人民生活水平不斷提高,工業用水和生活用水逐漸增多,隨之而來的是流域內取水量和污水排放量的增加,河流自然徑流減少,河道自凈能力下降,水體污染日益嚴重。工程場地位于濁漳河南源的漳河大橋上游,工程涉及范圍為濁漳河及濁漳河兩岸的未利用區域。主要內容為濕地設計、河道壅水建筑物設計及堤防加固等。主要工程項目:液壓鋼壩閘3座、格賓石籠生態護岸10km、景觀林帶800萬m2、河道疏浚清淤75萬m3。項目總投資為3.1億元。
2濁漳河南源流域污染現狀
由于工業、農業的發展和城鎮建設等原因,濁漳河南源上游排放的工業廢水和生活污水總量日趨增多,其污染源主要是一些鋼鐵、煤炭和后續化產品企業,部分企業偷排偷放嚴重超標的工業廢水和生活污水,致使濁漳河水污染加重,河道生態受損,其自凈能力直線下降,濁漳河流域生態系統遭受到嚴重破壞,污染河水的滲透也造成了地下水的嚴重污染。濁漳河南源監測斷面位于工程建設區下游,該控制斷面能較好地反映濕地工程建設前的水質狀況。今后濁漳河南源流域的工業仍會高速發展,流域正在構建以煤為基礎的產業鏈,隨著潔凈能源、電力、煤化工、鋼鐵等產業的發展,相應的水資源消耗量和廢水排放量都會有大的增加。濁漳河南源本段人工濕地水質凈化工程的實施,既是改善水質的需要,也是實現水污染防治和環境保護規劃目標的重要舉措。
3人工濕地方案比選
依照水利形態及處置方式的不同,人工濕地一般分為如下3類:表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、垂直流人工濕地。表面形式人工濕地其水面一般位于濕地的基質層之上,該種方式的污水一般以較慢的形式流經濕地表面;人工潛流方式水流一般位于濕地基質層之下,該層次具有過濾水流的作用;垂直流人工濕地水流方向與根系方向一般為垂直的狀態,此種形式的填料床上一般為自上至下的流通效果。通過對這3種濕地類型進行比選,以最終確定本工程采用的濕地類型。
3.1表面流人工濕地
表面流人工濕地(FWS)是各類型人工濕地中最接近自然濕地的一種類型,由于不需要砂和礫石作為基質,只要將現有的河道、低洼地稍加改造即可形成表面流人工濕地,改造后也不影響原有河網的防洪、泄洪功能以及低洼地的土地功能。污水在表面流人工濕地基質的表面上漫流,水面充分暴露在空氣中,氧通過水面擴散補給。一般表面流人工濕地是利用天然沼澤、廢棄河道等洼地改造而成,也可以利用池塘或渠道等構建而成。人工濕地池體或渠道間都裝設隔墻隔離,通常在池底部也會鋪設防水材料(如HDPE膜等)以防止污水下滲,避免污染地下水。濕地池中通常填有土壤、沙、煤渣或其他基質材料,供水生植物繁殖扎穩根系。表面流人工濕地水位較淺,水體流速較慢,一般以水平流的流態流經各個處理環節。大多數有機物的處理是依靠生長在水下植物的下莖或桿上的生物膜來完成,因次,不能充分利用填料及豐富的植物根系。表流人工濕地的水面位于人工濕地基質以上,其水深多為0.20~0.40m?;诖朔N人工濕地,污水以較為緩慢的流速進入人工濕地的表層,并存在部分蒸發,部分滲入濕地的可能,但大部分會經出水溢流堰流出。對于表面人工濕地結構進行研究時不難發現,接近水面部分為好氧層,底部部分為厭氧層。考慮到濕地植物對陽光有所遮擋,這樣就不會存在藻類大量滋生的可能??梢苑N植蘆葦、水蔥、香蒲、燈芯草等挺水植物,鳳眼蓮、浮萍、睡蓮等浮水植物,以及伊樂藻、茨藻、金魚藻、黑藻等沉水植物。還可以種植慈姑、雨久花、玉蟬花、千屈菜、黃菖蒲、澤瀉等水生花卉類的觀賞植物,既可以處理污水,也可以美化環境。