生态修复技术工程

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生态修复技术工程范文第1篇

关键词：盐田河；生态环境；整治工程；施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

盐田河属山溪性河流，它自西北向东南穿过盐田坳盆地，河道左岸是北山，右岸是主城区和南山，沿途汇集两侧山区来水，最后注入大鹏湾。盐田河流域面积20.85km2，河道长6.4km，河道平均比降32.3‰。区域内最高海拔943.89m，地势为东、北、西三面环山，南部滨海。现状盐田河出现部分蓄水拦水设施无法使用、两岸设施损毁、道路破损阻断、植被出行老化、生长不良及局部无绿化等问题，不仅给盐田河防洪带来严重安全隐患，也影响着沿岸的人居环境、给周边市民带来负面影响，同时影响着盐田区的形象。因此对盐田河进行基础设施修复迫在眉捷。

2 盐田河水工工程现状

2.1 河道排污及支管破损

（1）4#、6#箱涵漏排污水

（2）2#箱涵处截污支管破损

2#双孔箱涵（K0+832.00），截面尺寸为4.0m×2.2m（宽×高）。紧靠2#箱涵中墩有长300m的混凝土外包截污支管，该截污支管在箱涵出口处向下游偏转后，紧靠河道左岸边墙及底板布置。

（3）5#箱涵处截污支管破损

5#箱涵出口处有横跨河道的截污支管，该支管是混凝土外包，受河水长期冲刷产生破损，破损长度为25m。

2.2 河岸建筑物

（1）盐港桥段

由于东部沿海高速公路的建设，盐港大桥下的河道左岸挡墙及两岸人行通道均毁坏，如图1所示，左岸边坡由乱石堆砌而成，右岸的人行道被桥涵覆盖已无法通行。

图1 盐港大桥处河岸现状

（2）泵房外挑人行道

现状泵站管理房与驳岸道路不通，沿管理房长12m的道路现宽为0.4m，不便于路人行走，如下图2所示。

图2泵站管理房外部现状

（3）1#翻板闸下游的河道两岸排水孔出现渗水，沿河长10m，桩号为K1+105.00~K1+115.00，影响1#、2#两个翻板闸间蓄水。

3水工建筑修复工程施工技术

根据《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）的规定，本工程为Ⅲ等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，交叉建筑物也为3级。干流和支流的防洪标准均为五十年一遇。工程地震设防烈度为Ⅶ度。

3.1 河道修复

结合河道的现状排洪能力，保持盐田河现有河道断面不变，对底板破损段进行清基处理，处理长度为35m，宽度按底宽进行，然后再重新铺设20cm厚的C20混凝土和15cm的砂垫层。

3.2 水质改善

3.2.1 截污处理

（1）4#箱涵截污处理

4#箱涵穿过北山大道后，在盐田河左岸截止，正常情况下雨水通过4#箱涵排至盐田河，但由于箱涵上游居民区污水漏排至涵内，导致污水流入盐田河，影响水质。设计在箱涵出口新建拦水堰，从箱涵出口引出截污支管，将旱季污水和初期污水拦住，通过支管排至污水井中。

（2）6#箱涵截污处理

与4#箱涵相同，6#箱涵附近的北山大道污水井底部高程皆高于箱涵底板高程，截污支管中污水无法自留至污水井中；其附近的盐田河右岸污水井底部高程小于箱涵底板高程，如图（6#箱涵截污处理平面图）中所示的污水井W-12，底部高程为7.63m，而箱涵出口处高程为7.90m，所以拦水堰拦住的污水可以自拍至污水井中。根据箱涵与W-12污水井的具置，设计在离箱涵出口1m处新建拦水堰，堰高0.3m，堰长3.0m，截污支管直径为300mm，长30m，坡度为0.005，到达污水井的管底高程为7.90-30×0.005=7.75m。

（3）潮水对两个箱涵的影响

4#箱涵出口的桩号是K1+737.5，6#箱涵出口的桩号是K2+507，均在感潮段以外，不受潮水影响。

（4）景观水体对两个箱涵的影响

为增强盐田河景观效果，现河道上已建有1#、2#两座翻板闸，用于景观蓄水。4#箱涵出口位于1#翻板闸（K1+200）和2#翻板闸(K1+870)之间，河道底板坡度为0.0032。翻板闸竖直放立时的高度为2.5m，1#翻板闸在枯水期的蓄水高度最大为1.5m，从翻板闸处往上游推算，景观水体范围为桩号K1+200~K1+668.75，未达到4#箱涵出口，所以4#箱涵不受景观水体影响。

6#箱涵出口位于2#翻板闸上游，2#翻板闸到6#箱涵出口间的河道底板坡度为0.004和0.01。2#翻板闸枯水期蓄水高度不理想，一般不用于景观蓄水；当2#翻板闸用于蓄水时，景观水体不能延伸至6#箱涵出口，所以6#箱涵不受景观水体影响。

