生态修复原理精选(九篇)

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第1篇：生态修复原理范文

随着农村经济的发展，畜禽养殖业不断壮大，污染也随之增大。重庆市畜禽粪尿总排放量为7421.5万t，有机质产生量810.5万t，其中COD和BOD分别为188.0万t和137.2万t，氮、磷排放量分别为46.3万t、24.8万t，且呈逐年上升趋势。其中粪便污染占53%，由于畜禽粪便的淋溶性极强，加上规模化养殖场80%的粪尿未经处理直接排放，遭遇雨水冲刷，畜禽粪便量的15%～30%会进入水体，携带高浓度的有机物、氮、磷等污染物，造成水库高锰酸盐指数、总氮、总磷等指数超标，致使水体无法达到Ⅲ类水质标准。

2生态修复措施

2010年以来全市实施水生态修复工程项目109个，在水资源涵养和生态修复方面起到了较好的作用。饮用水源地水生态修复包括工程措施、植被措施和微生物措施三大类。

2.1工程措施一般来说，工程措施无法彻底改善被污染的水质，而是对水质进行预处理，直接将污废水截排出至饮用水库外，或采用隔离措施阻止人类活动对水质的进一步污染，主要包括物理隔离网、截渗排污沟、土地渗滤系统、格栅井沉淀池。工程措施布设较好的水库主要有梁平团结水库、江津红旗水库、城口羊耳坝水库等。物理隔离网与传统的封山育林隔离网类似，采用铁丝网、围墙等物理措施进行强制隔离，避免人类进入水体周边影响水域生态环境，适用于人类活动比较集中、对水环境干扰较强而又难于管理的区域。由于隔离网景观效果差，又易遭损坏，因此该种措施常作为临时措施，并逐步被带刺植物篱所取代。截渗排污沟通过修建排污沟渠将污废水进行拦截，并通过其填料和少量植物对污水进行短暂渗滤，最后排出饮用水源地之外。由于其主要功能是拦截上游坡面污水、改变污水排放位置、辅助处理水量污水，适用于污染源高程较大、污水较少的水源地。土地渗滤系统将污废水引至渗滤田，采用土壤透水性良好的特性，使其进入地下水，并依靠土壤生物系统的净化技能对水质进行净化，逐步补充地下水再回用。该项措施要求较大的土层厚度、透水性和土壤生物处理能力。格栅井沉淀池指修建拦截沉淀污染物的装置对污废水进行预处理，通常与其它措施配合使用，一般不单独实施。

2.2植被措施植被措施通过建立适生、稳定的植物生态系统，对水体周边的生态环境进行改善和保护，被认为是最经济、有效的水生态修复措施之一，尤其是对轻、中度污染的水库效果更佳。通过近年来的调研与筛选，适合重庆市饮用水源水库的植物种类达100余种，植被措施从陆坡至水域横向布设包括陆生植物带、自然湿地、水域植物带。陆生植物主要指陆地水源涵养林和库岸植物带。水源涵养林是将乔灌木布置在水源地附近上游山坡或地块；库岸植物带将乔灌草组合布设在水库沿岸常年洪水位以上区域，形成沿岸植被带。陆生植物通过充分发挥植被“绿色水库”之特性，隔离人类活动、拦截垃圾、涵养水源、保持水土、改善水文状况、促进区域水分良性循环、改善景观，从而对水生态进行修复。乔木可选择水杉、杨柳、马尾松、圆柏等，灌木可选择云南黄素馨、黄荆、构骨等，草本可选择香根草、扁竹根、麦冬等。该种措施的代表工程有铜梁桥亭水库、壁山的同心水库、云阳县小溪沟和渝北战斗水库等。自然湿地是在水面附近较平坦的消落区栽种植物，利用“植物———土壤———水体”系统的综合作用，对污染物起到物理阻滞作用、吸收水体和沉积物的营养盐，从而达到对污染源的层层梯级拦截、净化。该种措施的代表工程有合川新农水库、梁平大沟水库等。水域植物带适用于污染相对严重的饮用水源水库，指正常蓄水位区内栽植各种水生植物。其中浅水缓坡区域栽植挺水、沉水和浮水植物，通过水生植物对污染物进行吸附，达到改善水质的目的；对水体较深的陡坡坝体附近，由于岸坡以石块为主，无植物生长需要的土壤，采用生态浮床或沉床，利用植物根系的吸收作用富集污染元素，通过收获植物体搬离水体，对水体进行净化。该措施的代表工程有梁平红卫水库、丰都高灌水库、大足区的新胜水库等。

2.3微生物措施微生物措施适用于污染非常严重的饮用水源水库，利用曝气曝氧生物处理、厌氧发酵生物处理、生态基等装置快速降解水体中的有机质，从而改善水质。曝气曝氧生物处理通过对污水进行长时间的曝气曝氧，使微生物和氧气充分接触，增加好氧微生物的降解能力，产生污泥沉淀，降低污染物浓度；与曝气处理相反，厌氧发酵生物处理通过创造与空气隔绝的条件下，利用厌氧微生物将污水中的大分子有机物降解为低分子化合物，转化为气体释放出来，达到降低污染物浓度的目的；生态基指水体表面培育出微生物生长的温床，利用其巨大的比表面积，吸附水生生物进行聚集，放大生物降解作用，利用微生物对有机物进行吸附，形成良好的生态系统。微生物措施的代表工程主要有巫溪新花水库、垫江龙凤水库和潼南敬家沟水库等。

3结语

第2篇：生态修复原理范文

 

关键词：生态　水利工程　设计原则

1水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。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与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：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。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

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。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就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，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（gis）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3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，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。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，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。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。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，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。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相

互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到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以外，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不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种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。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，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。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［j］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［j］.水利学报，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［j］.水利学报，2003，（11）：1~7.

