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關(guān)鍵詞:城市河道;生態(tài)系統(tǒng);構(gòu)建;植物配置
中圖分類號:Q948
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2016)23-0017-02
1 引言
所謂生態(tài)河道,就是在河道的設(shè)計與建設(shè)中融入生態(tài)保護理念,使整個城市河道系統(tǒng)中的各項生態(tài)指標都維持在一定范圍內(nèi)。具體來講,可以從兩個方面定義生態(tài)河道:一是環(huán)境屬性上,指河道的設(shè)計與建設(shè)符合生態(tài)發(fā)展的要求,河道系統(tǒng)具有較強的穩(wěn)定性,不會在外界因素的影響下輕易發(fā)生改變,保證河道環(huán)境功能的發(fā)揮;二是從社會屬性上,指河道設(shè)計符合城市發(fā)展需求,并且具備一定的改造條件,可以和城市共同發(fā)展[1]。隨著工業(yè)化水平的發(fā)展,城市河道飽受工業(yè)廢水、生活污水、城市地表徑流水的困擾,其水質(zhì)也很難達到相關(guān)標準,構(gòu)建城市河道生態(tài)系統(tǒng)勢在必行。
2 城市生態(tài)河道的特點
(1)穩(wěn)定性強。生態(tài)河道具有很強的穩(wěn)定性,能夠抵抗外部環(huán)境的變遷,河道系統(tǒng)基本處于穩(wěn)定狀況。即使因外界因素影響過大而發(fā)生改變,也具備相當?shù)幕謴?fù)能力,在一定時間內(nèi)能恢復(fù)到穩(wěn)定狀況。
(2)適應(yīng)動植物生存。城市生態(tài)河道的水質(zhì)需達到國家相關(guān)標準,滿足常見水生植物、魚、蝦的生存需求。
(3)適應(yīng)社會需求。城市生態(tài)河道應(yīng)當與周圍環(huán)境配合,具備一定的觀賞功能、游玩功能,能夠滿足居民休閑、娛樂需求。
3 城市河道生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建
河道生態(tài)系統(tǒng)包括能量物質(zhì)(例如有機物、毒素等)、生物棲息環(huán)境、水質(zhì)、水量、河床形態(tài)、河床材料、動植物等因素,是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[2]。構(gòu)建城市河道生態(tài)系統(tǒng),是河道生態(tài)整治工作規(guī)范化、科學(xué)化的需求,是河道整治理論、技術(shù)與實踐結(jié)合的需求,對于提升城市整體環(huán)境具有重要作用。在實踐工程中,要明確生態(tài)系統(tǒng)與河道整體的關(guān)系,遵循以人為本、因地制宜的原則,才能將其生態(tài)效果達到最大化。生態(tài)河道構(gòu)建體系如圖1所示。
3.1 分析現(xiàn)狀
對河道的水文狀況、周邊環(huán)境、水質(zhì)污染等問題進行詳細調(diào)查,明確河道在城市發(fā)展中的作用,確定整治方式,最后選擇需要重點修復(fù)的區(qū)域。
3.2 修復(fù)方案
根據(jù)河道的特點,指定科學(xué)的修復(fù)方案,內(nèi)容包括水質(zhì)修復(fù)、生態(tài)護坡、景觀設(shè)計。
(1)水質(zhì)修復(fù)。以水質(zhì)的污染情況,選擇針對性修復(fù)技術(shù),常用的技術(shù)包括生物修復(fù)技術(shù)、人工生物膜技術(shù)、曝氣富氧、生態(tài)調(diào)水等。
(2)生態(tài)護坡修復(fù)。應(yīng)用生態(tài)護坡理論對原有護坡進行整改,使其滿足河道的功能需求。
(3)生態(tài)景觀設(shè)計。在生態(tài)理念指導(dǎo)下,根據(jù)城市文化與河道自身特點,對河岸景觀、綠化景觀、水環(huán)境景觀等進行設(shè)計。
3.3 污染源控制
(1)控制污染源。分析工業(yè)污水、生活廢水、地表徑流水等污染的產(chǎn)生原因與污染程度,與相關(guān)部門開展合作,從源頭上杜絕污染。
(2)提升市民環(huán)境意識。通過多樣化宣傳工作,促使市民重視河道污染問題,提升市民的環(huán)保意識,從而減少污染的發(fā)生。
3.4 工程施工
根據(jù)工程特點,制定科學(xué)的施工方案,交付行業(yè)內(nèi)口碑良好的施工隊伍施工。
3.5 科學(xué)評價
施工完成以后,每隔一段時間對其環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益等多個方面進行評價,及時發(fā)現(xiàn)問題,加強后期的改造與維護工作,確保城市河道生態(tài)功能的發(fā)揮。
3.6 后期管理
管理工作是長期進行的。相關(guān)部門要指定完善的管理制度,并配置專門的管理人員,對生態(tài)河道進行有效管理。
4 城市河道植物優(yōu)化配置
4.1 河道植物配置的原則
植物具有保持水土、凈化水質(zhì)、塑造景觀的作用,是城市河道生態(tài)中的重要組成部分[3]。所謂植物配置,就是利用科學(xué)的方法,對植物的品種、數(shù)目進行搭配與組合,不僅使其具備一定的生態(tài)功能,還能呈現(xiàn)出豐富多彩的景觀,實現(xiàn)科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合。在植物配置中,還需遵循物種共生相融、喬灌草相結(jié)合、常綠樹種與落葉樹種混交、深根植物與淺根植物結(jié)合、陽性植物與陰性植物搭配、固土護坡功能優(yōu)先等原則,兼顧經(jīng)濟適用型,才能實現(xiàn)河道植物的優(yōu)化配置。
4.2 科學(xué)計算種植密度
河道的種植環(huán)境與公園、道路綠化等還有一定差距,在實際種植中,都會增大植物的種植密度,確保植物固土、o坡能力的發(fā)揮。一般情況下,喬木的種植行距不能超過4 m,灌木的株行距在2 m之內(nèi),若灌木體形較小,種植應(yīng)在1800株/hm2左右,若河道環(huán)境較差,可以增大種植密度。
4.3 河道植物的配置方式
(1)自然式布置方式。城市生態(tài)河道的植物配置與一般的河道綠化不同,與城市綠化也不同,應(yīng)當避免機械化種植,以親近自然的布置方式為主。植物狀態(tài)以自然生長為佳,避免人工造型,根據(jù)河道的自然條件,配置適合的植物,確保植物群落的健康共生。
(2)規(guī)則式布置方式。為到達一定的景觀效果,也便于施工的進行,最常采用的就是此種布置方式。將不同種類的喬木混交布置成特殊圖形,灌木布置在喬木的間距中,草本植物播撒在地面,呈現(xiàn)出整齊有序的景觀效果。
(3)個性化布置方式。在大多數(shù)河道植物配置中,都存在雷同率高、藝術(shù)性差、缺少個性等問題。這是因為在植物配種中,過多考慮功能發(fā)揮,并沒有真正發(fā)掘植物本身的個性美,忽略了植物的造型、色彩等元素。例如應(yīng)用楓樹葉秋天也變紅的特點,為景觀添加更豐富的色彩,體現(xiàn)植物與美學(xué)、藝術(shù)學(xué)的聯(lián)系,達到更好的景觀效果。
4.4 城市生態(tài)河道植物優(yōu)化配置策略
(1)植物多樣性為原則。多種多樣的植物群落能夠提升群落的抗性,對保持植物群落穩(wěn)定性、抵抗外來物種入侵具有重要作用[4]。多樣的植物群落能夠豐富河道空間,不僅能為不同生物提供棲息地,還能豐富觀賞環(huán)境,為人們提供更多的游玩樂趣。
(2)生態(tài)適應(yīng)性優(yōu)先。要根據(jù)當?shù)氐臍夂蛱卣髋c生態(tài)條件選擇合適植物,確保植物能夠良好生長,例如沿海地區(qū)土壤中鹽含量很高,就要選擇耐鹽植物,例如檉柳、木麻黃等;河道邊水分含量高,還要選擇耐水濕植物,例如水杉、蒲葦。一般來講,為滿足生態(tài)適應(yīng)性,多會考慮使用鄉(xiāng)土植物,確保當?shù)厣鷳B(tài)平衡。
(3)生態(tài)功能為主。在河道生態(tài)建設(shè)中,應(yīng)用植物的最要原因就是因為其具有一定的水土保持、水質(zhì)凈化、過濾水質(zhì)、美化環(huán)境等功能。因此,要針對不同的環(huán)境條件,選擇生態(tài)功能突出的植物品種。例如水土流失嚴重地區(qū),可以選擇具有良好水土保持效果的南川柳。
(4)兼顧經(jīng)濟成本。在選種上,既要選擇來源充足、育苗簡單、繁殖能力強的品種,還要選擇抗病蟲害能力強的品種,降低養(yǎng)護費用,若無特殊需求,盡量選擇當?shù)爻R娭参铩?/p>
5 結(jié)語
生態(tài)河道具有很好的生態(tài)效益,具有提升城市環(huán)境質(zhì)量、改善居民生活環(huán)境的作用。在實踐中,要根據(jù)當?shù)貙嶋H情況制定合理的修復(fù)方案,優(yōu)化植物配置,并加強后期管理維護,才能確保生態(tài)河道功能的長效發(fā)揮,從而促進城市可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
[1]張 琳,李飛鵬,張海平.基于數(shù)值模擬的城市景觀水體生態(tài)設(shè)計研究――以廣西蒼海湖為例[J].中國園林,2015(10):76~80.
[2]陳志力.平原河道飲用水源水體植物生態(tài)系統(tǒng)凈化關(guān)鍵技術(shù)研究[J].水能經(jīng)濟,2016(1):297.
