河流生态修复方法精选(九篇)

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第1篇：河流生态修复方法范文

针对水利工程对生态系统的影响进行较深入地分析，结合生态水利工程规划基本原则有针对性地提出规划设计方法。有效降低水利工程对生态系统的影响，使生态系统明显提高稳定性。

关键词：

生态水利；水利规划设计；规划设计方法

1概述

水利工程的建设在满足水利规划需求的同时也产生很多负面效应，生态水利工程在社会经济发展中具有重要地位，规划设计生态水利工程的方法亟待解决。但在水利工程规划过程中，应对水利工程建设影响生态系统的因素进行综合考虑，有效降低水利工程对生态系统的影响。

2生态水利工程规划设计方法

2.1安全性和经济性。

生态水利工程属于综合性工程，不仅要要与水利工程学原理相符，也要与生态学原理相符。其工程设施应与水文学和工程力学规律相符，才能保证工程设施具有安全及稳定性。生态水利工程在经济方面，应严格按照降低风险增加效益的原则，因生态系统具有随机的演变方向，在规划方面也具有风险性，这更应科学比较规划设计方案，提高对长期评估及定点监测生态系统的重视程度。此外，还应对生态系统恢复能力进行合理利用，采取投入最小且利益最大的规划方法。

2.2生态系统自设计及自我恢复。

自组织功能是生态系统的一个重要特征。在生态学中对分布的丰富物种采用自组织功能进行解释，也充分表明食物网的发展与时间具有一定关系，可持续的生态系统是充分体现了其自组织功能。自然选择的物种就是自组织机理，即部分物种与生态系统友好，可经受自然选择考验，积极探寻适宜的能源和环境条件。受此影响，生态环境能够对具有足够数量繁殖的种群提供一定的支持。自组织功能原理类似于达尔文进化论，只是在研究尺度方面存在一定的差异。达尔文进化论主要是针对生活于地球生物圈的种群开展相关研究，而生态系统种群间产生自组织功能。通过生态系统自设计、自组织功能，自然界可对适宜物种进行科学选择，具有结构合理性，进而实现设计要求，生态工程的成功经验充分说明人工与自然力的贡献难分伯仲。

2.3景观尺度及整体性。

河流生态修复规划及管理应基于大景观尺度、长期和可持续性的保持而避免在小尺度、短期及小范围实施，河流生态修复在大景观尺度上开展具有较高的效率。生态修复小范围不仅具有较低效率，也具有较低的成功率。整体性主要是基于生态系统结构功能，对其要素之间具有的交互作用加深了解，河流生态系统综合、整体的系统修复方法，不只是修复河道水文系统，更不是对单一动物或植被进行修复。而且，应对水域和生态环境的特点提高重视程度，具有随机的水位、流量及水量的水文周期变化等表现，也具有因河流侵蚀与淤积产生的交替变化而形成河势摆动等表现，这对于生物种群基本生存条件具有决定性作用。随不断变化的降雨、水文及潮流等条件动态系统在时空中收缩或扩展而构成水域生态系统，生态系统由限制生态环境时的高度临界状态变化到扩张时的冗余状态。而且，还要对动态扩展的生态环境边界进行综合考虑。因动物迁徙和植物扩散的随机性，生态环境边界也产生动态变化。另外，在时间尺度方面，河流生态修复也非常重要。演进河流系统的过程具有动态性，各河流生态系统都具有历史渊源，应收集、整理有关历史资料，对生态现状与长时间尺度的河流变化之间的关系加深了解，河流生态修复工作具有长期性。根据有关研究结果发现，湿地大约需15~20年才能进行重建或修复。所以，应长期准备河流生态修复项目，并开展长期监测和管理。

2.4反馈调整式设计方法。

生态系统的发展是一个渐进过程，在长时间尺度方面，河流修复工程需要一定时间，自然生态系统需数百万年才能进化。结构复杂性、系统有序性、生物群落多样性及内部稳定性都具有一定程度的提高是进化的趋势，并增强抵抗外界干扰的能力。在短时间尺度方面，生态系统演替也就是生态系统类型的替代也需要较长时间，希望在短时间内河流修复能获得显著效果不现实。对成熟的河流生态系统结构模仿就属于生态水利工程设计，以构建健康、可持续的河流生态系统为目标。按照设计规划，对河流工程项目执行后，逐渐产生自然生态演替的动态过程。此过程并非遵循预期设计目标，并产生多种可能性，不受外界影响的自然生态演进状态是最顶层的理想状态。在河流生态修复工程中，通常难以将其恢复到河流原始未受干扰的状态，自然生态演进过程中，这种原始状态是极限状态上限。若不实施生态修复工程，生态系统受人类活动影响而不断恶化，这是极限状态下限，生态修复在两种极限状态之间具有较多的可能性。对于实施完成的具体生态修复工程，比较理想的结果为：各生态变量的监测结果是目前科技水平可达到的最优值，表明生态演进符合理想趋势。此外，各生态变量监测值是可接受的最低值，包络图产生在两种极端状态之间，实施生态修复工程后的实际状态都处于此包络图中。生态和社会系统可意识到并非静止，在时间与空间方面表现出不确定性。不仅自然系统演替，变化的人类系统及其产生的干扰也造成一定程度的调整生态系统。生态水利工程设计受其不确定性影响而导致与传统确定性的设计方法之间存在一定区别，属于反馈调整式的设计方法。采取反复循环方式，遵循“设计－管理－监测－评估－调整”的流程实施。在此流程中，基础工作是监测。监测工作涉及生物监测和水文观测，在项目建立初期需对监测系统进行完善，以实现观测的长期性。根据历史资料及有关监测数据，采取阶段性评估方法对河流生态系统结构功能及其发展趋势进行客观评估。参照比较方法是比较常用的方法，一是比较河流系统历史及项目初期状况，二是比较相似自然条件下没有实施生态修复的河流。评估结果主要分为：一是生态系统基本上按照预定目标发展，无需进行设计变更；二是需对设计进行局部调整，对新状况进行适应；三是调整原制定目标，采取适宜的设计方法。反馈调整式设计积极倡导各界群体参与，具有广泛性，采取协商沟通方式，积极争取多方的共同利益。交流融合多学科特征，使生态水利工程设计提高科学性。

3结论

综上所述，在水利工程规划设计中应严格遵循基本原则，对突况采取有效方法进行处理，不仅达到水利建设发展的实际需求，还可明显减轻对自然的不利影响，使生态系统得到优化，进而提高生态系统稳定性。

作者：周林 单位：五常市供水公司

参考文献

[1]杨立信.水利工程与生态环境（一）—咸海流域实例分析[M].黄河水利出版社，2010.

[2]董哲仁.生态水利工程原理与技术[M].北京：水利水电出版社，2009.

[3]邵蕾，李丽.浅谈生态水利工程的规划设计基本原则[J].民营科技，2013.10.

第2篇：河流生态修复方法范文

【关键词】：河流 ； 生态修复；河道整治 ； 生态治理

随着社会的发展，城市发展过程中对河流的整治，对河流的生态系统造成功能不断退化。另一方面，随着人们物质生活不断提高，人口数量的不断增长，所需的水量在不断增加，而且人们对水资源不加以保护，直到20世纪90年代后期，人们才对河道的治理在满足行洪排涝基本功能的基础上，开始重视其生态、景观、休闲、娱乐等功能[1]。

1、 河道的现状

1.1人类活动对城市河流系统产生的干扰

随和社会的快速发展，城市化进程对区域的生态环境产生了巨大的影响。人类的生产生活对河道的自然结构、河道水质的影响也日益突出。主要表现为：（1）生活生产的污染物向水体的排放；（2）由于水利工程筑坝，建水库等的建设，造成了水流量的不足，河流形态表现出不连续性，有些河流出现了断流的情况；（3）许多水景景观被破坏；（4）地区地表的硬化，河床的材料由具有透水性的材料变为硬质化的不透水材料。

1.2管理者对于河道的管理现状

近年来，我国不断重视河流管理方面，采取了一系列的措施，但是已经造成的水资源短缺，水生态退化，洪涝灾害尚待解决。虽然在水利工程的建设取得了很大的成就，但是也改变了原有河流的生态系统功能 [2].

1.3存在问题

不管是城市还是农村，大部分的基础设施都是零星的分布在河道的两侧，在城市中，有些河道还作为景观区域供人们休闲，而在农村中，则由于城市的发展过程中为了开发土地而挤占了河道，致使河道渠化现象十分严重，加上两岸的居民生活污水、垃圾的排放，导致了很多河道变成了臭水沟，生态系统遭到破坏，河道的生态修复问题也日益突显。

2、河道治理的原则

河流是水环境的一个重要载体，河流在满足基本水量的前提下， 具有稳定的河道、适度的洪水、清洁的水质、健康的生态系统和持续的造物能力等[3].河道的治理首先是要利于生物的多样性，为水生、两栖动物栖息繁衍提供生存的环境，这样既有利于保护河道的水生态环境，又有利于提高河流的自净能力。

2.1尊重自然原则

尊重自然的原则是河道生态治理的基本原则。对河道进行生态治理的过程中尽量维持河流的自然形态，结合生态学的相关知识，充分发挥河流生态系统自净能力和自我调节能力。

2.2 可持续发展原则

保证足够的水面率和水体容量，保证水体循环流通，进而改善整个流域的自然生态环境，达到经济、社会和环境等全方位的协调。

2.3 植物合理配置原则

植物合理配置原则是指在河流生态治理中合理配置水生植物、湿生植物和陆生植物，建立起多样性的生物群落，以提高河流的自净能力和自我恢复能力[4]。 2.4 发挥河流的社会功能原则

河道的生态治理在满足河流防洪、排涝等基本功能的同时，也要发挥河流的休闲娱乐、景观等社会功能。

3、关于河道生态治理的体会

3.1 必须截流污水

进行河道的生态治理，首要任务是要进行流域污水的截流。将排放入河的污染源截污纳入城市污水管网，禁止向河道内排放污水。

3.2 保证水流多样化

生态型河道要求在满足行洪需求的基础上，需形成水流的多样性，满足不同生物在不同阶段对水流的需要，同时也更具景观价值。

3.3 采用可渗透型护岸、护底

河道的护岸和护底不可全部用混凝土浆砌石结构，可利用卵石、块石堆体等具有渗透性的材料。护岸也可利用粘土夯实边坡， 或采用根系发达的乔木、灌木和草本植物进行护坡处理。

3.4 合理配置岸边及水生植被

河岸上尽可能留出空间，种植防护林带，在河坡铺种草坪和灌木，可增强生态功能，一方面可以起到涵养水源、过滤地表径流、减少河水污染的作用，另一方面也可以调节沿河地区的湿度，发挥景观作用。

在河道中以小岛、岸边滩地等形式因地制宜地营造一些湿地，也是河道生态治理的一种重要手段。湿地是水生态系统中最有代表性及功能作用最强、最完整的区域，它可起到自然生态系统中物理、化学、生物的共同作用，促进水生态系统的平衡。河道水面上可种植浮水植物和浮叶植物，如水葫芦、荷花、睡莲等，这些水生植物能够吸收水中的营养物质，有助于水体的自我净化。

4、 在今后应当注意的原则

一是坚持生态的原则治理河道。生态河道治理的原则，除满足宣泄洪水的要求外，还要尽量保持河道的自然特点及水流的多样性。为各类水生物提供栖息繁衍的空间，是生物多样性的景观基础。

二是重视修复与恢复生态河道。河道是城市内唯一流动的、连续的元素，是城市生态环境的依托与基础。城市的河道源源不断的为城市景观环境、绿地、池塘和林地提供着充沛的水源，也改善了城市的小气候，所以有人将城市的河道比作城市的血液，它是生态环境的源泉。它滋养着城市的每一寸土地，更孕育着巨大经济潜力。

结语

河流生态修复不是牺牲人类的需求去被动地适应自然，而是要在保证人及其社会合理发展要求的基础上，实现人与河流的和谐。河流生态修复是既有利于人的发展，又有利于河流的健康发展与水生动植物进化的过程，这个是一个漫长的过程。将生态的理念应用于河道的综合治理中，是河流整治的发展趋势，利用生态修复技术使受到污染的城市河流重新恢复水生态环境功能，可以使河流在发挥防洪排涝的基本水利功能的同时也具有景观和休闲的功能，有助于改善城市环境。对于特定的河流，应具体分析河流健康的受损方面和受损程度，然后根据河流所处的状态因地制宜地选择合理、有效的修复方法，只有这样，才能实现人与自然和谐共处。

【参考文献】：

[1] 高永敏，许士国.大连市生态型河道建设[J].城市水利，2004（14）：53～55.