3.2.2 支管修复

（1）2#箱涵处截污支管

挖除破损截污支管，重新铺设直径为300mm的HDPE管，每隔10m设置混凝土墩用于管道固定，同时在混凝土墩中设置d12的植筋，混凝土墩截面尺寸为1×0.5×0.5（长×宽×高）。

（2）5#箱涵处截污支管

挖除破损外包混凝土，并重新铺设混凝土。

3.3 河岸建筑物修复

（1）挡土墙

设计在盐港桥下沿河道左岸新建高2.9m的浆砌石挡土墙，与右岸挡土墙对称布置，纵向长约20m。挡土墙采用直径80mm的PVC排水管，纵向间距2m，放置坡度5%，排水管出口距地面1m，管头用土工布包扎并设反滤体。

（2）人行通道

拆除盐港桥桥下两岸人行道的上下台阶5座，两岸各新建人行道26m，与上下游人行道直线连通，人行道采用直径为500mm的圆形支柱支撑，C25钢筋混凝土结构。 桥下右岸人行道与岸上绿道无法连通，设计新建25m人行道，向上游延伸，采用与左岸对称的圆形支柱支撑，并新建1座台阶上岸，圆形支柱截面直径是500mm，C25钢筋混凝土结构。

4 防洪安全施工

4.1 施工条件

（1）盐田河在城区北面，紧靠北山大道，交通方便，少数部位施工场地在施工期间对市区交通会有一些干扰。

（2）盐田河流域属亚热带海洋季风性气候，气候温和，雨量充沛，但年内雨量分布不均，降雨多集中在4~9月。每年6~9月为汛期，暴雨多，洪峰大。

（3）工程产地周边为生活区，施工用电可在居民区接电，用水可就近从市政管网取水。本工程用电量小且分散，不许配备专用线，各施工点可就近从附近引接。

（4）工程中所需材料包括水泥、钢材、混凝土、木材等，混凝土采用商品混凝土，从附近的砼生产厂家购买。水泥、钢材、木材等均可在深圳建材市场采购。

4.2 施工导流及排水

盐田河是直接入海河流，属感潮河道，下游长约800m均受潮位顶托影响，2#箱涵~盐港中学段的混凝土外包截污支管更换以及壅水堰新建均在感潮河段外，因此这几部分的施工导流只需考虑降雨洪水。盐港桥距河口300m，在感潮河段内，所以人行通道的支柱打桩时导流围堰的高度由洪水和潮位双重控制，取二者高值。

4.3 施工导流洪水

盐田河防洪安全整治工程为III等工程，临时建筑物级别为4级，施工导流标准采用5年一遇洪水标准。根据施工进度计划，整治工程安排在枯水期施工，相应临时工程施工导流采用枯水期5年一遇洪水标准。

由于底板破损的河段、截污支管更换及壅水堰新建均不受潮水影响，所以按5年一遇洪水流量作为确定围堰高度的依据，枯水期洪峰流量见表1。盐港桥下人行通道施工时，取河口枯水期多年平均位2.13m，加波浪爬高、安全超高来确定围堰顶高程。工程施工安排在枯水期11月～3月，经优化设计后，围堰采用梯形截面，顶宽1.5m，两侧边坡坡比为1:1，采用具有防渗功能和便于人力填筑的编织袋装土。

表1盐田河流域各控制断面枯水期洪峰流量成果

4.4 施工导流方式

河道内施工导流采用明渠分期导流，三向围堰封堵基坑拦阻河水，围堰采用编织袋装土围堰，具有防渗功能和便于人力填筑，施工较简单，进度快，后期围堰能就近利用前期堰体编织袋，节省人力物力。

4.5 施工排水

基坑排水主要抽排雨水、地下水及上游河道渗水。在基坑内侧周边开设截水沟及集水井，拦截雨水、河水及地下水，不让水流进入坑内，然后用水泵抽排至河道下游排放。

4.6 主体工程施工

混凝土采用商品混凝土，浇注前应将模板内的垃圾、泥土等杂物清除干净。浇注混凝土时分段分层连续进行，浇注高度根据结构特点决定，一般为振捣器作用部分长度的1.25倍，最大不超过50cm。振捣器快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。

5 结束语

通过盐田河进行基础设施修复及环境整治，以全面打造“新品质新盐田”为目标，加快转变经济发展方式，提高经济发展的质量和效益，增强社会和谐度和幸福感，提升城区品位和文明程度。不仅对盐田河水环境提供有力保障，对改善沿线生态环境，构建优美、低碳的生态保护体系打造“绿色盐田”，建设水务“深圳质量”，造福周边市民都将发挥重要作用。

