前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)范文,相信會(huì)為您的寫作帶來(lái)幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
關(guān)鍵詞:河流;整治工程;生態(tài)修復(fù)技術(shù)
中圖分類號(hào):S891+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
隨道我國(guó)對(duì)河流整治觀念認(rèn)識(shí)的不斷深化,更注重生態(tài),基于人與自然和諧發(fā)展,減輕人為活動(dòng)對(duì)河溪的壓力,維持河溪環(huán)境、物種多樣性及其河溪生態(tài)系統(tǒng)平衡。河道治理不僅僅是利用水利工程滿足人類社會(huì)需求,而且兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康性需求,促進(jìn)人類與自然相和諧,保證水資源可持續(xù)利用。各地在進(jìn)行防洪工程建設(shè)和河流整治工程中,已經(jīng)采取了一些新技術(shù)和新材料加強(qiáng)河流的生態(tài)建設(shè)。
1 當(dāng)前河流生態(tài)系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題
1.1 人為影響河流自然形態(tài)
我國(guó)現(xiàn)有的大部分江道平面圖形、斷面、河相關(guān)系以及河底與水面縱向比降均失去了天然河道的特點(diǎn),主流和江道總體保持穩(wěn)定,江道形態(tài)是人工建筑物控制下的河床變形。
例如人工構(gòu)筑物改變了上下游主河槽的寬度, 改變了天然灘地的形狀甚至位置。人為的對(duì)河道進(jìn)行裁彎取直和河道斷面矩形化也極大的改變了河流的形狀。
1.2 濕地功能退化
濕地主要包括沼澤、泥潭、水域帶等。濕地中的水體指水深不超過(guò)六米,可為靜止的,也可為流動(dòng)的,可以是淡水,也可以是咸水。濕地因擁有許許多多的對(duì)人們有益的功能而被人們譽(yù)為“地球之肺”。大面積的濕地可以滯留洪水,延緩洪水過(guò)程,同時(shí)濕地中的水還可以減緩?fù)寥赖纳郴^(guò)程。濕地中的植物不僅可以滯留沉積物, 還可以分解轉(zhuǎn)化有毒物質(zhì),同時(shí)植物還可以轉(zhuǎn)化碳元素,減少溫室氣體的產(chǎn)生,改善生態(tài)環(huán)境。因此濕地是人類健康、可持續(xù)發(fā)展的必要物質(zhì)基礎(chǔ)。然而自上世紀(jì)80 年代以來(lái),由于過(guò)度圍墾、魚塘開(kāi)發(fā)、取土挖沙等人為的不合理開(kāi)發(fā),濕地面積明顯萎縮,濕地生境破碎化,濕地水體受到污染,生物多樣性下降,濕地功能退化。
1.3 水體污染嚴(yán)重
水體污染是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過(guò)了該物質(zhì)在水體中的本底含量和自凈能力即水體的環(huán)境容量,使水環(huán)境質(zhì)量逐步下降,水體的使用價(jià)值降低從而導(dǎo)致水體的物理特征、化學(xué)特征發(fā)生不良變化,破壞了水中固有的生態(tài)系統(tǒng),破壞了水體的功能及其在人類生活和生產(chǎn)中的作用。
1.4 水生生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞
生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞是指在一定的時(shí)空背景下,生態(tài)系統(tǒng)受自然因素,人為因素或兩者的共同干擾下, 使生態(tài)系統(tǒng)的某些要素或系統(tǒng)整體發(fā)生不利于生物和人類生存要求的量變和質(zhì)變, 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生與原有的平衡狀態(tài)或進(jìn)化方向相反的位移。水生態(tài)系統(tǒng)主要功能是生物生產(chǎn)力、能量流動(dòng)、物資循環(huán)和信息傳遞。但近幾十年,由于人類受利益的驅(qū)動(dòng),大量排污、過(guò)度開(kāi)墾、不合理工程建設(shè),使得水生生物多樣性下降,水生生態(tài)系統(tǒng)退化。
2 傳統(tǒng)河流治理對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響
傳統(tǒng)的河流治理, 主要考慮的是河流的抗洪、排澇、航運(yùn)等功能。在岸坡處理上注重抗沖刷防坍塌的措施, 而對(duì)河流周邊及河流本身的生態(tài)環(huán)境考慮不多。在方法上,主要采用混凝土、砌石等硬質(zhì)材料建造護(hù)岸工程, 這對(duì)于提高抗沖能力、抗侵蝕性及耐久性作用明顯, 但負(fù)面影響也較顯著。這些硬質(zhì)材料切斷了水、空氣、土壤、植物、生物之間的有機(jī)聯(lián)系, 破壞了生態(tài)系統(tǒng)。
自然河流的渠道化是傳統(tǒng)河流治理對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成脅迫的一個(gè)主要方面, 渠道化包括河流形態(tài)直線化、橫斷面幾何規(guī)則化及河床材料的硬質(zhì)化。形態(tài)直線化改變了河流蜿蜒型的基本形態(tài), 使急流、緩流、彎道、淺灘相間的格局消失; 橫斷面幾何規(guī)則化使水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生改變, 生物群落多樣性降低, 魚類的產(chǎn)卵條件發(fā)生變化, 鳥(niǎo)類、兩棲動(dòng)物和昆蟲的棲息地改變, 可能造成物種的數(shù)量減少和某些物種的消亡; 河床材料的硬質(zhì)化, 切斷或減少了地表水與地下水的有機(jī)聯(lián)系通道, 本來(lái)存在的沙土、礫石或黏土中的大量微生物再也找不到生存環(huán)境, 水生植物和濕生植物無(wú)法生長(zhǎng), 使得植食兩棲動(dòng)物、鳥(niǎo)類及昆蟲失去生存條件。
渠道化的后果, 可能會(huì)使本來(lái)復(fù)雜的食物鏈在某些關(guān)鍵物種和重要環(huán)節(jié)上斷裂, 對(duì)于生物群落多樣性的影響不是局部的, 而是全局性的。因此, 美國(guó)、荷蘭、日本等許多發(fā)達(dá)國(guó)家陸續(xù)開(kāi)展了河流復(fù)原工程, 對(duì)河流實(shí)施生態(tài)修復(fù)并且取得了較好的效果。