對于表面人工濕地的作用機理進行如下總結:對于懸浮物來說,植物與基質層具有不錯的節流效果。對于淹沒在水中的植物根、葉等,在其表面上容易形成生物膜,這對于水的凈化,有機物及營養物的凈化都能起到較好的效果。對于表面流人工濕地進行研究發現,該方案具備如下優點:(1)先期投資及運維費用相對低廉;(2)不論是建造、還是后期的運維,操作相對簡單;(3)該方案對于土質要求相對較低;(4)該方案更適合針對水污染含量不高的污水。主要缺點有:(1)該方案占用土地資源較多;(2)該方案在冬季,氣候寒冷,存在結冰的可能,因此不合適嚴寒區域;(3)如果處置不當,可能滋生蚊蠅,嚴重時會有臭味;(4)為避免蚊子與臭味對附近居民生活產生影響,項目選址需盡可能遠離住宅區,或者選擇下方向選址建設。
3.2水平潛流人工濕地
水平潛流人工濕地(HF)是現階段世界上應用相對較為廣泛的污水處理系統,其水面位于基質層以下,該方案具體基于各種填料的蘆葦床等植物系統。水平潛流人工濕地由上、下2層組成。其中土壤位于上層,根系層位于下層,但下層易于使水流通,如粒徑較大的礫石、爐渣或砂層等,在上層土壤中種植蘆葦、菖蒲、香蒲、水蔥等水生、沼生與濕生植物。對于人工濕地的下面需要鋪置防滲透層,鋪設防滲膜也是不錯的選擇,此舉可以很好地防止污水滲漏,保證了地下水及地表水不受污染。對于人工濕地技術處理,要確保其具有一定角度坡度,這樣可以很好地確保水流從根系層、基質層緩慢流動,并要在出口安裝水位調節裝置,同時集水裝置也是該系統必須具備的,這樣可以保證污水與人工濕地的植物根系層充分接觸??紤]到植物根系釋放氧會導致周邊可能存在好氧、缺氧與厭氧3種可能,這是進一步去除污染物的重要環節,對于除氮也有顯著效果。填料和植物根系的存在,為微生物提供相應的載體,這種“微環境”的存在,可以去除有機污染物。與此同時,對供污水載流也可以提供一定便捷條件。大氣中的復氧,為水平潛流人工濕地提供反應所需氧氣,但存在含量不足的問題,導致脫氮效率會有所降低。如果對人工濕地污水進行硝化處置,可極大促進除氮效率。對于水平潛流人工濕地進行研究,總結該種方案具備如下優點:(1)該種方案是在充分利用濕地空間的基礎上,對于植物、微生物及基質之間盡可能發揮協同作用,在此種技術背景下,其處理能力顯著強于表面流人工濕地系統;(2)該種方案下的污水流動區間基本上是地面以下,保證了污水的保溫效果,尤其適合于寒冷區域污水處理;(3)該種方案具備較好的衛生條件,因此可以被廣泛推廣應用。但此種方案也具有一定的弊端,首先,項目存在建設成本高的缺點;除此之外,管理方面也比表面流人工濕地要復雜一些。
3.3垂直流人工濕地
垂直流人工濕地(VF)具有垂直狀態的水流方向特征,水流自上而下流動,一般將人工濕地底部安裝出水裝置。該技術可以提高氧與基質層之間的轉移效率,在表層通暢放置砂層,這主要考慮到砂層具有良好的通透性,可實現間歇性進水的效果。當污水處在砂石床之上時,會逐步向垂直層滲透,并由安裝在底部的集水管網對其進行收集,最后直至排出至污水處置系統??稍谙麓芜M水的間隙,考慮投配,此舉可以使污水與空氣進行有效接觸,進而實現高氧轉移效率,大氣中氧氣可以通過灌溉期的排水、停灌期的通風和植物傳輸進入人工濕地污水處理系統,由此來提高BOD去除和氨氮硝化的效果。濕地植物也會通過根向根區轉移一部分氧。垂直流人工濕地與生物濾池的原理近似。它對懸浮物處理效果不好,這可能是由間歇配水造成短時間內水力負荷提高造成的。