[2] 蒋冲良，徐俊.河道生态化在河道整治中的实践[J].城市道桥与防洪，2007（11）：70～71.

第3篇：河流生态修复方法范文

关键词：城市；滨水近自然景观；规划设计

中图分类号：TU984.18 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）12-2270-02

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.12.017

Study on Planning and Design of Urban Waterfront Near-natural Landscape

HU Hai-hui，WANG Ming-lu

（College of Horticulture and Garden，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China）

Abstract： The domestic and international research achievements in near-natural waterfront landscape planning and design were introduced. The importance of urban waterfront near-natural landscape to modern urban construction was analyzed. And the planning and design of waterfront near-natural landscape were summarized. Important significance of the modern urban waterfront for the construction of the natural landscape was provided.

Key words： urban； near-natural waterfront landscape； planning and design

为了满足现代化城市建设，部分城市内河、湿地被侵占，或被建设成与高楼林立相配套的硬质驳岸和硬质铺装广场，失去了生态滨水景观原有的自然风貌。滨水近自然景观设计作为新常态，已被学术界广泛研究，并在实践中采用景观设计理念[1]。朱国平等[2]在研究中认为单一和乏味的滨水景观规划设计已经满足不了人们的精神需求，张文杰等[3]阐述了江、河、湖、渠等湿地景观中滨水绿地的建设原则，周亚莉[4]针对城市内河的沟渠化、污染严重、生态系统遭受破坏等问题，提出了生态城市建设中河流生态修复方案，朱晓博等[5]利用层次分析法与模糊综合评价法对滨水景观进行近自然评价，孔强等[6]介绍了景观游憩型滨水绿地与生态修复型滨水绿地的特征和自然群落配置的模式。国外滨水景观建设中，由于中欧时期很多国家工业建设都选择建在阿尔卑斯山脉，使其自然生态系统遭受到严重破坏，因此掀起了滨水景观建设回归自然的改造热潮[7]。日本的河流治理经过一段先渠化再治理的过程[8]，推出《近自然工法》指导建设近自然河流生态工程，将研究重点放在恢复生态，保护河流、水库和海岸的自然生态系统上[9]。英国颁布了全球第一部水环境保护法规，为河流治理的规范化提供了标准和法规基础[10]。德国提出生态工程措施是指在传统的水利工程建设上以及河流治理上使用接近自然的生态建设模式[11]。美国生态学家以生态学为设计主体的河流景观设计理念，推进了河流生态化建设的进程[12]。城市滨水区近自然景观规划设计研究已成为当前研究的热点问题。

1 滨水近自然景观在城市中的重要性

1）提供城市生活用水。目前，城市用水主要通过过境城市河流的取得，少数采用地下水。由于过量使用地下水会使地质与地下组成发生改变，导致地下空洞、地面下沉等问题。也有远距离调水，但供水成本会提高。所以，河流是城市居民生活和生产就近取水的主要水源。

2）改善城市交通结构。开发城市河流的水运功能，可以缓解城市交通紧张。城市河流将城市分隔成道路与开敞的空间，河流两岸及出城而过的河流为城市交通构成提供了道路系统的路基，降低了城市交通的汽车尾气污染，其植物群落能降低城市交通所产生的噪声污染。此外，建设在城市周围的滨河交通系统不仅是道路也是城市的旅游通道，更是城市生态绿廊的重要组成部分，对城市环境建设与提升尤为重要。

3）保证城市生物多样性。城市的水系环境为生物多样性的存在提供条件。城市滨水区是典型的生态交错地带，作为水域生态系统和陆地生态系统的交接区域，受到两种生态系统的共同影响，呈现出多种多样的生态特征。这种生态交错地带，适宜各种生物，尤其是两栖类生物的生存，并且对水体污染有一定的自净功能。若河流环境恶化，成为污水通道，生物多样性则逐渐降低。因此，保持良好水质、保护生物多样性对提高城市水生态环境质量具有重要意义。

4）提供城市居民休闲环境。滨水^场地是城市居民和外来游客共同休闲、观赏、使用的主要场所。滨水近自然景观规划设计应将审美功能、生态功能和实用功能创造性地融合在一起，突出滨水绿地场所的公共性、多功能性、近自然性、亲水性和生态性。滨水近自然景观规划设计不单纯是解决防洪问题，在增加滨水地区土地利用价值的同时，通过人性化的休闲、活动、亲水空间的塑造，能够为人与人之间的交流提供良好的平台。

2 城市滨水近自然景观规划设计

1）滨水区水质恢复。城市河流水质恢复方法较多，目前主要采用污水物理处理、化学处理和生态平衡处理等方法。利用水生植物治理水质污染的技术被广泛应用于滨水区水质净化，如通过芦苇、菖蒲、香蒲、水葱、千屈菜、泽泻、睡莲、萍蓬草等植物的根系吸收、过滤和降解水中的污染物，来净化、改善水质。而动物也是构成滨水绿地生态复合系统的主要因子，能够提升水体的自然调节能力。此外，恢复水质还需要控制污染源流入，提高水资源的品质，实现水资源与动植物物种的和谐共融。

2）I水区土地规划。目前，一些滨水区的土地使用功能杂乱，土地整体的利用率较低，用地结构、形式和功能比较单一。因此，在进行规划设计之前需要对滨水区的规划区域、景观区域进行充分调研，确保滨水区空间布局的合理性，并突出滨水区域土地标志性地段的识别性，保留、保护规划区域内的近自然元素。对滨水区进行科学、总体的规划设计，才能更好地发挥滨水绿地生态系统的综合修复作用，实现城市生态系统可持续发展目标。

3）滨水区废弃设施改造。在滨水区规划范围内常遗留很多废弃的设施，主要包括工业遗弃物的相关元素，如原有厂房设备、厂区内的设施、运输设备等。在进行近自然改造中通过与设计主题、风格相同的处理使其成为新景观中的休闲设施或雕像作品，使废弃场地内的设施成为近自然滨水景观中的修饰符号，从而更好地提升近自然滨水景观质量。此外，合理利用滨水区域内已有的废弃景观元素，不但可以低投入就地取材，还能促进人们对于建设区域历史沿革与时展的回忆与思考。

4）滨水区植物群落设计。在滨水区近自然植物群落规划设计方面，需要依据群落生态学原理，模拟自然江河植物岸线，以绿为主，创造自然野趣。滨水近自然植物群落物种多样性高，适应能力强，是城市野生动物的主要栖息场所。设计中合理使用植物资源，实现乡土植物、引进植物的有机结合，确保地被花草、低矮灌丛和高大树木层次清晰，体现城市整体绿化风格和地域乡土特征，突出滨水区绿地植物群落的近自然性。另外，种植高大乔木，提供遮阴和减少热辐射，也符合近自然植物群落的结构特征。

5）滨水区水系平面构成。在绘制滨水近自然景观平面图时既要满足比例与尺度、对称与均衡、对比与协调的形式美原则，还要注重近自然河岸线线条的流畅性，绘制出接近自然河流水体流线的平面图。根据水体的走向、形状、尺度的不同，以系统工程为指导，合理布置线状水、带状水和面状水形态，巧布游览路线，以满足滨水景观功能的多样化要求，实现人与自然的和谐相处。平面设计过程中，要考虑护岸的总体布局和柔美线条等因素，既提高设计水域水文的安全性又实现近自然滨水环境设计的目标。

6）滨水区护岸设计。滨水护岸的类型主要有木质护岸、生态植物护岸和石材护岸。木质护岸是使用各种木材为主要建筑材料形成的生态护岸；生态植物护岸是利用各种陆地植物和水生植物结合，通过植物根系在土壤里的固定作用形成自然生态护岸；石材护岸通过各种不规则石材的切割形成有机的组合，或无规则的堆放。各种护岸最重要的功能是防止水土流失，稳固河岸，因此在设计过程中护岸结构稳定是前提也是核心，护岸绿带断面处理应把水流、水位、交通、汛期和设计景观综合考虑。护岸断面结构多采用台阶式，包括外低内高型、外高内低型、中间高两侧低型。

3 小结

城市滨水近自然景观规划设计涉及植物学、生态学、动物学、行为心理学、城市规划学、风景园林学、建筑学、景观美学、社会经济学等多门学科，系统性较强。城市滨水近自然主题的河岸带已成为城市可持续发展的重要组成部分，传统意义的河岸带功能主要体现在防止自然灾害、保护城市安全方面，这与人们追求的休闲、舒适、享受的生态环境有很大差距，也严重掣肘了生态城市的构建与可持续发展。因此，在城市河岸带建立集安全防护、健身休闲、观光旅游等多功能于一体的生态城市滨水近自然景观带已成为时代赋予风景园林学科的一个崭新课题。在滨水近自然景观规划设计中，尊重自然、回归自然、按照自然规律实现人与自然的有机结合，实现国民经济效益、社会效益、生态效益三者有机结合，成为生态滨水近自然河岸景观规划设计研究的主旨。

参考文献：

[1] 裴 莹.城市季节性河流景观恢复性规划设计方法研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2009.

[2] 朱国平，王秀茹，王 敏，等.城市河流的近自然综合治理研究进展[J].中国水土保持科学，2006，4（1）：92-97.

[3] 张文杰，屈培源，张文博.“近自然”滨水绿地景观建设研究[J].安徽农业科学，2009，37（9）：4018-4021.

[4] 周亚莉.城市河流生态修复与景观设计[J].中国西部科技，2011， 10（1）：52-54.

[5] 朱晓博，高甲荣，张金瑞，等.基于AHP-模糊综合评价法的河流近自然评价―以浙江省安吉县西苕溪为例[J].中国水土保持，2014（2）：35-39.

[6] 孔 强，李小兰.城市滨水区带状绿地近自然植物群落营建探析[J].安徽农业科学，2016，44（1）：266-267，314.

[7] BERNARD J，TUTTLE R. Stream Corridor Restoration：Principles，Processes，and Practices[M].USDA：Natural Resoures Conservation Service，1998.

[8] WU J J，PLANTINGA A J. The influence of public open on urban spatial structure[J].Journal of Environmental Economics and Management，2003（46）：288-309.

[9] THYSSENN. Rivers in the European Union：Water Quality，Status and Trends[A].NIJLAN H J，CALSMJR. River Restoration in Europe[C].Lelystad：RIZA，2001.

[10] ALLAN J D. Stream Ecology：Structure and Function of Running Water[M].Oxford：Chapman & Hall，1995.

第4篇：河流生态修复方法范文

关键词：北运河治理生态修复 污染防治研究

The treatment technology research about ecological restoration and pollution control on North Canal in Tongzhou urban district

Su Ying1Li Changsheng2

1.Beijing Tongzhou Science and Technology committee101100;2.Beijing Zhifeng HuayuanEnvironmental EngineeringCo.Ltd101107

Abstract：Synthetically analyze the trunk and branch of North Canal in Tongzhou urban district, topographic feature, landform, river, water quality, benthonic organism, and the pollution discharge factor. Use the terrestrial and aquatic plant organism habits, biology and ecology purification function to research fencing and nurturing in overflow land, structuring biological chain, ecological retaining water, non-point source pollution control. Lead into the idea of ecological restoration and pollution control technology, transit the river treatment of manual work to ecological restoration mode gradually. This is very important for pushing forward ecological civilization construction of North Canal in Tongzhou urban district, and promoting the water environment virtuous cycle development.