参考文献

[1] 储白露；谢梅；冯婧;童晔;;从城市河道治理浅论人与自然的和谐相处[J];水利规划与设计;2007年05期

生态修复技术工程范文第2篇

关键词：生物 生态 修复技术 内涵 外延 应用

1 概念、定义及主要特点

何谓“生物-生态修复”，它的内涵和外延应该如何确定，以及不同技术措施的作用、效果和联系如何，等等。回答这些问题对推进和实施河流生物-生态修复工作具有重要意义。

1.1 河流生物修复

生物——系指有生命的物体。一般指动物、植物和微生物。有时专指微生物，如生物制剂、生物制品等等。污水生物处理和河流生物修复中的“生物”，一般专指“微生物”，不包括“植物”和“动物”。广义的生物修复也包括“动物”和“植物”修复。

生物修复——是指利用微生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。它包括：①污染土壤的生物修复；②污染河流的生物修复；③污染湖泊的生物修复；④污染地下水的生物修复；⑤污染海洋的生物修复；⑥污染大气的生物修复；⑦固体废物污染的生物修复等。

河流生物修复——是指用微生物或微生物菌群来降解河流水体中的有机物或有毒有害物质，如COD、BOD5、有机氮或氨氮、石油类、挥发酚等，或使这类物质变成无毒的、无害的，如二氧化碳、氮气或水等，从而使河流水质得到改善，河流生态得到恢复或修复。生物修复已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。

河流生物修复工程——是指利用生物修复技术在河道内或河道傍侧修建或实施的旨在改善河流水质、治理河流污染的工程或非工程的技术手段。它包括：河道或水库内，以及坝、陂前的增氧曝气工程，用于改善或处理河流水质的河流傍侧工程、河流底部工程，以及直接向河道内投放特种、高效菌种或利用特种、高效菌种直接净化河流水质的工程技术等。

1.2 河流生态修复

生态——指生物在一定自然环境下生存和发展的状态，也指生物的生理特性和生活习性。此概念下的“生物”，一般不包含“微生物”。

生态修复——是指利用生态工程学或生态平衡、物质循环的原理和技术方法或手段，对受污染或受破坏、受胁迫环境下的生物（包括生物群体，下同）生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现。其中包含对生物生存物理、化学环境的改善和对生物生存“邻里”、食物链环境的改善等。

河流生态修复措施主要包含：①工程措施。如：生态河道、生态堤岸、人工湿地和人工产卵场、越冬场、育幼场、回游通道，以及河道内增氧曝气等等；②生物措施。如：植物生态修复措施，动物生态修复措施，生物增殖、放流技术等；③综合措施。如：微生物修复与植物、动物修复的结合，微生物修复与生态河道、生态堤岸的结合，生态、生物修复与保育、管理措施的结合，河道内生态修复与河道外湿地修复的结合，陆地水土保持、生态修复与河流生态修复的结合，等等。

1.3 河流生物修复与河流生态修复的异同

目标和对象不同：河流生物修复的对象是水质；目标是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、发展的水质条件。河流生态修复的对象是水生生物生存和发展的整个环境，包括水量、水质、水位、流速、水深、水温、水面宽度，涨水、落水时间，以及产卵场、越冬场、育肥场、回游通道的修复或恢复等等；目标是为水生生物或特有的生物种群提供良好的生和发展环境。

所采用的技术和手段不同：生物修复的技术核心是微生物及微生物使用和利用等。生态修复的核心技术是生态工程学和生物、生命科学等。

两者的共同点和不同点：生态修复可以包含生物修复，生物修复可以是生态修复的一个部分或一项主要内容；两者的共同点或共同目标都是改善或改良生物的生存和发展环境。不同点是：生物修复是针对水体污染的修复，生态修复是针对水生生物及其生存环境的整体修复。

对于污染严重，并有产卵场、育幼场、越冬场或回游通道损伤及破坏的河流，一般应首先采取生物修复技术恢复河流水质，然后采取生态修复措施恢复河流生物栖息地和回游通道等。

1.4 河流生物修复工程与城镇污水处理厂的异同

相同点和不同点：河流生物修复是利用微生物净化污水的特点和规律，对受污染水体（河流）进行净化处理的技术；城镇污水处理厂是利用微生物净化污水的特点和规律，对用管道收集到的社区污水进行净化处理的技术。城镇污水处理厂的出水可排入河流，也可用作市政回用、冲厕、农灌等等；河流生物修复工程处理过的河水一般必须重新流入河道。两者的相同点是技术内涵完全一致，不同点是工作对象的来源和工作成果的服务对象。