［4］mitsch w.j.，jorgensen s e..ecological engineering and ecosystemrestoration［m］.published by john wiley&sons，inc.，hoboken，newjersey，2004：134~137.

［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［j］.中国水利，2003，（11a）：45~47.

［6］o’neill r.v.，d.l.deangelis，j.b.waide，et al.a hierarchical con－cept of ecosystems［m］.princeton university press，princeton，nj.1986：153.

［7］gosselink j.g.landscape conservation in a forested wetland water－shed［j］.bioscience，1990，40：588~600.

第3篇：生态修复原理范文

关键词：污染土壤；生态修复；重金属污染；有机物污染

土壤是人类赖以生存的物质基础，是人类不可缺少、不可再生的自然资源[1]。随着石油、城市垃圾、工业废物、农药、化肥的不断渗入，我国的土壤污染问题日趋严重，已严重威胁着人类的生存环境和农业的可持续发展，成为继水污染、大气污染、噪声污染和固体废物污染后备受社会广泛关注的污染问题之一。据不完全统计，目前我国受各种污染物污染的耕地有1 200多万hm2，约占全国耕地总面积的10%，严重威胁着人类的生命健康。

加强土壤肥力的培育，防治土壤污染，实施污染土壤的清洁显得十分必要。近年来，土壤污染的生态修复技术在国内外已成为十分活跃的研究热点。与传统的物理修复和化学修复相比，生态修复具有高效、无二次污染与操作简便等特点，逐渐被大家所认识[2]。本文对污染土壤的生态修复技术研究作一综合介绍，以期为致力于这方面研究的科学工作者提供有益的参考。

1 污染土壤生态修复基本原理

生态修复（Ecological remediation）是指在生态学原理指导下，以广义的生物修复（包括微生物修复、植物修复、动物修复和酶学修复）为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合和技术再造，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。也就是说，生态修复是根据生态学原理，利用特异生物（如修复植物或专性降解微生物等）对环境污染物的代谢过程，并借助物理修复与化学修复以及工程技术的某些措施加以强化或条件优化，使污染环境得以修复的综合性环境污染治理技术[3]。

2 污染土壤生态修复研究内容

2.1 重金属污染土壤生态修复研究

重金属污染土壤生态修复研究多以植物为核心。主要包括修复植物筛选与合理搭配、修复机理和根际圈效应以及修复强化措施与应用。有关超积累植物筛选的研究经历了从对Ni、Cu、Zn 和Mn的超积累植物的筛选[4]，到近年来对Cd、Pb和As等重金属超积累植物的筛选[5]的过程。

近年来，对重金属污染土壤生态修复的研究已由对单一重金属污染的修复研究转移到对多种重金属复合污染的修复研究，包括对一些已经发现的单一重金属超积累植物，检验其是否具有对多种重金属污染的修复作用。为了解决土壤重金属复合污染的问题，许多学者还就多种单一重金属污染超积累植物的合理搭配进行了研究与探索。

随着植物生理生态学和分子生物学以及各种微观技术的发展，植物超积累机理的研究在不断深入。有研究发现，植物根系分泌物特别是有机酸能通过螯合作用或酸化根际环境促进土壤重金属的溶解和根系的吸收，这可能与植物体内某些专一性运输蛋白的特殊作用有关。也有研究表明，超积累植物对重金属有较强的耐性，它对重金属的富集可能与一些转运蛋白有关，如转运蛋白基因ZnT-1对Zn转运。目前已有成功从植物体内分离出与超积累及耐性相关的一些转运蛋白基因的报道[6]。

近年来，利用转基因植物修复重金属污染土壤的研究也取得一定的进展。Banuelos[7]等在田间试验条件下，研究了转基因植物印度芥菜对Se富集的能力，结果表明，与野生型印度芥菜相比，转基因型印度芥菜的富集能力几乎提高了近1倍。

除以上外，一些学者还开展了通过施加各种添加剂来提高植物对重金属污染土壤修复效果的研究。如施加EDTA、EDDS、有机酸等[8-9]后能明显提高植物的修复效果，但这些研究存在一定的缺陷，即易对环境产生不良影响。此外，利用微生物促进植物对某一或某几种重金属富集的研究报道也较多，如丛枝菌根真菌促进植物对Zn、Cd、Pb或As的富集作用。

重金属污染土壤生态修复研究较多但研究得不够深入，目前仍有一些机理不完全清楚，生态修复的方法操作和应用还不成熟。因此，加强重金属污染土壤的生态修复机理、实用技术及多学科交叉研究是今后研究的重点。

2.2 有机物污染土壤生态修复研究

有机物污染土壤生态修复研究主要是围绕微生物修复作用展开的，这方面的研究内容大致包括高效降解微生物筛选和合理搭配、生物修复的化学强化和生物化学强化、生物修复的物理强化和物理化学强化、生物修复的电化学强化、生物修复的酶学强化以及植物与微生物的联合修复等。目前，有关有机物污染土壤生态修复的研究主要集中在对高效降解微生物的筛选、分离、鉴定等方面[10]。

3 污染土壤生态修复技术特点

目前，尽管污染土壤的物理修复、化学修复以及工程修复技术已取得一定进展并出现了一些实用技术，但往往会破坏污染土壤的理化性质，甚至会造成对环境的二次污染，对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤基本上难以应用。重金属等无机污染的植物修复和有机污染的生物修复虽克服了这些缺点，但由于这些技术本身所固有的一些应用条件的限制，在修复实践中也难以推广，大多只是处于试验阶段或是基础研究阶段。

与传统的物理和化学修复技术相比，污染土壤生态修复技术具有以下优点：（1）土壤的物理、化学和生物学特性基本保持不变，一般不破坏植物生长所需要的土壤环境；（2）实现有机污染物的矿化；（3）处理形式多样，可根据条件分别采用原位和异位修复方式；（4）处理成本低；（5）应用范围广泛，可处理不同类型、不同程度的污染土壤。

