河道生态修复技术范文

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篇1

中图分类号：TV85文献标识码： A 文章编号：

引言

河道生态系统是流域生态系统的一部分,人类在水利方面对河流的研究和开发利用已达到相当高的水平,但从生态角度研究河道生态修复课题是近年才开始的。河道生态修复技术是一项清洁环境的低投资、高效益的技术，它可以建立一个与周围环境相互协调、协同发展,保持社会经济可持续发展的良性循环系统。

一、河道生态修复的必要性

人类在河道整治取得经济快速发展的同时,也给河道带来了致命的后果,导致河道生态环境严重恶化,现已发展到了必须尽最大可能修复河道生态环境、恢复或重建河道生态系统的境地。究其原因如下:

1.1生物多样性减少。河道整治改变了水体流动的多样性,许多生物生息地环境改变甚至消失。随着生活水平的不断提高,在人们对河道环境的要求越来越高的今天,提倡河道的生物多样性具有重大的现实意义。

1.2自净能力降低。天然河道均具有一定的自净能力,水泥衬底和护衬割裂了水体与土壤的关系,使水体与土地、生物和环境相隔离,导致河道的自净能力降低。为了保证河道水体功能符合预定功能的要求,必须确保河道有较大的自净能力。

1.3生态系统的可持续性受阻。对河道生态系统的开发、处理,必须考虑河道生态系统的可持续性,协调人与河道之间的关系,维护河道生态系统的可持续性,故河道的生态修复不仅是对传统河道整治的补救措施,也是今后河道整治的良好借鉴模式。

1.4洪涝灾害的危害增加。河道被裁弯取直使河道束窄加深,硬化覆盖使河床不透水面积增加,导致河道泄洪功能减弱,给防洪带来了隐患,导致洪灾总体风险不断增加。

二、河道生态系统修复原则

2.1自然原则

使河道完全恢复受人类干扰前的原始状态几乎是不可能的。河道的生态修复趋向于运用自然材料。如使用木桩、抛石、沉石进行护坡护岸,河堤采用乔、灌、草立体防护。在河道内营造适宜的生物栖息环境,增设过鱼通道,调整河道结构,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩与沙洲等,模拟自然状态,创造良好自然环境与景观,促进自然生态系统良性循环。

2.2生态原则

因地制宜发展稳定塘,人工湿地及生物栅,生物浮岛等处理技术,重视河岸植被建设,构建河流生态走廊,治理与控制河堤水土流失,在水域内,种植各种喜水、耐水植物,发展水生动物,提高水域生物净化功能。既可降低费用,又可实现对污水处理工程难以处理或处理费用较高的污染物的有效控制,既具有景观效应,又可改善局域气候,提高生物多样性保护等生态功能。

2.3整体景观原则

生态修复要从三维空间考虑,统筹进行上下游、左右岸,由河底至堤岸多层次立体修复,社会经济发展模式优化与河流各要素恢复相结合,统筹考虑沿岸的土地利用,水土保持,水资源利用等多方面的整体要求。河流生态修复工程设计中应考虑景观美学要求,合理规划河岸带宽度,控制污染,突出景观设计,尽显回归自然,将河道景观与周围社区环境有机地融为一体,满足居民的休闲娱乐与亲水需求,将治理、净化、修复与环境景观美化有机统一,营造人水和谐的生态空间。

三、河道生态修复技术措施

3.1先期处理技术

河流生态修复的前提是进行必要先期处理,实施污染控制和治污。如若不进行先期处理,许多以生态修复为基础的技术就无法开展。先期处理技术包括:外源性控制技术和内源性控制技术。

（1）外源性控制技术

发达国家进行河道生态修复的经验表明,要发挥河道的生态功能,控制污废水直接排放入河道是减轻河道污染的根本措施。河道水质的恶化主要是由外界输入的大量营养物质在水体中富集造成的,切实控制外源性营养物质的输入,是河道生态修复的重要前提。为此,必须加大外源性营养物质输入控制技术中的截污工程和引排污染源工程的建设力度。

（2）内源性控制技术

大型水生植物大多具有吸收河道内源性营养物质的功能,某些植物的根茎还具有抑制底泥中营养物质释放的功能,这些大型水生植物在生长后期又能较方便地去除,从而带走河道中过多的营养物质。同时,一些植物对藻类包括形成水华的微囊藻有抑制作用,因此通过种植水生植物可在一定程度上实现控制内源性营养物质污染的目的。

