水生态修复概念精选(九篇)

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第1篇：水生态修复概念范文

【关键词】水体污染生物修复生态塘人工湿地

水是生态环境中最活跃、最重要的因素，构成生态循环的基础。人类生活生产活动改变了天然水体的物理、化学或生物学的组成性质，其直接结果是造成水体污染和淡水资源短缺。污水也将成为淡水资源之一通过生物修复技术使污水得以有效净化并最终成为一种十分重要的再生资源。

1水体污染的概念和类型

1.1 水体污染的概念

水体污染是指某种物质进入水体，而导致水体的化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水体的有效利用，危害人体健康破坏生态环境，造成水质恶化的现象。水环境中的污染物常见的有四种，持久性污染物、非持久性污染物、酸和碱、热。

1.2 水体污染的类型

水中的污染物种类大致分为固体污染物、需氧污染物、营养性污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油类污染物、生物污染物、感官性污染物、热污染等。

2生物修复技术在水体污染方向应用

生物修复又称生物改良，是它利用生物对环境污染物的吸收、代谢及降解等功能，对环境中污染物的降解起催化作用，加速去除环境中的污染物。这项技术正被用于清除土壤、地下水、废水、污泥、工业塑料和气体中的污染物。生物修复与传统的物理化学方法相比，具有经济；环保；修复时间短；操作方便等方面的特点。

3.水体修复的主要处理方法

水体修复技术包括以微生物为处理功能核心的生物处理技术、具有复合生态系统的生态塘处理技术、以植物和微生物为主要处理功能体的湿地处理技术、土壤处理技术和河湖等自然净化能力的处理等。

3.1生物处理技术

生物处理技术包括好氧处理、厌氧处理、厌氧—好氧组合处理。其主要原理是人工驯化、培养适合于降解某种污染物的微生物，通过控制室和微生物生长的环境以稳定和加速污染物的降解。生物处理技术起步较早，现在已有很多成熟的工艺，比如SBR、氧化沟等。

3.2生态塘处理法

生态塘是以太阳能为初始能源，通过在塘中种植水生作物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。在太阳能的推动下，通过生态塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入塘中污水中的有机污染物进行降解和转化。最后不仅去除了污染物，而且以水生作物、水产的形式作为资源回收，实现了污水处理资源化。

人工生态系统利用种植水生植物、养鱼等形成多条食物链。其中不仅有分解者生物、生产者生物，还有消费者生物，三者分工协作，构成纵横交错的食物网生态系统。若在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比，就可建立良好的生态平衡系统。污水进入这种生态塘中，其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化，而其降解的最终产物，一些无机化合物作为碳源、氮源和磷源，实现并从低营养级到高营养级逐级迁移转化，最后转变成水生作物，从而获得可观的经济效益。

3.3人工湿地处理技术

人工湿地是近年来迅速发展的水体生物—生态修复技术，可处理多种工业废水。人工湿地的原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合组成填料床，污染水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动，或在床体表面流动。在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高的水生植物（如芦苇等），形成一个独特的动植物生态环境，对污染水进行处理！

人工湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力。废水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留进而被微生物利用；废水中可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。

由于这种处理系统的出水质量好，经济而美观。英、美、日、韩等国都已建成一批规模不等的人工湿地。

4 总结

目前国内外有很多水体修复的成功工程。例如日本渡良濑蓄水池的人工湿地，运用生物技术达到对水体进行自然净化的目的，是世界最大人工湿地。再如李正魁研究了固定化氮循环细菌技术（INCB）在贵阳红枫湖物理生态工程（PEEN）实验区的除氮、抑菌效果，结果表明，应用PEEN—INCB技术应用于红枫湖试验区总红枫湖的非离子氨均

参考文献

[1]陈玉成. 污染环境生物修复工程.北京.2002年8月.1-3

[2]韩阳李雪梅朱延姝.环境污染与植物功能.北京.2004年10月.132-148

[3]夏北成.环境污染物生物降解.北京.2001年12月.373-375 377-379

[4]蒯圣龙.水污染与水质检测.2010年8月.合肥.207-218

第2篇：水生态修复概念范文

【关键词】景观水；富营养；技术；生态治理

1.景观水体的现状

随着社会的快速发展，人们对居住质量和居住环境的要求也越来越高，对城市生活区内的景观水面、河道的清洁提出了更高的要求。但由于城市河湖等景观水体多为静止或流动性很差的封闭缓流水体，水域面积小、水生态系统简单、水环境容量小、自净能力差，加上外来物质的污染，极易造成水体出现不同程度的富营养化问题。水体富营养化不仅使水体丧失观赏功能，对周围环境造成污染，而且暴发的蓝绿藻会释放藻毒素，影响居民的身体健康。因此，对景观水体采取一定的治理维护措施来保证优美良好的水体环境，成为了社会发展的必然方向。

2.景观水体富营养化生态治理措施

2.1曝气增氧技术

2.1.1工艺原理

溶解氧的含量是反映水体污染状态的一个重要指标，水体的自净能力受水中溶解氧浓度的影响。当水体中污染物浓度较高，耗氧过度时，单靠自然的大气复氧和水生植物光合作用复氧不再能满足水体耗氧。这时可用人工曝气增氧技术增氧，提高水体溶解氧含量、强化水体对有机污染物的好氧分解，减少水中污染物浓度，为水体中水生动植物的生长提供好的生长环境，给好氧微生物的大量繁衍提供氧源。使水体恢复洁净好氧水生生态系统，强化其自净功能。同时，曝气产生的气流带动水体的紊动，使形成的藻类不易集聚，从而防止水华的大面积暴发。

2.1.2曝气的类型

目前曝气的种类较多，有跌水曝气、提水曝气、推流曝气、微孔曝气、水车式曝气、倒伞曝气、转盘/转刷曝气、空气扬水筒等。

2.2生态浮床控藻技术

2.2.1生态浮床工艺原理

生态浮床技术是按照自然界自身规律，人工把高等水生植物或改良的陆生植物种植到污染水域水面上，通过浮床基质、浮床植物的过滤吸收、吸附作用、生物降解等作用去除污染物，达到净化水质、抑制水体中藻类的生长、防止水体富营养化、提高水体自净能力的目的，并起到美化景观的作用。其控藻、净化机理表现在两大方面。

首先，发达的植物根系可吸附大量悬浮物，并逐渐在植物根系表面形成一种生物膜，通过生物膜中微生物，吞噬和降解水中的污染物，使其变为简单的营养物质提供给水生植物，人们通过收割浮床上的植物和捕获鱼虾，减少水中营养物质。

其次，生态浮床通过遮挡阳光抑制藻类进行光合作用，减少浮游植物生长量，这样可有效防止"水华"发生，提高水的透明度。在浮床的净化过程中，藻类的附着、沉降以及浮床的遮光作用有时比植物本身的吸收净化作用更为显著。

2.2.2生态浮床功能效果

生态浮床处理工艺主要有以下4个功能：

（1）水质净化功能：通过基质和植物吸收水体营养盐、生物脱氮。

（2）生态功能：抑制“藻华”，提供水生动物、鸟类、昆虫的栖息场所。

（3）景观功能：陆生和湿生景观作物。

（4）消浪功能：对湖岸和河岸的侵蚀起保护作用。

2.3生态填料技术

生态填料具有很高的生物附着表面积，除了能起到较强的吸附作用，还能为水中微生物和有益藻类等的生长、繁殖提供巨大的生物附着表面，使大量微生物在材料表面能迅速附着并形成生物膜，以有机污染物为能量来源，通过自身的新陈代谢作用降解水体中的有机污染物。在生态填料上，已发现的物种数量多达3000～5000种，有细菌类就藻类和真菌类等。这是其它载体所无法实现的。

利用生态填料一方面可以充分利用微生物群落吸收和降解水体和底泥中的营养物质；另一方面填料可以为水生生物营造栖息环境，从而恢复或建立健康的生态水环境。

生态填料的制造使用百分百的生物惰性材质，在水中不会分解，不会产生二次污染。另外生态填料治理维护系统所需的工程投资低，运行费用为零，实施极其简单。

2.4底泥疏浚与资源化利用技术

2.4.1底泥疏浚

底泥中含有大量微生物、底栖动物、藻类和水生植物等，在好氧状态下，这些生物能利用吸收水体中的营养盐，对有机物进行降解。但在富营养化的水体中，底泥中往往富含过量的营养盐，这些营养盐会重新释放到水体中，造成二次污染。因此，在严重富营养化的水体中，就需要进行底泥疏浚消除内源污染。利用专用的底泥疏浚设备清除腐败的底泥，可以疏通河道，降低底泥污染，增大水体透明度，为水生生态系统的恢复创造条件。

2.4.2污染底泥资源化利用

采用快速干燥措施处理疏挖底泥。快速干燥，干化后的底泥，可结合湖岸景观绿地建设，用作景观绿化用土、生产肥料、制作建筑材料等。

2.5水下生态修复技术

水下生态修复技术是基于水生态系统构建的综合技术，通过对水体生态链的调控，实现水下生态系统中生产者（水生植被）、消费者（水生动物）、分解者（有益微生物菌群）三者的有机统一，构建水域生态系统实现水域的自净。

采用水下生态修复工艺对沉水植被、挺水植被和浮叶植被进行合理分布，对水生动物进行放养，适时适量投放有益微生物，可改善水生物种群结构，促进生物的多样化，不仅能恢复稳定的水生态系统，有效治理水体富营养化，为水生动植物提供赖以生存的自然生态环境，而且能给人们打造水清、水美的优美生态水景，使水体充分发挥其生态效益和社会效益。

3.总结

目前景观水体富营养化问题已经成为人们必须解决的一个难题。利用单一的物理、化学方法，如机械过滤、化学泼洒药剂等方法很难从根本上解决景观水体的富营养化问题。景观水体的富营养化治理，需要从生态的角度去考虑，利用各种技术措施，增加水体中的溶氧、增加水体中水生动植物、有益微生物等种群，构建完整的水生态系统。利用水生态系统的自净能力，从根本上解决水体富营养化问题的发生。 [科]

【参考文献】

[1]陈荷生，宋样甫，邹国燕.利用生态浮床技术治理污染水体，中国水利，2005.5.