通常情況下不單獨使用垂直流人工濕地,一般將它置于兩級水平潛流人工濕地之間,由前級水平潛流人工濕地完成懸浮物和BOD的去除及有機氮的氨化作用,垂直流人工濕地完成氨氮的硝化作用,后一級水平潛流人工濕地完成反硝化作用。垂直流人工濕地系統節約建設土地面積,利于脫氮、除磷,而且污水處理效果穩定,單位面積處理效率高,硝化能力高于水平潛流人工濕地。垂直流人工濕地具有相對較少的死區,如果進水分布均勻,對水體的復氧有一定的作用,獨特的布水過程中增加的空氣層以及人工濕地中的生物特別是微生物的代謝活動所產生的熱量,為垂直潛流人工濕地在冬季的正常運行創造了有利條件。但其對有機物的去除能力不如水平潛流人工濕地,建造條件要求較高,建造費用也高,較易滋生蚊蠅,需要在氣候溫暖的地區建設,目前應用比水平潛流型人工濕地少。垂直流人工濕地主要優點在于:(1)存在污染物高效處置且效果穩定的優勢;(2)該方案同時也具備較高的單位處理效率,相比較于水平潛流人工濕地來說,具有較高的硝化能力;(3)此種方式不需占用過多的土地資源。在實際運行過程中,也暴露出如下缺點:(1)相較于人工濕地與水平潛流人工濕地,垂直流人工濕地具有較高的建設投資費用;(2)管理相對難于表面流人工濕地;(3)應用區域比較局限,僅適合溫暖地區使用,不適合寒冷地區應用;(4)有滋生蚊蠅可能性;(5)有機物的去除能力不如水平潛流人工濕地。綜合對比了3種人工濕地污水處理方案的主要技術指標。水平潛流人工濕地相對于表面流人工濕地具有水力負荷和污染負荷較大、受氣候條件影響較小、且衛生條件較好等優點;雖然水平潛流人工濕地相比于垂直流人工濕地來說對污水氨氮的硝化和除磷的效果略低,但該工藝技術較為成熟,基建及運行費用較低,管理和維修較為簡單,對管理人員的業務素質要求不高。因此,選用水平潛流人工濕地作為本項目人工濕地污水生態處理的主要工藝。
4人工濕地設計
4.1人工濕地處理工藝確定
近些年來,國內外學者對濕地與城市污水凈化之間關系展開了一系列研究,得出了將濕地作為低廉、低能耗且高效的處理城市污水方法,并先后在多個城市開展試驗得到證實,在實際應用中取得顯著效果。其中以利用天然和半天然濕地系統來處理城市污水處理廠出水最為普遍。在美國,污水與濕地之間的組合形式主要包括:(1)處理水進入天然濕地處置;(2)利用天然濕地進行三級處理;(3)利用處理水修復、重建濕地等。上述幾種形式的主要目的都在于利用濕地生態系統來充分利用水和水中的營養物。在美國已有數十個大型天然濕地用于城市污水處理廠二級處理水的深度凈化。國外學者還研究了濕地系統中多種挺水植物對BOD5、CODcr、SS、N和P的去除能力,發現蘆葦的綜合去除能力最佳。在20世紀的70~80年代期間,我國針對城市污水濕地問題陸續開展相關技術項目,并得出多種有效的凈化工藝方法,建立規模不同的示范工程。研究發現,采用蘆葦濕地系統的策略,對進一步降低污水中的有機污染物,凈化水系統,降低N、P等營養物,降低重金屬等都具有顯著效果。作為一項投資較少且見效快的項目,蘆葦濕地系統同時具備后期維護運行成本低、操作方法相對較為便捷的優點,是對城市污水進行二次處理及利用的一種有效方法。對于濕地常用工藝類型進行分析不難發現,可分為表面流濕地和潛流濕地2種。現階段城市二級處理水深度凈化技術,普遍采用水平潛流濕地工藝。鑒于此,本項目研究方法也采用水平潛流濕地。本項目人工濕地生態修復工程完工后,應開展生態環境效益評估。針對工程近、遠期目標,應補充階段性生態環境效益評估。生態環境效益評估采用定性和定量相結合的方法,對本項目生物多樣性保護、水質凈化效益、水土保持與護岸等生態環境效益進行評估。
