前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的生态修复工程技术方案主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
漂浮湿地工程师采用水花生圈养技术,将捞取的水花生放入用钢筋把泡沫浮球串成的圆形框架中,再用渔网水下包裹水花生,将水花生浮床放置在河道挺水植物外侧,用铁锚加以固定。
植物浮床技术与水花生围养技术不同,它主要采用毛竹和渔网形成漂浮载体,以大面积圈养水花生,加强水质净化。用毛竹做成长方形漂浮载体,捞取水花生,放入框架内,再用渔网水下包裹水花生。单体浮床连排后放入池塘,用铁锚加以固定。
4.1.3疏通河道、破除与降低圩埂
为确保河道水体流通,对河底长期淤积的沉积物采用生态疏浚法进行清理,清理出来的淤泥和淤沙等用于培筑控水土埂;对于原有的分散的小池塘,通过破除与降低圩埂,将其连成一片,移除的土用于构建滩地。
4.1.4林地管理
根据林地的现场地形勘察资料,开挖沟渠,改变地势不平的地貌,以方便浇灌和排水,避免发生旱灾和涝灾。开挖出的土用来修建林间小道,供林业管理和居民休闲娱乐。此外,将林地上的所有灌、藤、草等全部清除,并通过翻土、松土来改善林地土壤的理化性质,从而改善幼林成活生长的条件。
4.2恢复工程
4.2.1植物种植
河道两侧缓坡修筑结束后,河岸带具备了水生和陆生植被恢复的基质条件,随后根据等高线在新建边坡和原有浅滩上种植各类植物。
根据当地的实际情况,在岸坡上栽种湿地植物、乔灌木,进行岸边绿化,美化河岸景观。增加堤岸的稳定性,并可以降低流速、防止水土流失,增强抗洪、保护河堤能力。水线附近(新建土质缓坡上)、深水处适当引种植物,最终形成高低错落有致的植物群落,对河道斜坡进行有效护持的同时,增强水体的净化。
在低位、中位、高位滩地种植适合植物,最终形成高低错落有致的植物群落,构建自然湿地系统,增强景观效果的同时,增强水体的净化。
4.2.2水生动物放养
根据生态平衡的原理,在沙河水库中适当放养食用不同浮游生物的鱼类,改善水体中的生态系统结构,完善水体中物质、能量和信息的流动与传递,平衡和调控水域生态系统。
4.3保障措施:
4.3.1加大湿地保护的宣传力度
关键词:生态水利工程;设计原则;
O 前言
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。
1 生态水利工程学的内涵
1.1传统意义的水利工程学对于新建工程,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。传统意义上的水利工程可以简单理解为人类为实现水资源的再分配和水资源的利用而采取的工程措施或行为。水利工程最初主要用来为人类:
1.1.1 解决防洪问题(如修建防洪堤、水库);
1.1.2 提供稳定的水源(如修建水库、打井);
1.1.3 减缓或去除农作物旱涝渍灾害f如修建提水泵站、排水沟、灌溉渠道等);
1.1.4 提供清洁能源(修建水电站);
1.1.5 提供水利旅游景点(如修建水库、人工湖泊等),这主要体现了水利工程的资源、经济与社会性。
1.2生态水利工程学的概念生态水利工程学(eeo-hydrauliceng)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和技术方法的工程学。它包含以下4个方面的科学内涵:
1.2.1 生态水利工程的开发应强调生态系统的自组织原理。在设计阶段,应当将生态系统健康过程的维持置于重要位置,并作为设计制约因子,使水利工程能满足适宜的生态水文过程要求;
1.2.2 生态水利工程强调施工过程的环境友好性,防止在施工过程中造成巨大的环境成本付出:
1.2.3 生态水利工程更强调基于生态需水规律的运行管理。如水库要有效地发挥其生态功能,可能需要一个符合下游生态需水规律的水资源调配方案与制度:
1.2.4 生态水利工程选址或布局,强调工程生态负面影响最小化原则。这可能是生态工程最难以操作的一个内容,但又是最为关键的一个方面,需要基于系统多目标决策方法与技术进行科学比选。
2 生态水利工程学的基本原则
2.1 工程安全性和经济性原则 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。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稳定性。对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则。
2.2 保持和恢复河流形态的空间异质性原则有关生物群落研究的大量资料表明,生物群落多样性与非生物环境空间异质性(spacialheterogeneity)存在正相关关系。非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系反映了非生命系统与生命系统之间的依存和耦合关系。一个地区的生境空间异质性越高,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,造成生态系统的某种程度的退化。
2.3 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,某些与生态系统友好的物种.能够经受自然选择的考验.寻找到相应的能源与合适的环境条件。在这种情况下,生境就可以支持一个具有足够数量并能进行繁衍的种群。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1/2。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。
2.4 流域尺度及整体性原则河流生态修复规划应该在流域尺度和长期的时间尺度上进行,而不是在河段或局部区域的空间尺度和短期的时间尺度上进行。所谓“整体性”是指从生态系统结构和功能出发.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。水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和工程设施系统。
2.5 反馈调整式设计原则 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呈一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计一执行(包括管理一监测一评估一调整”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,需要在项目初期建立完善的监测系统,进行长期观测。同时还需要建立一套河流健康的评估体系,用以评估河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势
3 生态水利工程设计基本理论和方法
随着生态学的发展,人们对于河流治理有了新的认识,认识到水利工程除了要满足人类社会的需求外.还要满足维护生物多样性的需求,相应发展了生态工程技术和理论。生态水利工程设计应遵循如下三个方面的理论与技术路线。
3.1 以生态水文与工程水文为基础进行水文过程的分析与计算 将生态水文学应用于工程设计在当前还较少见。这可能与从事生态水文的科技工作者不从事实际水利工程的设计有关。但今后应当高度重视生态水文学与工程水文学的结合,这样才能为生态水利工程的设计提供基础。因为生态水利工程的服务对象比较广,往往同时涉及湿地、林业、草原、农业、畜牧业和江河湖泊等生态用水和工业、城镇、消防、居民等经济社会生活用水,所以弄清楚生态目标对水资源的时空要求规律,才能使生态水利工程的设计建立在科学的基础上。
3.2 应识别工程可能影响的关键生态敏感目标生态水利工程的设计应当能准确识别受工程直接或间接影响的生态目标,并在工程规划阶段给予充分考虑。但当前在许多水利工程的设计中很少或没有对流域生态敏感点加以考虑。又如三江平原早期实施的防洪治涝工程中,有的地方出现了跨流域排水。
3 .3 生态水利工程的设计要与环境工程设计进行有机结合 生态水利工程的设计应当充分吸收环境科学与工程的理论和技术,实现水量与水质同步科学配置的目的。尤其是应与水污染防治工程进行有机的结合。由于水利工程作用的水量一般较大且具有明显的季节性变化。所以生态水利工程的设计可能使得其设计与实施存在较大的挑战与阻力。为了减缓旱田排水挟带泥沙或污染物进入下游湖泊或天然湿地,可以在进入湖泊或湿地的过渡带设计生态处理沟渠或氧化塘。对于水田排水沟渠可以充分利用其生长季节蓄水,利用人工沟渠湿地对有机污染物质进行降解,其实,人工沟渠在蓄水状况下,如果沟渠两坡生长有水生植被,对水质处理效果较为明显。所以,在缺水地区种植水稻,特别是开采地下水种植水稻的地区.应当进行以水量高效利用与水质净化为目的的生态水利工程设计。这种设计思路应该来源于水污染的自然稳定塘处理理论与工艺。所以.生态水利工程与水污染控制工程的结合是以后生态水利工程的一个重要发展方向。
【关键词】生态水利工程;设计;耐久性
生态水利工程是一项综合性工程,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。
1 生态水利工程学的内涵
1.1 传统意义的水利工程学
对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时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。传统意义上的水利工程可以简单理解为人类为实现水资源的再分配和水资源的利用而采取的工程措施或行为。水利工程最初主要用来为人类:
1.1.1 提供稳定的水源(如修建水库、打井);
1.1.2 减缓或去除农作物旱涝渍灾害(如修建提水泵站、排水沟、灌溉渠道等)。
1.1.3 提供清洁能源(修建水电站);
1.1.4 提供水利旅游景点(如修建水库、人工湖泊等),这主要体现了水利工程的资源、经济与社会性。
1.2 生态水利工程学的概念
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和技术方法的工程学。它包含以下4个方面的科学内涵:
1.2.1 生态水利工程的开发应强调生态系统的自组织原理。在设计阶段,应当将生态系统健康过程的维持置于重要位置,并作为设计制约因子,使水利工程能满足适宜的生态水文过程要求;
1.2.2 生态水利工程强调施工过程的环境友好性,防止在施工过程中造成巨大的环境成本付出;
