生态修复工程的意义
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生态修复工程的意义范文第1篇
【关键词】土壤修复；风险评估；设计原则
辽宁省已正式被列为全国生态省建设试点，为了建设生态省，辽宁省已制定了《辽宁生态省建设规划纲要》，将辽宁省生态省建设规划期限定为20年，分为起步、整体推进、完善提高3个阶段。《纲要》提出，到2025年，辽宁省将基本建设成为经济发达、生活富裕、环境优美、文化繁荣、社会和谐的生态省。其根本目的是要以保护环境优化经济社会发展，着力建设资源节约型和环境友好型社会，推动区域走上生产发展、生活富裕、生态良好之路，为子孙后代留下良好的生存和发展空间。
辽宁土地生态环境问题主要体现：农田土壤因多种污染源受到污染，工业企业搬迁及固体废弃物堆放造成遗留污染废弃地；矿山及基础工程建设造成土地生态破坏；因自然、经济及人为因素形成生态脆弱区。煤矿和铁矿，采矿、地表剥离、矿渣、煤矸石等占用大量土地。
二、生态修复技术及管理现状
1.土地生态修复技术现状
生态修复目前还是一个比较年轻的研究领域，它既包括污染环境的生态修复，也包括非污染环境的生态系统的修复，即通过生态系统自组织和自调节能力，修复遭到破坏的生态环境。生态修复具有多学科交叉的特点，需要生态学、物理学、化学、植物学、微生物学、分子生物学栽培学和环境工程学等多学科的参与。生态修复技术还运用遥感影像数据（卫星影像，航片），结合区域绿地、土壤、气象资料，以及规划区域的建设历史和未来发展规划进行详细调查，注重社会、经济、文化、景观等全方位的生态化。针对于污染土地的修复，又主要包括两个方面的内容，即对污染农田土壤的修复和针对工业企业搬迁及固体废弃物堆放造成遗留污染废弃地的修复。对于非污染环境的生态修复，则包括对矿区、重要基础工程建设等造成的生态破坏区和处于农牧交错带的生态脆弱区进行的生态修复。对于污染土地、生态破坏区和生态脆弱区的生态修复，各国对修复和管理具有特定的规范、方法与程序，虽然在规范的具体内容上有各自的特点，但均涵盖土地的评价与分析、修复方案与措施及修复实施与管理维护三大部分。
修复区土地评价与分析包括修复区调查、风险评价和修复目标的确定，污染土地调查涉及土地物理条件、污染特性、暴露途径、受体调查；生态破坏区和生脆弱区调查包括结合区域生态环境状况、水土流失状况、土壤保水能力、矿区塌陷、植被情况、土地利用等，风险评价是判断污染土地风险水平的重要手段和修复目标制定的重要基础，生态修复的目标有两种：一是认为将污染或生态破坏环境恢复到接近于它受干扰前的自然状态的管理和操作过程，即回复到生态先前或历史上的状态；另一张是污染或是生态破坏环境的修复要在于消除对任何生物有害的污染，重建适宜人与动物，植物等生存的生态环境，所以无需回到先前的历史状态，而是重新建立新的生态环境。
修复技术的选择是土地修复的核心内容，根据实施的位置分为“原位修复”和“异位修复”。生态修复是在生态学原理的指导下，以生物修复为基础，利用特异生物对污染物的代谢过程，借助物理修复、化学修复和工程技术措施，通过优化组合，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合污染环境修复技术。生物修复技术包括：植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。物理修复技术包括：物理分离修复技术、土壤蒸气浸提修复技术、固化/稳定化土壤修复技术、玻璃化修复技术、热力学修复技术、热解吸修复技术和低温冰冻修复技术等。化学修复技术包括：淋洗技术、溶剂浸提技术、化学氧化修复技术、化学还原于还原脱氯修复技术、原位化学反应处理墙修复技术以及电化学修复技术等。在修复技术选择的基础上，针对整个污染土地进行技术集成，形成总体修复技术体系，制定修复方案。对于矿区及基础工程建设造成的生态破坏区，可采用的生态修复技术包括土地整治、安全防护、生态功能重新设计、植被修复等。矿区生态修复技术主要有：露天采场的工业旅游场地开发、固体废物处置场、恢复为水面等二次开发用地形式的生态修复；露采场边坡的生态修复，主要包括两方面内容：一方面是边坡的排险，消除崩塌和落石隐患，这是治理的基础，另一方面是植被恢复，充分发挥植被的固土、滞尘、涵水、同化和改善气候的生态功能；废石场、尾矿库的全面整地覆土、穴状整地、穴内客土、建立植被的生态修复；塌陷区的安全防护措施建设的生态修复；将矿山废弃的机械、建筑、道路、矿床以及矿产品堆放场等建设成为矿山公园，将矿山废弃的水域建成矿山人工湿地，将矿山废弃的平地建设成为居住用地和工业用地，将矿山废弃的洼地、盆地建设成为养鱼场、垂钓园，将矿山废弃的坡地建设成为林业和畜牧业基地。