3.3形态修复技术

天然河道是蜿蜒弯曲、不规则的,在传统的河道整治中,为了便于进行规划建设或满足现代航运需求,许多蜿蜒曲折的河道被裁弯取直。自然蜿蜒的河道形态能降低河水流速,自然河岸可通过水体渗透和两岸植物的储水起到调蓄洪水的辅助作用,被水泥和钢筋混凝土加固了的河岸阻止了水体的自然交换,导致洪灾总体风险不断增加。同时,河道形态的直线化改变了原有河道的水流流态,水生鱼类也失去了栖息地,对生态环境产生不利影响。在河道整治的工程中,应尊重河道的天然形态,避免直线和折线型的河道设计,通过保持河道的蜿蜒性来保护河道形态的多样性。

3.4生态河堤修复技术

河堤具有廊道、缓冲带和植被护岸等功能,不仅可为防洪安全提供可靠保障,同时还是一道人水相亲的风景线。因此,不仅要高度重视加固堤防工作,而且要同步实施河堤的生态修复工作,把河堤建成防洪和生态兼顾的绿色坚固长廊。通过河堤建设,使河堤符合防洪标准;通过实施河道沿线景观综合整治工程,使河道实现水清、景美的目标,成为自然景观与人文景观相协调的河道生态景观区。

3.5人工湿地处理技术

人工湿地植物根系的输氧作用及传递特性使人工湿地生态系统呈现连续的好氧、缺氧、厌氧状态。在此过程中,60%以上的总氮通过硝化作用和反硝化作用被脱除。人工湿地对氮的去除主要依靠微生物的氨化、硝化、反硝化等作用完成。湿地植物吸收约8%~16%的总氮作为自身的营养成分,用于合成植物蛋白等有机氮,进而通过植物的收割而去除。人工湿地处理是近年来迅速发展的生态污染处理技术,可处理多种工业废水和农业污水。人工湿地利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重作用实现对污水的净化,这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。人工湿地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沉淀、过滤作用,很快地被截留并被微生物利用;废水中可溶性有机物通过植物根系的吸附、吸收及代谢降解等过程被分解去除。随着处理过程的不断进行,湿地中的微生物也繁殖生长,通过对填料的定期更换及对植物的收割而将新生的有机体从湿地生态系统中去除。

3.6生态水体修复技术

河道生态修复的首要任务是水体水质的修复:一是控制污染物流入,增加水量,稀释污染物,输移污染物,提高水体的纳污能力,提高水环境容量和水环境承载能力。二是采取工程措施提高河道本身的自净能力和恢复水体水质,主要方法有:通过水利设施调控引入污染水域上游或者附近清洁水源的水进行冲刷、稀释污染河道,以改善河道水环境质量;加大河道的枯水期流量,增加河道的稀释能力。人工增氧的应急方法,对河道水环境的改善具有极其重要的作用。人工增氧能加快水体中溶解氧与污染物质之间的氧化还原反应速度,提高水体中好氧微生物的活性,加快有机污染物的降解速度。

结束语

总之，生态修复是一项复杂的系统工程,必须依靠自然的自我修复能力,并辅以适当的人工措施，才能恢复河道生态系统的功能,恢复河道的生机与活力,使河道成为水量充足、水质良好、生物多样的良性可循环生态系统。

参考文献

[1]刘小梅.现代城市河道生态修复方法与实践[J].山西水利科技，2010，（04）.

篇2

关键词：重金属污染；底泥疏浚；原位化学处理；生态修复

一、工程概况

某化工有限公司未经审批，擅自进行技术改造，扩大生产规模，在生产过程中，由于购进的矿石原料砷含量较高，其中硫铁矿中砷含量高达5760mg/kg,导致生产废水总砷含量严重超标，并直接外排入河道，造成河水严重污染。

二、砷污染底泥控制技术

重金属污染底泥控制技术主要包括：底泥疏浚、原位化学处理和原位安全固化、调水冲刷等。

（一）底泥疏浚

底泥疏浚是解决河流内源污染的重要措施，其主要是通过底泥的疏挖去除底泥中所含的污染物，清除污染水体的内源，减少底泥污染物向水体的释放。目前，江河湖库的底泥疏浚主要包括机械疏浚、水力疏浚和爆破等3种形式，共有挖、推、吸、拖、冲和爆等六种施工方式。

