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關(guān)鍵詞:邊坡;生態(tài)修復(fù);植物群落;類型;設(shè)計(jì)方法
近年來,一門新的邊坡防護(hù)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,那就是邊坡生態(tài)修復(fù)。目前,不同類型的邊坡可以采取不同的方法進(jìn)行邊坡生態(tài)修復(fù),常見的方法有液壓噴播、厚層基材噴射植被護(hù)坡、植被混凝土護(hù)坡綠化、邊坡TBS植被護(hù)坡綠化、三維植被網(wǎng)噴播植草等。在生態(tài)修復(fù)的開始一段時(shí)間內(nèi),這些方法可以促進(jìn)植物旺盛生長,能夠很好的保持水土不流失,但是一段時(shí)間過后,植物生長就會逐漸衰退,很難保持植物群落的穩(wěn)定性。主要是因?yàn)樵谶吰律鷳B(tài)修復(fù)的過程中缺乏植物群落的多樣性,使用的草本植物比較多,使用的灌木、藤本植物比較少;另一方面還因?yàn)榛|(zhì)材料沒有較好的適應(yīng)性,不具備持久性。
恢復(fù)邊坡原來就有的生態(tài)功能、構(gòu)建穩(wěn)定性良好、持續(xù)長久的植物群路是邊坡生態(tài)修復(fù)核心目的。所以,在邊坡生態(tài)修復(fù)過程中,既要考慮邊坡在短時(shí)期內(nèi)的水土流失控制要求和一些自然災(zāi)害的影響,還要考慮植物群落未來的演替類型,依據(jù)邊坡的實(shí)際情況、采用的生態(tài)修復(fù)方法及植物群落未來的演替類型,科學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)植物群落。當(dāng)前,草本植物是邊坡生態(tài)修復(fù)過程中采用的主要建群種,植物群落類型非常單一,沒有足夠的群落穩(wěn)定性。本文依據(jù)邊坡生態(tài)修復(fù)施工實(shí)踐和植物群落演替規(guī)律,在目標(biāo)植物群落分類的基礎(chǔ)上,提出了邊坡生態(tài)修復(fù)的設(shè)計(jì)原則,總結(jié)了近幾年工作實(shí)踐中幾類邊坡生態(tài)修復(fù)植物群落類型設(shè)計(jì)方法。
一、邊坡生態(tài)修復(fù)中植物群落類型設(shè)計(jì)原則
邊坡生態(tài)修復(fù)中植物群落類型設(shè)計(jì)必須符合一個(gè)總的原則,就是構(gòu)建與地理位置、自然環(huán)境相吻合的植物群落,而且要與周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)。具體來講要符合以下5個(gè)設(shè)計(jì)原則:
(一)與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的原則。在邊坡生態(tài)修復(fù)過程中,設(shè)計(jì)的植物群落類型要與所處區(qū)域的自然環(huán)境相符合,做到所修復(fù)的植被協(xié)調(diào)于原有的植被。所以,確定植物群落類型之前,要詳細(xì)調(diào)查當(dāng)?shù)氐臍夂蛏鷳B(tài)條件及植被情況,依據(jù)調(diào)查的實(shí)際情況選擇生物特性適合的植物群落物種,合理的進(jìn)行組合搭配。
(二)注重植物物種的安全性。選擇的植物群落類型要與邊坡的類型互相吻合,同時(shí)要保證植物物種不破壞邊坡的穩(wěn)定性,不危害邊坡周邊的環(huán)境。要盡量多的選用當(dāng)?shù)氐闹参镂锓N,少用或杜絕使用外來植物物種,避免物種侵入造成的危害。
(三)堅(jiān)持植物群落的多樣性。由草本植物、喬木、灌木多物種組合的植物群落具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,如果物種相對單一,就難以保持植物群落的穩(wěn)定性。所以,設(shè)計(jì)植物群落類型時(shí)要在水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)和時(shí)間結(jié)構(gòu)上合理搭配草本、喬木、灌木等多種物種,保證植物群落中物種的多樣性,保持植物群落的穩(wěn)定性。
(四)提高植物群落的實(shí)際功能。采用工程手段,對邊坡原有的植物群落類型進(jìn)行恢復(fù)是邊坡生態(tài)修復(fù)的主要目的,主要是防治邊坡的水土流失,保護(hù)邊坡進(jìn)一步穩(wěn)定。依據(jù)不同邊坡的特點(diǎn),設(shè)計(jì)時(shí)要考慮植物群落類型的特性和功能,多選擇保持水土效果較好、固坡能力強(qiáng)、耐旱的植物物種。
(五)保證植物群落的景觀特色。設(shè)計(jì)植物群落類型還要考慮植物群落所帶來的景觀效果。在滿足邊坡保護(hù)的功能基礎(chǔ)之上,要設(shè)計(jì)景觀價(jià)值較高的植物物種,以保證植物群落所帶來的觀賞價(jià)值。
二、邊坡生態(tài)修復(fù)中植物群落類型的設(shè)計(jì)方法
依據(jù)邊坡生態(tài)修復(fù)中目標(biāo)植物群落類型設(shè)計(jì)原則,本文結(jié)合工作實(shí)踐的實(shí)際,淺談幾種邊坡生態(tài)修復(fù)中植物群落類型的設(shè)計(jì)方法。
(一)公路(鐵路)邊坡生態(tài)修復(fù)中植物群落類型設(shè)計(jì)方法。對于市區(qū)周邊的公路(鐵路)邊坡而言,要求必須有良好的景觀效果,所以,選擇的植物群落類型就必須與周邊的環(huán)境協(xié)調(diào)一致,選擇具有觀賞價(jià)值的花草和灌木,設(shè)計(jì)外觀,合理搭配物種的外觀形狀和顏彩,體現(xiàn)群落的自身特點(diǎn)。
對于離市區(qū)較遠(yuǎn)的公路(鐵路)邊坡而言,最好是設(shè)計(jì)成灌草型植物群落,盡量避免使用喬木。由于喬木具有較大的重量,使用喬木會造成邊坡不穩(wěn)的問題,由于高度較高,對司乘人員的視野造成影響,容易引發(fā)交通事故。要選擇水土保持能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、耐干旱的植物物種,合理搭配垂直結(jié)構(gòu),滿足多物種、景觀效果良好的植物群落。
(二)濱水岸坡生態(tài)修復(fù)中植物群落類型設(shè)計(jì)方法。陸地與水體連接的紐帶是濱水岸坡,能夠防止地面污染物流進(jìn)水體。良好的岸坡植物群落能夠?qū)ξ廴疚锏暮窟M(jìn)行有效過濾,減少污染物,吸收徑流中的大量有機(jī)物,改善河流的水質(zhì),減少藻類和浮游植物的繁殖數(shù)量。在設(shè)計(jì)選擇濱水岸坡的植物群落類型時(shí),不但要考慮美化環(huán)境、保護(hù)河岸的功能,還要考慮減少對河水的污染作用。
對于水上的坡面而言,減少污染物流進(jìn)河水、保護(hù)邊坡穩(wěn)定是植物群落的主要作用。所以,要選擇設(shè)計(jì)灌草型的植物群落類型,選擇使用根系發(fā)達(dá)的物種,多使用能夠吸附污染物的草本植物和小灌木,保證與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致,合理搭配花卉,構(gòu)建成一個(gè)休閑娛樂景觀區(qū)域。
