衡量河流生态成功修复指标体系研究_田琦

水利水电技术 第41卷 2010年第4期

衡量河流生态成功修复指标体系研究

田 琦

(河海大学环境科学与工程学院,江苏南京 210098)

摘 要:全球范围内都存在着不同程度的水生态系统被破坏、水体环境恶化的现象。为恢复水生态系统功能,维持可持续生态服务,河流水系修复已经发展成为一种世界范围的普遍现象和一项急速发展的新兴产业。基于多年实践和研究,美国多位专家总结经验和教训,形成了一套评估水生态系统修复工程成功与否的指标体系,为我国正在实践中不断探索的大量水生态修复工程提供了宝贵的资料和参考。本文概要地介绍他们的研究和成果。

关键词:水生态系统;生态修复;标准;指标体系

中图分类号:X 17111 文献标识码:

B 文章编号:

1000-0860(2010)04-0008-05

Study on i n dex syste m for evaluating successful eco -restoration of river syste m

T I A N Q i

(Co ll ege of Env iron m ental Science and Eng ineer i ng,H oha iU niversity ,N an ji ng 210098,Jiangsu ,Ch i na)

Abstrac t :T he phenom ena of deter i orations of bo t h aquatic eco syste m and w ater env iron m ent w ith va ri ous ex tents g loba lly ex i st 1U nder th i s c i rcu m stance ,t he rest o ra ti on o f r i ver syste m for restoring the function o f aquatic ecosyste m and m a i nta i ning the sus -ta i nab l e eco -se rv ice concerned has un i v ersall y deve l oped i n t he w orld ;w hich beco m es a rap i dly dev elop i ng e m erg i ng i ndustry 1Based on the practices and st udies for m any years ,t he relevant expe riences and lessons are su mm ar ized by severa lU S A expe rts ;wh ich f o r m s a set o f i ndex syste m for the assess m ent made on whether the re l a ted pro ject o f t he restorati on of aqua ti c ecosystem can be successfull y i m ple m ented or not ,and t hen prov ides va l uab le data and re ferences for a large a m ount o f eco-resto ration pro -jects under conti nuous tria l s i n practice i n China 1A ll the stud i es and their results are b riefl y i n troduced herein 1K ey word s :aqua ti c ecosyste m;eco -restoration ;crite ria ;i ndex sy stem

收稿日期:

2010-01-10作者简介:田 琦(1970)),女,江苏泰县人,高级工程师,博士研

究生。

1 引 言

水生态与水环境问题日益成为国际社会关注的热点和焦点问题。健康的、可以自持发展的河流生态系统为人类提供了赖以生存的生态和社会服务(Poste l&R ichter 2003)。然而,由于人类社会对水生态系统的不断扰动和日趋严重的水污染,全球范围内都存在着不同程度的水生态系统被破坏、水体环境恶化的现象。为恢复水生态系统功能,维持可持续生态服务,激发了大量的水生态修复工程。事实上,河流水系修复已经成为一种世界范围的普遍现象和一项急速发展的新兴产业(NRC 1996;H o l m es 1998;H enry ,Am oros&Roset 2002;O r m erod 2003),仅在美国就有数亿美元用于水系水生态修复(Pal m er et

a l 12003;M a l a ko ff 2004)。虽然河流生态系统修复的重要性已经逐渐成为一种共识,但对于什么是成

功的水生态修复工程还缺少共同的认识和标准。随着全球淡水系统质量的快速下降(G le ick 2003),需要尽快形成河流生态系统成功修复的标准并在实践检验中不断成熟。

基于多年的实践和研究,在深度分析对比美国和澳大利亚水生态修复工程数据库大量案例的基础上,美国马里兰大学、美国地质调查局和美国相关大学、研究所的几十位水资源、生态、生物专家共同研究,

田 琦M 衡量河流生态成功修复指标体系研究

总结了实践的经验和教训,形成了一套评估水生态系统修复工程成功与否的指标体系,为我国正在实践中不断探索的大量水生态修复工程提供了宝贵的资料和参考。本文将概要介绍他们的研究和成果。

2 为什么需要生态标准

评价一项水生态修复工程成功与否可以有多种方法,其侧重面不同,可能就有不同的结果。由于缺乏公认的评判生态成功的标准,河流修复的科研与实践受到了阻碍。许多工程是以水生态修复工程的名义建设的,但其修复活动可能反而对水生态系统有影响。例如,河岸修复工程也许能够促进沿河的经济和社会活动,却阻碍了河流和蓄滞洪区的天然流程(Johans -son &N ilsson ,2002)。河道渠化工程把河流从天然弯曲状态改造成直线型,可能看起来很美观,但是对当地的地貌条件却是不适宜的改变(K ondo l,f Sm eltzer &Ra ilsback ,2001)。因此,贴着生态成功标签的项目未必真是如此。由于标准缺位,管理者和施工者缺少激励和压力去评估和报告水生态修复工程的修复成果,而且大多数工程从未进行水生态修复后评估和监测,其修复工作的信息不可获取。Bradsha w (1993)、H obbs&N orton(1996)、H obbs&H arris(2001)、Lake (2001),还有许多专家长期以来辩论水生态修复评估,这对未来的生态评估至关重要。这引发了一个重要的命题,当生态修复的目标最终是一项社会决定而非生态决定时,什么标准才适用于评估生态成功性。研究者认为,虽然其他目标各有价值,但是河流水生态修复从本质上讲强调生态的改善,只要工程目标体系里考虑了生态改善目标,就应该满足下述生态指标体系要求。理想情况是,水生态修复工程可以既取得生态恢复的成功,又可以使利益相关者满意,还可以促进相关的科学研究和探索实践。

如图1所示,最有效的河流修复工程取决于三种互相交织的方面。除了常规意义的生态成功方面,利益相关者成功与否反映的是公众对水生态修复成果的满意,学习型成功则是指相关科学知识和管理实践有助于未来的修复实践。这项研究既着重于生态成功的五要素,也认识到系统全面修复的成功还有赖于其他多方面的因素。

3 评估生态成功性的五要素

311 目标和指导蓝图明确:能够识别动态的生态目

标和优先项目以指导修复过程

研究者建议河流水生态修复工程首先应清晰地勾

图1 生态修复成功的三方面

画出限定条件下动态的、生态健康的河流形象。水生态修复的目标不应是创造不可达到甚至未知的历史条件,而是要促进河流系统在区域条件下向着恶化程度最小和动态的生态系统方面转化。这里的生态是广义的,包括自然系统内的生物因素、水文条件以及地理地貌等。动态的生态状态是指生物物种和组织结构在时空分布上多样化,河道形状和构造能够响应区域内自然流态的特性和多样性,其对外界的扰动也是稳定的。

关于建立修复目标蓝图的方法有很多种,这些方法通常可以互补。一是历史信息调查法。例如空间分布图、地图、地形图以及土地和生物调查记录等信息可以提供非常宝贵的有关河道和物种变迁的启示。研究历史并不意味着重现历史条件,而是尝试清晰地考虑由于自然和人类活动扰动而带来的历史变迁,并且理解资源条件有可能丧失,不可避免的变化也有可能发生。

其次,相对来说未受扰动或者已经恢复的参照点有助于确定水生态修复目标,特别是对于历史信息缺失的地方而言。这些参照点的时空属性可以代表受到较小扰动的河道条件和生物组成结构。在选择参照点的时候,应该考虑不同的地点在地质、气象、位置,河流条件,水文和动物地理学方面的不同。有些情况下,选择受到严重影响的河流作为一种参照状态可能也有实际意义。

第三,应用模拟过程的经验模型分析方法也可用于水生态修复工程设计。举例来说,关于底泥的传输模式、底泥和水力参数的经验关系和经验公式可以用于指导渠道设计,以确定底泥和下泄水量的关系,评估特定的修复行动对某个修复地点的适用性。有关生境和物种结构以及物种恢复曲线的经验关系可能有助于选择河道内结构设计,尤其是当缺乏参照条件或者河道平衡存在问题时,这些方法可能特别有用。