公路、铁路、风电、水利工程等基建项目的生态修复技术包括边坡锚索加固工程、生态护坡工程、植生层修复、植被层修复、水土保持生态修复，具体体现为大型植物坡面建植技术，坡面植被景观造型技术，厚层基质锚网喷附技术，棉网状植生带技术和连续纤维加固喷附技术、还包括了对退化河流、退化绿洲、退化水库和退化矿区等生态系统的生态修复。修复方案是指导修复工程实施的依据，方案的合理性、系统性直接决定了修复工程能否顺利进行和达到预期的修复目标。尽管现在已经有较多完整的生态修复技术，但目前还不能从整体层面上提出适合于解决辽宁省生态环境问题的技术，因此有必要对这些生态修复技术进行集成，以利于辽宁省对生态修复进行规范化管理。
修复工程的实施、管理与维护则是土地生态修复的具体实施阶段，主要包括修复工程实施运行、维护和监测、修复效果评价等三方面的内容。修复工程的设计与实施应根据土地条件，按照修复技术方案，明确修复具体过程；修复工程运行、维护与监测贯穿整个修复过程，以确保修复有效性和修复目标的实现；土地生态修复效果评价则是考察修复目标的达到程度与修复工程成败的重要参数。
2.土地生态修复评价
不同的受污染地，不同矿山不同开发阶段，不同的占地类型，生态修复的制约因素、修复目标和重点是不同的。对于污染土地的生态修复，修复后目标污染物应该达到规定指标限值。评价范围应该与制度的修复方案确定的范围一致，根据生态修复报告中定桩资料和地理坐标勘察确定修复范围和深度，核实修复范围是否符合修复方案的要求。制订采样方案应包括采样介质、采样区域、采样点位、采样深度、采样数量、检测指标。应根据目标污染物与目标修复值进行分区采样，对于异位修复应在原址边缘和内部进行采样，对于原位修复主要在修复区内进行采样。根据生态修复的面积进行污染物目标值比较，小型修复项目可采用逐一比较法，大型生态修复项目可采用t检验法评价修复效果。在对污染土地进行物理、化学以及生物修复后，土地再利用前需要根据再利用目的对可能残留的污染物或修复剂是否会产生生态安全和人类健康问题进行风险评价，可以采用原位观察法，实验室模拟观察法，微宇宙法和现场经验与推导方面分析如何对修复土地再用进行生态风险评价。
矿山生态修复考核指标也应根据矿山不同开发阶段，不同的占地类型，不同的受污染地，分别设立，分别考核。矿山施工期结束后即为生产期，对于整个工程是以投产为标志。对于单个工程以单个工程投产为标志，服务期以单个工程服务期满为标志，如有的矿山设有二个以上废石场，在生产初期用一个废石场，待第一个废石场服务期满后再启用第二个废石场，以此类推。矿山塌陷地、受污染地也是一定得范围为标志，所以矿山生态修复应以单个工程和场地为单位考核较为合理。露天采场、废石场、尾矿库、塌陷地具有明显的时空变化特征，在生产期，只有永久边坡、平台可以进行生态修复，因此这类场地在生产运行期只能对这部分进行考核，在服务期满后应对整个场地进行考核。塌陷地是随时间推移逐步塌陷、逐步稳定的过程，对塌陷地只能对稳定区进行生态修复，在时间上有滞后效应，对于塌陷地一般是对相对稳定区进行生态修复，进行生态修复考核。工业场地、办公生活区主要是建构筑物，生产期用绿化率来考核，一般按15%计，在服务期满后，则要看工业场地是否作其他工业用地，如用作其它工业用地，则仍用绿化率考核，如拆除，则用生态修复率考核。道路管线区达到国家关于道路管线绿化要求即可。临时占地在施工结束后应立即进行生态修复，生态修复率应达到90%以上。
三、污染土壤生态修复工程原则
1.“以人为本”的原则
农田污染土壤修复可以削弱和降低污染土壤中污染物进入食物链的风险，从而保障食品品质，降低对人体健康的潜在风险。
2.农业生产最小化原则
农田是农村农民生活保证的根本，因此，污染土壤修复工程应建立在对农业生产影响最小化的基础上，最优选择是不影响农业生产活动的同时，实现土壤中污染物的有效去除。
3.成本最低原则
大面积农田的修复需要考虑农田所有制和修复技术特点。对于承包责任制大面积农田，修复过程涉及不同富裕程度家庭，修复周期会影响政府扶助资金数量，因此修复技术所需材料和工程的成本应保持最低化，从而保障农民的积极配合和政府资金投入。