[2]王治国.关于生态修复若干概念与问题的讨论（续）.中国水土保持，2003，11：20～21.

第3篇：水生态修复概念范文

关键词:水生蔬菜;治理;水体污染

中图分类号:X52

文献标识码:C

文章编号:1005-569X(2010)06-0091-03

1 引言

水是生命之源,目前我国大多数水体受到了严重污染,其污染主要是由于富营养化、重金属含量超标及农药残留含量超标等。据报道,我国富营养化和超富营养化湖泊占总量的66%和22%[1] 。我国污染水域主要以有机污染为主,90%以上是因水体中N、P过高引起的[2]。

对受到污染的水体进行修复难度大且成本高,我国投入了910亿元治理“三江三河”,但成效不大,就是一个很好的例证。

利用植物治理或修复富营养化水体方面的工作已开展多年,治污效果较为明显,但由于许多水生植物不能产生直接的经济效益、易产生二次污染以及管理维护难等原因而未形成一套完整的集成技术,难以实现可持续发展和直接推广应用。

大江大河水体的污染是由于其支流的污染物流入后引起的,如果消除了支流的污染物,使其流入大江大河的水是洁净的,可从源头上控制大江大河水体的污染。控制支流的污染物必需有农民的参与才能实现可持续发展。而农民也只有在其中取得经济效益才会参与到这项工作中来。种植水生蔬菜既让农民受益,又能消除了支流的污染物,是一举两得的事。

我国水生蔬菜包括莲藕、菱白、慈姑、水芹、菱角、荸荠、芡实、蒲菜、莼菜、豆瓣菜、水芋和水蕹菜,共计12个种类,除豆瓣菜起源于欧洲地中海沿岸外,都属于我国原产,是我国的特色蔬菜[3]。1973年,在浙江省余姚县发现的“河姆渡文化遗址” 中发现了莲、菱、香蒲等水生植物的花粉化石,经测定,距今已有7000年的历史。在古代民间食用蔬菜种类中就有了莲、莼菜、芋、香蒲、荸荠、香菱等的记载。

科学研究表明,水生蔬菜具有营养丰富、美味可口、美容养颜、防病治病、强身健体、美化环境、排污能力强等特点,深受广大消费者喜爱。我国水生蔬菜已有2500多年的栽培历史。据调查统计,我国的水生蔬菜种植面积已超过1000万亩,产值超过300亿元,是世界上水生蔬菜种植面积和产量最大的地区。水生蔬菜也是我国出口创汇具有竞争优势的农产品之一,需要得到高度重视和更大的发展。

2 利用水生蔬菜治理水体污染的案例分析

(1)文辉等在富营养化水体中,利用人工基质无土栽培水生经济植物净化水质。结果表明:在5月～10月间,水蕹菜对TN、TP的去除率分别为81.32 %和71.34%;在11月～3月间,水芹菜对TN、TP的去除率分别为82 .77%和94 .77%。经重金属检测分析,水蕹菜和水芹菜茎叶部分的Cu、Cd、Pb和Zn含量均处于可食用范围内。结合现场试验结果,轮种上述两种经济植物,具有显著的环境效益和经济效益[4]。

(2)王旭明研究表明,水蕹菜对污水中的N、P、COD均有明显的去除效果,分别87.36%,76.4%,50.6%。水蕹菜生长迅速,产量高,一般在7.5万kg/hm2左右,经济效益可观[5]。

(3)余俊任等以凤眼莲、水蕹菜和生菜作为供试植物对经过稀释后的厌氧发酵水做后续处理,考察3种植物对污水的耐污性及净化能力。试验表明:在170～230mg/L梯度下3种植物均表现出了良好的生长能力及高降解率。水蕹菜对污水总磷降解率达91%,对污水氨氮降解率达98%;生菜对污水CODcr降解率达到64%。在400～450mg/L梯度下,凤眼莲逐步枯萎直至死亡,而水蕹菜及生菜生长良好,表现出了较强的耐污能力。水蕹菜对污水总磷降解率达95%,对污水氨氮降解率达99%;生菜对污水CODcr降解率达到80%[6]。

(4)王其超研究表明,在低浓度或高浓度的SO2污染环境中,莲藕的生长发育无影响[7]。

(5)皮宇等研究发现,水芹在10℃左右时对含银废水具有良好的净化效能;水芹对离子态银的净化富集能力大于对络合银的净化富集能力[8]。同时探索了冬季低温净化水体。

(6)孙湘宁等通过对有明显污染地区的莲藕进行多次分析表明,对所测定的六种金属元素Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd,都能被莲藕吸收和富集,富集的规律是藕节大于节间。在有明显污染区域,藕节和藕间对Pb的富集分别达到104%、85%,对Cd的富集分别达到460.8%,-23%。莲藕具有一定的耐污染和抗污染的生理功能,在城郊排污水面,种植莲藕对环境是有增益效果的。若在有毒金属Pb、Cd严重的水面种植莲藕,仅能发挥其环境效益,其藕不可食用,应引起注意[9]。

3 污染水体的生态恢复技术

污染水体的生态恢复技术是一种通过水体生态系统中各种生物群落的综合作用而去除其中污染物的技术,该技术不需要大量投资,且生态恢复基地建立后,还可适用于其他类似污染水体的治理。因此,该技术受到了社会的欢迎[10]。

污染水体生态工程治理的主要技术类型有――植物修复技术、动物修复技术和微生物修复技术[10]。如能将三种类型有机的结合起来,发挥其综合环境效益,将达到理想效果。

3.1 生态浮床技术概念

20世纪80年代以来,为改善污染水体的水质,同时减少传统的物理方法、化学方法处理(如底泥疏浚、机械捞藻、化学杀藻等)所带来的投资大、操作难、产生二次污染等问题,生态浮床技术被越来越多地应用于营养化水体的修复研究中[11]。

生态浮床技术是一项水环境治理和生态修复兼顾的实用技术。其内涵是运用无土栽培技术原理,以高分子材料为载体和基质,采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土栽培种植技术。采用该技术可将原来只能在陆地种植的草本陆生物种种植到自然水域水面,并能取得与陆地种植相仿甚至更高的收获量与景观效果。该技术治理水环境与生态修复的原理是:通过植物在生长过程中对水体中N、P等植物必需元素的吸收利用,及其根系和浮床基质等对水中悬浮物的吸附作用,富集水体中的有害物质,与此同时,植物根系释出大量能降解有机物的分泌物,从而加速有机污染物的分解,随着部分水质指标的改善,尤其是DO的大幅度增加,为好氧微生物的大量繁殖创造了条件,通过微生物对有机污染物、营养物的进一步分解,使水质得到进一步改善,最终通过收获植物体的形式,将N、P等营养物质以及吸附积累在植物体内和根系表面的污染物搬离水体,使水体中的污染物大幅度减少,水质得到改善,从而为高等水生生物的生存、繁衍创造生态环境条件,为最终修复水生态系统提供可能。生态浮床技术具有造价低、供试植物和载体材料来源广,结构组装方便,刚柔兼备,较好抗风浪能力,载体可移动拼装等特点[2],提倡推广应用。 3.2 水生植物滤床技术应用

秦雁芳采用的水生植物滤床是借鉴日本的一项技术,是一种新型无基质型人工湿地系统,主要靠水培植物的根系吸收、吸附过滤及共生生物的降解作用对水质进行净化,主要用于净化富营养化自然水体。研究了水生植物滤床系统净化太湖入湖河水, 结果表明:冬季水芹床、黑麦草床能有效去除TN、TP及高锰酸盐指数;夏季空心菜床对污染有净化效果,八月份去除率最高;营养物质浓度对水质净化效果有很大影响,是造成冬季去除率高于夏季的主要原因。茭白、睡莲床对污染的净化效果高于冬夏两季接茬时空心菜、水芹菜床;夏季对空心菜床系统中生物链进行扩展,放养大型底栖动物螺蛳、泥鳅,系统污染净化效果有所提高,其中螺蛳床效果最好。对水生植物滤床系统进行经济效益分析,合计水生植物收益、底泥、植物残留物堆肥技术制成的成品有机肥及水产品的收入,水生植物滤床的净效益可观[12]。