Key Words: North Canal treatment, ecological restoration, pollution control, research

中图分类号：TV85文献标识码： A

1 引言

北运河是京杭大运河的上游段，是海河流域的主要水系之一，干流全长 90公里，位于北京市东南，其中，干流界面北关闸上游为温榆河，北关闸下游为北运河。北运河主要支流有通惠河、凉水河、凤港减河等，承担北京市城区、西郊地区及东郊部分地区的排水任务。通州区境内的北运河长41.9km，其生态建设和水环境安全直接影响城区社会发展和经济环境。本文在分析通州区段北运河生态区位、水环境质量、生物组成特点、水环境保护目标、生态保护压力的基础上，以水环境生态保护重点、污染面源控制、污染消减与生态建设并重为依托，结合河滩地封育、生物链构建、生态蓄水形式、污染控制，引入生态修复与污染控制技术理念，使河道由人工治理逐步过渡到生态修复的模式。

2 北运河水质现状与生态状况

2.1河流水污染现状

2012年4月，北京市水务局监测数据表明，北运河水系48个河段中，除5个无水河段外，有35个河道的水质都属于劣Ⅴ类。流域河水呈黄绿色，其中，岸摊发臭垃圾堆和水中白色漂浮物随处可见，说明北运河自净能力较差， 水质状况不容乐观。近些年，随着社会经济的发展，北运河流域人口数量不断增加，工业企业、畜牧养殖业等的规模不断扩大，污水排放量日益增加，水质恶化现象仍在加剧；另外，近几年自然干旱现象严重，河流雨水汇入水量不断锐减，更加剧了河道水质恶化趋势。

2.2河流底栖生物监测情况

采集北运河上新华大街桥、六环辅路桥和宋郎路桥的三个代表性生物样品进行底栖生物分析。分析数据表明，北运河通州城区段底栖大型无脊椎动物主要由两类组成，分寡毛类和摇蚊科类。其中寡毛类 5 种，摇蚊科类3 种，共 8 种。这 8 种底栖动物在各断面分布有所区别，其中六环辅路桥寡毛类2 种，摇蚊幼虫 2 种，新华大街桥寡毛类 3 种，摇蚊幼虫 1 种，种类最多的是宋郎桥，寡毛类3 种，摇蚊幼虫类3 种。从底栖动物种类组成上看，其特点是生物种类较少，以寡毛类最多为5 种，摇蚊幼虫只有 3 种；同时，这些种类多为耐污染种，说明该段河流所受污染较为严重。根据监测得到的底栖动物种类和数量，对各个取样点的生物多样性指数进行计算，评价结果见表1。

通州区北运河城市段生物多样性指数评价结果

取样点 新华大街桥 六环路辅路桥 宋郎路桥

D 值 1.36 1.43 1.71

污染等级 中污染 中污染 中污染

结果表明：D值越大，说明水体受污染程度越小，相应地其生态系统结构及其运营状况越健康。北运河底栖生物种类和数量少、且主要为耐污种类；多样性指数较低，表明其水质状况较差，生态系统退化严重。北运河底栖生物多样性指数从一个侧面反映了北运河污染程度及生态退化情况。

2.3北运河生态状况

通州区属北温带半湿润半干旱大陆性季风气候区，春秋干旱少雨，夏季炎热多雨，冬季寒冷多西北风。多年平均降水量约为600毫米，降水特点是年际变化大，年内集中；多年平均水面蒸发量为1815.5毫米，蒸发强烈。全区多年平均水资源总量约为2.16亿立方米，人均水资源占有量约410立方米。根据通州区水资源评价资料，全区可利用水资源量为30032万立方米，其中地表水可利用总量平均为10360万立方米。地下水资源比较丰富，多年平均降雨入渗补给量为14452万立方米，地表水入渗补给量为2780万立方米，农业灌溉水入渗补给量为3610万立方米，年可开采量约为2亿立方米。而随着经济的发展和城市化进程的加快，每年的需水量以9.3%左右递增。因此，通州区水资源的供需矛盾日益突出，缺口逐年加大。随着人口规模的发展，人均水资源量逐渐减少，污水排放量却日趋增大，城市河流水生态系统面临越来越大的压力，出现河流断流，湿地萎缩，地下水位下降及生态退化等严重问题。天然降雨量减少形成的河道断流，河漫滩植被砍伐，河道人工化、渠道化，挖沙造成的河道沙化，都加剧了河道生态环境的恶化，降低水体的自净能力并使河流生态系统退化。城市河流承担着城市正常运行的水供给与受纳功能、生态功能、景观美化功能，健康的水环境是城市可持续发展的重要保障。[1]城市水环境的污染，水生态系统的破坏，对人民健康和城市生态安全构成了威胁。治理水环境，恢复水生态系统，正常发挥河流的社会功能，才能使城市良性、可持续发展。

3.主要问题

3.1地表水污染，制约了生态品质

北运河上游，随着人口的大量涌入，人口密度的增加，生活污水排放量也随之增大。中国环境状况公报的数据显示，全国生活污水排放量逐年增加，其中的COD与氨氮等主要污染物的排放量远大于工业废水。[2]来自上游的生活污水成分复杂，主要来自餐厨废水、洗衣废水、冲厕水、淋浴水等，其中含有脂肪、米糠菜屑、洗涤用剂、化学品成分、大肠杆菌、汗液等。生活污水排放量大，有机物和化学品含量高，难于降解等是北运河水体污染的重要因素。

除上游生活污水外，北运河还承载了区内大量生活、工业、农业、畜牧业、餐饮业、娱乐业等废水。根据通州水务局的统计资料，目前北运河通州城市段 11. 2km河段内，每年共有入河污水 6149 万方，这还是近几年对近 70个排污口进行截流后的情况。由此可见，北运河水体水质恶化受区内入河污水的影响很大。

3.2天然径流补给量减少，生态环境脆弱

《北京市“十二五”时期水资源保护及利用规划》的数据显示，与多年平均降水量相比，近12年来北京市降水量减少19%，水资源总量减少43%，入境水量减少77%，两库来水减少79%。可用水资源急剧减少，导致没有适当的径流补给河道，河道自净能力减弱，承载力降低，加重了河流的污染。河流污染程度的加深直接造成水中及河道周边动植物死亡，生物种类及数量降低，生物物种退化，生态多样性减少等一系列生态问题。加之为争取水资源而进行的地下水超采，水源地保护等工程设施的建设，都会对河道水生态系统产生影响。

3.3水体功能区承载污染负荷大与治理技术不相适宜

通州区位于北京市东南，处于北京市水系的下方，区内河道多为排水河道，承担着上游区县和北京市区的排洪、排污任务，长期接纳的是上游的雨水和污水。因近些年降雨量明显减少，而入河污水量显著增多，所以上游排入河道的水大部分为污水，水体污染更加严重。近些年，随着地表水体污染日益严重，对于河流、湖泊等污染水体的水质改善技术研究已经取得了一定进展，但还存在很多不足，尤其对于北运河这样的城区河流，因为河道周边空间有限，所以很多处理技术难以应用；此外，北运河水体水量巨大，处理量太小对于改善整个河道水环境不能起到根本作用。

综上所述，作为北京市水系的重要组成部分，北运河的水环境质量直接关系到北京市整体的水资源可持续利用和发展进程，改善北运河水体质量，提高流域水资源利用程度，是北京市水资源可持续利用的迫切需要，对于实现北京市环境、社会和经济的协调和可持续发展具有重要意义。作为通州区内的主要河流，北运河的水环境问题已经严重阻碍了通州区的社会、经济发展，引起了政府有关部门和当地人民群众的广泛关注。因此，改善北运河水环境，提高其水体质量，对于通州区的社会、经济发展和北京市的水资源可持续利用是十分必要的，具有重要意义。

4.控制水污染实施生态修复技术的思路

生态修复(ecological restoration)是指通过人为的调控，使受损害的生态系统恢复到受干扰前的自然状况，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。

4.1探究机理，寻找对策

自然河流净化作用主要通过河流中的生物链发生作用，生物链主要由水生植物、水生及两栖类动物、浮游生物、原生动物、微生物等构成。水生植物能够吸收水里的氮、磷等无机物作为生长的营养物质，并产生氧气提供给水生及两栖动物，同时其庞大的根系又为微生物及水生动物、两栖类动物提供栖息地。微生物依靠水生植物的根系形成生物膜，能够将动植物的尸体及其他有机物进行降解和利用。原生动物以细菌、真菌为食，浮游生物以原生动物为食，水生动物摄食浮游生物，鸟类和两栖类以水生动物为食。水生态系统形成的生物链，发挥了水体的自净作用，一旦某一环节产生了问题，如水中有机物超出了微生物降解能力，就会破坏生物链，进而破坏水体的自净作用。

河流生态系统也是一个复合系统, 由河岸生态系统、水生态系统、湿地及沼泽生态系统等子系统组成, 其生态健康受水文、地形、动力等诸多因素影响[3] 。向河道内排放污废水、过量用水、挤占河滩地、砍伐森林、引入外来物种以及大规模筑坝、修建水库、河道渠道化等水利工程措施, 都会破坏河流生态系统健康【4】。河道内水生生态系统和河岸生态系统遭到破坏, 必然造成生物多样性降低，生物量锐减，河流水质恶化。

4.2找准方法，注重创新

开发生态水体修复技术，是当前水环境技术的研究和开发热点。实际上，大自然在发展变化的长期过程中，本身已经具备了自我净化、自我完善的强大能力，这使得自然界得以持续而有序地运行，其中水体的自然生物净化能力，在人类出现之前的远古时期，就保证了自然界江河湖泊水体的洁净。目前开发的水体生态修复技术，实质上是按照仿生学的理论，对自然界恢复能力与自净能力的强化，可以说，按照自然界自身规律去恢复其本来面貌，强化自然界自身的自净能力去治理被污染水体，这是人与自然和谐相处的合乎逻辑的治污思路，也是一条创新的技术路线。

近几十年，通过大量研究与实践，已明确水环境污染实际上是典型的生态问题， 因此， 在对污染水域进行治理时，应用生态学方法能使生态问题得到最终解决。近年，强调治理与生态修复相结合，甚至更加强调生态修复的作用。从上世纪七十年代起，尤其是近十余年来，日本、美国、德国、瑞士等发达国家纷纷对以往的水环境治理思路进行反思，提出了生态治水的新理念，尊重河湖系统的自然规律，注重对其自然生态和自然环境的恢复和保护，使河湖的综合服务功能得以展现。

4.3综合比对，优势显著

目前，国际上处理河湖水库水体污染的方法主要是三种，一是物理方法，即是通过水利工程措施，如综合调水，底泥疏浚，曝气复氧，机械除藻等达到加速污染物移除与转化的作用；二是化学方法，利用化学药剂的投放，主要起到絮凝沉淀污染水体中内源性负荷磷，释放氮以及化学除藻；三是生态修复方法，通过人工湿地的构建，水生植物栽种，微生物菌群培养,模仿自然生态体系的建立，营造和复原自然生态形态，充分发挥生态净化作用。目前这三种水处理技术的比较发现，物理处理法往往治标不治本,只能作为对付突发性水体污染的应急措施。化学方法花费较高，且易造成二次污染。[5] 生态处理方法兼具安全性、经济性、美观性。这种处理技术不向水体投放药剂，不会形成二次污染；工程造价相对较低，不需耗能或低耗能，运行成本低廉；用生态方法治污，还可以与绿化环境及景观改善相结合， 在治理区可以建设休闲和体育设施， 创造人与自然相融合的优美环境。所以，这种廉价实用技术十分适用我国江河湖库大范围的污水治理工作。