4.土地利用决定原则
污染物修复限值由土地利用形式决定，总体上可以将污染土壤分为自然用地、农业用地、商业/居住用地和工业用地，不同土地利用方式土壤修复限值不同。
5.修复技术无害化原则
农产品直接进入食物链，影响生态系统和人群健康。因此，修复过程尽量减少污染物中间代谢产物的二次污染和修复技术本身带来的污染或对土壤生态系统的破坏问题。
四、污染场地土壤污染现状分析与评价
采用科学的布点方式对修复场地的污染状况进行详细调查和科学评价，掌握场地内土壤污染物的种类与含量及空间分布特征，同时，了解污染场地的地址、水文、气候和土地用途等情况。
五、污染物健康风险评估
在了解场地污染状况的基础上，针对土地农业利用方向，根据暴露途径和暴露人群特征，结合大气悬浮颗粒物中污染物状况，进行健康风险分析，并结合污染物迁移特征进行风险预测。
六、示范区建设和运行、监测及效果评价
根据场地评价与污染土壤修复技术适宜性评价结果，选择有代表性的土壤污染场地，进行征地及试验示范区的规划和建设。
对示范修复的运行效果进行连续综合监测、生态毒理评价，确定修复运行的最佳参数，并进行运行效果评价。
参考文献
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生态修复工程的意义范文第2篇
【关键词】砂质海岸 岸滩修复 岸线整治
辽西海岸是整个渤海沿岸原生态保持完好的沙质海岸，但海岸侵蚀给沿海地区经济建设带来了极大的危害，不但能影响人类的生存条件，而且还会限制沿海工农业、渔业、盐业和旅游业的发展。根据国家海洋局有关监测数据表明，绥中原有82.54km的海岸线侵蚀长度已达40.8km，侵蚀岸线约占海岸线长度的50%。2002年-2008年监测数据分析表明绥中沿海每年侵蚀陆域面积约1.0 km2，年侵蚀的最大宽度约10m。因此，研究海岸侵蚀机制及时建设防护工程显得尤为重要，对沿海地区社会经济持续发展具有重要的战略意义。本文以绥中天龙寺岸段为整治修复试点地段，对其进行现状调研并编制整治修复方案，从而为改善该地区岸段破坏现状提出科学依据，为辽西海岸防治与修复奠定坚实的基础。
1 海岸整治措施概述
海岸整治修复技术的研究对于海岸及其工程的防护、滩涂的开垦开发以及湿地保护等都具有重要的理论和现实意义。建设海岸整治修复工程是解决海岸线后退、海岸建筑物冲刷的有效途径[1]。
1.1 海岸防护工程措施
海岸侵蚀的防治方法主要通过修建建筑物措施如丁坝、离岸堤、海堤等，或是采用人工补沙（人工育滩）方式，即利用外来泥沙补给侵蚀破坏的海岸[2]。
修建建筑物即所谓的“硬性”工程措施，能够部分拦截沿岸输沙，直接或间接地防止海岸泥沙流失，目前已得到广泛的应用。但也能造成该岸段上游和下游发生淤积或冲刷现象，由此可能引发新的问题。人工补沙“软性”措施是将泥沙补给到侵蚀破坏岸段，除了有效缓解侵蚀状况外，还可以维持周边海岸的输沙平衡，将生态环境影响降至最低。事实证明，人工补沙是海岸侵蚀防治最为经济的工程措施，不仅用于侵蚀岸段的整治修复还能长效地防治海岸侵蚀[3]。
1.2 人工补沙方法
根据泥沙堆积在海岸剖面上的位置，人工补沙可分为四种方式[4]：（1）沙丘补沙（Dune Nourishment），将外来的补给泥沙堆积在平均位以上；（2）滩肩补沙（Nourishment of Subaerial Beach， Berm Nourishment），将外来的补给泥沙堆积在平均潮位以上形成宽而高的滩肩，目前是比较常见的补沙类型；（3）剖面补沙（Profile Nourishment），将外来的补给泥沙吹填在整个海滩剖面上；（4）近岸补沙（Shoreface Nourishment，Bar Nourishment），将外来的补给泥沙抛填在平均低潮位以下形成人工沙坝，依靠自然波浪的作用将泥沙向岸滩输移，该方式较具潜力的发展方向，是人工补沙研究中备受关注的课题。
2 海岸沙滩现状
海沙资源是国家严格控制开采的海洋资源之一，随着绥中沿岸经济的发展，建筑业用沙数量会越来越大，绥中天龙寺岸滩海沙的随意开采，直接破坏了该岸段原生沙质海岸的自然性和完整性。另外，绥中沿岸沙堤修建的小渔港已达20多处，平均约每3～4km就有一个小港。绥中天龙寺岸段东侧渔港建设和西侧养殖池塘建设的随意性、无序性破坏了海岸的自然环境和海岸原生沙质海岸的完整轮廓和成熟形态。根据绥中天龙寺岸段标志桩观测数据[5]，滩肩陡坎高度达到1m，陡坎后退数率达到1.7m/a，平均数率为0.8m/a。说明绥中天龙寺西侧海岸已遭受到破坏。