4 利用水生蔬菜治理水体污染的建议

(1)实践证明,利用水生蔬菜治理水体污染是可行的,各级政府应高度重视,在科学研究、政策和投入上进行扶持。

(2)农民应成为应用水生蔬菜治理水体污染的主体和受益者,只有让广大农民积极参与到这项功在千秋、利在当代的事业中去,污染水体的生态恢复才能富有成效。

(3)要科学决策,在了解受污染水体的生物状况、水质和底质状况后,选择适宜在该条件下生长的生物种类,将整个需要治理的污染水体纳入区域规划、发展管理方案中,进行总体设计和考虑,并大力开展生物产品的综合开发利用[10]。

(4)要对收获的水生蔬菜进行全面检测,确保其安全性,对广大消费者负责。

参考文献:

[1] Linfeng Li, Yinghao Li, Dilip Kumar Biswas, et al. Potential of constructed wetlands in treating the eutropHic water: Evidence form Taihu Lake of China[J].Bioresource Technology,2007:1～8.

[2] 陈荷生,宋祥甫,邹国燕利用生态浮床技术治理污染水体[J].中国水利,2005(5):50~53.

[3] 江解增,曹碚生.水生蔬菜品种资源及其开发利用[J].中国食物与营养,2005(9):21~24.

[4] 由文辉,刘淑媛,钱晓燕.水生经济植物净化受污染水体研究[J].华东师范大学学报(自然科学版), 2000(1):99~102.

[5] 王旭明.水蕹菜在污水净化系统中的作用[J].农业环境与发展,1997(1):33~34,48.

[6] 余俊任,林 聪,张新平,等.水生植物在猪场废水净化中的耐污性研究[J].猪业科学,2006(12):64~66.

[7] 王其超.荷花[M].北京:中国建筑工业出版社,1982.

[8] 皮 宇,陈志强,戴全裕,等.水芹菜对含银废水的净化功能[J].城市环境与城市生态,1991(1):14~28.

[9] 孙湘宁,施克俭,袁俊华.莲藕对金属污染物的吸收与富集[J].水生生物学报,1987(3):282~283.

[10] 由文辉.污染水体生态恢复的生态工程技术[J].上海建设科技,1999(3):26~27.

[11] 唐静杰,周 青.生态浮床在富营养化水体修复中的应用[J].环境与可持续发展,2009(2):24~26.

[12] 秦雁芳.水生植物滤床净化太湖入湖河水的研究[D].南京:东南大学,2006.

Suggestion on Remediation of Contaminated Water by Aquatic Vegetable

He Jianjun1,2,3,4, Chen Xueling1,2,3, Guan Jian1,2,3, Zhou Ming1,2,3, Wang Jun1,2,3, Gao Hong1,2,3,

Shi Defang1,2,3, Hu Zhongli4,5, Zhou Mingquan4,5

(1.Agricultural Products Processing Subcenter of Hubei Agricultural Science & Technology

Innovation Center, Wuhan 430064; 2.Research Institute of Agricultural Products Processing and

Nuclear-Agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064;

3. National R&D Center for Edible Fungi Processing, Wuhan 430064; 4.Hubei Engineering

Research Center of Lotus Root, Wuhan 430072;5.Department of Biology, Wuhan University, 430072)

第4篇：水生态修复概念范文

关键词：生态水利 水利工程 建设原则

1 生态水利工程建设

水利工程的生态建设的重要组成部分，与经济资源合理利用有着密切的联系，生态水利工程不是一个简单的项目，而是设计多方面内容的重要工程，生态水利工程的建设不仅可以满足水利工程原本的防洪，供水，电力等作用，同时生态水利工程可以促进实现生态系统的可持续发展。生态水利工程是经济和社会可持续发展的必然趋势和要求，生态水利工程建设是指在水利工程建设过程中应充分注意处理好生态环境保护的问题，进而为进一步实现农业现代化的重要保证。在水利工程建设过程中有必要考虑综合考虑自然灾害承载能力和水利工程的设计原则，同时促进水利工程的设计原则还要能够满足水利工程要求同时也必须符合生态学发展原理，进而保证水利工程的安全性和稳定性。

生态水利工程建设需要遵循自然生态发展规律，通过相应的措施来改善和修复水生态环境，实现防止水资源污染以及水资源的优化配置和可持续利用的目的，所以对水利工程实现生态监测，促进生态水利工程建设，是现阶段水利工程发展的必然趋势，同时生态水利工程控制需要实现生态监测，生态安全监测和生态灾难预防，发展生态水利工程可以改进和完善水利工程的设计方法，促进水利工程遵循自然生态规律，改善和修复水生态环境保护，优化配置水资源和水资源的可持续利用。

2 生态水利工程建设原则

生态水利工程建设过程中需要按照以下原则进行：

2.1 生态水利工程施工安全经济的原则 在生态水利工程建设过程中实现有效保障机制，加强施工安全经济的保障，综合生态水利建设项目确定生态水利工程施工进程，根据水利工程建设实际，对水生态系统建设过程中严格按照可持续的需求，合理安排布置水利工程建设，以满足水利项目施工达到安全、经济的原则，从而实现生态水利工程发展与自然生态环境建设的有机和谐统一。

2.2 水利工程建设与自然生态和谐的原则 生态水利工程规划以满足水生态系统自我恢复，对生态水利工程建设项目的实施，及时了解地形的形态特征，因地制宜规划，全面了解河流形态和地理环境，做到与周围的水生态系统相协调，遵循自然规律，实现人文和自然的有机结合，比如保留和恢复河流本身的原始结构，有利于改善水质和水的原始生物的运动；扩大绿色植物区域，提供水生生物生存地域，确保地下水的有效供给；创建简单的景观河，需要协调融入设计；遵循自然生态规律，降低项目运营成本，提高植物的水体自净能力，从而达到净化水的目的，还可以减少维护成本。

2.3 生态水利工程建设整体规划原则 整体性原则是从生态系统结构的角度来分析，针对生态系统中各生态因素提出了系统而总体要求，整体性原则要求不仅要考虑水文系统修复问题，而且要考虑水生态系统动态变化过程，如果不对整个环境生态系统进行考虑，只能暂时缓解问题，甚至会影响水利生态系统的可持续发展，同时水利工程建设整体性原则还要求必须遵循自然生态规律，从生态角度降低工程成本。

3 促进生态水利工程建设的建议

生态水利工程建设是一项复杂的系统工程，需要涉及到资源、环境、经济、社会等领域。因此，结合生态水利工程建设的具体实际，特提出以下两方面的对策建议。

一方面是要在规划设计过程中注重水生态保护。在水利工程项目建设过程中，首先要收集项目所在地的地质条件，做好项目现场水文数据的调查，充分了解当地的生态状况，在确保水利工程的防洪能力等的同时充分考虑工程的环境承载能力。因地制宜做好生态水利工程的规划，确定适当的发展目标，对水资源进行合理的规划，在工程结构设计时必须考虑生态水生物的安全保护，进而实现水资源的良性循环，同时要配备必要的环境监测设备，不断加强工程的水环境监测，建立合理科学的环境监测项目指标体系和标准，及时做好环境影响评价工作。另一方面是要在水利工程项目建设完成后应该本着减少对当地环境的影响及时采取措施恢复土地生态，做好施工现场修复工作，发挥水利工程所在地的土壤和植被的生态保护作用，同时可以结合具体实际对水资源进行市场配置，在项目建成后应大力推广供水节水工程，充分利用市场机制和价格杠杆，以满足生产和生活用水的需求，以解决一些地区水资源短缺的问题。同时要不断完善相关生态水利工程建设法律规定，合理划定保护河流和流域保护区，加强对水生态保护区的生态建设和环境保护，并严格审批相关生态水利工程建设项目。

总而言之，虽然随着经济社会的发展进步，水利工程建设与生态环境的矛盾日益突出，但是只要正确处理水利工程建设与生态环境保护之间的关系，并且做到充分考虑水资源的实际承载能力，不断发展和建设生态水利工程项目，就可以促进生态水利工程建设项目可持续发展。

参考文献：

[1]陈孝春.刍议生态水利工程建设[J].机电信息，2010（06）：18.

[2]闻喜权.关于生态水利工程规划设计的相关方法[J].中国新技术新产品，2012（21）：52.