3 生態(tài)恢復(fù)技術(shù)在河道治理工程中的應(yīng)用
河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù), 其目標(biāo)是在滿足人類需求的前提下, 使工程結(jié)構(gòu)對(duì)河流的生態(tài)系統(tǒng)沖擊最小化, 不僅對(duì)水流的流量、流速、沖淤平衡、環(huán)境外觀等影響最小, 而且要適宜于創(chuàng)造動(dòng)物棲息及植物生長(zhǎng)所需要的多樣性生活空間。
3.1 重現(xiàn)蜿蜒曲折的水流形態(tài)
改變長(zhǎng)期已慣用的治河方法,裁彎取直,制造豐富多變的河底線、河坡線,在有可能與河邊綠地相結(jié)合的地方,可修建蜿蜒曲折的水路、水塘,創(chuàng)造較為豐富的水環(huán)境,改變?cè)瓉?lái)呆板、單調(diào)的河道模式。
在需要護(hù)岸的地段, 宜采用魚巢、生態(tài)混凝土等岸坡防護(hù)結(jié)構(gòu), 充分利用亂石、木樁、蘆葦、柳樹(shù)、水蔥等天然材料與植物護(hù)坡, 避免河流岸坡的硬質(zhì)化。常見(jiàn)的生態(tài)護(hù)坡斷面如圖1。
圖1 生態(tài)護(hù)坡斷面示意圖
3.2 修建主槽與灘地相結(jié)合的斷面型式
大多數(shù)的河流屬于季節(jié)性河流,只有在汛期才可能發(fā)生較大流量的洪水,平時(shí)和汛期對(duì)河道斷面的需求差別很大。因此,有條件在河中修建主槽,平時(shí)使少量水體在主槽內(nèi)流動(dòng),在灘地修建濕地或進(jìn)行綠化,甚至可以提供人們休憩的場(chǎng)所,充分發(fā)揮河道的多項(xiàng)功能
3.3 采用新型生態(tài)材料護(hù)坡
不再大量使用現(xiàn)澆混凝土、混凝土板、漿砌石等阻斷水和空氣交換的硬質(zhì)護(hù)坡材料,改用干砌石、卵石籠、大塊石等更為通透的材料來(lái)防止水流的沖刷,并可在這些材料之間和表面復(fù)土,促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。同時(shí),適當(dāng)開(kāi)發(fā)利用“生態(tài)混凝土”、“雙絞格網(wǎng)結(jié)構(gòu)”等近年來(lái)逐漸興起的新型材料。生態(tài)混凝土是由特殊級(jí)配的集料和膠結(jié)材料制成,其力學(xué)性能在滿足工程需要的同時(shí),具有蜂窩狀結(jié)構(gòu),多孔且連續(xù)的特點(diǎn)及良好的透水性和透氣性,使得植物能在其中生長(zhǎng)。而且植物的垂直根系穿過(guò)坡體表層,錨固在較穩(wěn)定的巖土層上,起到預(yù)應(yīng)力錨固的作用,植物的根系在土中盤根錯(cuò)節(jié),使邊坡土體成為土與草根的復(fù)合材料,而草根可視為帶預(yù)應(yīng)力的三維加筋材料,使得土體強(qiáng)度提高。植物通過(guò)吸收和蒸騰坡體內(nèi)水分,降低土體的空隙水壓力,提高土體的抗剪強(qiáng)度,有利于邊坡穩(wěn)定。雙絞格網(wǎng)網(wǎng)箱、網(wǎng)墊和網(wǎng)袋具有生態(tài)環(huán)保性、整體性、柔韌性、耐久性、透水性、造價(jià)低及良好的消浪性能等優(yōu)勢(shì),非常適合于河道護(hù)岸工程,可用于河流生態(tài)修復(fù)。
3.4 開(kāi)發(fā)采用植物護(hù)坡做法
植物護(hù)坡的實(shí)踐歷史久遠(yuǎn),但作為一種工程技術(shù)方法進(jìn)行系統(tǒng)研究,形成一門學(xué)科,僅有幾十年的歷史。早在1591 年中國(guó)最早將柳樹(shù)等應(yīng)用于河岸邊坡的加固與保護(hù),17 世紀(jì)利用植被護(hù)坡的技術(shù)保護(hù)黃河河岸。20 世紀(jì)50 年代,國(guó)內(nèi)植被護(hù)坡技術(shù)主要用于水土保持和防風(fēng)固沙,從70 年代開(kāi)始,景觀改善已逐漸成為植物護(hù)坡的重要方面。液壓噴播技術(shù)自20 世紀(jì)50 年明并用于植被護(hù)坡。20 世紀(jì)80 年代初以來(lái),發(fā)明了三維網(wǎng)植草護(hù)坡、液壓噴播植草護(hù)坡、土工格室植草護(hù)坡等。植被護(hù)坡在增加邊坡穩(wěn)定、減少水土流失等方面有著很大的作用,而且可以抑制土壤侵蝕,提高土層對(duì)滑移的抵抗力。此外,邊坡植物的存在使人工環(huán)境逐漸恢復(fù)為自然環(huán)境,為生物的生存和繁衍提供有利的場(chǎng)所??刹捎媚緲杜c植物梢、輥相結(jié)合的護(hù)岸型式,或在坡面分層栽種柳條等當(dāng)?shù)赝辽参?,形成植物為主的護(hù)坡工法。采用草坪草和野生草種相結(jié)合的做法,草坪草對(duì)管理要求高,需水量大,適宜在人群比較集中的場(chǎng)所栽種,野生草種生命力強(qiáng),適宜各種不同的河邊環(huán)境,可在普通河段采用。
4 結(jié)束語(yǔ)
總之, 河道生態(tài)治理工程不單單是滿足人們對(duì)水的需求, 同時(shí)也是改善和恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)的工程, 是有利于保護(hù)自然環(huán)境和使社會(huì)發(fā)展可持續(xù)的工程, 是以人為本和人與自然和諧相處的工程。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:水土保持; 生態(tài)修復(fù);退化生態(tài)系統(tǒng); 概念; 技術(shù)方法
Abstract: This paper summarizes the basis of analyzing the existing ecological restoration research results and proposes a generalized concept of ecological restoration of soil and water conservation ecological rehabilitation and special soil and water conservation, and the types and technical method were discussed.
