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河道生态环境治理

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河道生态环境治理

河道生态环境治理范文第1篇

关键词:河道治理;生态水利;现状;应用

中图分类号: TV 文献标识码: A

一、生态水利的概述及重要性

1.1 生态水利的概述

传统的水利工程主要目标在于控制水流来满足人们的供水、防洪、发电、航运等要求,但是在水工建筑物发挥其功能的同时,生态环境已经一步一步遭受破坏,经济建设和环境保护严重失衡。而生态水利指的是在水利工程建设中兼顾水利枢纽建设和生态系统建设的水利系统,河流成为了这个生态系统的骨干,既满足了人们需求又保留了完整的生态体系,其重要性不言而喻。

1.2 生态水利的重要性

(1)生态环境恶化

当前社会面临的重大全球性问题就是能源和生态问题。虽然随着经济建设的加速,我国在河流治理、水土保持、植树造林等方面取得了一定的成绩,但是人口增长和消费需求增多,造成了许多地区资源浪费和环境恶化的问题,水资源短缺和水环境危机日益凸显。与此同时,传统的水利工程过分强调人类改造自然的能力,忽视了生态系统的保护和建设,这更进一步加剧了生态环境的恶化。同时由于在我国传统的水利工程理论中,比较多的受到改造自然、人定胜天思想的影响,没有把人类作为流域内生态系统的一部分来加以研究和考察,而是片面强调满足人类社会发展的愿望,以至干扰甚至破坏了流域内生态系统的协调和均衡。生态环境是经济、社会持续稳定发展的基础。生态环境的恶化己成为我国社会经济进一步发展的重大制约因素,改善和保护生态环境,寻求经济、社会、环境协调发展的途径,是当前十分迫切的任务。

(2)生态水利是社会和环境可持续发展的需要

从水利建设的发展历程可以看出:水利工程数目越来越多,规模越来越大;水资源的利用趋向综合性,单向工程逐步发展成流域系统综合利用开发,除了传统水利具有的功能之外,还与生态与环境保护紧密相关。因为生态环境是人们生存发展的重要基础自然资源,而传统的水利工程无法长远持久的实现人们和环境的双赢,它带来了越来越多的生态环境问题,只有稳定发展生态水利才是社会经济可持续发展的重要保证。

(3)生态水利是实现生态系统循环的需要

生态系统良性循环是其健康发展的重要因素,而保持其动态平衡的关键就在于控制其关键因素。生态水利充分考虑生态系统,在经济建设的同时维持好生态系统的动态平衡,实现良性发展。

二、河道治理对生态环境的影响及其现状

河道的主要功能是行洪排涝,而现阶段人与自然和谐相处是主要特征,不再是为了治河而治河,而是通过综合整治流域,充分发挥水系的基本功能和生态功能,实现流域的可持续发展。

2.1 河道治理对于生态环境的影响

传统的河道治理,往往只单独考虑河道自身的功能,忽略了生态环境保护功能.更加忽略了河道与周边的人文、地理、环境的协调,对原有生态景观、人类生存环境及生态环境造成不利影响。具体来说,河道治理工程通常是在天然河道基础上进行的,这就直接破坏了原有的长期形成生态系统,导致了河流局部形态的单一和非连续。例如水库的建设改变了其水温水质,蓄水后的坝前水温高于河道水温,严重干扰了鱼类繁殖,而河流流速的改变则降低了污染物的迁移扩散能力,降低了其自净能力。另一方面,河道治理施工势必破坏大量植被,对陆生动物造成了极大影响,同事施工中排放的污废水将改变河道理化性质,危害周边生物的生存发展。

2.2 河道治理现状

因人们需求和社会经济环境不同,我国的河道治理主要经历了以下几个阶段:依附自然被动阶段,该阶段基本是在原有自然条件下进行,河流防洪效益不高;与河争地的阶段,该阶段是在国民经济增长的同时修建了提水灌溉、河道治理、堤防建设等工程,但治理方法落后、单一、不科学;经济治河阶段,主要是利用有限的资金进行河道整治以保护耕地、道路设施和排放污废水;和谐治理阶段,在我国沿海地区和中心城市首先在经济建设的同时,考虑到提高生活品质和创造优美环境,河道治理工程保持了河道的社会功能和生态功能,实现可持续发展。