對于水下坡面而言,由于浸泡在水中的時(shí)間很長,沒有較好的光通量,所以要選擇設(shè)計(jì)根系發(fā)達(dá)、耐水淹的植物群落類型,最好選擇還具有降解水中污染物的沉水植物,不但能夠護(hù)岸固坡,還能夠?qū)彀哆M(jìn)行凈化,過濾流進(jìn)江中的地表徑流,對有機(jī)物進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)化,凈化水體,防止過多的有機(jī)物流進(jìn)水體而導(dǎo)致富營養(yǎng)化,從而抑制浮游藻類在水體中的大量繁殖生長,提高水體透明度。
(三)廢棄地邊坡生態(tài)修復(fù)中植物群落類型設(shè)計(jì)方法。因?yàn)槭诜浅5亩盖?,而且表面十分光滑,晝夜溫差比較大,沒有松散的基質(zhì)和土壤,不能對邊坡實(shí)施有效的保水保肥措施。所以,選擇設(shè)計(jì)植物群落類型時(shí),是否合理的選擇了植物物種對能否成功進(jìn)行生態(tài)修復(fù)起著非常重要的作用。
石壁的坡度大小、巖石性質(zhì)和巖石表面粗糙程度是此類邊坡生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)植物群落類型的依據(jù)。一般情況下,主要是選擇草本型植物群落,在石壁的空穴處和平臺處選擇小灌木和藤本植物物種,對周圍環(huán)境進(jìn)行簡單點(diǎn)綴。
開挖坡頂?shù)倪吰律鷳B(tài)修復(fù),主要是在山頂上修建種植槽,將種植土回填,在修建好的種植槽內(nèi)設(shè)計(jì)灌木和垂吊藤本植物物種,下垂的藤本植物可以覆蓋一些的巖石,防止水土流逝,具有鮮活生動(dòng)的景觀效果。在坡腳位置的種植槽內(nèi),可以選擇帶花的、具有攀緣能力的植物物種,構(gòu)建美觀的植物群落景觀。
三、結(jié)束語
當(dāng)前的邊坡生態(tài)修復(fù)與傳統(tǒng)的邊坡綠化已截然不同,主要涵蓋了修復(fù)邊坡生態(tài)的功能,植物群落的類型也發(fā)生了重大的改變,主要以物種的多樣性為主,豐富了群落類型。在邊坡生態(tài)修復(fù)過程中,設(shè)計(jì)適合實(shí)際的植物群落類型,將發(fā)揮群落的生態(tài)功能,改善邊坡區(qū)域環(huán)境的生態(tài)結(jié)構(gòu),提高社會效益。
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關(guān)鍵詞:生態(tài)修復(fù) 生態(tài)護(hù)坡 河道
河道生態(tài)修復(fù)是利用生態(tài)工學(xué)原理、技術(shù),通過河道水污染控制、水量和水流態(tài)的調(diào)節(jié),河道河底和岸坡的形態(tài)結(jié)構(gòu)的生態(tài)改造,恢復(fù)河道生物多樣性,重建河道生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,使之達(dá)到良性的自然生態(tài)平衡。面對社會發(fā)展的需要,面對水利工程建設(shè)新的理念,如何更好的發(fā)揮與造就河道各項(xiàng)功能,使水環(huán)境、水景觀、水文化更適應(yīng)社會發(fā)展需求,并與其協(xié)調(diào)發(fā)展,在總結(jié)的基礎(chǔ)上,值得我們進(jìn)一步探討。本文著重從生態(tài)護(hù)坡與水質(zhì)生態(tài)修復(fù)兩方面闡述河道的生態(tài)修復(fù)理念和措施。
1生奈護(hù)坡技術(shù)
生態(tài)護(hù)坡是一種新型的護(hù)岸技術(shù),它集防洪效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)、自凈效應(yīng)和景觀效應(yīng)于一體,是融現(xiàn)代水利工程學(xué)、生物科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、美學(xué)等學(xué)科于一體的水利工程。
1.1 河道生態(tài)護(hù)坡建設(shè)原則
河道生態(tài)護(hù)坡建設(shè)因地制宜,強(qiáng)調(diào)近自然特征,重建河道坡岸植被緩沖帶,其建設(shè)原則為:(1)生態(tài)邊坡必須能夠營造一個(gè)適合陸生植物、水陸兩生植物、水生動(dòng)植物生長的生命環(huán)境;(2) 生態(tài)護(hù)坡應(yīng)滿足渠道功能和堤防的穩(wěn)定要求,并降低工程造價(jià),盡量采用自然材料,減少剛性結(jié)構(gòu),避免二次環(huán)境污染;(3)護(hù)坡栽種植物的選擇應(yīng)充分考慮到栽種植物與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)、地域適應(yīng)性及生態(tài)平衡的問題,選擇對土壤要求低,抗病蟲害能力強(qiáng),易維護(hù)管理的品種【1】。
1.2生態(tài)護(hù)坡類型
生態(tài)護(hù)坡是既滿足河道護(hù)坡功能,又有利于恢復(fù)河道護(hù)坡系統(tǒng)生態(tài)平衡的系統(tǒng)工程。生態(tài)護(hù)坡技術(shù)可以歸納為3種:
1.2.1全自然護(hù)岸
全自然護(hù)岸又叫全植被護(hù)岸,通常是指在經(jīng)過平整處理的岸坡上,種植不同品種的護(hù)坡植物而形成的護(hù)岸,通過植被根系力學(xué)效應(yīng)和水力學(xué)效應(yīng)來固土保土、防止水土流失和綠化坡岸,具有生態(tài)和景觀的雙重功能【2】??梢圆捎猛寥郎锕こ碳夹g(shù)和水生植物全(半) 技術(shù),對河道開展以生態(tài)修復(fù)和穩(wěn)定坡岸為目標(biāo)的全自然護(hù)岸技術(shù),使河岸土壤侵蝕得到有效控制,坡岸的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng);同時(shí)河岸生境得到改善,本地植物快速恢復(fù),生物多樣性增加,河岸植物群落結(jié)構(gòu)由單一結(jié)構(gòu)向復(fù)雜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,生態(tài)穩(wěn)定性得到增強(qiáng)【3】。全自然護(hù)岸中植被防護(hù)能力有限,適用于護(hù)坡角度較小、河流流速平緩、防洪需求較低的河段。但這類護(hù)岸接近自然狀態(tài)下的護(hù)岸,對坡岸平衡生態(tài)體系影響小,自然融合能力較強(qiáng),完整地保留了陸地與河流的物質(zhì)、能量、信息等交換能力,也為多種物種的生存和繁衍提供了棲息地, 施工快速、簡便,造價(jià)也十分低廉。
1.2.2半自然護(hù)岸