第四,在北美和欧洲的修复工作中还采用了基于

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地理地貌属性的河流系统分类法作为指导水系生态修复的参数和目标。这种将具有共同属性的河道分为一类的系统分类法广泛应用于河道水生态修复工程(Rosgen1994;Poole,Frisse ll&Ralph1997),在世界上超过40个不同地方应用过,考虑的主要因素为河道类型、坡降、河床材料尺寸以及底泥负荷等。经验分类系统对于指导特定区域的修复工程效果最好,在德国的一些河流修复蓝图设计里曾采用。在北美,因为缺乏对特定的过程和河流历史研究的充分理解,曾将单一的分类系统应用于多种不同环境下的水生态系统修复设计导致了很多失败的案例(K ondo l,f Sm eltzer &Ra ilsback2001)。

312生态系统得到改善的标志:河流的生态条件得到了量化的改善

生态修复成功的工程将会带来目标河流水系趋向于设定的生态修复目标的可测的生物、物理和化学变化。取得这样的成果需要时间,而且由于对修复介入的反馈有别,这些成果各有不同的发展曲线、速率和表现形式(Fuc hs&Statzner1990;M o lles et a l11998; M uotka&Laasonen2002)。多样性的增加也许就是水生态修复成功的信号,因为自然系统是连续变化的。然而,如果是作为示范性的复原样本,还需要进行多变量评估。

水生态修复工程促使系统向预期目标转化程度取决于很多种因素,可能受到流域边界条件的限制,还有些可能是非生态因素。确定水生态修复优先项目,达到全流域各项活动计划的协调,需要对规模和约束条件有清晰的认识。单个项目应该作为一个大修复计划的一部分在更大的范围内进行评估。通过充分合理的流域规划,多重项目成效叠加在一起可能会达到很大的生态效益。

认识到这些约束条件,生态成功的水生态修复项目是指那些在限定的生态和非生态框架下,河流朝着既定目标发生可测量变化的项目。理想的答案是如图1所示当生态和利益相关者的预期都能满足的情况。对某项修复工程是否成功不应极端地判定为是或者不是,而应是一个不断适应的过程,沿着既定的生态和社会目标不断取得阶段性的成功。

313弹性增加:相对修复之前河流生态系统的自我持续发展能力增强

自然河流生态系统是动态的、自持发展的,拥有应对自然扰动的丰富的变量。生态修复成功的河流应创造新的水文、地理地貌和生态条件,使修复的河流能够自持弹性发展,对快速的变化和压力具有自修复能力(H o lli n g1973;W a l k er et al12002)。除非已经达到某些水平的弹性平衡,水生态修复工程往往需要持续的管理和修复,这却是自持发展的对立面。因此,研究者认为生态成功的工程应该包括水生态修复天然河流过程,包括渠道变化、河流和蓄滞洪区的交换、保持有机物质以及生物质的分布等等。工程措施不应是水生态修复的第一选择,因为工程措施往往干扰了河道。不过,有些情况下工程措施也可能增强系统的弹性。314没有造成永久性伤害:修复工程没有造成不可修复的伤害

水生态修复的首要原则是不造成伤害。修复本身也是一种干预,会对系统造成影响,甚至是极端的如河道渠化。即使是这样,生态修复成功的工程应该使其对河流的长期影响最小化。除非确实绝对需要,任何当地沿岸植被都不应该去除。此外,修复应该做好计划,不应降低周边其他修复工程的效果。例如,超过历史输沙量的永久性增加下游输沙量。

315生态评估完成:进行了项目施工前后的评估,信息具有可达性

生态修复成功的工程应该从项目开始就具有明确的目标并且进行后续绩效评估。评估是所有修复项目关键的一部分,实现目标并不一定就是判断有价值项目的先决条件。记录完整的项目可能比那些实现最初目标的项目对未来河流水系的健康更有贡献。获取生态修复成功的经验并且记录成果,证明水生态修复方法对某些条件有效,可能有助于降低后评估的工作量。无论是积极的还是负面的成果,都应该在区域、国家和国际层面交流和分享。

确定何时何地可以减少修复监测是将来要面对的一项挑战。有些工程,评估可能很直观,有些工程可能只需要对一部分工程取样并进行彻底的监控和评估,这在很多区域内都非常有共性。分项目的适应水平和复杂性分析,往往取决于项目的规模和可能影响和产生效益的范围(H o l,l C rone&Schultz2003; Anand&D esrochers2004)。总的来说,某项工程的潜在价值,取决于对基础资料的投入、研究设计和项目实施后监测。关键在于建立和维护数据库,采用标准化的程式记录修复工程的位置和做法,保存数据库并且能够对与工程相关的监测信息进行分析。

4生态合理的修复:避免无效的方法

设定生态修复成功指标体系可以对项目设计和实施过程产生影响,促进选择最有效的行动和有利的过程。选择不同的修复活动应该充分考虑现有损害的程

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表1评估生态成功修复河流五要素的指导性原则和相应的指标体系

水生态系统成

功修复五要素

评估原则及指标设定参考来源

11目标和指导蓝图明确设定目标和指导蓝图不仅要考虑平均条件或者系统的某些静态价值,如水文、化学、地理

地貌、物理和生物变量等,还应考虑这些变量的变幅和非静态变化。应该清晰地认识到人

类活动带来的系统变化,包括主要变量的变化范围。理想状态是既考虑当地和流域范围内

的胁迫因素,又考虑区域修复对流域范围修复的贡献

指标包括:目标明确的规划,并不局限于单维的、固定的和不可变的结果

Poff et al1(1997);Bohn&K ers h-

ner(2002);Jung w i rth,M uh ar&

Schm utz(2002);G il m an,Abell&

W illi a m s(2004);Pool e et al1

(2004)

21生态系统得到改善基于相应的系统属性和胁迫因素,选择适合的生态完整性或生态健康的指标。改善速度和

以下因素相关:系统恶化程度,主要胁迫因素影响减弱的程度,选定指标对压力水平的敏

感性等等。变化还会和参照点的选择或者与系统恶化状态有关

指标包括:水质改善、恢复天然流量,目标种群生存能力增强,本地物种比例提高;沿岸

植被扩大,生态功能速率提高,生物评估指数改善,特定种类限制因素影响减弱,等等

Bar b our et al1(1999);K arr&Chu

(1999);M i dd l et on(1999);B j ork-

l and,Pri ngle&New ton(2001);

Norris&Reyn ol dson(2004);B a-i

l ey,Lepori et a l1(2005)

31系统弹性增加系统需要最小的介入,具备从天然扰动如洪水、火灾和人类侵害活动中自我恢复的能力

指标包括:保持目前状态几乎不需要人工介入,修复工程规模很小,随时间变化的生态指

标记录保持一定规模,与参照条件一致

H olli ng(1973);Loucks(1985);

Gunderson(2000);W ei ck&Su-t

cliffe(2001)

41没有对水生态系统造成永久性伤害选定生态指标的事先和事后监测,应该能够显示修复过程带来的影响,没有对系统的生态

特性造成不可逆的影响

指标包括:在施工过程中几乎没有本地植被被去除或受到损害,去除的植被复植并且显示

生命的迹象,小粒径底泥没有因为施工而分解

Under w ood(1996);B i ggs et al1

(1998);S ear,B ri ggs&Brookes

(1998);S tei nberger&W oh l(2003)

51完成生态评估项目的生态目标明确,收集了修复实施后的各种信息或数据。评估水平可能随着分析方法

而变化,但无论哪种方法都应该对结果进行分析和交流

指标包括:对评估前后的条件进行记录,有完整的文字档案

Kondolf(1995);Bas h&Ryan

(2002);Do w ns&K ondolf(2002);

Do w nes et al1(2002);G il m an,

Abell&W illi a m s(2004)

