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水生态修复方法

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水生态修复方法

水生态修复方法范文第1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。

参考文献:

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水生态修复方法范文第2篇

关键词:小河道;生态;水量保证;水质修复

城市小河道具有排涝、蓄水、供水等多种功能,小河道的一般特征有河面较窄、长度较短、水深较浅、数量较多的特点。小河道与城市的发展息息相关,随着经济迅猛发展,城市小河道也在逐步演化。城市小河道普遍走过了一条由繁荣——衰落——再繁荣的曲折之路。目前,城市小河道的水环境受到多方面的破坏,有工业废水的排入,生活垃圾的倒入等。致使水体污染严重,水生态失去了平衡,河水变黑变臭,有的甚至干涸。因此,在治理城市小河道的水体时,从小河道的水量和水质出发,综合治理小河道的水体问题。

1 城市小河道水量保证

水量保证是城市小河道形成稳定生态系统的前提,城市小河流受城市化影响大,城市化造成河流保水和补水能力下降,河道渠化和下水道的广泛敷设,使得本来水量就少的小河道更是雪上加霜。因此,确保小河道水量是一个大问题。要使水量保证达到很好的一个程度,首先得了解该地区的水资源状况,水资源有两种类型,一种是常规水资源(地表水、地下水);一种是非常规水资源(净化的污水、海水和苦咸水的利用)。水量的保证依靠的是水资源的充裕度,因此小河道的水量保证是根据水资源状况而采取工程措施,以使小河道是常年有水的水道,具体的措施有外调引水工程(河流水、涌水),地表水空间调配工程(雨水、净化污水、净水厂剩水),地下水的配置工程(泵取地下水、地铁通道及建筑物地下室渗水)。

2 城市小河道水质修复

2.1生态修复方法

2.1.1生物膜除污技术。使用天然材料、合成材料为载体,在其表面形成一层特殊的生物膜,可为微生物提供较大的附着表面,有利于加强对污染物的降解作用,将污染物分解成二氧化碳和水。在小河道治理工程中,一般选用当地盛产的石材和适合生物附着的合成材料,在施工当中,尽量让其表面粗糙,增大其生物膜表面积,使其分解污染物的能力加强。

2.1.2土壤。植物系统主要是利用植物根茎叶吸收污染物质,以及土壤过滤有机碎屑。能直接净化小河道水质的植物有两类,一种是水生植物,一种是湿生植物。

2.1.3曝气复氧。向污染的水体进行人工充氧,满足水体中动物和好氧微生物需要,增加水体的自净能力,维持生物群落平衡,从而改善水体环境,消除水体中导致黑臭污染物(如H2S、FeS等)。同时河道充氧可以使河底松散的表层底泥转变成密实的表层底泥,表层底泥在厌氧的状态下是比较松散的,很容易向上覆水体扩散。

2.1.4生物操作又称作食物网操作。主要通过去除浮游生物食性鱼类或添加肉食性鱼类来降低浮游生物食性鱼的数量。具体措施有投放鱼食性鱼或动物食性鱼,投放蚌、螺、贝类等水生动物,投放浮游动物,引种大型沉水植物等。

2.2物理修复方法

2.2.1截污。对点污染源的小河道具有很好的效果,将直接排入小河道的污染源用管道引导排入市政污水管,经污水管进入污水处理厂,经过处理再排入河道中。这样消减了水体的污染总量,减轻了河道自净的负担。敷设管道的方式有两种:沿河边敷设截污管道和河道内敷设截污管道。

2.2.2引水冲淤是指引进外部清洁水源来改善河道水水质。使污水在河道中只能短暂的停留,从而抑制了浮游植物的生长量。这种方法能在短期内消减污染负荷、扭转水质恶化的速治途径。引水冲淤的实行,其条件要求是水源充足,我国南北方水分布差异性大,因此这种方法要根据当地的水资源情况。

2.2.3底泥疏浚。将河道底部的淤泥清除出去,恢复小河道的行洪、供水、灌溉等基本功能,可以消减底泥对上覆水体的污染贡献率,从而改善水质。底泥疏浚,一般按照测量的淤泥厚度、清淤断面设计来选定方案施工处理。