4.2生物多樣性保護效益評估
生物多樣性保護效益包括人工濕地生態修復工程自身的生物多樣性保護效益和對整個河道的生物多樣性保護效益。人工濕地生態修復工程自身的生物多樣性保護效益通過濕地生態修復面積、修復區新增物種數、生物多樣性指數等指標,利用數理統計法或打分法進行定量或半定量評估。本項目實施后對河道的生物多樣性保護效益評估包括對河道水生植物、魚類棲息地、水鳥棲息地保護等進行定性或半定量的評估。
4.3水體凈化效益評估
對水體中COD、氮、磷的凈化量和凈化效率進行主要估算。河道是個半開放體系,其水體凈化效益較難定量評估,故通常以單項工程來實施對進出水水質指標控制。本項目采用人工濕地生態修復工藝,其污染物去除效果由進出水指標及處理污水規模進行估算。其中COD、TN、TP作為主要污染物去除指標,其每年污染物減少量為:COD:438t/a;TN:291t/a;TP:18.3t/a;HN3-H:109.5t/a?;诖搜芯?,該項目社會穩定風險不高,但存在個體矛盾沖突的現象。基于上述隱患,已經采取對應防范風險對策,盡可能地消除潛在風險。不可否認,實施后的效果一定程度上是取決于防范措施的執行力度的。本項目的建設不僅對項目區內荒地等進行整理,恢復其生態功能,形成人工濕地,使項目具有生態、水質改善、環境、經濟等多種效益。在項目實施后,對改善郊區生態環境及濁漳河河道水質有極大的促進作用。
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2011年12月11日,應海南省科協的邀請,美國加利福尼亞大學河濱分校系生態學專家李百煉教授來海南進行為期四天的學術交流訪問。
12日下午,李教授參加了由海南省科協與海南省林業局共同舉辦的專題報告會,全省林業系統部門負責人、省內高等院校生態學專家及相關的技術人員共70多人參加此次報告會。在報告會上,李教授結合自己的研究及海南省的實際需求,以“森林公園發展現狀、模式與趨勢、對海南發展森林旅游的建議以及森林景觀恢復”為主題,從“生態復雜性與可持續發展理論” 、“生態建模與生態修復理論” 、“生態景觀理論”及“師法自然生態修復的重要理念”等方面,向大家介紹了生態系統修復及生態系統管理的切入點、重要性以及國際科技前沿生態研究情況。
在談到森林公園發展時,他以美國田納西州蓋嶺保城為例,指出生態修復和自然保護是蓋嶺保持續發展的基礎;生態服務多功能開發是蓋嶺保旅游業的發展保障;以家庭為主體、老幼皆宜是蓋嶺保旅游業繁榮的核心與動態;互動以及參與是蓋嶺保旅游業成功的秘決;并建議海南省的五指山、吊羅山等森林公園要打造全新的國際旅游品牌,必須加入國際旅游元素,如動態、互動參與的旅游理念等。李教授一一解答了與會人員的提問,會議現場氣氛熱烈,會后與海南省林業局就有關的領域內容作了進一步交流和討論。
13日下午,李百煉教授還為海南師范大學的師生們作了一場題為《熱帶海岸帶生態系統服務功能恢復的生態復雜性》的專題講座。李教授為師生們講解海岸濕地的作用,尤其是紅樹林可以減少臺風等自然災害對海岸帶的破壞,另外,濕地還是海洋生物的繁殖基地,對海洋水質、海洋生態環境以及生物多樣性有著不可估量的價值。在歷史上,西方國家,包括美國都有過濕地生態系統被嚴重破壞帶來災難的教訓。他說,這次是第一次來海南,他發現到過的酒店幾乎都建在離海岸線不遠的地方,一般距離要求至少200米以上。另外,在河邊、海邊建水泥堤壩,也會破壞濕地生態系統。他舉例說,河道本來都是彎彎曲曲的,如果人為拉直,將會帶來災難。在海南省科協、海南林業科學研究所、海南師范大學有關人員的陪同下,李百煉先后考察了海南吊羅山、東海岸、東寨港紅樹林保護區等地。他建議,海南應減少對海岸濕地的破壞,并嘗試通過立法保護海岸濕地生態系統,使海南免受重大自然災害影響。(林文 編輯:梁婧俏)