3 整治修复方案
本次整治修复区域为绥中天龙寺岸段，根据绥中县发展规划及海洋功能区划，确定本工程项目重点是修复因非法采砂和岸滩工程无序开发导致的岸滩破坏，恢复绥中天龙寺沙滩景观，成为市民和游客的亲水场所。因此，确定整治修复功能内容包括沙滩养护工程，西侧防波堤修复工程和景观岸线整治工程。
3.1 沙滩养护工程
设计整治沙滩长度为1040m，宽约200m，池塘清理面积约84000m3。此部分两段来组织施工，第一段为干滩沙滩整理施工，长度为1040m，宽约100米左右。第二段为海底100米范围内抛砂施工。另外干滩沙滩中池塘清理面积约8372m2。
沙滩填筑前应对原地面存在的杂物进行清除，对大于1：5的陡坡进行台阶处理根据现场实际情况，可以采用推土机等大型机械辅以人工进行施工。沙滩的清理和池塘的清淤工作，根据换填深度选择机械或人工施工，可采用挖掘机或推土机挖除换填直至达到设计标高。
3.2 防波堤修复工程
为具体落实天龙寺概念性规划，维护天龙寺沙滩生态安全，本工程主要任务是在天龙寺西侧与长滩河河口相接处修筑防波堤。参考绥中县塔山镇长滩河河口整治工程设计方案内容，整治修复工程护岸长度380m，向北220m处堤顶宽3m，向南160m处堤顶宽13m，基床外肩放坡为1：2.0，基床顶部标高为3m，护岸采用浆砌石结构。
抛石前复核基地底的回淤及地质情况，对路基用地范围内原来地面以下的现场草皮淤泥必须予以清除。工程基床总长380m，基床抛石采用压茬分层，分段施工，整个基床分2段施工。开挖基坑，其上抛填10-50kg的块石基床。基床抛石共划分为2-3层，每层厚度约为2m。在基床之上砌筑浆砌石墙，浆砌石墙的外侧和顶部浇筑混凝土，在墙体外露部分的混凝土上镶嵌蘑菇石。墙后回填10-100kg的抛石棱体，从下之上在护岸的面层依次铺设200mm厚二片石，200厚6%水泥稳定碎石和大理石面层。
3.3 景观岸线整治修复工程
为具体落实天龙寺沙滩概念性规划，与沙滩区域有效衔接，维护天龙寺沙滩的生态安全，计划在沙滩范围内打造长达1170m，宽约15米的沿岸景观带。工程主要包括准备阶段、砌筑工程阶段、路面铺设阶段以及绿化工程。准备阶段包括平整场地、放线定位、标高测量、挖土方、渣土清运、土方回填及修整找平验收；砌筑工程包括墙面清理、浇水混凝土湿墙面、吊垂直等、弹灰层控制线、基层处理、抹底层砂浆、弹线分格、粘分格条、抹罩灰面、起条勾缝以及养护；路面铺设阶段程序包括现场清理、测量放线、基槽挖土、路床夯实、级配砂石、素混凝土垫层和铺装面层；最后绿化种植。
3.4 后期管护方案
充分利用海域动态监视监测系统全过程监测，同步拍摄绥中天龙寺岸段周边海域现状、规划施工情况、景观旅游情况等。调查绥中天龙寺岸段工程后期海域周边现状，调查监测海流、波浪、悬沙等水动力现状以及生态指标要素；通过与工程整治修复前监测指标的对比，分析整治与修复工程对海域的相互作用影响，提出工程维护方案。
4 结语
根据项目的整治与修复内容及海岸破坏现状，确定本次整治修复规划总面积为23.5×104 m2。补偿因非法采砂所造成的岸滩破坏，修复养护长度为1 km的沙滩；整治修复西侧与河口相连接的长为380m的护岸；整治岸滩环境，整治修复工程区域受损岸线，同步配备景观设施形成景观岸线，使该区域成为市民和游客的亲水场所。通过海岸整治修复项目在绥中天龙寺岸段的实施，能够全面改善该岸段原生沙质海岸的破坏现状及危害程度，兼顾岸段的生态保护，使沙质海岸更具生态性、观赏性和完整性，改善和提高当地的旅游价值，加速当地旅游产业的发展，从而逐步实现绥中海岸带经济可持续发展的战略目标。
参考文献：
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[4] National Research Council. Beach nourishment and protection / Committee on Beach Nourishment and Protection[A]. National Academic Press，Washington DC，USA，1995.
[5] 王玉广，李淑媛，苗丽娟.辽东湾两侧砂质海岸侵蚀灾害与防治.海岸工程，2005，24（1）：9-17.