度和类型、流域土地利用特性、流域内河流的长度和位置以及利益相关者的目标和需求等。即使约束很强,也总会有一些选择具有一定的生态合理性,正如下面4个例子所描述的。

例1:城市水系面临的一个主要问题是由于流域内不透水层产生的径流而导致洪峰流量增加。增加湿地、拦截和吸纳地表径流和污染物质,增加过滤是一种生态有效的修复方法。反之,通过工程措施修建一些保护性设施如石墙等可能就是无效的生态修复方法。第一种方法更具有生态合理性,通过自然能力改善了河流条件,清洁污染物,调节流量,有助于建立健康的河流生态系统。同时,这种方法需要最少的长期维护,因此比许多工程措施更具有自持发展能力。

例2:生态有效的修复措施可能还包括森林管理方式方法的调整,保留沿岸树的生长;生态无效的行为包括对沿岸植被的永久性破坏。前者更具有生态合理性,因为它基于树木的天然兴替,对自然过程没有阻碍。另一个有关伐木的生态例子是用漂石增加河流的结构多样性,有助于强化生态功能。

例3:在下游河道减缓流速、构筑堤坝或拓宽防洪堤,可能都是生态有效的修复措施,可以重建河道及其蓄滞洪区的水力联系;周期性的疏浚可能是一种生态无效的行为。前者恢复了天然、规律的过程,可以提供很多社会和生态效益,包括促进本地物种发育和增加天然滞洪能力。后者往往代价昂贵而生态效益不足,因为它在短期内对自然系统扰动强烈,而且依赖定期的、昂贵的维护。

例4:一些相对未受扰动的河流生态系统受到上游水利工程或退水的影响,对于这些系统,生态有效的修复包括促进系统向天然水力流程转化。无效的生态修复努力可能会仅仅专注于保持最小基流,却没有能够重建自然流态。前者能够成功,因为它可能修复关键的鱼类产卵渠道和沿岸植物种子的萌发,提高流量有助于营养物质的生成和渠道维护以及加强地下水的水力联系。后者虽然保持了河道但是不能获得其他的生态效益。

5确定标准和促进标准实施的意义

以上概括了水生态系统修复成功的五要素,目的在于促使更多受到破坏的河流生态系统向可持续的系统转化。就河流修复而言,理想指标应该是综合的、易于量化且对系统受到的压力敏感。研究者提出了评估生态成功修复河流五要素的指导性原则和相应的指标(见表1);认为评估过程、费用和复杂性应该和生态风险相关,应该尽可能采用简单的、代价小的方法。相对于每项标准的指标应该说明可能的评估工具,针对项目的特殊指标选择取决于项目的重点。

评估指标随着生态目标的不同而变化,随着客观条件和修复过程而变化和发展。理想情况下,国家或

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国际层面生态修复成功评估项目的实施不仅能够促进对如何更好地修复河流水系的理解,还可能对利益相关者的预期和目标产生影响。然而,即使没有取得生态成功,也可以取得利益相关者和学习过程的成功,也是关于评价成功性的有效标准(图1)。特别应该强调的是,不同形式的成功之间并没有矛盾。并不是说必须同时满足以上五要素,才能称为是生态修复工程。例如,某个项目河流条件没有得到量化的改善,不能够达到自持发展,但是项目评估得到了通过修复改善生态条件的新理念,也可以认为这个项目取得了学习过程的成功但是并非生态修复的成功。最后要强调的是,河流保护防治优先。一旦保护失败,主要生态服务功能减弱,就应该采取生态合理的修复措施。

6结语

水生态修复是人类社会反思对自然扰动的成果。建立科学合理的水生态恢复指标体系有助于促进水生态系统良性发展。美国研究者提出的指标体系综合考虑了社会、人文、生态等多维因素,统筹考虑了时间、空间、水动力学、生物学、人类活动等影响因子,覆盖了水生态修复的全过程包括事前和事后的评估,有较强的实践背景。总的来说,在河流生态修复方面,目前国内仍处在起步和技术探索阶段。希望这套指标体系能够对国内方兴未艾的水生态修复工程有一定的参考,并在实践中加以验证。

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(责任编辑林雁庆)

(上接第3页)

张,蚌埠市需水量有增长趋势,研究寻找、开发新的水源地,应是解决蚌埠城市优质水源的根本出路。

4结语

本文以蚌埠市为例,应用多时相Landsat TM/ ET M+遥感影像为数据源,从景观和类型2个尺度上对城市景观格局变化与水文效应进行了分析。研究表明:城镇建设用地急速增长,占用了耕地、附属绿地,改变了原有的产汇流条件,这应引起足够的重视。淮河沿岸的整治,有利于景观廊道优化;城市的景观平均分维数较高,反映出城市受到干扰程度较大,合理规划城市土地利用格局对于城市综合水资源管理具有重要意义。参考文献:

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(责任编辑聂建平)