由于污水处理厂工程和生物修复工程所处理或针对的水源不同和处理后的水量所服务对象不同，从而导致了污水处理厂工程与河流生态修复工程在建设地点、规模、工艺流程、产品形态、表现形式等诸多方面的差别。一般情况下，城市污水处理厂的进水污染物浓度高、变化小，河流生物修复工程所针对的河水浓度相对较低、变幅很大；在水量方面，河流生物修复工程面临的变化更大。因而，在工艺设计中，一般要求河流生物修复工程具有更强的耐冲击能力和防堵塞能力等。

1.5 河流生物修复与河湖污染直接净化和“就地生物处理”的异同

除了河流生物-生态修复之外，河湖污染直接净化、“就地生物处理”等词语也经常被有关专家推崇和一些学者“炒作”。笔者认为：河湖污染生物修复工程技术与河湖污染生物直接净化工程技术、河湖污染“就地生物处理”工程技术，在内涵和外延方面没有明显的区别，其实质都是利用生物处理技术就地治理河湖水质污染，其表现形式也是相互包含或完全一致的。

1.6 河流生态修复与传统河流整治工程的异同

河流生态修复工程的目标是：修复或恢复受到污染、破坏或工程胁迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化学和水文环境，及其“邻里”依存和食物链的关系。传统河流整治工程的目标是：防治洪水决堤、漫溢和确保人类社会、经济和生命财产安全；或者是保证河流的航运能力等经济功能。两者的直接目的和目标虽然相差甚远，但其工作的对象却完全一致，即都是将工程的措施作用于河流或河道。因而两者的设计和实施过程，必然会存在着诸多的不同、对立和矛盾。这种对立和矛盾必须通过目标分析和不同学科人员之间的沟通、协调和共同努力进行解决。因为两者的最终目标都是为了人类自己。

为此，从20世纪70年代开始，发达国家科技界和工程界针对水利工程对河流生态系统的负面影响，开发研究了河流生态恢复的理论和技术。从而，确立了解决这种矛盾和对立的基本方法和规则。河流生态工程在德国称为“河流生态自然工程”，日本称为“多自然型建设工法”，美国称为“自然河道设计技术”。与之相应，一些发达国家在河道整治工程和堤防工程设计、施工规范中增加了河流生态建设的内容，或者颁布了专门的河流生态工程设计导则。依据这些导则和方法，河道水利工程在满足防洪、防灾和经济目标的同时，可以兼顾河流生态修复和恢复需求。 2 不同技术措施的适应性评价及其合理使用

2.1 对受污染河流的适应性

河流污染治理一般应从源头做起。但源头治理能力也是有限的。以深圳河（含深圳湾，下同）的污染治理为例，截止2003年底，该流域已建污水处理厂四座，设计污水处理能力为142万m3/d，比当年实际污水排放量125万m3/d高 16.6%。然而，深圳河水质依然黑臭，常年处于劣Ⅴ类的状态。通过分析认为：污水截流不彻底和深圳河纳污能力过小是主要原因，除此之外，还有城市面源和部分城区尚未截流等原因。一般认为，对于类似深圳市自然环境和社区经济布局的城市，污水截流管网健全，城市污水截流率可以达到90%，最高很难超过95%。深圳市河流枯水期的污水量远远大于径流水量，有10%的未截流污水，加上面源污染等因素，河流依然黑臭，应该是在情理之中的。除此之外，还有城市污水管网收集不到的边缘村镇污水，以及城市污水处理厂对氨氮、总氮、总磷的去处能力十分有限等，也是需要实施河流污染生物-生态修复的主要原因。

河流污染生物-生态修复与城市污水处理厂相比，主要优点在于：①不需要占用城区土地或优质耕地；②不需要高于城市污水厂投资数倍的管道网络及其维护；③距城市居民区一般相对较远，不扰民或者较少扰民等。然而，河流污染生物-生态修复在治理污染方面，仅仅是对城市污水处理厂的补充，而不能代替城市污水处理厂。因为大量、高浓度城市污水采用污水处理厂治理比采用河流生物-生态修复治理经济的多。

在河流生物-生态修复措施中，对于污染相对严重的河流，使用生物（微生物）修复比生态修复工程措施要优越得多。在生物修复工程中，河底工程和河道傍侧工程一般有微生物固定化的措施，比采用没有微生物固定化措施的河中曝气或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌种方面，使用有针对性的高科技微生物菌种，比使用自然微生物菌种的效果好得多。

2.2 对富营养化水体的适应性

湖泊、水库和河口、海湾、近海的富营养化，是人类社会的一个难题。城市污水处理厂和河流生物修复的办法，对有机污染物的治理效果十分显著，但当有机物被氧化、分解和挥发、无害化之后，总是仍有相当部分已经无机化的氮、磷营养物质不能得到去除。对于无机磷污染物，采用化学的办法基本可以得到有效；对于无机氮污染物，目前还没有比较好的处理方法。这些营养物质进入湖泊、水库、河口、海湾、近海等缓流水体后，在适宜的环境条件下，会使水体中某些藻类或植物疯长，产生水华、赤潮和富营养化，从而导致严重的生态灾难和水生生物死亡，以及造成湖泊水面萎缩、甚至消失等。