(海南省科協)
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關鍵詞:生態措施 生態系統 水下森林
1、 工程概況
本工程是一個以城市景觀為主的城市內湖,生態修復湖面320000m2,清淤完成后平均水深1.74m,庫容55700m3,集雨面積達16.59km2。隨著環湖土地大量開發,周邊污染源源不斷進入,湖區水位并沒有明顯降低,湖面已被水浮蓮密集覆蓋,通過水質檢測其主要水質指標全部超標,已經成為嚴重富營養化的湖泊,極大影響了湖泊的城市景觀效果,為改善湖區周邊的人居環境質量,實施湖泊的綜合整治工程已勢在必行。
2、 綜合治理技術措施
從以往富營養化水體的治理與修復實踐案例分析,采用單一技術治理富營養化水體的成效有限,因而選擇采用外源與內源控制,工程與生態措施相結合的綜合治理方案。
目前,此湖正在實施污水截流,初期雨水截流及凈化,生態引水及底泥疏浚等綜合整治工程。通過以上綜合整治措施,可以有效控制外源污染的輸入量和污染物的富集與釋放,增強底泥對水體的凈化能力,增加水體的復氧能力,使湖區水體水質在較短時間內有明顯改善。但湖區內必須建立健康的水生生態系統,才能長期有效地控制內源污染。
3、水質和污染源分析
通過下表的水質檢測數據可以看出,其主要水質指標全部超標,顯示為劣Ⅴ類水質。
根據資料查閱及現場踏勘,此湖目前存在的主要污染源還有:地表徑流污染和污水處理站尾水污染。其中地表徑流污染主要由于其周邊集雨面積較大,尤其是農村生活社區、農田及綠化地表徑流是該湖污染負荷的主要來源。近幾年,該地區降雨徑流監測顯示,各類城市降雨徑流中的氮磷濃度差異較大,總氮,硝態氮,氨態氮與總磷的平均含量范圍分別為1.96~6.77mg/L、0.62~4.89mg/L、0.35~1.18mg/L和0.04~0.66mg/L。
根據現有的污水處理站的資料分析,現有3座污水站尾水排放入湖,排放量為32800m3/d,排放標準為一級A。
4、 水體生態修復技術措施
此湖水體生態治理主要含6個部分:?生態攔截 ?污水處理站尾水入湖口處理措施
?水下地形改造 ④底質改良 ⑤生態系統構建 ⑥漂浮濕地。
4.1 生態攔截
4.1.1 生態集雨
湖區水體其中的主要污染為面源地表徑流,采用雨水生態收集過濾渠凈化路面及綠化帶來的入湖污染負荷。
4.1.2 環湖生態濕地帶
對于不易收集或集中入湖的漫流形式的地表徑流,采用構建環湖生態濕地帶的技術措施,過濾初級地表徑流。
4.2 污水處理站尾水入湖口處理措施
4.2.1 生態浮島凈化系統
采用生態浮島凈化入湖污水,在達到水質凈化的同時,又具有較好的景觀效果。
4.2.2 復合濕地凈化系統
為最大量的削減污水處理廠的尾水,采用表流濕地深度過濾污水,提升水質量標準。表流濕地的凈化作用主要體現在:植物吸收、微生物分解、物理吸附。
4.3 水下地形改造
借助清淤工程開展,營造合理的水下地形,由陸域、湖濱區(0-40cm)、淺水區(40-100cm)、過渡區(100-150cm)、深水區(150cm以上)組成的多生境條件的水下地形,有利于生物多樣性的恢復。
4.4 底質改良