Keywords: soil and water conservation; ecological restoration; degraded ecosystem; concept; technical method
中圖分類號(hào):S157文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
生態(tài)修復(fù)( Ecolog ical Remediation) 的叫法主要應(yīng)用在我國(guó)和日本。日本學(xué)者多認(rèn)為, 生態(tài)修復(fù)是指通過(guò)外界力量使受損生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)、重建或改進(jìn)( 不一定完全與原來(lái)的相同) ,這與歐美學(xué)者“生態(tài)恢復(fù)”概念的內(nèi)涵類似; 焦居仁( 2003) 認(rèn)為, 為了加速被破壞生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù), 可以輔助人工措施為生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)轉(zhuǎn)服務(wù), 加快恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)被稱為生態(tài)修復(fù)。該概念強(qiáng)調(diào)生態(tài)修復(fù)應(yīng)該以生態(tài)系統(tǒng)本身的自組織、自調(diào)控能力為主, 以人工調(diào)控能力為輔。
生態(tài)重建( Ecological Reconstruction) 一般是指通過(guò)外界力量使完全受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到原初狀態(tài)。
生態(tài)改建( Ecolog ical Renewal) 一般是指通過(guò)外界力量對(duì)部分受損的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行改善, 增加人類所期望的人工特點(diǎn), 減少人類不希望的自然特點(diǎn)。
1.針對(duì)生態(tài)修復(fù)概念的界定
生態(tài)修復(fù)已廣泛應(yīng)用到環(huán)境、水利、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域, 因而統(tǒng)一生態(tài)修復(fù)概念的界定是十分必要的, 這須遵循以下原則:
(1) 應(yīng)統(tǒng)一“生態(tài)”的內(nèi)涵。生態(tài)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱生態(tài), 是指人類種群周圍空間中直接或間接影響人類生存、生活和發(fā)展的各種自然因素的總體, 亦稱自然環(huán)境系統(tǒng), 包括陽(yáng)光、溫度、氣候、地磁、空氣、水、巖石、土壤、地殼的穩(wěn)定性等無(wú)機(jī)組分和動(dòng)物、植物、微生物等有機(jī)組分。
(2) 應(yīng)與國(guó)際上相應(yīng)概念的內(nèi)涵保持相似性。為了加強(qiáng)與發(fā)達(dá)國(guó)家的科技合作與交流, 我國(guó)所界定的生態(tài)修復(fù)的內(nèi)涵應(yīng)與國(guó)際接軌。
(3) 應(yīng)具有通用性。生態(tài)修復(fù)所界定的概念應(yīng)適用于環(huán)境、水利、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等不同領(lǐng)域, 不應(yīng)因研究領(lǐng)域不同而產(chǎn)生歧義。
基于以上原則, 筆者把生態(tài)修復(fù)概念界定為: 在特定的區(qū)域、流域內(nèi), 依靠生態(tài)系統(tǒng)本身的自組織和自調(diào)控能力的單獨(dú)作用, 或依靠生態(tài)系統(tǒng)本身的自組織和自調(diào)控能力與人工調(diào)控能力的復(fù)合作用, 使部分或完全受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到相對(duì)健康的狀態(tài)。
2.水土保持生態(tài)修復(fù)的類型
2. 1 廣義水土保持生態(tài)修復(fù)類型
依據(jù)生態(tài)修復(fù)對(duì)象的不同, 廣義水土保持生態(tài)修復(fù)可劃分為如下類型:
(1) 退化坡面生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)。指對(duì)退化耕地、林地、草地、荒地等生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù), 這是水土保持生態(tài)修復(fù)的重點(diǎn)。
(2) 退化河流生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)。指對(duì)主要因人為驅(qū)動(dòng)力所導(dǎo)致的退化河流生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)。2003 年以前, 水土保持主要是以小流域?yàn)閱卧M(jìn)行綜合治理的, 因小流域的面積均較小, 其匯水的部位基本上都是季節(jié)性河道, 或發(fā)生暴雨時(shí)才有徑流流過(guò), 這樣的河流或溝道并不構(gòu)成水生態(tài)系統(tǒng), 無(wú)需進(jìn)行生態(tài)修復(fù); 2003 年以后, 水土保持綜合治理大示范區(qū)建設(shè)在全國(guó)廣泛開(kāi)展起來(lái), 大示范區(qū)的面積可逾1000km2, 位于大示范區(qū)的河流有些是常年性河流, 尤其是在濕潤(rùn)地區(qū)均是常年性河流。這些常年性河流的水生態(tài)系統(tǒng)常因各種人為驅(qū)動(dòng)力的作用而退化, 對(duì)這樣的河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)也是水土保持生態(tài)修復(fù)的范疇。
(3) 內(nèi)陸河流域退化綠洲生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)。內(nèi)陸河流域從上至下, 可分為山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)和平原區(qū)生態(tài)系統(tǒng)。以河流為中心, 從內(nèi)往外, 平原區(qū)生態(tài)系統(tǒng)又可分為綠洲生態(tài)系統(tǒng)和荒漠生態(tài)系統(tǒng), 而綠洲生態(tài)系統(tǒng)由內(nèi)往外又可再分為人工綠洲生態(tài)系統(tǒng)和天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)。內(nèi)陸河流域退化綠洲生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)主要是指對(duì)退化天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)。
(4) 退化水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)。對(duì)位于大示范區(qū)內(nèi)的退化水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)也屬于水土保持生態(tài)修復(fù)的范疇。
(5) 退化礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)。是指對(duì)廢棄礦地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。
2. 2狹義水土保持生態(tài)修復(fù)類型
依據(jù)生態(tài)修復(fù)所依靠的作用力不同, 狹義水土保持生態(tài)修復(fù)可分為:
(1) 生態(tài)自然修復(fù), 即完全依靠生態(tài)系統(tǒng)本身的自組織和自調(diào)控能力進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。
(2) 自然和人工共同修復(fù)生態(tài), 即以依靠生態(tài)系統(tǒng)本身的自組織和自調(diào)控能力為主, 以人工調(diào)控能力為輔進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。
3. 水土保持生態(tài)修復(fù)的技術(shù)方法
3. 1廣義水土保持生態(tài)修復(fù)的技術(shù)方法
3. 1. 1退化坡面生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)
(1) 退化耕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)。少施化肥, 增施農(nóng)家肥料; 種植綠肥植物, 增加固氮作物品種; 輪作、套作, 間種、混種; 減少化學(xué)防治, 增加生物防治; 植等高植物籬等。