半自然護(hù)岸是利用一定的工程措施,采用植被與石材、木材等自然材料相結(jié)合,使坡面既有一定的防洪能力,又為植被生長提供適宜的基質(zhì)【4】。結(jié)合植被使用的天然材料通常有石塊、卵石、木樁等,使用的組合形式多種多樣。如安徽某農(nóng)業(yè)觀光園區(qū)河用草皮、水生植物、木樁營造了一個(gè)具有江南水鄉(xiāng)特色的水景觀,半自然的生態(tài)護(hù)坡為村民提供了休閑的地方,為發(fā)展旅游觀光農(nóng)業(yè)提供了良好的環(huán)境。如半自然護(hù)岸修復(fù)中,對坡面做削坡和壓實(shí)處理之后拋石,拋石護(hù)岸是既省資金又施工方便的一種施工工藝。在半自然護(hù)岸中,石材、木材等自然材料的使用起到了一定的框架和加固作用,岸坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力得到了提高,隨后通過植被根系的加筋糾結(jié)作用,以及植被莖葉的緩沖吸能作用,使坡岸能有效抑制暴雨、徑流對坡岸的沖刷作用。
1.2.3多自然護(hù)岸
多自然護(hù)岸是利用工程措施,較大規(guī)模地使用混凝土、高分子材料及藥劑等人工材料與植物結(jié)合形成一個(gè)具有較大抗侵蝕能力的護(hù)岸結(jié)構(gòu)【5】。隨著材料科學(xué)的發(fā)展,多自然護(hù)岸出現(xiàn)了很多不同的結(jié)構(gòu)類型。常用的有生態(tài)石籠和生態(tài)袋。生態(tài)石籠用網(wǎng)塑結(jié)構(gòu)框?qū)⑹瘔K固定在河岸上,是集石籠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,卵石等填料的凈水性、水生植物的保護(hù)性和凈水性為一體的新型護(hù)岸結(jié)構(gòu),該新型護(hù)岸結(jié)構(gòu)兼有景觀功能、生態(tài)功能和親水功能;生態(tài)袋是用高分子聚丙烯及其它材料制成,耐腐蝕性強(qiáng),抗UV,不降解,對植物友善。具有透水不透土的過濾功能,既能防止填充物(土壤和營養(yǎng)成分混合物) 流失,又能實(shí)現(xiàn)水分在土壤中的正常交流,并且隨著根系的生長,邊坡穩(wěn)定性加強(qiáng),維護(hù)費(fèi)用降低。多自然護(hù)岸對生態(tài)干擾較大,施工較為復(fù)雜,造價(jià)也相對較高,但護(hù)岸作用明顯而牢固,也有相應(yīng)的生態(tài)功能。多用于對護(hù)岸抗沖擊能力要求較高,或坡岸陡峭不適合修建以上兩種類型護(hù)岸的河道岸坡。
2水質(zhì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)
水質(zhì)修復(fù)主要從生態(tài)一生物修復(fù)技術(shù)考慮。
2.1生態(tài)調(diào)水
通過水利設(shè)施(閘門、泵站等) 的調(diào)控引入污染水域上游或者附近的清潔水源沖刷稀釋污染水域,以改善水環(huán)境質(zhì)量。河道整治在治本的同時(shí),治標(biāo)的措施也各種開展,通過內(nèi)河水閘積極引清調(diào)水,改善水質(zhì)。
2.2曝氣復(fù)氧
曝氣復(fù)氧是人工向水體中充入空氣或氧氣,加速水體復(fù)氧過程,以提高水體的溶解氧,修復(fù)和增強(qiáng)水體中好氧微生物的活力,促進(jìn)有機(jī)污染物的降解速度,從而改善受污染水體的水質(zhì),進(jìn)而修復(fù)水體的生態(tài)系統(tǒng)。通過生物治理和曝氣復(fù)氧逐步修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng),可以提高河水的自凈能力,水質(zhì)明顯改善。具體方法為:一是采用“生態(tài)壩”的方法,對污水進(jìn)行阻截過濾,營造出一個(gè)相對獨(dú)立的水環(huán)境;二是在河中安上了曝氣增氧的裝置,增加水中的含氧量可以抑制藻類繁殖;三是在水邊、水面和水下種植“三水植物”,發(fā)揮這些植物天然的自凈能力,并放養(yǎng)了螺螄、魚蝦蚌等生物,優(yōu)化水體水生生物的多樣性。
2.3底泥疏浚
底泥疏浚是水域污染治理中普遍采用的措施之一,一般而言,疏浚污染底泥意味著將污染物從水域系統(tǒng)中清除出去,可以較大程度地削減底泥對上覆水體的污染貢獻(xiàn)率,進(jìn)而解決內(nèi)源釋放而造成的二次污染。這種方法較為簡單,而且應(yīng)用已較多。生態(tài)疏浚仍處于研究和開發(fā)當(dāng)中,但已經(jīng)有一些生態(tài)疏浚的方法和技術(shù)被投入使用。這種疏浚技術(shù)充分遵循了自然界的自身規(guī)律,通過強(qiáng)化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體,這是人與自然和諧相處的治污思路,也是一條新的技術(shù)路線,是人們遵循生態(tài)系統(tǒng)自身規(guī)律達(dá)到治污目的的一種嘗試。
2.4生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)指生物(特別是微生物) 對環(huán)境中的污染物進(jìn)行吸收或氧化降解,從而減少或最終消除環(huán)境污染的受控制或自發(fā)的過程。污染水體的生物修復(fù)技術(shù)主要包括投加菌種、投加營養(yǎng)物、提高生物可利用性、人工投放動(dòng)物或植入植物等修復(fù)方法。還包括生物操縱技術(shù)、人工生物膜技術(shù)、濕地凈化技術(shù)等。
3結(jié)語
生態(tài)修復(fù)是河道治理的發(fā)展趨勢和新需要,既要滿足行洪防洪的基本需要,又要盡可能地從生態(tài)的、可持續(xù)的角度來看待河道的修復(fù)。河流生態(tài)修復(fù)具有多學(xué)科交叉性,修復(fù)方案要從多方面進(jìn)行完善,今后對河道的開發(fā)和治理一定要在保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境的前提下進(jìn)行,堅(jiān)決避免先破壞后修復(fù)的不合理模式。要用生態(tài)的手段來解決生態(tài)的問題,使可持續(xù)性發(fā)展的生態(tài)理念在河道建設(shè)中得到落實(shí)和體現(xiàn)。
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關(guān)鍵詞:水利工程;生態(tài)水利;設(shè)計(jì)策略
生態(tài)水利工程的建設(shè)能夠推進(jìn)社會發(fā)展,對于設(shè)計(jì)人員來說,要全面提高生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)能力,要重視結(jié)合水利工程實(shí)際,有針對性的進(jìn)行實(shí)踐設(shè)計(jì)分析,以此才能不斷提高設(shè)計(jì)效率。在進(jìn)行分析過程,本文對其進(jìn)行了深入研究,希望分析能為水利工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。