第5篇：水生态修复概念范文

英文名称：水科学与工程(英文版)

主管单位：教育部

主办单位：河海大学

出版周期：季刊

出版地址：江苏省南京市

语

种：英语

开

本：16开

国际刊号：1674-2370

国内刊号：32-1785/TV

邮发代号：

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：2008

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

核心期刊：

期刊荣誉：

联系方式

第6篇：水生态修复概念范文

经济功能

在安全得到初步保障后,城市河流的经济功能逐渐引起重视,它是指水作为一种重要资源所发挥的功能,包括供水、交通运输、农田灌溉和

水产养殖等作用。

景观功能

河流景观侧重水景观,以水为中心轴线向两岸扩展,包括水域景观、过度区域景观以及岸上景观等。现代城市河流是由若干人工设施和自然存在物共同组成的集合体,各种组成部分形成密不可分的系统关系,充分研究发挥这些系统组成部分之间的关系,并加以利用,可大大增强河流景观建设的效果。

生态环境功能

生态环境功能主要指水维持自然生态过程于趋于生态环境条件的功能。一个完善的城市河流生态体系,应该具备改善水质及水体的自净能力、调节局部水温变化、维持水生态系统的平衡、保持生态多样性等功能要求。现代的城市河流修复不仅要考虑河流生存的需要,更要保障人类的基本生存安全,因此,如今河流整治工程必须兼顾安全、经济、景观与生态环境等多重功能,其中安全、经济性是基础,景观、生态性是体现现代人追求“自然”、“亲水”的基本要求。与河流的自然状况,以及分析河流整治状况与生态系统的相互影响；1989年,Pabst提出了河流的自然特性尽量要靠外界的自然力来恢复的理念,强调河道要有生态自然修复的功能;1991年,日本开始推行重视创造多样化河流形态的“多自然型河流建设”。于此同时,国外也开展许多大型的生态修复工程实践,如1987年,德国莱茵河流域管理委员会提出了重塑莱茵河的生态,使鱿鱼重新回到莱茵河的“莱茵河蛙鱼2000计划”,随后莱茵河保护国际委员会(工CPR)又进一步制定了“莱茵河蛙鱼2020计划”;在密西西比河上,Juliann等[5〕在CapeGirardeau附近主河槽内对大型无脊椎动物进行了研究,John等对河上游鱼类的时空分布进行了研究;1987年,为解决斯凯恩河(SkjernRiver)的水环境问题,丹麦通过了退耕2200公顷,恢复河流洪泛区地的决议,并于2002年基本完成修复工程。

国内外河流生态修复研究进展

1国外研究进展

人们对河流的生态环境修复的认知已经经历了半个多世纪,在德国Seifert首先提出“亲河川整治”概念后,EmstBittmann于1965年首先在莱茵河用芦苇和柳树进行生态护岸实验,并取得了很好的效果;Schlueter认为河流近自然治理要在满足人类对河流合理利用的前提下,保护或促进河流的生物多样性;1980年,瑞士州河川保护建设局将生态护岸法发展为“多自然型河道生态修复技术”,对河流的治理重视恢复植被和建设自然护岸[3];1983年,Bidner提出河流整治首先要考虑河道的水力学特性、地貌学特点

2国内研究进展

国内开展河流生态修复的研究工作起步相对较晚,但发展非常迅速。有关生态河流治理理念方面,董哲仁首先提出了“生态水工学”的概念,指出改善河流生态系统、修复河流生态环境的工程措施及思路德孙宗凤认为生态水利是我国新时期水利建设的必由之路,提出了如何把生态建设和水利工程建设有机地融为一体;孙东亚等在流域尺度的河流生态恢复研究中,指出我国现阶段河流修复中的首要任务是遏制流域内引起生态系统退化的水污染。在河流生态工程实践方面,尤其是河道生态护坡的工程应用上,我国在近二十年来做了许多尝试,如工程中分别采用了植被护坡、格宾网石笼(蜂巢网箱)护坡、生态袋护坡、连锁式铺面砖护坡、土工格栅+固土种植基护坡、三维土工网垫护坡、混凝土植生块护坡、绿色混凝土护坡、土壤固化剂护坡等。总结国内外的城市河流生态修复研究现状可知,当前国内外展开的河流生态修复工作仍着眼于河流某一方面的功能,如国外在兼顾景观的同时,更侧重生态修复和重建等方面的工作,而国内则较多地考虑护岸措施生态化,对于生态修复理念与生态功能实现还有待进一步加强。

城市河流生态修复方法研究

由前述的河流功能划分内容可知,生态功能与景观功能己然成为现代城市河流建设的两大重要评价指标。

1生态功能修复

河流生态系统中较为重要的物理组成包括河岸、浅滩、潜流带和生物栖息地等,它们是河流生物生存及完成河流生态过程的基质,其稳定和健康发展对城市河流的生态系统具有重要作用。因此,河流生态功能的修复工程应具有相对完整性和系统性,需涵盖河流的形态、水体水质、生物群落及栖息地等修复内容。

(1)河流形态修复

自然河流的横断面通常由三部分组成,分别为主河槽、洪泛区和高地边缘过渡带(见图1)。

河流形态修复的主要目标是构建近自然型的多样性河流形态,它是流域生态系统生态环境的核心,亦生物群落多样性的基础。对于河道形态多样性的修复,高永胜等针对我国目前一些中小河流健康受损的实际情况,提出从纵、横两方面来提高河流形态多样性的修复方法:在纵向上,修复河流蜿蜒性,在河床上创建深潭一浅滩序列;在横向上,构建包括主河槽和洪泛区在内的多样性断面形态,并采用生态型岸坡防护结构,避免河流岸坡的硬质化。

(2)水质修复

水质的修复可分置换净化水和河流水体内修复两种方式,其中净化水可通过城市污水集中处理、湿地修复工程等方式获得;而水体内修复可采用能够增强河流净化能力的相关技术实现,如曝气、引水稀释、添加试剂、生物操控、恢复水生植被、水体内生物强化等;另外还可以通过底泥疏浚、底泥污染物控制等方式实现河流水质的净化效果。

(3)生物群落恢复及栖息地修复

河流生态系统的生物群落恢复包括水生植物恢复、底栖动物、浮游生物、鱼类等。在河流的形态及水体水质得到改善后,河流生物群落的恢复就变得相对容易,可通过自然恢复或进行简单的人工强化,必要时采用人工重建措施。另外,恢复河流的生物群落还需要对生物栖息地进行改善,如营造适合生物生存的河流环境和形态,如多样化的流速、弯曲且深浅不一的河道、合适的水深、温度和生态状况。

2景观功能修复

河流由于其自身的特点,河流景观与一般意义上的园林景观、地理景观不尽相同。河流的景观侧重水景观,以水位中心轴线想两岸扩展,包括水域景观、过渡域景观及岸上景观等。,图2为河道景观构成示意图,可见,现代城市河流是由若干人工设施和自然存在物组成的组合体,而研究这些组成部分之间的关系,并在具体的景观设计中予以应用,则可以大大增强河流景观建设的效果。在城市河流景观建设时,要根据河流所处的位置,结合城市规划,遵循格局连续性、自然和人文相结合、共享性、整体性、可持续性等原则,确定合理的景观布局。具体构建思路为「17〕:(l)查阅分析河流修复前后在城市发展过程中所扮演的角色,准确地定位城市河流功能;(2)在满足城市未来发展需求的基础上,确定景观设计的主题和亮点;(3)综合考虑河流的功能多样性要求,对河流进行合理的形态规划;(4)完善运行管理措施,以保证景观的可持续性。

第7篇：水生态修复概念范文

【关键词】：水生植物；特点；功能；资源应用

当前，水生态环境遭到严重破坏，可以利用的生物资源不断减少，为了维护与保持生态平衡，促进生态系统的良性循环和健康发展，2011年昆明市全面启动城市公共绿地初期雨水处理及资源化利用工程，积极引导生态景观建设，恢复自然水体景观，改善水体质量，提升水资源利用率，促进水污染防治，达到环境综合整治的目的。

西华公园占地83140平方米，其中水面8666平方米，作为2011年昆明市雨水处理及资源化利用工程示范点，公园池塘全部实施清淤，栽种水生植物7847平方米。水生植物应用以沉水植物为主，以浮叶植物、挺水植物和湿生植物为辅。通过近4年的观察研究发现： 种植水生植物后，很大程度提高水体自净能力净化水质，恢复水域中的养分平衡；通过水生植物光合作用释放氧气，增加水中溶解氧含量，从而减轻或消除污染；同时利用多种水生植物大量吸收营养物 质，或降解转化有毒有害物质。因此，如何发挥水生植物的功能以及开发水生植物资源利用，已成为西华公园水生植物研究的焦点问题。

1、西华公园水生植物种类及特点

水生植物包括常年生活在水中以及长期生活在应水环境而形成的趋同性适应类型 ， 主要包括非常潮湿或者100%饱和水土壤中的植物 。目前，我国约有水生植物61科155属437种，西华公园共有11科13属36种水生植物（详见表一），主要分为沉水植物4种，其中尤以苦草栽种最为广泛，面积为6980平方米，浮叶植物8种、挺水植物9种、湿生植物15种。