底質消毒主要是殺死一些土壤表面的藻類孢子以及一些有害病原菌;底質改良主要對底質 pH等進行改善。經過底質預處理,可中和底泥中的各種有機酸,改變酸性環境,起到除害殺菌、施肥、改善底質的作用,含有水生動、植物生長發育所需的全部常量元素和大部分微量元素,這些元素都以離子狀態存在,能被水生動、植物所利用。
4.5 生態系統構建
4.5.1 沉水植物構建
沉水植物是水體中的生產者及動物生境條件的營造著,在水生態系統中具有重要作用。
本案從湖區水深及功能定位選取沉水植物的種類及栽培區域。
淺水區(0-80cm)構建水生草皮系統;過渡區(80-150cm)構建水生森林I型;深水區(150cm以上)構建水生森林II型。
4.5.2 水生動物生態系統的構建
完善生態系統的食物鏈和食物網結構,實現水體生物多樣性。通過濾食浮游藻類,有效控制藍藻水華; N、P通過藻類營養級轉化,以魚產量形式得到固定,進而達到凈化水質目的。
4.5.3 水生微生物凈化系統
水生微生物在水生態系統中具有重要作用,實現了營養物質(污染物)從有機向無機的轉化,有效分解水體中的懸浮物、沉積物、動植物遺體、碎屑等,因此,在建設生態系統的最后,完善有益微生物的種類及數量。
4.5.4 濱水濕地帶構建
湖區水系的景觀功能是本案打造的重點,依據陸域景觀的不同,合理搭配適生、水生植物形成自然、生態的濕地景觀,同時兼顧一定的水質凈化效果。
4.6 漂浮濕地
漂浮濕地是采用漂浮物質及種植土拼著而成,可以漂浮在水面上,可移動也可以固定,栽培植物的種類可以是草皮、水生植物甚至是小型的灌木等。在湖區內構建漂浮濕地,具有一定的水質凈化效果,同時提升水域景觀。
5、水體維護
5.1日常維護:枯死植物更新補植、殘梗敗葉及時清撈、收割長勢茂盛植物、及時捕撈動物,并視具體情況適量補充。
5.2專業養護:定期對景觀湖水質進行檢測
檢測指標:氨氮、亞硝氮、硝酸氮、總氮、總磷、 CODMn、葉綠素a、浮游植物、浮游動物等;檢測頻率:1次/季度,具體檢測頻率根據實際情況而定。
6.注意問題
1)流域面積比較大,流域范圍內的降雨、人類活動、市政建設活動對湖泊水生態系統具有較大的影響和擾動。
2)惡劣天氣如臺風天氣、潮水頂托、強降雨等,使湖區水位超過常水位較長時間和反復次數過多,對湖區清水水生態系統造成破壞。
3)人們的放生活動會影響清水生態系統。禁止隨意投放草魚、鳊魚、鯉魚等魚類。
4)外來物種如羅非魚、福壽螺等對水生態系統也有破壞作用。
5)生態建設所采用的水生動植物品種均為項目區域土著物種或歷史曾有物種,杜絕使用外來種或入侵種,保證湖區的生態安全。
參考文獻:
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關鍵詞:濕地公約;濕地生態系統;主要問題;保護措施
0引言
濕地是一種重要而獨特的自然資源,也是促進國民經濟增長和社會發展進步的戰略資源,又是推動人類文明與進步的稀缺資源。
1《濕地公約》及其相關情況
濕地公約是唯一一個針對單一生態系統的政府間環境條約,于1971年在伊朗拉姆薩爾通過。截止到2015年7月,濕地公約締約國已有168個,已登記的國際重要濕地共2208塊,面積達2.10億公頃。我國于1992年加入《濕地公約》,到2008年,國務院“三定方案”明確指出,組織協調指導監督全國濕地保護和履行有關國際公約事宜由國家林業局擔任。截止2015年7月,我國列入了國際重要濕地名錄已有46塊,濕地面積達230多萬公頃。按照我國實際情況和《濕地公約》分類系統,濕地分為5大類(34型),其中,近海/海岸濕地(12型),河流濕地(4型),湖泊濕地(4型),沼澤濕地(9型),人工濕地(5型)。