4 污染土壤生态修复研究前景

综上所述，生态修复研究虽然有较多的报道，但目前仍处于基础性研究阶段，仍有一些修复机理不完全清楚，修复的实践应用和操作方法还不够成熟。因此，污染土壤的生态修复机理研究将是污染土壤生态修复研究的一个重点。

从生态学的角度看，污染土壤生态修复研究的核心内容仍然是超积累植物和高效降解微生物的筛选及合理搭配、修复机理的探索和基于植物与微生物联合修复的根际圈效应、以广义生物修复为核心的联合修复以及修复强化措施的研究。其应用不可避免地要利用分子生物学方法和农业高新技术，因此环境科学与生物学、农学的交叉融合必将成为污染土壤生态修复的一种重要研究方法。从这种意义上来看，生态修复将成为解决污染土壤的根本手段。如何综合运用环境科学、生物学和农学等多学科原理，研究既实用又造价低廉的污染土壤生态修复实用技术，将是污染土壤生态修复研究的另一个重点。

参考文献

[1] 周启星,宋玉芳.污染土壤修复原理与方法[M].北京:科学出版社,2004.

[2] 熊明彪.污染土壤生态修复研究综述[J].中国水土保持,2009(6):41-42.

[3] 周启星,魏树和,张倩茹,等.生态修复[M].北京:中国环境科学出版社,2006.

[4] Brown S L, Chaney R L, Angle J S, et al. Phytoremediation potential of Thlaspi caerulescens and bladder campion for zinc and cadmium-contaminated soil[J]. Joural of Environmental Quality, 1994 (23):1151-1157.

[5] Ma L Q, Komar K M, Tu C, et al. A fem that hyperaccumulates arsenic[J]. Nature, 2001, 409 :579.

[6] 郎明林,张玉秀,柴团耀.基因工程改良植物重金属抗性与富集能力的研究进展[J].生物工程学报, 2004,20(2):157-164.

[7] Banuelos G, Leduc D L, Pilon-Smits E A H, et al. Transgenic Indian mustard overexpressing selenocysteine lyase or selenocysteine methyltransferase exhibit enhanced potential for selenium phytoremediation under field conditions[J]. Environmental Science & Technology, 2007, 41(2):599-605.

[8] Liphadzi M S, Kirkham M B, Snyman H G. Heavy metal displacement in EDTA assisted phytoremediation of biosolids soil[J]. Water Science and Technology, 2006, 54 (5):147-153.

第4篇：生态修复原理范文

关键词: 水利生态规划设计生态系统

中图分类号： TV 文献标识码： A 文章编号：

一、水利工程现状与生态

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与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是: 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; 生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产( 生态产业) 及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

人们为了满足一定的需求，大量兴建的水利工程，同时也造成了一些负面效应。为此，针对生态水利工程如何规划设计成为当务之急。生态水利工程对经济和社会发展有着举足轻重的地位。但是水利工程规划的同时，必须考虑到水利工程对生态系统的严重影响，因此在规划在生态系统规划时要考虑对生态系统的影响尽量减小到最小。本文通过对水利工程学的基本原则进行分析。

二、生态水利工程的规划设计基本原则

1、工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一种综合性工程，既要满足人类的需求，同时也要考虑可持续发展的要求。另外，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。

从生态水里工程的经济上分析，应准寻风险小效益大的基本原则，由于生态系统的演变方向随机的，生态水利工程规划具有一定的风险，这需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，应该合理的利用生态系统的恢复能力，力争以最小的投入获得最大收获的规划路线。

2、提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就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，造成生态系统某种程度的退化由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

3、景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。

所谓“整体性”是指从生态系统的结构和功能出发，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。

同时，必须重视水域和生态环境的易变性、流动性和随机性的特点，表现为流量、水位和水量的水文周期变化和随机变化，也表现为河流淤积与侵蚀的交替变化造成河势的摆

动。这些变化决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。生态系统的变化范围从生境受到限制时期的高度临界状态到生境扩张时期的冗余状态。

4、反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

三、水利工程灌区设计

1、 规划的建设规模预测分析

（1）国民经济和社会发展对小型灌区灌溉面积发展要求需根据当地保障粮食安全、增加农民收入的要求，小型灌区在当地农业生产的重要地位，依据大中型灌区以及当地旱作农业

发展规划确定的粮食生产目标，试分析农村、农业经济发展对小型农田水利设施建设的总体需求，进而确定小型灌区续建配套与节水改造规模、新建小型水源工程及发展灌溉面积的规

模。

( 2) 耕地资源对小型灌区灌溉面积发展的素质潜力分析根据当地耕地资源状况，分析小型灌区灌溉面积发展素质以及发展潜力。

( 3) 可供灌溉水资源对小型灌区灌溉面积发展潜力分析以县为单位进行水资源承载能力复核，从水资源角度论证小型灌区灌溉面积发展潜力。则需要根据水资源综合规划确定的灌溉用水总量控制指标及其使用情况等诸多因素，分析农业内部对水资源的需求情况，分析规划改造区域可供水资源量。进一步证明改造区域水资源供、需平衡状况。

二关于水利工程灌区规划设计的建设内容

（1) 小型水库( 即所谓的引水) 自流灌区的取水枢纽、固定渠道( 包括排水沟) 续建配套以及涵闸等建设物的建设;

( 2) 小型扬水灌区的泵站、涵闸等建筑物的建设以及对于固定渠道续建配套节水改造;

( 3) 水源工程( 小水池窖( 水池) 、新建塘坝、提水设施等等) ;

( 4) 灌排泵站的更新改造;