（二）原位安全固化

河流底泥中的重金属在一定条件下会以离子态或某种结合态进入水体，如果能将重金属结合在底泥中，抑制重金属的释放，则可降低其对河流生态系统的影响。调高pH值是将重金属结合在底泥中的主要化学方法。在较高的pH环境下，重金属会形成硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物等难溶性沉淀物。加入碱性物质将底泥的pH控制在7～8左右，可以抑制重金属以溶解态进入水体。常见的碱性物质有石灰、硅酸钙炉渣、钢渣等，施用量的多少，视底泥中重金属的种类、含量及pH的高低而定，但施用量不应太多，以免对水生生态系统产生不良影响。

（三）调水技术

调水通过水利设施（如闸门、泵站）的调控引入污染河道上游或附近的清洁水源改善下游污染河道水质。调水通过增大污染河道的水量，加速了河水流动，促进污水的稀释，河水在河道中的停留时间缩短，因而不宜在河道中滞留导致黑臭。同时，调水时河道水动力条件的改善使水体复氧量增加，有利于河道自净能力的提高。对于污染河道上游或附近具有充足的清洁水源、水利设施较完善的河网地区，利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的治理方法。

三、污染河道生态修复技术

篇3

关键词：重金属污染；底泥疏浚；原位化学处理；生态修复

一、工程概况

某化工有限公司未经审批，擅自进行技术改造，扩大生产规模，在生产过程中，由于购进的矿石原料砷含量较高，其中硫铁矿中砷含量高达5760mg/kg,导致生产废水总砷含量严重超标，并直接外排入河道，造成河水严重污染。

二、砷污染底泥控制技术

重金属污染底泥控制技术主要包括：底泥疏浚、原位化学处理和原位安全固化、调水冲刷等。

（一）底泥疏浚

底泥疏浚是解决河流内源污染的重要措施，其主要是通过底泥的疏挖去除底泥中所含的污染物，清除污染水体的内源，减少底泥污染物向水体的释放。目前，江河湖库的底泥疏浚主要包括机械疏浚、水力疏浚和爆破等3种形式，共有挖、推、吸、拖、冲和爆等六种施工方式。

（二）原位安全固化

河流底泥中的重金属在一定条件下会以离子态或某种结合态进入水体，如果能将重金属结合在底泥中，抑制重金属的释放，则可降低其对河流生态系统的影响。调高pH值是将重金属结合在底泥中的主要化学方法。在较高的pH环境下，重金属会形成硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物等难溶性沉淀物。加入碱性物质将底泥的pH控制在7～8左右，可以抑制重金属以溶解态进入水体。常见的碱性物质有石灰、硅酸钙炉渣、钢渣等，施用量的多少，视底泥中重金属的种类、含量及pH的高低而定，但施用量不应太多，以免对水生生态系统产生不良影响。

（三）调水技术

调水通过水利设施（如闸门、泵站）的调控引入污染河道上游或附近的清洁水源改善下游污染河道水质。调水通过增大污染河道的水量，加速了河水流动，促进污水的稀释，河水在河道中的停留时间缩短，因而不宜在河道中滞留导致黑臭。同时，调水时河道水动力条件的改善使水体复氧量增加，有利于河道自净能力的提高。对于污染河道上游或附近具有充足的清洁水源、水利设施较完善的河网地区，利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的治理方法。

三、污染河道生态修复技术

篇4

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.244

1 河道治理存在的困难

我国非常注重对水资源的利用，并采取多种措施进行了河道整治，让河道为城市化进程发展发挥作用。但随着人为且不符合自然规律的干涉整治，河流生态系统遭受到乐氐钠苹担即河流出现污染、干涸等问题。因此为了使河道以正常的生态特征促进我国经济的发展，人类需要进行河流生态修复。河道属于自然生态系统中的重要组成部分，其本身具备自我生态修复的能力，然而人们常常采用人为治理的方式，对河道自我生态修复造成影响，致使河流生物逐渐迁徙，甚至死亡。人们在对河道进行整治时，会使河流、水质、植被等都产生影响，这些都是保障河流生态环境的因素，如果其受到影响，则河流生态环境则会受到破坏。

随着社会的发展，人们针对河道治理的措施越来越多，如采用各种技术和设施，使河流转向、断开、加深、拉直等，导致河道的形态被强行改变。河道形态的改变，会影响城市地下水的生态性，使城市供水出现问题。河道本身蜿蜒曲折，符合自然规律，但采用人为整治的方式，导致河道储蓄洪水能力遭受到破坏。人们采用混凝土进行改造，致使自然水体之间不能完成互动，增加洪水发生期间洪水的破坏力，同时也会增加泄洪难度。因此在进行河道治理和改造时，要考虑河道原本的形态，满足自然规律下河流本身的形态。