1.2. 3 生态水利工程更强调基于生态需水规律的运行管理。如水库要有效地发挥其生态功能,可能需要一个符合下游生态需水规律的水资源调配方案与制度;
1.2.4 生态水利工程选址或布局,强调工程生态负面影响最小化原则。这可能是生态工程最难以操作的一个内容,但又是最为关键的一个方面,需要基于系统多目标决策方法与技术进行科学比选。
2 生态水利工程学的基本原则
2.1 工程安全性和经济性原则
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。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稳定性。对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则。
2.2 保持和恢复河流形态的空间异质性原则
有关生物群落研究的大量资料表明,生物群落多样性与非生物环境空间异质性存在正相关关系。非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系反映了非生命系统与生命系统之间的依存和耦合关系。一个地区的生境空间异质性越高,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,造成生态系统的某种程度的退化。
2.3 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,某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源与合适的环境条件。在这种情况下,生境就可以支持一个具有足够数量并能进行繁衍的种群。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1/2。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。
2.4 流域尺度及整体性原则
河流生态修复规划应该在流域尺度和长期的时间尺度上进行,而不是在河段或局部区域的空间尺度和短期的时间尺度上进行。所谓“整体性”是指从生态系统结构和功能出发,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。水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和工程设施系统。
2.5 反馈调整式设计原则
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呈一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计-执行-监测-评估-调整”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,需要在项目初期建立完善的监测系统,进行长期观测。同时还需要建立一套河流健康的评估体系,用以评估河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。
3 生态水利工程设计基本理论和方法
随着生态学的发展,人们对于河流治理有了新的认识,认识到水利工程除了要满足人类社会的需求外,还要满足维护生物多样性的需求,相应发展了生态工程技术和理论。生态水利工程设计应遵循如下三个方面的理论与技术路线。
3.1 以生态水文与工程水文为基础进行水文过程的分析与计算
将生态水文学应用于工程设计在当前还较少见。这可能与从事生态水文的科技工作者不从事实际水利工程的设计有关。但今后应当高度重视生态水文学与工程水文学的结合,这样才能为生态水利工程的设计提供基础。因为生态水利工程的服务对象比较广,往往同时涉及湿地、林业、草原、农业、畜牧业和江河湖泊等生态用水和工业、城镇、消防、居民等经济社会生活用水,所以弄清楚生态目标对水资源的时空要求规律,才能使生态水利工程的设计建立在科学的基础上。
3.2 应识别工程可能影响的关键生态敏感目标
生态水利工程的设计应当能准确识别受工程直接或间接影响的生态目标,并在工程规划阶段给予充分考虑。但当前在许多水利工程的设计中很少或没有对流域生态敏感点加以考虑。又如三江平原早期实施的防洪治涝工程中,有的地方出现了跨流域排水。
3.3 生态水利工程的设计要与环境工程设计进行有机结合
生态水利工程的设计应当充分吸收环境科学与工程的理论和技术,实现水量与水质同步科学配置的目的,尤其是应与水污染防治工程进行有机的结合。为了减缓旱田排水挟带泥沙或污染物进入下游湖泊或天然湿地,可以在进入湖泊或湿地的过渡带设计生态处理沟渠或氧化塘。对于水田排水沟渠可以充分利用其生长季节蓄水,利用人工沟渠湿地对有机污染物质进行降解,其实,人工沟渠在蓄水状况下,如果沟渠两坡生长有水生植被,对水质处理效果较为明显。所以,在缺水地区种植水稻,特别是开采地下水种植水稻的地区,应当进行以水量高效利用与水质净化为目的的生态水利工程设计。这种设计思路应该来源于水污染的自然稳定塘处理理论与工艺。
4 结语
总之,发展生态水利工程学,需要鼓励多学科的合作与融合;需要积极借鉴发达国家的经验。立足自主创新。同时还要不断改进工程规划设计理念和技术,在工程示范和实践的基础上提升理论,总结技术标准和规范.探索、发展与生态友好的水利工程技术体系。在设计过程中,要提倡科学家、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。
关键词:受损水体 修复 生态工程 示范
受损水体修复的生态工程技术方法是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、转化及降解,从而使水体得到净化的技 术。这种技术具有以下优点:首先是处理效果好。大量监测与试验数据表明,各种污染物的去除率都可以达到较高的水平。其次,与常规的环境技术相比,所需投入 相对较低,运行成本低廉。所需的微生物具有来源广、繁殖快的特点,如能在一定条件下对其进行筛选、定向驯化、富集培养,可以对大多数有机物质实现生物降解 处理。另外,这种处理技术不向水体投放药剂,不形成二次污染。用生态方法治污,还可以与绿化环境及景观改善相结合,创造人与水融合的优美环境。所以,这种 廉价、实用技术十分适用于我国江河湖库大范围受损水体的修复工作。
我国各地的自然条件以及社会经济发展状况不同,江河湖库水体污染种类和程度也不同,因此需要因地制宜地开发适用的生态工程技术,通过试点示范,摸索总结一套适合我国国情的生态工程技术处理污染水体的方法。
一、利用生态工程技术修复洋河水库污染水体示范研究课题
1.项目概况
洋河水库概况:洋河水库总库容3.6x10^8m^3,始建于1959年10月,1961年8月建成并使用。水库位于河北省秦皇岛市抚宁县大弯子村北,控 制流域面积755km^2,水库具有灌区供水、防洪、发电和城市供水功能,它是秦皇岛市及北戴河区的重要饮用水源地。每年通过洋河水库把桃林口水库的水送 往秦皇岛及北戴河区的水量达0.6x10am3,向周边地区供农业灌溉用水0.7亿m3左右。近年来,尤其是1998年以来,随着入库水量的减少、上游和 库区周边农业的发展和村镇人口的增加、水体的污染,每年夏秋季均有全流域性水华暴发。水源地水质的不断恶化,对水库周边地区工农业的发展、秦皇岛市及北戴 河的供水安全构成了严重威胁。因此,水利部于2002年9月批准了“应用生态方法治理洋河污染示范研究”项目,项目于2002年10月正式启动。
洋河水库污染源主要来自流域内农田径流、周边村落径流排水。西洋河流域上游的卢龙县是我国著名的甘薯之乡,每年甘薯总产量在6亿多·ks,& nbsp9-10月份收获后,农户利用简陋的粉碎机和沉淀池,将甘薯就地加工成淀粉。这个过程中有大约300万m3的淀粉加工废水(COD: 3.6kS/m^3;TN:0.82kS/m^3;TP:0.17kS/m^3),在20天左右的时间内经各支流沟渠汇人西洋河,进入水库,总氮 (TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)日最高排放量分别达到3300kg、900kg和3400kg。
谚水库水体内几乎没有大型水生植物存在,属“藻型浊水富营养化状态”水体生态系统功能脆弱且严重失篌。水质属Ⅳ-V类。主要污染因子为COD、TN、TP和非离子氨。
2.主要内容
(1)水库流域背景信息调查,全面掌握流域内社会经济、生态环境、污染现状。
(2)实施复合人工湿地示范工程,处理水库上游淀粉废水及生活污水。
(3)创建库内大型水生植物、库边植物带示范区。
(4)生态村镇、生态农家庭院建设研究唁示范,控制流域内村庄污染物随暴雨径流的排出量。
(5)水体藻类回收方法与资源化的研究。
3,课题技术路线
通过开展流域现状的调查,全面掌握流域的社会发展水平、发展趋势,摸青生态环境状况、污染现状,为实施流域整体上的管理提供依据,同时为采用生态工程技术 的设计、修复受扒水体提供边界条件。在水库上游的河道滩地上,构筑生物廊道及复仆人工湿地净化淀粉废水,使其在入库之前得到净化。水库的近岸水仁:中大型 水生植物只有分布量很少的菹草,岸边带黄沙岩石裸露,植被空白,在项目中通过恢复水体中大引水生植物群落、构建库边植物带,恢复水体的正常生态功能,提高 水体的自净能力。以农村庭院建设沼气池为核心,使农家的生活、养殖、种植垃圾通过沼气发酵处理,得到沼气能源,沼气消化液作为肥料返还到田间,从而实现减 少农家垃圾污染物的排出量。向水体中释放微细泡使水体中的蓝藻浮到水面,然后将其回收,作为制造有机肥的原料加以利用,实现污染物的循环利用。 二、成果特点及意义
通过资料搜集整理、现场走访调查及重点污染源、水库、河流断面监测,掌握了流域的社会经济发展状况、生态环境状况和污染状况,为流域尺度上的水环境管理提供了重要依据,为其他内容的实施提供了信息支持,保证了课题的顺利开展。
1.潜流湿地系统结构及净化效果研究
淀粉废水是洋河水库的主要污染源,每年10月中旬至11月中旬,河水中污染物浓度CODc,、TN和TP分别达至600~1400mg/L、20—50mS/L和2-14mg/L左右,溶解氧含量低,为1—2mg/L,河水呈酸性。
采用人工湿地生态系统处理淀粉水的方法,与其他处理方法相比,具有投资少、运行费用低、维护管理简便的特点,对氮、磷等污染物具有较好的去除效果。为了确定适合淀粉废水和气候条件的潜流湿地结构和关键技术参数,在西洋河的近入库口的河滩上进行了试验研究。
(1)试验系统