基于河流生态系统修复理念的中小河流治理应用

基于河流生态系统修复理念的中小河流治理应用 发表时间：2019-03-14T16:13:54.017Z 来源：《建筑模拟》2018年第34期作者：董琳朱晓春景文洲 [导读] 本文系统回顾了“生态治河”理念的演变历程，总结了目前生态治理中存在的一些误区，针对中小河流治理中河流生态系统恢复理念的应用提出了具体措施建议。 董琳朱晓春景文洲 海河水利委员会科技咨询中心天津 300170 摘要：中小河流是我国众多河流水系的重要组成部分，河流与其周边河岸带等环境载体一同构成了现今丰富多样、生动立体的生态系统。中小河流治理既是当前我国生态文明建设的主要任务之一，也是进一步提升防洪减灾能力的重要保障。本文系统回顾了“生态治河”理念的演变历程，总结了目前生态治理中存在的一些误区，针对中小河流治理中河流生态系统恢复理念的应用提出了具体措施建议。研究成果与结论可作为工程设计、河流管理等工作提供参考依据。 关键字：中小河道；河流生态系统；自然恢复；治理 Abstract：As an important part of China’s River System，Middle and Small Creeks，as well as surrounding reparation zone，constitute a diversified，vibrant and tridimensional Ecosystem. To efficiently harness Middle and Small Rivers is not only one of the mains tasks in current Ecological Civilization Construction，but a great improvement to China’s Flood Control and Disaster Reduction. A systematic review of evolution process is conducted in this paper to summarize and analyze the problems in present Middle and Small Creeks Harness. Some concrete measures are propounded，aiming at the application of Ecosystem Restoration Concept，to promote the Middle and Small Rivers construction. Results and conclusions can be referred by Engineering design or River Management. Key words：Middle and Small Creeks，Rover Ecosystem，Natural restoration，Harness 1 传统治理模式及变化趋势 中小河流是数量众多的河流水系的重要组成部分，是大江大河综合治理中关键的“最后一公里”，开展河道整治是恢复提高河道基本功能的根本措施，是提高水资源承载能力，改善生态环境的有效途径，支撑着人们日常生活和经济发展。 在中小河流治理之初，受传统的大江大河治理模式影响，以提高河道的防洪标准，恢复防洪功能，保障河流周边城镇、基础设施、基本农田防洪安全为目的。主要措施为清淤、复堤、新建堤防、护岸等措施。在河道治理中，采用裁弯取直、束河筑堤、清淤清障等方式增大过流断面，畅通河道、宣泄洪水，硬质护岸可以有效保护堤防不受水流冲刷的影响，防止河流溃决。经过一段时间的治理，中小河流在防洪排涝方面，取得了一定成效。 在传统的治理中，主要采用浆砌石、钢筋混凝土等硬质建筑材料，护岸基本型式为直立式和陡坡式，这种工程结构抗冲刷侵蚀和整体性较好，但堤岸过度硬化，封闭隔绝土壤与水体之间的物质交换，使得土壤、植物、生物之间失去有机联系，严重破坏岸坡周边的生态系统。经过裁弯取直的河道，较之自然蜿蜒曲折的河道，其水流流态更为均匀、汇流和下泄流速更快，不仅增加了上一级支流的防洪负担，也使得原来河流中生长的鱼类、植物失去适宜的水温、流速等生存环境。这些问题导致水生动植物数量急剧减少，河流生态功能退化。伴随人们对生态环境的认识和要求不断提高，传统治河方法的弊端已逐步为大家所认识，我国在近年来实施的中小河流治理中也突出生态治河理念，农村河道以保护农田为主兼顾恢复生态、美化环境，县城河道以县城防洪为主，兼顾亲水需求，营造水景观，尽量保持河流蜿蜒曲折的自然形态，恢复河流生态多样性。 2 河流生态系统修复 河流生态修复是指利用生态系统原理，采取各种方法修复受损伤的水体生态系统的生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，并能使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。 1962年，“生态工程”这一概念被首次提出，而后专家学者提出了对于生态治理的不同理解，Schlueter认为近自然治理首先要满足人类对河流的利用要求，同时维护河流的生态多样性，Bidner认为河道治理首要考虑河道的水力学特性、地貌学特点与河流的自然状况，以权衡河道整治与生态系统负面影响之间的尺度。Hohmann则强调生态多样性在生态治理中的重要作用，从维护河流生态平衡的角度出发，认为近自然河流治理要减轻人为活动对河流产生的压力，维持河流环境多样性，注重工程治理与自然景观的和谐性。 对于如何将生态系统修复理念应用于中小河流治理，有人主张河流生态治理应该更多的依靠自然界的力量，靠自然演替过程实现生态恢复目标；一些人认为，对于生态工程的把握，应在权衡满足经济社会需求与满足生态健康关系上，采取二者并重的立场。 3 中小河流的生态恢复治理理念 尽管许多发达国家在河流治理方面积累了许多经验，但其理论和方法尚处于发展阶段，由于我国自然条件和经济发展阶段的不同，不能直接套用发达国家的生态治理模式，必须结合我国国情进行河流生态治理。 董哲仁提出河流生态恢复应在充分发挥生态系统自我修复功能的基础上，采取工程和非工程措施，促进河流生态系统恢复到较为自然的状态，改善其生态完整性和可持续性的一种生态保护行动。 中小河流以县、乡河流为主，河流沿岸多为集中居住地区或基本农田，两岸滩地宽度较小，加之投资规模受限，不适宜采用大江大河与城市规划相结合的综合生态治理模式，治理应从河流水系自身的自然规律出发，在提升防洪减灾能力的基础上，立足当地自然条件和防洪需求，统筹协调流域防洪安全、生态环境保护、水资源可持续利用三者之间的关系。河流生态修复的主要任务是通过极简单的建筑材料与自然修复手段，在没有人类活动干预，或者干预较少的情况下，通过水流、植物、动物、土壤等河流生态系统中各个环节的共同作用，恢复河流自然原始状态，在一定的时间作用下，达到自然的平衡状态，恢复自我组织、自我修复能力，实现持续河流健康状态。 4 生态恢复在河道治理中的运用 从治理目标来看，河道生态恢复需要根据环境变化、经济状况及河流特征等因素确定，将河道整治目标定位于河流生态系统健康的保护和恢复，对河流水文、水质、河流生物、河流形态、河岸带状况进行综合评估、统筹考虑，从而确定科学、合理、经济可行的河道整治目标。 从治理措施来看，为了有效恢复和维持河流生态系统，中小河流治理必须转变单一追求工程安全的传统水利工程设计思想，根据治理

河流生态修复技术

河流生态修复技术 令狐采学 摘要：在河流生态系统普遍遭受严重破坏的今天，河流生态修复成为研究的热点。本文在广泛查阅国内外河流生态修复资料的基础上，阐发人类活动在传统水利工程、污染物排放、过量引水及农渔业活动方面对河流生态系统的胁迫作用。本文对河流系统及河流生态修复进行了探讨，对不合的河流生态修复技术进行了归类阐发。简要介绍了水域生态修复技术：水生生物群落恢复技术、生态浮岛技术、曝气增氧技术、微生物修复技术；河流水陆交错带植被修复技术；生态护岸技术等。 关键词：河流；生态修复；生态修复技术 The River Ecological Restoration Technology Abstract:The ecological restoration of river ecosystem has become a research hotspot because the river ecosystems were generally severely damaged.On the basis ofbroad access to the information of the domestic and international ecological restoration, the stress of the river ecosystem which was forced by human activities in the traditional water conservancy project, pollutant emissions, excessive diversion of water project and fishing activities also was analyzed. Investigate of the river systems and river ecological restoration. The adaptability of different river ecologicalrestoration technologies were classifiedand analyzed. Waters of ecological restoration technology is

河水生态修复及景观工程方案(DOC)

河水生态修复及景观工程 设 计 方 案 宁波市清新环保科技有限公司二零一二年四月

目录 一、项目概述 (1) 1.基本情况 (1) 2. 水体生态环境调查与评价 (2) 3.甲方要求 (2) 二、设计原则 (3) 三．设计概要 (3) 四．设计目标 (4) 1、总体目标 (4) 2、水生植被修复目标 (5) 3、水面景观目标 (6) 五、施工流程和单元说明 (7) 1、施工流程图 (7) 2、单元技术说明 (8) 3、生态修复景观平面布置图 (12) 六、工程概算 (13) 1、水生植物清单 (13) 2、浮岛（含水生植物、器材）费用列表 (13) 3、微生物、载体、药剂费用列表 (13) 4、投资预算表 (14) 七、承诺 (14) 工程效果参考图（附） (15)

宁波亚德客自动化工业有限公司 水体生态修复及景观工程设计方案 一、项目概述 1.基本情况： 是全球知名专业生产各类气动器材的大型国际集团，致力于向客户提供满足其需求的气动控制元件、气动执行元件、气源处理元件、气动辅助元件等各类气动器材、服务和解决方案，为客户创造长期的价值和潜在的增长。亚德客始创于1988年，现辖宁波、广东、台湾三大生产基地和上海、意大利米兰两家营销中心，亚德客生产基地厂房面积达10万平方米，全球员工总计2800余人，产品畅销中国、东南亚、欧美等国家和地区。 现企业厂区内有环厂房内河河水富营养化，造成水体污染，环厂内河治理段总长约2500米，水面宽度10-15米，治理段总面积约达30000多平方米。水体透明度差,高温季节水面经常爆发蓝藻水华，且水质易发绿发臭。经我公司现场取水样检测，水质数据如下：COD：100mg/L； BOD：15mg/L； PH：7.3 氨氮：5mg/L； 总磷：17mg/L； 2.水体生态环境调查与评价 2．1、内源污染影响：工程水域长期受雨、污水及死亡藻类沉积

河道生态治理方案

河道生态治理方案 目录 第一章综合说明 (1) 一、项目概况 (1) 二、项目任务 (1) 三、项目规模 (1) 四、设计依据 (1) 五、设计原则 (2) 第二章技术分析 (2) 一、物理法 (2) 二、化学法 (4) 三、生物－生态修复技术 (4) 四、最终技术方案 (8) 第三章方案设计 (8) 一、设计水量 (8) 二、设计水质特征 (9) 三、治理目标 (9) 四、实施阶段 (9) 五、实施路线 (9) 六、方案设计 (10) 第四章投资运营费用估算及维护 (16) 一、投资估算 (16) 二、运营费用 (17) 三、系统维护 (18)