2.3化学修复方法

化学修复顾名思义是用化学物质除去水体中的污染物,化学物质的种类繁多,针对不同的水体污染,分别采用不同的化学药剂控制水质的参数。目前使用的化学药剂是一种新型高分子合成药剂,对水体中的污染因子有一定的去除率。此方法在处理小河道水质方面,具有见效快、方便、效果明显等特点,但处理成本较高,且容易造成二次污染。小河道治理初期效果还是比较快速明显的。

水生态修复方法范文第3篇

关键词 水体富营养化 生物治理

1水体富营养化问题概述

1.1水体富营养化

富营养化是指生物所需的氮(N )、磷(P) 等无机营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等相对封闭或水流缓慢的水体, 在适宜的外界环境(水域的物理化学环境) 因素综合作用下, 引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖, 水体溶解氧量下降, 水质恶化, 鱼类及其他水生生物大量死亡的现象。

1.2 水体富营养化问题治理

目前国内外在控制蓝藻水华、治理水体富营养化的问题上采取的措施大体可归结为:(1)外源污染物,特别是点、面源污染物的截留、控制。(2)内源污染物的控制。两者的目的都在于降低营养物质的负荷、控制藻类的异常繁殖,逐步提高水的质量。

对于湖泊富营养化,各个国家和地区采用不同的物理、化学方法对其进行预防、控制和修复, 并且取得一定的成效。物理法主要采用截流、疏浚、稀释和污水分流等措施。物理方法有耗时、高成本、难操作的缺点。化学方法主要是利用除草剂、杀藻剂及金属盐等来控制水华,常用的除藻剂有硫酸铜、二氧化氯等,臭氧和高锰酸钾作为除藻剂也有研究。在实际运用的过程中,物理方法损耗高,化学方法又牵涉到化学药剂对水体的二次污染。都不宜长期使用。

2水体富营养化的生物修复方法

生物修复是指利用生物的生命代谢活动在一定的条件下减少存在于环境中有毒有害物质的浓度或使有毒有害物质完全无害化, 从而使污染的环境能够部分或者完全恢复到原始状态的一个受控或自发进行的过程。

2.1微生物修复

(1)固定化光合细菌:是将游离的光合细菌利用固定化材料将其固定, 用于处理污染水体的1种方法。(2)固定化氮循环细菌修复:固定化氮循环菌在参与水体的氮素循环中起着重要的作用, 研究表明, 接种固定化氮循环菌可去除富营养化水体中过量氮素。(3)深水曝气修复:通过向湖底曝气来补充氧气, 使水与底泥界面之间经常保持有氧状态, 有利于抑制底泥磷的释放。(4)EM制剂修复:有效微生物群是从自然筛选出各种有益微生物, 用特定的方法混合培养所形成的微生物复合体系, 其微生物组合以光合细菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌为主。该微生物制剂对去除水体中的有机物、叶绿素a、氨氮和提高溶解氧等均有显著效果。(5)Clear2Flo系列菌剂修复:专门用于湖泊和池塘生物清淤、养殖水体净化流修复及污泥去除, 效果很好, 可阻止藻类生长、“水华”出现, 污染因子大幅下降。

2.2水生植物修复

(一)沉水植物的修复作用

沉水植被指在大部分生活周期中植株沉水生活、根生底质中的植物生活型。其作用主要有:

(1)水体生物多样性赖以维持的基础。

(2)对水体物理环境的改变功能。

(3)净化水体的功能。

(4)对水生生态系统演替的影响作用。

(5)对水环境的生物地球化学过程的影响作用。

(6)对水体生物群落的影响。

国内外对富营养化浅水湖泊进行生态恢复的研究与实践,可以形成如下结论:(1)恢复或重建湖泊水生植被是富营养化浅水湖泊生态恢复的重要环节。(2)多稳态理论、生物操纵理论以及上行控制和下行控制理论是恢复或重建水生植被、实现由藻型到草型转变的重要理论基础。(3)生态恢复的前提是控制外源营养负荷,然后再在实施综合措施的基础上如疏浚或钝化底泥控制内源负荷,通过生物操纵或理化手段控制藻类等恢复或重建水生植被。(4)我国水库湖泊的富营养化程度比多数欧洲及北美湖泊要明显偏高,恢复和重建水生植被的困难要大。