试验系统包括潜流湿地、表流湿地两部分,其中潜流湿地由6个结构相同的潜流湿地床组成,床体前端设有总配水池,配水池和6个湿地床之间以阀门相连,可随时 调节流量。床底采用聚乙烯膜防渗处理,床体两端均设有布水区和集水区,填充适量炉渣,床内填充填料,厚度约为0.5m。
为了选择适宜的潜流湿地的填料和植物,在6个床中配置了不同的填料和植物,考察不同床对污染水的净化效果。具体配置方案见表1。
(2)潜流湿地的运行
试验系统经过15天的启动运行,达到了一定的除污染效果。此后,分别在低负荷和高负荷下各连续运行40天,水力停留时间均为5天。随着运行时间的延长,污染去除效果提高并逐渐稳定。
(3)污染物去除效果
图1—图3分别为第4阶段潜流床进出水CODcr、TN和TP变化曲线。图4为潜流床对CODe,、TN和TP的去除率。
可见,6个床对水中CODcr、TN和 TP均有一定的去除效果,其中对 CODcr和TN的去除率分别超过了75%和 80%,其中以页岩作为填料、种植大黄和菖蒲的05床去除效果较好, CODcr、TN和TP的去除率分别达到& nbsp83.36%、91.0%和86.2%。
(4)潜流湿地结构对净化效果的影响
具有不同填料和植物配置的 潜流床对水中污染物的去除效果具有差异。经比较可知:以页岩为填料构建的床,对C0Dcr、TN和TP的去除效果均略好于以沸石为填料构建的床。在沸石和 页岩中添加炉渣的影响不同,在沸石中添加炉渣的#2床比单纯以沸石构建的#1床,对CODCr)和TN的去除效果略有提高;而在页岩中添加炉渣的#6床比 单纯以页岩构建的#5床,对CODcr、TN和TP自,去除效果则略有降低。种植植物的#1与未种植物的#3床相比,对 CODcr的去 除效果略有降低,对TN的去除效;匣影响不大,而对TP的去除效果明显增加,说明植物吸收是去除磷的重要途径。植物种类对床体净化效果的影响不明显。
(5)潜流湿地床内的生物作用
为厂确定潜流床结构对于其内部微观不境的影响,考察了不同填料床对敖生物、植物生长的影响。
不同填抖床中微生物的适宜性:为了考察沸石、页岩和炉渣对微生物生长的影响,分别在#1床、#2床、#5床和#6床中取4种填料样品,进行平板计数和 FDA活性测定,结果见图5。页岩表面的微生物数量和活性最高,添加炉渣后,其表面微生物数量和活性减少;沸石表面的微生物活性和数量略低于页岩。#5床 中微生物数量和活性值最大。
不同填料床中植物的适宜性:为了考察沸石、页岩和炉渣对植物生长的影响,对潜流湿地床后半部分菖蒲的株高和叶绿素两项指标进行测定,结果见表2。
不同床中株高和叶绿素值存在较明显的差异,由表中可见,#5页岩床中的菖蒲生长情况最好,#1沸石床中的菖蒲长势最差。
添加了炉渣的沸石床,菖蒲的最大株高增加了12.4%,最小株高增加了22.4%,平均株高增加了8.8%,表明沸石床中添加炉渣对植物的生长具有促进作用。
添加了炉渣的页岩床,菖蒲的最大株高减少了4.4%,最小株高减少了20.7%,平均株高减少了4.9%,表明页岩床中添加炉渣,对菖蒲的生长具有消极作用。
2,水体大型水生植物恢复及库边带植被恢复
通过构筑消浪栅、基质更换和采用特制护土保水材料等措施,恢复大型水生植物和岸边植物带各2000m^2和3000m^3。大型水生植物有菹草、菱角、水 葫芦、菖蒲、芦苇和睡莲等,其水面覆盖率达60%以上。岸边植物带上引入不同习性的植物,实现了从水体中的沉水植物、漂浮植物、浮叶植物、挺水植物和陆生 植物群落的连续性,为水生动物提供了适宜的生境,从而促进水体生态系统的恢复,提高水体的自净化能力。岸边植物带的建设,为水体筑起了一道污染缓冲带,为 捕食昆虫的鱼类提供了诱饵捕食场所,同时为工程的实施开拓了道路。
3.生态村、生态农家庭院建设
结合农村的生态村建设,以各家各户建沼气池为核心,实现农家的生活垃圾、养殖垃圾和农业垃圾的沼气化处理,回收沼气能源,沼气发酵液作为肥料还田,污染物 作为资源被多级利用,减少了对水环境的污染。通过在典型农家的试验,对沼气池构造加以改良(两相式和提高发酵容积利用率),建造10m^3的沼气池基本上 可满足五口之家各种垃圾的沼气化处理,满足生活用燃气的要求。改变了农家的“柴火堆、粪堆、石头堆”满庭院的现象。
关键词:生态恢复;高速公路;边坡
1引言
公路工程为建设类线性工程,与其他生产建设项目相比,具有战线长、跨越地貌类型多、动用土石方工程量大、沿线取、弃土场多的建设特点。公路项目原土地大部分被路堤、路堑、站场、桥梁等永久占压,原地貌的水土保持功能特别是涵养水源的功能大大下降,在公路建设的施工过程中,由于路基开挖、填筑、料场开采、平整场地等原因,大量剥离地表土体和岩石,破坏了工程建设区的原地貌、土壤和植被,使土壤抗蚀能力下降,造成土壤流失。
2公路边坡水土流失特点
公路的边坡工程水土流失具有以下特点:水土流失以线状分布为主;流失区域内受水力侵蚀与重力侵蚀共同作用;植被破坏呈线状,增加了植被恢复的难度;土石方量大,人为水土流失严重;水土流失重点在施工建设期。
2.1路堑边坡水土流失
新疆禾木景区公路在建设施工过程中,经过丘陵和山岭区地段都要开挖山体,平均挖深8m,边坡比1∶1~1∶1.25,这些区域开挖后形成边坡。路堑边坡以直线削坡为主,坡面高陡,使山体抗蚀能力迅速下降,山坡失稳,易产生以坍塌、滑坡为主的重力侵蚀,在不实施水土保持措施的情况下,这部分边坡将成为新的水土流失源地。
2.2路堤边坡水土流失
公路经过中山区的台地区域需要填筑路基,一般平均填高4m左右,边坡比为1∶1.5~1∶3,这些区域填土后形成边坡,虽经过碾压,但由于边坡无水土保持措施防护,易受水力、风力侵蚀而产生以面蚀为主的水土流失,故该区域仍属于极易发生水土流失的区域类型。
3公路边坡生态恢复技术
3.1生态恢复设计原则
(1)对边坡的自然条件进行充分调查,在掌握地理地质条件、边坡形状、土壤特性及气候环境的基础上确定总体设计方案。
(2)遵循自然协调的原则绿化,再现自然本色。坚持生物措施恢复为主,工程措施辅助的原则。
(3)保持物种多样性,建立乔、灌、草三位一体的多层次的复杂结构,强调以灌木为主,中长期效果为主,同时兼顾前期效果。
(4)“点、线、面”有机结合,局部地段重点防护、绿化和美化,局部地段过渡处理。
(5)植物品种选择遵从互惠共生的原理,协同植物之间的关系,提高植物成活率。
3.2边坡生态恢复措施
边坡生态恢复的目标不仅是保证植物存活并正常生长,而且要发挥植物持续永久的综合生态功能,运用生态学原理在公路边坡构建一个和谐有序、稳定的植物群落。近10多年来,人们开发出了多种既能起到良好的边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡生态恢复措施,如喷播植草、三维网喷播植草、网袋工程等。
3.2.1喷播植草护坡
适用于路基高度小于3m的土质、全风化岩质或含有少量碎砾石的土质边坡填方路段以及边坡高度小于3m,坡比不陡于1∶1.0的全土质边坡、全风化岩质或含有少量碎石、卵石的软质岩质挖方边坡。在平整后的边坡坡面上覆盖3~5cm改良客土并根据坡面干湿状况喷水湿润,采用液压喷播机将混有种植土、种子、肥料、土壤改良剂、种子粘结剂、保水剂和水等的混合草种物均匀喷洒在坡面上,厚度以不小于8cm为宜,覆盖无纺布(要求单位面积质量≥14g/m2)并及时洒水养护。
3.2.2三维网喷播植草护坡
适用于挖方边坡单级坡高大于3m小于10m,且坡比不陡于1∶0.75的稳定全土质边坡或含有少量碎、卵石的土质边坡;挖方边坡高度小于3m,且坡比不陡于1∶0.75的稳定碎石土、砾石土、全风化岩质和强风化软质岩石挖方路段以及填方边坡高度大于3m的路段。在平整后的边坡坡面上覆盖3~5cm改良客土并根据坡面干湿状况喷水湿润。沿坡面自上而下铺挂三维网,整平,用U形钉固定网垫,间距根据坡比、坡高进行调整,以确保网垫紧贴于坡面上。采用液压喷播机将混有种植土、种子、肥料、土壤改良剂、种子粘结剂、保水剂和水等的混合草种物均匀喷洒在坡面上,厚度以不小于8cm为宜,喷播完成后,可视情况撒少许土;覆盖无纺布(要求单位面积质量≥14g/m2)并及时洒水养护。
3.2.3网袋工程
这是一种将植物种子、肥料、土壤混装在纤维网或金属网袋中,然后固定在边坡表面进行绿化的方法,适合于土石边坡和稳定岩质边坡。
3.3公路边坡立地条件分析和生态恢复植物选择
3.3.1边坡立地条件分析
公路边坡分土质边坡和石质边坡。石质边坡相对来讲比较稳定,但因缺乏植物生长条件,难于自我恢复,若边坡较陡还有可能会发生滑塌。土质边坡则有很大的不稳定性,由于边坡土壤瘠薄、板结、缺乏“熟土”,植物生长比较困难,需要客土或基础工程加以辅助。
3.3.2生态恢复植物种类选择
边坡生态修复的主体是植物,植物选择得好坏,直接关系到边坡生态修复的成败与效果。由于公路边坡立地条件恶劣,应运用生态学原理构建一个和谐有序、稳定的植物群落,因此选定的植物一般应具备如下特性。
植物选择要因地制宜,以乡土植物为主,外来优良植物品种为辅,适应性强,成活率高。具有较强的抗逆性,对干旱、潮湿、瘠薄、盐碱、酸害、毒害等有较强的忍耐能力。有固氮能力,可以缓解养分的不足。以草本植物为主,乔木、灌木为辅,配置不同组合方式。能保证行车安全,并具有较强抗污染能力。与公路沿线景观相适应,应具有较好的观赏价值。
3.3.3公路边坡常用植物
禾木景区公路边坡可用的植物种类较多,主要有草本植物、灌木、藤本植物以及乔木等。草本植物因种植方法简便、费用低、早期生长快等特点,在公路边坡防护中应用较多;灌木具有良好的抗旱、保水保土、防风沙、降尘土等优点,后期防护效果明显,目前某些发达国家已开始重视灌木的护坡作用,我国也开始逐步应用灌木护坡,但要将灌木和草本植物混合配置,防护效果持久;藤本植物主要应用于坚硬岩石边坡或土石混合边坡的垂直绿化;边坡栽植乔木一般会提高坡面负载,增加土体下滑力和正滑力,造成坡面的不稳定和坡面的破坏,所以一般很少在公路边坡上种植。北方公路边坡常用植物见表1。
4结语
边坡生态恢复不仅可以涵养水源,减少水土流失,而且还可以净化空气,保护生态,美化环境,保证行车安全,具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。随着我国越来越重视环境保护和人们生存质量意识的提高,生态恢复已成为公路边坡防护的一种趋势,但因起步较晚,在实践中还要不断探讨,以促进我国公路边坡生态恢复事业的进一步发展。
参考文献:
[1] 高玉华,韩晓君 高速公路边坡生态恢复工程技术工程探讨[C]//中国水土保持学会.中国水土保持学会规划设计专业委员会学术研讨会论文集.北京:中国社会科学出版社,2006.
[2] 潘树林,王丽,辜彬.论边坡的生态恢复[J].生态学杂志,2005(2):217~221.