關(guān)鍵詞:洞庭湖;水生態(tài)系統(tǒng);現(xiàn)狀;問題;建議
中圖分類號:X-4 文獻標識碼:A
一、引言
得天獨厚的生態(tài)資源是洞庭湖區(qū)的核心資源,是洞庭湖區(qū)最大的資本、最好的品牌、最強的競爭力、最重要的生命線。
李白稱頌它“水天一色,風(fēng)月無邊”?!对狸枠怯洝窂娬{(diào)“巴陵勝狀,在洞庭一湖”?!抖赐ズ?藝文論》曰:“自來地理山川,一切藝文,至洞庭湖可謂極天下之大觀,盡古今人文之能事矣。”
保護好了洞庭湖區(qū)的生態(tài),就保住了洞庭湖區(qū)的價值、洞庭湖區(qū)的地位和特色。因此,在洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)建設(shè)中,必須始終把生態(tài)優(yōu)先放在最重要的位置。近日,筆者就湖南省益陽市洞庭湖區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)情況進行調(diào)研,經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),近幾年來,盡管益陽市在洞庭湖水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)方面做了大量工作,但問題仍然嚴重,必須引起各方高度重視。
二、工作現(xiàn)狀
(1)政策文件陸續(xù)出臺。近幾年來,按照中央和湖南省委、省政府的要求,抓住洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)建設(shè)的重大機遇,當?shù)剡m時出臺了一些政策文件,有力地謀劃和推進了洞庭湖水生態(tài)修復(fù)和保護工作。一是規(guī)劃類文件。《益陽市洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)規(guī)劃》已經(jīng)公布。由益陽市水務(wù)局組織編制的《益陽市水功能區(qū)劃》一書正式出版發(fā)行,這標志著益陽市實施最嚴格水資源管理制度有了更加科學(xué)、詳細的標準。洞庭湖益陽生態(tài)經(jīng)濟區(qū)水利、旅游產(chǎn)業(yè)、交通建設(shè)、環(huán)境保護、國土開發(fā)整治、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、工業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)發(fā)展等規(guī)劃也將陸續(xù)出臺。二是工作方案。益陽市人民政府印發(fā)了《益陽市最嚴格水資源管理制度實施方案》。益陽市水務(wù)局、市發(fā)展和改革委員會、市經(jīng)濟和信息化委員會、市財政局、市國土資源局、市環(huán)境保護局、市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局、市農(nóng)業(yè)委員會、市審計局、市統(tǒng)計局聯(lián)合印發(fā)了《益陽市實行最嚴格水資源管理制度考核工作實施方案》。此方案的正式出臺,意味著益陽市人民政府對各區(qū)縣(市)實行最嚴格水資源管理制度考核工作已走上制度化、規(guī)范化軌道。此外,《益陽市生態(tài)功能紅線劃定試點工作方案》《益陽市城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)自然山體水體保護與利用管理辦法》等文件也相繼出臺。三是決策決定類文件?!蛾P(guān)于加強資江流域益陽段水資源保護工作的決議》《加強益陽市城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)自然山體水體保護的決定》相繼。
(2)項目建設(shè)亮點紛呈。2014年,大力推動各類水生態(tài)修復(fù)工程。農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)加速推進。投資6.27億元,建設(shè)農(nóng)村飲水安全工程207處,為128萬人解決了農(nóng)村飲水不安全問題。志溪河、蘭溪河流域綜合治理成效明顯?;I資2300萬元,完成蘭溪河治理龍頭工程――團洲閘建設(shè);爭取國家投資5077萬元,全面啟動蘭溪河河道清淤、固腳護坡與生態(tài)修復(fù);投資510萬元,完成了志溪河重要河段整治,兩河水質(zhì)得到明顯改善。沅江市啟動水生態(tài)文明城市建設(shè),“五湖連通”等重點水生態(tài)保護項目有力推進。沅江市五湖連通工程從2007年開始設(shè)計實施, 總投資約20億元,通過清淤建閘、河道整治,使河水通暢而變得清澈;通過小橋、欄桿的點綴,使河道美觀;通過在沿河兩岸種草植樹,使環(huán)湖路形成一條優(yōu)美的“綠色長廊”。南縣以創(chuàng)建國家級生態(tài)縣為目標,打造南茅運河百里生態(tài)走廊。該項目于2011年啟動建設(shè), 截至目前,一期工程累計完成投資5.02億元,運河基礎(chǔ)功能得到治理與恢復(fù)。
(3)河湖管理力度加大。開展堤防管理年活動,堤防管理方法和模式不斷創(chuàng)新。建成水庫實時監(jiān)控管理系統(tǒng),實現(xiàn)了益陽市在冊517座中小型水庫以及資江干流5級梯級電站雨水情信息遙測,實時對水庫水位和降雨量進行自動測報,有效提升了防汛突發(fā)事件應(yīng)急指揮救援能力。啟動了益陽市水資源管理實時監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè),益陽市中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)項目全面開展。一些違法筑壩設(shè)網(wǎng)問題得到整治,切實維護水域生態(tài)系統(tǒng)平衡和漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展。南縣廣泛宣傳發(fā)動,并采取多部門聯(lián)合執(zhí)法方式,嚴厲打擊非法炸魚、電魚、毒魚和無證捕撈等行為,堅決取締燈光誘捕網(wǎng)、定置網(wǎng)、迷魂陣和攔河網(wǎng)等漁具,為放流魚苗生長創(chuàng)造良好環(huán)境,得到上級部門和社會的一致好評。
三、主要問題
【基金名稱】哈爾濱師范大學(xué)大學(xué)生實踐創(chuàng)新基金項目
濕地,與海洋、森林并稱為地球上的三大生態(tài)系統(tǒng),是具有獨特生態(tài)功能的自然綜合體,也是保障全球生態(tài)安全和人類經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展的重要資源。近年來,由于人為干擾程度的增強,全球濕地正面臨面積縮減、生態(tài)系統(tǒng)退化等諸多問題。大慶作為擁有120萬公頃濕地的城市,多年來油田的開發(fā)和建設(shè),以及對濕地的盲目開墾與改造,導(dǎo)致其得天獨厚的濕地資源遭遇同樣的生態(tài)威脅,因此,開展受損濕地生態(tài)修復(fù)工作的必要性顯而易見。而生態(tài)修復(fù)效益評價,不但是生態(tài)修復(fù)工作的重要組成,也是進一步調(diào)整和優(yōu)化生態(tài)修復(fù)方案的現(xiàn)實依據(jù)。以下將以位于黑龍江省大慶市城區(qū)內(nèi)的龍鳳濕地自然保護區(qū)為研究對象,將濕地生態(tài)功能和生態(tài)修復(fù)理論作為基礎(chǔ),從生態(tài)效益方面,對其生態(tài)修復(fù)情況進行初步評價。
研究區(qū)概況
龍鳳濕地自然保護區(qū)簡介
龍鳳濕地自然保護區(qū),位于黑龍江省大慶市龍鳳區(qū)東南部,東經(jīng)125?7′~125?5′,北緯46?8′~46?2′,距離市中心僅5km,總面積5050.39公頃,2003年被批準建立為省級自然保護區(qū),是我國位于城區(qū)內(nèi)部面積最大的天然濕地。保護區(qū)地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)范圍內(nèi),四季分明,溫差較大。其內(nèi)部地勢低洼平坦,泡沼相間,自然坡降不大于千分之一。土壤則由草甸土和沼澤土組成,其中沼澤土是其主要的土壤類型,分布面積約占自然保護區(qū)總面積的80%左右。
龍鳳濕地生態(tài)修復(fù)情況概要
所謂生態(tài)修復(fù),是指對生態(tài)系統(tǒng)停止人為干擾,利用生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力,輔之以人工措施,使受損的生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù),或向良性方向發(fā)展。其目標是實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復(fù)和合理結(jié)構(gòu)的重建。
龍鳳濕地的生態(tài)修復(fù)建設(shè),從20世紀90年代以后開始。1998年,龍鳳區(qū)政府正式著手龍鳳濕地生態(tài)修復(fù)工作,在原北二十里泡滯洪區(qū)濕地的核心地帶,規(guī)劃了龍鳳濕地自然保護區(qū),并成立龍鳳濕地自然保護區(qū)管理處,其與大慶市防洪工程管理處等相關(guān)部門一道,實施對龍鳳濕地的生態(tài)修復(fù)工程。
龍鳳濕地生態(tài)修復(fù)效益評價
水質(zhì)評價
根據(jù)大慶市環(huán)境監(jiān)測中心站2001年7~9月,對龍鳳濕地自然保護區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),對比2010年5~8月,胡遠東等于龍鳳濕地管理中心觀景平臺附近獲得的水體采樣數(shù)據(jù),選取PH值、石油類、總磷、汞、CODMn、BOD5六項指標作為水質(zhì)比較依據(jù),運用《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中Ⅲ類水質(zhì)(集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū))為評價標準,采用單因子指數(shù)評價方法,從水質(zhì)變化方面,分析龍鳳濕地生態(tài)修復(fù)效果。
單因子指數(shù)評價方法計算公式
(1)
(1)式中,P為水體的綜合污染指數(shù),Pi為第i項指標的污染指數(shù),n為評價指標數(shù)。
(2)
(2)式中,Ci為第i項污染物的平均值,Cis為第i項污染物的評價標準值。
其中,對PH指標的計算方法為:
(3)
(3)式中,CPH為實測的PH平均值,CPHs為PH的評價標準值上限。
各項水質(zhì)指標對比結(jié)果(見表1)
表1 大慶龍鳳濕地生態(tài)修復(fù)水質(zhì)
單因子指數(shù)評價法結(jié)果
評價結(jié)果顯示,截止至2010年,龍鳳濕地水體污染程度有所減輕,綜合污染指數(shù)相較近10年前明顯下降,主要體現(xiàn)在PH、石油類、總磷三項指標上,尤其PH、總磷兩項指標,按照國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》的規(guī)定,處于Ⅲ類水質(zhì)標準值之內(nèi),說明經(jīng)過生態(tài)修復(fù),龍鳳濕地水體在水質(zhì)方面取得初步改善。