2濕地生態系統功能
在世界自然保護大綱中,濕地、海洋和森林被稱為全球三大生態系統,是重要的水源地、巨大的物資儲備庫、生態壞境的優化器、重要的物種資源庫和物產能源基地等重要生態服務功能。因此,濕地又被稱為“地球之腎”、“淡水之源”、“物種基因庫”、“生物超市”、“儲碳庫”、“物種寶庫”、“人類文明的搖籃”,在社會的進步和人類的發展中發揮著重要的作用。濕地生態系統服務功能主要包括:供給功能、調節功能、支持功能和文化功能。其中供給功能主要是提供淡水、燃料、食品和纖維等,調節功能主要是氣候調節、水資源調節、廢棄物處理等,支持功能主要是文化多余性、精神和宗教價值,休閑旅游等,文化功能主要包括泥炭積累、水循環、提供的生境等。每年全球生態系統提供的服務功能約為30多億美元,濕地價值很是巨大,因此,對濕地生態系統的保護工作更要予以重視。
3濕地保護管理工作
3.1濕地資源概況
根據千年生態系統評估報告,目前全球濕地總面積約為12.80億公頃,占地球陸地面積的比例約為8.6%。加拿大濕地面積居世界首位,有1.27億公頃;美國1.11億公頃,之后為俄羅斯。我國濕地總面積為5360.26萬公頃,濕地率為5.58%。
3.2我國濕地保護體系建設
目前,我國初步形成的濕地保護體系是:濕地自然保護區為主體,濕地公園和保護小區兩者為輔,其它保護形式互為補充的多方式共存體系。截止到2014年底,我國共建立的濕地自然保護區570多個,濕地公園900多個。據統計,納入濕地保護體系的面積為2324.32萬公頃,自然濕地保護面積為2115.68萬公頃,自然濕地保護率45.33%。
4濕地面臨的主要問題及原因
現階段我國濕地資源主要面臨三個問題:管理工作亟待加強;濕地保護空缺較大;生物多樣性在減退,形成這些問題的主要原因有以下幾點:
4.1管理體制不完善
在我國,對于濕地保護與管理分工比較復雜,至今沒有形成一個自上至下完善統一的管理體制,各地區各部門都是各取所需,而不是從大局,從整體上,用長遠的眼光來看待濕地的發展,造成了資源的重復浪費,矛盾非常突出。
4.2濕地污染加劇
在376塊重點調查濕地中,共有98塊濕地正面臨著環境污染的威脅,占所有重點調查濕地的26.1%[1]。中國濕地面臨很多問題,其中環境污染是最嚴重的威脅之一,近年來,隨著國家工業化進程的加速,各種工業廠房層出不窮,一方面加快了經濟的發展,提高了國民收入,另一方面也對環境構成了威脅,再加上各種漏油事故以及農藥、化肥使用不當,引起的水源污染,對濕地內的生物種群造成嚴重危害,也使生物賴以生存的水質變壞。
4.3過度圍墾、放牧
根據國家林業局全國性濕地調查結果顯示,我國共有279處重點調查濕地面臨或正遭受圍墾威脅影響,占受威脅影響濕地的25.53%;受圍墾威脅的濕地面積681.50萬公頃,占受威脅影響濕地總面積的30.01%,占重點調查濕地總面積的25.37%。共有211處重點調查濕地面臨或正遭受過度放牧威脅的影響,占受威脅影響濕地的20.22%;受過度放牧威脅的濕地面積943.74萬公頃,占受威脅影響總濕地面積的41.56%,占重點調查濕地總面積的35.13%。
4.4過渡捕撈和采集
據調查,我國共有213處重點調查濕地面臨或正遭受過度捕撈和采集威脅影響,占受威脅影響濕地的19.49%;受過度捕撈和采集威脅的濕地面積485.82萬公頃,占受威脅影響濕地總面積的21.39%,占重點調查濕地總面積的18.09%。尤其是東部沿海經濟比較發達的地區,當地為了增加經濟的收入,只為了一時的利益,濫捕的現象尤為嚴重,不考慮生態系統的完整性和循環周期,一味地追求量的采集方式,不僅讓現有的很多重要的天然經濟魚類資源遭到破壞,還損害了所處地的生態平衡關系,對其他生長在其中的水生生物物種的安全也構成了威脅。