(2) 退化林地、草地、荒地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)。在封禁的基礎(chǔ)上, 補(bǔ)種鄉(xiāng)土樹(shù)種、草種。封禁在我國(guó)早就得到廣泛的應(yīng)用, 這里需要強(qiáng)調(diào)的是封禁只是解除了導(dǎo)致坡面生態(tài)系統(tǒng)退化的不合理放牧、刈割、開(kāi)墾、樵采、挖藥材等人為壓力( 或稱人為驅(qū)動(dòng)力) , 還需預(yù)防、解除導(dǎo)致坡面生態(tài)系統(tǒng)退化的自然驅(qū)動(dòng)力, 如火災(zāi)、鼠害等。一般來(lái)說(shuō), 自然驅(qū)動(dòng)力并不是導(dǎo)致坡面生態(tài)系統(tǒng)退化的主要驅(qū)動(dòng)力, 但也不容忽視。封禁時(shí)間的長(zhǎng)短因生態(tài)系統(tǒng)類型、受損程度、氣候等因素的不同而不同, 一般來(lái)說(shuō), 喬木林、灌木林、草地生態(tài)系統(tǒng)可分別為8 年以上、5~8 年、3~5 年。
3. 1. 2 退化河流生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)
在土壤侵蝕地區(qū), 導(dǎo)致河流退化的驅(qū)動(dòng)力主要有修路、開(kāi)礦、樵采、河岸放牧、化肥與農(nóng)藥的面源污染、工業(yè)廢水與生活污水的點(diǎn)源污染、過(guò)度捕魚等, 對(duì)由于這些驅(qū)動(dòng)力所導(dǎo)致的退化河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù), 最重要的是要減輕或解除導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)退化的驅(qū)動(dòng)力, 讓河流休養(yǎng)生息。此外, 還可采取如下兩種方法: 一是減少河流人工直線化的程度, 增加河流彎曲度, 以增加河流生境的多樣性, 進(jìn)而增加水生生物多樣性;二是在河流兩岸種植生物隔離帶( 種類和寬度應(yīng)因地制宜) , 一方面防治面源污染, 另一方面為河流水生生物增加營(yíng)養(yǎng)源。
3. 1. 3 內(nèi)陸河流域退化綠洲生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)
一是合理開(kāi)發(fā)利用水資源, 實(shí)施生態(tài)應(yīng)急補(bǔ)水工程, 至少要滿足天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)最小生態(tài)需水量; 二是合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu), 適當(dāng)減少人工綠洲面積, 使人工綠洲和天然綠洲面積比例調(diào)整到1:1 左右。
3. 1. 4 退化水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)
對(duì)退化水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)可采取與退化河流生態(tài)系統(tǒng)相同的方法。
3. 1. 5 退化礦山生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)
該生態(tài)系統(tǒng)的土壤、植物等組分完全受損, 缺乏植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)元素, 對(duì)這種嚴(yán)重退化的生態(tài)進(jìn)行生態(tài)修復(fù), 可采取的方法有: 覆蓋土壤, 對(duì)土壤進(jìn)行物理處理, 添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 去除有害物質(zhì), 種植適應(yīng)性強(qiáng)的先鋒樹(shù)種或草種、間種鄉(xiāng)土樹(shù)種或草種。
3. 2 狹義水土保持生態(tài)修復(fù)的技術(shù)方法
(1) 生態(tài)自然修復(fù)的基本技術(shù)方法是封禁法。該方法適用于受損程度較輕的生態(tài)系統(tǒng)。
(2) 自然和人工共同修復(fù)生態(tài)的基本技術(shù)方法是“封禁+補(bǔ)種”法。該方法適用于受損程度較重的生態(tài)系統(tǒng)
4.結(jié) 語(yǔ)
水土保持是土壤侵蝕地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的生命線,是生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主體。水土保持生態(tài)修復(fù)的提出與實(shí)施是水土保持工作理念的重大創(chuàng)新, 但水土保持生態(tài)修復(fù)不應(yīng)局限于當(dāng)前的狹義水土保持生態(tài)修復(fù), 應(yīng)從狹義水土保持生態(tài)修復(fù)向廣義水土保持生態(tài)修復(fù)轉(zhuǎn)變。即使實(shí)現(xiàn)了這樣的轉(zhuǎn)變, 水土保持生態(tài)修復(fù)也只是水土保持流域綜合治理的一個(gè)重要方面,它不能完全替代人工造林種草等水土保持生物措施, 更不能替代坡改梯、淤地壩、谷坊、小型水庫(kù)、蓄水池等水土保持工程措施。
參考文獻(xiàn)
在社會(huì)生產(chǎn)過(guò)程中水利工程對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)有著巨大的作用,同時(shí)也要看到水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動(dòng)人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動(dòng)性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來(lái)的水利工程在權(quán)衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面,似應(yīng)強(qiáng)調(diào)水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí),兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。
2生態(tài)水利工程
從學(xué)科發(fā)展角度看,現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué),水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要對(duì)象是水文系統(tǒng),往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)理論及方法,促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合,用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計(jì)理論,形成水利工程學(xué)新的學(xué)科分支——生態(tài)水利工程學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí),兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對(duì)于新建工程,是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對(duì)于已建工程,則是對(duì)于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。
3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則
3.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則
生態(tài)水利工程是一項(xiàng)綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理,也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律,以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)時(shí),必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動(dòng)態(tài)地研究河勢(shì)變化規(guī)律,保證河流修復(fù)工程的耐久性。
對(duì)于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析,應(yīng)遵循風(fēng)險(xiǎn)最小和效益最大原則。由于對(duì)生態(tài)演替的過(guò)程和結(jié)果事先難以把握,生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險(xiǎn)。這就需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和評(píng)估。另外,充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律,是力爭(zhēng)以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。