生态修复工程的意义范文第3篇
论文摘要：阐述水利工程与水域生态的关系，介绍了生态水利规划的基本原则：工程安全性与经济性原则；提高河流形态的空间异质性原则；生态系统自设计与自我恢复原则；景观尺度与整体修复原则；反馈和调整设计原则。
1水利工程对河流生态系统的影响
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
2生态水利工程
从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。
3生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。
3.4景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。
3.5反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。
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生态修复工程的意义范文第4篇
2016年8月，台风“妮妲”将袭击广东珠海。家住珠海香炉湾附近的张伟民彻夜难眠。
在他印象中，每当台风来袭，香炉湾附近的海面总不太平，狂怒的海风会裹挟着2米高的巨浪涌入原本井然的生活，“打翻”一切秩序。
但这次他惊奇地发现，和以往不同，台风过后，一切井然有序。
“妮妲”来袭那晚，格力地产副总经理林强同样彻夜辗转。彼时，其在香炉湾修建的人工沙滩第一次遭遇强台风，虽然香炉湾沙滩修复经过一年多的项目论证与规划，但沙滩能否安然无恙，他心里着实没底。
台风过后第一天，他便匆忙赶往香炉湾。当看到沙滩平静地躺在那里时，他心里的大石头终于落地了。
填沙者复沙
就在一年多前，香炉湾还只是一湾海水。来这里的人，大多奔着“珠海渔女”与“情侣路”而来。
2014年10月2日，因为格力地产董事长鲁君驷的一次“骑行”，香炉湾的命运被彻底改写。
当天清晨，鲁君驷骑车途经香炉湾，下车休息的一瞬间，他发现防波堤下有一小块沙地露出了海面。他想起几天前港珠澳大桥口岸项目部向他报告了基坑开挖近百万立方沙子需要外运的事情，他心里突然有了一个大胆的想法：香炉湾既然能够淤积沙子，证明这里有条件形成沙滩，能否利用那些沙子在这建一个“人工沙滩”？
实际上，这个突然的想法并非心血来潮。
时间回到1992年。大学毕业后来到珠海的鲁君驷，便参与了情侣路的建设。
“那年除夕下午，梁广大（时任珠海市委书记）带队现场踏勘情侣路选线，我就在其中。”鲁君驷告诉《t望东方周刊》。
情侣路建好后，成了珠海的一张名片，而珠海渔女附近有些沙滩已被填平，筑起了防波堤。
随着时间流逝，越来越多像鲁君驷一样的建设者开始反思人与海洋、人与自然之间的关系。“没想到，当初的建设者却成了某种意义上的海洋环境的破坏者。” 修复完成后的香炉湾沙滩
鲁君驷说：“能在自己手中把沙滩修复起来，是件幸事。”
但是，建造“人工沙滩”绝非易事，这是一项浩大的工程。据了解，参照迪拜模式建设的天津东疆港人工沙滩，约2.46平方公里的沙滩造价约达14亿元。
“建人工沙滩这个决策是有困难的。”鲁君驷说，“因为它要面临来自大自然的不确定因素太多，或许一个台风过后，沙子就都被冲走了。”
在鲁君驷提议下，经市政府批准，格力地产正式承建了这条长1.5公里的人工沙滩修复工程，并委托国家海洋局海岛研究中心进行海洋补充观测、海底测量和沙滩设计工作。项目于2015年7月正式动工。
人工沙滩的门道
修建“人工沙滩”是一项技术活。
国家海洋局海岛研究中心主任蔡锋博士告诉《t望东方周刊》：“简单来说，人工沙滩分两种，一种是需要自然波浪维系的人工沙滩，一种是不需要自然波浪维系的泳池型沙滩。类型不同，修建方法也不同。”
他说，泳池型沙滩因其波浪动力弱，泥往往附着在沙子表面，易变成泥滩，此时就需要通过过滤净化装置令水沉淀，后期维护成本非常大。而依靠自然波浪维系的人工沙滩则成本较小，同时具备一定的生态功能。
实际上，国内修建“人工沙滩”已不鲜见。据本刊记者了解，包括河北、天津、山东、辽宁、上海、浙江、福建、广东、广西等多个省市已经修建了“人工沙滩”。
以厦门为例，截至2015年12月，厦门市已建成超过100万平方米的“人工沙滩”。作为全国首个开展沙滩修复的城市，其实践经验已被成功推广至沿海多地。
不过，国内失败的沙滩修复案例也很多，或破坏海洋环境、或耗资过大而夭折。究其原因，大多因盲目上马，没有进行科学的论证。
在珠海香炉湾的沙滩修复工程展开之前，国家海洋局第三海洋研究所与国家海洋局海岛研究中心科研人员对香炉湾等岸段沙滩修复工程开展了海流、水文观测、海底地形测量及方案研究等前期工作。