1生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)原則
1.1安全性與經(jīng)濟(jì)性
水利工程的建設(shè)與規(guī)劃牽連的范圍較廣,因此多種因素都可對工程的實(shí)施造成影響。在具體完成施工時(shí),工程方應(yīng)在全面考量施工影響因素的同時(shí),兼顧實(shí)施生態(tài)保護(hù)措施,從而使水利工程能夠與周圍的生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展。水利工程的建設(shè)從理論上講,應(yīng)首先符合工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的規(guī)劃理念,嚴(yán)格按照工程及水文治理標(biāo)準(zhǔn)開展項(xiàng)目施工,從而使工程達(dá)到理想的穩(wěn)定與耐用效果。
1.2生態(tài)系統(tǒng)保障
物種存在的多樣性是以生存空間異質(zhì)性為前提的,也就是說,生存環(huán)境具有較高的差異性特征,便會形成有些局部的生存空間,促進(jìn)生物的多類型繁衍。如果地域的差異性較差,生物種類的繁殖可能性也較小,從而出現(xiàn)單一化的生長特征??梢?,環(huán)境差異對生物群落和種類的發(fā)展具有直接的影響作用。
1.3生態(tài)系統(tǒng)可自恢復(fù)
生態(tài)系統(tǒng)具有對自身的自行組織與設(shè)計(jì)能力,能夠根據(jù)當(dāng)前既有的生物種類進(jìn)行合理的選擇,并形成相應(yīng)的生態(tài)鏈條,使整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)置更為科學(xué)。在實(shí)施水利工程時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)人為控制對生態(tài)系統(tǒng)的破壞程度,需積極引入新的理念來設(shè)計(jì)和完成施工任務(wù),從而達(dá)到工程與環(huán)境的平衡統(tǒng)一。人類一直在改造方面占據(jù)著主導(dǎo)地位,因此對生態(tài)的影響甚至是破壞程度也日益嚴(yán)重,從短期效果來看,不會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響,但對自然無節(jié)制的破壞絕對會對人類的未來發(fā)展產(chǎn)生較深遠(yuǎn)的影響,因此人類也需格外重視建設(shè)開發(fā)與自然的平衡關(guān)系。
2生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)策略
2.1保證景觀尺度及整體性
對水利項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)和統(tǒng)一管理時(shí),需在較長的時(shí)間內(nèi)保證項(xiàng)目的可持續(xù)經(jīng)營。較大規(guī)模的生態(tài)修復(fù)對施工效率提出了較高的要求,而實(shí)際完成局部工序時(shí),卻往往表現(xiàn)出效率偏低、效果未達(dá)到理想水平的現(xiàn)象。通常,“整體性”是從系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和作用等方面出發(fā),理清系統(tǒng)內(nèi)不同條件的相互影響和內(nèi)在聯(lián)系,從而確定科學(xué)的修復(fù)生態(tài)結(jié)構(gòu)的途徑及手段。需要注意的是,設(shè)計(jì)人員不僅要重點(diǎn)研究河道水文的修復(fù)措施,也需同時(shí)關(guān)注到相關(guān)的生物種類和岸邊的植被情況,盡量做到整體性的規(guī)劃實(shí)施。此外,技術(shù)人員還應(yīng)充分意識到水流與生態(tài)的變化性特征,水流由于其動(dòng)態(tài)性,流量、流向等方面均具有隨機(jī)性特征,且河道也在不斷受到各方面的侵蝕作用,因此呈現(xiàn)出隨時(shí)變化的特征。上述情況同時(shí)對生物種群的生存和繁衍也造成了一定的影響。水域面積會隨著地區(qū)降水、潮流等因素的影響而形成擴(kuò)張和收縮的效果,同時(shí)生物群也會隨之繁衍或者消亡。生物系統(tǒng)由于物種的遷徙或者不同季節(jié)的生長特點(diǎn)而對整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成形成一定的動(dòng)態(tài)影響。最后從修復(fù)河流生態(tài)的進(jìn)度來看,河流的演變并不是短時(shí)間內(nèi)形成的,需要一個(gè)漫長的過程,因此河流生態(tài)與其相關(guān)的生物系統(tǒng)的變化都呈現(xiàn)出一定的延續(xù)性,因此技術(shù)人員需總體聯(lián)系歷史情況進(jìn)行客觀分析,準(zhǔn)確把握河流及生物的變化歷程,并找出二者之間的內(nèi)在聯(lián)系,最終確定較為科學(xué)的工程設(shè)計(jì)方案。
2.2完善基礎(chǔ)模塊設(shè)計(jì)
為了使生態(tài)工程與流域的特征保持較為緊密的一致性,在具體完成工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí),技術(shù)人員應(yīng)參照工程設(shè)計(jì)的基本流程和各模塊之間的相互關(guān)系來具體實(shí)施設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃。首先在防洪方面的設(shè)計(jì)中,要基于對經(jīng)濟(jì)與環(huán)境等方面的效益分析,來確定適合的生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)方案,并以此為基礎(chǔ)開展對生態(tài)工程經(jīng)濟(jì)價(jià)值的測算,最終制定出客觀的生態(tài)評價(jià)體系。將以往已建立的生態(tài)評定作為基礎(chǔ),同時(shí)將海岸、湖泊、河流生態(tài)系統(tǒng)及與之相聯(lián)系的生物及人群也納入到評價(jià)指標(biāo)中,通過構(gòu)建更為全面的系統(tǒng),來統(tǒng)一對生態(tài)走廊的相關(guān)物種進(jìn)行規(guī)劃和安排。在實(shí)施水文工程建設(shè)之前,技術(shù)人員應(yīng)充分深入工程實(shí)施區(qū)域,進(jìn)行較為全面的地質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)的了解調(diào)查,掌握充分的基礎(chǔ)信息,從而使工程項(xiàng)目具有良好的生態(tài)效益。其次,需遵循河流同質(zhì)化的特征設(shè)置堤岸線,并按照河流以往的流動(dòng)規(guī)律實(shí)施后續(xù)的工程項(xiàng)目,從而最大限度保留河流流域的原狀。