然而坦白说,我国河道治理理念仍相对滞后,导致了我国的河道系统主要面临以下几个问题:防洪能力下降、堤防功能单一、基流减少、水质污染严重、生态系统遭受破坏等。可见,生态水利建设迫在眉睫。

三、生态水利在河道治理中的应用

现实工程之中,河道治理工程当中已经涉及到一些生态方法,如构建水生植被、构建水生动物种群、种植水生花卉和机械除藻等。整体而言,生态水利在河道治理中的应用策略主要在生态河堤和自然化河流建设两个方面。

3.1 生态河堤建设

生态河堤指的是对自然河堤进行人工恢复的人工护岸,它保持了河床的原有功能,同时兼顾渗透性,充分保障河流与河岸之间的水分交换和调节功能,又具备足够的抗洪功能。一般生态河堤有以下几个类型:(1)自然原型护岸,通常采用植物保护河堤,如柳树、水杨、芦苇等;(2)自然型护岸,相比前者增加了天然材料护底;(3)人工自然型护岸,在前者的基础增加混凝土等材料增强防洪功能。

一般来说,生态护岸的设计有以下几个原则:经济性原则,即是保证相关功能的同时降低工程造价;协调性原则,为美化工程环境,应尽量减少刚性结构;需要进行准确的水文分析,确定不同区域下的植被种类和数量;多孔性构造原则;自然性原则,即是尽量采用自然材料,避免二次污染;亲水性原则。在实际工程设计之中,应切实考虑岸边线的布置,因为它的布置直接影响着河流的整体形态和景观效果。另一方面,要考虑亲水性,如以低护岸制造近水的感觉。最后,相关材料的选择应充分考虑河流所在区域的自然条件,注重护岸表面形态的多样化,主要有天然材料、叠砌块石、浆砌块石和混凝土等,具体做法本文不再赘述。

3.2 自然化河流建设

自然化河流建设是指河流治理既要保持、重现及创造河流原始的自然风情又要实现其相关水系功能。它不是简单的保护自然环境,而是在采实现防洪抗涝等作用的同时,降低人类对河流环境的损害,与自然和谐共存。在自然化河流建设之中,水边环境的建设是重中之重,包括空间环境、生物环境和水环境三部分。

自然化河流建设的原则主要在于在趋向自然的前提下创造丰富的环境条件,例如将河岸线设计成不规则型,彰显结构多样性;尽量顺应自然,例如分区域分阶段的治理河道,尽量利用自然动力进行治理,宜冲则冲,宜弯则弯;建设绿化网络,河流是较为孤立的生态系统,应将水和绿化网络化,使丰富和稳定生物物种;构造简洁的河流景观,尽量采用自然的植被石材,让建设的河流形态尽可能的接近原生态。自然化河流建设方法有以下两种:(1)河道治理,河道治理的主要作用在于改善河道流路及河床的物理特性,从而构造出最自然状态,河流具有有不同的流速带,河底的冲刷不再那么大,即是河流有浅滩也有深潭,采用多孔化河床,保证水体流动多样性从而让生物物种具有多样性。如植石治理法常常将自然石埋入河床构造深沟及浅滩,营造出鱼类喜欢的栖息环境。但是这种植石治理法有一定的限制,适用于河床比降大于1/500,植石带不易被洪水冲走且不会被沙土堵塞的河道。为了提高抗洪能力,另一种常用方法为浮石带治理法,它是构造混凝土框架用来抵御洪水的同时又为鱼类提供巢穴,资源利用率明显提高;(2)护岸治理,即是选用生态水利方案构造自然型护岸。

结束语

传统的河道治理工程将会加重环境负担,影响着我国经济社会的可持续发展。生态水利工程保护和尊重自然环境,实现了经济发展和环境保护的双重目的。在环境日益恶化的今天,只有认识到水利河道与生态环境之间的关系,才能在河道治理中充分的应用到生态水利。

参考文献:

[1]李祥龙,陈廷涛.生态水利在河道治理中的应用[J].科技与企业,2012,(1).