( 5) 排涝泵站的建设。

对于农业、农村、农民利用的工程，农田水利灌溉工程起到了决定性的作用。所以，我们应当以科学发展观，深入贯彻和实行，用正确的管理方式，管好，用好，保护好水资源，建设新农村，以方便建设农村，发展农业，应以惠农民为基本指导方针，设计出科学合理、高效安全的水利灌溉工程。通过强化流域为单元的水资源最为统一管理，监理有协调性的，有效率的水利运行体制。协调好水人关系。就一定能够妥善的解决合理需要和有效供给只见到重要矛盾，实现水资源的供求平衡，保障社会经济发展的可持续性。

参考文献：

董哲仁.生态水工学的理论框架［J］.水利学报，2003，（1）：1~6

第5篇：生态修复原理范文

关键词：水污染 水环境 修复

1.中国水污染状况

1>我国地表水天然状况良好，大部分地区水体的矿化度能够满足生活和工农业生产的需求。

2>我国点源污染不断加剧，非点源污染日趋严重，是造成我国地表水资源质量不断恶化的主要原因。

3>我国河流污染以有机污染为主，主要超标参数为氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、溶解氧、和挥发酚。重金属污染出现在西南、长江等局部区域。

4>我国湖泊水库富营养化严重，严重威胁供水安全和渔业生产，严重削弱景观娱乐功能的发挥。

5>我国江河湖库底质污染严重。重金属污染率高达80.1%，总磷轻度和重度污染断面比例12.5%，总氮轻度及重度污染断面比例16.7%。

6>我国水功能区达标状况不容乐观，部分水功能区已经丧失了其使用功能。

7>我国水功能区纳污能力与入河量的空间分异加剧了水环境状况的恶化，部分水功能区不堪重负。

2.水污染成因

2.1水污染类型

热污染、耗氧污染、植物营养盐、酚类污染、重金属类污染、农业污染、油类污染、氰化物污染、酸污染、病原体污染、放射性污染、有毒有机物污染。

2.2水环境污染物作用机制

2.2.1物理机制

物理机制是指外界的污染使生态系统中某些因子的物理性质发生改变，从而影响生态系统的物理环境，进而影响生态系统的生物环境和生态系统的稳定性，产生各种生态效应。

2.2.2化学机制

废水中含有大量的污染物，包括有机污染物、无机污染物、重金属等。化学污染物与水体生态系统的环境各要素之间发生化学作用，同时污染物之间也能相互作用，导致污染物的存在形式不断发生变化，污染物对生物的毒性及生态效应也随之改变。

2.2.3生物学机制

污染物进入生物体后，对生物体的生长、新陈代谢、生化过程产生各种影响，如对植物的细胞发育、组织分化以及植物体的吸收机能、光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、次生物代谢等。

2.2.4综合机制

污染物进入生态系统产生污染生态效应，其往往综合物理、化学和生物学过程，并且经常是多种污染物共同作用，形成复合污染效应。

3.水环境修复技术与评价

3.1水环境修复技术综述

1>化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐、促进磷沉淀、加入石灰脱氮等。

2>物理方法，如疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等。

3>生物-生态方法，如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生物植被。

4.河流生态修复

4.1河流生态系统概述

河流生态系统是地球生态系统中的一个典型生态系统，具有生态系统的基本特性。河流生态系统内的生物群落与非生物环境相互作用，通过物质流和能量流在其内部构成生物/环境统一体，系统内的生物与非生物环境具有统一性，从而维持系统的平衡。

4.2河流修复基本理论

河流生态修复是重建系统干扰前的结构和功能及有关的物理、化学和生物学特征，使其发挥应有的作用等，生态修复并不意味着在所有场合下修复原有生态系统，这既没有必要，也没有可能。在实际修复中，一般很难将河流修复到原来没有受到人为干扰下的状态，主要与修复目的以及技术、经济等因素有关。因此，一般只是适当修复，既恢复河流的生态功能，又满足人类的需要。

5.湖泊水库水环境污染与修复

5.1概述 湖泊和水库与人类的生产、生活密切相关，具有多种重要的社会功能和生态系统。近20年来，随着我国经济的快速发展，湖泊资源的开发利用在规模、速度以及利用强度都大大加强。但在我们从湖泊获得巨大经济利益的同时，也对湖泊生态系统造成严重破坏。随着我国社会经济和城市化进程的快速发展，湖泊水环境污染问题日益突出。

5.2湖泊和水库的水环境污染

湖泊和水库水环境面临的主要环境污染问题包括：氮、磷等营养盐过量输入引起的水体富营养化问题；工业废水和生活污水排放导致的重金属、有机化合物等有毒有害物质污染；大气酸沉降和矿山废水导致的湖泊酸化问题；不合理的人为开发活动，如高强度的围湖造田和养殖。

5.3污染湖泊恢复原理和技术

生态修复是指通过人为的调控，使受污染损害的生态系统恢复到受干扰前的自然状态，恢复其合理的内部结构、高效的系统功能和协调的内在关系。生态恢复可能源于几个主要目的，包括珍惜生物保护、地理与景观生态原生性保护、建立功能性的生态系统等。污染受损湖泊的修复主要强调两个方面的内容：一方面是强调生态系统的服务功能，通过恢复措施尽可能抵消或减轻一部分已被证明对环境和人类有害活动的负面效应，通过一定的措施使湖泊能够满足人类的需要；另一方面内容，使受损或受干扰湖泊生态系统在结构和生态功能上恢复到破坏前状态。

6.湿地污染修复

6.1概述 湿地生态系统是由湿生植物、中生植物和水生植物、动物和微生物与环境要素之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转换和信息传递所构成的占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态系统和水生生态系统的属性，但有不同于二者。