當(dāng)確定好堤壩間的距離后,便可按照等寬的原則統(tǒng)籌分析土地的利用方式與生態(tài)的關(guān)系、防護(hù)工程與生態(tài)的相互作用等。此后按照地區(qū)具體的洪水量來設(shè)置植被的寬度,促進(jìn)生物的生長和河水自凈能力的發(fā)揮。在設(shè)計(jì)堤岸外觀時(shí),還需按照工程在滲漏和恢復(fù)等方面的具體要求,傾向于選擇原始的緩坡或者材料參與施工,從而優(yōu)化河流連通效果。最后再完成岸坡防護(hù)部分的設(shè)計(jì)時(shí),要注意水陸交錯(cuò)部分對工程整體的影響作用,該部分不僅為陸地及水生動(dòng)植物提供了生殖與繁衍的主要場所,且對生態(tài)景觀的修復(fù)也起到重要的影響作用。因此在防護(hù)坡的設(shè)計(jì)規(guī)劃中,應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對該部分地帶結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)管理,以科學(xué)的方式完成景觀內(nèi)各因素的有效協(xié)調(diào),從而達(dá)到理想的水流自濾作用。此外,應(yīng)側(cè)重于使用天然的或者多孔混凝土等原料參與護(hù)岸工程的實(shí)施,從而在總體層面提高項(xiàng)目實(shí)施的穩(wěn)定性與美觀性。
2.3統(tǒng)籌兼顧水生態(tài)水文化
在實(shí)施水利工程的項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí),需以生態(tài)理念為指導(dǎo),綜合兼顧節(jié)能減排、環(huán)境及水源保護(hù)、水利文物及相關(guān)的傳說、水利人文精神、領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)知識、法規(guī)宣傳等內(nèi)容,將水利工程項(xiàng)目打造成為具有生態(tài)性、文化性及美觀性等多種特征為一體的綜合性工程項(xiàng)目。在建設(shè)過程中需以安全為首要前提,同時(shí)以保護(hù)生態(tài)為基礎(chǔ),綜合融入文化、民生及實(shí)際的地理及經(jīng)濟(jì)等情況,充分調(diào)動(dòng)現(xiàn)有的自然等方面的條件,充分滿足當(dāng)?shù)厝罕妼ιa(chǎn)和文化等方面的需求,將工程建設(shè)與當(dāng)?shù)孛裆椭C共融。如在完成堤防部分的設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí),實(shí)際上多數(shù)的堤防興建于與當(dāng)?shù)鼐用駰拥鼐嚯x較近的位置,因此在保證堤防的抗洪性能之外,還可結(jié)合地方實(shí)際的環(huán)境建設(shè)情況新建休閑娛樂等活動(dòng)區(qū)域,促進(jìn)提升當(dāng)?shù)鼐用竦纳姝h(huán)境的生態(tài)性特征。在不影響防洪措施的情況下,可不對生長于岸邊的植物進(jìn)行全部清除,適當(dāng)保留也可優(yōu)化岸邊的綠化效果。此外應(yīng)注意重點(diǎn)保護(hù)自然形成的沙灘區(qū)域,同時(shí)將堤防周邊的山體和空地進(jìn)行綜合改造,形成適宜人群休閑和健身的場所,盡量豐富地方人民的文化生活。此外還可加大水利相關(guān)的知識、故事、藝術(shù)作品及法律發(fā)規(guī)等內(nèi)容的宣傳普及,以生態(tài)理念貫穿水利項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建設(shè)的各個(gè)方面,時(shí)刻以把保護(hù)水文生態(tài)、建立和諧的項(xiàng)目工程作為最終目標(biāo),使水利工程不僅具有工程本身的使用性特征,同時(shí)還能兼具生態(tài)文明,進(jìn)一步提升對地區(qū)環(huán)境和人民的貢獻(xiàn)度,真正體現(xiàn)出工程的生態(tài)理念。
關(guān)鍵詞:生態(tài)河岸;規(guī)劃;綜合評價(jià)
中圖分類號:X171 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-0432(2011)-03-0226-2
0 緒論
河岸帶的定義首次出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代末。生態(tài)河岸(riparian ecosystem)是一個(gè)新興的概念。關(guān)于生態(tài)河岸的定義,目前主要從生態(tài)河岸的生態(tài)系統(tǒng)屬性和過渡帶屬性兩個(gè)方面進(jìn)行理解??偟膩碚f,生態(tài)河岸(riparian ecosystem)是以自然為主導(dǎo)的,在保證河岸帶穩(wěn)定和滿足行洪要求的基礎(chǔ)上,維持物種多樣性、減少對資源的剝奪、維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡,與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)、協(xié)同發(fā)展,提高系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)能力、改善人類生活環(huán)境的地帶。生態(tài)河岸是一個(gè)狹長的水陸生態(tài)交錯(cuò)帶,既要研究其生態(tài)系統(tǒng)的特征,又要從水利工程方面
進(jìn)行考慮。當(dāng)前,生態(tài)河岸主要研究生態(tài)河岸的功能以及生態(tài)河岸功能實(shí)現(xiàn)的途徑,生態(tài)河岸建設(shè)已經(jīng)成為國內(nèi)外河道治理的重要措施。
1 生態(tài)河岸的功能
目前國內(nèi)外很多學(xué)者對生態(tài)河岸的功能進(jìn)行了大量的研究,最具代表性的是Naiman及張建春等人在2001年將生態(tài)河岸功能概括為廊道功能、植物護(hù)岸功能和緩沖帶功能。Miller于1998年指出生態(tài)河岸的功能可以概括為:生態(tài)河岸以及與之相聯(lián)系的對地表和地下水徑流的保護(hù)功能;對開放的野生動(dòng)植物生境以及其他特殊地和旅行通道的保護(hù)功能;可提供多用途的娛樂場所和舒適的生活環(huán)境。還有一些學(xué)者把生態(tài)河岸的功能歸納為:自然保護(hù)功能、社會保護(hù)功能以及休閑娛樂功能。
2 生態(tài)河岸技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