河道生态环境治理范文第2篇

建立健全科学、有序、长效的河道及水源地环境治理体制机制,坚持近期治理和长期巩固相结合,全面提升水资源质量,确保人民群众饮水安全,为打造“生态城市、美丽”提供水环境保障。

二、目标任务

建立健全长效管理机制,系统开展河道及水源地环境治理工作,使沿河及水源地区域环境进一步优化,水资源和水环境监测监管、保护补偿、考核监督等管理机制系统完备。经过综合整治,河道水质明显改善,水源地水质稳定达标,生态环境得以恢复,河道及水源地环境整洁有序、流域生态良性循环、人与自然和谐相处。

三、基本原则

——条块结合、属地为主。各县市区政府(管委)对本辖区内河道及水源地环境和水质安全负总责;各县市区水利(水务)局按照职责分工,做好河道及水源地环境治理的相关工作。

——联防联控、齐抓共管。积极推行“河长”制管理,推动河道及水源地环境管理从“行政单元”向“全流域单元”转变;加强横向协调,形成齐抓共管、互促共赢的水环境治理格局。

——突出重点、统筹兼顾。以主要河道和水源地为重点,综合运用治理、保护、利用等多种手段,统筹兼顾上游与下游、地上与地下、近期与长远、治理与开发等情况,促进全市生态环境质量持续提升。

——有利有责、奖惩并举。坚持“谁受益谁补偿、谁污染谁赔偿”,探索建立水生态补偿和水资源有偿使用机制。充分发挥水环境治理监督考核的导向作用,严格兑现奖惩,提高全社会保护水资源的自觉性。

四、保障措施

(一)加强督导考核

1.健全考核机制。市水利局“河长”制管理办公室制定出台考核标准,统一组织,坚持定期考核、日常抽查相结合,生态环境治理与水质、水情保护相结合,每月督查、每季通报、年终考核评比,考核结果予以通报。

2.突出考核重点。重点围绕“河长”制管理实施情况,队伍建设情况,“一河一策”综合治理尤其是环境整治情况,年度内各河流段断面和水源地水质情况,水体感观状况和生态修复、河容岸貌情况进行考核。

3.严格奖惩兑现。将河道及水源地环境治理纳入生态文明建设考核体系。对贡献突出的单位和个人,按规定予以表彰;对工作不到位、未完成任务的,进行通报批评;对造成重大污染事件和饮用水危机的,依法依规追究责任。

(二)多方筹措资金

结合生态文明城市建设、城镇化建设、水利工程建设等方面工作,争取更多的河道及水源地治理项目纳入上级“大盘子”。争取财政部门安排足够资金,用于河道及水源地环境治理。水源地区域要根据治理需要积极筹措项目资金,探索多渠道筹资方式,引导更多的社会资金投向河道及水源地环境治理。

河道生态环境治理范文第3篇

关键词:水环境治理;乐陵市;污染;美丽乡村建设

作为人类赖以生存的基础,水资源制约着我国社会经济的长期发展。我国作为全球13个贫水国家之一,对水资源的需求很大,但人均占有量却很低。随着21世纪我国市场经济的发展,人民生活水平不断提高,物质需求不断得到满足,城市建设不断完善,但在前期经济发展中,牺牲了农村地区的环境保护,将环保工作重点放在城市,忽略了农村水环境治理,导致占全国面积百分之九十的农村被严重污染,环境问题日益严重,不容忽视。农村水环境治理也被提上日程来。据环保局最新统计,我国农村每年生产生活垃圾1.2亿t,生活污水达80多亿t,粪便总量25万t,但这些污染物都并没有得到妥善处理就被排入周边的生态环境中,造成了环境污染的同时也危害着当地农民的身体健康,引发了一系列的心脑血管疾病[1]。其中农药化肥的使用对农村水环境带来的污染更是不可逆的,很难治理,形成了潜在的健康风险,威胁着当地农民的生活,作为新发展地区,乐陵市的污水排放现状与山东大部分乡村地区都很相似,因此本文以乐陵市为样本,分析当前农村水环境污染治理的举措。