经过研究，蔡锋认为，受桂山岛、东澳岛及万山群岛的屏障作用，香炉湾水域波浪较小，海动力条件偏弱，海底地形偏浅，在该区恢复沙滩整体动力可行。
“如果这里是一个直线的海岸，堆多少沙都得被冲跑。”蔡锋说，“我们在这里做了一年半的波浪实验，发现就是香炉湾这个湾口有着最自然的弧形海岸线，恰恰是这个湾可以让人工沙滩保住。”
这也解释了鲁君驷发现的奇怪现象：多年前在附近修建海滨泳场堆了上百万立方米的沙，随着潮汐大浪淘沙，竟被慢慢淘到了香炉湾。
蔡锋介绍，沙子的平衡是一种动力平衡的过程，但不是绝对平衡。这种动力平衡包括波浪、潮等因素如何与沙子结合再运动，运动之后沙子始终留在岸段，跑不掉。
“如果沙子伴随海浪的侵蚀而消失，就变成沙滩侵蚀，意味着工程失败;而如果沙滩变成了泥滩，工程同样不成功。”他说，“所以，堆什么样的沙、堆多少沙、如何将这些沙留住、需不需要修筑丁坝护沙、修建规模多大、又在何处修建，这些都是需要用科学来解决的问题。”
滩肩30米宽最理想
为兼顾科学与美学需求，蔡锋的团队先后设计了十几种工程方案，经过历时一年的推算验证后选定了最后的设计方案：借鉴巴塞罗那人工沙滩，在香炉湾打造长1.5公里、滩面宽50米、“凹”字形的人工沙滩。另外，为了防止沙滩被海浪侵蚀，香炉湾在南北两侧各造一个挡沙堤（又名“丁坝”）固定沙子。
“人工沙滩”修复颇为讲究细节。为此，林强花费数月，专门赴厦门跟随蔡锋学习、研修了整个修复方案。
林强说，他甚至研究过沙滩到底应该修多大这个问题的细节：“滩肩的宽度做到35米最科学，这与人走在沙滩上的舒适度有关。”
“干滩宽度一般为50～60米，最多不超过80米。从舒适度来看，30米是最理想的，因为人走在沙滩上是没有反弹力的，走太远容易产生疲乏感。”他说。
而滩边坡度是无法设计的，只能由大自然决定。“我们发现，我们把滩边设计成1：10的坡度，随着海浪运动，最终会变成1：20的坡度。”
2015年12月底，香炉湾“人工沙滩”填沙工作全部完成，紧接着，2016年元旦，就对市民开放。
林强告诉《t望东方周刊》，“人工沙滩”建成后，每天最多迎来游客6万余人。
由硬性防护转为软性防护
曾有人预估，要搞掂如此大的一项工程，至少要花1亿～2亿元的代价。
“实际上，整个工程既节约、又环保，投入只有1700多万元。”鲁君驷说。
之所以成本远低于一些人的预期，部分原因是，格力地产建设港珠澳大桥人工岛口岸时，开掘基坑的过程中挖出了大量砂子。
这样，省下的钱就花在了更重要的地方：作为香炉湾“人工沙滩”的配套，建设了排洪渠截洪工程，有效防止了生活污水污染沙滩。
“人工沙滩”的修复，带来了明显的变化。林强发现水质慢慢变清了，张伟民发现往年台风肆虐的水浸黑的海霞新村今年第一次没有淹水，珠海市观鸟协会的张列妮发现了消失多年的白鹭再次现身…… 香炉湾沙滩修复完成对市民开放
“我们当时只是想着修复一个沙滩，没想到竟然还能带来整个生态环境的改善。”林强说。
在蔡锋看来，沙滩修复具有护岸、美化城市景观、维护生态平衡、提供旅游休闲、提高城市品位等五大功效。
“修建情侣路采用的防波堤是较为传统的防止海岸侵蚀的方式，就好像‘硬着陆’。有了沙滩后，海浪对海岸的冲击带起沙粒，将分散其冲击力，台风对于海岸的伤害反而会得到缓冲，由硬性防护转为软性防护。”蔡锋说。
在香炉湾沙滩修复的过程中，曾遭遇了2015年强台风“彩虹”。虽然台风没有正面袭击珠海，但沙滩也有效化解了台风引起的海浪，城市没有受到太大影响。
台风虽然给“人工沙滩”造成了一定的沙量流失，但蔡锋认为，5年内补沙四五万立方米属于正常流失。就目前情况看，香炉湾“人工沙滩”稳定后已经过三次监测，情况非常乐观。
给珠海带来了什么
“沙滩修复只是第一步，最终要做的是连同改造香洲渔港，改变淤积的状况，使之成为一个真正意义上的近海水环境改善项目。”林强说。
接下来，格力地产将继续恢复一些景观植物、绿化带，提升城市风貌，还要安置配套公共服务设施，尽量使沙滩功能更加完善。
“修复了海洋生态，扩大了市民的公共活动空间，引导市民新的、绿色的生活方式，培养珠海市新的产业，这就是修复沙滩的意义所在。”林强说。
按照林强的构思，香炉湾区域将形成城市风景游线、新月湾文化游线、野狸岛生态游线、亲水体验游线、休闲沙滩游线、珠海渔女浪漫旅游线等六大游憩路线，而且这些将全部免费向公众开放。
格力地产承担了诸多海岸修复工程项目，包括香洲港改造工程、唐家湾沙滩、美丽湾沙滩、香炉湾等六个沙滩恢复工程、港口码头等项目。有了此次修复经验后，也有助于其后的工程实施。
实际上，珠海市获得的“果实”更为丰厚。