第一章综合说明 一、项目概况 城市河流是城市景观中一个流动的、与城市居民生活环境紧密联系，且相对开放的复杂生态系统。河流对外源污染具有一定的自我净化恢复能力，然而城市河流由于沿岸居民数量众多，居民的生产生活对城市河流造成巨大影响，致使城市河流生态功能在不断退化和丧失，出现黑臭、蚊虫滋生，不仅丧失了作为城市景观的功能，反而成为城市负担：干扰居民的正常生产生活，影响城市声誉。 根据“回归自然”与“以人为本”的治理思路，在恢复河道原有自然功能的同时满足居民活动需求队河道进行治理规划和设计。 二、项目任务 本项目涉及35000m3河道水体的治理和维护，主要任务对受污染水体进行污染物消减和生态自净功能恢复。去除水体中的氨氮、BOD等污染物，提高水体含氧量和透明度。建立河道稳定生态系统，恢复水体生态链，实现水体自净，维护水体水质。 三、项目规模 本项目设计规模35000立方，河道长约700m，河宽25m，平均水深约1.95m。根据现有水体的污染现状，对水体进行水质治理和生态维护。 四、设计依据 1、《中华人民共和国环境保护法》，1989年12月； 2、《中华人民共和国水污染防治法》，2008年6月； 3、国家环境保护工程技术中心“十一五”专项规划； 4、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）； 5、《环境工程手册》（水污染防治卷）；

河道生态修复专题报告

河道生态修复专题报告 1、砂坑治理 沙坑的成因分析 导致沙坑形成的原因有人为和自然两种因素，人为的挖沙取石是沙坑形成的主要原因，不合理的开采利用，破坏地表植被，直接导致沙坑形成。同时风蚀、水蚀也加剧了沙坑的形成。 沙坑的特点分析：一般分布较广、且多数比较零散。 沙坑的危害 （1）破坏土地、影响地表景观。 砂石的开采是以剥离挖损土地为主，显着改变了地表景观，一般沙坑开采前是有植被覆盖的河滩地，甚至是农田。开采后地貌和植被遭到破坏，由于沙石的挖去，地面形成巨大的沙坑，且周围堆置着大量的废石与垃圾，严重破坏地表自然景观，形成一个与周围环境完全不同甚至极不协调的外观。随着人类社会的发展与进度，景观的破坏越来越多的引起当地居民的强烈反应。 （2）形成大量沙尘源，容易就地起砂。 沙坑多分布在生态环境原本就很脆弱的河道两侧及荒滩地。由挖沙取石，破坏了植被和表层土壤，形成大面积的荒沙地。到了冬春季节，风起沙扬。 （3）造成大量的水土流失。 人工采石挖沙，形成沙坑，造成周边地段地下水下降，加上人工对地面的扰动，使土壤的抗侵蚀性降低，到了雨季，加剧水土流失，并容易引起塌方等自然地质灾害。 总之，由于砂石的开采，沙坑的形成，破坏了生态环境，污染了大气环境，严重影响了社会经济的发展和人名的生活水平。 沙坑治理的具体措施 (1)大沙坑治理采取小坡平整的措施 1)平整最小边坡1:5。根据植被生长需要及稳固沙土要求，植被自然生长所需坡度不宜陡于1:5。 2)尽量保证堤脚护堤滩地宽度不小于30m。 3)基本保证每一个横断面内，挖填土方内部平衡，且就近平衡。 (2)有常流水的河道，采取引种水草、封河育草的措施，恢复河道的湿地景观。 (3)干旱河道采取撒播草籽的措施，提高河道内的植被盖度，减少水土流失，避免扬沙。 2、土壤改良 针对不同土壤质地类型，提出相应的土壤改良措施模式： （1）河道基质为砾石类占主体的地段：首先将河道局部小地形地貌平整处理，然后覆盖一层3-5cm层厚的生土，并碾压2-3次，压实，形成一个隔水层。其次将河道内的沙土按照1:1的体积比例与客土进行混合配置。主要客土材料配比为：黄壤土60%，有机质（泥炭和农家肥总计15-20%）+植物纤维（粉碎的农作物秸秆20%-25%）。增加适当的土壤改良剂及保水剂，配好的客土覆盖20cm厚度。 （2）沙质土类为主体的地段：河道平整处理，然后覆盖一层3-5cm层厚的生土，并碾压2-3次，压实，形成一个隔水层。将河道内的沙土按照4:3的体积比例与客土进行混合配置。主要客土材料配比为：黄壤土60%，有机质（泥炭和

河流生态修复理论技术及其应用

河流生态修复理论技术及其应用 提要：本文提出了河流生态修复整体模型，系统阐述了水利工程对河流生态系统胁迫及其机理，对传统意义上的水利工程规划设计理念和方法进行了系统的反思，总结了河流生态修复规划原则与评估方法及河流廊道生态修复技术，对典型示范工程进行了简单介绍。 关键词：胁迫，生态修复，模型，示范工程 T HEORIES AND PRACTICES OF RIVER RESTORATION Dong Zheren, Sun Dongya, Peng Jing ABSTRACT:The holistic model of river ecosystem structure and function is proposed. Stresses of hydraulic engineering on river ecosystems are analyzed comprehensively. Countermeasures and technologies are brought forward for ecological compensations and rehabilitations, which overcome some shortcomings of traditional methodologies in hydraulic project planning, design and management. One demonstration project on river restoration is briefly introduced. Keywords: Stress, river restoration, holistic model, demonstration project 1、前言 水利工程在防洪、灌溉、供水、发电、航运和旅游等诸多方面对于保障社会安全、促进经济可持续发展发挥着巨大的作用，这是举世公认的事实。但是另一方面，水坝和堤防建设、河道整治工程和跨流域调水工程等各类水利工程对于河流、湖泊生态系统也造成了胁迫效应。水利工程的负面影响主要表现为改变了自然水文规律和引起地貌特征变化，从而不同程度地改变了生境条件，导致淡水生态系统结构和功能的变化。 水利工程的生态影响问题引起了社会各界的广泛关注，也逐渐变成了水利水电建设发展的瓶颈问题。如何正确对待和处理水利工程的生态影响问题，需要坚持可持续发展的原则，用辩证的观点进行分析。在工程技术层面上，纵观传统意义上水利工程的建设和管理目标，都是以建设和运行工程设施为手段，通过改造和控制河流，实现预期的经济效益和社会目标。 传统意义上的水利工程尽管满足了社会经济需求，但是在不同程度上忽视了淡水生态系统的健康需求，因此对生态系统构成了胁迫效应。面对这个复杂问题，应坚持全面权衡利弊，力争趋利避害的辩证思维方法，探索通过工程措施、生物措施和管理措施，尽量避免、缓解或补偿水利工程对于河流生态系统的负面影响，达到社会经济效益与生态保护二者兼顾的目标。 本文系统阐述了水利工程的生态影响现象，分析了胁迫效应的机理，对于传统意义上的水利工程规划设计理念和方法进行了系统的反思，总结了河流生态修复规划原则与评估方法和河流廊道生态修复技术，对典型示范工程进行了介绍。 2、水利工程对河流生态系统胁迫和机理分析 自然力和人类活动对于淡水生态系统构成双重胁迫。各类水利工程对淡水生态系统的胁迫是大规模人