1乐陵市水环境治理现状

1.1乐陵市水环境污染现状

1.1.1污水组成粪便排放、厕所污水、化肥排放、日常洗漱污水、厨房污水等共同组成了农村生活污水。其中日常洗漱污水和厨房污水统称为灰水。厕所、畜舍产生的粪尿废水统称为黑水。黑水和灰水共同组成了农村地区污水,其中黑水的有害成分含量更高,直接排放带来的环境污染也更严重[2]。

1.1.2污染现状(1)生活水污染现状进入21世纪以来,我国不断加大对农村基础设施的建设,到如今,大部分农村都已经开始使用自来水,而随之增加的也是农村生活污水的排放量。由于我国农村地区大部分农民思想传统,没有接受过太过程度教育,很难形成保护水资源的观念,加上污水处理站、排污管道等基础设施的建立并不完善,农村的生态环境随着水污染的程度而不断恶化,到目前为止,农村地下水水质已经被严重恶化,异味很重[3]。(2)污水处理模式目前乐陵市在农村地区对污水进行分散式处理,而乐陵市的处理主要是利用沼气池技术。在对农村水资源利用的调查中,主要是以“—池三改”和“四位一体”模式为主。以“单建池”模式、“生态家园”模式和“猪-沼-果”模式为辅。在原料充足的情况下利用微生物进行厌氧发酵,这种技术就被称为沼气池技术。

1.2乐陵市水环境治理存在的主要问题

1.2.1水污染治理主体缺失,角色不明由于乡村政府各部门互相推诿,使得当前农村的水污染治理成为了一句空话,只是一项应付上级检查的遮板而已,并没有真正的重视起来,加上农村水环境治理需要耗费大量资金,乡村政府一般资金匮乏,连自身经济发展都难以为继,更遑论大规模投入资金到水环境治理中来,不仅见效慢,而且耗费资金量也难以承受。

1.2.2环保资金投入不够,治理设施落后由于我国当前城市化进程迅速,农村发展停滞,因此农村与城市发展很不均衡,二元化现象严重,城市水环境污染得到改善的同时是农村水环境的不断恶化,大规模资金都投入到了城市水污染治理中,农村水污染治理的资金就很难申请到。而财政资金的缺乏给农村水环境治理带来了根本上的阻碍。

2改进乐陵市水环境治理的主要对策

2.1发挥“政府”和“市场”力量,共同治理农村水环境

要想充分治理农村水环境污染,不但要发挥政府宏观调控作用,还要发挥市场自我调整作用,将政府与市场相结合,两手发力,共同治理,针对当前农村水环境污染的特点,针对性的解决污染源小而多、污染源广而分散的问题,从城市水环境治理的先进经验中总结出适合农村水环境治理的发展道路,充分发挥农民的自主性,发挥政府的宏观治理,调动农民的自我治理积极性,对农村水环境污染进行科学治理。

2.2探索河道整治“市场打包”的市场化模式

将农村河道整治与市场化模式结合起来,成立共同运行机制,让政府建立“以河养河”“以堤养河”“以塘养河”的水资源管理模式,将产出的经济利益用在河道污染治理上,实现农村河道污染治理的市场性、长期性管理。而且,给予河道承包者相应的权利,比如给予河道承包者河道两侧土地的使用权,让河道承包者通过水污染治理的模式获得经济利益。可以采用以下几种模式:(1)“以河养河”模式:这种模式下,河道承包者需要承包河面漂浮垃圾、藻茎、水花生清理的保洁工作,还要进行河道清淤、河岸植被保护等工作。完成这些工作就可以在合同期内获得管理河段的养殖权和水产所有权[4]。(2)“以塘养河”模式:这种模式下,河道承包者需要承担河道清淤、保洁、河岸生态建设等工作,相应的,完成这些工作就可以获得鱼塘使用权及水产所有权。(3)“以堤养河”模式:这种模式下,河道承包者需要承担河道保洁、清淤、岸堤植树等工作,相应就可以获得河堤植树权及树木所有权。(4)“以地养河”模式:这种模式下,河道承包者需要承包河道清淤、保洁工作,还要承担沿河农田的征用补偿,相应的,可以获得征用地植树权及树木所有权[5]。