3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一個(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會(huì)下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會(huì)發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動(dòng),特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè),造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥(niǎo)類和其他生物物種,生態(tài)水利工程的重點(diǎn)應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,使其符合自然河流的地貌學(xué)原理,為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。
在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后,就應(yīng)該對(duì)于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評(píng)估,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫(kù)和生物資源數(shù)據(jù)庫(kù)。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上,確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系,必要時(shí)建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢(shì)、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營(yíng)養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括:調(diào)查單個(gè)生物因子的基本需求,評(píng)估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件,對(duì)于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評(píng)估。在眾多的環(huán)境因子中,識(shí)別那些對(duì)于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地的設(shè)計(jì)。
3.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機(jī)理是物種的自然選擇,也就是說(shuō)某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗(yàn),尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。
將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時(shí),生態(tài)工程設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)水工設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計(jì)大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計(jì),建筑物的幾何特征、材料強(qiáng)度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計(jì)與此不同,生態(tài)工程設(shè)計(jì)是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計(jì),或者說(shuō)是輔設(shè)計(jì)。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結(jié)構(gòu),從而完成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明,人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。
傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)的特征是對(duì)于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程時(shí),要求工程師必須放棄控制自然界的動(dòng)機(jī),樹(shù)立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計(jì)這個(gè)寶貴財(cái)富,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。需要強(qiáng)調(diào)的是,地球上沒(méi)有兩條相同的河流,每一條河流的特點(diǎn)都是各不相同的。因此,每一項(xiàng)生態(tài)水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價(jià)值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。
自設(shè)計(jì)理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設(shè)計(jì)理論時(shí),需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來(lái)物種時(shí)要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理應(yīng)該在大景觀尺度、長(zhǎng)期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行,而不是在小尺度、短時(shí)期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)行。在大景觀尺度上開(kāi)展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高。小范圍的生態(tài)修復(fù)不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)要素間的交互作用,提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問(wèn)題,也不僅僅是修復(fù)單一動(dòng)物或修復(fù)河岸植被。
景觀則是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時(shí)間尺度。為什么在景觀的大尺度上進(jìn)行河流修復(fù)規(guī)劃?首先,水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起,形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動(dòng)和工程設(shè)施作為生境的組成部分,形成對(duì)于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時(shí),需要對(duì)于各種脅迫因素之間的相互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn),這些特點(diǎn)決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時(shí)間與空間中擴(kuò)展或收縮的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),一條河流的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復(fù)的時(shí)間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。每一個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復(fù)是靠時(shí)間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復(fù)需要大約15~20a的時(shí)間。因此對(duì)于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長(zhǎng)期準(zhǔn)備,同時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)和管理。
3.5反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則
生態(tài)系統(tǒng)的成長(zhǎng)是一個(gè)過(guò)程,河流修復(fù)工程需要時(shí)間。從長(zhǎng)時(shí)間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬(wàn)年時(shí)間。進(jìn)化的趨勢(shì)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高,同時(shí)對(duì)外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時(shí)間尺度看,生態(tài)系統(tǒng)的演替,即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時(shí)間,期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。