2012年是深入推进西部地区转型发展的攻坚克难之年。西部地区转型发展工作较好地完成了年初既定的各项任务目标,推动西部地区转型发展再上新台阶,成为首都经济调结构、转方式的新亮点和新动力。
从市发改委产业处获悉,西部地区经济保持快速增长。2012年西部四区预计全年实现地区生产总值1829亿元,占全市GDP比重连续三年超过10%。西部四区共安排市政府投资118.5亿元,增长24.5%,高于全市14.4个百分点;带动全社会固定资产完成投资1486亿元,增长13.9%,高于全市4.6个百分点,接近全市投资总量的1/4。
西部地区生态环境持续改善,基础设施承载力显著增强。永定河城市段治理完成,“5+16”交通体系框架基本构建。同时,西部地区实施近三年的西部棚户区改造如期完成,累计交付使用棚改安置房近1.2万套,山区险村险户搬迁进程加快,各类保障性住房陆续开工建设,中心城功能有效疏解,朝阳医院等一批优质社会资源落户京西。
在民生方面,西部城镇居民人均可支配收入和农民人均纯收入保持与全市同步增长,城镇失业率逐年下降,社会保持和谐稳定。
2012年取得六大工作成果
从市发改委产业处获悉,2012年,西部地区转型发展坚持“市级统筹、区企负责、部门联动”的工作机制,取得六大方面的发展成果。
一是全面推动“一核、两区、三带”重点功能区开发建设,进一步增强产业核心竞争力。国家服务业综合改革试点区加快建设。创新投融资服务机制,扩大“北京服务 新首钢”股权投资基金规模和项目投资,目前已完成投资2.25亿元,放大政府投资近25倍,基金发起设立了全市最大规模、注册资金10亿元的小额贷款公司,为将石景山区招商引资超过21亿元,为西部地区转型发展搭建了两个市场化运作的投融资平台。着眼产业集群发展,实施重大项目带动,试点区产业发展环境不断优化。石景山全区上市企业已达11家,金融机构近200家,服务业发展呈现总量提升、结构优化的态势。试点区两年多来带动石景山服务业增加值占GDP的比重由2010年的57%提高到目前的62%。
新首钢高端产业综合服务区建设发展有序启动。拆迁厂中村10.7万平方米,拆除厂房10万平方米,启动区54万平方米腾退工作全面开展,首钢总部概念性方案初步形成。中国动漫游戏城完成土地一级开发立项,启动建设。西北热电中心正式开工建设,污染土壤场地、交通影响等评价报告启动编制。成功举办了首届“首钢灯光节”。
重点功能区开发建设进展顺利,产业集聚效应和龙头带动作用逐步显现。园博会工作进展顺利。世界种子大会场馆开工建设。丰台科技园区西扩工作有序推进。北京石化新材料科技产业基地9个街区一级开发全面推进。北京高端制造业基地4个街区中3个已完成拆迁。中央休闲购物区奥特莱斯旗舰中心年底试营业,中核东方项目开工建设。石龙开发区新引进中铁资源等12家注册资金在亿元以上的重点企业进驻。
走产业特色化发展道路,“生态京西”品牌影响力不断提升。西部地区借助大企业的要素优势,积极培育京西特色小城镇。斋堂镇与中坤集团合作开展斋堂旅游集散中心建设,已完成规划编制,启动古村落保护性开发和修复加固,吸引企业完成投资近10亿元;潭柘寺镇与京投银泰集团合作进行镇域整体开发,已完成镇区旅游文化休闲产业发展规划编制;琉璃河镇与中粮集团合作建设北京农业生态谷,现已进入建设实施阶段。西部地区整合山区农业、旅游等资源优势,启动建设中芬生态谷、中瑞生态谷、中国美丽谷等一批京西特色生态谷,环境、产业、就业三者互动融合发展模式逐步确立。
充分发挥政府投资引导作用,扶持西部矿山关停地区替代产业发展。建设完成西南旅游集散中心,加快建设永定河百里旅游带,定都峰景区主体建设完成。两年来,先后安排政府投资2.5亿元,支持了一批基础设施建设项目。通过产业扶持,解决了当地2万关矿失业人员再就业问题。
二是强化科技、文化创新双轮驱动,积极推动区域产业升级。以中关村空间规模和布局规划调整为契机,加强西部自主创新能力建设。将一批重点功能区纳入中关村国家自主创新示范区新增政策覆盖范围,西部四区中关村政策覆盖范围达到48平方公里,新增约33平方公里。加强西部重点实验室和工程技术研究中心建设,新认定2家市级重点实验室和7家市级工程技术研究中心。两年来,共认定了5家市级重点实验室和11家市级工程技术研究中心。加大西部地区新技术、新产品(服务)的认定,今年共38家企业的74项产品已完成或正被认定为新技术新产品,两年来共完成了36家企业的67项产品的认定工作。推进石景山北京设计产业示范基地建设。前三季度,石景山区科技服务业实现收入同比增长40.9%,同时石景山区被认定为“国家及文化和科技融合示范基地”;丰台区高新技术企业实现留区税收同比增长21.2%;门头沟区石龙开发区技工贸总收入同比增长29.7%。
文化创意和旅游休闲产业为特色的产业发展格局渐显。加强规划政策引导,石景山区和丰台区分别制定出台了促进文化创意产业发展的试行办法、卢沟桥文化创意产业集聚区产业发展规划等文件,促进文化创意产业集聚区建设发展。房山区加快重大文化设施建设。门头沟区92项旅游项目开工率达到60%。西部四区文化创意及旅游休闲产业保持良好发展势头。前三季度,石景山区规模以上文化创意产业单位实现收入同比增长13.1%。丰台区主要旅游景点实现营收同比增长1.3倍。门头沟区预计全区旅游综合收入同比增长11.1%。
重大文化活动成为提升形象、增强影响、吸引要素的有效平台。石景山区举办“北京设计产业高端论坛”,首钢成功推出首届“首钢灯光节”。丰台区成功举办2012北京国际铁人三项赛。门头沟区成功举办了第三届北京国际山地徒步大会、第二届环北京职业公路自行车赛等系列赛事活动。房山区策划举办了世界葵花游园嘉年华、2012春季北京国际长走大会、第二届花田音乐节、第二届圣莲山老子文化节、房车露营大会等多项品牌赛事和高端文化活动,最大程度满足群众休闲娱乐需求。
三是强化生态环境建设,增强产业要素吸引力。下大力气实施一批重点生态建设工程,生态环境不断优化。实施京津风沙源治理和太行山绿化工程,两年来共完成绿化造林7.37万亩。今年还将完成彩叶造林0.52万亩,公路河道绿化70公里。全面完成西部地区平原造林工程,共计绿化造林2.15万亩,栽植各类苗木80余万株。房山区、门头沟区滨河森林公园建成开放,南大荒休闲森林公园加快建设。
加强重点流域生态治理,防洪能力有效增强。在完成永定河“四湖一线”工程基础上,建成园博园湿地工程,新增水面90公顷,形成了“五湖联动”景观,永定河城市段治理任务基本完成,为永定河绿色生态发展带产业要素集聚奠定了良好生态环境基础。启动大石河、冯村沟、黑河沟等一批中小河道清淤治理工程,区域防洪排水能力进一步提高。
加强森林健康经营抚育,完善了山区生态效益促进机制。专门设立了3亿元的西部地区矿山关停地区生态修复补偿转移支付资金。坚持实施森林健康经营项目,两年来,西部地区共抚育林木41万亩。开展煤矿“打非治违”专项行动,有效防范和遏制了非法开采矿产资源行为。
四是加快实施一批重点基础设施项目建设,基础设施体系日趋完善。“5+16”对外交通通道建设进程加快,交通体系框架基本构建。M14号线西段建设基本完成,房山线通过与M9线贯通运营实现与M1号线接驳。区域对外交通通道加快建设,京良路——京昆高速(京石第二高速)等通道建设稳步推进。新城和重点功能区配套道路不断完善。京周路新线等一批道路工程陆续开工。
重点市政设施建设进展顺利,市政保障能力显著增强。西北燃气热电中心开工建设,房山老城区供热资源整合工程基本完工,5座大型集中供热中心建成投产。古城、中门寺变电站建成投产。西部地区17项老旧小区电力改造工程全部完成。南水北调配套工程加快建设。推进污水处理厂升级改造步伐。首钢生物质能源项目红线内设施基本完工。同时,山区便民工程持续推进,农民生活条件进一步改善。
五是扎实做好民生保障工作,促进社会和谐发展。高质量全面完成三年棚户区改造任务。门头沟区采空棚户区改造建设计划超额完成,累计实现开复工建设逾220万平米,同时新棚改100万平米进展顺利,创新采取“企业建设、政府回购”的投资模式,全部落实建设资金。丰台长辛店老镇棚改安置房项目部分楼体主体已完工。各类保障性住房加快建设。西部地区各类保障性住房建筑总面积约83万平米,建成后可提供公租房1.2万套,满足西部地区超过3万人居住需要。
加快实施一批社会公共服务设施服务,区域公共服务能力有效提升。加大公办幼儿园建设投入力度,优化中小学教育资源布局,推进职业教育发展,着力培养适应西部地区产业转型的高素质技能型人才。支持西部地区建设养老服务机构。加快推动一批区级文化中心开工建设。加大世界文化遗产保护。探索投资模式创新,门头沟区利用BT模式,建设了一批公共服务设施。
六是及时有力组织调度,积极应对“7 21”特大自然灾害。及时应对,最大限度降低灾害损失。集中财力物力,全力做好灾害救助工作。全市共拨付抢险救灾资金15.7亿元,争取中央专项转移支付资金2.7亿元,帮助灾区。市发改委简化审批程序,下拨资金3.5亿元,争取中央投资0.8亿元,全力支持灾区修复生产生活基础设施和公共设施。水务部门在今冬明春将完成区县13条段70公里河道治理、1座小水库除险加固和14个小流域治理。完善全市防洪体系建设。电力部门集中力量做好电力设施修复。
加快实施人口搬迁,险村险户搬迁进程加快。房山阎村、青龙湖、良乡3个安置房项目启动建设。同时,新一轮山区地质灾害隐患区、煤矿关闭地区、生存条件恶劣地区农民搬迁工程启动,计划用5年时间完成搬迁改造,财政等有关部门已研究制定山区泥石流易发区农民搬迁补助政策。
2013年需做好十八项工作
从市发改委产业处获悉,2013年西部地区转型发展突出产业结构深度调整和城市功能精细再造两大战略任务,以新首钢高端产业综合服务区开发建设为重点,着力深化国家服务业综合改革试点,着力培育新兴替代产业,着力强化生态和公共设施建设,着力保障和改善民生,增强区域发展的内生动力,推进京西绿色发展新区建设迈出坚实步伐。
2013年,西部地区转型发展重点做好十八项工作。主要包括:
一是建立健全新首钢高端产业综合服务区高校建设管理运行机制。充分发挥新首钢高端产业综合服务区发展建设领导小组统筹协调作用,推动政策研究、规划制定、土地开发、基础设施建设等各项工作,编制新首钢高端产业综合服务区年度行动计划。研究支持区域转型发展的财政、土地等相关政策,积极争取国家城区老工业区整体搬迁改造相关政策。
二是全面启动新首钢高端产业综合服务区核心区开发建设。加快核心区土地一级开发前期手续办理,启动区域污染土壤修复治理,力争启动核心区开发建设。加大招商选资力度,促进中国铁矿石交易中心等有影响力、带动力的大项目落地,建设首钢群明湖国际灯光艺术广场。研究制定地下空间、综合交通、新能源、市政基础设施、社会公共服务等相关专项规划。
三是推进一批重大功能通基础设施建设。力争开工建设长安街西延等重大基础设施,启动苹果园综合交通枢纽建设,完善新首钢高端产业综合服务区交通框架。确保地铁14号线西段建成并投入运营,实现梅市口西延等工程建成通车。建设京昆高速等通道,力争实现京昆高速北京段竣工。