(二)鱼类的修复作用

鱼类是影响湖泊生态系统的重要因素,影响包括湖泊的生物(尤其是饵料生物) 群落结构、营养物质的状态和水平等。李传红等人认为:鱼类是生态系统的主要组成部分,在生态系统中扮演着重要的角色,放养不同生活习性鱼类、选择性捕捞对湖泊生态系统的结构、功能、演化有显著影响,同样湖泊生态系统的变化也影响着水体的水质和自净能力,进而影响人类湖泊功能的发挥。

2.3人工浮岛修复

生态浮岛技术就是人工把水生植物或改良驯化的陆生植物移栽到水面浮岛上,植物在浮岛上生长,通过根系吸收水体中的氮磷等营养物质,从而达到净化水质的目的。

3总结

在阅读了大量有关水体富营养化生物修复的研究成果并结合在生态学课程的教授及学生论文指导中进一步获得的知识,了解到新兴技术的发展空间。不难发现,针对水体富营养化的生态修复技术依然存在着很多缺陷:比如人工浮岛技术无法在流域中达到预期效果;对于治理不同污染程度水体选择何种生物种类是在生态修复中的一个难题。当然,在此文中我没有提及外来入侵物种对于本地水体富营养化的利弊问题。但是,事实上,有很多的研究者在大量工作的基础上提出“水葫芦用于水质污染治理,能够带来净化氮、磷、有机废水,去除废水中的悬浮物,去富营养化和净化重金属污染等积极的生态环境效应。”但如何解决外来物种破坏当地物种生物多样性等一系列问题,却又成为我们面前的一个难题。

富营养化水体的生物修复技术是近期新兴的、热门的新型技术,但如同大多数的生物工程技术一般,我们还需要经过很长实践的研究和积累才能达到预期的效果。

参考文献:

水生态修复方法范文第4篇

【关键词】生态修复技术;现代滨水园林;应用

中图分类号: TU986 文献标识码: A

一前言

国民经济持续、快速的发展,民众更加重视生活质量,特别是对户外空间的需求越来越高。在发展经济的过程中水体、环境的污染比较大,面对严重的社会环境问题,,滨水景观的建设应强调生态环境建设。增强生态修复技术在滨水景观建设中的应用,对实现局部生态环境的和谐发展具有重要意义。

二、生态修复技术原理及作用

滨水生态修复是指对湖、江、河、湿地的水质改善、水土保持、动植物栖憩和绿化美化等方面的修复治理,对沿岸的空间、设施、环境等进行规划设计,以创造优美、生动、特色的滨水生态景观。同时,在保护生态环境及可持续发展思想下,从生态学的角度提出了植物修复、重构系统食物链、重建缓冲带及滨水绿化、实施生态护岸、增加物种重建群落等一系列恢复滨水生态的方式与途径。

1.原理

在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网,吸附水体中大量的悬浮物,并逐渐在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物,使其成为植物的营养物质,通过光合作用转化为植物细胞的成分,促进其生长,最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中营养盐;通过遮挡阳光抑制藻类的光合作用,减少浮游植物生长量,通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降,有效防止“水华”发生,提高水体的透明度,其作用相对于前者更为明显;工浮岛本身具有适当的遮蔽、涡流、饲料等效果,构成了鱼类和水生昆虫生息的良好条件;同时浮岛上的植物可供鸟类栖息;为了吸引某种鸟在岛上搭窝,根据该鸟的筑巢习惯在人工浮岛上进行特殊布置,为该鸟创造筑巢的条件;此种设计有利于恢复物种多样性和保护当地特有物种。

2.作用

生态修复技术在水质净化、创造生物(鸟类、鱼类)的生息空间、改善景观、消波效果对岸边构成保护作用。具体来说主要体现在:

(一)提高水质

良好的滨水堤岸带能捕获流失的土壤和营养物质,减少岸坡上的营养物质流入河流,使水质得到提高。

(二)稳定生态系统

良好的滨水堤岸带是岸上和水体之间的廊道,能够担当起两者生物间季节性迁移的任务,可减少甚至避免河流生态系统的破坏。

(三)吸收营养物质

滨水堤岸的植被能够吸收利用人为排放和地下水中的很多营养物质,降低因水体富营养化而导致浮游植物和藻类大量繁殖的风险。

(四)改善小气候

滨水堤岸植被改善了小气候,能够降低新生体的死亡率,并通过对温度的调节来促进动植物的生长。

(五)降低水面

深根系的滨水堤岸植被在一些情况下能降低河流沿程的水面,减少地下水中盐类和营养物质进入河流。

(六)控制藻类生长

滨水堤岸带植被能够减少进入河流生态系统中的光照并降低水温,控制浮游植物和藻类的生长。

(七)增加水生动物

健康的滨水堤岸带植被能维护水生动物(包括昆虫和以他们为食的鱼类)的栖息地,并为水生动物提供重要的食物,包括掉落于水里的树叶、果实等。

(八)增强景观的宜人性

草木丛生的城市滨水堤岸在沿水带构建出的绿色风景,与周围的景色相结合,呈现出一种舞台层次感,为城市居民提供了休息、娱乐等活动场所。

三、生态恢复关键技术研究

受水陆生态系统共同影响,滨水带形成独特的生境类型。发育良好的滨水带具有一定的结构,而退化滨水空间带来的却是生境破碎化,不仅使滨水生境面积减少,同时使各小生境间产生一定空间距离隔离。滨水带生境的消失和破碎是人类发展对生物多样性最严重、最直接的威胁。因此,滨水带生境恢复技术,为滨水带生态修复创造良好的生境条件,是退化滨水景观带植物群落生态恢复的前提。

1.基底改良技术研究

为防洪防汛与经济开发,我国许多滨水带已被建立成近直立人工护岸、鱼塘滩地及农田,这对滨水带的基底结构造成严重破坏,且致风浪经护岸岩壁反射形成驻波,浪高增至两倍,更不利水生植物生长,导致植物对基底作用减弱,破坏程度进一步恶化。基底是水生植物扎根的基础,淤泥底质特征、有机质和营养盐限制等因素都会影响植物生长和群落结构。水岸带基底的突出特点是水分多,土壤肥力较高,空气湿度也较高

2.驳岸改造技术

驳岸设计形式对滨水带生态景观影响较大。现今由于缺乏合理的生态规划意识,多数城乡的滨水带以混凝土近直立式人工驳岸为主,隔断了水陆生态交错带,且其地面污染物经雨水冲刷后直接进入水体,加重水质污染。因此,驳岸改造也是退化水岸生态修复的重要手段之一。

生态型护岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸。它具有增强岸坡的稳定性、防止水土流失、成本小、工程量小、环境景观协调性好、适应性好等优点。

3.水文恢复技术

水文情势(HydrologicalRegime)是水生生物群落重要的生境条件之一,水生态系统的生物过程对于水文过程的变化呈现明显动态响应。反之,生物过程对水文过程也产生重要反作用。Poff等早在1997(就提出自然水流范式(NatureFlowParadigm,NFP),认为未扰状况下的自然水流对于水生态系统整体性和支持土著物种多样性具有关键意义。

四、生态修复技术在滨水园林建设中的应用

1.滨水生态环境的保护

滨水景观设计建设的重要内容之一是滨水生态系统建设,涉及水体、水陆交错地带与近水陆地。滨水生态系统修复应考虑多空间尺度:从水体及流域的整体观出发,重视来自上下游、左右岸和水域、流域的影响;而在实际中,滨水环境整治常常由于用地权属而限于河流或湖泊的某一区段,生态环境整治往往从局部入手。生态修复的前提是控制和治理从水体周边至流域范围内的污染,包括工业污染、生活污水和农药化肥等各种点源和面源污染。

2.滨水景观设计建设的生态修复思路

滨水景观环境治理通常指特定的水体和滨水地带的环境修复和重塑,应积极坚持和采取生态化的方向和途径。当前景观生态学理念正逐渐影响着各种行业发展的主流,生态城市、生态工程和生态景观的理论和技术不断出现。景观生态学最重要的应用领域之一就是景观与城市规划,而滨水景观规划是现代景观规划的重要对象和范畴之一。滨水地带承载着丰富的生命信息,是生物多样性种群依存的生境,生态良好的水体及滨水环境是流域和地区景观安全格局的有力支持和保证。景观规划设计的宗旨是调整土地开发、工程建设与自然环境之间的保护利用关系;运用景观生态学原理对资源环境问题进行科学分析,寻求通过土地及空间的规划解决问题的途径和方案。在滨水景观设计建设中,应强调和遵循生态保护和修复的思路:(一)根据滨水空间的规模尺度和环境容量,合理确定水体周边土地利用的目的、性质、规模和方式,避免决策不当造成利用强度过大而影响和破坏生物生境的多样性。(二)按照景观生态修复的机理和生物生态技术,进行水体环境的自然或半自然景观形态重塑,控制外部污染,实施水生态治理,恢复水体水岸的多种生物生境。(三)推行生态化景观建设技术,林草植被从选种到分布,水利工程从护岸到堤防等设计改造采用生态技术,营造一个生机勃勃的有利于多样化动植物生存的滨水生态环境。