但對比發(fā)現(xiàn),2010年汞、CODMn、BOD5三項污染指數(shù)相較2001年成倍增加,且除PH、總磷外,其余指標均未達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》對于Ⅲ類水質(zhì)的相應(yīng)要求,因此,龍鳳濕地有機污染仍然較為嚴重,對于龍鳳濕地水環(huán)境的治理工作任重道遠。
生物物種多樣性評價
由于龍鳳濕地位于大慶城區(qū)內(nèi)部,受人為活動干擾較大,濕地范圍內(nèi)曾遭受不同程度的分割和破壞,在龍鳳濕地自然保護區(qū)成立之初,生物的種類和數(shù)量相對稀少,其中鳥類的數(shù)量僅為5萬只。但經(jīng)過近年來的生態(tài)修復(fù),情況已有明顯好轉(zhuǎn)。
目前,龍鳳濕地內(nèi)有64科314種維管束植物、207種野生動物,分別占濕地植物、動物種類數(shù)的28.4%和28.6%。濕地動物中包括鳥類76種,其數(shù)量已恢復(fù)至15萬只。另外,龍鳳濕地國家Ⅰ、Ⅱ級保護動物的成份,在整個物種組成中占有很大比例,且其勢有增無減,越來越多。
植物物種。龍鳳濕地內(nèi)部地勢平坦,為無林區(qū)域,植物資源主要以沼生、濕生植物為主,共計314種,其中還包括多種經(jīng)濟植物,如問荊、蒲公英、細葉百合等藥用植物50~60種,菱、慈姑、野燕麥等淀粉植物10余種。此外,經(jīng)過對蘆葦、菹草等植物的移植,龍鳳濕地正逐步形成以沉水植物-漂浮植物-挺水植物為垂直結(jié)構(gòu)的立體植物群落。
動物物種。經(jīng)過調(diào)查確認,經(jīng)生態(tài)修復(fù),龍鳳濕地內(nèi)現(xiàn)有哺乳動物4目11科13種,占全省獸類總種數(shù)的14.77%;魚類有土著種43種,引進種2種,占全省魚類總種數(shù)的42.86%。相較魚類、哺乳類動物,龍鳳濕地鳥類的種類則更為豐富,據(jù)目前統(tǒng)計共有142種,隸屬16目,33科,其中有丹頂鶴、東方白鸛、大鴇等國家一級保護動物5種,灰鶴、大天鵝、鴛鴦等國家二級保護動物19種,大白鷺、青頭潛鴨等省級重點保護動物19種,因此龍鳳濕地已經(jīng)成為觀鳥的絕佳去處。由于龍鳳濕地地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),氣溫年較差較大,不利于變溫的兩棲、爬行類動物的生存和繁衍,因此限制了龍鳳濕地內(nèi)此類動物的分布及種類數(shù)量,目前僅查清了7種兩棲、爬行類動物。
雖然龍鳳濕地生態(tài)修復(fù)工作對本區(qū)生物物種多樣性的恢復(fù)和保護發(fā)揮了積極作用,但值得注意的是,由于濕地內(nèi)部水量不足、人類活動等潛在隱患依然存在,一些珍稀物種,如東方白鸛的數(shù)量近年來有所下降,需要保護區(qū)管理部門提高警惕。
根據(jù)蘇琦等搜集的大慶市區(qū)植被覆蓋面積變化數(shù)據(jù),計算得出1990年、2001年、2007年大慶市區(qū)植被覆蓋面積分別為456787.39公頃、38462.48公頃、204214.86公頃。由此可知,與上世紀90年代初相比,2001年大慶市區(qū)植被覆蓋面積急劇縮減,但截止至2007年又出現(xiàn)明顯恢復(fù)。
植被覆蓋面積得以恢復(fù)的原因,主要源于大慶市斥資開展的一系列生態(tài)建設(shè)和生態(tài)恢復(fù)工程。其中,2003年以來,龍鳳濕地省級自然保護區(qū)的建立,以及對其展開的生態(tài)修復(fù)活動,對大慶市區(qū)植被面積的增加功不可沒。據(jù)統(tǒng)計,在龍鳳濕地核心區(qū)內(nèi),僅蘆葦年產(chǎn)就達10000噸左右,保護區(qū)內(nèi)植被的恢復(fù),可增強龍鳳濕地水生植物對水體中懸浮物質(zhì)的捕獲、固定所用,不僅為水生植物的生長提供營養(yǎng),同時通過沉積作用使保護區(qū)內(nèi)的底質(zhì)環(huán)境得到改善。
調(diào)節(jié)局地小氣候是濕地的生態(tài)功能之一,樊曉丹采用實地觀測的方式,以100米為間距,從龍鳳濕地邊緣向外布設(shè)觀測點,得到從龍鳳濕地向城區(qū)方向距離地表1.5m處的氣溫與相對濕度數(shù)據(jù)。經(jīng)過對5月11日~15日各觀測點5個時段數(shù)據(jù)的算術(shù)平均處理,可得到自龍鳳濕地向的氣溫與相對濕度變化情況(見表2),即距離龍鳳濕地越近,氣溫越低,相對濕度越大。由此可見,龍鳳濕地具備調(diào)節(jié)氣溫、增加城區(qū)空氣濕度的功能。
在對龍鳳濕地自然保護區(qū)的水質(zhì)、生物物種多樣性、植被覆蓋面積及對城區(qū)空氣濕度影響的情況進行評價后可得出以下結(jié)論:
水質(zhì)方面,經(jīng)過生態(tài)修復(fù),龍鳳濕地的水質(zhì)污染程度,較保護區(qū)成立前有所減輕,但仍然呈現(xiàn)出有機污染嚴重、水體富營養(yǎng)化程度較高的特點。
生物物種多樣性方面,在維持原有動植物物種的基礎(chǔ)上,人為引進魚種兩種,并因濕地環(huán)境的改善使鳥類的種類得到增加,且其數(shù)量由過去的5萬只恢復(fù)至15萬只,形成以觀鳥為主要特色的濕地生態(tài)景觀。但由于濕地水量不足、市區(qū)內(nèi)人為干擾不可避免等潛在威脅的存在,東方白鸛等珍稀物種的種類和數(shù)量波動不定。
植物恢復(fù)方面,龍鳳濕地生態(tài)恢復(fù)示范區(qū)進行了對蘆葦、菹草等水生植物的移植??v觀龍鳳濕地核心區(qū),僅蘆葦年產(chǎn)量就可達10000噸左右,通過水生植物的沉積作用有效改善了龍鳳濕地的底質(zhì)環(huán)境,鞏固了生態(tài)修復(fù)成果。
對小氣候的影響方面,龍鳳濕地具有調(diào)節(jié)大慶城區(qū)溫度與空氣濕度的功能,且在對大慶市2001~2006年平均最高氣溫和蒸發(fā)量指標的對比中可得知,該種效應(yīng)隨對龍鳳濕地生態(tài)修復(fù)工作的推進而日趨顯著。
總體看來,針對龍鳳濕地進行生態(tài)修復(fù)后,其生態(tài)功能得以初步恢復(fù),生態(tài)效益較為可觀。
在控制污染,保證水質(zhì)方面,加大對龍鳳濕地周邊,直接排污或排放不達標污水企業(yè)的處罰力度,加強污水處理場的建設(shè);倡導(dǎo)生態(tài)農(nóng)業(yè),控制龍鳳濕地周圍農(nóng)村對低效能、高污染農(nóng)藥及化肥的使用;積極推廣生物修復(fù)技術(shù),利用植物或微生物的生命活動,吸收、降解水體污染物;提高水質(zhì)監(jiān)測的科技含量,構(gòu)建龍鳳濕地水質(zhì)監(jiān)測信息系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】生態(tài)修復(fù)技術(shù);現(xiàn)代濱水園林;應(yīng)用
中圖分類號: TU986 文獻標識碼: A
一前言
國民經(jīng)濟持續(xù)、快速的發(fā)展,民眾更加重視生活質(zhì)量,特別是對戶外空間的需求越來越高。在發(fā)展經(jīng)濟的過程中水體、環(huán)境的污染比較大,面對嚴重的社會環(huán)境問題,,濱水景觀的建設(shè)應(yīng)強調(diào)生態(tài)環(huán)境建設(shè)。增強生態(tài)修復(fù)技術(shù)在濱水景觀建設(shè)中的應(yīng)用,對實現(xiàn)局部生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展具有重要意義。
二、生態(tài)修復(fù)技術(shù)原理及作用
濱水生態(tài)修復(fù)是指對湖、江、河、濕地的水質(zhì)改善、水土保持、動植物棲憩和綠化美化等方面的修復(fù)治理,對沿岸的空間、設(shè)施、環(huán)境等進行規(guī)劃設(shè)計,以創(chuàng)造優(yōu)美、生動、特色的濱水生態(tài)景觀。同時,在保護生態(tài)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展思想下,從生態(tài)學(xué)的角度提出了植物修復(fù)、重構(gòu)系統(tǒng)食物鏈、重建緩沖帶及濱水綠化、實施生態(tài)護岸、增加物種重建群落等一系列恢復(fù)濱水生態(tài)的方式與途徑。
1.原理
在利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網(wǎng),吸附水體中大量的懸浮物,并逐漸在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物成為無機物,使其成為植物的營養(yǎng)物質(zhì),通過光合作用轉(zhuǎn)化為植物細胞的成分,促進其生長,最后通過收割浮島植物和捕獲魚蝦減少水中營養(yǎng)鹽;通過遮擋陽光抑制藻類的光合作用,減少浮游植物生長量,通過接觸沉淀作用促使浮游植物沉降,有效防止“水華”發(fā)生,提高水體的透明度,其作用相對于前者更為明顯;工浮島本身具有適當?shù)恼诒?、渦流、飼料等效果,構(gòu)成了魚類和水生昆蟲生息的良好條件;同時浮島上的植物可供鳥類棲息;為了吸引某種鳥在島上搭窩,根據(jù)該鳥的筑巢習(xí)慣在人工浮島上進行特殊布置,為該鳥創(chuàng)造筑巢的條件;此種設(shè)計有利于恢復(fù)物種多樣性和保護當?shù)靥赜形锓N。
2.作用
生態(tài)修復(fù)技術(shù)在水質(zhì)凈化、創(chuàng)造生物(鳥類、魚類)的生息空間、改善景觀、消波效果對岸邊構(gòu)成保護作用。具體來說主要體現(xiàn)在:
(一)提高水質(zhì)
良好的濱水堤岸帶能捕獲流失的土壤和營養(yǎng)物質(zhì),減少岸坡上的營養(yǎng)物質(zhì)流入河流,使水質(zhì)得到提高。
(二)穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)
良好的濱水堤岸帶是岸上和水體之間的廊道,能夠擔當起兩者生物間季節(jié)性遷移的任務(wù),可減少甚至避免河流生態(tài)系統(tǒng)的破壞。
(三)吸收營養(yǎng)物質(zhì)
濱水堤岸的植被能夠吸收利用人為排放和地下水中的很多營養(yǎng)物質(zhì),降低因水體富營養(yǎng)化而導(dǎo)致浮游植物和藻類大量繁殖的風(fēng)險。
(四)改善小氣候
濱水堤岸植被改善了小氣候,能夠降低新生體的死亡率,并通過對溫度的調(diào)節(jié)來促進動植物的生長。
(五)降低水面
深根系的濱水堤岸植被在一些情況下能降低河流沿程的水面,減少地下水中鹽類和營養(yǎng)物質(zhì)進入河流。
(六)控制藻類生長
濱水堤岸帶植被能夠減少進入河流生態(tài)系統(tǒng)中的光照并降低水溫,控制浮游植物和藻類的生長。
(七)增加水生動物
健康的濱水堤岸帶植被能維護水生動物(包括昆蟲和以他們?yōu)槭车聂~類)的棲息地,并為水生動物提供重要的食物,包括掉落于水里的樹葉、果實等。
(八)增強景觀的宜人性
草木叢生的城市濱水堤岸在沿水帶構(gòu)建出的綠色風(fēng)景,與周圍的景色相結(jié)合,呈現(xiàn)出一種舞臺層次感,為城市居民提供了休息、娛樂等活動場所。