四是全面建设国家服务业综合改革试点区。研究制定国家服务业综合改革试点区指导性意见。用好国家服务业引导资金,支持公共服务平台建设,促进文化创意及工业设计产业发展。积极吸引国家级重大服务业要素落户。推动新首钢高端产业综合服务区建设全国首个“制造业总部集聚区”。
五是高水平举办2013年第九届园博会。集中展现“绿色北京”、“美丽京西”的新成果。深入研究园博园展后利用方案,促进永定河沿岸开发建设和产业升级。
六是着力推进中国动漫游戏城和中国绿能港建设。抓紧实施中国动漫游戏城7万平米居民回迁安置房建设。完成特钢地区控规调整工作,启动中国绿能港开发建设,力争部分地块达到上市条件,着力吸引节能环保研发型总部企业入驻。
七是积极推动长安街招商选资和商务楼宇建设。深化首钢总部广场规划方案设计。推动长安街沿线重点地块上市。加快一批标志性工程项目审批手续办理。促进东方博特等总部大厦项目落地。
八是扎实推进北京石化新材料科技产业基地,北京高端制造业基地建设。加快石化新材料基地核心区东区土地一级开发,抓好北京高端制造业基地扩区工作。
九是大力推进中关村丰台园西区、应急救援科技产业园建设。开工建设应急救援产业园,打造国际知名、国内一流的应急救援生产制造基地。
十是务实推动西部地区文化创意产业发展。积极推进房山历史文化旅游集聚区建设。启动卢沟桥文化创意产业集聚区建设。积极推进斋堂古村落古道文化旅游产业集聚区建设。
十一是扎实做好2014年世界种子大会建设筹办工作。加快青龙湖国际会都建设,完成种子大会场馆、种子展示基地改造升级,实现国际种子监测实验室全面竣工。
十二是深化“一企一镇”合作机制,加快推进中国北京农业生态谷、中瑞生态谷、中国美丽谷等一批京西特色生态沟谷建设。推进西部地区转型发展示范镇试点建设,深化汽车赛等重大项目前期工作。
十三是打造西山文化旅游带、永定河百里旅游带,建设首都旅游休闲新目的地。大力推进石景山西山处文化景区等一批旅游景区建设,打造西山文化旅游带。利用永定河山峡段、城市段良好生态和旅游资源,打造永定河百里旅游带。将西部地区建成著名的户外有氧运动场、影视外景拍摄地、风景书画写生处。
十四是积极扶持矿山关闭地区替代产业发展。建设门头沟妙峰山地区“妙峰奇石“文化创意产业项目,打造书画艺术创作园区。加速培育新兴替代产业。加快推进房山青港百碾沟域等旅游基础设施项目建设。
十五是积极支持新兴人文服务业发展。利用西部地区良好生态环境,引进社会资本,积极发展高端养老、医疗等新兴人文服务业,启动首钢养老产业项目,加快门头沟中信高端养老院项目规划编制等工作,建立疾患老年人康复中心,构建集医疗、康复和养老一体化的服务模式。
十六是继续实施平原造林、京津风沙源治理等生态建设工程。建设完成西部地区5.95万亩平原造林,启动京津风沙源治理二期工程建设,吸引社会资金参与废弃矿山生态修复,加快推动重点镇公共绿地建设等。
关键词:阳澄湖; 水环境; 治理;
中图分类号: TV212 文献标识码: A
阳澄湖是苏州市重要饮用水源之一, 担负着苏州市区、昆山市以及沿湖乡镇近百万人饮用水的供给任务。为实现阳澄湖地区的经济、社会和环境的协调发展, 苏州市政府要求通过实施阳澄湖水环境的治理工作, 提高阳澄湖保护区的水环境质量, 改善阳澄湖水体富营养化问题, 保障苏州饮用水源地的水质安全。
一、阳澄湖的水环境现状
阳澄湖南北长约17 km, 东西宽约11km, 湖内两条东北-西南走向的狭长半岛, 将湖体分为东湖(占44.08%)、中湖(29.03%)和西湖(26.89%)三部分, 三湖之间彼此有河流港汊相互贯通而汇成一体。阳澄湖湖体正常水位为2.90m,平均水深为1.43m,水面面积约为113km2,湖体蓄水容积为1.7 ×108 m3。
根据近年阳澄湖监测断面水质报告可知,阳澄湖水体TP浓度偏高,存在蓝藻暴发的风险。选取综合营养状态指数法评价湖泊富营养化程度,结果表明阳澄湖整体属于富营养化湖泊,部分水体已由轻度富营养化变为中度富营养化。其中2007年3月―5月湖体水质恶化明显, 达到重度富营养化级别。就阳澄湖水体的现状而言,其富营养化程度虽没有太湖严重,但2007年的太湖蓝藻暴发事件也为阳澄湖的水环境保护敲响了警钟。
二、阳澄湖水环境治理工作存在的问题
社会经济发展的新要求和科学研究的深入,阳澄湖流域经济结构、水生态系统和水环境均发生了很大的变化。过去很长时间内,环境整治工作的重点一直围绕工业点源的治理,忽视了农业面源、生活面源污染存在的问题。阳澄湖湖水总氮超标现象严重,总磷浓度接近蓝藻暴发警戒线,农业污染源排放的大量氮、磷等污染物对阳澄湖水质安全造成严重威胁,在一定程度上加快了湖体富营养化进程。非点源污染控制在湖泊综合治理中的地位愈发受到重视,而阳澄湖非点源污染模型的研究尚属空白,使非点源污染治理缺乏基础依据;河湖与地下水互换及污染物迁移转化规律研究、湖周边湿地生态功能研究、微污染水的饮用水安全保障技术、阳澄湖污染防治决策支持系统的开发等都没有全面展开。技术基础研究的不足致使采取的治污措施针对性不强或治标不治本。同时,已有的研究多按政府职能分别立项,将水域的系统性综合问题分离研究,河道整治、污染治理、生态修复等实施相脱离;以流域为对象的一体化系统研究不足,对关键科学问题的研究不够深入,技术集成与成果转化率低,尚没有系统性强、技术经济合理、具有可操作性的流域水环境综合整治规划和实施方案。
三、阳澄湖生态水环境治理的措施
1、完善区域污水处理系统建设
①达标尾水生态处理技术研究及示范。加强尾水的天然湿地处理、人工湿地处理和土地处理技术的研究,并实施工程示范。通过水、土壤、微生物、水生植物、水生动物、氧气、阳光等自然要素, 利用水-土壤-微生物-植物系统的自我调节机制和各单元的综合净化能力,对尾水进一步进行净化处理,通过营养物质和水分的生物地球化学循环,实现尾水的无害化和资源化。
②城镇生活污水深度处理与再生利用技术研究及示范。针对阳澄湖流域城镇规模和经济条件,开发出适合的污水处理及再生回用技术。以污水为原料,利用生物技术生产可再生能源和产品;研究开发市政、农业、生态等利用和循环用水的水质保障技术。
③城镇污水处理厂的污泥处理处置与资源化技术集成及示范。研究阳澄湖地区农、林及绿地土壤的污泥改良技术,将污泥应用于农田、菜地、果园、林地、草地、育苗基质等类型的土地中, 改良土壤结构、增强土壤肥力、促进农作物的生长。开发污泥高效低耗的堆肥与复合肥制备成套技术,并实施工程示范。重点研究污泥半干化和高温好氧堆肥关键技术,对污水处理厂脱水污泥进行半干化处理,在高温条件下利用好氧微生物菌群对污泥堆肥发酵,制取高效、安全的新型生态肥料。
2、加强水源地保护
①建设人工湿地净化水源地水质。阳澄湖上设有三个水源地,分别为苏州市阳澄湖湾里水源地、昆山傀儡湖水源地和庙泾河水源地。阳澄湖湾里饮用水源地位于阳澄西湖,由于阳澄西湖湖体水质超标现象较为严重,目前该取水口已停用。为保证其他两个饮用水源地的安全,在北河泾入湖区域建设17hm2的湿地保护区;在入傀儡湖输水通道两侧建设30hm2的湿地保护区,通过人工湿地净化取水口上游来水水质,增强水源地的抗干扰能力。
②完善水源地水质监控预警系统。在现有水质监测基础上,根据水质的时空变化、入河排污口及支流进口分布等情况,健全和完善水质监测站网络,构建监测信息中心和监测站两级数据监测网络系统,大力提高水质监测系统的机动能力、快速反应能力和自动测报能力, 实现不同环境监测系统间的协调和区域环境监测信息数据的共享。
③增强蓝藻暴发的应对能力。蓝藻打捞工作责任到人,应急措施有序开展。明确各地政府及相关部门职责、按照属地管理原则落实相关负责人、配备打捞船只应对突况。在蓝藻生长旺盛的季节需加强水源地水质监测,一旦出现蓝藻暴发则应有序开展蓝藻打捞工作,并将打捞上岸的蓝藻运送到指定场所处理。当饮用水水源受到严重污染时,应启动应急预案, 确保市民的生活供水。
3、实施生态修复提升环境容量
①主要入湖河道整治。构建健康河湖模式,研究入湖河流(或河网)水量调配与水质控制技术,实施河流、浜、岔、塘生物强化净化组合技术,不同尺度和功能河道生态修复技术与重污染河道生态重构技术,入湖河口生态净化工程技术,以及湖滨带生态修复与重建技术等。研究底泥疏浚、处置及农田利用关键技术,研究疏浚清污的湖底生态系统重构技术、湖底基质改造与稳定构建技术及工程示范。对元和塘、张家港、莫城河、辛安塘、界泾河、渭泾塘、北河泾和蠡塘河等8条主要入湖河道进行整治。
②阳澄湖湖体修复工程。缩减阳澄湖内围网养殖面积,是减少湖体污染的最直接途径。渔业部门应按照《苏州沿阳澄湖地区控制规划》要求对禁养区的围网进行尽快拆除。建立生态水产养殖模式是控制水产养殖污染的另一重要途径,鼓励发展自然水域放养,优化养殖结构, 通过配方饲料、精准投饵、合理调整品种结构等措施减轻围网养殖对水体的污染。阳澄湖内围网养殖面积从7866hm2缩至2133hm2,部分拆网还湖区域水生生态破坏较严重,需要及时补栽沉水植物,可采用人工种植方式,在湖体沉水植物破坏区域种植苦草、轮叶黑藻、狐尾草、金鱼藻、马来眼子菜、微齿眼子菜、小叶眼子菜等,并促进沉水植物生长区面积的外延与扩展,使全湖区水生植被面积逐步达7199hm2以上。《苏州沿阳澄湖地区控制规划》将阳澄湖岸线按功能分为生态岸线、产业岸线、公共生活岸线、水源保护岸线、环岛岸线等五类, 应依据其不同功能要求, 结合湿地现状对阳澄湖湖体长为47km的岸线进行生态修复。
结束语
阳澄湖水环境治理是一个系统工程,通过污染源头控制、增加过程削减控制、末端强化控制、提高整个流域水环境的管理水平,早日构建阳澄湖水环境的健康发展模式,使之与社会、经济和谐发展。
参考文献
[1] 董雅文.苏州市相城区水环境状况及污染防治对策[ J] .水资源保护, 2006, 22(1)
全保障为目标,通过调查研究和污染压力预测分析,研究探讨治理措施,为减轻淮
河流域蚌埠段区域水污染压力和保护水质安全提供参考。
关键词:水环境问题识别;污染压力预测;治理措施
Abstract: This paper expounds the existence of Huaihe River in Bengbu section of regional water environmental problems in safety, ecological safety of water and drinking water source protection as the goal, through the investigation and analysis of pollution pressure prediction, control measures, to provide reference for reducing regional water pollution pressure and water quality protection of Huaihe River in Bengbu section.