6.2湿地污染及环境效应

湿地水环境受到污染因素很多，污染源主要来自无机污染物和有机污染。无机污染物包括造成大气污染的臭氧和二氧化碳，氮硫化物，重金属，放射性元素，以及部分离子化合物。有机污染主要指由城市污水、食品工业和造纸工业等排放大量有机物的废水造成的污染。

6.3湿地修复的技术与措施

6.3.1物理修复技术

在湿地修复方面，通常使用的物理技术有土壤渗滤法和调水冲洗法。研究表明：湿地土壤地表的亚黏土对水体中各项污染物均有较好的去除效果，土壤渗滤就是通过湿地土壤的多植物根系及水流流速较缓等特点，将各种污染物质截留在湿地生态系统中。调水冲洗法则是通过外流域调水，从数量和质量两个方面改变湿地的水体质量。

6.3.2化学修复技术

利用化学反应原理及方法来分离、去除水体中的污染物，或使其转化无害的物质。常用的方法有混凝法、中和法、氧化还原法、电解法、吸附法、电渗析法等。

7.地下水污染修复

7.1地下水污染

地下水污染途径：污染液从各种污染源不断地通过包气带向地下水面渗透是一种普遍的地下水污染途径。主要的地下水污染物质：氮、有机物质。

7.2地下水修复

7.2.1抽取处理

抽取处理是采用水泵将地下水抽出来，在地面进行处理净化，处理后的水将重新注入地下或排入地表水体，从而减少地下水污染程度的一种修复技术。

7.2.2气提技术

气提技术利用真空泵和井，在受污染区域诱导产生气流，将吸附态、溶解态或者自有相的污染物转变为气相，抽提到地面，然后精心收集和处理。

7.2.3空气吹脱技术

空气吹脱是在一定的压力条件下，将压缩空气注入受污染区域，将溶解在地下水中的挥发性化合物，吸附在土颗粒表面上的化合物，以及阻塞在土壤空隙中的化合物驱赶出来。空气吹脱包括三个过程，现场空气吹脱；挥发性有机物的挥发；有机物的好养生物降解。

第6篇：生态修复原理范文

关键词：水利工程 设计 问题 原则

一、生态水利工程概述

⑴生态水利工程的概念

传统水利工程主要以水文学、水力学、岩石力学、结构力学为主的工程力学体系。生态水利工程更加注重人与自然的和谐发展，更加关注人工工程对水体的影响，吸收了部分生态学的理论与环境工程学的技术方法，成为一个跨领域的工程体系，具有极强的综合性。

⑵生态水利工程的特点

生态水利工程有很强大的综合性和系统性使流域及区域的单项水利工程相互联系、相互制约，同时，水利工程与其他与国民经济相联系的工程有巨大的关联性。同时与环境有密切的联系。而且对江河湖泊以及生态环境、气候等都有重大影响。这种影响利弊同存，所以在对生态水利工程进行规划时，应该消除其弊端，发挥水利工程本身的积极作用。

⑶生态水利工程的功能

首先生态水利工程具有一定的经济效益。因其可以在汛期进行防洪、发电、发展航运、旅游及养殖业，显然具有一定的经济效益。其次，生态水利工程可以提高河道的蓄水能力，满足人们的日常用水和农田用水。随着人类经济社会的发展，对水的需求不断增加，修建生态水利工程可以提高河道的蓄水能力调节水利及用水资源，满足人们的日常用水和农田用水。最后，生态水利工程具有很好的防洪排涝功效。人所能利用的水资源是非常有限的，生态水利工程可以在汛期蓄水满足人类在干旱季节对水的需求。从生态方面而言，通过对水量的调节，合理支配水资源可以使河流长期处于一个平稳状态，充分发挥其调节能，促进态的改善，并通过对水量的调节来满足人们的生产和生活用水，从而更好地促进经济社会的发展。

二、生态工程设计时存在的问题

⑴水利工程规划设计时，并没有过多地考虑生态环境要求，满足不了良性生态循环和可持续发展的要求。

⑵缺乏具体的生态水利工程设计方法及标准。生态系统本身就具有明显的地理位置和区域的差异性，决定了考虑生态的水利工程就应该具有特定性和区域性，因而制定具体的设计方法和评价标准非常困难。

⑶水利工程设计人员的生态意识不强。由于专业分工，以及规划设计人员与生态科技工作人员合作少，这样就导致了水利工程规划设计人员采用基于生态环境规律来进行设计的意识并不强，以及基于生态环境的水利工程设计不普及。

⑷在水利工程设计中，缺乏当地的生态、水文等具体资料。

⑸即使只重视水利工程的生态设计，但却忽略了水利工程建成后的生态管理和生态运转。

⑹生态设计满足不了整体生态系统的生态良性循环和持续性。

三、生态水利工程的基本设计原则

⑴充分发挥生态水利工程对整个河流的自我修复能力

生态系统所具有的可持续性就是其自我修复能力，也就是某些与生态系统友好的物种可以经受自然选择的考验，从而寻找到相应的能源和合适的环境条件，依靠生态系统的自我修复功能，合理选择合适的物种，形成合理的生态结构。成功的水利工程就是应该让人工与自然各占 1/2，不能只考虑人类的经济利益，应该树立融入自然、充分发挥河流自我修复功能的工程概念，从人与自然和谐相处的度出发。生态水利工程的设计必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，力图找到最科学的设计方案。

⑵对生态水利工程河流的多样性进行保护

保护河流的多样性就是维持生物多样化。河流里生长着不同的动植物，形成了多样性的生物环境。河流的水文环境多样性包括河流的形状、河宽、连续性、水位、流速、水温等。河流的生态特点主要是： 水、陆两相和水、气两相的联系紧密性；上中下游的生境异质性；河流纵向的蜿蜒性；河流横断面形状的多样性；河床材料的透水性等。水、陆两相和水、气两相的紧密关系，形成了较为开放的生境条件； 上中下游的生境异质性，造就了丰富的流域生境多样化；河流纵向的蜿蜒性，形成了急流与缓流相间；河流横断面形状的多样性，表现为深潭与浅滩交错；河床材料的透水性为生物提供了栖息所。所以生态水利工程在设计中要充分保护生物的多样性，保护和恢复原先所有多样性的生物栖息环境，为生物的多样性提供生存环境，避免由于工程的建设减少生物群落的多样性，引起生态系统的退化。