氮、磷元素是植物生长必需的营养物质。因而，治理氮、磷最好办法是植物生态处理或植物生态修复。对于城市而言，土地是制约植物生态处理和修复的重要因素。充分利用河滩、湖滩、海滩、海湾及其它湿地，以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。对专门用于治理氮、磷污染的湿地而言，在海滩、海湾、河口和浅海，以红树林和海带植物比较好；对陆域湿地，以芦苇、茭草、蒲草、茭白等植物比较好。对河、湖、水库、海湾、海岸进行生态修复，必须满足防洪、防潮和景观等要求。

2.3 对水利工程胁迫的适应性

水利工程对河流生态的胁迫主要表现在两方面：一是河道、航道整治使自然河流渠道化，从而破坏水生生物的产卵场、栖息地和河流形态的多样化，以及减弱河流的自然净化能力和破坏岸边生态系统；二是水坝建设使自然河流非连续化，从而淹没生物产卵场、栖息地和阻断鱼类的回游通道，以及降低河流的自然净化能力和破坏河流形态的多样性等等。对此，可采用河道、河型多样化的生态修复措施，设置人工产卵床，建设人工产卵场、栖息地和回游通道，以及人工放流等措施缓解。水利工程对河流生态的胁迫主要是生物生境和生态条件的改变，因而，修复的措施以河流生态水工学和水生生物增殖、放流措施为主。

3 河流生物修复的技术类型及其应用

3.1 河道底部生物处理修复工程

以深圳市大沙河河底式生物处理工程为例。该工程坐落在深圳市南山区大沙河大学城河段，设计污水处理能为4000m3/d，设计水流停留时间4.8h。采用的处理技术为日本 “自然循环方式水处理系统技术”。该技术的创新特点是利用自然土壤和水田对污水净化的原理，不使用任何化学药品，通过使用石头、木炭、塑料球以及经过特殊加工的木炭（生物炭），作为净化过滤材料达到综合净化污水的目的。

该工程的主要设施由6个单元组成，分别为污泥储存单元、水量分流单元、接触沉淀单元、接触曝气单元1、接触曝气单元2和出水整理脱色脱臭单元等。通过这几个单元的组合，可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS（阴离子界面活性物质），同时，也能有效去除氨态氮。处理效果见表1。 3.2 河道傍侧生物处理修复工程

北京二道河傍侧生物处理与修复工程。该工程坐落在北京市顺义区首都机场附近，设计日处理污水量1.7万m3/d，采用的处理技术为固定化高效微生物—曝气生物滤池（简称I-BAF）。该工程属实验工程，仅有一个长100m、宽6m、有效水深5.5m的长条形曝气生物滤池，有效池容3300m3，停留时间4.7h。滤池内填装网状悬浮大孔载体，载体高度3.2m。工程的前处理部分仅有一个格栅和一个用堆石坝拦截污水形成的回水区，依次起到稳定取水和沉淀泥沙的目的。处理效果见表2。

另外，日本江户川支流坂川古崎净化场，韩国汉江支流良才川水质净化厂等河道傍侧工程的处理效果也很好。

3.3 河道内曝气和高效微生物处理修复工程

河道水体人工曝气复氧是一种有效的河流生物-生态修复技术。20世纪60年代起，国外已有不少国家应用人工曝气复氧改善河流水质和生态环境。如，德国的鲁尔河、莱茵河，英国的泰晤士河、特伦物河，美国的福克斯河、佛博河及威斯康星河等，均有成功的工程范例。在国内，上海环境科学研究院对苏州河水体进行了实验室研究，结果表明，即使黑臭程度高的河水，在有氧条件下20小时后臭味也可基本去除，水体颜色明显改观，COD、BOD浓度大幅下降。

微生物作为河流生物修复技术的核心，国外的开发研究很多。美国、英国、加拿大、日本、巴西等国家，已有上百种商品化的微生物制剂可供选用。根据实验结果，在处理特种废水方面，高效微生物比普通微生物高几倍到十几倍，而且还能够处理普通生物法不能处理的废水。在城市污水方面，使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外，还具有良好的脱氮除鳞效果。将高效微生物直接用于河流水质修复，成本较高，容易造成流失和浪费，目前国内使用的不多。但通过微生物固定化技术或生物滤池技术，使用高效为生物的实例国内已有许多。