4.4类别划分，总结归纳

水生态修复技术主要包括植物净化技术、动物净化技术、微生物净化技术、仿生植物净化技术、土地净化技术，多自然型河道构建等。

水生植物净化技术，是利用水生植物及其共生的微环境去除水体中的污染物。水生植物能够吸收水中的氮、磷等营养物质，抑制浮游藻类的生长，同时依附生长于水生植物庞大根系的微生物群能够对有机物进行降解，从而实现水中污染物的转移和分解。

水生动物净化技术，是通过水生动物的食物链效应，维持水体中食鱼性鱼类、食浮游性鱼类、浮游生物之间的食物链平衡，达到水质改善的目的。【6】水生动物主要包括浮游动物、游泳动物和底栖动物，他们以水体中的细菌、藻类、有机碎屑等为食物，可有效地减少水体中的悬浮物、提高其透明度。投放数量适当、物种配比合理的水生动物，可以延长生态系统的食物链、提高生物净化效果。

微生物净化技术，是通过微生物对有机物的降解作用，去除水中污染物。水中微生物主要由藻类、细菌、原生动物等组成，以生物膜的形式存在。依靠微生物技术的主要工艺方法有生物廊道、氧化塘、生物滤池、生物接触氧化池等。

仿生植物净化技术，仿照河流生态系统中的沉水植物轮藻，以河道中原有的天然生物菌群作为种源, 在填料丝表面经过生物的自然富集形成生物膜, 通过微生物的生命活动去除水中的污染物质。【7】土地净化技术，以土地为主要处理设施，污水中的污染物质经过土壤－植物系统的吸附、过滤、转移等作用被去除，污水达到一定程度的净化。由于污水中含有大量的氮、磷等营养元素，通过灌溉等方式，土壤、农作物、植物对污染物进行拦截、吸收，既满足了农作物等对营养元素的需要，对污水也达到了净化的目的。

多自然型河道构建技术即多种生物可以生存、繁殖的治理技术，它以保护、创造生物良好的生存环境与自然景观为建设前提,它不是单纯的环境生态保护,而是在再生生物群落的同时, 建设具有设定抗洪强度的河流水利工程。【6】目前治理污染河流趋向于多种技术的综合应用，同时还要考虑河流的污染特点，水利条件，生态环境特征，气候，治理目标等。

5.几点建议

河流的自然环境由水、河道、堤岸、河畔植被以及在此空间生存的生物群落构成。生物、生态技术治理北运河应主要从三方面入手，

一是河道形式的构建，护坡护岸生态材料的开发，生物链的构造与培育。河道形式的构建主要是改造河道流路及河床的物理特性, 即是创造出接近自然的流路, 水流要有不同的流速带。［8］要通过对岸堤生态槽（沟）、河岸边坡湿地、坡脚碎石床、河道碎石床等不同的河道断面构建形式进行研究，构造出适合生物多样性的河道形式。新型生态护槽/岸材料的开发主要考虑对氮磷的吸收，提供有利于植物生长的空间结构，同时保证其抗压、抗冻性达到规范要求。生物链的构造与培育主要从鱼类种群和植物种群的构建进行研究，鱼类种群的构建包括鱼类种类、放养密度，植物种群的构建主要考虑植物种类的选取，通过实验比对研究可得出相关结论。

二是生态净化技术的研究与应用。首先在北运河选取实验区，局部展开生态净化技术的应用。通过对研究区水体净化的适宜性和应用的工艺流程、工艺参数和处理效果进行研究评价，取得污染负荷、水力条件、植物种群和处理单元设置、生物填料等方面数据，从而研究出适合北运河治理的生态净化技术。

三是建立有效的生态修复技术模式。生态形河流治理，就是在河流空间内，将河道治理、护岸治理、河岸提防治理都融入生态概念，在不影响河道泄洪排涝功能的前提下，更多地运用天然生态因素进行水体的净化，同时营造景观水体满足人们亲水近水的需要。河流的生态治理和修复需要关注水体质量、河道形式、生物链构造、生态系统多样性等多方面因素，需要根据流域的具体情况，从关键影响因素入手，逐一解决问题，逐步建立一套适合本地区及流域特点的水污染控制与生态修复并重的技术模式。

参考文献：

[1]何苗,林岩清,胡洪营.城市污染河流治理的技术思路[C].中国水环境污染控制与生态修复技术高级研讨会论文集,2004,115-124.

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[3]倪晋仁, 刘元元. 论河流生态修复[J] . 水利学报, 2006, 37(9) : 1029-1037.

[4]李洪远, 鞠美庭. 生态恢复的原理与实践[M]. 北京: 化学工业出版社, 2004.

[5]王文广.应用生物生态修复技术治理天津市水环境[J[.水利水电工程设计,2013,32(2):23-26

[6]朴栋海,戴术霞,朴粉善.浅议生物-生态修复技术在水环境治理中的应用[J].中国西部科技.2011,8:18-19.

第5篇：河流生态修复方法范文

    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

第6篇：河流生态修复方法范文

【关键词】青年湖；富营养化；生态修复

辽宁省政府对辽宁友谊宾馆青年湖水质改善工程非常重视，同时我国在污染湖泊的治理方面，工艺技术相对成熟，可确保湖水水质得到有效改善。为了更好地迎接2013年12届全运会在辽宁召开，辽宁省政府与沈阳市政府加快了对市区环境的整治，为城市污染湖泊治理工程建设提供了资金保障。

1.工程概况

青年湖历史上隶属于北陵公园，1971年，为了改善接待环境，确保政务接待的安全，省政府决定将北陵公园西侧12万平方米的青年湖区划入友谊宾馆范围。1985年，省政府投资对青年湖进行了清淤改造；2002年，省政府对青年湖及周边环境进行了综合改造，按照与北陵公园建筑风格相协调的原则，修建了仿古围墙，沿湖甬道。同时为了防渗在青年湖底铺了一层无纺布。

辽宁友谊宾馆青年湖平均水深5m，青年湖湖水来自其临近的北运河河水。每年补水50万m3。由于北运河河床高于青年湖湖面，故青年湖只能从北运河引水，无法向北运河排水，使整个青年湖形成死水。

2.水环境问题分析

在对友谊宾馆青年湖基本情况进行了解之后，辽宁省环境科学院对辽宁省友谊宾馆青年湖进行多次采样调研。

首先，辽宁友谊宾馆青年湖大部分点位总磷为0.5-1mg/L之间，个别点位总磷达到2mg/L。大部分点位总氮为2.3-3.5mg/L之间，个别点位总氮达到4.5mg/L。

其次，从监测结果来看，青年湖大湖水质COD指标介于《地表水环境质量标准》III类水质和IV类水质之间。总氮和总磷指标属于劣V类水质。

第三，青年湖属于城市深水湖泊，监测结果表明，不同深度水温差异显著。但总氮、总磷等指标无显著差异，说明不同水层之间存在垂直水体交换。水质改善工程需处理的水量为全部湖水，总水量为48.25万m3。

第四，青年湖水质透明度下降主要是由于湖水中磷、氮含量过高，导致湖水富营养化。从而使湖中藻类大量繁殖，湖水颜色变绿、变深，透明度下降。

3.工艺方案比选及可行性分析

3.1处理水量及设计规模确定

辽宁友谊宾馆青年湖水面面积约10万m2，分为小湖和大湖两部分。其中小湖5000m2，平均水深1.5m。大湖面积9.5万m2，平均水深5m。本工程项目处理总水量48.25万t。

3.2场址选择

由于考虑到友谊宾馆青年湖周边可用地比较紧张的情况，按照水质净化与景观建设相结合，尽量减少工程痕迹，以生态修复为核心的原则，采取原位生态修复，在湖面建造人工浮岛，在小岛、小湖和大湖西南角各安装一套循环过滤系统，并做相应隐藏处理，同时为了增加氮的去除效果，可串联一个沸石过滤装置，在水下安装静音水下风机。

3.3工艺方案比选

根据辽宁友谊宾馆青年湖水质现状及处理目标，共提出4套方案进行比选。一是通过建设净化设施对来水进行净化处理，二是采用抽取地下水补水，三是采用投加药剂的方案，四是采用水质生态修复系统工程。

3.3.1北运河河水净化后补给青年湖方案

源头治理是一切污染治理的根本方法[1]。友谊宾馆青年湖水质较差的原因主要是由于进水氮、磷含量过高。为了从根本上解决这一问题，提出抽取地下水对青年湖补水和北运河河水净化后对青年湖补水两套方案。

目前辽宁友谊宾馆青年湖每年从北运河进水3次，第一次进水30万m3，第二次、第三次进水，每次进水10万m3。一般进水在5天内完成，每天进水6万m3。由于友谊宾馆场地条件限制，选用相对占地较小的石英砂滤池或者生物活性碳滤池。滤池滤料厚度为2m。滤速可以达到10m/d，处理6万m3/d的水量，需要滤池有效面积6000m2。加上构筑物墙体、设备间、管道等占地，总占地面积达到近1万m2。从卫星照片上观察适于建设进水过滤系统的青年湖东南角除去保护隐私的围挡等，可用地总面积不足3000m2，不能满足需要。

目前的进水方式是第一次进水在5月1日前完成，进水30万m3。这主要是因为：一、经过一年的蒸发，升华，青年湖景观用水严重缺乏，急需补水。二、5月1日前后，大伙房水库放水用于北运河沿线水田“泡地”，此时水质较好。如果采用全年进水，北运河水质较差时单靠滤池达不到处理目标。三、5月1日过后各种政务接待陆续开始，必须保证青年湖景观的完整性，短时间，高水力负荷进水。所以将进水时间调整为每年5月至9月均匀进水以降低日进水负荷是不可行的。

由于友谊宾馆可用于建设项目的场地有限和短时间、高水力负荷进水的特殊要求。采用北运河河水净化后补给青年湖方案是不可行的。

3.3.2抽取地下水补水方案

友谊宾馆绿化用水每天用水700m3。同时考虑到湖水蒸发等因素，每年补水50万m3。由于湖水较深，冬季深层湖水并不结冰，补水为全年补水，平均每天补水1370 m3，每小时流量57 m3。采用上海蓝升泵业200QJ50-78/6 19.5KW，流量60m3，扬程78m。单价 6048元。运行费用主要是水泵电费和自备井水费。合计年运行费用109.67万元。

从上述分析可以看出采用抽取地下水补水方案，投资成本和运行费用都比较低。但此方案在进行投资估算中假设了2个前提：1、不用经过地质勘查，可以确定抽取70m深地下水时青年湖水位不下降。2、根据辽宁省及沈阳市相关法规，抽取地下水补充景观用水是允许的。

通过进一步的调查研究，我们发现友谊宾馆青年湖最深处水深达12m，湖水已经与浅层地下水相连接，很有可能抽取70m深地下水时会形成小循环，无法通过抽取地下水补充青年湖水。另外在《辽宁省禁止提取地下水规定》中提出，自2011年4月1日起施行，全省各地禁止提取地下水。

因此，抽取地下水补给青年湖景观用水，不仅在技术可行性方面存在问题，在政策法规方面是坚决禁止的。

3.3.3投加药剂方案

投加药剂是治理重污染水体常用的方法。重污染水体由于厌氧反应产生氨、硫化氢等臭味气体时，通过投加各种氧化剂可以快速缓解和降低臭气浓度，取得较好的效果[2]。常用作杀藻剂的化学药品有硫酸铜和西玛三嗪。采用药物，数天内对杀藻会起到效果，但长期使用会造成湖泊退化。

使用化学药剂除藻，需要向水中引入新的化学成分，这些化学成本不仅对藻类有抑制性，对其他生物也存在毒性。如治理微囊藻水华的方法，多用硫酸铜等药物清杀，但在生产实践中发现有时候并不理想，往往在清杀之后，微囊藻水华照样大量出现[3]。此外，现阶段的清杀药物对藻类并无选择性，在杀死微囊藻水华的同时，也杀死了其他藻类，污染了水体。