⑶注意修复整个生态水域的生态系统性

河流不仅有其自身的生态和水文特性，还与周边的森林、田地、乡村等构成了一个生态系统，河流发挥着为生物提供生存空间的作用。水域生态是一个大的系统，广义的水文系统不仅包括从发源地到河口的地下水与地表水系统，还包括河流串联起来的湖泊、湿地、水塘、和洪泽区。水文系统与生物系统交织在一起，形成整个河流生态系统。如果河道受到影响，就会破坏它所联系的整个河流的生态系统。在进行生态水利工程设计时，不能只仅仅考虑河道的水文问题，要充分考虑河流生态系统内各个要素间的相互作用，及整个河流生态系统的修复问题。

⑷生态水利工程的安全性和经济性

生态水利工程的功能就是满足人类灌溉、发电、供水、航运、旅游的需求，同时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，还有符合生态学原理，工程在设计时必须在规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、冰冻、干旱等自然载荷，按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计，对河流的泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等特征进行动态地研究河势的变化规律，保证河流修复工程的耐久性。对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。

生态水利工程是力求经济社会发展和自然环境之间平衡的一门科学，其发展时间不长，经验不足，只有遵循必要的原则才可以实现人与自然的和谐，遵循自然规律，从而让生态水利工程更好地为人类的生产和生活服务。

参考文献：

[1]阎世忠.浅析生态水利工程的规划设计基本原则[J].硅谷，2009（ 18） .

[2]贾振周，崔方方.浅论生态水利工程的基本设计原则[J].中国科技财富，2011（ 24） .

第7篇：生态修复原理范文

【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。

第8篇：生态修复原理范文

论文摘要:常德市是一个农业大市，长期的农业生产也带来了严重的农业生态问题。本文对常德市武陵区农业生态环境的污染进行了分析，从生态修复的原理出发，论述了农业生态修复在农业生态建设中的作用。根据目前现状，提出了农业环境的保护对策与措施。为促进常德市武陵区生态农业建设，开发绿色产业及农业经济持续、稳定、协调发展提供了科学依据。

在人类社会发展进程中，无论是发达国家还是发展中国家，往往都经历了这样的历程。既先以破坏生态环境为代价来发展经济，然后又在受环境破坏的惩罚后逐渐认识和重视生态环境保护的历程。农业生态领域也不例外，土地长期耕作造成了比较严重的农业生态问题，工业“三废”排放量不断增加，化肥、农药、农膜的大量使用，导致农业生态环境恶化，搞好农业生态环境建设是我们面临的重要课题。

一、农业生态环境存在的主要问题与危害

常德市武陵区农业生态环境的现状，其中包括水资源、森林草地，耕地水土资源，农用塑料薄膜、化肥、农药、农业废弃物等方面的污染。综合而言，武陵区当前主要的生态环境问题表现在：

（一）水土大量流失。由于毁林、毁草、开荒、滥伐等原因，造成水土大量流失。全区耕地水土流失面积约9.64平方公里，占耕地总面积的34.4％。水土流失破坏了全区的农业生态系统，导致土壤中氮、磷、钾等养分大量损失，严重影响了本区的农业生产，同时，水土流失使沅江河床抬高，导致水患频繁。

（二）农村淡水生态问题突出。全区农村淡水生态问题突出，呈迅速恶化趋势。例如：地表水体富营养化，地下水质逐渐恶化等。据统计，全区有70％的河流受到不同程度的污染，我国农村50％的饮用水受到有机污染，而且由于农药等化学物质的广泛使用，致使许多地方的地下水不适于饮用，严重影响了人民群众的身心健康和农村经济的健康发展。

（三）农田土壤重金属污染加速。改革开放以来，常德市农村中小企业的发展在很大程度上是以耗能高、污染重的行业或企业有城市向农村转移，未经处理的工业与生活用水经污灌或任意排放进入土壤后，大量的重金属元素可在土壤中富集，从而进入食物链，直接影响农作物的品质和产量，对人体健康造成影响。

二、生态修复及理论基础

（一）生态修复的涵义

生态修复是一个宏观的概念，它是应用生态系统自组织和自调节能力对生态本身进行修复。为了加速已被破坏生态系统的恢复，还可以辅以人工措施以加快生态系统恢复的步伐。生态修复是按照可持续发展的战略思想，切实遵循自然生态经济规律，充分利用当地的水、土、光、热、生物等自然资源，依靠大自然的循环再生能力和人为干涉快速恢复植被，控制水土流失，实现人与自然和谐相处。

（二）农业生态环境演变的规律是生态修复必须遵循的自然规律

生态修复的理论基础是农业生态环境发展的自然规律。自然生态环境是包括生物体与环境（气候，水，土等）自然因素组成的一个互相依存与制约、相对稳定的有自组织功能的大系统，该系统具有恢复到接近于原自然生态状况的自我修复功能。建设性的农业生态环境，应根据当地的自然条件，否则，往往事与愿违，不仅达不到目的，反而会带来新的问题。由于人们对自然规律认识的局限性与偏差，在我国农业生态建设中，就有很多这样的教训。