1.1沉水植物：是指整个植株全部没于水中，或仅有少许叶尖或花露于水面的水生植物。这类水生植物根茎生于泥中，整个植株沉入水中，具发达的通气组织，利于进行气体交换。叶多为狭长或丝状，能吸收水中部分养分，在水下弱光的条件下也能正常生长发育。西华公园代表性植物：苦草、轮叶黑藻、金鱼藻、狐尾藻。

1.2浮叶植物：是指叶片浮在水面的水生植物。这类水生植物的根状茎发达，花大，色艳，无明显的地上茎或茎细弱不能直立，叶片漂浮于水面上。西华公园代表性植物：睡莲。

1.3挺水植物：是指茎出水面的水生植物。这类水生植物的植株高大，花色艳丽，绝大多数有茎、叶之分；直立挺拔，下部或基部沉于水中，根或地茎扎入泥中生长，上部植株挺出水面。挺水型植物种类繁多，西华公园代表性植物有荷花、水葱、再力花、梭鱼草、水莎草、水生美人蕉、紫莎草等9种。

1.4湿生植物：西华公园代表性植物就是湿生型鸢尾，种植在水边或浅水中，喜水、喜肥，包括西伯利亚鸢尾、日本鸢尾、路易斯安那鸢尾等15种。

2、西华公园水生植物的功能

2.1生态功能

2.1.1净化水质，抑制藻类生长。

水生植物的生态功能主要体现在对水质的净化上。它们可以对水域中污水进行直接吸收，并对其内部营养成分进行利用，转化为自身生长的所需养分。因此，水生植物具有去污净水，增强水体自净能力。

有研究表明，苦草在水中担当着“造氧机”的角色，为池塘中的其他生物提供生长所必需的溶解氧；同时，还能够除去水中过剩的养分，因而通过控制绿藻、蓝藻生长而保持水体的清澈。黄花鸢尾对水体中的总氮、亚硝酸盐、硝酸盐等营养盐有较好的去除效果，能改善水质，有效控制水中叶绿素，抑制藻类的繁殖生长。

2.1.2微生物的栖息地

水生植物通过光合作用，为微生物输送氧气。同时通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用，使氮、磷从水体中去除。

水生植物具有W络状结构根系，并在植物根系附近形成好氧、缺氧、厌氧的不同环境，为各种不同微生物的代谢与吸附提供了良好的生存环境，间接提高水质净化率。

2.2景观功能

2.2.1丰富景观

水生植物以其洒脱的姿态、优美的线条和绚丽的色彩，点缀着形形的水面和岸边，并容易形成水中美丽的倒影，具有很强的造景功能。不同类型的水生植物均具有各自不同的资韵。荷叶青翠而洁净，荷花淡雅清香；路易斯安那鸢尾是常绿的水生植物，其花色极为丰富，或清新淡雅，或娇艳浓烈；日本花菖蒲，春夏季节开花不断，给水体景观带来一道亮丽的色彩。

2.2.2创造意境

水生植物历来是构建水景的重要素材之一，水生植物景观常构成一种独特的、耐人寻味的意境。像杭州十景之一的“曲院风荷”就是意境创造的成功范例，将植物景观形态美升华到意境美，含义深邃，达到了天人合一的境界。

2.3防护功能

水生植物的生长蔓延繁殖，增加了土壤中有机质的含量，提高了土壤的持水性，改善了土壤的结构与性能。另外，水生植物栽于水陆交界之处，其发达根系较强的扭结力，能减少地表径流，防止水的侵蚀和冲刷。

2.4保存生物多样

西华公园水生植物群落为亲水的水鸟（鹭鸶、鸳鸯）、昆虫（食藻虫）和其他动物（螺类、青虾）提供食物来源和栖居场所。水生动植物以及非生物物质的相互作用和循环往复，使得水体成为具有生命活力的水生生态环境，从而保存了水生环境的生物多样性。

3、西华公园水生植物的资源应用现状

由于水生植物具有诸多的功能，在营造园林水景中是不可缺少的材料；加之水生植物具有净化和防治水污染的功能，因此其已成为城市生态水体景观设计的必要元素。

3.1水生植物在池塘、驳岸及盆栽中的应用

3.1.1池塘是较小的水体景观，西华公园在池塘里种植沉水植物，池面点缀浮叶植物睡莲，池边栽种挺水植物，这样可分割空间、增加层次，彰显“以小见大”的效果，创造宁静优雅的生态景观。

3.1.2把硬质驳岸改造成为以水生植物为主的生态驳岸，可以使陆地与水系融为一体，又对水面空间的景观起主导作用。我们选择鸢尾科的黄菖蒲、西伯利亚鸢尾、路易斯安那鸢尾，紫莎草、再力花等种类，在绿化美化的同时，还起到改善水体，加固驳岸的作用。

3.1.3在室内摆放一盆水生植物，会给生活带来更多的温馨和浪漫，如紫莎草、水葱、黄菖蒲、西伯利亚鸢尾等。

3.2发挥水生植物生态功能作用。

在水生植物生态应用方面，多种植物的组合能发挥不同植物的优势，有效改善水体景观和其自净能力。

2011年西华公园作为昆明市雨水处理及资源化利用工程示范点，公园绿地低凹处设置了7座下沉式污水过滤池，步行道两侧，埋设了1100多米雨水收集管道，这些设施，能将公园范围内的降水（除地表吸收部分以外）、昆明市第一污水厂的中水经沉淀过滤后，就近排入公园内的池塘。池塘沿岸宽约1.5米的浅水区，植以沙草、再力花、鸢尾等挺水植物，池塘中部水深可达1.3至1.5米，大面积地栽种苦草等沉水植物。池塘水面栽种睡莲等浮叶植物。

由于西华园水生植物物种多样性，使其在生长过程中对水体中的氮、磷、重金属离子等多种营养物质进行吸收，并向水体提供大量氧气，为微生物的存在和分解污染物|起到关键的作用。西华公园以水生植物为主的污水处理滤池，通过对富营养化水体净化，水质指标已接近Ⅳ类水。水生植物不仅促进污染水体的修复，又可以从中获取自身生长的养分和能量，实现了双赢局面。

同时公园草坪都布置了自动喷灌系统，水源全部来自临近的池塘。这种通过水生植物净化水质对城市污水的再利用是值得推广和借鉴的。

3.3开发水生沉水植物资源。

从净化水质方面考虑，水生植物的净化能力与其面积成正比。由于苦草生产力比挺水植物低，加上根系占生物量比例很小，茎叶很容易被收获利用或者被水体中其他生物所利用，凋落物量比较少，因而腐烂分解率比较低（李文朝等，2001）。因此，在水生植物选择中，要尽可能缩小挺水植物和浮叶植物的比例，以沉水植物为主。

但目前在西华公园园林水景中对沉水植物的应用种类较少，仅有四种沉水植物，除去人工大量种植苦草以外，其余轮叶黑藻、金鱼藻，狐尾藻等均为野生品种。为此，在以后的水景营造中应有意识的筛选适宜于西华公园自然环境的沉水植物，以丰富物种多样性。

3.4重视常绿水生植物及乡土水生植物的应用。

西华公园除了湿生鸢尾是常绿植物以外，挺水植物和浮叶植物冬季都枯萎进入休眠期，导致整个水面或空空荡荡，或枯枝残叶，景观效果极差。因此，水生植物的冬季景观营造与改善是迫在眉睫的问题。

乡土种是指通过自然选择证明适宜生长于本地生境的物种（潮洛蒙，俞孔坚，2005）。乡土种不仅文化底蕴充分，而且通过多年的物种选择，生态适应性较强、性能价格高，管理较方便，还有利于增加本地区的生物多样性。昆明地区常用的乡土种水生植物大多有莎草、菖蒲、慈姑、茭瓜、芦苇、莲花、睡莲，鸢尾等等。我们应该重视乡土种的开发利用，营造一个种类丰富、结构合理、生长旺盛，抗逆能力强、管理低廉又具有地域特色的西华公园水生植物景观。

结语

总而言之，2011年昆明市全面启动城市公共绿地初期雨水处理及资源化利用工程后，西华公园引导生态景观建设，提升水资源利用率，促进水污染防治，起到积极促进作用。实践证明，西华公园水生植物具有修复水环境和治理水污染的生态功能，使得池塘水质无色无味，指标除总磷为五类水指标外，其余均达到了二类水指标，并且能够四年保持1.5米以上透明度。但是，目前西华公园对于水生植物研究尚处于初级阶段，如何合理利用水生植物来营造生态水景，提高水体自净能力，以更好的发挥景观功能和生态效益研究等存在不足。因此，应继续加强对水生植物功能和资源应用的研究。

【参考文献】：

[1] 崔心红，水生植物概念、类型及特征[J].园林，2008年11期

[2] 吴建强、黄沈发、丁玲，水生植物水体修复机理及其影响因素[J].水资源保护，2007年7月，第23卷，第4期

第8篇：水生态修复概念范文

Abstract： The city wetland patches have the ability of self-repair and sustainable development， and play an important role in improving the urban ecological environment at city landscape restoration. Based on discussion of Sponge City， and Elastic Restoration theory， this paper takes the wetland patches restoration in Dounan district of Dianchi Lake as an example to analyze the importance of urban wetland elasticity landscape patches， describes the relationship between urban elasticity landscape patches and ecological environment construction of the city， and proposes the ideas and methods about reorganization of landscape patches， water network repairing， etc. It is aimed to find the entry point of the implementation with the landscape toughness development and sponge city， in order to build more way to get a solution to restore elasticity and toughness of the city.