生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),力求最終形成一個(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后,就開(kāi)始了一個(gè)自然生態(tài)演替的動(dòng)態(tài)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程并不一定按照設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。
意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)都不是靜止的,在時(shí)間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計(jì)方法,而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)—執(zhí)行(包括管理)—監(jiān)測(cè)—評(píng)估—調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)流程中,監(jiān)測(cè)工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測(cè)工作包括生物監(jiān)測(cè)和水文觀測(cè)。評(píng)估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢(shì)。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項(xiàng)目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。
在反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)過(guò)程中,提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣?huì)各界的廣泛參與,通過(guò)對(duì)話、協(xié)商,以尋求共同利益。提倡多學(xué)科的交流和融合,提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性。
論文關(guān)鍵詞:生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)原則
論文摘要:闡述水利工程與水域生態(tài)的關(guān)系,介紹了生態(tài)水利規(guī)劃的基本原則:工程安全性與經(jīng)濟(jì)性原則;提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則;生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)與自我恢復(fù)原則;景觀尺度與整體修復(fù)原則;反饋和調(diào)整設(shè)計(jì)原則。
參考文獻(xiàn):
[1]董哲仁.水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的脅迫[J].水利水電技術(shù),2003,(7):1~5.
[2]董哲仁.生態(tài)水工學(xué)的理論框架[J].水利學(xué)報(bào),2003,(1):1~6.
[3]董哲仁.河流形態(tài)多樣性與生物群落多樣性[J].水利學(xué)報(bào),2003,(11):1~7.
[4]MitschW.J.,JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration[M].PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.,Hoboken,NewJersey,2004:134~137.
[5]董哲仁.荷蘭圍墾區(qū)生態(tài)重建的啟示[J].中國(guó)水利,2003,(11A):45~47.
[6]O’NeillR.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,etal.AHierarchicalCon-ceptofEcosystems[M].PrincetonUniversityPress,Princeton,NJ.1986:153.
[7]GosselinkJ.G.LandscapeConservationinaforestedWetlandWater-shed[J].Bioscience,1990,40:588~600.
關(guān)鍵詞:河道治理;生態(tài)水利;河流生態(tài)修復(fù)
自古以來(lái),我國(guó)就已經(jīng)注意到了河流的重要作用,特別是最近幾十年以來(lái),我國(guó)因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,大力的興修水利工程,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是從七十年代開(kāi)始,人們就已經(jīng)注意到了水利工程的大量興修和河流的生態(tài)問(wèn)題息息相關(guān),產(chǎn)生了一些負(fù)面的作用,成為一個(gè)關(guān)注的焦點(diǎn)。水利的興修是河道治理的一種,河道治理當(dāng)中不僅要確保河道功能的正常發(fā)揮,現(xiàn)在人們也越來(lái)越多的關(guān)注到了河道治理中河流的生態(tài)修復(fù)的問(wèn)題。
一、河流生態(tài)修復(fù)的重要意義
凡事都有兩面性,在外面大力建設(shè)水利工程,給經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大效益的同時(shí)也使河流的生態(tài)遭到了巨大的破壞。由于各種各樣的原因,人為產(chǎn)生的破壞無(wú)法避免,但是對(duì)破壞以后的合理生態(tài)進(jìn)行修復(fù)卻是可以的。對(duì)河流的生態(tài)進(jìn)行破壞以后的修復(fù)是一項(xiàng)復(fù)雜而耗費(fèi)巨大的工程,如果修復(fù)好了,又具有重大的作用,不僅可以改善河流的各項(xiàng)功能,還能保持水土,改善小氣候等等,對(duì)合理的生態(tài)進(jìn)行及時(shí)的修復(fù),十分的必要。
1.改善河流的生態(tài),實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧
河道治理利用河流的相關(guān)規(guī)律、河道的規(guī)律,從河流的實(shí)際情況出發(fā),因勢(shì)利導(dǎo)的調(diào)整水流的位置,改善水流的條件。通過(guò)一系列的工程措施來(lái)保證河流的灌溉、航運(yùn)等功能的發(fā)揮。但是,在河道治理的同時(shí)極其容易只注意治理而忽視了河道治理的同時(shí)河流生態(tài)的保護(hù)問(wèn)題,使得河流的生態(tài)不同程度的遭到了破壞。這種破壞是極其嚴(yán)重的,使得河流內(nèi)布生物的多樣性變化,旱澇災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,城市的正常供水補(bǔ)給受到威脅,河流沿岸的氣候產(chǎn)生變化,植被破壞,水土流失,曾經(jīng)的美麗景色不復(fù)存在。
基于河道治理的合理生態(tài)恢復(fù),采取一系列的措施,不僅可以恢復(fù)河流曾經(jīng)的活力,改善被破壞的河流的生態(tài),還可以實(shí)現(xiàn)自然和人類的和諧。人們?cè)诳吹搅撕恿魃鷳B(tài)遭受到的破壞以后,體驗(yàn)到了生態(tài)破壞帶來(lái)的嚴(yán)重后果之后,開(kāi)始注意到了生態(tài)的保護(hù),開(kāi)始審視自然和人類的關(guān)系,這對(duì)河流生態(tài)修復(fù)來(lái)說(shuō),是非常重要的。對(duì)破壞了的河流生態(tài)進(jìn)行修復(fù),具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
2.保證河流的功能,促使發(fā)揮更大的作用
對(duì)河流進(jìn)行治理,一個(gè)最重要的原因就是保證河流發(fā)揮它的最大的功能,這些功能包括:航運(yùn)、灌溉、防洪、供水等等。治理可以使得河流達(dá)到這些要求,而要如何保持這些功能的長(zhǎng)時(shí)間、不打折扣的發(fā)揮,生態(tài)問(wèn)題是其中的一個(gè)重要要素。
在進(jìn)行河道治理的同時(shí)重視河流生態(tài)的修復(fù)不僅對(duì)合理發(fā)揮功能無(wú)害,相反是大有裨益的。河流生態(tài)修復(fù)了,從灌溉的角度來(lái)說(shuō),無(wú)論在枯水期還是豐水期都能保證灌溉。從防洪的角度來(lái)說(shuō),既滿足了河流航運(yùn)的要求,又不至于在雨水多的時(shí)候,無(wú)法承擔(dān)蓄水壓力。洪水來(lái)了,因?yàn)樯鷳B(tài)比較好,植被覆蓋有保證,可以通過(guò)自身的調(diào)節(jié)減少洪澇災(zāi)害的發(fā)生。如果河流不僅不能起到有益的作用,在災(zāi)難來(lái)臨的時(shí)候還不能減少災(zāi)難的發(fā)生,更談不上發(fā)揮更大的作用了。改善、修復(fù)河流的生態(tài),在保證河流最基本功能的同時(shí),還能促使河流發(fā)揮更大的作用,這正是治理河道所期望的。
二、河流生態(tài)修復(fù)的重要舉措