珠海建市30多年，很早就提出了“生态文明新特区，科学发展示范市”的施政方略，一直在经济建设和生态保护上谋求合理平衡，划定并严格控制生态和产业两条红线。
珠海市香洲区相关负责人表示，海洋保护理念、生态文明的需求使得珠海市对于情侣路沿线的规划理念也在不断变化，修复沙滩、维护生态系统正成为珠海新的议题。
生态修复工程的意义范文第5篇
关键词：边坡生态修复；水土保持；层次分析法；综合评价
中图分类号：S157.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）16-4335-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.066
近些年，随着生态道路、绿色矿山等理念的倡导，针对矿山、水电站、公路、铁路、采石场等各类建设项目施工过程中的大量坡面治理不再只是依靠单纯的土木工程，而是要更注重生态理念，因此，边坡生态修复成为当下一个热门的研究领域[1]。针对这一状况，国内外学者开发研制了一系列的边坡生态修复技术，如植被混凝土生态修复技术（CBS）、框格梁植草技术、厚层基材植被修复技术（TBS）、客土喷播技术及植生袋技术等。调查表明，这些技术都有一定的水土保持效果，但这些技术目前也存在着一些较难避免的问题。
为了能够科学地评判不同边坡生态修复工程的水土保持效果，对水土流失防治动态进行监测预报，为水土流失的治理部署和决策提供依据，就必须对水土保持效果进行评价[2]。柳小强等[3]以金安桥水电站为例，用层次分析法和综合指数法对金安桥水电站工程水土流失防治效果进行了评价；余海龙等[4]以土壤-植被系统质量和景观质量为构建主体，建立了高速公路边坡生态护坡工程效果评价指标体系；张艳等[5]对不同护坡类型的植被恢复过程中植被与土壤特征进行了评价。然而，至今水土保持效果评价仍然停留在理论探讨阶段，具体措施的效果评价涉及较少[6]。总的来说，有关开发建设项目水土流失防治效果的评价研究相对较少，评价指标也缺乏统一性[3]。
本研究通过对向家坝水电站四个不同生态修复边坡进行水土保持效果综合评价，为边坡生态修复方法的选择提供了科学依据，也为边坡水土流失后续治理提供了参考，同时为其他生态修复边坡的水土保持效果评价提供了可行的思路与方法。
1 边坡样地概况
向家坝水电站坝址位于金沙江干流下游的向家坝峡谷出口处。水电站坝址以上流域面积为45.88万km2，最大年降雨量在1 168.5 mm，年最小降雨量为852.4 mm。库区土壤土层普遍较薄，一般厚度在30 cm内；土壤质地粗糙，存在大面积的石渣子或石骨子土；土壤的有机质含量普遍偏低。项目区水土流失较为严重，项目区6个县水土流失面积共计4 660.49 km2，是长江上游水土流失重点防治区。
对于向家坝水电站边坡的水土流失治理，根据专家的建议主要采用了厚层基材喷播技术（TBS）、植被混凝土生态修复技术（CBS）、客土喷播生态修复技术、框格梁植草护坡技术等，本次评价研究的边坡样地基本情况见表1。
2 建立评价指标体系
2.1 评价指标选择的原则
研究表明在不同流域与不同尺度下，水土流失的产生过程及影响机理并不相同，水土保持所采取的措施也不一样，这很大程度限制了水土流失的过程分析和空间尺度外推[7]。所以评价指标的选择应该因地制宜，需要突出各自的重点与特点。
生态修复边坡水土保持效果评价指标的选择上除了遵循科学性、客观性、系统性、有效性[8-11]的普遍原则外，还需遵循以下两个原则：
1）主要效果原则。此次研究只重在评价边坡生态修复工程的水土保持效果。但所采取的水土保持措施反映出来的效果都不是单一的，大多都是相互关联的。所以就只需根据影响边坡的重要因素选择出可以较全面体现水土保持效果的主要指标。
2）可量化原则。当前水土保持效果评价总的形势是以定性为主，定量的科学评价还比较缺乏[6]。为此，只有对所选的主要效果定量处理，得出的评价结果会更有科学性与实用性。
2.2 具体指标
对于评价指标体系的确定，根据上述的评价指标选取的原则构建了由水土流失量、土壤-根系质量和植被生长效果三大类组成的水土保持效果评价指标体系。具体指标、选取意义及测量方法见表2。
2.3 评价指标体系
根据以上所选择的指标，建立由目标层、准则层和指标层构成的评价指标体系（图1）。
3 评价方法