3.城市滨水区生态恢复研究展望

目前,城市滨水区保护和开发利用已引起世界各国的普遍重视。如何对退化的滨水生态系统进行恢复,使城市滨水资源能在有效保护的前提下带动城市的可持续发展,已成为摆在我们面前的一项艰巨课题。根据对国内外城市的相关研究情况的综述和分析,可从以下几个方面加强研究:(一)滨水区生态恢复的基础理论研究。如不同干扰条件下滨水生态系统的受损过程及其响应机制;滨水生态系统退化的景观诊断、动态监测、模拟、预报及其评价指标体系等。(二)退化滨水生态系统恢复关键技术,物种与生物多样性的恢复与维持技术研究等。(三)景观生态学理论的结构、功能、背景、碎裂化以及动态变化因素在城市河流的生态恢复中的应用研究。(四)借鉴国外成功经验,建立一套适合我国国情的城市滨水区生态恢复的研究方法和技术。

五、结束语:

现代滨水园林的开发建设是建立在水资源合理利用基础上,既要确保工程项目安全,也要关注生态效益,滨水生态修复的具体技术就有着极强的实用价值。在这一方面不同学科的协作十分必要。从保护资源环境以及可持续发展角度讲,滨水园林等景观建设需要从组织机构与运行、使用机制上实施保障。滨水园林环境生态修复是长期、复杂的任务,相关的方法技术应该反复试验,积极的进行创新。

参考文献:

[1] 荣先林.生态修复技术在现代园林中的应用[D] .浙江大学.2010(4):78-79

[2] 张娟峰.生态修复技术在现代园林艺术中的应用[J] .城市建筑.2014(2):189-191

水生态修复方法范文第5篇

关键词生态环境可持续发展环境修复

文章编号1008-5807(2011)02-153-01

随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展,特别是工业革命以来,人类对自然资源需求水平不断提高,生产强度日益加大,有毒、有害废气物质不断的输入环境,远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题,对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛,许多技术已相当成熟并被广泛应用。

对于污染土壤及地下水的之力来说,由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点,其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域,同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索,形成了一些实用技术,但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染,对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此,近年来,人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上,进一步提出了生态修复的理念,并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索,试图以生态学的原理和方法,在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展,从而达到可持续发展。

一、生物修复—生态修复的基础

生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一,是正在发展中的技术,是生态修复的基础。

目前被广泛认同的生物修复定义,是指微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程,这是狭义的定义。

除了微生物修复外,植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现,赋予了生物修复更广泛的内涵,即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物,甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性,改变重金属的活性或在环境中结合态,通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。

目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。

二、物理与化学修复—生态修复的构成要素

从修复原理来看,物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素,根据污染物的理性性质,通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应,使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常,为了节省环境治理的成本,物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段,近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子,还是工程措施,对于修复生物的生命活动来说,是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来,使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时,也有利于污染物的去除或转化,将极大地提高生物修复或植物修复的效率,这一点对于生态修复来说是至关重要的。

物理与化学修复措施与生物修复的结合,是生态修复必不可少的构成要素,其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中,把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来,才能形成有效的生态修复技术。

三、植物修复—生态修复的基本形式

植物修复这一概念大约是1980年代前期提出来的,其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。

目前,植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面,如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化;池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化;污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。

在污染环境治理中,从形式上来看,似乎主要是植物在起作用,但实际上植物修复过程中,往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素(这些因素可以部分人为调控)等在共同起作用。因而,总的来说,植物修复几乎包括了生态修复的所有机制,是生态修复的基本形式。

利用植物对重金属如Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Se,放射性核素如Cs、Sr、Ur,多环芳径,石油,化学农药,有机氯溶剂如TCE,废弃炸药如TNT等的修复研究均有报道。

四、污染环境修复标准—生态修复评判基础

污染环境修复标准是指呗技术和法规所确定、确立的环境清洁水平,通过生态修复或利用各种清洁技术手段,使环境中污染物的浓度降低到对人体健康和生态系统不构成威胁的、技术和法规可接受的水平。