Key words: identification of water environmental problems; pollution pressure prediction; control measures
中图分类号:X131.2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
淮河是我国最早进行水污染治理的重点河流之一,经过多年治理,淮河水质有了比较明显的改善。淮河流域蚌埠段位于淮河中游下段,安徽省东北部,淮北平原南部,北纬32°43′~33°30′,东经116°45′~118°04′,辖龙子湖、蚌山、禹会、淮上四区和怀远、五河(部分)县。淮河是蚌埠境内最大自然地表水,自怀远县尹家沟北的赵拐村入境,纳茨淮新河、芡河来水后,穿越荆山峡,汇涡河之水,折头向东,过蚌埠闸,向东经蚌埠市区、五河县,过浮山后在五河县东卡子出境,境内全长约147公里,其中,在蚌埠市区北岸长16.8公里,南岸长28公里,河床宽600~800米,年平均径流量263亿立方米。除淮上区外,蚌埠市区主要位于淮河南岸,所辖怀远、五河两县则主要居于淮河北岸。在“十五”和“十一五”流域水污染防治期间,采取了一系列治理措施,有效地遏制了淮河水污染的加剧。但从目前情况来看,淮河流域蚌埠段水污染防治形势仍然不容乐观,一些主要支流污染比较突出;治污项目市场化程度不高,运转资金落实困难;环境违法成本低,守法意识差,执法难度大;治污体制和机制还有待进一步理顺等,治理的预期目标尚未实现。因此,有必要对淮河流域蚌埠段水环境综合治理进行研究探讨,制定有效措施,与整个流域水污染防治协调一致,进一步遏制和治理淮河水污染,改善水质,使其更好地为整个流域经济发展服务。
1 自然地理
淮河流域蚌埠段区域主要包括:蚌埠市区(龙子湖区、蚌山区、禹会区、淮上区)、怀远县、五河县部分,境内流域面积约2120平方公里,河流主要有:淮河及左岸汇入的有黑河(蚌埠-淮南边界河道)、茨淮新河、芡河、涡河、北淝河下游等支流,右岸汇入的有独山河、天河湖(天河)、八里沟、席家沟和龙子湖(龙子河)等支流,主要蓄水洼地及湖泊有:芡河洼、天河湖、龙子湖。淮河流域蚌埠段属北亚热带湿润季风气候与南温带半湿润季风气候区的过渡带,兼有两个气候带的特点。季风显著,四季分明,气候温和,雨量适中,光照充足,无霜期较长。该区域属季风气候区,风向有明显的季节性变化。全年四季以东北风最多,另夏季盛行偏南风,冬季盛行偏北风。历年平均风速每秒2.5米,相当于2级风力。
2 水资源
根据统计,该区域多年(1956~2000年)平均降水量为872 mm、地表径流深为221 mm、地表径流系数为0.37,产水模数为32.22万m3/km2。2009年该区实际地表水资源量约为4.74亿m3。蚌埠市多年平均地下水资源量为3.26亿m3,地下水资源模数15.20万m3/km2·a,可开采资源模数为9.80m3/km2·a,平均可开采系数0.645。
3 社会经济现状
淮河干流蚌埠优先控制单元辖4区2县,含市区两个开发区合计57个乡镇和街道,详见表1-2。其中,五河县城关镇紧邻怀洪新河与淮河干流之间,考虑到城关镇污水处理厂排向怀洪新河,因此不将城关镇纳入优先控制单元。总面积5952平方公里,2012年末总人口367.81万。
4 水环境现状
蚌埠市2005-2010淮河干流水质监测结果显示,淮河干流水质明显好转。由表2-1可见,2005年至2007年均是在淮河干流新铁桥下和沫河口断面水质超标,主要超标因子是氨氮。根据2005年-2010年全年12个月的监测数据,选用化学需氧量和氨氮两个指标来分析“十一五”水质变化趋势,见表2-1和表2-2。
表2-1 淮河干流蚌埠段化学需氧量年均变化(mg/L)
表2-2 淮河干流蚌埠段氨氮年平均值(mg/L)
5 环境问题识别与压力分析
5.1问题识别
5.1.1饮用水安全保障问题突出
淮河为蚌埠市城市饮用水水源,以粪大肠菌群超标为表征的水质问题突出,饮用水安全难以保障。监测表明,2005年至2008年饮用水源地的超标因子主要集中在氨氮、溶解氧、粪大肠菌群三项指标。虽然随着城市污水集中处理设施建设的推进,近两年饮用水源地水质明显改善,但目前生活污水治理水平不高,城镇污水处理设施普遍存在未脱氮除磷和未消毒的问题,特别是丰水期上游支流污染水团下泄对水源地安全构成潜在威胁。在饮用水安全保障还存在以下问题:
(1)受上游支流入淮污染物汇入影响较大
蚌埠市饮用水源地取水口位于蚌埠闸上,距离涡河入淮口下游约2km,距离怀远县城下游约2.5km。因此涡河入淮水质的好坏和怀远县废水排放对取水口水质影响较为明显。
(2)缺乏联动管理机制
淮河流域蚌埠段区域内主要污染物排放口均位于取水口下游,因此饮用水源地水质主要受上游淮河淮南段及涡河、茨淮新河水质影响。目前饮用水源保护区的水域和陆域管理牵涉到许多单位,属于多头管理,造成管理权限不明确,难以进行有效管理。因此,淮河流域蚌埠段区域水安全保障既需要上下游水环境管理协调控制,更需要多部门协同管理,占在流域管理的角度,建立水源地联动管理机制势在必行。
(3)基础设施建设滞后、污水处理厂污水处理量较低
上游怀远、淮南乡镇生活污水、农村污水和雨水排放系统还不完善,村庄排水多为地表漫流,生活污水随意排放,未经处理的污水就近排人沟渠、河道、渗坑,最终流入淮河及主要支流,对水源地水质影响较大。
5.1.2水污染防治仍面临的巨大挑战
(1)工业污染防治压力加大
根据《蚌埠市国民经济和社会发展“十二五”规划基本思路》,“十二五”时期蚌埠市经济预期年均增长14%以上,经济总量五年翻一番,工业主导地位将进一步突出,工业化率超过50%。这无疑将给工业污染控制带来较大压力,如何实现工业污染物的达标排放和总量控制将成为“十二五”期间迫切需要解决的问题。
(2)城镇、乡镇生活污水快速增长
“十二五”期间,蚌埠市将加快城镇化进程,预计城镇化率超过55%,市区人口增加到130万。现有城镇污水处理能力已不能适应未来城镇化和工业化快速发展需要,部分无污水处理设施的工业园区其相应配套污水处理设施急需投入建设;由于配套管网建设滞后等原因,部分已建成污水处理项目不能稳定达标运行,减排效益不能充分发挥,城镇污水处理厂运行管理和配套管网建设急需进一步完善。
(3)农村环境污染问题日益突出
农村人居环境亟待改善,乡镇集中式污水处理设施基本空白,乡镇生活污水多通过暗渠、排水沟直排水体,对控制单元地表水影响较大。畜禽养殖粪水无害化处理率不高,大量未经处理的废水直排沟渠或农田,污染当地水源和农田;化肥、农药的施用量较大,利用率较低,大量农药和化肥随地表径流渗入地下和流入地表水体,带来严重的面源污染问题。
5.2压力分析
5.2.1工业污染新增量预测
根据预测“十二五”GDP增长数据,按照单位GDP排放强度法测算,工业废水增加量为2932.9万吨,工业COD新增量为3197.2吨,工业氨氮新增量585.9吨。(注:根据环保部《“十二五”主要污染物总量控制规划编制指南》规定的取值原则)。
5.2.2城镇生活污染预测
根据预测“十二五”城镇常住人口增长数据,按照人均综合产污系数法测算,生活废水新增量为897.8万吨,COD新增量3314.1吨;根据预测“十二五”城镇常住人口增长数据,按照人均综合产污系数法测算,生活氨氮新增量354.3吨。
5.2.3农业源污染预测
根据预测“十二五”各类畜禽养殖数量增长数据,按照各类畜禽排污系数测算,农业源新增量为12.4万吨,COD新增量为237吨;根据预测“十二五”各类畜禽养殖数量增长数据,按照各类畜禽排污系数测算,规模化畜禽养殖业氨氮新增量为17吨。
6 治理措施
6.1积极调整产业结构,从生产源头控制污染
实行强制淘汰制度,加大工业结构调整力度。严格执行国家产业政策,不得新上、转移、生产和采用国家明令禁止的工艺和产品,严格控制限制类工业和产品,禁止转移或引进重污染项目,鼓励发展低污染、无污染、节水和资源综合利用的项目。通过产业结构调整,生产工艺改造等措施,实现节能、降耗、减污、增效,有效减少污染物的产生,减轻流域内水环境压力。按照循环经济理念调整经济发展模式和产业结构,鼓励企业实行清洁生产和工业用水循环利用,建立节水型工业。
6.2治理工业和生活污水,有效削减排污总量
加快建设城镇生活污水、垃圾及固体废弃物的处置设施,以及污水处理厂的配套管网。所有的污水处理厂要配套脱氮工艺,确保达到一级排放标准(GB 18918-2002)。污水处理设施建设要与供水、用水、节水与再生水利用统筹考虑。省级以上的工业园区必须建设污水处理设施。工业企业要在稳定达标排放的基础上进行深度治理,鼓励企业集中建设污水深度处理设施。按流域总量控制要求发放排污许可证,把总量控制指标分解落实到污染源,实行持证排污。
6.3加强饮用水水源地保护,提高水质达标率
全面开展城镇集中式饮用水水源地核查,依法划定饮用水水源地保护区;根据不达标水源地实际情况,制定饮用水水源地水质达标实施方案。严格依法执行排污口关停、垃圾清运处理、水产与畜禽养殖控制等各项环境管理措施,坚决取缔水源一级保护区范围内的排污口,严防养殖业污染水源,禁止有毒有害物质进入饮用水水源保护区。
6.4修复河流生态系统,有效消纳污染物
协调林业、水利等部门,依法保护好区域内的林草植被、湿地和自然保护区,大力营造水土保持林、水源涵养林,减少水土流失。合理开发利用水资源,处理好水资源利用与生态保护的关系,优先保证生活用水、科学安排必要的生态用水。对主要入河道(口)逐条开展环境综合治理,实施生态修复,因地制宜地建设前置库、人工湿地等生态修复工程,有计划地开展河道清淤,种植有利于净化水体的植物,提高水体自净能力,增强生态功能。
6.5 强化分区保护战略,优化区域经济发展
根据主体功能区规划,落实区域内优化开发、重点开发、限制开发、禁止开发的空间功能布局,确定不同地区的发展方向和功能定位,从区域布局上统筹协调流域经济发展和水环境保护工作。