浅议河流生态系统修复的理念和措施

浅议河流生态系统的修复 摘要：在经济飞速发展的今天，人类活动对河流产生了巨大的影响。人们渐渐的意识到这个严重问题，但是在河道治理工程中，传统的方法对生态破坏较大。采用生态修复的方法能恢复已受破坏的河流生态环境。通过分析受损河流生态系统在生态修复方面的研究现状及存在的问题和国内外河流生态修复的现金理念和技术。提出了河流生态修复的目标和措施。 关键词：河流生态系统传统治理生态修复目标技术措施植物措施 引言 随着社会经济的发展进步，人对河流的过度开发利用而不加以保护。传统的河流治理工程往往局限于防洪、排涝、引水和航运等基本功能而很少考虑河流的生态、景观、休闲、娱乐等其他功能。河流治理中大量的采用混凝土等硬质材料使自然水体形态渠道化或水池化，水岸混凝土化，破坏了河流生态系统，使得河流无法自净;隔断了水体与陆地之间的联系，使得水质恶化，水生生物锐减，河流生态系统退化。然而随着社会的进步、经济的发展，人们对生态环境的要求越来越趋向于天然，提倡和谐发展、简历生态型社会等并加强水资源保护，改善河流环境，修复和构建生态型河流已是势在必行了。河流石水陆交错带，在调节气候、保持水土、防洪方面具有重要的功能。健康的河流生态系统能使物质通过其界面区的速度和形式保持适当，从而使陆地加强了“水土保持”，水体防止了“富营养化”的出现。不合理的土地利用方式和高强度的开发，会导致河流生态系统受到严重破坏，在城镇化程度较高的地区表现尤为突出。 河流生态修复的目标正是为了重建受到破坏的河岸生态系统，恢复水文、地质、生物多样性等生态功能。目前国内对河流生态修复的研究大多集中在护坡上，而往往忽视了对河流功能恢复，对其河流生态治理整体上认识不足。本文研究了国内外河流生态修复的先进理念和技术，探讨河流生态功能修复的目标和措施。 一、传统河流治理存在的问题： 河流是人类生存和发展必不可少的要素，是水环境的重要载体，也是自然环境的重要组成部分。人类为了生存和发展，不断的和河流争夺空间和资源，特别是经济的发展更加重了对河流的索取，然而传统的河流治理技术中，特别是对城市河流，为了争夺有限的土地和控制河势、确保河流的防洪安全，人们着力于运用石块、混凝土等硬质材料的结构设计。片面强调防洪、排涝或兴利输水，不考虑对水生态、水环境的影响，牺牲了河流可持续发展的空间，损伤了河流的健康，破坏了生态系统，污染了水环境，缩短了河流的生命，退化了河流应有的功能。而且在各种的设计规范，未明确提出河流的生态治理的要求，致使不少地方的河流，被人为渠化及对河岸的强行硬化，产生了诸多的影响，主要有： 与河流争夺空间，导致生态系统的破坏 城市经济的发展和人口的增加，城市河流水面不断的被人为侵占或缩窄，导致城市水面积急剧减少，天然调蓄功能严重萎缩，家中了内涝发生的几率。在城市建设中，为了多争一块土地，许多城市盲目填河，将河流排水改为管道排水，将软排水改为硬排水，城市排水管网与城市河流不配套，排水系统不协调。防汛排水时，市区内河水满为患，泵站被迫停机的事时有发生，致使城市排水的矛盾十分突出。 河道两岸水渠化、硬化，导致城市景观河水环境的破坏 国内河流治理片面追求统一化、直线化、河槽渠化，河岸硬化，边界整齐，走向笔直，河流两岸被强行硬化覆盖，只考虑河流的防洪功能，而淡化了河流的资源功能和生态功能，破坏了自然河流的生态链，破坏了生态环境。河岸衬砌硬化之后，原始河岸面目全非，土体与水体的关系相割裂，隔断了河流水域中的生物、微生物与陆域的接触，并引起其自然生存环境

国内外河流生态修复相关研究进展_陈兴茹-2

第32卷第5期2011年9月水生态学杂志Journal of Hydroecology Vol．32，No．5Sep．，2011 櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍殻 殻 殻 殻 综述 收稿日期：2011－06－27 基金项目：水利部公益性行业科研专项（201101023－2），国家自然科学基金（50879092），中国水科院科研专项（水集0822）。 作者简介：陈兴茹，1978年生，女，高级工程师，主要研究方向为河流生态环境修复。E- mail ：chenxr@iwhr．com 国内外河流生态修复相关研究进展 陈兴茹 （中国水利水电科学研究院水力学所，北京100038） Progress of River Restoration Research at Home and Abroad CHEN Xing-ru （Department of Hydraulics ，China Institute of Water Resources and Hydropower Research ，Beijing 100038，China ） 摘要：河流生态系统是一个复杂、多变、非线性的系统，增加了河流生态修复工作的难度。如何真正修复河流生态系统， 国内外许多学者进行了大量的理论和实践研究，取得丰硕的成果和宝贵的经验。总结国外城市化对河流生态的影响、河流生态修复技术、河流生态评价及河流生态修复后评估方面的成果，旨在为我国正在广泛开展的水生态修复工作提供参考；总结国内河流生态修复已有的成果和存在的问题，并展望我国今后河流生态修复工作应重点开展的工作内容。 关键词：河流；生态修复；研究进展中图分类号：X171．4 文献标志码：A 文章编号：1674－3075（2011）05－0122－07 欧洲、美国和日本等发达国家，自20世纪60年代就已认识到河流生态环境面临的诸多问题，积极开展生态修复的相关研究与实践活动。至今，经过半个世纪的时间，河流生态修复现状调研、科研、实践等活动开展得较多，研究比较深入，基于多种目标的各种修复技术已得到研发（Nijland ＆Cals ，2000；Brinson ＆Malvarez ，2002；Malmqvist ＆Rundle ，2002）；大型河流的生态修复工作也已有不少实例（Kondolf ，1995；Brooks ＆Shields ，1996；Tockner ＆Stanford ，2002），以密西西比河、莱茵河为典型代表的许多河流修复工作相对比较具体、细致，并且这些修复活动大多取得了良好的生态环境效益。我国的河流修复工作20世纪末刚起步。本文总结国内外河流生态修复的相关研究进展。 1 国外研究进展 1．1 城市化对河流的生态影响 流域内不透水表面不断增加导致大部分暴雨很快成为地表径流，且无法变成地下径流，城市河流水 文情势发生改变。产流过程的巨大变化对物理栖息 地和水质有很大的影响：水力条件单一、洪水峰值增加和基流减少（Booth ＆Jackson ，1997）；岸边带缺失及河床和堤岸被硬质化后，水生生物在高流量时缺乏避难所（Paul ＆Meyer ，2001）。城市河流受城市化影响的另一个特点是水质变差，尤其当含有悬浮固体、有毒物（如重金属）、碳水化合物、营养物和细菌等垃圾的污水汇入时（Lenat ＆Crawford ，1994），这可能严重地减少河流无脊椎动物群落的 存在。许多对城市流域的研究表明， 敏感物种（蜉蝣目Ephemeropera ，襀翅目Plecoptera ，毛翅目 Trichoptera ，简称EPT ）的丰度、密度增加了耐污物种（寡毛纲Oligochaetes ，摇蚊Chironomids ，蜗牛Snails ）的密度（Pitt ＆Bozeman ，1982；Garie ＆Mc-Intosh ，1986；Jones ＆Clark ，1987；Lenat ＆Craw-ford ，1994；Walsh et al ，2001）。 Soballe 和Wasley （2004）根据城市河流在城市中的重要地位，分析了城市化速度加快对城市河流的影响，指出“城市河流可以成为城市的宝贵财 富”，关键是如何解决城市河流面临的渠道化、岸线侵蚀、水体污染等问题，并提出了利用城市河流的方法，客观地评价了城市河流渠道化对于稳定河床和保护财产的重要作用。文中提到的行动方案，涉及内容包括如何改善进入河道的暴雨水质、最大限度 DOI:10.15928/j.1674-3075.2011.05.013