（三）人与自然和谐共处的理念是搞好农业生态修复的保障

人与自然和谐相处，是人类面对自然灾害深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分。违背生态规律的自然改造，不仅损害了自然生态系统还会造成自然灾害。因此，任何形式的自然改造都必须建立在人与自然和谐共处的基础上。要从人口、资源、资源协调发展，人与自然和谐共处的观点出发，开展生态修复，加快水土流失综合治理的步伐，建立良好的水土保持生态系统。要在实践中不断拓展水土保持综合治理的内涵，保持社会经济可持续发展，丰富水土保持生态建设的理论。

（四）农业生态修复的实践方法

农业生态修复是依靠大自然的力量，充分发挥生态系统的自我修复能力，实现水土保持目的的措施。其技术方法概括起来主要是有“封”、“退”、“造”、“建”，“综合治理”、“结构调整、生态移民”、“突出小流域治理，以小促大”等。

“封”既是“封山禁牧，舍饲养蓄”。要真正做到“封得住、有效果、不反复”，还需要因地制宜、因时施策。“退”即是“退耕还林还草、以粮代赈”。大量事实表明，坡耕地是水土流失的主要产沙区，坡度在!)*以上的坡地必须退耕。如果措施得当，退耕后农民还可增加经济收入。“造”即是“造林”。坡度大于+)*的荒山荒坡、退耕地，以营造水土保持林、薪碳林和用材林为主，强加管护抚育，形成乔、灌、草多层次防护体系，有选择的发展经果林。通过推广节柴灶，沼气池等措施，彻底解决群众的燃料问题，可有效的保护植被。“建”即是“建设一亩高标准农田”。农民在退耕二亩坡地后，在山坡下或沟谷地建设一亩高标准基本农田。

搞好农业生态修复，必须注重水土保持的综合性。水土保持综合治理是生态修复的根本措施，是改善农业生产条件和生态系统的基础。调整结构、生态移民是生态修复的保障措施。农业和农村产业结构调整是我国农业发展过程中的一次深刻变革。要想使生态修复持续发展，就必须将生态修复与调整产业结构、调整能源结构和生态移民相结合，这样才能使广大农牧民增产增收，植被得到恢复和保护，地区经济得到发展30%。生态修复作为一项水土保持新举措，需在实践中不断摸索、不断创新，总结新经验、新方法，丰富和发展其理论与实践。

三、农业生态环境的保护对策

（一）增加农民的生态意识，提高人们对生态修复的认识水平。各地在水土保持生态修复上不断提高认识，积极探索生态修复的技术与方法。在政府的大力宣传和积极引导下，大多数农牧民逐渐接受了这一新的理念，认为生态自我修复是一项让土地休养生息的好办法，是人类实现持续发展的正确选择。大量生产生态绿色环保产品,做好“环保”品牌,让农民从保护生态环境中获得实惠,使他们主动参与到保护农村生态环境的行动中来.

（二）加强立法,建立和完善农村生态保护、污染治理的筹资机制。把农村生态环境保护和建设纳入国家法制化管理体系中,加大财政资金的专项转移支付力度,明确保护农村生态、治理农村环境污染的财政资金的转移支付方式,确保专款专用。

（三）加强农药、化肥和农用地膜控制和替代，不断改善和提高农药使用技术，合理用药，安全用药，确保农产品质量，确保施药人员安全，减轻环境的农药污染。

（四）加强畜禽粪便的综合治理,把粪便治理与提高畜牧业生产水平相结合，与发展绿色食品、安全食品相结合，与美化环境相结合，与发展环保产业相结合

（五）推动作物秸秆综合利用，重视农村能源合理开发，加强对沼气资源、太阳能资源的开发．做好秸秆气化、沼气发电等新技术的应用推广，引导农户从单一用沼气能源转向沼气综合利用的生态农业建设，积极推广多种能源生态模式，从而缓解对农业生态环境的污染。

（六）防治水污染，保护水环境，对地表水实行流域性综合治理，；重点治理污染严重的区域，进一步加大水污染治理力度。

（七）改变农业生产方式，改善农业生产环境实施生态修复过程中，各地采取了一系列配套的对策和措施，改善了农业生产条件，调整了农村经济结构，发展了乡村工业和旅游业，显著地促进了地方经济的发展。生态修复使本区农业由广种薄收、粗放经营向精耕细作、集约经营转变。

（八）增加生态保护投入，完善环境经济政策，要遵循经济建设和生态建设同步发展的方针，切实增加生态环境保护投入，开发、建设项目必须制定生态保护和建设、恢复计划。

参考文献:

[1]雷鸣.中国农村生态环境现状与可持续发展对策[J].环境科学与管理,2006,(9):132-134

[2]刘晓丹.岫岩农村生态环境现状分析及综合防治对策[J].辽宁城乡环境科技,2005,(3):37-38

[3]左长清.实施生态修复几个问题的探讨[J]水土保持研究，2002.9

[4]蒲朝勇.对水土保持生态建设中有关问题的探讨[J]中国水土保持2003.9

[5]焦居仁.生态修复的要点与思考[J]中国水土保持，2003.2

第9篇：生态修复原理范文

【关键词】：腐植酸；土壤修复

2016年国务院出台的“土十条”提出，到2020年，全国土壤污染加重趋势得到初步遏制，土壤环境质量总体保持稳定，农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障。腐植酸作为土壤有机质的重要组成部分，在土壤修复中发挥着重要作用。《中国腐植酸肥料产业白皮书》研讨会上，“还我土壤本色”成为共识，腐植酸有机肥做到了“取之于土，用之于土”。

本文以褐煤为例，就硝基腐植酸结构、对土壤修复原理及实验室合成作一简要介绍。

1、硝基腐植酸结构

硝基腐植酸是对腐植酸进行硝酸氧解得到，结构与土壤腐植酸类似。从结构分析，腐植酸是含酚羟基、羧基、醇羟基等多种官能团的芳香化合物，目前较为典型的是F.J.Stevenson[1]提出的腐植酸模型（图一a）。1959年，日本学者靠诟三[2]提出一种硝基腐植酸的结构示意式（图一b）； 1965年朱之培老师[3]提出了一种扎诺尔褐煤的硝基腐植酸结构示意式（图一c）。