河道生态环境治理范文第4篇

关键词:海绵城市;流域水环境;治理

海绵城市的理念就是最新的一种城市雨洪管理概念,能促使城市在应对环境变化和雨水带来的自然灾害具有良好的应对能力和措施。在此理念下,政府部门加强了重视与投资,进行流域水环境治理能加快治理速度,有效改善流域水污染的现况。

1 流域水环境存在的主要题

流域是以水为连接,将水资源、土地资源以及生物资源等自热要素与经济、社会发展之类的人文因素进行结合的一种复合型的生态系统。这不仅能实现区域经济的可持续发展,还能对生态系统进行物质和能量的循环,从而维持生态系统的平衡。

自改革开放以后,社会经济的得到了快速的发展,城市快速发展的背景是工业化进程的加快,直接引起了资源消耗量的大量增加,污染物排放总量的持续加大。城市的发展扩大占用了更多的自然资源,大量的生态用水和耕地受到污染和破坏。而城市流域水环境现在所面临的主要问题有以下几点:

(1)水污染十分严重,到目前为止,城市水环境现状是十分严峻,90%以上的水环境受到了破坏和恶化,大部分地表水与地下水的质量出现了问题,人民群众日常饮用水的水质安全得不到保证。较为常见的水污染主要表现在:富营养污染、重金属污染、复合型的污染等等。人们日常的生产生活都离不开水资源,由于受到工业时代的影响,人们生产生活用水已经受到了严重的威胁。

(2)地下水开采过度,直接导致出现了很多威胁人们生活安全的现象出现。例如,在一些沿海地区,地下水开采量过大,会出现海水倒灌的现象;一些城市人口众多水资源需求量过大,开采量过度的情况下会造成地面塌陷等危险情况的发生。

(3)流域水环境中,水资源面积开始逐渐减少。社会经济快速发展的同时,城市化建设也在高速的推进之中。城市基础道路建设的面积增加,湖泊、河道面积的减少,使城市在遇到暴雨、洪水等自然灾害的情况下,防洪抗灾能力不能满足泄洪排水的要求,会对整个城市的安全造成影响。

2 当前流域水环境治理的局限性

人们开始认识到流域水环境治理的重要性,快速开展了流域水环境的治理工作。但在治理过程又出现城市发展与生态环境保护之间的矛盾与问题。在这样的背景之下,如果没有较好的解决措施,不仅会对流域水环境的治理产生影响,还会严重的制约城市的发展。

进行流域水环境治理是为了恢复生态水环境,促进流域周围城市的可持续发展,提升经济效益与社会效益。由于城市经济快速发展与生态环境保护之间存在的矛盾问题不能解决,导致治理项目只能尽量控制污染,不能从根本上治理污染问题。随着城市化进程的高速推进,越来越多的流动人口涌入城市,城市的常住人口也在不断地增加,涨幅惊人,城市化面积的不断扩大,对农田耕地的破坏程度也不断加深。自古以来,流域周围都是人口聚集密度最大、经济最发达的区域,污染程度自然也是最高的。这也直接导致流域水环境治理速度严重的滞后于城市发展的速度,在流域水环境治理的同时产生了更大的破坏和污染。

此外,在治理流域水环境的过程当中,流域水环境污染问题治理的资金投入远远高于生态环境修复的投入。大部分的资金支持都投入到了水环境污染的治理,这样只能加强对于水环境污染的控制,不能兼顾能够从根本上治理流域水环境的生态修复治理。

在对于流域水环境的治理过程,往往比较注重对于湖泊、河道等地表水环境的治理,忽视了地下水资源的治理。因此,在治理过程应该加强理解和认识地表水污染与地下水污染之间的关系,受到污染的地表水会以补给的形式渗入地下水,对地下水造成污染,加强地下水环境的治理与保护。