本次评价采用层次分析法（The analytic hierarchy process，AHP）。层次分析法[12，13]是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初在研究“根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”课题时，应用网络系统理论和多目标综合评价方法提出的一种层次权重决策分析方法。该方法是将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标（或准则、约束）的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序（权数）和总排序，以作为目标（多指标）、多方案优化决策的系统方法。AHP方法不仅原理简单，而且具有扎实的理论基础，是定量与定性方法相结合的优秀的决策方法，此方法对于那些难以完全用定量方法进行分析的复杂问题特别适用。
3.1 确定指标权重
在已经建立的评价指标体系中，从层次结构模型的标准层开始，对于从属于（或影响）上一层每个因素的同一层各个因素，用“成对比较法”和1-9比较度构造成对比较阵[14]，直到最下层。根据专家评分的统计结果构造出判断矩阵，层次分析法评价计算中的权重确定采用yaahp 6.0版本软件，通过对判断矩阵的一致性进行检验[15]，得到的计算结果见表3。
由表3可以看出，生态修复边坡水土保持效果评价指标体系中权重较大的是坡面植被覆盖度和坡面侵蚀模数，分别为0.370 0和0.259 0，土壤根系干重增加率和土壤容重的权重较小。
4 计算综合评价值
4.1 评价对象原始数据值
通过现场实地调查及室内试验得到以下数据（表4）。
4.2 数据无量纲化处理
由于本评价体系所选用的指标涉及方面、取值和单位不尽相同。为了能够比较各指标要素和计算指标的综合指数，需要进行数据的无量纲化处理。
数据无量纲化的过程实际上就是分级打分的过程，在划出某一指标要素的给分范围后，根据统计数据给指标分级，采用极差标准型法和等级法对所得数据进行无量纲化。标准型无量纲化的公式为[16]：
Ri= 0 xi≤bixi-bi/ai-bi bi
Ri= 0 xi≥aiai-xi/ai-bi bi
Ri=x-ai/a-bi bi≤xi
式中，ai和bi分别为第i个指标的上、下限，Ri为基础数据无量纲化之后的结果，取值范围为0～1，它表示该指标值距理想状态值的接近程度。
对于发展型指标（如边坡植被覆盖度、土壤―根系复合体抗剪强度、土壤根系干重增加率、稳定渗透率、物种多样性），当基础数据值xi越大，对生态修复边坡的水土保持效果越具有促进作用，此时的Ri按式（1）计算。对于制约型指标（如坡面最大冲刷深度、坡面侵蚀模数、土壤容重），当基础数据数值xi越大时，对生态修复边坡的水土保持效果越具有阻碍作用，此时的Ri 按式（2）计算。对于发展型与制约型同时存在的指标，当基础数据数值xi在某个值时，所起作用最为积极有效，此时的Ri按式（3）计算（本次所选指标中没有此类指标）。
各评价指标的上下限值见表5（各指标上下限值均来源于所有边坡同指标的最大和最小值，土壤容重指标取值参照专业规范，坡面植被覆盖度根据实际情况）。
4.3 综合计算
各指标的实际值经过数据无量纲化处理后，得到无量纲化数值Ri，以及通过AHP评判距阵法得到各指标的权重Pi后，两值相乘就得到各指标的综合值。即生态修复边坡水土保持效果评价综合指数计算模型为[17]：
SQR=Ri×Pi （i=1，2，…，n）
式中，SQR为评价对象的综合评价值，n为评价指标个数。
根据以上所得的数据，代入上式计算得到每个样地的综合评价值（表6）。
5 结论与讨论
由表6的数据可以看出，四种边坡生态修复工程中水土保持效果综合评价值排序依次为：CBS>TBS>框格梁植草>草种撒播，植被混凝土生态防护边坡的水土保持效果综合评价值最高。实地调查发现厚层基材喷播样地生物群落垂直结构不完善、水平结构失稳；框格梁植草坡面植被群落物种数少；草种撒播边坡只有少量草本植物，致使水土流失严重；植被混凝土生态修复样地生物群落层次复杂，结构完善，坡面基质力学强度较高，水土保持效果较优（图2）。
可见运用建立的生态修复边坡水土保持效果评价指标体系对4块样地进行综合分析，评价结果基本符合边坡样地实际情况，以上研究结果表明所选择的评价指标和所构建的指标体系对生态修复边坡水土保持效果的评价具有较好的实用价值，为以后边坡水土保持效果的定量分析提供了可参考的方法，也可为生态修复边坡后期的监测与调控提供科学的支持。由于边坡生态修复涉及多学科的理论，随着对边坡生态修复研究的不断深入以及认识更加全面，评价指标和评价体系还需要不断地加以修正和完善，使各指标的计算结果更加精确。
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