关键词： 景观斑块；弹性修复；海绵城市；湿地

Key words： landscape patches；elastic restoration；sponge city；wetland

中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）20-0181-04

1 背景

城市景观是自然与人力在不同条件相互作用的产物。一个城市长期生产力、繁荣度和宜居性，从根本上由城市的可持续性（承载能力）和弹性（应对能力）决定。[1]我国以农业立国，在历史长河中，城市被良田所围绕，对于自然灾害与环境问题具有一定的防御能力。随着经济发展，昔日城市中的绿地斑块如农田、湿地、林地等被各类建筑、道路、广场等人工斑块所代替。城市化地表斑块变化的一个重要特征是不透水斑块取代了透水良好的自然斑块，自然水过程受到影响，城市环境恶化失去原有弹性，导致城市生态系统严重退化[2]。

过度开发使得城市景观破碎化，许多涵养水源的绿色弹性空间相继消失，城市绿网破坏，河流、湖泊等水体受到污染甚至断流。如此矛盾的局面正需要城市规划师在城市规划中找到人与自然和谐共处的关键点，建设具有良好生态基础设施系统的城市[3]，保护好城市的弹性景观斑块，通过绿色、蓝色以及灰色廊道的连接形成生态屏障，组建城市韧性（抵抗灾害的能力），从而创造弹性宜居的城市环境。

2 相关概念辨析

城市过度发展，生态环境变化，水土流失、洪涝灾害等“城市病”被广泛关注，传统观念中被认为是废弃物的雨水，也被重新审视，[4]人们逐渐意识到雨水作为一种可循环资源，影响城市居民的日常生活，关系城市的生态健康状况，塑造城市的景观斑块，组织城市的缓冲空间。城市绿色缓冲空间往往是城市弹性斑块的有机构成体，反作用于城市景观及生态系统，确保了城市的物、能平衡与资源的良性循环。（如图1）

2.1 海绵城市与弹性景观

海绵城市（Sponge City）是指城市能像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“韧性”与“回弹”能力，有效保护和修复城市水生态，缓解城市内涝，削减城市径流污染负荷，涵养城市水资源，复兴城市水文化[5]。在一定程度上提升城市生态系统功能减少城市洪涝灾害发生。西方国家对雨水的利用由来已久，形成了最佳管理实践（Best Management Practices，简称BMPs）、低影响开发（Low Impact Development，简称LID）、水敏型城市设计（Water Sensitive Urban Design，简称WSUD）、绿色（雨洪）基础设施（Green Infrastructure，简称GI）等措施。这些都是海绵城市（Sponge City）雨水管理的重要理论基础。（如表1）。

弹性景观（Resilient Landscapes）是城市中用于抵抗自然灾害，维持城市生态系统稳定的重要韧性空间，强调基于人工参与的同时注重自然生态系统自我修复的能力。合理设计城市的弹性景观斑块，将不同功能的生态空间与雨水管理、生物栖息、公共休闲和审美需求相结合，连接城市“绿色”和“蓝色”斑块，为城市生态环境搭建起重要的生态保障屏障。城市湿地斑块构成城市景观，组织城市能源循环，如“海绵”一般，在应对城市生态失衡与自然灾难时，为城市生物提供安全庇护港，保护生物的多样性，保证城市景观的稳定与持续发展。

2.2 湿地斑块与弹性修复

湿地斑块是城市生态系统的重要组成部分，具有城市其他生态系统不可替代的多种生态服务功能，被认为是陆地生态系统的最佳利用方式。[10]国内许多学者认为，湿地（Wetland）是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带，是一种复杂的生态系统。城市湿地（Urban Wetland）是指位于城市中，由水文、地貌、植物、动物等要素构成的，要素之间相互联系相互作用形成的具有防洪、污水净化和气候调节等特定功能的一种水陆生态系统。[11-12]湿地斑块对城市的建设贡献主要在于连接了城市（人工斑块）与水域（自然斑块），形成了半自然半人工的中间过渡地带，是重要的城市水陆枢纽与弹性缓冲空间，是城市与自然间的天然屏障，具有以下的生态学意义：

2.2.1 疏导水流，涵养水源

对于城市，湿地斑块无疑是良好的水流“储藏器”，随着城市无序扩张，河渠硬化，防浪堤高筑屡见不鲜。城市给、排水不畅，下雨时地表径流增大，形成快速排水模式，水资源难以保存。[13]城市污水处理不当，水体受到污染，湿地斑块支离破碎，蓄水能力严重不足，导致城市土地河流的水源安全问题。

2.2.2 净化水体，形成良性水网

湿地的植物，在长期自然演替过程中，对水体中的污染物有着一定的过滤、吸附和降解作用。“以绿养水”的生态支持模式[14]，在其自身生态承载力允许条件下，会促进水循环，形成良性水网络。在城市生态环境中，许多湿地斑块以及绿地斑块被河流廊道等联系成绿网，对城市水流起到层层净化的作用，形成天然依水而生的缓冲空间。

2.2.3 可持续发展，形成城市综合“海绵体”

可持续发展，需要可持续经济，首要就是对环境的低影响开发，低成本维护，低干扰管理，让城市可以自由的呼吸，要做到这一点最重要是城市中水的资源化，从而进行景观的弹性组织与资源循环利用。[15]水流的循环利用带来的是能流的循环持续，既促进了城市的物质、能量循环，又可以调节城市的自然环境。[16]

将湿地的弹性修复融入城市建设中，恢复景观斑块在应对城市问题中的稳定作用，从广义的角度理解海绵城市理论，发挥城市绿河流湿地等水陆交界面对雨水的吸纳、缓解作用，充分发挥城市绿地斑块对自然灾害的预防和缓解的能力，采用融、滞、消、散等措施，建设具有自然缓解、自然容纳、自然重构的城市综合“海绵体”（如图2）。[17]

总体来说，湿地的弹性修复设计，需要城市在防御自然灾难时做到以下4方面内容：

①了解水资源的重要性及在城市生态系统中扮演的角色，形成城市应对自然灾害的屏障和缓冲空间；②调节城市旱涝的基础上，加强绿地应对灾害的能力；③以城市绿色空间涵养水源，从而调节城市生态，减少自然灾害；④形成绿色弹性景观斑块，化对抗为共生，使城市生态自我修复能力提升。

3 城市的弹性景观――湿地斑块修复设计

3.1 研究区概况

云南滇池是城市发展中与湖争地，导致城市生态破坏的例子。1950年-1970年随着“围湖造田”运动，滇池先后萎缩近30km2水域。1990年“防浪堤”建造工程的启动，阻断水陆能量交流，沿湖湿地斑块严重破坏，城市生态系统失稳，蓄水、净水能力下降，自然灾害频发，昆明城市人居环境受到严重威胁。

研究区位于滇池湖岸东侧水陆交接处，北纬24°53′11″-24°53′34″，东经102°46′4″-102°46′30″，面积约24hm2，是斗南片区城市空间与滇池水域空间最后的生态屏障。研究区全年平均降雨789.6mm，有旱、雨季之分，降雨量集中于5-10月占全年降水量的86%-90%。随着斗南片区发展，城市生活生产废水肆意排放，导致滇池水体富营养化，维持该地区生态平衡的弹性景观――湿地斑块，在“造田”运动中消失殆尽，植被减少，生物生存环境受到威胁，研究区主要面临以下城市问题（如图3）：

①湿地退化，蓄水困难，内涝严重，交通受限。研究区较为平坦，在雨季后存在内涝问题，主要道路被雨水淹没，严重影响区域交通。湿地斑块退化，场地无法储存雨水，造成二次污染。

②水体富营养，水陆交接面硬化，生态失稳。作为水陆媒介的驳岸系统有着重要的生态学作用。研究区均为水泥驳岸，阻隔水陆物质能量传递，造成湿地景观斑块弹性缺失，水体富营养化严重。

③水体分离，排水困难，湿地斑块缺乏弹性。研究区水体分离，水网不联通，不能引导排水，造成雨季水体倒灌，植被受损，动物生境破坏，湿地斑块弹性不足，应对措施不够，无法达到湿地生态系统的自我修复与稳定。

3.2 弹性修复设计与措施

弹性修复，即在分析场地存在的主要城市问题基础上，运用生态设计、柔性恢复等方式进行场地各个景观斑块的修复和重建设计，以较低影响，增强其景观与生态系统应对生态扰动、人类活动及自然灾害时自我修复与重回稳定的能力。