6.6有效利用水利工程,增加淮河水环境容量,改善水污染状况
水资源短缺导致环境容量不足和生态环境用水无法得到基本保证是淮河流域蚌埠段水环境污染的重要因素。利用沿淮湖泊洼地在汛期增加蓄水,缓解干旱年份缺水压力,有利于水资源优化配置和增加水环境容量。另外,针对闸坝众多的现状,积极开展流域内水质~水量联合模拟与闸坝调控技术研究。
6.7推进科技进步,增强技术支撑能力
积极推广治污新技术、新工艺,建设一批水环境技术示范工程,如淮河流域水质改善综合示范河段工程、典型行业减排和清洁生产示范工程、多闸坝重污染典型河段生态修复和水质改善示范工程等。鼓励围绕重大关键技术,展开联合攻关,如农业面源转移途径及其与河流水质关系研究、淮河流域面源控制方案研究、淮河流域排污政策标准与水质改善方案研究等。完善淮河综合治理技术服务体系,建成一批重点研发实验室、工程技术中心和野外台站。
参考文献:
关键词:受损山体;人工植物群落;植被修复;正交试验
中图分类号:X171.1文献标识码:A文章编号:10095500(2014)03008505
近年来科技工作者相继开发出了多种既能起到良好的边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系\[1-6\],并已发展成为公路、铁路、水利、采矿(石)等相关基础设施建设的重要组成部分,但其在实施中也存在一些难点问题\[7-10\]。
一是边坡人工植被退化问题突出,由于边坡绿化防护投入资金不足,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡人工植物群落死淘率比例较高,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等不良后果\[11-14\]。
二是对植物品种选择和种子配比问题研究不足,①如何通过植物种子配比快速形成绿化、防护功能\[15,16\] ;②如何按照当地乡土优势群落的结构特点进行种子配比,保障人工群落的结构和稳定性优势\[17,18\];③在建植人工植物群落时,可否通过对某些因子控制达到调控人工植物群落的发展方向,并使之尽快融入当地自然植物群落\[19,20\]。
针对存在问题,于2012年结合三亚市东环铁路隧道口及抱坡岭受损山体植被恢复工程,开展了试验,旨在通过试验,指导施工,为后续研究建立试验基地\[21,22\]。
1材料和方法
1.1试验区自然概况
三亚市地处海南岛最南端,位于N 18°09′34″~18°37′27″、E 108°56′30″~109°48′28″。属热带海洋季风气候,年均气温25.4 ℃,7月平均最高气温28.3 ℃,1月平均最低气温20.7 ℃。年平均降水量1 263 mm,6~10月为雨季,降水量占全年的90.2%。太阳投射角大,光照时间长,年太阳总辐射量110~140 kc/cm2,年日照时数1 750~2 650 h,光照率为50%~60%。
试验区原生植被为季雨林和雨林,有小叶白颜树(Gironnieracuspidata)、九丁树(Ficus nervosa)、海南菜豆树(Radermacherahainanensis)、青皮(Green Tangerine)、鸡占(Terminaliahainanensis)、香须树(Aibiziaodoratissima)、厚皮树(Lanneacoromandelica)、鹧鸪麻(Kleinhoviahospita)、小花五桠果(Dilleniaindica)、木棉(FlosBombacis)和槟榔青(Spondiaspinnata)及一些藤本和蕨类植物所组成。
地带性土壤为热带砖红壤性土,其中,海拔500 m以上多为砖红壤性红壤、山地黄壤、及山地草甸土等。受损山地以碎屑岩、碳酸盐岩为主。
1.2试验因子及其水平
1.2.1肥料种类及其水平肥料因子用F代替,Fi代表该因子的不同水平。
F1尿素―[CO(NH2)2],含N46%,外观为白色或浅黄色的结晶体。购自海南富岛(中石油),用量为120 kg/hm2。
F2磷酸二氢钾-(KH2PO4),含量KH2PO4 ≥ 99% ,P2O5 ≥ 51% ,K2O≥ 33%;pH 4.3~4.7,外观为白色结晶或粉末,规格为农用级磷酸二氢钾;购自安徽华润农化有限公司,用量为150 kg/hm2。
1.1.2草种组合及其水平草种组合因子用C代替,Ci代表该因子的不同水平。
C1蛇藤(Celastrus hookeri)+马棘(Indigofera pseudotinctoria)+车桑子(Dodonaea viscosa)驳靥翰荩Axonopus compressus)+类芦(Neyraudia reynaudiana)+波斯菊(Cosmos bipinnatus)+ 马尼拉结缕草(Zoysia matrella)。
C2胡枝子(Leapedeza bicolor) +马桑(Coriaria nepalensis)+龙须藤(Bauhinia championi)―狗牙根(Cynodon dactylon)+假俭草(Eremochloaophiuroides)+结缕草(Zoysia sinica)+百喜草(Paspalum notatum)。
每一种组合均按照种子千粒质量以木本,草本以0.01∶1.00比例配制,其中,草本均按种子千粒质量以等比例混合。
1.1.3建植技术及其水平建植技术因子用J代替,Ji代表该因子的不同水平。
J1湿式喷播将配置好的种子、肥料、覆盖料、土壤稳定剂等加入喷播机与水充分混合,再用喷枪喷洒到坡面,覆盖无纺布,常规养护。
J2客土喷播将客土、稳定剂、肥料、种子按一定比例配置,加入专用设备充分混合,通过泵硬压缩空气喷射到坡面,覆盖无纺布,常规养护。
1.3试验设计
试验目的:研究不同植物种类组合、基质配置不同肥料即采用不同喷播方法对人工植物群落的影响。
试验设计:按L4(23) 进行试验设计,即3个因子、2个水平、4个处理(表1),每个处理设3个重复,各重复编号依此为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。每一处理按不同因子及其水平进行组合,如处理3的表示形式为F2C1J2,进行搭配的试验处理。
表1护坡人工植物群落的多因素试验方案―L4(23)
Table 1Multifactor experimental design
处理号 肥料种类 草种组合 建植技术
1 F1(1) C1 (1) J1(1)
2 F1(1) C2(2) J2(2)
3 F2(2) C1(1) J2(2)
4 F2(2) C2(2) J1(1)
注:括号内数字为对应的因子水平
1.3人工植物群落建植时间、数据采集与分析
于2012年3月播种,每处理播种面积0.8~4.5 hm2,同年9月各处理的人工植物群落形成时,在每个处理中随机选取3个样地(重复),每一样地100 m2,并在每一样地中随机抽去5个测产样方,样方面积1 m2,进行一次性地上植物量鲜重测产。
1.4方差分析和差异显著性测验
采用SPSS软件进行数据处理和计算。
2结果与分析
2.1不同试验处理效果及关键因子的作用
对2种肥料、2种草种组合和2种喷播建植技术设置3个重复进行L4(23)的试验(表2)。
比较4个处理的试验结果可以看出:4个试验处理的效果排序为:F2C1J2>F1C2J2>F1C1J1>F2C2J1,其中,3号处理(F2C1J2)的地上生物量最高,平均为0.642 kg/m2(鲜重),表明用肥料F2与C1蛇藤+马棘+车桑子―地毯草+类芦+ 波斯菊+马尼拉结缕草和J2客土喷播进行搭配建植人工植物群落的效果最好;4号处理(F2C2 J1)的地上生物量最低,平均为0.351 kg/m2(鲜重),即用肥料F2、草种C2胡枝子+马桑+龙须藤―狗牙根+假俭草+结缕草+百喜草和建植技术J1(湿式喷播)进行搭配效果最差。试验中2个处理分别是最好和最差的极端,在这2个极端中,作为肥料因子的F2是其共有因子,而草种组合与建植技术完全不同,说明草种组合与建植技术是决定这2个处理效果差异性的关键因子;同时可以判断出F2对不同因子组合可能存在加合或拮抗作用。
2.2同一因子的不同水平效果分析
为了进一步探索更好的建植技术,分析出各个影响因子的不同水平以及影响地上植物量的规律,根据表2的试验数据分别计算出了各因子对应列的K1、K2、 K1和K2值。
表2护坡人工植物群落的正交试验结果
Table 2Result of the orthogonal experiment
处理号 F(肥料
种类) C(草种
种类) J(建植
技术) 重复Ⅰ Ⅱ Ⅲ/kg・m-2 处理和 平均
/kg・m-2
1F1 (1) C1 (1) J1 (1) 0.462 0.555 0.472 1.489 0.496
2F1 (1) C2 (2) J2 (2) 0.541 0.588 0.473 1.602 0.534
3 F2 (2) C1 (1) J2 (2) 0.619 0.576 0.734 1.929 0.643
4 F2 (2) C2 (2) J1 (1) 0.377 0.286 0.392 1.055 0.352
K1 3.091 3.418 2.544 1.999 2.005 2.071 6.075 0.506
K2 2.984 2.657 3.531
K1 1.546 1.709 1.272
K2 1.492 1.329 1.766
R 0.054 0.380 0.494
注:K1―是各列的数字1所对应的试验结果之和,K2―是各列的数字2所对应的试验结果之和;K1―是各列数字1所对应的试验结果的平均值,K2―是各列数字2所对应的试验结果的平均值;R―各列K1的极差