辽宁友谊宾馆青年湖湖底铺设防渗膜，如果采用一般的氧化剂或絮凝剂投加方案，将对整个青年湖的生态链造成极大不良影响。所以本次药剂投加方案选用了一种韩国GCM水处理剂，该水处理剂选用天然无机材料作为原料，通过酸化、煅烧、粉磨等多道工序制作而成，处理效果较好。GCM天然复合无机水处理剂价格是64.9元/kg，GCM是1kg大约能处理40吨的水，所有总水量是95万吨，所以大约需要是23.75吨。一次投加药剂的药剂投资为154.14万元。一次投加药剂后可维持较好水质时间为1个月。

由上述分析可以看出，虽然GCM天然复合无机水处理剂生态安全，处理效果好。但由于青年湖水量太大，GCM药剂价格相对较高，导致单次加药造价过高，缺乏一定的实用性。

3.3.4生态修复方案

生态修复方案是当前广泛应用于城市湖泊治理的一种综合性水质修复方案集成[4]。北京的陶然亭公园内的景观湖，深圳荔枝湖等众多景观水体均采用生态修复方案。

近年北京陶然亭公园补水水源变为再生水，园区水域水质不断恶化，水华频繁发生。因此，急需通过水质改善工程提高水体水质，抑制水华发生，提升水体景观价值。由于水体及水源的营养元素指标超标严重，采取综合的减污措施加以去除；而水体静止也是造成水华的主要原因，应增加水体的流动性。综合考虑陶然亭湖水的实际情况，选择循环过滤、软性生物膜载体和水生植物等措施去除水体污染物质；通过循环过滤及推流曝气等措施增加水体的流动性。

深圳荔枝湖湖面总面积10.91万m2，蓄水量为10万m3，平均水深1m。荔枝湖污染严重，水质达不到地表娱乐景观水质标准要求，水体感官差，透明度低，湖水呈暗绿色，局部出现黑臭现象。采用水力自动化曝气过滤、人工湿地净化、臭氧灭藻湖水大循环的处理工艺。

辽宁友谊宾馆青年湖与上述案例最大的区别是湖水深。上述案例的平均水深在1m-1.5m，而青年湖平均水深5m，最深处达到12m。这就使整个工程处理水量远远大于上述工程。所以辽宁友谊宾馆青年湖水质改善项目采用了人工浮岛、循环过滤系统，水下风机曝气以及生物操纵等工艺在内的综合性生态修复方案。

生态修复方案安全、可靠运行成本和费用低。而且在改善水质的同时创造出与辽宁友谊宾馆相协调的优美生态环境。

4.结论

针对友谊宾馆青年湖水体富营养化和无清洁补水的现状，重点对青年湖内水质进行综合治理，采用生态修复的方法，确保湖水水质在的改善提高后保持长期稳定效果。

参考文献：

[1]周怀东，彭文启.水污染与水环境修复[M].北京：化学工业出版社，2005：249-260.

[2]刘正文.湖泊生态系统恢复与水质改善[J].中国水利，2006，（17）：31-33.

第7篇：河流生态修复方法范文

关键词：生态河道 治理 回归自然 以人为本

中图分类号：TV85 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-115-02

近年来，随着我国经济建设的发展，水利等基础性工程的建设也得到了较快的发展，防洪、排洪、灌溉等农田水利设施系统进一步完善，水利行业有了较大的改观，中小河道的治理项目不断深入，而在生态保护、环境保护等可持续发展理念愈加受到人们关注的今天，水利行业中也涌现出了“生态”、“环境”等词汇，给水利的建设和发展提出了新的标准和更高的要求。多年来，闵行区在水利工程建设中，一直重视水环境的治理和改善，但大部分河水水质仍维持在劣五类标准，特别是农村地区，由于污水配套设施不完善，很多污水直接排入河道，造成河道水质进一步恶化，为适应现代都市农业发展要求，就须要大力开展农村生活污水处理和河道生态整治工作，改善河道水环境面貌，构建具有良好循环功能的水生态系统，以实现人水和谐的关系，进而促进农业和国民经济的可持续发展。

1 生态河道治理

生态河道治理是指在河道陆域控制线内，在保证河道防洪、排涝及引水等基本功能的前提下，通过采取一定的人工修复措施，恢复河道水生态系统，从而构建完整、良好的河道水生态系统的活动。

根据生态河道治理的要求和特点，在进行生态河道治理时，需要遵一定的原则，通过确定生态河道治理的目标、利益相关者、分析人类活动对河道功能的影响、识别河道主要天然资产、确定生态河道治理的有限次序，制定出科学合理，符合实际的资产保护和河道改善措施和策略，并对制定的策略和措施进行细化，制定出更加详细、可以度量的目标，对目标的可行性进行分析，制定和设计修复工程的详细计划和评估方案，进行修复工程的组织工作，制定时间进度表，明确施工任务，落实资金来源，在完成以上步骤之后，再进行生态河道治理工程的具体实施，工程完成后，评估确定其达到了生态河道的治理要求后，即完成整个生态河道治理的工程。

生态河道治理需要遵循综合性、协调性、自然性和经济性的原则。生态河道治理的综合性原则，要求在进行修复方案的设计时，既要保证河道的基本功能，又要充分考虑到河流生态功能、景观等功能的要求，同时还要兼顾人们亲水活动的安全；生态河道治理的协调性是指河道要与周边区域发展的特点、沿线的整体风貌相协调；在进行修复工作时，要坚持以人工修复辅助自然修复的思路，因地制宜，充分地利用河道周围的地形、水文等自然环境及河岸、水下物种，以保证构建起的水生态系统能够有较强的自我维持能力；同时，还要考虑到经济方面的影响，在确保达到河道治理目标的基础上，最大限度地降低成本，统筹好前期的建设和后期的维护工作，减少维护成本，以实现河道治理的可持续发展。

2 河道生态治理思路

2.1 水利基本概况

闵行区地处上海市中心城区的西南部，区域总面积371.68km2，现辖9个镇，3个街道，1个市级工业区，现有耕地面积约5754公顷，自解放以来，闵行区水利工程经过了多年的发展，全区的农田水利设施建设都有了很大的改善，基本适应了防汛排涝的要求，但水利建设中还存在着工程老化失修、农田分布零散，灌区规模小、河道引排水不畅、涝渍灾害的防御能力不高，田间排水设施有待完善、农田灌排设施配套不能适应现代都市农业的发展等问题，尤其是河道淤积严重，引排水不畅，极大地阻碍了农业的发展，给闵行区国民经济的发展带来了不利的影响。

2.2 造成河道功能下降的原因

在城市发展的过程中，由于一些企业环保意识淡薄，有时为了追求更高的经济利益而不惜以环境为代价，将未经处理的工业废水直接排入河道，造成河道水体的严重污染，不仅对危害到河道中生物的生存，还给城乡居民用水和正常的工业用水安全带来了威胁。一些城乡居民生活区没有建立污水收集网，日常的生活污水直接排入河道，加剧了河道污染。

另外，农业生产中，长期使用磷肥等肥料及化学农药，对河岸上和河流中生物的生存环境破坏十分严重，河流水体的自净能力逐年下降，水生态循环变差。

而由于水利工程的兴建改变了河道断面，对水流形态及其原有的功能产生了影响，在没有洪水发生时，水流速度慢，极易造成泥沙的沉积，使水生态循环不畅，而在洪水发生的时候，河道断面往往不足，无法达到泄洪的要求，造成一定范围内的洪水灾害。

3 生态河道治理整体设计思路

3.1 治理理念

河道生态治理的目的是通过一定的手段，构建起一种既适合人类生存，又能保持生物多样性的适合自然生存的状态，从而促进人与自然的和谐发展。这一目的表现在实际中的具体要求为水流必须清澈、河岸须有绿色植物、河道的横向要保持空气、水分的流通、河道要尽量保持其原有的形态。

首先是对水体质量的要求，清澈的水流是保证河岸、水下生物生存的基本条件，同时，水流的流势要自然多样，生动丰富；两岸的河滨要有多种类、搭配合理的绿色植物群落，绿色植物选择时要根据不同的水情选择合适的物种，尽可能地保留原有的野生植物，营造自然的环境气息；河道的横向要保持空气、水分的流通，以能保障动植物的生存环境；河道的纵向要最大限度地保留期原有的蜿蜒曲折的形态，尤其要避免裁弯取直的设计思路，而要创作条件增加河水自然流势的多样性，减少人工痕迹，体现河流及周围景观的自然性。

3.2 设计思路

根据河道生态治理的思想，在进行河道生态建设时，要坚持将“回归自然”和“以人为本”相结合的思路，既要保留河岸原有的水草、礁石等，恢复河道原有的排洪、蓄水、航运等自然功能，保持河道原有的自然特征和水体流势的多样想，建设仿自然型的河流，还要处理好人、水关系，建立起亲水、安全的人水和谐环境，满足人类活动对河道的要求。

针对闵行区存在的水污染严重的问题，在进行河道生态建设中，应当着重加强截污、治污的管理工作，建立污水处理配套措施，通过沿河埋设管道，设立分级沉淀池对居民生活区的生活污水进行截留、沉淀，将其中对水体有害的物质排除后，再将其排入河道；同时，在建设主要行洪通道的基础上，还应设立多功能的拦污栅，采取一定的保洁措施，对已整治好的河道进行保护，以保证其功能的正常发挥，实现治理的目的。

3.3 生态河护岸在河道生态建设中的应用

生态护岸是指河道恢复后的自然护岸，或是具有自然护岸“可渗透性”的人工护岸，它采用自然材料，形成了一种“可渗透”的界面，具有丰水期泄洪、枯水期补枯，调节水位的作用，还能构成丰富的生态系统，保证河岸横向的空气流通、河岸和河流水体之间的水分交换和调节，使河流地貌更加多样，提高河流的自净能力，同时还能与周围的环境构成一道优美的风景线。这一新型的护岸结构在实践中的不断应用和推广是河道生态治理水平发展的中的一大进步。

4 结语

在生态河道治理中，为了更好地实现“治污、防洪、还生态、促发展”的目的，首先应当坚持将以“回归自然”和“以人为本”相结合的思路，树立牢固的生态和谐理念，注重开发河道的多种功能，加大河道生态建设的宣传力度，提高全社会的生态河意识，大胆创新，在综合性、协调性、自然性和经济性原则的要求下，进行河道生态建设，实现河道治理的目标，从而促进水生态系统的良好循环，达到人与自然和谐相处的目的，促进社会、经济的可持续发展。

参考文献：

[1] 杨琼，张敏秋，周志华，等.永定河绿色生态走廊建设工程中减渗方案的设计与思考[J].北京水务，2011（4）.

[2] 何靖亚.富阳市生态河道治理思路探讨[J].浙江水利科技，2010（1）.

