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城市中小型河流中生态修复技术应用

2020-07-17付腾飞

环境与发展 2020年6期
关键词:生态修复应用

摘要:近年来随着经济发展城市中小河流污染越来越严重,在环保产业大力发展背景下,城市中小型河流的治理是当务之急。在河流治理中通过生态修复逐渐将受损河流环境进行修复并且逐步改善河流水质、缓冲带、基底等方面的状况。本文通过介绍城市中小型河流现状以及河流中常见的生态修复技术,并对城市中小型河流修复技术的应用做出分析,提出建设性意见,对以后河流生态化发展具有重要意义。

关键词:中小型河流;生态修复;应用

中图分类号:X522 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2020)06-00-01

DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.06.054

Application of ecological rehabilitation technology in urban small and medium-sized rivers

Fu Tengfei

(Dezhou Environmental Protection Science Research Institute Co.,Ltd.,Dezhou Shandong 253034,China)

Abstract:In recent years,with the economic development of small and medium-sized rivers in cities being polluted more and more serious,under the background of great development of environmental protection industry,the treatment of small and medium-sized rivers in cities is the top priority.In river management,the damaged river environment is gradually restored through ecological restoration and the river water quality,buffer zone and basement are gradually improved.This paper introduces the current situation of small and medium-sized rivers in cities and the common ecological restoration technology in rivers,and analyzes the application of the restoration technology of small and medium-sized rivers in cities,and puts forward constructive opinions,which is of great significance to the future ecological development of rivers.

Key words:Small and medium-sized rivers;Ecological restoration;application

1 國内外研究动态

随着经济发展、社会的进步,有学者认为仅仅对河流中河床生态修复是达不到要求的,必须要扩充到对河滩以及河道等范围。城市中小河流的污染治理的研究也在近几年受到了广泛关注。近年来我国在城市中小河流生态修复方面提出了各种理念。董哲仁提出了“生态水工学”的概念 [1]。我国目前在流域范围内考虑河道、上下游的修复;对水质、水量等单一指标研究较多,而对于河流生态修复的综合评价方法尚且缺少。

2 城市河流生态修复技术

目前对于河流生态修复虽然已经进行了大量的理论研究,但尚未建立完整的河流生态修复理论体系,许多学者也对河流生态恢复的方法和具体措施进行了研究。Udziela等人用条件值法(CVM)评价城市盐碱湿地恢复的非市场价值。贝斯特对水下大型野生植物对光源的争夺造成的植物体内氮磷含量的变化的情况制定了方程。Chick在对河流中鱼类的分布情况进行了研究,发现鱼类的分布与河流的水质情况、温度、水流速以及河内植物情况等有关。

2.1 河流生态需水

人类社会的发展离不开水资源,然而在水资源的开发利用中,忽略了对河流中水量、水质以及河流生态环境的保护。城市中一些河流的水量不断减少甚至断流,河内生物生活环境遭到破坏,影响生物生存,生物数量大量减少,环境污染情况令人深思。目前对生态需水的研究逐步成为热点,出现了像生态需水、生态径流等概念。下面对以上几种生态概念进行介绍。

2.2 生态径流

生态径流是一种稳定的径流过程,目的是保证河流在天然状态下保证河流生态系统的健康稳定。生态径流包括的因素有水质、水温、营养物质等要素,根据河流径流变化和生态系统的反应,生态径流可以分成三个阶段。

第一个阶段:最小生态径流。满足河流生态健康和稳定的最小流量阶段,最小生态径流也要满足河流内生物生存所需的水量要求。

第二个阶段:适宜生态径流。适宜生态径流是指在该过程中的径流量能够满足河流生态系统内部的稳定以及生物种群多样性。在该状态下,河流的细微变化也会引起河流生态系统的健康水平变化。

第三个阶段:最大生态径流。满足河流生态健康和稳定的最大流量,如果超过了最大径流量将会造成河流内生态系统严重破坏甚至造成某些生物的大量死亡,并且许多现象不可逆。

3 生态修复措施

3.1 河道治理

城市中小河流中的河道容易出现底泥污染,造成黑臭水体等现象。对于河道中出现的此类现象,采用生态修复技术例如微生物修复技术、植物修复技术、植物-微生物联合修复技术等对河道出现的污染情况进行治理。