4 河流生态修复的技术类型及其应用

4.1 山区河流的生态修复

山区河流比降大、水流急，宽深比小，来沙量远远小于挟沙量，河床往往有大石块和不均匀的麻砂组成。经过自然发育后，往往形成阶梯—深潭结构的河道形态。阶梯－深潭结构稳定了河床，从而稳定了岸坡，在一定的温度和降雨条件下两岸有发育良好的植被，河流底栖动物密度比邻近的具有同样气候水文条件但不发育阶梯-深潭结构的河流高出1000多倍，生物多样性指数也大得多。这是由于阶梯-深潭创造了多样性的生物栖息地的缘故。

目前，德国、日本和我国的台湾等，都在模拟使用阶梯-深潭结构治理山区河流和修复河流生态。 4.2 生态护岸工程

生态护岸的目的在于为野生动物提供栖息地和隐蔽场所，保障自然环境和人居环境的和谐统一，对河岸进行加固，防治河道淤积、侵蚀和下切等。生态护岸材料主要有：石头、木材、多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构等等。在设计新材料护岸时，应确保水流作用下的结构安全，选择能够适应河流长期演变的结构形式，与河滩地和丁坝组合在一起保护护岸稳定。

我国深圳市已建人工湿地生态修复与处理工程数座，对COD的去除率一般可达70%~80%，对氨氮的去除率一般可达50%~60%。每1m3/d处理能力的占地面积大约为3m2。

4.4 人工产卵场、栖息地和回游通道工程

过鱼设施的基本原理是利用鱼类的向流（逆流）行为，人工创造更大的流速，将鱼诱入进口，让鱼类自行溯游过坝，或运用各种手段运送过坝，主要有鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼船等。

人工模拟产卵场、栖息地是指在坝下附近的支流或人工渠道内，模拟产卵场、栖息地要求的环境，让鱼类自行进入产卵场或栖息地（下图为某河流上的鱼类洄游通道）。

4.5 人工增殖站和生物放流工程

人工繁殖放流是指建立人工产卵场，收集和培育亲鱼，人工催青，人工孵化育苗，培育鱼种，将一定规格的幼鱼放入坝下河流，让其下海生长。目前国内外都十分重视设置人工增殖站，开展人工增殖、放流工作，用于解决水坝对水生生物的阻隔。

水库修建后，营养物质在库内富集，浮游生物迅速生长，如果不能很好利用，将会自然死亡，恶性循环，从而造成富营养化和水质污染等。按照生态平衡原理，合理投放食用不同浮游生物的鱼种进库，进行生态修复，用产品的形式让富营养物质出库，既能清洁水库，又能收获鱼产，可以做到一举两得。所有这些，都需要有生命科学和生物、生态技术作为支撑。

主要参考文献：

1 上海辞书编辑委员会，辞海，上海辞书出版社，1979年；

2 中国大百科全书编辑部，中国大百科全书（环境卷），1980年；

3 董哲仁等，受污染水体的生态修复技术，水利水电技术，2002，(2)；

4 董哲仁，生态水工学的理论框架．水利学报．2003，(1)；

5 Loftin KA，Toth LA．Kissimmee River Restoration：Alternative Plan Evaluation andPreliminary Design Report[R]. South Florida Watermanagement District，West Palm Beach，Fla．1990；

6 National Research Council，

生态修复技术工程范文第3篇

关键词：生态水利工程设计原则

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。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［J］.水利学报，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.

［4］MitschW.J.，JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.PublishedbyJohnWiley&Sons，Inc.，Hoboken，NewJersey，2004：134~137.

［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［J］.中国水利，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.

生态修复技术工程范文第4篇

经济性和可行性的原则

生态修复是一种时间长、见效慢的工程，在生态修复的过程中需要持续性的投入资金，才能达到生态修复的目的。因此，在干旱地区的生态修复当中必须考虑到方案措施的经济性与可行性，所制定的修复方案应该在国家和当地政府能够承受的资金范围之内，超出资金范围的或者不具有可行性的方案，根本没有实施的意义。这就需要生态修复工程设计人员充分考虑到各项措施的成本，制定稳定的、持续的生态修复方案。

保持生态系统完整性和多样性的原则

生态系统的修复主要目的就是恢复当地生态系统的完整性和多样性，只有这样才能达到恢复原有生态系统的目的。以干旱地区土地资源的生态修复为例，除了要重视各种植被与水资源的恢复与保护之外，还应在方案中对土地资源的生态化开发和利用提出具体的措施，并综合利用各种工程、生物措施，使方案能够保持当地生态系统的独特性和多样性。在保护措施上应该体现出针对性和特殊性，决不能照搬所谓其它地区的成功经验，而是应该在消化这些经验的基础上形成自己独特的措施方案。