第8篇：河流生态修复方法范文

摘要 基流匮乏的严重污染城市黑臭河流治理是世界性难题。以郑州市贾鲁河为实例，针对城市黑臭河流天然径流少、河道补给水多为生活及工业废水、河流生态功能基本丧失等污染特征，本文提出了基于废水资源化再生利用与水质目标管理结合的基流匮乏型城市黑臭河流的“三级循环、三级控制、三级标准”治理模式；针对水体黑臭问题成因，研发经济有效的污染控制与治理新技术，实现流域排污总量与环境容量的科学衔接，为解决同类型河流水资源短缺与水质目标的达成提供了切实可行的治理模式与途径，并对我国今届黑臭河流治理提供了建议。

关键词 城市河流；黑臭水体：贾鲁河；治理模式；污染控制

工业企业、城市生活等点源导致河流水体普遍受到耗氧有机物和NH。-N的污染，河流黑臭成为中国河流水环境的首要问题。黑臭河流是河水中污染物厌氧分解释放的“表象”与“味道”，由于水体流动性差、水体缺氧乃至厌氧条件下污染物转化并产生NH3-N、H2S、挥发性有机酸等恶臭物质以及铁、锰硫化物等黑色物质，目前还没有明确的黑臭河流评价体系。根据国家重大水专项相关研究成果，建议其阈值为：DO（溶解氧）1毫克／升、臭阈值100、透明度25厘米、色度20，当其中任意一个指标值超过阈值时，则可判定其为黑臭水体。生态基流是维持河流生态系统运转的基本流量，因河道筑坝、渠道化、硬质化，极端降水事件增多，导致坝下长期无水、河道不能蓄水、河道长期干旱，这些河流为基流匮乏河流，它们主要承接污水处理厂废水、农田尾水与农村生活污水。由于其易污染、水体流动性弱、环境容量小、自净能力差等特点，很容易导致水体溶解氧的大量消耗，造成了水体缺氧而呈黑臭状态。近几十年来，黑臭水体的范围和程度不断加剧，在全国大部分城市河段中，流经繁华区域的水体绝大部分受到不同程度的污染。尤其是各大流域的二级与三级支流的黑臭问题更加突出，且劣化程度逐年提高，已成为我国许多大、中城市共同存在的污染问题，严重影响居民生活、城市形象和生态环境。

2015年4月，国务院的《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）对黑臭水体的治理提出明确要求：到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。目前国内外黑臭河流的治理模式，多采用直接治理技术，主要针对河流本身的问题，采取物理法、化学法、生物一生态或新组合工艺等进行治理。国内外对黑臭河流的治理研究已有了一定的成效，并且建立了相关的水质指数关系式以及预测模型等基础理论研究。

根据国家重大水专项“十一五”淮河项目研究成果，本文以淮河流域的郑州重污染城市河流——贾鲁河为例，探讨基流匮乏型城市黑臭河流治理模式及其主要技术方法。

贾鲁河水体污染状况

淮河是国家“九五”开始重点治理的“三河三湖”之首，曾因水污染事故频发而引发国内外广泛关注。2014年国家环境质量状况公报数据表明，淮河干流水质全年都在Ⅳ类以上，但以黑臭河流为主的劣V类水体超过23%。以河南省为例，60条河流中，除5条断流外，其余55条有34条河流已经丧失了城市一般景观功能，已经成为或即将成为“黑臭”河流，位于淮河上游基流匮乏的二级支流贾鲁河为其中的典型代表。

贾鲁河全长246千米，流域面积5896平方千米，占淮河流域的1／49，而污染负荷却占1/9，是淮河流域面积最大、污染最重的河流之一，素有“欲治淮河，必先治贾鲁河”之说。受自然因素所限，贾鲁河天然径流缺乏，多年平均径流量4. 518亿立方米，多年平均流速14.6立方米／秒，年最大径流量15. 72亿立方米，年最小径流量1. 512亿立方米，河道补给水基本为郑州、开封及下辖区县排放的污水，占河流总水量的80%; 2007年污水处理率仅67.5%，废水回用率不足5%，自净能力差，大多数控制断面水质为劣V类，无法达到水功能区划和河流生态所要求的水质标准；2008年贾鲁河陈桥断面的COD为75.4毫克／升，NH3-N为30.0毫克／升，水生态系统完全崩溃，是名副其实的“黑臭河流”，成为制约淮河流域水质整体改善的重大瓶颈。

贾鲁河的“三级循环、三级控制、三级标准”治理模式

贾鲁河流域一方面集中反映了淮河污染的严重性；另一方面作为淮河上游最发达地区，经济发展与环境保护的矛盾日益突出。2005年以来，其水污染控制工作得到了国家、河南省及郑州市的高度重视，通过提高城市污水处理厂处理能力和出水水质要求，深化工业污染防治等措施，使贾鲁河流域水质得到一定程度的改善，但依然不能满足《河南省水环境功能区划》Ⅳ类水体要求。在现有废水处理工艺技术水平下，流域内城市污水和工业企业废水全部达标排放，也很难保障贾鲁河水质达标。

国家水专项“十一五”课题“贾鲁河流域废水处理与回用关键技术研究与示范”提出了基于废水资源化再生利用与水质目标管理结合的基流匮乏型重污染河流治理的“三级循环、三级控制、三级标准”模式（图1），该模式通过工业与工业园区废水处理与资源化、能源化利用，形成点源一区域一流域的“三级控制”；并以“行业间接排放标准、区域排污标准、流域排污标准”的“三级标准”为管控手段，使工业废水和城市污水逐级净化处理与资源化能源化利用；通过构建“工业园区（企业）内部废水循环利用一区域污水再生利用一流域水资源生态利用”的水资源“三级循环”再生利用技术体系，实现废水资源最大限度的再生利用，维持了河流的基本生态流量，保障河流水体达到水生态功能区划的水质目标，实现流域环境容量与排污总量的科学衔接。

基流匮乏型黑臭河流治理的主要技术方法

基流匮乏型重污染黑臭河流治理是世界性难题，技术减排仍是黑臭河流治理的重要手段。针对贾鲁河流域污染的特点，以“点一线一面一管”相结合的原则，建立了支撑“三级控制”的典型行业水污染控制、城市混合污水深度处理和尾水生态净化处理与修复等关键技术体系，覆盖了流域典型行业、城镇生活和区域尾水等主要污染源的控源减排。

典型行业水污染控制方面，研究并应用了基于两级分离内循环厌氧为核心的生物制药废水处理技术、生物制药废水双膜(UF+RO)深度处理分质回用技术、毒害污染物识别与处置技术、工业园区综合废水生物强化处理技术、工业园区污水厂生化尾水深度处理与回用技术、工业园区先进管理技术。采用基于两级分离内循环厌氧为核心的生物制药废水处理技术、生物制药废水双膜(UF+RO)深度处理分质回用技术，为高浓度生物发酵制药有机废水的能源化、资源化处理提供系统集成创新技术。针对一般性工业园区典型污控技术、工艺以及设施应用效果及运行管理现状，基于重点污染物总量减排、特征因子达标排放和生态健康风险控制要求，通过“物化一生化一物化”技术集成优化，构建“生化预处理、生物强化处理、尾水深度净化”技术体系，显著提高了污水厂主体处理系统的纳污能力、抗冲击能力和应急处理能力；通过增加特征污染物排放标准和引入生物毒性评价标准，形成了以“接管企业间接排放标准、园区污水厂综合排放标准、工业卫生再生利用标准”为核心的长效管理和评估体系。

城市混合污水深度处理方面，研究并应用了混合型城市污水高效脱氮除磷集成技术和城市污水达Ⅳ类水质深度处理集成技术。针对贾鲁河流域生化尾水COD、TN、TP难以稳定达到一级A标准，采用“水解酸化+氧化沟十新型混凝过滤”深度净化技术集成以实现强化脱氮除磷，增强对工业废水复杂污染物的适应能力和抗冲击能力，保障出水稳定达到一级A标准。针对贾鲁河流域高质量再生水的要求，采用以新型磁性微球树脂为核心的脱色技术及强化混凝过滤为核心的除浊技术；通过对城市污水生化尾水进行树脂吸附处理，实现对尾水的高效脱色；通过强化混凝，可实现浊度的有效去除，通过调节混凝条件，满足不同浊度要求。经新型磁性微球树脂及强化混凝过滤的集成深度处理与回用技术处理后，出水主要指标不仅达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002) 一级A标准、《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)要求，主要指标还满足地表水Ⅳ类水质标准要求，拓展了再生水的应用范围。

尾水生态净化处理与修复方面，突破了高效稳定人工湿地技术、表流型和潜流型人工湿地处理系统的耦联技术、近自然河道污染生态削减技术、近自然人工滩地一土壤侧渗联合净化技术。基流匮乏型黑臭河流主要来水为经过深度处理的城镇污水和工业废水、COD和NH3-N的浓度远高于地表水V类水质、难以通过一般的地表生态净化处理手段达到水功能区划要求等特点，需要构建重污染河道水体净化的强化与修复技术。高效稳定人工湿地技术将铁屑与湿地基质（粉煤灰、炉渣、碎石）等常用人工湿地基质混合，形成内电解微循环，促进城市与工业尾水中难降解污染物降解、转化，使得COD、NH3-N去除率比对照高出30%以上，TP去除率高出20%以上。表流型和潜流型人工湿地处理系统的耦联技术将潜流型、表流型的人工湿地系统进行串、并联，运用间歇式进水的方式将两种类型人工湿地系统进行优化组合，发挥了单项技术的优势，实现了互补，达到提高COD、TN和TP综合去除的效果，也有效地减少湿地的堵塞。

“三三三”流域治污模式应用实例及实践成效

经过5年多的实践，在“三级控制”方面，通过上述关键技术的研发与示范推广，建成了河南拓洋制药废水处理、五龙口混合型城市污水深度处理与回用、贾鲁河生态净化工程等5项示范工程。在“三级标准”应用方面，基于水质目标管理，建立了环境容量与总量控制相结合的小流域间接排放标准，并在贾鲁河、双洎河等子流域得到推广应用；制定了发酵、制药等流域重污染典型行业污水排放标准，并初步探索了基于河流生态健康保障的流域功能与生态健康标准。在“三级循环”应用方面，实现企业内部中水循环利用、区域尺度尾水综合利用，流域范围河道生态补给利用。

通过“三三三”模式的综合应用，在贾鲁河流域削减COD l.1万吨／年和NH3-N 1000余吨／年，相关技术在流域内近20家企业得到推广应用，直接经济效益2500余万元／年；建成贾鲁河生态净化工程18.5千米，处理水量20万立方米／天，削减COD 49%、NH3-N 76%和TP 36%，透明度增加85%，河流出现黄河鲤鱼等土著种，水生态质量显著好转。实现大王庄主控断面2014年COD 23. 37毫克／升和NH3-N 2.05毫克／升，基本达到了“水清岸绿、鸟鸣鱼戏、人水和谐”的景观。2015年6月5日（世界环境日），中央电视台财经频道“经济半小时”栏目对贾鲁河的水质改善作了专题报道。“三三三”流域治污模式也从侧面被实践证明了是根治黑臭河流切实可行的系统治污模式。

基流匮乏型黑臭河流治理建议

加强河流黑臭评价标准研究

水体黑臭评价作为一种特殊的水质评价，目前在国内外尚无确定性的专门评价方法和标准，直接影响到黑臭河流的治理工作。比对国际标准，现行的水质Ⅳ类、V类标准缺少透明度、嗅殊、叶绿素、特征污染物等评价指标。在水质常规指标中，DO作为单一临界指标法中使用的判别指标，是判别水体黑臭的关键指标。但由于导致水体发黑发臭的因素很多，其值受到河流地理位置、水文水利条件、周边物理环境以及物理化学性质的影响，因此加强黑臭河流评价的综合指标体系研究，可为更科学的提出治理措施提供理论依据。

加强控源减排严格控制各种污染源

黑臭河道整治的关键是截污治污，否则不能从根本上改善水质。解决水体黑臭、提高DO的主要技术途径包括河流水文条件改善、COD控制、NH3-N控制。其中NH3-N已成为各大流域主要耗氧污染物，是未来河流水质的重点控制指标。完善与推广基于流域水质目标管理的基流匮乏型重污染河流“三三三”治污模式，抓住城市生活污水、典型工业行业、农业面源污染等重点污染源，形成基流匮乏型黑臭河流“控源减排”成套技术。加强市政污水管网建设，尽可能地将污水纳管后经污水处理厂处理后再排放，严格控制进入河道的各种污染源。

提高废水深度处理与回用

水的流动性差是基流匮乏型黑臭河流形成的关键原因。城市污水通过净化作为缺水城市水源补充是一个主流方向。基流匮乏型河流一方面受河流自然净化能力不足影响，另一方面农灌及河道补水需求旺盛也是造成其基流匮乏的原因。进一步提高废水处理深度、提高水的处理率与回用率、加强生态净化是解决基流匮乏型河流水资源短缺问题、实现污染减排与水质达标的必要措施。应该加强基流匮乏型河流“生态调水”和“尾水深度净化”，并以河流环境容量推算污染物受纳总量、污染物排放限值等控制标准，利用再生水作为河道补水并构筑生态水系改善河流水文条件。