三、生態(tài)恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究
受水陸生態(tài)系統(tǒng)共同影響,濱水帶形成獨特的生境類型。發(fā)育良好的濱水帶具有一定的結(jié)構(gòu),而退化濱水空間帶來的卻是生境破碎化,不僅使濱水生境面積減少,同時使各小生境間產(chǎn)生一定空間距離隔離。濱水帶生境的消失和破碎是人類發(fā)展對生物多樣性最嚴重、最直接的威脅。因此,濱水帶生境恢復(fù)技術(shù),為濱水帶生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造良好的生境條件,是退化濱水景觀帶植物群落生態(tài)恢復(fù)的前提。
1.基底改良技術(shù)研究
為防洪防汛與經(jīng)濟開發(fā),我國許多濱水帶已被建立成近直立人工護岸、魚塘灘地及農(nóng)田,這對濱水帶的基底結(jié)構(gòu)造成嚴重破壞,且致風(fēng)浪經(jīng)護岸巖壁反射形成駐波,浪高增至兩倍,更不利水生植物生長,導(dǎo)致植物對基底作用減弱,破壞程度進一步惡化?;资撬参镌幕A(chǔ),淤泥底質(zhì)特征、有機質(zhì)和營養(yǎng)鹽限制等因素都會影響植物生長和群落結(jié)構(gòu)。水岸帶基底的突出特點是水分多,土壤肥力較高,空氣濕度也較高
2.駁岸改造技術(shù)
駁岸設(shè)計形式對濱水帶生態(tài)景觀影響較大?,F(xiàn)今由于缺乏合理的生態(tài)規(guī)劃意識,多數(shù)城鄉(xiāng)的濱水帶以混凝土近直立式人工駁岸為主,隔斷了水陸生態(tài)交錯帶,且其地面污染物經(jīng)雨水沖刷后直接進入水體,加重水質(zhì)污染。因此,駁岸改造也是退化水岸生態(tài)修復(fù)的重要手段之一。
生態(tài)型護岸是指恢復(fù)后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護岸。它具有增強岸坡的穩(wěn)定性、防止水土流失、成本小、工程量小、環(huán)境景觀協(xié)調(diào)性好、適應(yīng)性好等優(yōu)點。
3.水文恢復(fù)技術(shù)
水文情勢(HydrologicalRegime)是水生生物群落重要的生境條件之一,水生態(tài)系統(tǒng)的生物過程對于水文過程的變化呈現(xiàn)明顯動態(tài)響應(yīng)。反之,生物過程對水文過程也產(chǎn)生重要反作用。Poff等早在1997(就提出自然水流范式(NatureFlowParadigm,NFP),認為未擾狀況下的自然水流對于水生態(tài)系統(tǒng)整體性和支持土著物種多樣性具有關(guān)鍵意義。
四、生態(tài)修復(fù)技術(shù)在濱水園林建設(shè)中的應(yīng)用
1.濱水生態(tài)環(huán)境的保護
濱水景觀設(shè)計建設(shè)的重要內(nèi)容之一是濱水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè),涉及水體、水陸交錯地帶與近水陸地。濱水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)應(yīng)考慮多空間尺度:從水體及流域的整體觀出發(fā),重視來自上下游、左右岸和水域、流域的影響;而在實際中,濱水環(huán)境整治常常由于用地權(quán)屬而限于河流或湖泊的某一區(qū)段,生態(tài)環(huán)境整治往往從局部入手。生態(tài)修復(fù)的前提是控制和治理從水體周邊至流域范圍內(nèi)的污染,包括工業(yè)污染、生活污水和農(nóng)藥化肥等各種點源和面源污染。
2.濱水景觀設(shè)計建設(shè)的生態(tài)修復(fù)思路
濱水景觀環(huán)境治理通常指特定的水體和濱水地帶的環(huán)境修復(fù)和重塑,應(yīng)積極堅持和采取生態(tài)化的方向和途徑。當前景觀生態(tài)學(xué)理念正逐漸影響著各種行業(yè)發(fā)展的主流,生態(tài)城市、生態(tài)工程和生態(tài)景觀的理論和技術(shù)不斷出現(xiàn)。景觀生態(tài)學(xué)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一就是景觀與城市規(guī)劃,而濱水景觀規(guī)劃是現(xiàn)代景觀規(guī)劃的重要對象和范疇之一。濱水地帶承載著豐富的生命信息,是生物多樣性種群依存的生境,生態(tài)良好的水體及濱水環(huán)境是流域和地區(qū)景觀安全格局的有力支持和保證。景觀規(guī)劃設(shè)計的宗旨是調(diào)整土地開發(fā)、工程建設(shè)與自然環(huán)境之間的保護利用關(guān)系;運用景觀生態(tài)學(xué)原理對資源環(huán)境問題進行科學(xué)分析,尋求通過土地及空間的規(guī)劃解決問題的途徑和方案。在濱水景觀設(shè)計建設(shè)中,應(yīng)強調(diào)和遵循生態(tài)保護和修復(fù)的思路:(一)根據(jù)濱水空間的規(guī)模尺度和環(huán)境容量,合理確定水體周邊土地利用的目的、性質(zhì)、規(guī)模和方式,避免決策不當造成利用強度過大而影響和破壞生物生境的多樣性。(二)按照景觀生態(tài)修復(fù)的機理和生物生態(tài)技術(shù),進行水體環(huán)境的自然或半自然景觀形態(tài)重塑,控制外部污染,實施水生態(tài)治理,恢復(fù)水體水岸的多種生物生境。(三)推行生態(tài)化景觀建設(shè)技術(shù),林草植被從選種到分布,水利工程從護岸到堤防等設(shè)計改造采用生態(tài)技術(shù),營造一個生機勃勃的有利于多樣化動植物生存的濱水生態(tài)環(huán)境。
3.城市濱水區(qū)生態(tài)恢復(fù)研究展望
目前,城市濱水區(qū)保護和開發(fā)利用已引起世界各國的普遍重視。如何對退化的濱水生態(tài)系統(tǒng)進行恢復(fù),使城市濱水資源能在有效保護的前提下帶動城市的可持續(xù)發(fā)展,已成為擺在我們面前的一項艱巨課題。根據(jù)對國內(nèi)外城市的相關(guān)研究情況的綜述和分析,可從以下幾個方面加強研究:(一)濱水區(qū)生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)理論研究。如不同干擾條件下濱水生態(tài)系統(tǒng)的受損過程及其響應(yīng)機制;濱水生態(tài)系統(tǒng)退化的景觀診斷、動態(tài)監(jiān)測、模擬、預(yù)報及其評價指標體系等。(二)退化濱水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù),物種與生物多樣性的恢復(fù)與維持技術(shù)研究等。(三)景觀生態(tài)學(xué)理論的結(jié)構(gòu)、功能、背景、碎裂化以及動態(tài)變化因素在城市河流的生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用研究。(四)借鑒國外成功經(jīng)驗,建立一套適合我國國情的城市濱水區(qū)生態(tài)恢復(fù)的研究方法和技術(shù)。
五、結(jié)束語:
現(xiàn)代濱水園林的開發(fā)建設(shè)是建立在水資源合理利用基礎(chǔ)上,既要確保工程項目安全,也要關(guān)注生態(tài)效益,濱水生態(tài)修復(fù)的具體技術(shù)就有著極強的實用價值。在這一方面不同學(xué)科的協(xié)作十分必要。從保護資源環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展角度講,濱水園林等景觀建設(shè)需要從組織機構(gòu)與運行、使用機制上實施保障。濱水園林環(huán)境生態(tài)修復(fù)是長期、復(fù)雜的任務(wù),相關(guān)的方法技術(shù)應(yīng)該反復(fù)試驗,積極的進行創(chuàng)新。
參考文獻:
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選用固定尺寸的鋼釬作為測試材料,進行矩陣式的排列。以行數(shù)和列數(shù)為統(tǒng)計。統(tǒng)計出鋼釬之間的距離。通常以2到3米為適宜。也可以根據(jù)實際地址情況來具體決定間隔長度。將這些鋼釬釘入監(jiān)測的坡面內(nèi),留出一定的長度,便于統(tǒng)計與編號。在施工或者汛期結(jié)束后,測量預(yù)留長度的剩余,計算對水土的侵蝕與具體影響為多少。這種方法是利用現(xiàn)代設(shè)備,以一定時間段為單位定期的進行監(jiān)測。實地調(diào)研,掌握一手數(shù)據(jù)??梢允褂脺y量儀器如(gps能夠?qū)崟r的測量出土地的立體信息同時進行制圖工作、測高儀、標尺等等)。
2水利工程水土流失檢測各個時期的工作
首先做好準備工作。準備監(jiān)測工具確定監(jiān)測組成員。對地理位置進行采樣。從地理信息、天氣信息、土壤特性等等各個方面進行統(tǒng)計。以便幫助中期和后期進行更好的工作。進入到監(jiān)測實施期,就要確定樣方,設(shè)定采集和監(jiān)測具體點。定期進行觀察。觀察水利工程的進展情況。在水利工程進展中是否有對水土進行大量破壞,造成大量水土流失的情況發(fā)生。設(shè)置水土保持預(yù)案。在水利工程進展后期以及水利工程結(jié)束后,要合理進行水土恢復(fù)工作。計算水土流失量,設(shè)置水土恢復(fù)方案。比如土回填、植被恢復(fù)造林、防止水土繼續(xù)流失等等。
3水土保持措施(以河道水土保持為例)
一是坡面滲蓄、工程攔蓄天上水,使地表淡水向土體深層轉(zhuǎn)化,并保持在地下。因高差形成的勢能,在無雨時節(jié),上游的地下水轉(zhuǎn)換為下游的地表水,維持河流用水量,保持河道常年不斷流,以補給地下水,增加水資源的可利用量,發(fā)揮以淡壓咸的作用。二是減少水庫、江河淤積,使水利工程延長壽命,增加效益,減輕防洪負擔。三是避免點源和非點源污染通過徑流匯入受納水體,減輕水體富營養(yǎng)化及其它形式的污染。這一切都有利于水資源的開發(fā)利用和水環(huán)境的保護,都建設(shè)景觀水利、營造親水空間的基礎(chǔ)。同樣,搞好水資源管理可以進一步增強水土保持措施的滲蓄、攔沙效益。缺少水資源管理,就會使陸地淡水在時間和空間分布上失衡,在生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水分配上失調(diào);就會使水土保持和生態(tài)環(huán)境用水的數(shù)量和質(zhì)量難以得到保障,生態(tài)修復(fù)和濕地恢復(fù)難以實施;就會損害地表植被,使生態(tài)系統(tǒng)功能逐步退化,水土流失逐年加劇。沒有水土保持,水資源管理就會失去支撐,失去生機和活力。唯有建立在水土保持基礎(chǔ)之上的水資源管理才是健康的、穩(wěn)固的、可持續(xù)的。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:河道; 生態(tài)修復(fù); 探索
中圖分類號: TV85 文獻標識碼: A 文章編號:
什么是生態(tài)修復(fù)?