研究人员发现黑麦草的根系富集了大量的重金属元素,证明该生物能够有效的富集重金属,防止其扩散,试验证明其降解有机物效率达到了73%[3]。综上说明植物能够对金属和有机污染有良好的修复作用。

3.2 生态治理

对于河道,应尽量保持河道的天然状态,在满足水量需求下,对河道的形态、水流形态保持多样性。对城市中小河流的生态系统,维持河岸生态系统的稳定是重点,在生态修复中采用对河岸的生态护岸。首先将河岸修理成型,将石头放入金属丝编制好的网笼中,这种结构的护岸可以种植植物,植物与岩石、土体的作用对边坡表层进行防护,既能满足河岸生态系统稳定的要求,还能恢复破坏的自然生态环境。通常在网笼孔隙中种植芦苇等水生植物;在正常水位上种植乔灌木;在河岸边种植柳树、水松等具有护岸功能的树木。

湿地作为河流河岸的重要构成,湿地可以保护河岸周围的植物。通过建造湿地可以使河流河岸的植物得到很好的生长环境。湿地也可以对河流中的水流起到有效的缓冲效果。

4 国内城市河流生态修复实例

有研究人员对北京市内永定河出现的河流水环境问题进行了生态修复研究,根据国家和市政府的政策,对河流生态方面系统进行基础研究。

4.1 研究过程

研究人员首先对河流的基本信息例如:地理位置、水文信息等采集,在分析河流形成的基础上,分析河流的洪水情况以及河流功能演变情况。

对河流的生态需水进行计算,利用水力学等方法将河流生态需水进行详细计算,并且对计算出的结果进行详细分析,对河流常规部位的生态需水量等指标进行估算。分析经济发展给城市河流带来的生态问题,在此基础上制定河流近期和远期的修复目标以及具体的解决措施。对城市中小河流中已经开展的生态修复进行效果评价,针对生态修复城市中小河流的水质指标、水环境改善等问题进行方法研究,最后总结河流修复的结果,对河流生态修复中的关键问题—生态需水问题提出建设性意见。

4.2 研究方法和技术路线

对城市中小河流的生态修复效果进行评价,并且分析生态修复给河流带来的价值及产生的影响。

在研究方法上,對河流的自然条件等情况进行摸底,然后计算出各部分的生态需水量。对河流存在的健康问题提出相应的修复技术,对修复技术产生的影响进行分析,提出修复中生态需水量的保障以及下一步工作措施,为之后的城市中小河流修复提供参考。

5 结论

目前国内外对于城市中小河流的生态修复方面进行的研究越来越多,国外对于这方面的研究相对比较深入,经验相比国内丰富。我国城市虽然已相继开展了中小河流的生态修复工作,但还属于探索阶段,研究的深度还不够。下一步应从生态方向切入,对生态因子、水动力因子等因素之间的联系深入研究,并且鼓励开发出适宜我国河流的评价方法和生态修复方法。

生态修复技术复杂、多变,相互制约的因素较多,今后应该将水力技术灵活运用到有关城市中小河流的生态修复中来,通过积累河流生态数据对河流生态修复理论和方法的经验提升都具有重要意义。

参考文献

[1]陈兴茹.国内外河流生态修复相关研究进展[J].水生态学杂志,2011(05):122-128.

[2]许新宜,杨志峰.试论生态环境需水量[J].中国水利,2003(05):12-15.

[3]张蕾,李红霞,马伟芳,等.黑麦草对复合污染河道疏浚底泥修复的研究[J].农业环境科学学报,2006(01):107-112.

[4]刘敏敏.济南南部山区生态修复与重建技术研究[D].济南:山东建筑大学,2019.

收稿日期:2020-05-05

作者简介:付腾飞(1986-),男,汉族,本科学历,工程师,研究方向为环境工程与环境影响评价。

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