生態(tài)河岸功能的實(shí)現(xiàn)依賴于生態(tài)河岸生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)平衡的維持。對于一個(gè)退化的河流生態(tài)系統(tǒng)來說,運(yùn)用恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理來修復(fù)生態(tài)系統(tǒng),有利于生態(tài)河岸功能的實(shí)現(xiàn)。我們在分析公園河岸生態(tài)狀況的基礎(chǔ)上,探討公園生態(tài)河岸建設(shè)的原則,采用工程和植物措施相結(jié)合的方法,對公園生態(tài)河岸進(jìn)行整體規(guī)劃和建設(shè),并探討公園生態(tài)河岸的綜合評價(jià)。通過公園生態(tài)河岸規(guī)劃和建設(shè)的研究,為本地區(qū)河流河岸帶自然條件的生態(tài)修復(fù)積累實(shí)驗(yàn)成果,完善解決河道生態(tài)護(hù)岸中存在的諸多技術(shù)問題,使本地區(qū)的生態(tài)河岸研究有進(jìn)一步的長足發(fā)展。
生態(tài)河岸功能的實(shí)現(xiàn)依賴于生態(tài)河岸生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)平衡的維持。對于一個(gè)退化的河流生態(tài)系統(tǒng)來說,運(yùn)用恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理來修復(fù)生態(tài)系統(tǒng),有利于生態(tài)河岸功能的實(shí)現(xiàn)。河岸的治理在古代已經(jīng)很廣泛了。
20世紀(jì)60年代后期,德國及瑞士認(rèn)識到傳統(tǒng)的水利設(shè)計(jì)及管理思想是導(dǎo)致河流自然生態(tài)系統(tǒng)受損的根本原因,開始進(jìn)行如何把生態(tài)學(xué)原理應(yīng)用于土木工程,修復(fù)受損河岸生態(tài)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。瑞士、德國等于20世紀(jì)80年代提出了“自然型護(hù)岸”技術(shù),并且在生態(tài)型護(hù)坡結(jié)構(gòu)方面做了實(shí)踐。20世紀(jì)70年代以來,德國、瑞士、日本等發(fā)達(dá)國家進(jìn)行了大量的混凝土河岸的生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)研究,大規(guī)模改修了混凝土河岸,恢復(fù)河流的自然生態(tài)系統(tǒng),積累了大量的成功范例。日本在20世紀(jì)90年代初提出“多自然型河道治理”技術(shù)。但是國外河流生態(tài)修復(fù)多以積累典型成功工程事例為主,缺乏恢復(fù)過程中的生態(tài)系統(tǒng)是如何自我調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)定量化證明研究,沒有建立一套評價(jià)河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力的定量化指標(biāo)體系。
近年來,我國的生態(tài)河岸專家已深刻認(rèn)識到在河岸工程設(shè)計(jì)和施工中對河流生態(tài)環(huán)境的影響,開始探討生態(tài)河岸的運(yùn)用與發(fā)展,并在全國各地開展了一系列的護(hù)岸研究,尋找生態(tài)河岸最理想的技術(shù)手段。目前,我國河道護(hù)岸工程在很大程度上仍然采用傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)思想和技術(shù),即便是中小河流,河流護(hù)岸仍然只是考慮河道的安全性問題,以混凝土護(hù)岸為主,而沒有考慮工程建筑對河流環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)及其動(dòng)植物及微生物生存環(huán)境的影響。我國城市段河流護(hù)岸多采用耐久性好的混凝土,破壞了河岸的生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致河流自我凈化能力降低。以恢復(fù)城市受損河岸生態(tài)系統(tǒng)為目的,研究受損河岸生態(tài)修復(fù)材料(如蘆葦(Phragmites com munis Trin.)、河柳(Salix matsudana Koidz.)、竹子(Phyllostachys pubescens Mazel ex H.de Lehaie)、意楊(Populus euramevicana cv.)、楓楊(Pterocarya stenoptera DC.)、榆樹(Ulmus pumila L.))的適應(yīng)性,利用植物護(hù)岸,并把植物護(hù)岸與工程措施相結(jié)合的護(hù)岸技術(shù)研究,是實(shí)現(xiàn)生態(tài)河岸功能的重要途徑。
植物在生態(tài)河岸恢復(fù)中的作用,可以總結(jié)為:一種是單純利用植物護(hù)岸,一種是植物護(hù)岸與工程措施相結(jié)合的護(hù)岸技術(shù)。下面為國內(nèi)比較常用的幾種植物護(hù)坡技術(shù)。
2.1 植草護(hù)坡技術(shù)
植草護(hù)坡技術(shù)常用于河道岸坡及道路護(hù)坡上。目前,國內(nèi)很多生態(tài)河岸的治理都使用的是這一技術(shù),我們在生態(tài)河岸的探討中也經(jīng)常使用。這一技術(shù)主要是利用植物地上部分形成堤防迎水坡面軟覆蓋,減少坡面的面積,起到護(hù)坡的作用;利用植物的深根系,加強(qiáng)植物的護(hù)坡固土作用。還可以改善原有的駁岸沒有流動(dòng)性,單一性,使河道流速再高都不受影響。有些原有河道硬化破壞了河岸與河床之間在水文和生態(tài)上的聯(lián)系,破壞了可以降低水溫的植被,植草護(hù)坡后可以使其發(fā)揮截留雨水,穩(wěn)固堤岸,過濾河岸地表徑流,凈化水質(zhì),減少河道沉積物的作用。同時(shí),還可以增加河岸生物的多樣性。
2.2 三維植被網(wǎng)護(hù)岸
三維植被網(wǎng)技術(shù)多見于山坡及高速公路路坡的保護(hù)中,這一技術(shù)現(xiàn)在也開始被用于生態(tài)河岸的防護(hù)上。它主要是指利用活性植物并結(jié)合土工合成材料等工程材料,在坡面構(gòu)建一個(gè)具有自身生長能力的防護(hù)系統(tǒng),通過植物的生長對邊坡進(jìn)行加固的一門新技術(shù)。根據(jù)原有的邊坡、地形進(jìn)行處理,把三維植被網(wǎng)技術(shù)用于生態(tài)河岸的護(hù)坡上,通過植物的生長對邊坡進(jìn)行加固,根據(jù)邊坡地形地貌、土質(zhì)和區(qū)域氣候的特點(diǎn),在邊坡表面覆蓋一層土工合成材料,并按一定的組合與間距種植多種植物,將河岸的垂直堤岸護(hù)坡改造成種植池。
2.3 河岸防護(hù)林護(hù)岸