通过对景观斑块的研究比较，依据研究区独特的水文、地理气候等条件，进行湿地生态系统的韧性修复，形成城市中良好的弹性景观斑块。尊重场地原有景观记忆，延续场地景观斑块的演变脉络，减少对场地的破坏。通过水体网络的重构组织场地绿地斑块的修复与更新引导场地产业的转型达到湿地景观斑块的韧性修复，做到低成本修复、少管理维护和弱生态破坏，营造良性、有序的城市景观过渡带。柔化城市边界，促进水陆生态系统物、能循环，形成依托于滇池周边城市的弹性湿地景观斑块。（如图4）基于对水陆交接带湿地斑块修复设计的研究，主要有以下几种方式：

3.2.1 整合地形，构建湿地骨架，通过水网联通形成弹性蓄水空间

在原有肌理基础上，根据场地降水、污染物种类等影响因素，利用研究区原有鱼塘，缓和边形成曲线水陆界面，增加水岸边长，创造供湿地鸟类等生物生存的小环境。增加观赏度的同时活化了水岸，使水、陆之间的物质、能量传递界面增长。

梳理地形，将研究区低洼内涝地块整理开发形成“湿地泡”，设置长淹没区、半淹没区域、偶尔淹没区域，与边界原有鱼塘链接形成净化网络，恢复湿地斑块的生态功能，创造动植物的生活生境，形成应对雨水的弹性空间。

3.2.2 软化驳岸，路网修复，形成多级式水体净化模式

进行水循环交流，将防浪堤岸进行适度开口，形成沿堤内流湿地泡，在防浪堤外增加立体绿化，形成水陆生态廊道，解决水泥堤岸高筑的生态隔离问题，同时也阻止雨水倒灌造成的堤顶路塌方，路网断裂。运用厂区拆卸废料加工形成空中景观高架系统，为湿地恢复提供空间，借鉴海绵城市理论形成水网净化系统，通过过滤池、氧化池、潜流湿地净化泡、表流湿地净化泡、末端强化池等多级式水体净化池，形成弹性可淹没区，收纳雨水，在必要时业区转型后的花卉大棚浇灌使用。

3.2.3 更新地块产业，借鉴海绵城市等理论，形成水循环系统及景观修复机制

海绵城市是关于水循环的智慧，城市湿地作为弹性景观的重要组成部分，作为城市绿地斑块的缓冲空间，为城市的生态健康及经济发展做出贡献。在研究区中依据不同条件，设置雨水的储存装置利用自然集水槽与大棚集水设施，从源头留住雨水。

通过产业更新，在温室大棚区通过立体绿化、无土栽培等技术栽植花卉、中草药等植物。防止浇灌废料中氮、磷等物质流入场地水系统，抬高厂区地平面在其底部形成1m的水槽用于收集雨水与浇灌用水，应用生态、物理等水处理方法，由湿地泡净化后排入研究区水网系统，既能够保证水体的自然循环，又能够最大限度的保护湿地、湖泊的水体安全。在湿地内部形成完整水循环系统，从而完成湿地斑块的景观修复，达到城市水陆交界带的柔性回归。

3.3 小结

对滇池斗南片区湿地斑块的修复研究，通过梳理研究区存在的主要生态问题，找到湿地斑块恢复的切入点，重构湿地斑块水网，以海绵城市理论研究入手，形成水循环系统网络，组织湿地斑块的柔性恢复，为动植物生存创造条件。另一方面，将研究区融入城市环境，尊重场地记忆，促使产业转型，把斗南片区的经济支柱产业――花卉贸易与地块产业衔接，形成特色鲜明集聚科研与生态旅游为一体的城市弹性斑块，达到水陆交接面湿地与城市发展的和谐，使城市中的景观斑块得到弹性修复，韧性重构及景观更新。

4 结语

城市发展对自然的掠夺造成绿地斑块支离破碎，水生态恶化、生物生境缺失，城市失去弹性和应对灾害的韧性。海绵城市理念对城市建设带来了健康发展的契机，为僵硬的城市加入地下和地上水系统的互动[18]。城市中的弹性景观空间、绿地斑块等在应对自然灾害时扮演着城市保卫者的角色。湿地作为城市景观斑块的一员，人们更应该意识到保护城市弹性空间与水环境安全的重要性与必要性。在城市弹性空间的景观修复研究中应该站在建设广义的“城市海绵体”水循环的角度上，对绿地斑块进行组织与重构，尊重场地精神，保证场地内部与外部生态循环的自我稳定。

湿地斑块是城市水岸空间的有机组成部分，提供城市中动物生存的必要环境。对城市湿地景观斑块的修复研究，既能对城市景观斑块的弹性进行重构，也能对城市的水安全、水循环和水环境进行恢复，达到城市生态系统的自我稳定与长久发展。湿地景观是海绵城市组成的一个重要环节，斑块间的连接性十分重要。单一的湿地仅仅是城市众多弹性景观斑块中的一员，对水循环、水网络的影响有限，需要在城市规划与设计中考虑绿色生态斑块、蓝色水体斑块与灰色基础设施斑块的连通性，通过韧性修复与设计形成统一的综合网络，才能使弹性斑块在城市的资源循环及应对自然灾害中达到生态效益的最大化。

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第9篇：水生态修复概念范文

【关键词】生态需水量; 环境需水量; 水质目标; 河道湿地; 耦合研究; 黄河

黄河是中华民族的母亲河, 是我国西北、华北地区最大的供水水源, 论文 以其占全国河川径流2%的有限水资源, 承担着本流域和下游占全国15%耕地面积引黄灌溉、12%人口及50多座大中城市的供水任务。

近20年来, 随着流域经济社会的快速发展, 黄河水资源的过度开发以及日益增加的污染排放量, 致使流域水资源的供需矛盾和水污染问题愈加突出, 也导致了诸如河道频繁断流、河槽萎缩、水质恶化、鱼类产卵场退化、河口湿地面积萎缩等一系列问题, 黄河流域生态系统整体呈恶化趋势。

1 　黄河生态环境需水量概念及内涵

国外对生态环境需水的研究始于20 世纪40 年代, 主要侧重于河道内流量的研究, 这期间有很多定量研究的方法( tennant, 7q10法, 河道湿周法, if-im法, r-cross法等等) 。在我国, 更多的是对流域生态需水和区域生态需水的研究, 特别是对西北内陆河生态需水和黄淮海流域生态需水的研究。尽管目前国内外有关“生态环境需水量”方面研究很多, 但对其概念界定尚无统一的认识, 研究者多根据其研究目标及其要保护的主要功能提出相应的定义[ 1 - 3 ] 。

基于对黄河生态系统、水文水资源特性、水资源开发利用程度及水环境状况的认识, 本文认为黄河生态环境需水量概念为: 生态需水量是指为维持黄河水生生物特别是鱼类的正常生存繁殖, 满足河道湿地、河口湿地生态系统基本功能和维持一定规模的水量。环境需水量是指为改善黄河水体水质, 基本满足其环境功能所需要的水量, 环境需水量实质上有着满足水量和水质的双重概念。其内涵主要包括以下几个方面:一是保护河道内水生生物正常生存繁殖的水量; 二是维持河流水体功能水质的水量; 三是满足河道湿地基本功能的水量; 四是维持河口一定规模湿地的水量;五是有利于河口水生生物生存及河口生态修复的水量。

黄河适宜生态环境水量是指维系黄河生态系统良性循环的较佳水量, 此时系统状态较理想, 能够发挥较好的生态环境功能。在此状态下, 黄河系统的恢复目标为: 一是黄河水质满足水功能目标要求, 水环境质量有明显改善; 二是黄河主要保护物种鱼类能够获得一定的生存空间, 遭到破坏的鱼类产卵场得到逐步恢复; 三是河道湿地和河口湿地生物多样性、生态完整性能够得到维持, 发挥湿地应有的生态环境功能。

最小生态环境水量是指维持系统生存所需的最低水量或底限阈值, 若低于该水量, 系统会发生退化。毕业论文 对于黄河下游河道来说, 最小生态环境水量也是为了防止河道水体断流并发生功能性裂变, 维持河道水流循环的最小流量。

2 　理论及方法

2.1　生态需水量

根据黄河生态系统和水环境的特点, 一方面由于黄河缺乏长期的水生生物的调查及其生长习性的观测数据, 缺乏相应典型河段主要保护物种生理需水的基础研究支持, 另一方面考虑黄河水生生物并不丰富的实际, 因此, 现阶段很难做到完全生态学意义上的定量研究。足够流动的水体是构成河流生态系统的基础, 从水量及其相关因子考虑, 目前国内外有很多学者利用历史流量法和水力学参数法来计算研究河流生态环境需水量。这种保持河流一定流态的流量可认为是维持河流生命的基本水量。因此研究利用历史流量法(tennant法和90%保证率设定法)计算河道基流,在环境水量研究的基础上, 考虑河口生态修复需水,结合水力学参数法, 对该流量级下的水文要素(如水深、流速、湿周等) 能否满足黄河鱼类的生存空间进行判别, 以体现保护鱼类生存繁衍和维持生境的生态水量需求。