基于河道治理的河流生態(tài)修復(fù)不是一蹴而就的,河道治理本身就是一個(gè)難題,在河道治理的同時(shí)進(jìn)行河流的生態(tài)修復(fù),困難重重。河道修復(fù)不像一般的建筑施工過(guò)程那樣比較容易掌握,而是一個(gè)涉及各種地形地貌、彎曲的河道、變化的河床、河道旁的植被等等一個(gè)立體的工程。所以要修復(fù)好河流的生態(tài),得在先搞清楚河道治理,在進(jìn)行河道治理中的生態(tài)修復(fù),還要從多方面探討修復(fù)的方法,這樣才能取得比較好的生態(tài)修復(fù)效果。
1.河道、河床修復(fù),為生態(tài)恢復(fù)創(chuàng)造條件
現(xiàn)代的河道治理一般都是運(yùn)用當(dāng)今時(shí)代的科學(xué)技術(shù)、材料來(lái)進(jìn)行河道的治理。鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)固然的堅(jiān)實(shí)有力,但換個(gè)角度來(lái)說(shuō),正是因?yàn)檫@種材料的使用使得河道在洪水來(lái)臨的時(shí)候,河水是難以改道的。在河道治理的時(shí)候要注意河道的修復(fù)指的就是要保持河道的自然形態(tài),河道的自然形態(tài)一般都是蜿蜒曲折的,而不是筆直的。蜿蜒曲折的河道可以使得水流的流速不同,流速不同自然的水體流動(dòng)就具有多樣性,多樣性的水體流動(dòng)是十分的有利于合理的生物的多樣性的,這對(duì)修復(fù)河流的生態(tài)具有積極的意義。同樣,在河道治理當(dāng)中,修復(fù)河床也要體現(xiàn)對(duì)修復(fù)河流生態(tài)的意義。河床是河流生物的棲息環(huán)境,生態(tài)河堤不僅可以防洪,還能有利于河流生物的生息繁衍。
修復(fù)河流的生態(tài)就是要使河流的生態(tài)回到曾經(jīng)那個(gè)多樣性的面貌,而生物的多樣性就是其中的一個(gè)重要的內(nèi)容。在進(jìn)行河道、河床治理的時(shí)候就充分的考慮到河流生態(tài)的問(wèn)題,在治理的時(shí)候就著手于恢復(fù),一舉兩得。
2.緩沖帶修復(fù),降低河流的壓力
河流自身并不是孤立的、脫離于陸地之外的一個(gè)存在,河流和陸地之間有一個(gè)緩沖帶,這個(gè)緩沖帶把河流和陸地緊緊地聯(lián)系起來(lái)。河流的生態(tài)破壞包括緩沖帶的破壞,緩沖帶一般是由河邊濕地,河谷等組成,是人類活動(dòng)的重要場(chǎng)所。河道治理的時(shí)候要注意河流緩沖帶的修復(fù),這對(duì)修復(fù)河流生態(tài)具有重要的作用。具體的操作方法就是要在河流的兩個(gè)岸邊都要留出一定的位置,專門設(shè)立一個(gè)足夠?qū)挾鹊木彌_帶。緩沖帶的作用在平時(shí)顯現(xiàn)不出來(lái),一旦洪水發(fā)生,它不僅可以起到減弱洪水沖擊的作用,還能把洪水分蓄一部分出來(lái),大大降低了河流的壓力。緩沖帶承擔(dān)著給河流降壓的作用,還發(fā)揮著維持河流生態(tài)多樣性的作用,它的濕地、河谷等等可以給生物提供一個(gè)生存的環(huán)境,還能凈化河流的水質(zhì),為人類提供一個(gè)良好的活動(dòng)空間。
3.植被景觀修復(fù),保持生態(tài)平衡
過(guò)去一直認(rèn)為,所謂的生態(tài)修復(fù)就是指植被的修復(fù),今天雖然人們的認(rèn)識(shí)已經(jīng)發(fā)極大的提高了,但是不可否認(rèn)的是,植被的修復(fù)在合理生態(tài)的修復(fù)當(dāng)中還真是非常重要的。過(guò)去破壞的植被導(dǎo)致了大自然一次又一次無(wú)情的報(bào)復(fù),在治理河道的時(shí)候,修復(fù)破壞的植被可以改善生態(tài)環(huán)境。
在科技技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,要善于運(yùn)用各種科技手段,因時(shí)、因地制宜,結(jié)合實(shí)際,修復(fù)被破壞的植被,使得植被的覆蓋能夠恢復(fù),達(dá)到一個(gè)比較理想的植被覆蓋水平。植被的修復(fù)、恢復(fù)可以極大的保持水土,有利于河道的質(zhì)量,是一種根本的、生態(tài)的治理方法。植被恢復(fù)了,毫無(wú)疑問(wèn)的將會(huì)對(duì)生物的多樣性有益,形成一個(gè)比較良好的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng),是河道治理和河流生態(tài)修復(fù)一直以來(lái)所期望達(dá)到的目標(biāo)效果。
總結(jié):
認(rèn)識(shí)到了問(wèn)題就要積極的去解決,即使沒(méi)有很好的解決方法也要積極的探索、實(shí)踐?;诤拥乐卫淼暮侠砩鷳B(tài)恢復(fù)是順應(yīng)時(shí)展的,雖然至今理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都還有不足之處,但是其重要性已經(jīng)體現(xiàn)了出來(lái)。合理的生態(tài)修復(fù)是一個(gè)長(zhǎng)過(guò)程的修復(fù),涉及面廣、問(wèn)題多,比較復(fù)雜。雖然如此,進(jìn)行積極的探討,找到修復(fù)的方法,具有可操作性的實(shí)踐方法,對(duì)河流的生態(tài)進(jìn)行修復(fù),對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)的發(fā)展,人與自然的和諧都有促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn):
[1]倪晉仁,劉元元.論河流生態(tài)修復(fù)[J].水利學(xué)報(bào),2007,30(9)
[2]孫永波,陳俊娟.生態(tài)水利在河道治理中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?011(12)
[3]張世玉.生態(tài)水利在河道治理中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究,2012(10)
關(guān)鍵詞:河道治理;生態(tài)修復(fù);治理措施
中圖分類號(hào):S891文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
河流是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一,它是生活水源、生產(chǎn)動(dòng)力源,在某些時(shí)候也發(fā)揮著污染凈化作用。然而隨著社會(huì)的發(fā)展及城市化進(jìn)程的推進(jìn)要求,對(duì)原生態(tài)河流進(jìn)行了整治,使得其更加全面的為城市化進(jìn)程服務(wù)。
一、當(dāng)前河道治理給人類帶來(lái)的挑戰(zhàn)
1.生物的多樣性遭到破壞
河道的自然形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)生物的孕育成長(zhǎng)具有十分重要的作用,它所提供的生存空間是豐富的,十分有利于生物的生存繁衍。河流系統(tǒng)本身就對(duì)破壞有一定的修復(fù)能力,如果人為的進(jìn)行河道改造、修復(fù),結(jié)果可能適得其反。在進(jìn)行河道生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中,必定會(huì)引起河流的含沙量、水質(zhì)、河水流量及被覆植被的改變,這種變化進(jìn)而會(huì)對(duì)整個(gè)河流的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生影響,導(dǎo)致大量對(duì)河流生態(tài)環(huán)境要求很高及依賴性很強(qiáng)的生物遷徙、死亡,甚至?xí)l(fā)生種族滅亡的危險(xiǎn)。
2.影響城市的防洪防澇系統(tǒng)
河道治理過(guò)程中,必定會(huì)對(duì)河道原本形態(tài)進(jìn)行改變,比如:河流截?cái)?、加深、束窄、變彎及伸直等,這在一定程度上就會(huì)縮小河道的整體面積、縮減河道的硬化范圍,并增加河床的不透水體積,造成城市地下水供應(yīng)補(bǔ)給不足,影響城市生活生產(chǎn)用水。此外,蜿蜒盤旋的自然河道可以起到儲(chǔ)蓄調(diào)洪等作用,減緩洪水沖擊力度,減輕洪水破壞力,然而由于現(xiàn)代河道經(jīng)過(guò)鋼筋水泥的修筑,使得河流的流動(dòng)性受到限制,水體不能進(jìn)行自由交換,極大的增加了洪澇災(zāi)害的發(fā)生率及泄洪難度。
3.影響城市的旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展
河流周邊一般都覆蓋大量的植被,在進(jìn)行河道整治過(guò)程中,植被必然會(huì)遭到不同程度的破壞,河流沿岸的風(fēng)光勢(shì)必會(huì)受到影響。河流等人文自然景觀是城市的旅游熱點(diǎn),是拉動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要方面,如果在治理過(guò)程中不予以充分重視,那么城市的旅游經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)走下坡路。假如有效措施處理不當(dāng),長(zhǎng)期下去會(huì)導(dǎo)致惡性循環(huán)現(xiàn)象的發(fā)生。
二、生態(tài)河道修復(fù)設(shè)計(jì)的原則
1.整體性原則
河道的修復(fù)設(shè)計(jì)工作要從河道整體的情況出發(fā),綜合考慮各方面的因素來(lái)制定整治的計(jì)劃,改善生態(tài)環(huán)境??茖W(xué)完善的河道整治計(jì)劃中應(yīng)該包含水資源的治污措施、景觀的設(shè)計(jì)、河道的管理、維護(hù)以及河道生物的保護(hù)等等,只有對(duì)河道進(jìn)行綜合處理,才能真正發(fā)揮治理的作用。