5濕地保護戰略措施及目標
自《濕地公約》締結以來,我國作為締約國之一,對濕地的保護和恢復建設、資源的可持續利用以及濕地文化特色的傳承與延續等方面的工作重視程度日漸加強[2],根據中國生態、資源和環境的現狀,以維護濕地系統生態平衡為基點,保護濕地功能和濕地生物多樣性為手段,實現資源的可持續利用為目的,對濕地資源進行保護和利用,充分發揮濕地在國民經濟發展中的作用,實現生態、經濟和社會三大效益的平衡。因此從以下幾個方面對于濕地生態系統進行保護:
5.1強化濕地保護法規
加強推進國家層次濕地立法,認真執行《濕地保護管理規定》;加快省級濕地保護立法工作,目前我國已有20個省份頒布并實施了省級濕地保護有關各種條例;加強現有與濕地保護有關的法律法規的執法工作;繼續推進自然保護區和國家濕地公園“一區(園)一法”。
5.2健全濕地保護政策
劃定濕地紅線。探究建立濕地生態保護制度,其主要內容包括:“占補平衡”制度、產權制度、用途管制制度、濕地生態效益補償制度和濕地生態系統評價制度等,確保濕地“零”損失。
5.3完善濕地保護體系
現階段我國濕地保護率僅為43.51%,很多重要濕地還未受到有效保護,要優先將鳥類棲息地及其他重要濕地納入到保護體系中,通過建立多種不同方式相結合的模式,如濕地公園和濕地自然保護區等,達到將濕地保護的空間布局進一步優化的目的。
5.4實施濕地保護工程
編制濕地保護十三五規劃,擴大現有濕地面積,恢復濕地生態功能,提高能力建設。與全國主體功能區規劃戰略相結合,并將濕地納入國土生態空間規劃體系,謀劃實施濕地重大生態修復工程,開展退養還灘、退耕還濕,優先開展國土空間重要濕地的生態修復工程。
5.5加大濕地保護的科技支撐
加強加大各種有關濕地的基礎理論和適用技術研究,致力于解決濕地生態修復的各種關鍵技術難題,建立濕地生態修復模式,為實施濕地生態系統恢復和保護濕地生態系統平衡提供必要的技術保障。建立濕地生態監測評估體系,對濕地由于資源和土地利用后的生態變化,生態多樣性的變化進行監測,加強外來生物物種監測和監控,掌握濕地生態特征的動態變化。
5.6加大濕地保護的科普和宣教
開展各種有關濕地保護專題性宣傳教育活動,定期舉辦濕地保護區圖片、普法知識宣傳畫等圖片展覽,使人民群眾從不同的感官角度接收宣傳教育,通過報紙、電視等宣傳媒體,使更多的人認識和了解濕地,通過實體和網絡相結合分方式,加強人民對濕地的了解,從而增加保護濕地的意識,另外要加強各類有關濕地國際合作活動,為全面強化我國濕地保護引進資金和技術支持。通過以上措施對濕地生態系統的保護,使我國濕地保護和管理法制化、規范化和科學化水平有所提高,濕地資源保護和利用進入一個良性循環模式,全面落實《國務院辦公廳關于加強濕地保護管理的通知》精神,通過建設一些重要區域的濕地恢復工程,在全國起到一個示范帶頭的作用,使自然濕地各種不利趨勢得到有效的遏制,在一定程度上提高我國濕地資源監測、管理、宣教和合理利用能力。期望到2030年,我國90%以上的自然濕地得到合理有效的保護,形成集濕地保護、管理、建設體系于一體,保護成果和管理成效都比較卓越的先進國家。
參考文獻:
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