（1）tennant法: 脱离特定用途的生态环境用水量计算方法, 也叫tennant法或montana法, 是非现场确定河流生态环境需水的典型方法。该方法以河流水生态健康情况下的多年平均流量观测值为基准, 将保护水生态和水环境的河流流量划分为若干个等级,推荐的标准值是以河流健康状况下多年平均流量值的百分数为基础。tennant法生态环境水量计算的核心问题是必须给出一个预先确定的年平均流量。本研究采用黄河尚属“天然”或尚未大规模开发利用和径流调节情况的径流量, 即黄河干流第一个大型水库尚未建成运用, 河流水生态、水环境尚属于健康状态的20世纪50年代(1952～1959年)平均径流量为流量基准。

研究将黄河生态环境用水的季节分为4 ～6 月、7～10月、11～3月三个时段[ 5 ] , 各时段的生态环境水量低限标准以河流水生态、水环境尚属于健康状态的20世纪50年代平均流量为基准, 计算平均流量的不同百分比流量。并认为, 各水期流量平均值的100%～60%为最佳范围, 60% ～40%为较好状态,40%～30%为尚好状态, 30% ～20%为尚可状态,20%～10%为较差状态, 10%和5%为可忍受的最小流量和极端最小流量。对于每个河段生态流量的取值, 根据河段生态环境功能的重要性进行判定。根据黄河水生态与水环境的功能类型和特点, 将生态环境功能分为4个不同重要程度级别: ①鱼类产卵场、栖息地, 重要程度, ⅰ级; 4～6月生态环境需水量保持在最佳状态, 其他季节保持在较好状态。②国家级或省级重点观光旅游区, 重要程度, ⅱ级; 4～6 月生态环境水量保持在较好状态, 其他季节保持在尚好状态。③没有划定为观光旅游区的大中城市河段和国家一级交通干线与黄河相交河段, 重要程度, ⅲ级;4～6月生态环境需水量保持在尚好状态, 其他季节保持在尚可状态。④没有特定要求的河段, 应达到鱼类能够畅通洄游和整条黄河(下游)不断流的基本流量, 重要程度, ⅳ级; 一般情况下应不低于同期基准流量的10%, 极端情况下不低于5%。

(2) 90%保证率最枯月流量法: 90%保证率最枯月流量法, 是7q10 法的延伸。7q10 法是指采用90%保证率最枯连续7 d的平均水量作为河流最小流量设计值, 该方法传入我国后主要用于计算污染物允许排放量。本研究采用1970～2000年31年实测水文系列, 计算90%保证率最枯月流量, 该系列基本涵盖了黄河20世纪70年代以来的丰、平、枯水期, 具有较好的代表性。

2.2　环境需水量

根据黄河水污染特征和水流状况, 选择codcr和氨氮作为主要污染控制因子, 采用一维水质模型进行计算。河流纳污水平和水质目标是计算环境水量的两个重要输入条件, 水质目标采用黄河干流水功能区划目标, 河段纳污水平按现状纳污水平、目标控制水平和污染可控水平三种情景设定。计算模型如下

q = σqici exp ( - kxi /8614u) ? σqics/cs ? c0 exp ( - kx /8614u)(1)

式中, q为计算河段上断面需下泄流量(即所求环境水量) (m3 / s) ; qi 为旁侧入流量(m3 / s) ; c0 为计算河段上断面污染物浓度(mg/l) ; cs 为计算河段下断面污染物浓度(mg/l ) ; ci 为旁侧入流污染物浓度(mg/l) ; k为污染物综合降解系数(1 /d) ; u为平均流速(m / s) ; x为计算单元长度( km) ; xi 为旁侧入流i距下断面距离( km) 。

3 　环境水量计算结果及分析

现状纳污水平下环境水量即指研究河段在现状纳污状况下, 稀释污染物使河段水质满足功能要求的水量。研究统计分析了2003年入黄排污口和入黄支流污染物实测入黄量, 职称论文 个别支流根据多年监测资料进行调整。

目标控制水平是国家环保政策能完全落实的一种理想状态, 即指研究河段所纳污染源达标排放, 入黄支流满足入黄水质要求, 在这种理想状态下, 稀释入黄污染物使河段水质满足功能要求的水量。

所谓污染可控水平, 即考虑在现有的社会经济发展、污染治理水平下, 全部实现达标排放难度极大,河流水功能区水质规划目标的实现需要比较长的时间。因而需对污染可控水平进行研究, 意在找到流域经济可持续发展和水域水环境承载能力的结合点, 即对研究河段污染源的可控制性进行研究, 也就是说要根据流域社会经济发展水平、国家宏观政策及相关规划等,设定一些原则, 最后要达到的目的就是给出研究河段一些支流及排污口的控制指标, 从而确定河段纳污水平。采用数学模型对上述三种纳污水平下所需环境水量进行计算。并考虑河流水体的连续性及枯水径流保证机率, 给出黄河干流重要水文站点环境水量要求。具体见表1。

通过上述环境水量的研究, 可以得出以下结论:

(1)现状纳污水平下, 黄河干流所需环境流量很大,在目前水资源条件下很难实现, 其水质达标不可能得到保证。(2)要实现黄河干流水体功能目标, 入黄支流必须满足入黄水质目标要求, 入黄排污口必须满足国家排放标准。(3)污染可控水平下, 龙门以上河段所需流量基本可以得到保证, 但龙门以下河段在枯水时段难以得到保证。

4 　生态水量和环境水量的耦合研究

黄河的水生态和水环境功能, 各种生态功能如栖息地功能、景观功能等, 和环境功能之间存在着交叉和重复, 各种功能所需水量可以兼顾, 需对满足多种功能需求的不同量级的水量进行耦合。考虑黄河生态系统特点及黄河水资源的调控性, 生态水量和环境水量耦合的原则如下。( 1 )全河段综合考虑: 重要水文断面流量整合时, 要考虑上下断面之间流量的匹配性、水流演进等多种因素, 经综合优化后给出。( 2)不考虑河段取水及水量损失: 黄河干流取水口众多且分布复杂, 本研究关注的是生态基流, 对河段内取水以及因蒸发、渗漏等水量损失未予考虑。( 3)水质保证优先: 水质改善是河流生态系统恢复的首要目标, 只有良好水质保证的水资源才能满足河流其他的生态功能和经济功能。在考虑水质问题时, 适宜水量主要依据污染可控水平下环境水量, 而最小水量主要考虑目标控制下环境水量。( 4)水资源可调控性: 黄河干流已建和规划修建的大型水利枢纽较多, 径流可控性强, 在水量耦合时不但考虑水流的上下传递, 同时考虑大型水利枢纽的调节控制。( 5 )河口生态保护优先: 黄河下游生态水量的给出, 优先考虑河口近海生态、三角洲湿地生态和鱼类洄游等需求。

根据上述耦合原则, 考虑河口近海鱼类、河口三角洲湿地需要, 同时满足各河段的水生态和水环境功能需求, 给出黄河干流10个重要水文站断面的推荐水量, 生态环境水量耦合结果见表2。

5 　小　结

(1)有关稀释污染的环境水量研究是本次研究的重点, 也是我国北方河流面临的现实问题。研究根据黄河水污染特征和水流状况, 选择codcr和氨氮作为主要污染控制因子, 采用一维水质模型进行计算, 研究方法带有一定的探索性。本研究推荐的生态环境水量, 是在关注研究河段生态问题的同时, 着重解决水质保证问题, 只有水体质量变好了, 黄河生态系统才可以逐渐得以恢复。

(2)在当前黄河流域粗放式经济发展模式下, 水资源的过度开发利用和污染超负荷排放, 是导致黄河生态危机的主要因素, 黄河面临的一些生态问题无不由此而引发。研究中生态水量没有和黄河主要保护物种的生态机理紧密联系,留学生论文 这是本研究的一个缺陷, 但这也和黄河特殊的河情以及我国发展进程有关。在以后的研究中, 随着相关资料的丰富和积累, 必将加强这方面的机理研究。

(3)河流的各种生态功能如栖息地功能、景观功能等, 和环境功能之间存在着交叉和重复, 满足各种功能的水量耦合是本研究的难点。研究优先考虑河口近海鱼类、河口三角洲湿地生态需水, 提出了基于全河段综合考虑、水质保证优先、黄河水资源的可调控性等水量耦合原则, 特别在水资源可调控性以及水生态与水环境保护目标耦合方面, 既符合黄河实际, 又具有水量调度的可操作性。

(4)黄河生态问题突出, 究其原因主要是水量贫乏、水资源的过度开发利用以及污染排放所致。要使黄河河道内保持一定的生态环境水量, 必须有一定的工程措施和非工程措施, 如实施调水工程补充黄河河道内生态环境水量, 提高水资源的利用效率, 加强区域产业结构优化调整和污染控制, 注重流域生态建设等措施来支撑和保证。

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