2.生態(tài)原則
河道的修復(fù)工作要將生態(tài)作為第一要素,從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)來(lái)解決水資源的污染問(wèn)題、景觀的設(shè)計(jì)問(wèn)題以及生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)問(wèn)題等等,通過(guò)保護(hù)河道生態(tài)系統(tǒng)生物的多樣性,來(lái)提高自凈能力。河道的景觀設(shè)計(jì)也要符合生態(tài)學(xué)的要求,盡量選擇習(xí)性相同的植物,不僅能夠提高河道的功能,還能改善周圍的環(huán)境。
3.經(jīng)濟(jì)性原則
修復(fù)設(shè)計(jì)在改善河道生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上,也應(yīng)該注意工程的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)了解河道的具體情況來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)闹卫矸桨?,生態(tài)河道的修復(fù)設(shè)計(jì)更是要注重技術(shù)的作用,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。充分發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提高治理工作的質(zhì)量和效率,重視資源的有效利用。
4.特色性原則
河道的修復(fù)計(jì)劃要與當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件相符,在正式開(kāi)始施工前,工作人員要對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境有清晰的認(rèn)識(shí),修復(fù)設(shè)計(jì)不僅要提高河道的功能,還要盡可能體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐奶厣?。治理的過(guò)程中要減少對(duì)河道結(jié)構(gòu)的破壞,將河道與周圍的自然景觀結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。處理好人與自然的矛盾,才能為當(dāng)?shù)厣鐣?huì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)
三、河道治理和生態(tài)修復(fù)的具體措施
1.建設(shè)生態(tài)河堤
生態(tài)河堤主要作用是以人工護(hù)岸,實(shí)現(xiàn)河水水體和河岸的調(diào)節(jié)和交換功能。而生態(tài)河提的建設(shè)主要分為以下幾個(gè)部分:首先是布置河道中心線。此時(shí)需要考慮河流的實(shí)際形狀、周邊環(huán)境和水流動(dòng)力等多個(gè)影響因素,展示河道的整體形態(tài)。在設(shè)置河道寬度時(shí),施工人員需要測(cè)算河道的水流能力,基于河道寬度的控制線來(lái)確定施工規(guī)劃,不具有很大的自由度和可變性。所以,河道的寬度控制線應(yīng)該和河道軸線聯(lián)合搭配成平行線,這樣就可以增大河道可變空間。同時(shí),為了能夠達(dá)到一定效果的河道景觀,需要在河道兩側(cè)布置淺水域,一方面能給人們河道變寬的直接感受,另一方面也可以擴(kuò)大河道沿的造景空間,增強(qiáng)河灣、河灘、以及濕地等河岸線景觀的美感;其次,選擇合理的護(hù)岸材料,結(jié)合河道附近的自然環(huán)境來(lái)選擇合適的材料,并考慮所選材料對(duì)河道生態(tài)環(huán)境的影響,盡可能和河道的綜合空間融為一體。同時(shí),還要注重河道表面形態(tài)的變化,比如混凝土有良好的防沖性和穩(wěn)定性,但很容易破壞周邊物種的棲息地,且影響整體美觀,所以需要對(duì)混凝土護(hù)岸的表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶砩妥凌彙?/p>
2.恢復(fù)退化河岸帶
河道高水位和低水位之間的河岸帶,能夠?yàn)楹拥乐車纳飿?gòu)建顯著的邊緣效應(yīng),這個(gè)是一種非常復(fù)雜的生態(tài)模式,通常含有非常豐富的動(dòng)植物,并且可以儲(chǔ)藏地下水資源。因此在河道治理工程中一定要恢復(fù)河岸帶功能。這樣一來(lái),一方面可以恢復(fù)河岸帶的物種群體,包括培育、引入以及物種的保護(hù),協(xié)調(diào)物種群體在河岸帶的存活空間,對(duì)物種群體進(jìn)行最優(yōu)化的配置;另一方面能夠恢復(fù)河岸帶的生態(tài)環(huán)境,在陸地和河道的交接處,栽種一定寬度的草皮和樹(shù)木,并提升生態(tài)物種的異質(zhì)水平。經(jīng)常所使用的技術(shù)有控制土壤污染技術(shù)、土壤肥力修復(fù)技術(shù)等,以便杜絕河岸線出現(xiàn)水土流失的現(xiàn)象。
3.其他生態(tài)水利措施
首先是改變河床的物理性質(zhì)和河道流向:第一創(chuàng)建不同水流的流向,一般而言,河流有深潭和淺灘,在枯水期和平水期可以蛇行和彎曲;第二是使用植石治理法,將石塊排列完整埋入河床中,形成淺灘、深溝以及魚礁,營(yíng)造出有助于水下物種生存的河床,促進(jìn)水下物種的繁衍和生息,該法通常適和于河床比降超過(guò)1/500且河床地基的堅(jiān)固部位。這樣以來(lái)即使遭遇洪水,植石也不會(huì)被沖散,且在河道枯水期也不會(huì)出現(xiàn)淤泥堵塞河道的情況。其次是在河道中營(yíng)造巨石、淺灘、魚道、丁壩等,形成水下的紊流,以便把氧氣傳遞到水中,為水下生物提供充足的氧氣,同時(shí)也可以滿足好氧物種的繁殖需要,使河水變得更加干凈。總之,在河道治理過(guò)程中,為物種的生長(zhǎng)和生存提供相互制約和依存的有機(jī)環(huán)境,進(jìn)而增強(qiáng)河道的自凈能力。
4.適于河流生態(tài)修復(fù)的材料和植物
在江河湖海岸,蘆葦能夠廣泛的生長(zhǎng),它具有適應(yīng)力強(qiáng)、分布廣、抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn),在凈化水質(zhì)和防治水土流失方面也有很大的作用。水陸生態(tài)系統(tǒng)中的代表性群落就是蘆葦所衍生的群落,蘆葦群落構(gòu)成了許多動(dòng)植物、微生物的生存環(huán)境。在歐美和日本等國(guó)家,蘆葦已經(jīng)應(yīng)用在修復(fù)河岸生態(tài)系統(tǒng)方面。生物相容型混凝土材料適于生物生存的生態(tài)修復(fù)材料,主要是研究動(dòng)植物及微生物能夠和諧共存的生物相容型混凝土。多孔型混凝土還有著透氣、透水等性能,能夠?yàn)橹参锼锠I(yíng)養(yǎng)提供滲透,非常適宜用來(lái)種植喬木、灌木草等植被,對(duì)恢復(fù)河岸植物群落特性有著巨大幫助。更重要的是,生物相容型混凝土的外表面可以對(duì)各種微生物的進(jìn)行吸附,再通過(guò)生物層的作用間接降水凈化。
5.修復(fù)河流質(zhì)方法
對(duì)河流水質(zhì)進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程中,可以采用底泥疏浚、外流引水稀釋沖刷、生態(tài)浮床技術(shù)、河道曝氣等多種方式,每種方法都有自身固有的優(yōu)點(diǎn)。為了在短時(shí)間內(nèi)將河流污染的負(fù)荷減小,可以采用外流引水稀釋沖刷的方法,但隨著外流的引入,污染物的沉積率會(huì)受到影響,水質(zhì)容易受到影響。因此此種方法對(duì)長(zhǎng)期的治理不是很有效。以水生植物為主體,利用物種的共生關(guān)系,對(duì)河流污染負(fù)荷進(jìn)行降低,這樣就能保證高效的人工生態(tài)系統(tǒng)的建立,這就是生態(tài)浮床技術(shù)。采用河道曝氣的方式對(duì)水內(nèi)有關(guān)好氧物的活性能明顯的提高,水體自凈的能力就會(huì)有效增加,而地表、河道的有害物質(zhì)等則可以通過(guò)底泥疏浚的方法進(jìn)行清理。對(duì)河流水質(zhì)進(jìn)行修復(fù)時(shí),對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活廢水的排入要進(jìn)行控制,保證其治理管理的制度不斷的完善,這樣才能保證修復(fù)效果,同時(shí)為了更快的進(jìn)行水質(zhì)的凈化,可以采取人工快速滲濾池的方式,這樣對(duì)水質(zhì)凈化的速度能明顯的提升,相應(yīng)的處理效果也是比較明顯的。
綜上所述,階段的河道治理已不再是人為的戰(zhàn)勝自然,而是實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。生態(tài)化治理河道,治理出“水清、流暢、岸綠、景美”的生態(tài)河道,使河道拉近人與自然的距離,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處,為構(gòu)建和諧社會(huì)做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]張毅.淺析河道治理及生態(tài)修復(fù)[J].科技致富向?qū)?2010,29:280+324.