修复模式长期化的原则

一个地区生态系统的恢复绝不是一朝一夕就能完成的，需要持续性的生态修复措施才能慢慢的恢复以前的生态系统。这就需要长期不懈的坚持各项生态修复措施，将生态系统保护的观念贯彻到当地各级政府和人民群众当中去，制定详细的生态修复规划，全面设计生态修复的设计、施工、运行和管理各个关节，并能长期执行下去，只有这样才能看到生态修复的效果。

干旱地区生态修复模式分析

根据现有的研究资料和笔者对干旱地区生态破坏形式的认识，认为干旱地区的生态修复主要有四种模式。具体内容如下。

1工矿园区生态修复模式

新疆是我国资源大省，蕴含着各种丰富资源，而目前正处于各种工矿园区的开发建设，由于气候干旱在资源开发利用过程中受到自然因素的影响很容易造成生态环境破坏。不仅如此，资源开发开采过程中受到开发形式、粗放生产等方面因素的影响，会给这些地区的生态系统造成严重的破坏，对于工矿资源开采引发的生态系统破坏的修复，应该采取工矿生态修复模式。在这种模式当中主要是要根据当地的土壤、地貌条件，结合水土保持和生态修复的一般要求，重点做好工矿区水土保持和保水护土工作。这些措施既可以保证生态修复的进程和效果，又可以恢复干旱地区土地的生产能力，还可以为下一步的植被恢复创造条件。目前，工矿区的生态修复技术措施主要有以下几种。

（1）非生物或环境要素的恢复技术，这种技术主要适用于工矿区土壤的恢复，包括表土转换、土壤改良等措施。

（2）生物生态修复技术，这种技术包括先锋种种植技术、土壤种子库引入技术等等，主要是合理配置工矿区的固氮生物、消费者和分解者。

（3）生态系统的整体规划设计修复技术，这种生态技术是综合利用各种生态修复技术，从中找到最适合工矿区生态修复需要的措施。

2荒漠—绿洲区生态修复模式

新疆的荒漠—绿洲区是绿洲生态系统与沙漠生态系统的耦合带，这一地带受到人类活动和气候变化的影响，成为干旱地区生态破坏退化最严重的地区，也是干旱地区生态修复的重点区域。在荒漠—绿洲区的生态修复当中应该以绿洲区的保护作为第一道屏障，采用工程措施和生物措施相结合的方法。

首先，在工程措施当中，应该减少人为活动对生态系统的破坏，在干旱地区薪碳问题和建筑材料问题是居民生活中必不可少的，这些材料在原来的生活习惯当中主要取材于干旱地区的各种植物，如胡杨等等，因此在荒漠—绿洲区生态修复当中，满足当地居民薪碳和建筑材料的需要能够大大减少人为因素对生态环境的破坏。除此之外，荒漠—绿洲区最重要的就是要做好防风固沙工作，主要工程措施有建设防风、防沙林带，设置网格沙障固沙措施等等，这些都是富有成效的措施。

其次，在生物措施方面，一方面要保护好荒漠—绿洲区过渡地带的各种植被，种植一些与当地气候、生态环境相适应的植物，如胡杨等，在此基础上施行“退耕还林(草)”，注重调整人地关系，同时减少绿洲放牧数量，实行牲畜圈养，减少牲畜对草场的破坏。

3干旱地区水生态系统的生态修复模式

水是万物之源，有水万物才能生存，水生态系统对于干旱地区的社会经济发展具有重要意义，也是做好其它生态修复模式的必然要求。在干旱地区水生态系统修复当中，关键是做好水源的综合利用工作。在这一方面“城市水资源综合利用方法”不失是一种有效的方法，这种方法是将各大城市居民生活中产生的各种污水，在城市污水处理能力之外利用管道将污水排放到沙漠地区的一种方法，这种方法不仅可以解决干旱地区城市污水的排放问题，又能解决沙漠地区的缺水问题，透过地表的净化能力还能涵养干旱地区的地下水，改善干旱地区的水循环系统。

生态修复技术工程范文第5篇

【关键词】生态修复;港口工程;应用

1975年，美国召开“受损生态系统修复”国际会议，专门讨论了受损生态系统的修复与重建等诸多重要生态问题。自此开始，学术界将生态系统的修复提上生态学的研究日程，并逐渐成为生态学研究领域的一个分支[1]。近年来，生态系统的修复与重建方面的研究已经将林地、草原等多种系统纳入研究范畴。20世纪50～70年代，美国、加拿大等国在生态修复与重建技术的研究领域开始向海岸带扩展。在美国路易斯安娜萨宾自然保护区和德克萨斯海岸带地区，利用“梯状湿地技术”（marsh terracing technique），在浅海区域修建缓坡状湿地，即可以减弱海浪冲击、促使泥沙沉积、保护海滩，同时也可以为其他生物提供栖息地[2]。我国在近海海域生态修复和重建的研究和实践集中于对海域现状的生态调查以及对历史数据的评价，在生境修复和重建技术的研究尚处于起步阶段[3-5]。鲜见相关的系统报道。