河流生态修复技术

河流生态修复技术 摘要:在河流生态系统普遍遭受严重窃:坏得今天，河流生态修复成为研究得热点。本文在广泛查阅国内外河流生态修复资料得基础上，分析人类活动在传统水利工程、污 染物排放、过量引水及农渔业活动方面对河流生态系统得胁迫作用。本文对河流系统及 河流生态修复进行了探讨，对不同得河流生态修复技术进行了归类分析。简要介绍了水 域生态修复技术：水生生物群落恢复技术、生态浮岛技术、曝气增氧技术、微生物修复 技术；河流水陆交错带植被修复技术；生态护岸技术等。 关键词：河流;生态修复；生态修复技术 The River Ecological Restoration Technology Abstract: The ecological restoration of river ecosystem has bee a research hotspot because the river ecosystems were generally severely damaged、On the basis of broad access to the information of die domestic and international ecological restoration, the stress of the river ecosystem which was forced by human activities in the traditional water conservancy project, pollutant emissions, excessive diversion of water project and fishing activities also was analyzed、Investigate of the river systems and river ecological restoration^ The adaptability of different river ecological restoration technologies were classified and analyzedWaters of ecological restoration technology is made, such as aquatic munity recovery techniques, ecological floating bed technology, aeration technology, microbial remediation; Rivers crisscross ecological restoration technology of water bank, such as vegetation restoration technology; ecological revetment technology etc> Keywords:river;ecological restoration;ecological restoration technologies 引言 水环境污染与水资源短缺就是当今全球淡水资源面临得两大危机。河流就是我国水环境得重要组成部分，就是人们生活生产得水资源基础，在社会发展中发挥着巨大得作用，水环境质量得好坏直接制约地区乃至全国整个国家经济得持续发展⑴。近年来，随 着我国人口得增加与社会经济得快速发展，一方面,城市污水处理设施得建设严重滞后于工业化与城镇化得进程，导致大量未经处理得工业废水与生活污水排入自然水体;列一方面，农业生产中过量施用农药化肥,导致更为广泛得非点源污染不断汇人自然水体;此 外，为了过度追求经济利益，自然河流不断被人为渠道化、直线化以及硬质化，导致自 然河流得自净能力与纳污能力减弱。以上一系列得人为活动均导致了水体环境得严重污

河道生态修复基础

河道生态修复基础知识 一、概况 河道生态修复是指在生态学原理基础上，使用综合方法，改善水文条件和河道地貌学特征，修复受损伤的水生态系统的生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，并能使生态系统实现整体协调，自我维持、自我演替的良性循环。 城市河道生态修复是根据自然生态系统多样性的要求，恢复河道自然属性，改变因城市化和传统水利工程所造成的河道的非自然面貌，消除因此带来的生态胁迫，为河道内及滨河的生物重新构建栖息场所，使得生态系统恢复到接近自然的状态，从而恢复城市河道各种功能，保持河道健康。 二、世界河流生态修复进展

世界上许多国家都在进行河道重返自然的生态修复。从上世纪70 年代起开始，发达国家针对人类活动干扰对河道生态系统的负面影响，开发了河道生态修复的理论和技术。并在河道整治工程和堤防工程设计、施工规范中增加了河道生态建设的内容，或颁布了专门的河道生态工程设计导则。 目前，国外河道生态修复技术包括以下：根据“给河道以空间”的洪水管理理念，建设分洪道、降低河漫滩高程；恢复河道连续性和蜿蜒性；河道岸坡生态防护；重建深槽和浅滩序列；恢复洪泛区湿地；创建河道内生物栖息地结构；建设亲水设施；应用多孔和透水护岸材料和结构等。同时，利用生态学理论，采用生态技术修复受污染河水，恢复水体自净能力，如：人工湿地处理系统、河道直接净化技术、氧化塘处理系统、植物——土壤处理系统、水生植物处理系统、生物操纵技术等 1）德国的近自然河道治理工程 德国的Selferr 首先提出近自然河溪治理的概念。它是指能够在完成传统河道治理任务的基础上，接近自然、经济并保持景观美的一种治理方案1。20 世纪50 年代，德国创立了“近自然河道治理工程”，提出河道的整治要符合植物化和生命化的原理。70 年代中期，德国进行了称之为“重新自然化”关于自然的保护与创造的尝试，开始在全国范围内开始拆除了被砼渠道化了的河道，将河道恢复到接近自然的状况。同

退化河流生态系统修复概述

退化河流生态系统修复概述 集美大学水产学院海洋渔业科学与技术0712班 左薇薇2007250036 近几十年来．随着人口的增加和工农业生产的发展，河流生态系统退化问题愈来愈严重。从一首民谣：“50年代淘米洗菜，60年代洗衣灌溉．70年代水质变坏，80年代鱼虾绝代，90年代身心受害。”我们可以了解我国大部分河流生态系统退化的大致过程。2000年，我国11．4万km河流水质评价统计结果显示．符合和优于Ⅲ类水的河长占总评价河长的58．7％，10年过去了，这一数字仍在大幅度下降。 说到这里大家就有疑问，什么是生态系统？什么是退化生态系统？我一一个大家做出解释。 在大气科学和应用气象学中生态系统是指生物群落及其地理环境相互作用的自然系统，由无机环境生物的生产者(绿色植物)、消费者(草食动物和肉食动物)以及分解者(腐生微生物)4部分组成。 在地理学和生物地理学中生态系统是指由生物群落和与之相互作用的自然环境以及其中的能量流过程构成的系统。 在昆虫和昆虫生态学中生态系统是指在一定空间范围内，所有生物因子和非生物因子，通过能量流动和物质循环过程形成彼此关联、相互作用的统一整体。 在生态学和生态系统生态学中生态系统是指在一定空间范围内，植物、动物、真菌、微生物群落与其非生命环境，通过能量流动和物质循环而形成的相互作用、相互依存的动态复合体。 我们主要采用第四个定义来解释生态系统。

退化生态系统是指在自然因素、人为因素干扰下，导致生态要素和生态系统整体发生不利于生物和人类生存的量变和质变。 退化河流生态系统的退化，导致河流廊道水生和陆生动植物物种数量減少，生态系统功能下降，湖泊和湿地面积萎缩，华北等地区地下水位元持续下降等。 河流生态系统的退化现状目前由以下几个方面组成： 一是江河、湖泊和水库的污染問題，这对生态系统的健康和可持续性造成了重大威协； 二是北方干旱或半干旱地区，水资源的供需矛盾日趋尖锐，由于超量用水造成河流干涸和断流，引起河流生态系统退化。 三是除了化学药品和生活垃圾工业垃圾随意排放到河流当中，人类为了自身的安全与发展，对于河流的进行了大量的人工改造。特别是近一百多年来利用现代工程技术手段，对河流进行了大规模开发利用，兴建了大量工程设施，改变了河流的地貌学特征。河流一百年的人工变化超过了数万年的自然演进。有学者估计，至今，全世界有大约60％的河流经过了人工改造，包括筑坝、筑堤、自然河道渠道化、裁弯取直等（Brookes,2001）。据统计，全世界坝高超过15米或库容超过300万立方米的大坝有45000座。其中大约40000座大坝是在1950年以后建设的。坝高超过150米或库容超过250亿立方米的大坝有305座。（ICOLD，2000）。建坝最多的国家依次为中国、美国、前苏联、日本和印度。 一方面，这些工程为人类带来了巨大的经济和社会利益，另一方面却极大改变了河流自然演进的方向。人们始料未及的是对于河流大规模的改造，造成了对于河流生态系统的胁迫，导致河流生态系统的不同程度的退化。这种退化也降低了河流生态系统的服务功能，本来大自然对于人类的恩赐因此而减少，这样反过来又损害了人类自身的利益。 人类也逐渐意识到河流生态系统对自身的副作用是异常巨大的，也开始寻求方法进行生态系统恢复。随着人们逐渐认识到维系河流健康生态系统的重要性，