K1的实际意义是同一因子的不同水平比较。如K1和K2的第1列表示使用2种肥料所对应的地上平均植物量,其中, K1(1.546 kg/m2)> K2(1.492 kg/m2),也就是说使用尿素比使用磷酸二氢钾的产草量高3.62%。同样,在K1和K2的第2列表示使用2种草种组合所对应的地上平均植物量,其中,K1(1.709 kg/m2)>K2(1.329 kg/m2),即使用C1比使用C2的产草量高28.59%。在K1和K2的第3列表示使用两种建植技术所对应的地上平均植物量,其中,K1(1.272 kg/m2)
根据不同因子及同一因子的不同水平对地上植物量影响程度作图(图1),可以直观地看出F(肥料)、C(草种组合)和J(建植技术)等不同因子与建成的人工植物群落地上生物量的对应关系,也可以看出F1与
图1各因子的不同水平与地上生物量的关系
Fig.1Relationship between different levels of experimental
factors and aboveground biomass
F2、C1与C2、J1与J2等同一因子的不同水平与建成的人工植物群落地上生物量的对应关系。
试验结果表明:在F因子(肥料)中,使用尿素比使用磷酸二氢钾效果好,但效果不突出;在C因子中,使用C1比使用C2效果更好,差异特别明显;在J因子(喷播技术)中,用客土喷播明显地优于湿式喷播。
2.3各因子的重要性排序
表2中,R值为各因子列 K1值的极差,其实际意义是R越大,表示该因子的水平变化对指标(地上植物量)的影响越大,因而这个因子就越加重要;反之,R越小,这个因子就越不重要。据此,各因子的重要性排序为建植技术>草种组合>肥料种类。
2.4边坡防护的人工植物群落多因素试验变量分析
对表2计算结果进行方差分析(表3),并计算各变异来源与误差项的均方比,由F值可知重复间差异不显著,但A(F)、B(C)、C(J)3个因子间差异均达到显著水平(P
由于每个因子只有2个水平,故无需再作各水平间的差异显著性测验,可直接分析其差异性。
变量分析结果进一步印证了以上对实验结果表述的正确性。
3讨论与结论
3.1讨论
受损山体由于所处地理位置和自然环境条件不同,加之受损害形式、被损害规模和程度等的不同而表现出极其多样性和复杂性,因而修复受损山体植被应
表3试验重复和试验因子的方差分析及F检验
Table 3Variance analysis results
变异来源 自由度 平方和 均方 F F0.05 F0.01
重复 2 1.0460 0.5230 2.2446 3.59 6.24
A 1 1.5169 1.5169 6.5100* 4.38 9.65
B 1 1.5406 1.5406 6.6120*
C 1 1.5570 1.5570 6.6824*
误差 6 1.3981 0.2330
总变异 11 3.2164
根据各种受损山体的具体情况因地制宜、因害施治。当原生植被遭受严重破坏以后,建立人工植物群落则是比较常见的一种修复方法。经验证明,在受损山体建立人工植物群落会因为所采用植物品种、品种数量搭配、基质物料配比,以及采用播种方法等的不同,所建人工植物群落在结构、稳定性、寿命,以及通过演替融入当地地带性或区域性植被的能力和速度也会有很大差异性。试验采用L4(23)在三亚市抱坡岭对受损山地建立人工植物群落进行正交试验,在设计范围内针对当地植被恢复与重建找到了最佳因子及其因子水平组合,但由于参试因子和因子水平数量有限,即使最佳组合仍不能较好反映受损山体人工植物群落建植的最好方法,只能具有一定的相对意义。
另外,试验中草种组合只有2个选择,目的是探求每种组合与其他相关因子搭配的效应。因此,4个处理效果的排序只能表征各处理的组合效应,而不代表某个因子或水平的单一效应。例如F2C1J2是最佳组合,但其中C1所代表的7种植物(蛇藤+马棘+车桑子―地毯草+类芦+ 波斯菊+马尼拉结缕草)不能说是本次试验所选14种植物中的最好者,他们有可能随试验因子和水平组合的变化而变化。当然,如果参试因子和因子水平越多,试验结果就会越精细,同时试验工作量也会大大增加。
3.2结论
(1)在三亚市抱坡岭受损山地的石质边坡,用2种化肥、2种草种组合及2种建植方法进行人工植物群落的3因子、2水平和4个处理L4(23)的正交试验,以建植当年秋季的地上植物量为测度值进行综合评估,得4个试验处理效果依次为:F2C1J2>F1C2J2>F1C1J1>F2C2J1,表明用磷酸二氢钾、“蛇藤+马棘+车桑子―地毯草+类芦+ 波斯菊+马尼拉结缕草”与客土喷播建植技术进行搭配(F2C1J2)效果最好。
(2)主要因子和次要因子分析表明,各因子的重要性排序为:喷播建植技术>草种组合>肥料种类。
(3)对同一试验因子的不同水平进行效果比较发现,在肥料因子中,尿素比磷酸二氢钾好,在草种组合因子中,“蛇藤+马棘+车桑子―地毯草+类芦+ 波斯菊+马尼拉结缕草”比“胡枝子+马桑+龙须藤―狗牙根+假俭草+结缕草+百喜草”好,在建植技术因子中,用客土喷播比湿式喷播好。
(4)变量分析表明,试验重复间差异不显著;试验因子F(肥料)、C(草种组合)、J(建植技术)间差异均达到0.05显著水平。
参考文献:
\[1\]沈毅,晏晓林.公路路域生态工程技术\[M\].北京:人民交通出版社,2009:78-81.
\[2\]XIA Yuanyou,LI Mei.Evaluation of slope stability research and developmental trends\[J\].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2002,21(7):1087-1091.
\[3\]HU Xinmin.on the suitability of ecological protection and construction of slope\[J\].Road Machinery & Construction Mechanization,2005(5):36-37.
\[4\]XU Yanzhang,PANYufang.Study on slopestability analysis and control\[J\].Science and Technology Innovation Herald ,2009(8):28-31.
\[5\]LI Guangming.Analysisof protection with vegetation in slope engineering\[J\].Journal of GuizhouUniversity of Technology,2008,37(5):249-252.
\[6\]QIU Hui.The discussion on vegetation restoration technology of highway slope\[M\].Shanxi Science &Technology of Communications,2009.
\[7\]李成,尚红.城市破损山体修复与绿化景观营建技术\[J\].林业适用技术,2008(4):81-82.
\[8\]赵晓英,孙成权.恢复生态学及其发展\[J\].地球科学进展,1998,13(5):474-478.
\[9\]赵静,刘利华,樊睿.护坡植物的选择\[C\].土木建筑学会学术论文集,2009:197-499.
\[10\]周德培,张俊云.植被护坡工程技术\[M\].北京:人民交通出版社,2003:31-42.
\[11\]谢丹.铁芒萁应用于公路边坡生态防护的研究\[D\].广州,中山大学:2006.
\[12\]林红强.优良的水土保持草种―类芦\[J\].龙岩学院学报,2003,23(3):106-107.
\[13\]Ministry of Works and Transport.Use of bio engineering in the road sector (geoenvironmental unit) \[R\].Nepal:Ministry of works and Transport,1999.
\[14\]柯林,戈祖国,王琼,等.废弃采石场的景观设计与生态治理研究\[J\].草原与草坪,2010,30(3):70-73.
\[15\]林武星,陈东华,倪志荣,等.热带亚热带山体综合治理措施探析\[J\].防护林科技,2007(1):76-78.
\[16\]苟文龙,张新跃.南方地质易灾区种草的关键技术研究进展\[J\].草原与草坪,2012(2):70-73.
\[17\]张志忠,殷春霞,黄成燕,等.深圳市天然气高压输配系统工程水土治理措施及成效\[J\].草原与草坪,2013(1):69-71.
\[18\]赵天荣,蔡建岗,施永泰,等.宁波地区多年生观赏草观赏价值和适应性评价\[J\].2011,31(6):43-46.
\[19\]赵让乾,朱连起.岩质边坡生态护坡中植被草种选择的试验分析\[J\].西部探矿工程,2011(11):4-6.
\[20\]孙乔宝,甄晓云,李文龙,等.云南安楚高速公路岩石边坡生态恢复植物适应性研究\[J\].公路交通科技,2005,2(8):155-158.
\[21\]周跃.土壤植被系统及其坡面生态工程意义\[J\].山地学报,1999,17(3):224-229.
\[22\]霍梦涛,付奇峰.浅谈边坡的绿化防护\[J\].路基工程,1999,82(1):37-39.
\[23\]杜鹃.客土喷播施工法在日本的应用与发展\[J\].公路,2000(7):70-72.
Study on artificial plant community establishment
on damaged mountain
YANG Bingjian,DU Xiaojiao,YE Guangming,LI Bo,HUANG Huigui
(Shenzhen Risheng Horticulture and Gardening Company,Shenzhen 518000,China)