3 海绵城市理念下的流域水环境治理

国家于2016年提出了在“十三五”期间,加大对流域水环境综合治理的力度。随着海绵城市理念的提出,海绵城市建设的逐渐成熟,为流域水环境的治理提出了新的建议和思路。于是有了基于海绵城市理念的流域水环境的治理方案。其中对于流域水环境的综合治理原则:(1)要将综合治理与生态治理进行紧密结合。以海绵城市的建设理念为指导,将流域水环境和周边环境之间的管理进行合理的处置。(2)加强治理污染工程与恢复生态环境工程,对景观建设与治污工作进行统筹考虑。(3)在进行建设开发的过程中,应该始终重视可持续发展的重要性。在城市发展的过程中,极大程度的保护生态环境不受到破坏,尽量降低开发的冲击力。(4)治理流域水环境过程与城市发展之间产生了极大的矛盾,因此需要在治理过程中适应城市的经济发展需要,在保证流域水环境治理效果的同时,促进城市的发展。

具体治理方案内容:(1)加强河道防洪工程的建设,尽快井河道中的杂物淤泥清除干净,并选择合适的地方拓宽河道,提高城市的泄洪能力。(2)进行截流工程的建设。将旱季产生的污水进行全部截流,从而实现对于污水的净化、储存、调蓄,增加污水利用率。(3)建设雨水调蓄湖,将现有的调蓄湖进行适当的扩充工作,能够使其成为河道的蓄洪区以及城市景观用水的调蓄湖,能够实现雨水的净化储存,使其成为海绵城市理念中最为重要的“海绵体”。(4)加强补水工程的建设。工程建设完成之后将在汛期起到蓄滞洪水的作用,提高城市的防洪能力,在旱季为缺水地区提供有效的用水。(5)对生态环境进行修复和改善。建立生态水环境景观,恢复绿色植被和被破换的生态系统,从根本上对流域水环境进行治理。

海绵城市理念在其中的应用主要表现为:首先,将海绵城市的理念作为指导,建设调蓄湖、扩宽河道等都符合上流蓄水下流泄洪的理念,有效的提高了城市的防洪能力。其次,在上游地区建造自然湿地的做法,有效地储存和净化了雨水,并将其作为城市的景观和河道的补给用水,能够增加水资源的利用率。此外,建设截流工程的措施,能将污水与雨水引入污水处理厂进行处理工作,从而降低了水环境的污染,提高了流域周围城市的水质水量。并且,基于海绵城市理念下的流域水环境的治理,将居民的生活环境水平进行了提高。在恢复生态环境快速恢复的基础之上,提升了城市的防洪抗灾能力,做到了可持续性的发展。

4 结束语

综上所述,基于海绵城市的理念之下,进行流域水环境的治理,能够解决我国在现阶段发展过程中所遇到的经济发展与资源短缺和环境污染之间的矛盾问题。有效改善流域水环境质量,带动了流域经济的发展和产业结构的转型。城市流域水环境的治理,可以有效的修复生态环境,改善环境污染问题。使城市居民的生活环境水平得到了提高,在增加城市的开发价值的同时,也能促进流域周围城市的经济效益、社会效益的提升。

参考文献

[1]邓卫东.流域水环境综合治理技术路线浅析[J].城市道桥与防洪,2016(12):168-169.

[2]雷思聪,李君超.关于新形势下河道治理的几点思考[J].北京水务,2016(02):46-49.

[3]何造胜.论海绵城市设计理念在河道水环境综合整治中的应用[J].水利规划与设计,2016(01):39-42.