在生態(tài)河岸種植樹木或竹子,形成河岸防護(hù)林,減小了水流對表土的沖擊,減少了土壤流失。還可以在河岸邊種植菖蒲,形成防風(fēng)浪的障礙物,將原有泥石堤岸改造成用土做堤,降低河岸坡度,形成緩坡,在緩坡上種植草坪和鄉(xiāng)土植物,形成游人可以接近水界面的低水位網(wǎng)格親水步道。河岸防護(hù)林可以起到保持水土、固土護(hù)岸作用,
又可以提高河岸土壤肥力,改善河岸周邊的生態(tài)環(huán)境。
3 生態(tài)河岸的規(guī)劃與構(gòu)建
以生態(tài)護(hù)岸為設(shè)計(jì)的亮點(diǎn),主要以新的施工技術(shù)應(yīng)用于駁岸施工。我們可以根據(jù)河流地形的高低,改造和減少混凝土和石砌擋土墻的硬質(zhì)河岸,擴(kuò)大適生植物的種植空間,建立親水平臺,構(gòu)建層次豐富的岸線。先拋石,在常水位線以下用三圍網(wǎng)固土,造緩坡草坪入水,在常水位以上種植物護(hù)坡,造景觀。
河流生態(tài)恢復(fù)的目的之一就是促使河岸系統(tǒng)恢復(fù)到較為自然的狀態(tài),在這種狀態(tài)下,生態(tài)河岸系統(tǒng)具有可持續(xù)性,并可提高生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值和生物多樣性。生態(tài)河岸規(guī)劃所遵循的原則歸納有下列五項(xiàng):尊重自然的原則,植物合理配置原則,避免生物入侵的原則,可持續(xù)發(fā)展原則,協(xié)調(diào)統(tǒng)一的原則。
我們針對某一水域的地理環(huán)境為主提出生態(tài)河岸,旨在以生態(tài)原則提高水體的自潔能力,使該水體對保持城區(qū)水生態(tài)平衡,使城市與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,人類、多種動(dòng)植物和諧共處,達(dá)到一種自然平衡的狀態(tài),建設(shè)有特色的新型城市景觀。加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè),對該水域進(jìn)行綜合治理,加強(qiáng)該水域及周邊的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,進(jìn)行產(chǎn)業(yè)調(diào)整。
4 生態(tài)河岸構(gòu)建的技術(shù)推廣體系
本文在研究生態(tài)河岸自然特征即河流主要生態(tài)問題的基礎(chǔ)上,根據(jù)生態(tài)河岸建設(shè)的基本原則,探索了對規(guī)劃構(gòu)建的生態(tài)河岸進(jìn)行綜合評價(jià)的指標(biāo)和評價(jià)方法,總結(jié)出開展長江中游城市生態(tài)河岸建設(shè)的一些技術(shù)推廣體系。主要研究結(jié)果如下:
(1)大多數(shù)生態(tài)河岸存在的生態(tài)問題主要表現(xiàn)在水體污染嚴(yán)重,原有駁岸破壞了生態(tài)平衡,植物多樣性低,河岸異質(zhì)性降低四個(gè)方面。
(2)生態(tài)河岸規(guī)劃的原則,既要遵循尊重自然、植物合理配置、避免生物入侵、可持續(xù)發(fā)展以及協(xié)調(diào)統(tǒng)一的普遍性原則,又要基于公園原有河岸的自然特征和生態(tài)問題,對河岸進(jìn)行技術(shù)改造,增加河岸的親水空間,加強(qiáng)對河流的綜合治理,把公園與周邊的公園結(jié)合起來,形成有特色的濱水景觀。
(3)在生態(tài)河岸的規(guī)劃建設(shè)中,把工程措施和植物建植措施有機(jī)結(jié)合起來。植物設(shè)計(jì)以應(yīng)用鄉(xiāng)土樹種為主,考慮四季景觀,在不同的景區(qū)使用不同的植物來渲染意境。在河漫灘濕地(最低水位到常水位)點(diǎn)綴水生植物菖蒲(Acorus calamus Linn.)、蘆葦( Phragmites com munis Trin.);在河堤疏樹草地(常水位到最高水位)種植楓楊(Pterocarya stenoptera DC.),林下種石蒜(Lycoris radiata)、鳶尾(Iris tectorum)和玉簪(Hosta plantaginea)等宿根花卉;在濱河疏林草地處,結(jié)合地形、鋪裝,配置竹林、烏桕(Sapium sebiferum Roxb.)、欒樹(Koelreuteria paniculata Laxm.)、桂花(Osmanthus fragrans (thunb) Lour.)。
(4)根據(jù)公園的河岸線,將其分為幾個(gè)不同的部分進(jìn)行功能劃分。上游可以設(shè)計(jì)為理水區(qū),理水區(qū)保留了原有堤防基礎(chǔ),沿岸道路退后,將原來的垂直堤岸內(nèi)側(cè)護(hù)坡改造成種植池,并在堤腳面一側(cè)設(shè)高水位親水游船碼頭;中游設(shè)計(jì)為親水區(qū),親水區(qū)保留原有水泥防洪堤基礎(chǔ),沿岸道路退后,在原來的垂直堤岸內(nèi)側(cè)護(hù)坡上堆土,形成種植區(qū),并在堤腳鋪設(shè)卵石,形成親水界面,即中水位臨水平臺;下游設(shè)計(jì)為戲水區(qū),戲水區(qū)的河岸邊種植菖蒲,形成防風(fēng)浪的障礙物,將原有泥石堤岸改造成用土做堤,降低河岸坡度,形成緩坡,在緩坡上種植草坪和鄉(xiāng)土植物,形成游人可以接近水界面的低水位網(wǎng)格親水步道。
(5)由于生態(tài)重建是一個(gè)跨越較長時(shí)間尺度的過程,因此,需要在長期對河流流域以及公園生態(tài)河岸監(jiān)測的基礎(chǔ)上,根據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)要求,結(jié)合生態(tài)河岸規(guī)劃建設(shè)情況,運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法,從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、景觀適宜性、生態(tài)健康、生態(tài)安全方面對河流生態(tài)河岸開展綜合評價(jià)。
(6)生態(tài)河岸建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)體系表現(xiàn)在根據(jù)河流地形的高低,改造和減少混凝土和石砌擋土墻的硬質(zhì)河岸,擴(kuò)大適生植物的種植空間,建立親水平臺,構(gòu)建層次豐富的岸線。
(7)應(yīng)加強(qiáng)對規(guī)劃構(gòu)建的公園生態(tài)河岸生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究,重點(diǎn)研究河岸生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其穩(wěn)定性,并應(yīng)加強(qiáng)定量化研究。
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關(guān)鍵字:河道治理、生態(tài)修復(fù)、微生物技術(shù)、水體自凈