生態(tài)修復(fù)主要是依靠大自然的自我修復(fù)能力,并輔助于適當?shù)娜斯ご胧?,加快破壞了的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)功能,它是一個長期而復(fù)雜的系統(tǒng)工程。
河道生態(tài)系統(tǒng)是流域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。我們在水、河流的利用研究和開發(fā)都已經(jīng)達到了非常高的水平。但是近幾年來,隨著水污染情況的加劇,水的生態(tài)修復(fù)學(xué)研究才被提上日程。
河道生態(tài)修復(fù)的目的是消除河流域生態(tài)系統(tǒng)的不良影響,保持河流生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。西方一些比較發(fā)達的國家和日本在河道修復(fù)研究起步較早。他們在實踐的基礎(chǔ)上,總結(jié)了河流生態(tài)修復(fù)的八項措施:
恢復(fù)緩沖帶;
重建植被;
修復(fù)馬蹄形濕地;
降低邊坡;
重塑彎曲河谷;
修復(fù)淺灘和深塘;
修復(fù)水邊濕地;
修復(fù)河塘。
目前,我們國家經(jīng)過一些地區(qū)對河道生態(tài)修復(fù)研究和探索,概括了兩大類河道生態(tài)修復(fù)的措施:一類是植物保護法,一類是植物保護同工程技術(shù)措施相結(jié)合。我國的河道生態(tài)修復(fù)工作仍然是在初始階段,缺乏多層次的全方位的生態(tài)恢復(fù)研究,更沒有系統(tǒng)的科學(xué)的學(xué)習(xí)的理論作指導(dǎo)。
以江蘇省贛榆縣為例。江蘇省贛榆縣大概有15條河流,在這15條河流中沭河、朱吉河、沙汪河、龍王河這四條河流污染嚴重。龍王河、沙王河水的質(zhì)量更是沒有達到灌溉農(nóng)田的程度,幾乎寸草不生的河道,各種生物幾乎滅絕。因此近些年來,江蘇省開始全面進行河道疏浚整治工作。利用這樣的時機,開展河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究,探索在河道整治過程中,采取那些技術(shù)措施,才能既保護河堤坡體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)置,又改善水質(zhì),同時提高河流的生物種群,也提高河道其自我凈化功能。建立一個與周圍環(huán)境協(xié)同發(fā)展的關(guān)系,保持社會經(jīng)濟良性循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)。
本文以青口河為載體,對河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)進行思維構(gòu)思。
工程調(diào)查青口河是贛榆縣代表河流之一,全長64公里,在贛榆縣長47.5公里,通過贛榆縣縣城,整個流域面積493平方公里,經(jīng)過丘陵面積267平方公里,最大洪峰流量約2140立方米/秒。這條河流經(jīng)區(qū)域85%的為山區(qū),地面落差為150米以上,上游河道寬度200〜500米,比降1/400〜1/600的比例;下游河道寬60〜80米,比降7/10,000;灘面完整,為50年一遇的防洪標準。市區(qū)內(nèi)均為水泥路;河坡灘面以下為砌筑的用于保護的坡面,缺乏植被生長的土壤養(yǎng)分狀況。下游部分是含鹽量很高的土壤,土壤含鹽量為0.4%〜0.7%,及其不利于生長植物和動物的繁衍。
河流生態(tài)恢復(fù)的原則
1自然性原則我們不可能把這條河完全恢復(fù)到原始狀態(tài)。但是在河道生態(tài)修復(fù)時我們盡量模擬自然的狀態(tài),創(chuàng)造良好的環(huán)境和景觀,促進自然生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。具體措施如:
使用拋石、木樁等護坡固堤;
在河堤上使用喬木、灌木、草相結(jié)合的立體防護;
創(chuàng)建合適生物棲息之地;
增設(shè)魚道;
調(diào)整河道結(jié)構(gòu);
淺灘和沙洲的恢復(fù)等。
2生態(tài)性原則
以生態(tài)為原則,不僅可以降低成本,還能實現(xiàn)對污水處理廠難以處理或處理成本較高的污染物有效果的控制,同時要具有景觀效果,并且還可以改善當?shù)氐臍夂?,加強生物多樣性,保護生態(tài)平衡。具體措施如下:
因地制宜地發(fā)展池塘、人工濕地、生物柵、生物浮島等處理技術(shù);
注重河岸植被建設(shè);
河流生態(tài)走廊建設(shè);
治理與控制河堤的水土流失;
在水域內(nèi),種植各種喜水、耐水植物;
發(fā)展水生動物,提高水域生物凈化功能。
河道生態(tài)恢復(fù)技術(shù)設(shè)計構(gòu)想1基本思路根據(jù)青口河,地理位置和特點,對河流生態(tài)修復(fù)必須從以下幾個方面進行修復(fù):
進行河道生態(tài)修復(fù)后,既不能影響整個河道的行洪能力,還要在不破壞原坡面的情況下進行生態(tài)修復(fù);
對河堤及灘面進行修復(fù)時,應(yīng)選擇快速覆蓋,根系發(fā)達、抗沖刷能力強,適應(yīng)本地區(qū)的喬、灌、草種;
岸坡消落帶的生態(tài)修復(fù)應(yīng)考慮到防水浪沖刷及適合魚巢的功能,同時對消落帶植物的選擇要重點考慮;
對河道整體結(jié)構(gòu)的調(diào)整要回歸自然,宜寬則寬,宜彎則彎,恢復(fù)淺灘和深塘,修復(fù)河邊濕地;
在不同河段內(nèi)放養(yǎng)水生動物和微生物,種植水生植物,以分解吸收水體中的營養(yǎng)液,達到凈化水體的功能;
對沿線的污水口截流分流,使污水雨水分流,杜絕污水入河;
在物種的選擇上要注意選擇適宜本地區(qū)氣候環(huán)境,同時不造成外來物種入侵,抗逆性好,管理粗放,植物根系發(fā)達,固土能力強;環(huán)保效果好,能有效地消除油污、煙塵和有毒化學(xué)物質(zhì)的植物種類。
2生態(tài)修復(fù)技術(shù)
總結(jié)制定青口河清淤整治工程修復(fù)方案后得出:河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)該“尊重自然”、“人水相親”、“和諧自然”的思路。在保證水利工程正常作用的前提下,修復(fù)河道結(jié)構(gòu)、恢復(fù)河道生態(tài)平衡功能。使退化的河道生態(tài)系統(tǒng)得到修復(fù),達到河流域的生態(tài)平衡。
上,中游的河流的特點及整改措施:
上、中游段, 按照“誰承包,誰管理、收益”的原則,簽定承包合同。
上游和中游的河流情況:
河面較寬,
有不少淺灘,深塘等,
具體措施為:
采取疏通河道中泓;
修復(fù)淺灘、深塘水邊濕地;
重塑彎曲河谷等工程措施,
調(diào)整河道結(jié)構(gòu)。
植被措施布設(shè)為,
河堤、灘面以用材林、經(jīng)濟林為主。主要栽植楊樹、水杉、板栗、銀杏。
堤肩以銀杏、水杉間種,間距4 米,灘面及內(nèi)外堤坡栽植楊樹、板栗,
河道水面放養(yǎng)水生動物和微生物,種植水生植物,
在淺水區(qū)、濕地區(qū)種植濕生植物,草種選擇菖蒲、水蔥、扁桿草、、毛莨等。
河道生態(tài)修復(fù)項目不是一個孤立的系統(tǒng),它是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)也包括植物修復(fù)、動物修復(fù)、微生物修復(fù)相互作用,相互統(tǒng)一。河道內(nèi)部生物系統(tǒng)和相鄰生物系統(tǒng)之間的所有產(chǎn)生的物質(zhì)與能量的動態(tài)互動。
河道生態(tài)恢復(fù)的真正意義應(yīng)是在保證邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ),以生物多樣性為目標;保證護堤、疏通河道,使河道平衡和諧發(fā)展;使水、土壤、生物,形成良性循環(huán);不僅恢復(fù)河道景觀效果,而且恢復(fù)河道的自我修復(fù)功能;還應(yīng)恢復(fù)被污染的河水,提高河流的自凈能力;從而使整個河流生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定發(fā)展。
此文只是以一條河流為范例進行分析,其他河流的河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)也應(yīng)從植被措施、工程措施、水產(chǎn)養(yǎng)殖、生物多樣化這些技術(shù)入手。
水污染環(huán)境的治理是河流生態(tài)修復(fù)過程中最棘手,最有難度的一項工程。工業(yè)廢水,生活廢水的大量排泄,遠遠超過了河流的自凈能力,是河道生態(tài)修復(fù)的重要工作之一,也是目前生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究的熱點和難點?,F(xiàn)在僅僅靠人工干預(yù)的措施治理河道水污染,這樣對水環(huán)境的恢復(fù)是難以維持的,因此,河流生態(tài)修復(fù)后的水生系統(tǒng)的穩(wěn)定性管理技術(shù)也還有待進一步研究。
河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)需要探索的路還很長,因此目前情況下,我們一定要愛護環(huán)境、保護環(huán)境,使人和自然和諧相處,走可持續(xù)發(fā)展道路。
參考文獻。
關(guān)鍵詞:斷頭河浜;工程示范;人工浮島;曝氣魚塘
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)11-2669-03