河道生态环境治理范文第5篇

水环境治理应遵循自然规律,以修复水生态系统的氧传输链为切入点,建立或恢复水生态系统,同时优化水生生物种群结构,提高食物链的物质转化能力,以强化水体的生物自净能力。因此,结合社会对物质生产的需求,根据生态平衡原理,因地制宜地应用生物生态修复技术进行水环境治理就必然是主要手段和发展方向。

1.1生物生态修复的概念

水体的生物生态修复技术,是利用培养、接种微生物或培育水生植物和水生动物,遵循生态系统的能量流动和物质循环动态平衡的原则,对水中污染物进行吸收、降解、转化及转移作用,从而使水体得到净化的技术。该技术是对自然界自我恢复能力、自净能力的一种强化,具有以下优点:(1)处理范围广、污染物去除率高、时间短、效果好;(2)生物生态水体修复的工程造价相对较低,不需耗能或低耗能,运行成本低廉;(3)属原位修复,可使污染物在原地被清除,操作简便;(4)不产生二次污染,对周围的环境影响小。

1.2生物生态修复技术分类

根据净化水体的主体及其作用,生物生态修复技术分为微生物净化、植物净化、动物净化、生物净化等,就治理水体污染技术发展趋势而言,趋向于多种技术集成。而具体由哪几种技术集成,则要根据治理水域的污染性质、程度、气候、生态环境条件和阶段性或最终的目标而定。目前,在水环境治理实践中,经常应用的修复技术和工程措施见表1。

2适用的生物生态修复技术

根据国内外大量的实践表明,生物生态修复必须和污染源控制相结合,采取的技术线路可归纳为“高强度治污,自然生态恢复”。即先投入大量的物力、财力、人力对河湖流域的污水进行截流并统一进行处理,达标后排放,再利用河湖水体的自我调节机能进行生态修复。对于水体黑臭,除厌氧菌外,其它微生物无法生存,水体生态功能丧失殆尽的河道,则必须先采用生态调水、底泥生态疏浚、人工增氧、生物酶制剂和外源微生物投放等工程措施,改善水体质量,为后续生物生态净水技术的介入创造条件。天津市地处华北平原东北部,属暖温带半湿润大陆性季风气候,多年平均降水量550~720mm,且时空分布不均。而当地多年平均蒸发量850~1300mm,年蒸发量远大于降水量,加之冬季寒冷而漫长,期间生物净化作用大幅降低,河湖水体的水量、水质变幅较大;因此,在应用生物生态修复技术治理时,必须和工程措施相结合,而具体的工程措施则应根据河湖水体的水量水质、可引调水量、水系连通情况、施工难易、工程费用综合分析比较确定。

2.1城区水系

城区水系是一个开放的系统,承担着城市防洪、排沥任务。城区水系污染种类众多,来源复杂,在采取截污措施控制河道点源污染前提下,还受到城市雨水管道系统形成的面源污染和大气降尘污染,一般污染程度较重,主要包括有机物、无机盐、重金属等,污染物排入水体的速度远大于水体的自净速度;因此,在确保城市防洪和排沥安全的情况下,采用生物生态修复技术进行水环境治理,逐步形成生物群落多样动态稳定、可自我调节的水系生态系统,实现人与自然和谐,建立人—水—城市的可持续发展模式。

对于水体污染轻微城市河湖,在定期补水的基础上,采用生物滤坝、复合生态滤床、人工生物浮岛、水生植物栽植、水生动物投放等生物修复技术。其中,人工生态浮岛净水技术的应用至关重要,该技术把水生、湿生、陆生等植物完美地组合在一个系统上,把昆虫、蝶类、鸟类、两栖动物和谐地栖息在相对隔离的生态系统内。浮岛净水技术和沉水植物的生态修复相结合,水体可望长期保持清澈与洁净。根据有关资料,浙江慈溪长河镇生物浮床植物净水技术治理该镇主要穿镇河道,两岸设置了近1000m人工浮岛和400m塑料浮床,栽培水生美人蕉、再力花、菖蒲、水蜡烛等水生植物,水质透明深度达70cm以上,与没有经过试点的河道相比,其水质透明度增加了30多cm。人工生态浮岛需要循环操作管理,结合无土栽培技术的发展和陆生观赏、食用、药用等植物的改良,生物生态修复技术的应用前景将更为广阔。