加强流域生态风险评价研究

基流匮乏型河流其生物毒性及安全性越来越受到关注。健康的生态系统是稳定的和可持续的，在时间和空间上，能够维持它的组织结构和系统内部的调节。生态风险评价是评估由于一种或多种外界因素导致可能发生或正在发生的不利生态影响的过程。城市工业混合尾水对斑马鱼有显著的内分泌干扰毒性和遗传毒性，经生态净化处理能有效削减水体中30%～40%的内分泌干扰毒性和40%～60%的遗传毒性。需加强重点行业企业和集中式污水处理厂有毒有害物质排放的生态风险评价，同时加强生物修复技术使用的区域环境生态风险评估方法、评价标准和评价体系研究。

强化水质目标管理建立长效管理机制

第9篇：河流生态修复方法范文

关键词 生态功能;区划;永定河

中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2010)09-0134-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.09.023

生态系统服务功能是指生态系统及其生态过程所形成的及所维持的人类赖以生存和发展的生态环境条件与效用[1]。生态修复强调生态恢复过程中人类的主动性,一般是对原有的受损生态系统进行改进和修补 ,以提高和恢复生态系统的部分结构与功能,其关键是恢复生态系统的功能,并使系统能够 自我维持[2,3]。生态功能区划是依据生态系统特征、受胁迫过程与效应、生态服务功能重要性及生态环境敏感性等分异规律而进行的地理空间分区[4]。生态功能区划能够为维护区域生态系统服务功能,进行区域生态修复与环境管理提供地理空间上的框架[5],目前已成为领域内的研究热点。我国于2002年了《生态功能区划暂行规程》[6],为相关工作提供了原则上的技术指导,在学术界,亦有诸多学者开展了相关研究。大部分是以行政区划地域为研究对象,主要包括省域生态功能区划[4]、城市生态功能区划[8-9]、县域生态功能区划[9],还有部分学者对地域内具体自然要素生态功能分区进行了探索,如湖泊生态功能区划[10]、生态河岸带功能分区[11]、水生态功能分区[12]等。20世纪80年代以来,永定河由于水资源紧缺,生态系统退化严重,生态服务功能急剧衰退。 随着经济社会的快速发展,首都北京对永定河生态服务功能提出了新的需求,永定河生态修 复已经提上了议事日程。河流生态修复是一项功在当代,利在千秋的事业,即将大规模展开 的永定河生态修复将成为我国生态修复建设的标杆性工程。本研究根据生态功能区划的原理,结合永定河的自然环境特征,利用GIS和RS技术进行永定 河生态问题和生态服务功能重要性分析,在此基础上进行以调控河道生态修复为目标的生态 功能区划,以期为永定河生态修复提供科学依据,亦对生态功能区划技术与方法的应用领域 进行探索。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

永定河北京段(幽州―梁各庄)位于北京西部,流经门头沟、石景山、丰台、大兴和房 山五个区,主河道长约170 km,流域面积为3 168 km2。2007年永定河北京段流域常住人口440万人,GDP为1 150亿元,地方财政收入103亿元, 占全市的5%。本文生态区划范围为永定河北京段河道两边500 m区域,但考虑到河道功能分区不能脱离河道对应流域范围生态现状、生态功能特征及社会经济发展规划,因此本文分析相关内容多以流域为对象。

1.2 数据来源

本研究使用的数据主要包括土地利用/覆被变化数据、自然资源数据、环境质量数据等。土地利用/覆被数据以2009年SPOT数字遥感影像作为数据源,解译生成coverage类型数据,第一大类分为6种类型,其下又分为25个二级类。 自然和社会经济数据主要来自研究区相关的统计年鉴、水资源公报、环境质量报告书等。

2 生态区划目标、方法与原则

2.1 区划目标

永定河河道修复生态功能区划是以指导河流生态修复为总体目标,具体的目标包括 :明确流域生态系统类型的结构以及空间分布;明确河段主要生态环境问题及空间分异;确 定生态环境敏感性与生态功能重要性分布;提供河道生态功能区划,明确各河段生态修复的 方向与调控指标。

2.2 区划原则

在生态功能区划中,将遵循以下原则:全面规划、统筹兼顾原则;突出生态功能体系的整体协调原则;区域共扼性原则;防洪与生态景观优美、农作物经济利益的协调原则;可持续发展与前瞻性原则。

彭?涛等:永定河河道修复生态功能区划研究

中国人口•资源与环境 2010年 第9期2.3 区划方法与技术路线

研究方法主要是在区域生态环境调查与搜集流域相关资料的基础上,利用RS与GIS技术,首先进行生态环境现状评价,明确区域生态系统的空间分布;其次进行生态问题分析与生态功能重要性评价,分析主要生态环境问题的现状和趋势,确定生态敏感区域及生态功能重要性的空间差异;最后根据生态环境特征的相似性与差异性及相关发展规划对河道进行分区,提出不同河段生态修复调控指标。具体技术路线见图1。 图1 河道生态功能区划技术路线图

Fig.1 Technical route for river ecological

function regionalization

3 永定河河道生态功能区划

3.1 自然资源特征分析

3.1.1 地形地貌

永定河北京段地势北高南低,最高海拔约2 263 m,最低为17 m,总体纵坡为1.64‰。三家店以上段干流称山峡段(上游),河道长92 km,河道平均纵坡3.1‰,地貌类型多为山地侵蚀构造地貌,以中山、低山丘陵和河谷台地为主。三家店至卢沟桥称卢三段(中游),河道长约17 km,此段河道已脱离山区而进入低山区及平原,河床淤高,河道纵坡为2.65‰,形成具有河床、滩地、阶地等。卢沟桥至市界梁各庄段称卢梁段(下游),河道长度为61 km,河道逐渐变宽,河道纵坡为1‰-0.38‰,为河流冲积扇,沙荒河漫滩地与风蚀沙地较多。

3.1.2 土壤

永定河北京段上游海拔1 000 m以上中山地带,土壤为山地棕壤,海拔1 000 m以下 的低山地带,土壤为地带性土类褐色土;其中,在中山阳坡发育着粗骨性棕壤,低山阳坡发 育着粗骨性褐土,而阴坡发育着典型棕壤与淋溶褐土;中游流经城区,多为火山岩及碳酸岩 的褐黄色的亚粘土;下游主要成土母质有冲积洪积物、冲积物和冲积风积物,以潮土为主。

3.1.3 水资源

永定河近十年来年平均入京水量约为4.07亿m3,而可供水资源量仅仅只有0.53亿m3/年 。上游河道水量与降雨紧密相连,一般年份含砂量都在4%左右,流量为3-5 m3/s。中下游常年 断流,区域地下水类型主要为孔隙潜水,补给来源主要是地下径流及大气降水。每年仍有污水入河,包括工业污水和生活污水,地表水体基本达到了富营养化水平,有水河段总体处于地表水二 级标准,为轻度污染。

3.1.4 气候

研究区位于欧亚大陆东部中纬度地带,处在东部湿润区和西部干旱区之间,大陆性气候明显。整个流域平均年降雨量约为556-560 mm,年际变化大,少雨年仅200-300 mm,而 丰雨年则达1 300多mm,区域降雨多集中在6-9月。流 域全年平均日照2 470小时,年平均无霜期200天左右。气温日变化及年内变化都很大,上游 门头沟多年平均气温为11.7 ℃,1月份为零下4.3 ℃,七月份达到25.8 ℃。多年平均相对湿度57%,官厅山峡区间年蒸发量在1 800 m m左右,门头沟站为1 890 mm。

3.1.5 生物多样性

上游山区植被以森林及其次生灌丛群落为主,低山地带气候温和,由于森林遭破坏,植被以落叶灌丛为主。下游几乎已经干涸多年无水,河道几乎是杂草丛生的荒地和几乎寸草不生的荒石滩。河川谷地以农作物和蔬菜等作物为主。流域水生植被主要为沉水植物、浮水植物、挺水植物、湿生草本植物等。流域内野生动物有獾、野兔、布谷鸟等几十种。相关保护区共有国家保护野生动物5目8科11种。

3.2 生态问题分析

3.2.1 山峡段水源涵养能力下降,水土流失敏感性较高

三家店以上流域面积1 291 km2,多为石质山区,地形破碎,陡、急、险坡面积比例高,是山洪易发区,以暴雨径流造成的水力侵蚀的水土流失类型为主。中游在清水河流域和下马岭沟流域存在水土流失区。根据2000年全国第二次土壤侵蚀遥感调查结果为759.03 km2,其中,轻度土壤侵蚀610.16 km2,中度土壤侵蚀148.87 km2,土壤侵蚀模数2 000 t/km2•a,年平均侵蚀量291万 t。近年来,山地绿化工程、人工河道绿化工程的逐步实施,使得区域 的林地、草地覆盖率增加,大大降低了水土流失程度,但从地势、地貌、土壤等自然条件本 底看,区域水土流失敏感性较高。

3.2.2 可供水量下降,水质污染

永定河近年来入京水量不断减少,且水质污染仍在继续。上游工业污染源占主要比例,生活污染源所占比例相对较低。据2008年北京市水资源公报,永定河三家店以上干流河道水质标准为Ⅱ类,污染属有机污染型,污染最重的项目有COD、BOD和总氮。上中游沿河地区及企业缺少市政排水及污水处理设施,绝大部分工业废水及生活污水通过地表直接排入永定河中,每年向永定河排放污水量约为1 500万t。三家店以下河段已多年断水,沿岸首钢、京能电厂、高井电厂等企业大量开采地下水,导致河道及沿岸地区地下水位下降,严重缺水。

3.2.3 下游河道环境差,风沙严重

永定河三家店以下常年断流,使得下游河道干涸,砂石盗采使植被受到破坏,河床,大面积河滩地已严重沙化,成为北京沙尘源地。未被绿化的空白地段,生物多样性较差,每遇 大风便尘土飞扬,直接殃及沿岸、城区及下风向更远的地区生态环境。

3.2.4 防洪标准未达标准,危及防洪安全

历经多年整治,永定河流域已初步形成防洪体系,但仍存在堤防防灌标准不足且有缺口、建 筑物壅水、阻水等影响行洪安全的因素。目前,除卢三段左堤外,永定河现状防洪标准只接 近100年一遇,未达到《北京城市总体规划》(2004-2020年)提出的北京“中心城按不低于200年一遇洪水标准设防”。上游山峡区间没有控制性工程。卢三段石电灰管桥处行洪断面狭窄,形成卡口;广宁路漫水桥、京原路漫水桥行洪标准不足10年一遇。下游地区河道内种植农作物现象普遍,阻碍行洪。

3.2.5 植被结构简单,生物多样性下降

永定河水质污染导致上中游湿地富营养化显著,水生生物大量死亡,使得对生存环境敏感的生物群落或物种迁出湿地。永定河三家店拦河闸以下断流,农作物种植业的发展迅速,河道景观不断变化,生态格局极不稳定,影响生物栖息。过度的资源利用和环境开发建设造成生态与环境质量下降,物种多样性降低,并影响了该区域生态系统自我调节和恢复能力,致使 流域内水、陆生的鱼、鸟等野生动物变得稀少,生物多样性下降严重。

3.3 生态功能重要性评价

生态服务功能重要性评价是针对典型生态系统,评价生态服务功能的综合特征。根据永定河实际情况,本研究主要针对生物多样性保护、水源涵养、土壤保持、净化环境、娱乐休闲等5方面生态服务功能进行重要性评价。首先,根据生态功能价值评估相关的研究成果[13-14] ,评估永定河当前生态现状下的生态功能及分项功能的空间差异;在此基础上,结合《北 京市永定河综合规划报告》、《北京市永定河生态环境建设规划报告》及相关区县对永定河 相应区域的社会经济发展规划,综合确定永定河流域不同河段对应区域的生态功能重要性差 异与河段对应的生态功能定位。