蘇南水網(wǎng)地區(qū)河流眾多,人們習(xí)慣將與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和百姓日常生活相關(guān)的小河流或人工小水渠稱為河浜[1]。近年來,隨著國家“村村通”的實施和新農(nóng)村建設(shè)規(guī)模的不斷擴大,鄉(xiāng)村交通得到了長足發(fā)展,村內(nèi)起交通運輸作用的河浜逐漸失去其原有的航運功能,與之相應(yīng)而產(chǎn)生的“填浜筑路”的舉措使得多數(shù)河浜被填埋或攔腰截斷,成為斷頭河浜[2]。
蘇南太湖流域周邊村落多數(shù)依河浜兩岸分散而建,兩岸村民多將河浜作為生活用水的水塘[3]。村落污水收集管網(wǎng)和污水處理站的建設(shè)因當?shù)亟?jīng)濟、地域、產(chǎn)業(yè)格局的影響而受到限制[4],污水無法集中收集處理,使得河浜成為納污載體,直接消納來自兩岸居民就近排入的生活污水以及河浜內(nèi)魚塘養(yǎng)殖廢水,致使河浜污染和淤積嚴重,污水最終匯入太湖,加劇了太湖水體的富營養(yǎng)化程度[5]。因此合理解決農(nóng)村地區(qū)生活污水污染問題,以及恢復(fù)河浜原有生態(tài)功能,對于太湖流域水環(huán)境污染防治與水質(zhì)提高意義重大[6]。
采用地埋式微動力A/O法+曝氣魚塘組合工藝對江蘇省常州市談家頭村生活污水進行治理,通過對村邊斷頭河浜內(nèi)原有的魚塘進行底質(zhì)改性和底棲動物控養(yǎng),在魚塘底部增設(shè)曝氣裝置,對水體進行曝氣增氧,并以斷頭河浜為依托構(gòu)建人工浮島,從而在恢復(fù)斷頭河浜生態(tài)環(huán)境的同時,進一步消納、凈化經(jīng)生化處理的周邊零星農(nóng)戶所排放的生活污水,解決農(nóng)村生活污水難以集中處理及河浜生態(tài)環(huán)境惡化的雙重問題,消減了匯入太湖的水污染負荷,具有處理效果好、運行穩(wěn)定、能耗低、維修簡單等特點,幾乎不占用土地面積,生態(tài)環(huán)境效益顯著。
1 示范工程概況
工程位于江蘇省常州市談家頭村,村內(nèi)生活污水經(jīng)污水管渠收集后就近排入村邊水體——談家頭浜,經(jīng)武南河進入武進港(當?shù)匾粭l連通太湖的運河叫武進港,并非港口),最后匯入太湖,污水未經(jīng)任何處理,污染嚴重。河浜內(nèi)魚塘依河而建,過量的飼料投放以及魚自身排泄物使河浜有機污染嚴重;河浜底部形成了一層由水生生物的尸體、糞便、殘餌沉積而成的黑色淤泥,淤泥內(nèi)的有機質(zhì)在厭氧、缺氧條件下形成大量的有害物質(zhì)如甲烷、硫化氫、氨等[7],臭氣難聞,影響周邊居民的日常生活,不利于河浜內(nèi)水生生物的生長;河浜底泥中的氮、磷存在著季節(jié)性釋放的問題,河水富營養(yǎng)化程度高,水體中藻類、浮萍瘋長[8]。工程治理流域涉及談家頭村民150戶,總?cè)丝?00人,談家頭浜治理段長約60 m,平均寬約8 m,面積約480 m2,呈南北走向,流向為由北往南流。
1.1 水量設(shè)計
人均用水量標準按100 L/d計算,總用水量為500×100 L/d。生活污水量按用水量的80%計,則污水量為500×100 L/d×80%=40 m3/d,無其他污水。由于農(nóng)村污水量及水質(zhì)的不均勻性較大,擬建污水站在充分考慮這一因素后,核定設(shè)計污水量為40×1.2=48 m3/d,既可以24 h連續(xù)運行,又可間歇運行。
1.2 進、出水水質(zhì)設(shè)計
根據(jù)沿湖地區(qū)生活污水相關(guān)資料,主要污染物排放參照GB 18918-2002一級B標準,設(shè)計進、出水水質(zhì)如表1。
1.3 工藝流程與原理
根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果、相關(guān)廢水處理技術(shù)總結(jié)和項目排放標準要求,結(jié)合實際,該工程采用地埋式微動力A/O法+曝氣魚塘的組合工藝方案。該方案污水處理工藝流程見圖1。
如圖1所示,談家頭村生活污水經(jīng)污水管網(wǎng)及管渠收集進入暗井,經(jīng)由暗井內(nèi)置格柵對污水的雜質(zhì)包括懸浮物、漂浮物及粒徑較大的顆粒物進行攔截,以保證后續(xù)工藝設(shè)備不受影響;出水自動流入調(diào)節(jié)池,在調(diào)節(jié)池內(nèi)對污水的水質(zhì)與水量進行調(diào)節(jié)和均和,削減高峰時期的水力負荷,同時調(diào)節(jié)污水的pH,粒徑較小的顆粒物此時期可發(fā)生沉降分離,從而達到污水初步處理的效果,確保進行生化處理前水質(zhì)與水量的穩(wěn)定。
A/O集成式磚砌污水處理設(shè)施包括缺氧池、接觸好氧池、沉淀池、污泥消化池、風(fēng)機房及清水池。調(diào)節(jié)池底部設(shè)置的水泵將污水提升至A/O集成式磚砌污水處理設(shè)施,歷經(jīng)缺氧、好氧、沉淀、消化的過程,降低了污水中的氮磷含量,使污水中大部分的有機污染物得到降解,在凈化水質(zhì)的同時達到污泥減量和穩(wěn)定的效果。
凈化后的尾水自清水池匯集后流入斷頭河浜(即曝氣魚塘),利用浜內(nèi)構(gòu)建的人工浮島對出水水質(zhì)進行深度處理,在水體流經(jīng)浜內(nèi)曝氣魚塘的同時進一步降解水中的有機污染物;對魚塘進行底質(zhì)改性和底棲動物控養(yǎng),使得河浜底泥中的有機污染物在微生物和底棲動物的作用下得到持續(xù)降解并無機化,富含氮磷元素的無機營養(yǎng)鹽以及底泥中所蘊含的有害氣體因此得到釋放,并借助由曝氣所產(chǎn)生的水流紊動而上浮,營養(yǎng)鹽經(jīng)由河浜周邊及浮島內(nèi)植物吸收,以此促進植物生長,有害氣體自水面溢出,保證了魚塘放養(yǎng)環(huán)境,增加的底棲動物擴展了河浜生態(tài)食物鏈,從而減少魚飼料的投放量,間接提高水體自凈的能力,最終達到村內(nèi)污水水質(zhì)凈化、河浜污染修復(fù)治理,以及提高生魚產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的目的。
2 主要構(gòu)筑物設(shè)計
2.1 暗井
暗井設(shè)計長寬分別為2、1 m,高度為1.5 m,磚砌結(jié)構(gòu),內(nèi)置格柵1臺,柵隙30 mm,池壁內(nèi)鋪設(shè)SBS防水層??紤]到村內(nèi)管網(wǎng)布置方式為雨污合流制,于距離井底1 m的井壁處設(shè)置泄洪管,泄洪管材質(zhì)為PVC波紋管,內(nèi)徑400 mm,以保證下雨時過量的雨水自泄洪管泄流。
2.2 調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)池設(shè)計有效容積為16.2 m3,考慮到下雨時來自暗井溢流的污水,結(jié)合設(shè)定污水量,設(shè)置停留時間約5 h,設(shè)計長寬分別為3、2 m,有效水深2.7 m,磚砌結(jié)構(gòu),池壁鋪設(shè)SBS防水層。池體底部安置兩臺污水提升泵(1用1備),流量4.0 m3/h,揚程10 m,功率0.5 kW,用以提升污水至后續(xù)處理設(shè)備,水泵周邊安置鐵絲網(wǎng),確保水泵正常運轉(zhuǎn)。
2.3 A/O集成式磚砌污水處理設(shè)施
污水處理設(shè)施為地下式,設(shè)計總長為7.8 m、寬為2.1 m,埋深3 m,共包含6個池體,分別為缺氧池、接觸氧化池、沉淀池、污泥池、清水池、風(fēng)機房,各池體均為磚砌結(jié)構(gòu),池壁鋪設(shè)SBS防水層。
缺氧池設(shè)計長2 m、寬1.5 m,有效水深2.7 m,有效容積為8.1 m3,停留時間約3 h。通過厭氧硝化及反硝化作用去除水中難降解的有機物。
接觸好氧池設(shè)計長4 m、寬2 m,有效水深2.7 m,有效容積為21.6 m3,停留時間約8 h。池內(nèi)設(shè)置半軟性填料,池底曝氣對污水進行充氧,并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài),以保證污水與污水中的填料充分接觸,避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度,將從缺氧池中流出的有機污染物進一步通過生物氧化作用分解。
沉淀池設(shè)計長2 m、寬1 m,有效水深2.7 m,有效容積為5.4 m3,停留時間約2 h。上清液回流至調(diào)節(jié)池,由于污泥量較少,下層污泥定期提升至污泥池。
污泥池設(shè)計長1 m、寬0.8 m,有效水深2.7 m,有效容積為2.16 m3。系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較少,為了保證剩余污泥量的穩(wěn)定,防止磷的釋放,污泥池內(nèi)進行微氧充氣攪拌。好氧消化后由當?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門定期清理外運或者用于當?shù)剞r(nóng)田堆肥。
清水池設(shè)計長0.76 m、寬0.8 m,有效水深2.7 m,有效容積為1.64 m3。經(jīng)生化處理的尾水在清水池進行收集,后外排至曝氣魚塘。
風(fēng)機房設(shè)計長1.4 m、寬1.3 m,埋深3 m。內(nèi)置兩臺HC-30IS低噪音回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機,風(fēng)量0.4 m3/min,功率0.5 kW,一用一備,每2 h自動切換一次,交替運行。
2.4 曝氣魚塘