谈水生态修复技术在河道治理中的应用研究

谈水生态修复技术在河道治理中的应用研究 发表时间：2019-07-26T15:00:00.287Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：肖孟富 [导读] 摘要：人均水资源的逐渐减少，是不合理的人类活动造成的，破坏了水生态的平衡，导致水体污染严重，水环境日益恶化。 广州市水电建设工程有限公司 510600 摘要：人均水资源的逐渐减少，是不合理的人类活动造成的，破坏了水生态的平衡，导致水体污染严重，水环境日益恶化。本文从水生态修复概念入手，介绍了水生物基础修复技术，然后分析了水生态修复技术在河道治理中的应用要点，希望可以给相关人士提供一定的参考。 关键词：水生态修复技术；河道治理；应用；研究 近年来，我国水利工程获得了快速的发展和壮大，但是对河道的生态环境和生态景观造成了很多负面影响，导致水体出现恶臭及水体富营养化引发蓝藻水华泛滥等现象。水生态修复技术的应用，能够较好地处理这些问题，而且不需要耗费能源，建设成本和运行成本低，因此该项技术已经成为河道整治的新措施。 1.水生态修复概念 完整的水生态系统需要具备水生植物群落以及水生动物，同时，还要有数目巨大的微生物以及原生动物等。而水生态修复技术这是运用栽培植物和培养微生物的方法来进行转化水中的污染物，或者进行转移降解等方法，来改善水生物的生存环境，以此来达到净化水质的目的。这种技术在目前也是国际上常用的用于治理水体污染的其中一个方法，水生态修复技术不仅具有治污效果好造价低，而且运行成本也低的优点。根据大量实践和研究表明，对河道水体的治理，就一定要从污染源开始进行控制，与此同时，将水生态修复技术与之相结合，从而达到根本上进行治理，恢复水体生态。 2.水生态修复技术的内容 水生态修复系统是在河流生态系统遭到了严重破坏的当今，生态治水新理念的提倡而应运而生。水生态修复技术注重对自然生态和自然环境的恢复和保护，是目前治理河道水生态的关键技术。生物在一定的自然环境下生存和发展的状态称为生态系统，完整的水生态系统包括水生植物群落和鱼、虾、螺、贝类、大型浮游动物等水生动物，以及种类和数量众多的微生物和原生动物等。水生态修复技术的具体内容是指利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化和降解，净化水质，改善、修复水生物生存环境。作为目前来讲国际上常用的水体污染治理办法之一，水生态修复技术具有治污效果好、工程造价相对较低、运行成本低等优点。实践生活表明，对河流水环境的治理，必须采取污染源控制和水生态修复相结合的方法，实施“截污治污、恢复生态”。 3.水生态修复主要技术类型 3.1生物处理技术 水生态修复技术中生物处理技术主要有厌氧处理、好氧处理以及厌氧-好痒组合处理三种。其运用人工培养的适用于分解污染物的一些微生物。运用控制这些微生物的品种、数量以及生长环境等，并结合人工曝气等措施，来加快并稳定诸如COD、氨氮以及有机氮等污染物的处理。生物处理技术依照河道水体的流域面积、水流以及污染程度等因素予以具体制定，现在主要为原位生物修复技术，运用于污染较为严重河道的水质净化。 3.2修建生态岸坡 水生态修复技术最终的目的是为了对受到污染的水体生物环境进行合理的修复，重新建立完整的水生态系统生物平衡体系，使其可以按照自然发展规律完成生态食物链的重建。随着人们环境保护意识的不断提高，人们自身的环保理念也随之改变。人们的环境保护理念已经逐步的由传统的防洪、排涝向安全、生态的水环境观念转变。生态型岸坡的修建，不仅改变了传统河坡直立的结构形式，同时随着岸边植物种植数量的不断增加，利用植物发达的根系实现土壤固结的目的，不仅有助于岸坡稳定性的全面提升，降低了岸坡被雨水冲刷现象发生的几率，而且岸边种植的大量的植物，也发挥出其在水生物保护方面的作用，为水生物营造了良好的栖息城所，加快了水体生态系统恢复的速率。 3.3生物修复 生物修复技术主要是指运用水生动植物、微生物等转化、分解、吸收水中污染物，从而达到水生态修复、水环境优化的效果。生态修复技术不仅能是单一动植物与微生物的修复，还可为不同动植物与微生物一同构成的水生态系统来开展水生态修复。在河道生态修复中动植物与微生物扮演着不同的角色，但是其都在水体净化中发挥着非常重要的作用。 3.4人工湿地处理技术 人工湿地具有调节区域气候的重要作用，通过物理、化学、生物三重作用实现水体净化工作。人工湿地的修建可以维持系统内的生物多样性，调节地表径流，通过重建较为完整的水生态系统对污染水体进行净化。人工湿地不仅能够美化当地环境、构造景观，更能调节气温及空气湿度，对局部气候有效进行调节。 4.生态修复技术在河道治理中的应用要点 4.1合理配置植物种类 将植物的种类进行有效合理的配置，选择适合该河道的植物种类对生态修复技术在河道治理中有着十分重要的作用。不同的植物对土质的适应性和选择性不同，这就要求在选择植物护岸时，就必须按照河道不同的水位来进行，并结合当地的具体情况来开展。 4.2建设多样性河流 通过恢复河流横、纵向连通来实现建设河流的多样性，河流形态多样可以有效减少岸坡和河床材料硬质化。进行河流横向的连通，是为了恢复和维持河流蜿蜒、曲折、多变的形态；进行纵向的连续性，即将河流建设成有护坡地基主河槽的复合断面状态。如果是在用护岸的地段，就需要采用透水岸坡防护结构，与此同时，科学的运用植物护坡和天然材料，像木桩、水葱、芦荟、柳树和乱石等，以此避免河流护岸硬质化。 4.3布置人工湿地 人工湿地是比较常见的人造景观，有些湿地是在现有河道形态基础上进行开凿和布置人工湿地；也有部分人工湿地经由人工开凿，完全由人工来重现湿地景观。人工湿地作为水生态净化系统的一种表现形式，对于恢复河道的水生动植物系统发挥了重大的作用。因此，通

河道生态修复技术

生态河道修复工程 河道是包括土地、动植物、水体的复杂生态系统。具有调节径流、调蓄水量、去除水中有毒有害物质，提供水生、陆生动物栖息地的功能，植被特征明显不同于两侧土地，有较高水平的物种多样性，种群密度和物生产率。 我国目前河道修复工程多考虑河道的水利条件，常见的河道整治工程如下：1、加高河堤；2、采用钢筋混凝土和块石结构；3、河道人工化、渠道化；4、清淤。采用以上方法将极大的影响河道生态功能，造成河道生境单一，水生植物缺乏，周边生态食物链断裂，生物多样性减少，河道净化能力较差等后果。 河道生态修复以生态手段，使河道生态系统恢复到被破坏前的近似状态，且能够自我维持动态平衡的复杂过程。生态修复需要对生态系统结构和功能，包括水质净化物理过程、化学过程、生物特征有充分的认识。工程设计主要包括河流生态修复设计，河床生态修复设计，河岸生态修复设计和河岸带生态修复设计。 一、河流生态修复设计技术 河流生态修复主要任务是将人工河道形态修复成近自然的河道形态。自然河流有如下四中类型：1、顺直微弯型：总体顺直并略有弯曲，深槽、浅滩交错分布其中；2、弯曲型：具有外形曲折、蜿蜒蠕动的动态特性，分布范围广，任意两相邻浅滩的间距约为河宽的5～7倍；3、分汊型：又称江心洲型河道，具有一个或几个江心洲，河身呈莲藕状，具有两股以上的汊道，汊道交替消长；4、游荡型：河身顺直宽浅，沙滩众多，汊道交织，河床变形迅速，主槽摆动不定，水流散乱。河流生态修复中，主要应针对河流形态，将沟渠化的河流形态改造成近自然的河流形态。 1.河流断面设计 河道断面应设计有深潭和浅滩，断面上植物设计应注意层次，设计时应注意乔木、灌木和水生植物布置的位置和宽度，理想的河道断面图如图1所示。 图1 河道剖面理想断面设计 对于硬质化现象严重的河道断面，应以河道修复理想剖面为基础，加以改造。硬质化河道生态修复剖面如图2所示。 图2 硬质化河道生态修复剖面 2.浅滩和深潭河流结构设计 深潭和浅滩是自然河道中常见的较复杂的生境，为浮游生物，鱼类等提供复杂的生活环境，躲避天敌，有利于河道生物多样性的丰富，对于河流生态修复有着重要意义。针对人工河道，应在沿河流方向剖面，塑造地形，形成近自然的深潭和浅滩，深浅变化明显。沿河流方向生态修复剖面如图3所示。