一、總述
由于我國很多地區(qū)前期雨污不分流,工業(yè)廢水直接排放河體。造成城市水體污染,甚至發(fā)黑發(fā)臭。黑臭成因復(fù)雜、影響因素多。其治理路線的核心可歸結(jié)為“控源截污、內(nèi)源治理、生態(tài)修復(fù)”,具體來說就是把“控源截污”作為城市黑臭水體整治工作的根本措施和前提;把“黑臭在水里,根源在岸上,關(guān)鍵在排口,核心在管網(wǎng)”作為中心思想;把“控源為本,截污優(yōu)先、科學(xué)診斷,重在修復(fù)、建管并重,強(qiáng)化維護(hù)、綜合施治,協(xié)同推進(jìn)”作為基本原則。
二、治理思路
1、控源截污
河道污染,大多都有外部污染源,或?yàn)樯钗鬯湃耄驗(yàn)楣I(yè)污水排入,當(dāng)排入河道污染物總量大于河道的自凈能力時(shí),污染物機(jī)會積累,積累到一定時(shí)候就會發(fā)黑發(fā)臭,形成黑臭河。所以外部污染源不控制,河道再治理也不能從根本上解決問題??刂仆獠课廴驹词且豁?xiàng)復(fù)雜長久的工作,一般由政府行政主管部門牽頭實(shí)施。
2、內(nèi)源治理
內(nèi)源治分為水體治理、底泥處理。對于水體治理可分為原位修復(fù)和異位修復(fù),原位修復(fù)技術(shù)即在河道中通過一系列技術(shù)手段,使水體達(dá)到理想的效果;異位修復(fù)是通過泵把河水抽吸出來通過一體化設(shè)備單獨(dú)處理,達(dá)到理想的效果后再排入河道中。對于底泥處理,一些河道由于污染嚴(yán)重,河底會積累一層底泥,發(fā)黑發(fā)臭,甚至?xí)芭?,主要是發(fā)生厭氧反應(yīng),產(chǎn)生沼氣所致。對于污染河道的底泥,一般可通過人工清淤或?qū)P晕⑸锵鈦硖幚怼?/p>
3、生態(tài)修復(fù)
河道水體通過內(nèi)源治理后,需進(jìn)一步做生態(tài)修復(fù)。主要措施有利用多孔透水透氣性生態(tài)材料,如多孔混凝土磚鋪設(shè)生態(tài)岸線、堤岸,道路邊坡等輔以根系發(fā)達(dá)的植物種植。
三、河道治理技術(shù)措施
1、河道曝氣生態(tài)凈化
水生生物為主體,輔以適當(dāng)?shù)娜斯て貧?,建立人工模擬生態(tài)處理系統(tǒng),以高效降解水體中的污染物,改善或艋水質(zhì),是人工凈化與生態(tài)凈化相結(jié)合的工藝。該工藝實(shí)用污染較輕的水體,優(yōu)點(diǎn)是能快速提高水體中的溶解氧;缺點(diǎn)是曝氣工程量大,施工復(fù)雜。如采用新型太陽能曝氣設(shè)備,雖然工程量小了,但設(shè)備投資增大,經(jīng)濟(jì)性降低。
2、污水穩(wěn)定床(氧化塘)處理技術(shù)
利用重力沉淀、微生物分解轉(zhuǎn)化、水生動(dòng)植物的吸收多種途徑來凈化水體。該工藝需要人工修整建成池塘,設(shè)置圍堤和防滲層,依靠塘內(nèi)生長的微生物來降解水體中的污染物,主要利用菌藻的共同作用。該工藝工程量較大,需要對河道修整,建設(shè)池塘等,投資費(fèi)用較高。
3、底泥生物氧化技術(shù)
該工藝適用于黑臭水體,且有較多底泥沉積。原理是土著微生物定向擴(kuò)增,就地大量繁殖土著微生物氧化底泥,通過靶向給藥技術(shù)直接將藥物注射到河道底泥表面,對河道黑臭底泥進(jìn)行生物氧化,通過土著微生物的生物降解作用,凈化水質(zhì)。該工藝優(yōu)點(diǎn)是不需要人工清淤,節(jié)省大量勞動(dòng)力;缺點(diǎn)是微生物藥劑成本較高,微生物消解底泥需要周期較長。
4、多功能河道生態(tài)工程修復(fù)
將城市河道設(shè)計(jì)成具有多種自然景觀和生物類群,景觀與凈化功能并存的河道凈化系統(tǒng),是一項(xiàng)利用多功能河道凈化水中污染物質(zhì)的生態(tài)工程技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)是該工藝基于長效治理,建立穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng);缺點(diǎn)是該工藝投資成本高,建設(shè)費(fèi)用也高。
5、異位處理技術(shù)
該技術(shù)采用一體化處理設(shè)備,通過泵把污染水提升至一體化處理設(shè)備處理合格后排放回河體。該工藝適用水體總水量不大,污染嚴(yán)重的水體。優(yōu)點(diǎn)是快速達(dá)到效果,缺點(diǎn)是水體總水量受限制,一體化設(shè)備投資費(fèi)用也高。
6、原位選擇性激活生態(tài)修復(fù)技術(shù)
該技術(shù)是把激活原位微生物所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)--益生元(碳源、微量元素、酶及其他載體)通過納米技術(shù)及微包覆技術(shù)制成均勻顆粒,投放在人工建立的繁殖平臺上,把這些營養(yǎng)物質(zhì)提供給水環(huán)境中的微生物--益生菌,這些微生物被連續(xù)不斷激活并因不斷被提供能量和營養(yǎng)而可以大量連續(xù)繁殖。通過這類微生物進(jìn)行有氧反硝化、同步硝化反硝化除磷、以及建立高效食物鏈來降解水體中富營養(yǎng)物質(zhì)。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是篩選的微生物來自自然水體,不會新引入微生物,對水體安全性較高,不僅可以降低水體中的N、P、COD濃度,而且可以提高水域生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力。同時(shí)可以去除底泥中的有機(jī)物(底泥中的有機(jī)物去除率最高可達(dá)到50%以上),減少了河床和河底的底泥體積。可以通過控制激活微生物所需營養(yǎng)元素來調(diào)控微生物的繁殖速度,以適應(yīng)不同水環(huán)境的生態(tài)修復(fù)要求。該技術(shù)選擇激活的是有益微生物,同時(shí)抑制其他有害微生物。 原位修復(fù)速度快,1-2個(gè)月消除水體黑臭、2-3個(gè)月恢復(fù)水體生態(tài),運(yùn)行6-12個(gè)月后水質(zhì)可提升一個(gè)類別。設(shè)備操作運(yùn)行簡單,直接漂浮水面,繩索固定即可。2-3個(gè)月檢查一次修復(fù)劑是否需要投加。投資及運(yùn)行成本較低,視水體污染程度每平方米每年只需要30-120元。
四、總結(jié)
盡管水體修復(fù)技術(shù)種類較多,但歸根到底要達(dá)到長效穩(wěn)定,首先要控源截污,只有把外源污染物截住,才能保證水體不被再次破壞。其次是修復(fù)水體,根據(jù)水體污染程度選擇適合的技術(shù),輔以植物建立良性生態(tài)圈,提高水體自凈能力。
參考文獻(xiàn):
住房城鄉(xiāng)建設(shè)部 《城市黑臭水體整治排水口管道及檢查井技術(shù)指南》(試行)2016.08
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