工程主要包括人工浮島構(gòu)建、魚塘底質(zhì)改性和底棲動物控養(yǎng)。設(shè)計浮島總面積為127.75 m2,單個浮島呈半橢圓形,設(shè)計長半軸為3.5 m、短半軸為2.5 m。人工浮島分為景觀浮島和浮島濕地兩部分,景觀浮島植物選用圓幣草,以錨裝置固定;浮島濕地布置于景觀浮島外側(cè),與浮島形成層次落差,達到立體效果,植物選用再力花、花葉蘆竹、菖蒲、千屈菜等,濕地浮體填料選用陶?;蚋郀t渣,同時代替植物種植土。魚塘底質(zhì)改性按0.6 kg/m2的平均密度投放底質(zhì)改良劑288 kg,投放形式為粉式、均勻撒播,主要成分為改性黏土絮凝劑及微生物制劑;底棲動物控養(yǎng)按0.2 kg/m2的密度放養(yǎng),投放泥鰍、螺、蚌、河蜆、水蛭等底棲動物96 kg,同時于曝氣魚塘內(nèi)放養(yǎng)鰱、鳙等少量食藻魚類;魚塘底部增設(shè)充氧機一臺,視天氣和水壓情況間歇運行。
3 運行效果與技術(shù)經(jīng)濟分析
3.1 運行效果
工程于2011年3月建成運行,表2為主管部門委托當?shù)丨h(huán)境監(jiān)測站抽檢的結(jié)果。由表2可以看出,出水水質(zhì)指標COD、TP、TN、NH3-N均低于GB 18918-2002一級B排放要求。
3.2 技術(shù)經(jīng)濟分析
工程建設(shè)投資包括生活污水處理設(shè)施、河塘清淤、河浜砌石護岸、村內(nèi)道路硬化等工程,費用共計55.63萬元,工程各項運行費用如下。
1)電費(E1)。污水站用電負荷1.0 kW(近期每天實際運行時間按8 h計),電價按0.6元/kWh計,每天處理廢水電費E1=1.0×0.6×8÷48=0.10(元/m3)。
2)人工費(E2)。污水處理站共設(shè)1人(兼職),人均月工資按150元計,廢水每天處理人工費E2=150×1÷(48×30)=0.104(元/m3)。
3)浮島植物養(yǎng)護及日常維護管理費(E3)。主要用于植物的更換、修剪、收割,以每年0.5萬元計,則E3=5 000÷(48×365)=0.285(元/m3)。
每天處理廢水總成本ET=E1+E2+E3=0.489(元/m3)。
4 小結(jié)
采用地埋式微動力A/O法+曝氣魚塘組合工藝模式,利用現(xiàn)場地形條件對河浜內(nèi)魚塘進行改建,同時依托河浜構(gòu)建人工浮島,進而在恢復(fù)河浜生態(tài)環(huán)境的同時,亦作為經(jīng)生化處理的農(nóng)村生活污水的后續(xù)深度處理,從源頭消減了匯入太湖的污染負荷,保證了浜內(nèi)魚塘放養(yǎng)環(huán)境,促進了當?shù)貪O業(yè)養(yǎng)殖的發(fā)展,實現(xiàn)該村生活污水治理、生態(tài)環(huán)境修復(fù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖增收三位于一體。
該工程建設(shè)投資為55.63萬元,運行費用為每天0.489元/m3,出水水質(zhì)COD、NH3-N、TN、TP等污染物指標均低于GB 18918-2002一級B的排放要求。工程各項處理設(shè)施均為地埋式,不占用沿河周邊的土地面積,滿足周邊地形地貌以及房屋布置格局的限制要求。該治理模式對于整個太湖流域周邊農(nóng)村地區(qū)生活污水治理起到了推動和示范作用。
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[關(guān)鍵詞]生態(tài)水利工程 設(shè)計 生態(tài)環(huán)境 水質(zhì)污染
[中圖分類號]S891 [文獻標識碼]A [文章編號]1003―1650(2016)03―0295―01
在社會進步的同時,由于人類活動的影響,造成生態(tài)環(huán)境受到了嚴重的破壞,尤其是水資源循環(huán)中存在明顯的缺陷。在人類社會活動的影響下,生態(tài)環(huán)境在不同程度上發(fā)生改變,其中當屬水利工程建設(shè)突出。水利工程建設(shè)很可能造成水資源分配不合理,甚至出現(xiàn)一系列生態(tài)環(huán)境問題,諸如河流出現(xiàn)斷流、水生生物減少等問題,造成水體原本凈化能力下降,同時污染地下水資源,難以有效維護水域食物鏈條的穩(wěn)定。種種問題伴隨著水利工程建設(shè)組建出現(xiàn),在不同程度上危及著社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展,迫切的需要進行完善和創(chuàng)新,推行更為環(huán)保的生態(tài)水利工程。
1水利工程建設(shè)中存在的問題
隨著國民經(jīng)濟的健康持續(xù)發(fā)展,相應(yīng)的帶動了我國科技水平的發(fā)展,但是這種快速的經(jīng)濟發(fā)展成效是以犧牲環(huán)境獲得的,經(jīng)過大量的實踐證明這種現(xiàn)象變得愈加突出,受到了社會各界的廣泛關(guān)注。我國水利工程建設(shè)不僅需要滿足人們用水需求,還需要滿足水利供電和運輸需求。但是水利工程建設(shè)中對周圍生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞,面臨著嚴峻的問題,有待改善。
1.1生態(tài)水利工程建設(shè)標準不明確
我國是一個國土面積較大的國家,所以地域性問題尤為突出,在生態(tài)水利工程建設(shè)方面,需要充分考量地域差異問題進行完善和調(diào)整,為后續(xù)生態(tài)水利工程建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。生態(tài)水利工程建設(shè)需要結(jié)合生態(tài)學(xué)和工程學(xué)規(guī)律開展活動,不僅需要滿足水利工程建設(shè)初衷,還需要能夠承受嚴峻的自然環(huán)境的侵蝕,諸如風(fēng)暴、干旱以及洪水等因素,結(jié)合河流地貌,確保生態(tài)水利工程具有實踐性。
1.2生態(tài)水利工程缺少生態(tài)環(huán)境保護認知
由于生態(tài)水利工程建設(shè)起步較晚,生態(tài)工作人員以及水利工程建設(shè)人員之間的溝通合作機會較少,在不同程度上影響到生態(tài)系統(tǒng)的運作。當前我國多數(shù)水利工程設(shè)計方案主要是考慮到工程的安全性和經(jīng)濟性,很少會將生態(tài)環(huán)境因素納入其中,重視程度普遍偏低。生態(tài)水利工程建設(shè)方面,由于起步較晚,所以相應(yīng)的環(huán)境評價管理體系不健全,存在嚴重的缺陷,實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)較為薄弱,以至于生態(tài)水利工程設(shè)計工作滯后。
1.3生態(tài)水利工程同水利工程整合不充分
當前我國生態(tài)水利工程同水利工程整合力度不足,促使兩者的整合應(yīng)在傳統(tǒng)水利工程基礎(chǔ)上開展工作。所以,在當前水利工程建設(shè)的主要工作內(nèi)容就是同生態(tài)水利工程進行整合,綜合考量客觀影響因素,做好生態(tài)水利工程設(shè)計規(guī)劃。在原有水利工程建設(shè)基礎(chǔ)上進行有2機整合,不僅需要起到發(fā)電、防洪以及排水等功能,還需要保護生態(tài)環(huán)境不會受到影響和破壞。
2生態(tài)水利工程設(shè)計原則
2.1現(xiàn)代生態(tài)水利工程建設(shè)經(jīng)濟性和安全性原則
生態(tài)水利工程在設(shè)計方面,需要遵循相應(yīng)經(jīng)濟性和安全性原則,其原有工程自身特性導(dǎo)致生態(tài)水利工程建設(shè)難度較大,在原有水利工程建設(shè)基礎(chǔ)上實現(xiàn)生態(tài)水利工程設(shè)計,謀求長遠發(fā)展,創(chuàng)在更大經(jīng)濟效益。生態(tài)水利工程建設(shè)需要統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計,滿足生態(tài)水利工程的安全性和經(jīng)濟性原則,謀求生態(tài)環(huán)境同人類社會和諧發(fā)展目。
2.2生態(tài)水利工程設(shè)計滿足水體生態(tài)系統(tǒng)凈化原則
生態(tài)水利工程建設(shè)需要因地制宜,結(jié)合實際水文條件,綜合各方面影響因素科學(xué)合理的設(shè)計工程,如果對環(huán)境的了解程度偏低,那么很可能出現(xiàn)河槽斷面。所以為了保證生態(tài)水利工程設(shè)計合理,需要對實際地勢情況以及水文條件進行調(diào)查和分析,靈活部署施工活動。與此同時,生態(tài)水利工程建設(shè)需要結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)特點,有目的開展調(diào)查活動。傳統(tǒng)水利工程設(shè)計過于側(cè)重在河流控制方面,以至于存在較大局限性,所以在生態(tài)水利工程設(shè)計方面需要樹立正確的科學(xué)觀念,結(jié)合生態(tài)環(huán)境發(fā)展規(guī)律,有意識的進行規(guī)劃和設(shè)計。與此同時,在生態(tài)水利工程建設(shè)方面,需要深入分析河流屬性,對河流水量以及周圍水文特征進行綜合考量,保證生態(tài)水利工程建設(shè)的自然特點。
2.3生態(tài)水利工程設(shè)計整體性原則
在水利工程涉及方面,需要從整體角度出發(fā),基于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),結(jié)合其發(fā)展規(guī)律客觀分析其中存在的生態(tài)因素,進一步提出科學(xué)合理的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法,并非是簡單的水文系統(tǒng)修復(fù)。生態(tài)系統(tǒng)本身可能會伴隨著其他水文環(huán)境的變換而變換,所以應(yīng)從整體角度進行考慮,從生態(tài)系統(tǒng)有機環(huán)境角度著手,對于其中存在的問題有針對性的進行解決。只有這樣,生態(tài)水利工程設(shè)計才能更為科學(xué)合理,充分發(fā)揮其原有作用。