从图一可知，（硝基）腐植酸含有羧基、酚羟基、醇羟基、羰基、胺基、羟胺基等多种官能团，这些官能团使得腐植酸呈现不同的性质，如离子交换；对金属离子的络合作用（碱金属、铵、碱土金属与其形成离子键），其他金属离子（铁、铅等）与其形成配合键；氧化-还原性；生理活性等[4]。

2、对土壤的修复作用

2.1改善土壤结构

2.1.1提高土壤的持水性

赵洪亮[5]等人研究发现，有机含量低的土壤透水性、通气性差，潮湿时形成泥潭、干燥时龟裂，土壤中肥料不易为植物吸收， 加入腐植酸后因其官能团含有氧、氮等原子，可与水分子形成氢键，提高其持水性，减轻土壤干燥龟裂情形。在水多时，可保持水分，不会形成泥潭，提高土壤支撑力，支撑植物生长。

2.1.2改善土壤颗粒结构

腐植酸含有大量的配位原子，能够与金倮胱拥壤胱咏岷希促进地表细颗粒土壤形成大颗粒团粒结构，降低了土壤的毛细现象，提高透水、透气性。据沈阳生态应用所试验，腐植酸肥料可使土壤水稳性团粒增加10%-20%；施用生物型腐植酸复合肥料，土壤水稳性团粒结构明显增加，土壤疏松，植株生长旺盛、土壤抗逆性增强。

2.2改善土壤酸碱度

腐植酸含有大量的羧基、羟基等结构，可有效改善土壤的碱性；处理后的硝基腐植酸（铵或钾盐）可用于酸性土地，通过氨、氧与酸性土壤中的氢离子结合，改善酸性土壤；增加团粒结构使得盐分上升困难，减少土壤上层的盐分，用于盐碱化的治理。

2.3对土壤解毒

2.3.1改变重金属存在的形态

土壤的重金属污染呈加大趋势，其多以配位形式存在，腐植酸富含大量配合原子，可提高对重金属的吸收，将重金属离子螯合起来，成为土壤解毒剂。此外，腐植酸可降低土壤中盐分浓度，减轻盐分对种子的危害。

2.3.2降低有机污染程度

土壤的有机污染主要来自农药、有机合成品（如塑料地膜等），腐植酸能够吸附有机物，降低其对植物作用活性；也可诱导有机物活性自由基光解、化学降解，从而达到为土壤“解毒”的功效。

2.4保肥

2.4.1提高氮肥使用效率

腐植酸含有羧基、酚羟基等酸性官能团，能结合氨态氮，减少氨态氮的损耗；硝基腐植酸可抑制尿酶活动，减少尿素挥发；腐植酸可提高土壤微生物活性，增强固氮菌活性。

2.4.2活化磷肥

硝基腐植酸可以促进土壤中难溶性磷酸盐（如磷酸三钙）转化成易溶性磷酸盐（磷酸二钙或一钙），提高磷酸盐的溶解度；活性基团可与铁、铝形成配合物，减少因生成磷酸铁、铝造成的磷固定；提高磷在土壤中移动的距离，抑制土壤对水溶性磷的固定，使速效磷转化为迟效磷，促进根系对磷的吸收。

2.4.3保护钾肥、微量元素

腐植酸可与钾结合，使钾肥缓慢分解，从而提高钾肥利用效率。腐植酸与难溶性微量元素发生鳌合反应，生成溶解性好可被作物吸收的鳌合物。

2.5促进作物吸收、生长

2.5.1改善细胞膜的通透性，让肥料更易进入细胞内，加快细胞对氮磷钾等吸收，进入细胞内的腐植酸可增加酶活性，促进蛋白质合成。

2.5.2腐植酸可起到提高地温、降低电导率、提供微生物碳源等作用。与微生物发生作用时可释放出能量，增加植物的抗寒能力。

3、硝基腐植酸合成

硝酸氧解是对含腐植酸较低的煤用硝酸处理，使之氧化降解，生成含羧基、酚羟基、醌基和硝基的芳香族多羧酸体系。硝酸氧解反应主要分为氧化、裂解两部分，开始阶段以氧化为主，放出大量的热和气体（NO等）；随后以裂解（吸热反应）为主 [6]。氧解所得的腐植酸与土壤中的腐植酸在性能上类似。

硝酸氧解条件：稀硝酸（12.7%）和较低的温度；较高的浓度（40%）和较高的温度（90-95℃）；相对温和条件，30%硝酸和70-90℃的温度。

本次实验以褐煤为例，发展一种较为温和的硝基腐植酸制备方法：于反应器中一次加入褐煤，加入30-40%硝酸，加热，同时开启搅拌装置，在50-60℃下反应一段时间，废气采用倒三角漏斗吸收。反应结束后采用沉降方式分离出硝基腐植酸，烘干后即为成品，溶液补充浓硝酸后套用。根据实验结果，本项目硝酸可循环10次以上。

结语

腐植酸是生态环境的重要因子，可以融合多种元素，对土壤净化、重金属治理起到重要作用，环境工作者也正致力于这方面的研究和推广，为腐植酸类物质的广泛应用不断开辟新的领域。

【参考文献】：

[1]靠诟三， ニトロフミン酸の利用， 燃料协会志[J]， 38（386）， 1959-06.

[2] 朱之培.硝基腐植酸化学粗成的研究，燃料化学学报[J]，第6卷第3期，1965年9月.

[3] F.J.斯蒂文森（F.J.Stevenson），夏荣基译.腐殖质化学[M]。北京农业大学出版社， 1994.