1 生态修复工程介绍

东疆港区位于天津港港区陆域的东北部，北临永定新河口南治导线，东临渤海湾海域。系浅海滩涂人工造陆形成的半岛式港区，其中在人工沙滩中选取部分岸线，建设东疆生态修复示范区工程。沙滩修复是当前防护海岸与海滩侵蚀最自然而简单有效的保护手段[5]。人工沙滩作为软护岸措施被认为回归自然且有效的海岸防护措施。防波堤工程作业将作业段内的底栖生物完全破坏。采取生态修复技术，可将海洋生态的负面影响降至最低。

2 增殖放流方法和过程

2.1 选择先锋物种

根据生态系统的结构理论、生物群落演替理论、生态适宜性原理、生态位理论、生物多样性原理和自我设计与人为设计等生态修复原理，选择本地常见、生长迅速且对于生态系统意义重要的几个物种作为先锋物种[6]。选择了毛蚶、菲律宾蛤仔、缢蛏、青蛤等常见底栖生物。

2.2 重建生态系统

人工沙滩基本上属于无生命区。在该沙滩处底播菲律宾帘蛤500kg，平均个体大小2.38g/个;毛蚶300kg，平均个体大小0.61g/个。人工沙滩外侧由于围海造陆疏浚工程的实施几乎成为无生命区。增殖适合沙滩生活的底栖贝类，底播菲律宾帘蛤500kg，平均个体大小2.38g/个;毛蚶700kg，平均个体大小0.61g/个;底播青蛤150kg，平均个体大小1.25 g/个;缢蛏75kg，平均个体大小1.04g/个。

3 修复效果分析

表1 2011年4月8日采样站位表

3.1 修复前生态环境调查

2011年4月8日在东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带布设3个站位采集底栖生物样品，每个采样点采集4个样方;防波堤内人工沙滩布设1个站点。采样结果表明，东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带仅采集到1个双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）和1个沙鸡子（Phyllophrous ordinatus），没有任何底栖生物。

3.2 修复后生态状况调查

2011年8月14日在东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带布设3个站位采集底栖生物样品，每个采样点采集4个样方;防波堤内人工沙滩采集一个样点。调查共获得底栖生物标本7种，其中，门1种，软体动物3种，节肢动物3种。调查区域底栖动物各类群密度、生物量及不同站位的分布见表3～5。调查区域底栖生物总平均密度为84 ind./m2，变动范围在0～120 ind./m2;总平均生物量为279.49g/m2，变动范围在0～127.35 g/m2。

根据《近岸海域环境监测技术规范》（HJ 442-2008）中提供的生物多样性指数评价标准，本次调查大多数测站底栖生物的多样性指数、丰度值和均匀度很低，优势度高，表明调查海域底栖生物群落处于非健康环境。底栖动物的Shannon-weaver生物多样性指数平均为1.50，与2011年4月份增殖放流之前相比，已初步建立起新的生态系统。

表2 2011年8月14日底栖动物群落特征参数统计表

4 结论

天津港港口海域因为人类活动频繁，海洋生态系统脆弱。天津港东疆港区人工沙滩将人工岸线修复成沙滩海岸，辅以增殖放流方式，可明显的回复生态环境。通过投放青蛤、缢蛏、菲律宾蛤仔和毛蚶等先锋物种，使得东疆湾示范区的大型底栖动物生境得以修复，生物量增加了103.1%;重建了防波堤周围的岩石质海岸生态系统-牡蛎-藤壶生态系统、人工沙滩菲律宾帘蛤-四角蛤蜊-毛蚶生态系统和防波堤外潮间带滩涂青蛤-缢蛏-四角蛤蜊-毛蚶生态系统，区域环境状况开始得到改善。

【参考文献】

[1]Margaret Seluk Race. Critique of present wetlands mitigation policies in the united states based on an analysis of past restoration projects in San Francisco Bay [J]. Environmental Management，1985 （01）.

[2]D. Moreno-Mateos， F. A. Comin. Integrating objectives and scales for planning and implementing wetland restoration and creation in agricultural landscapes. Journal of Environmental Management，2010.

[3]马春，张光玉，张晓春，李洪远，鞠美庭，周斌，张.天津滨海新区湿地生态恢复模式[J].南水北调与水利科技，2012（04）.（下转第122页）

（上接第68页）[4]崔丽娟，张曼胤，张岩，赵欣胜，王义飞，李伟，李胜男.湿地恢复研究现状及前瞻[J].世界林业研究，2011（02）.