總的說來,生態(tài)水利工程建設(shè)更符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,對于人類社會可持續(xù)發(fā)展有著較為深遠的影響,整合傳統(tǒng)水利工程和生態(tài)水利工程,在滿足水力發(fā)電、抗洪以及泄流等功能的同時,降低對生態(tài)環(huán)境的破壞,改善生態(tài)環(huán)境,創(chuàng)造更大的環(huán)保效益。
關(guān)鍵詞 重金屬;河道整治;修復(fù);東大溝上游河道;甘肅白銀
中圖分類號 X522 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)16-0224-01
白銀市地處黃河中上游,東大溝地區(qū)作為白銀市的主要工業(yè)區(qū)之一,流域內(nèi)分布著以資源開發(fā)、加工為主的有色金屬、化工行業(yè)企業(yè),流域周邊企業(yè)排放廢水和廢渣中含有大量重金屬,重金屬具有高度遷移性,長期堆置不僅造成大量有價金屬流失,而且對土壤、地下水等周邊生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛在污染威脅[1]。
1 東大溝污染現(xiàn)狀
1.1 水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀
東大溝流域多個斷面水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)均不能滿足《污水綜合排放標準(GB 8978-1996)》中一級標準的要求。水質(zhì)偏酸,氟化物含量超標,上游Zn、Cd的污染較為突出,下游COD、Cu、As污染顯著。
1.2 土壤質(zhì)量現(xiàn)狀
東大溝上游有色金屬加工企業(yè)重金屬粉塵、尾水、廢渣排放,導(dǎo)致河岸兩側(cè)土壤中重金屬嚴重超標,土壤中重金屬主要富集在地表以下0~20 cm,部分區(qū)域污染深度達到50 cm,土壤污染現(xiàn)狀呈現(xiàn)以Zn為主的多種重金屬復(fù)合污染現(xiàn)象。
1.3 底泥質(zhì)量現(xiàn)狀
底泥的污染來源于有色金屬加工企業(yè)冶煉廢渣堆放以及含重金屬廢水排放,通過對底泥樣品的采樣調(diào)查,底泥中重金屬As、Pb、Cu、Zn的含量最高值均高于加拿大制訂的NOAA標準,Pb、Zn 2種重金屬的最大峰值分別出現(xiàn)于20、80 cm,而Cu的最大峰值則出現(xiàn)于40、80 cm,As的最大峰值出現(xiàn)于80 cm。
2 治理工藝及技術(shù)可行性
重金屬污染河道治理工程主體工藝包括廢渣及表層污染底泥異位貯存,表層污染底泥重金屬固化/穩(wěn)定化修復(fù)工程以及重金屬污染植物修復(fù)[2-3]。
2.1 廢渣及表層污染底泥異位貯存
2.1.1 治理工藝。由于河道自身情況較為復(fù)雜,底泥的深度也難以在抽樣調(diào)查中完全體現(xiàn),根據(jù)已有的調(diào)查數(shù)據(jù),研究區(qū)域河道底泥挖掘深度擬定為50~120 cm,具體的挖掘情況應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場挖據(jù)底泥的顏色等進行定性判斷,并且在挖掘過程中對50 cm深度的底泥進行再次取樣分析,如果效果仍不能達標,需要繼續(xù)向下挖掘,具體深度視分析結(jié)果而定。
河道疏浚的目的是對污染底泥沉積層采用工程措施,最大限度地將儲積在該層中的污染物質(zhì)移出,改善水生態(tài)循環(huán),遏制自然水體退化。該次治理區(qū)域大部分底泥含水量較低,為了不增加底泥的水力負荷以及廢水處理強度,采用機械疏浚的方式,底泥自然蒸發(fā)脫水干化與廢渣密閉運至棄渣場妥善處置。
2.1.2 技術(shù)可行性。含Cu、Pb、Zn、As等重金屬的廢渣、底泥及土壤均未列入《國家危險廢物名錄》。根據(jù)對研究區(qū)域廢渣及表層污染底泥的重金屬濃度監(jiān)測,pH值均在6~9,未超出《危險廢棄物鑒別標準——浸出毒性鑒別(GB5085.3-2007)》中要求的pH值范圍,屬于一般工業(yè)固廢。采用異位貯存方式是一種最為經(jīng)濟、適宜處理大量工業(yè)廢渣且不受工業(yè)廢渣種類限制的處理方式。
2.2 表層污染底泥重金屬固化/穩(wěn)定化修復(fù)
2.2.1 治理工藝。通過采樣分析,選取含As、Zn、Cu、Pb等重金屬離子污染程度均嚴重區(qū)域底泥進行固化/穩(wěn)定化修復(fù),由于底泥中含有As、Zn、Cu、Pb等多種重金屬離子,且所含各種重金屬離子的種類和含量存在不穩(wěn)定性,為確保固化/穩(wěn)定化處理達標,需要根據(jù)污染元素和污染濃度來選取藥劑。
針對Zn、Cu、Pb的固化,通過加入天然礦物質(zhì)混合藥劑,經(jīng)氧化還原反應(yīng)、礦化作用、分子鍵合反應(yīng)和共沉淀反應(yīng)將交換態(tài)重金屬離子轉(zhuǎn)化為重金屬的單質(zhì)、硅鋁酸鹽、硅酸鹽和多金屬羥基沉淀物等自然環(huán)境中極穩(wěn)定的物質(zhì),防止其被植物的根系所吸收;針對As的固化,采樣鐵錳復(fù)合氧化物,經(jīng)吸附、氧化作用,實現(xiàn)重金屬污染底泥的固定化修復(fù)。
2.2.2 技術(shù)可行性。固化/穩(wěn)定化是向污染底泥、土壤或廢渣中投加固化/穩(wěn)定化制劑,改變土壤的酸堿性、氧化還原條件或離子構(gòu)成情況,進而對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用產(chǎn)生影響的穩(wěn)定化技術(shù),實現(xiàn)重金屬污染土壤的修復(fù)。采用該工藝處理后底泥中重金屬的浸出濃度低于一般工業(yè)固廢的入場標準,滿足Pb浸出毒性低于5 mg/L、Cu浸出毒性低于75 mg/L、Zn浸出毒性低于75 mg/L、As浸出毒性低于2.5 mg/L的要求。
2.3 重金屬污染植物修復(fù)
2.3.1 治理工藝。在清除廢渣和淺層底泥后回填基質(zhì)土種植重金屬超富集植物,對剩余底泥和部分河岸進行植物修復(fù)。普通植物體內(nèi)Pb含量一般不超過5 mg/kg,Cu的正常含量為5~20 mg/kg,過量重金屬對普通植物有很大的毒性,在Zn、Pb、Cu復(fù)合污染土壤中,種植普通植物很難達到從污染土壤中快速清除Zn、Pb、Cu復(fù)合污染物目的。因此,需要選擇對重金屬有較強耐受及吸收能力的植物作為首選修復(fù)物種,并且超富集植物必須適應(yīng)白銀市當?shù)貧夂?,能夠在當?shù)睾芎玫厣L,才能保證較好的修復(fù)效果[4]。根據(jù)白銀市當?shù)赝临|(zhì)情況及需修復(fù)的土壤現(xiàn)狀,選取的修復(fù)植物為枸杞、紅柳、沙棗、國槐、火炬、垂柳、土荊芥、披堿草、蘆葦、紫花苜蓿等。
研究發(fā)現(xiàn),禾本科多年生草本植物披堿草具有修復(fù)Pb污染土壤的潛力,狗尾草等對As有一定累積效果,且生物量大,為適宜的土壤重金屬污染修復(fù)植物。紫花苜蓿等牧草對Pb等有較強的富集能力,是土壤Pb污染的理想修復(fù)植物,且擁有強大的根系和頑強的生命力,兼具水土保持效果,可用于干旱地區(qū)重金屬污染的修復(fù)。灌木燈心草中的Pb含量測定符合Pb超富集植物,地上部分Pb富集量大于1 000 mg/kg的臨界標準,轉(zhuǎn)運系數(shù)大于1,在重金屬污染土壤修復(fù)方面具有潛在的應(yīng)用價值。上述植物均為當?shù)爻R娢锓N,可以很好地適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境,確保生長,同時對重金屬具有一定的修復(fù)效果。
2.3.2 技術(shù)方案可行性。植物修復(fù)技術(shù)是利用植物來轉(zhuǎn)移、容納或轉(zhuǎn)化污染物,通過植物的吸收、揮發(fā)、根濾、降解、穩(wěn)定等作用達到土壤修復(fù)目的的方法,是一種成熟且發(fā)展迅速的清除環(huán)境污染的綠色技術(shù)[5]。該項目建設(shè)區(qū)表層50~120 cm表層污染底泥、廢渣經(jīng)處理后,剩余底泥仍具有不同程度的污染,需種植適應(yīng)在當?shù)厣L的重金屬超富集植物,以達到較好的治理效果。植物修復(fù)技術(shù)成本低廉,能增加土壤有機質(zhì)肥力,且環(huán)境擾動小,大面積處理易為公眾所接受,并有很好的綠化作用。
3 結(jié)語
由于長期遭受重金屬毒害作用,東大溝河道生態(tài)功能已經(jīng)完全喪失。針對東大溝典型重金屬復(fù)合污染問題及生態(tài)脆弱的現(xiàn)狀,采用異位貯存、固化/穩(wěn)定化修復(fù)以及植物修復(fù)等重金屬治理技術(shù)對區(qū)域內(nèi)的底泥、廢渣等介質(zhì)進行無害化處理與處置,并建立重金屬污染土壤植物修復(fù)示范區(qū),可實現(xiàn)河道生態(tài)恢復(fù)和景觀重建,初步恢復(fù)遭到重金屬污染脅迫的東大溝河道生境。
4 參考文獻
[1] 黃河上游白銀段東大溝流域重金屬污染整治與生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)規(guī)劃[M].北京:北京大學(xué)出版社,2012.
[2] 蔣培.土壤鎘污染對蘆蒿生長和品質(zhì)安全的影響及調(diào)控措施研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.
[3] 卜全民,李鳳英.污染河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(36):16084-16085,16090.