3.3.1 水源涵养

生态系统水源涵养服务功能重要性在于整个区域对评价地区水资源的依赖程度以及洪水调蓄 作用大小。生态系统水源涵养与水文调蓄能力主要受植被类型及其结构、地表层覆盖状况以及土壤理化性质等因素的影响。森林生态系统具有巨大的涵养水源和调节径流的功能,具体包括蓄水作用、调节径流、减缓洪水、影响径流泥沙等。在国家林业局和财政部联合下发的《国家级公益林区划界定办法》(2009)中对永定河的源头和江河两岸的森林被划分为国家重点生态公益林。永定河北京段水源涵养最重要地区主要分布在三家店以上的区域,区内森林覆盖率较高,生态系统保护较好,对于调控永定河水量、延缓洪峰具有极其重要作用;另外,永定河门头沟段湿地自然保护区的湿地资源十分丰富,对调节径流、涵养水源具有重要作用。

3.3.2 土壤保持

土壤形成与保护功能是在分析现有土地利用/覆被水土保持功能现状的基础上,考虑对于北京市风沙防治的作用,确定不同区域的功能差异。研究区土壤保持功能最为重要区域为三家店以上峡谷区河段,上游峡谷区坡度较高,降雨极易引起山体滑坡与表层土壤的流失。近期通过河段周围的大面积绿化工程的实施,有效防止了水土流失,使永定河水含沙量大为 降低。土壤保持功能另一重要区域是下游南五环以外河段,此段常年断流,已经成为影响北 京市内风沙的重要源头。当前农田生态系统以及部分规划的人工绿地工程,将对于防风固沙 起到重要作用,从而促进该河段的土壤形成与保护。

3.3.3 净化环境

生态系统的净化环境功能主要是指生态系统的固碳释氧、吸收有害气体的功能。森林、草地、农田等生态系统通过绿色植物的光合作用,能够固碳释氧,中国北方森林的CO2吸收率为13.6 t/hm2[15],吸收有害气体主要包括吸收SO2、氟化物、氮氧化物。区域净化环境功能第一关键区域是上游峡谷区,这一区域存在大面积林地,其固碳释氧、吸收有害气体能力极强;第二关键区域是中游城市景观段,包括河道两侧的防护林区域及规划城市景观湿地,其对于吸收SO2等有害气体,减噪作用巨大;另外,下游部分地区的农田生态系统对北京市的具有生态屏障作用,农田作物具有很强的光合作用,固碳释氧能力较强。

3.3.4 生物多样性

生物多样性重要性评价主要是评价区域内各地区对生物多样性保护的重要性。本研究遵循优先保护生态系统及野生动物物种分布与生态系统相关性原则,对该区生物多样性保护重要性进行定性评价。永定河北京段的生物多样性十分丰富而且独特,考虑到不同区域内动植物,特别是珍稀濒危 动植物种的分 布、保护级别、特有性、干扰程度不同,以及人力物力有限,区域社会发展需求等,划分出 优先保护地区。根据《永定河绿色生态走廊建设规划》,从2009年起,北京段上游的山峡段,将建设景观面积为180 hm2的6处湿地;城市段,将形成由溪流连通的湖泊和湿地,6处湖泊面积达到680 hm2湿地。区域生物多样性保护最为重要的区域是上游峡谷区,主要包 括目前已经存在的森林生态系统、湿地生态系统以及规划中的湿地生态系统。

3.3.5 娱乐休闲

生态系统为水生生物和陆地生物提供了不同的生境,同时也为人类提供了重要的休闲娱乐服务和美学文化功能。根据实地调查与相关景观规划,永定河北京段休闲娱乐功能最重要区域为上游峡谷区、其次是中游河道两岸与下游个别点状分布的景点、娱乐区域。三家店以上基本常年有水,使得该区域的休闲娱乐功能最为突出,如珍珠湖旅游风景区、妙 峰山以及落坡岭河道两岸等地区;中游城市段规划的人工景观公园是周边市民工作之余娱乐 、散步的第一选择,娱乐休闲功能突出;下游大兴段个别景观区,是人们休闲娱乐常去之处,如黄村公园、半壁店森林公园等。另外,各县区规划发展的多个景点区,也可以提供休闲 娱乐的重要功能,如首钢滨水公园、宛平湖、晓月湖等。

4 永定河河道修复生态功能区划

在充分认识永定河流域生态系统结构、功能及其形成演变规律的基础上,以可持续发展理念与生态系统服务功能理论为指导,以实现区域生态修复分区控制为目标,通过对流域区域社会、经济及自然复合生态系统的特点进行综合调研分析,结合永定河防洪功能的基本定位,考虑永定河(北京段)区域经济社会发展状况及其发展规划,确定河流修复生态功能分区,共5段,并提出修复方向与调控指标。

4.1官厅山峡-自然段(幽州-落坡岭)

官厅山峡-自然段(幽州-落坡岭),主河道长约65 km。山峡-自然段为天然河道,对应 流域范围内土地覆被以林地为主,夹有零星未利用地,在整个永定河生态系统中具有最为重要的水源涵养、生物多样性保护功能;官厅水库是北京市水源地之一,担负着向北京供水的重任,河道承担保护引水水质的任务。

根据最新《北京城市总体规划(2004年-2020年)》,在功能分区中,本河段主导功能为“生态涵养发展区”,需要进行重点治理、恢复和保护,开展山区水土保持、改善河道水质、绿化及配水工程等,通过草、灌木、树木合理搭配种植与修剪,减缓土壤侵蚀,减少含氮磷等污染物的暴雨径流入库区,控制面源污染,起到稳定水体生态系统,缓冲陆地污染物对水体的冲击作用。

在充分保护自然生态系统的同时重点发展旅游、探险、度假、休闲、会议、运动为主的产业,推动原生态景观的保护与旅游业的生态化改造,可适度开发珍珠湖、落坡岭等旅游风景区。修复工程可进一步划定河岸水土保持缓冲区、中上游生态治理功能区、自然保护区、生态旅游区、水生植物观赏区等。

总之,此段河道周边自然生态系统保护较为完整,在未来应以限制开发、充分保护为主,努 力维护和增强其水源涵养、风沙防护、水土保持等方面的生态功能。河道生态修复指标应以水量、水质、生物多样性、湿地面积等指标为主。

4.2 官厅山峡-近自然段(落坡岭-三家店)

官厅山峡-近自然段(落坡岭-三家店),主河道长约27 km。此段属官厅山峡的延伸部分,地势较第一段稍低。对应流域范围内土地覆被中林地比例降低,有较大面积的未利用土地及一定比例的建设用地。未来对该流域的发展主要应加强绿化建设和生态恢复,以生态维护、水 源保护、适度旅游和生态农业开发为主。严格控制乃至关停破坏生态环境的产业,综合采取流域生态环境建设、河道防渗与渗滤系统等多种措施,展开水体修复工程建设。尤其是周边湿地的保护,包括三家店核心区湿地、落坡岭核心区湿地等,亦要加强防洪设施建设,提高地区的防洪标准。

从历史变化来看,人类活动进入该区域的程度正逐步加大,此段为自然保护与人类活动的过度区,对应区域生态服务功能以水土保持为主,在未来应以控制开发、合理保护为主。生态修复指标以水土保持、水质类指标、湿地面积为宜。

4.3 城市景观段(三家店-卢沟桥)

城市景观段(三家店至卢沟桥),主河道长约17.4 km。此段河道毗邻市区,对应流域范围内以建设用地为主,受人类活动影响显著。由于此段开始,永定河开始常年断流,几乎没有水生生态系统存在,生态系统以陆地生态系统为主。植被系统受到严重破坏,覆盖率不高。

河道上半段位于城区中心,防洪设施水平直接影响着两岸安危,目前河道为高出地面的地上悬河,两侧为高筑的水泥大坝,将来在永定河生态修复工程中,此处要重视生态工程建设和非工程体系建设,切实注意防洪建设;同时,要防止污水排泄,以免污染地下水质。

河道下半段已出城区中心,河道下降,两岸或河道内出现绿化带以及农业经济作 物的种植。在未来,此段应主抓一些重点河道综合整治工程,要注意疏挖石电灰管桥卡口段,改造京原路漫水桥和广宁路漫水桥等阻水建筑物,平整、疏挖京原公路桥以上及黄良铁路桥以下河道。

另外,此河段周围,历史遗迹和文化遗留非常多,如乾隆帝亲笔提写的“卢沟晓月”碑刻等,应加强恢复与治理,发展旅游休闲产业,亦可适度发展沿岸种植经济带。

在未来在控制水质的同时,生态建设要结合景观设计,在保证防洪要求的前提下,积极营造城市景观河道,既改善周边的生态环境,又为市民提供休闲娱乐场所,开发此河道沿岸的历史文化资源。生态修复指标以生态用水量、地下水位、人工湿地、绿化面积、人文景观、水质、防洪类指标为主。

4.4 郊野-人工绿化段(卢沟桥-黄良路)

郊野-人工绿化段(卢沟桥至京良路南约20 km),此段河道长约39.8 km。此段开始常年无水,河道干枯,河床,每遇大风便尘土飞扬,成为北京沙尘源之一。对应流域范围内以耕地为主,并有建设用地分散分布,目前人工林地、草地逐渐增多。此段河道较为开阔,有大面积的滩地,河道内种植大量庄稼,生态服务功能以农产品产出为主。未来在保障行洪安全的前提下,应综合利用、开发荒滩地,增加人工绿地面积,增强其休憩功能,使其成为北京郊野公园。受水资源的制约,河道生态建设以绿化及配水工程为主。修复指标应以人工绿地、防风固沙、植被保护、生态用水、人文景观、防洪类指标为主。

4.5 郊野-自然绿化段(黄良路-梁各庄)

郊野-自然绿化段(京良路南约20 km-梁各庄),此段河道长约21 km。此段为永定河出京的最后一段,常年无水,河床,遇风沙尘多。河道善冲善淤,堤防宽窄变化很大,行洪河道与滩地之间没有明确的固定界限, 河床较高。对应流域范围内土地利用覆被主要为耕地和建设用地。河道内或周围建立高尔夫球场或种植庄稼,一方面能起到防风固沙、净化空气作用,并在一定程度上改善河床生态环境;但是另一方面,河道内种植大量庄稼,会延缓水流速度,降低排洪能力。生态服务功能以农产品产出、防风固沙为主。未来应加强其土地利用方向的控制,引导当地农民合理利用土地,不可忽视对排洪能力的维护。目前大部分河道已经被当地农民种植农作物,因此可在保障泄洪顺畅的同时,进行适度开发。该段河道河堤内淤有细土滩地,滩地多有冲淤,弯折较多,主流左右迂回,水流很浅。将重点通过植物配置创造植物景观。修复指标应以防风固沙、防洪、人工景观、人工绿地、人文景观类指标为主。

5 结 论

本文探讨了以河流修复为目标的河道生态功能分区方法与步骤,重点考虑河段生态系统结构和功能,充分利用GIS技术,把永定河主河道分为5个区段,并结合当地社会经济发展状况和相关规划等因素,提出了各生态系统分区修复指标,为顺利开展河流生态修复打下了坚实基础;同时,本研究亦是对生态功能分区理论与成果应用的积极尝试。由于数据等原因,使得本研究在单元精度、定量化分析方面还稍显不足,今后在研究过程,将进一步加强与改进。

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Study on River Ecological Function Regionalization of Yongding River in Beijing

PENG Tao1 WU Jianzhai2 JIANG Guanghui3

(1.Development Research Center of China Association for Science and Technology,Beijing 100045,China;

2. Agriculture Information Institute, Chinese Academy of Agriculture Sciences, Beijing 100081, China;

3. College of Resource Science and Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)