对于水体变黑发臭、污染严重的城市河湖,要根据水底污染物淤积量、污染物构成等情况,采取底泥生态疏浚以削减底泥对水体的污染,或采取河道曝气增氧、生物酶制剂和外源微生物投放工程措施,加快水体中有机物降解速度,促使形成水生植物尤其是浮叶和沉水植物的生存环境条件。一旦水生植物介入,即可应用上述生物生态修复技术进行水环境治理,水生态系统就可望能够修复,鱼儿游水草漂、岸绿景美的良性城市水生态景观就会重现。近年来,生活污水生物生态处理技术发展迅猛,如SUNPOND-KOT生物处理技术、QBO人工湖泊水处理技术等,利用生物学、水生生态学原理,使人工河湖水域生态平衡,达到并保持地面水域景观水质标准,具有设备少、施工简单、工程建设费和运行养护费低等优点,对于推动城市水生态环境建设具有重要的启示意义。

2.2水系

受人为排放含营养物质的工业废水、生活污水以及农业面污染(化肥流失、禽畜养殖、渔业养殖)的影响,水系的水环境问题主要是水体富营养化。由于水系具有水量大且变化不稳定的特点,因而水环境治理难度大,还存在循环往复的特点。结合国内外水环境治理与生态修复经验和发展趋势,主要采用湿地系统、人工生物浮床、生物廊道等来进行治理和修复。湿地是自然环境中自净能力最强的区域之一,其净化机理主要是通过沉降、过滤、化学沉淀和吸附、微生物反应和植物吸收等反应过程除去水中的污染物,具有成本低、效率高、可持续的特点。天津市境内洼地众多,湿地资源丰富,拥有北大港、七里海、大黄堡洼、团泊洼等湿地,湿地面积达24.9万hm2,占全市土地面积的20.9%,具有水环境治理的天然优势。首先完善天津市境内的河道、湖泊、湿地水系连通体系,将河道流水引入湿地。其次,结合气候和水体环境的特点,由内到外培植栽种经过选择的耐污染、耐寒、去除力强的水生、湿生、陆生植物,同时放养水生动物,形成稳定的水环境生态系统,通过植物、微生物的吸收和生物降解等方式实现对污染物的过滤、拦截、吸收、移除,降低污染物浓度,达到净化水体改善水质的目的。

结合农业生产,应用生物浮床技术和生物调控技术对水系的局部性水质进行控制。生物浮床技术按照自然规律,在以富营养化为主体的污染水域水面利用特殊材料的浮床种植粮食、蔬菜、花卉或绿色植物等各种适宜的陆生植物,清理下来的水生植物可加工成饲料、绿肥或用于沼气,形成一个产业链。通过植物根部的吸收、吸附作用,削减富集水体中的氮、磷及有害物质,从而达到净化水质的效果,同时美化绿化水域景观。生物调控是用调整生物群落结构的方法控制水质,主要是投放、发展某些鱼种,抑制或消除另外一些鱼种,通过调整鱼群结构,保护和发展大型牧食性浮游动物,使水系中整个食物网适合于浮游动物或鱼类对藻类的食用和消耗,控制藻类过量生长,从而改善水系环境质量。岸边因素对于控制河流水质、维持河床的稳定和生物多样性等起着非常重要的因素。根据天津市河道沿岸滩地的分布情况,结合农业区划,利用植被覆盖河道两岸滩地,构成岸边水陆交错带、植被缓冲带、农田耕作带、堤防防护林带,建立生态廊道,为生物多样性创造条件,恢复河流的自我调控能力和自我修复功能,提高河道自然净化能力。

3结语

(1)天津市地处海河流域下游,水环境治理任务艰巨而又迫切,利用生物生态修复技术进行水环境治理,是“遵循自然、师法自然”具体应用,具有净化效果好、成本低的特点,是实现生态效益、经济效益、社会效益完美统一的最佳途径,是水环境治理的发展方向。

(2)水环境治理必须系统规划和综合治理。河湖水系及其生态系统具有完整性,因此需要系统规划,从全局出发,兼顾干支流、上下游、滞洪洼淀、河口、沿岸自然环境和社会发展等各个方面统筹考虑,同时将水环境治理与防洪、航运、城市用水、桥梁、景观等结合起来,进行综合治理,优化突出整体利益。