人为进行河道治理，势必会对自然生长的植物产生影响，很多植物会因为河道改造而逐渐死亡，对自然环境产生不良影响。如果城市主张发展旅游经济，被破坏后植物会影响城市的美感，导致其旅游经济受到影响。而且如果不针对河流和植物进行修复，则会导致城市自然环境越来越差。

2 河道治理的原则

如今人类的生产生活对自然环境的影响越来越大，且人类为了加大水资源的利用率，而采用人为整治的方式，强行对河道进行改造，致使河道生态系统受到严重的破坏。因此在进行河道治理时，不能够强行采用人为方式进行生态修复，而是需要满足自然规律和河流原本生态系统的情况下，适当地采用人为方式进行生态修复。如通过植物改造河岸的方式，进行河道的治理。河道治理工程比较复杂，且需要耗费较大的精力和较长的时间。我国应当注重对各个国家先进治理经验的学习，根据河道实际情况，制定详细的治理规划。除了考虑河道的特征外，还需要结合城市特征和发展规划，进行河道治理规划。在进行河道治理时，不能单单只考虑河道生态系统或城市经济发展，应当综合考虑所有的因素，保障各个因素的协调发展。人们之所以进行河道治理，是希望河道能够最大化满足人们的需求，因此在进行河流生态修复时，要考虑人类的需求。如果城市发展和生态环境出现矛盾，则需要着重考虑生态环境，避免生态环境恶化，影响城市的发展。但仍然需要注意，河道治理不仅仅是自然生态系统的一部分，也是城市规划发展的重要组成部分。

3 河流生态修复技术

3.1 河道形态的修复

人为进行河道修复主要是进行缓坡或低坡的改造，将已经难以发挥作用的拦河坝拆除。同时为了保障河流水体的流动性，需要建设通道，促使河流恢复生态流动的连续性。另外还可以通过建造和埋设沟壑的方式，确保水体流动性更加符合自然规律。为了使河道的泄洪能力得到提升，应当进行堤线和滩地高度的改造，使河流具有增多的流动空间。

3.2 河床断面的修复

人们在进行河床断面的修复时，主要是针对护岸和护坡进行改造。人们之前在进行河道改造时，会在河床上铺设硬质材料，不利于河流生态修复，因此需要将硬质材料拆除，并结合河道实际情况采用石头或鱼巢的方式，进行河床生态修复。另外，还可以根据河道的径流进行河道的拓宽，可以根据相应的分级方式，将河道径流分为多个不同的等级，随后径流级别进行改造。针对已经暴露时间较长的河床，可以通过种植植物的方式，保障河床的生态型建设。通过种植植物进行河床的改造，还可以增加河道的美观性，并对河流水质净化起到作用，符合城市发展规划和生态系统修复的要求。

3.3 河流水质的修复

生态浮床技术、河道曝气技术、外流引水稀释冲刷技术及底泥疏浚等都是目前水质修复的常用方法，生态浮床技术主要是利用水生植物进行河水水质的修复，即通过水生植物及其他物种的关系，提高人工生态系统的作用，以达到降低河流污染的目的。河道曝气的主要作用是河流水质实现自我净化的能力，即通过加速复氧过程，提高河流生物的活性。外流引水稀释冲刷技术，主要是通过引入外流，降低河流的污染负荷，但通过外流引水的方式，会导致河流本身水质受到影响。底泥疏浚的主要作用是清除河流底部的毒害物质。在城市的发展中，工业废水和生活废水对水资源污染效果比较严重，因此在进行河流水质的修复时，还要进行各类废水的控制，避免因为废水过多，污染过于严重，而导致河流水质修复无法产生作用。

3.4 河流生态修复材料的应用

植物是最常用的河流生态修复材料，如芦苇具有净化水质的作用，且其对生长条件的要求不高，因此可以通过大范围种植，促进河流生态系统的修复。另外生物相容型材料具有透气透水等优势，满足多类植物的生长需求，同时其还具备吸附微生物的作用，达到水质净化的目的，因此可以使用发材料进行河流生态修复。

4 结束语

综上所述，随着城市的发展，人们为了使水资源满足生产生活需求，而对河道进行整治，导致河流生态系统受到破坏，出现水资源污染、干涸等情况，因此需要进行河流生态修复。通过上述分析可知，河流生态修复属于复杂且耗费时间较长的工程，需要进行完善的规划，确保河道具有生态性，并满足人类的需求。

参考文献：

篇5

据不完全统计，我国大约有80%的城市河道己受不同程度的污染，由此每年造成的直接经济损失就高达377亿元。据1999年全国环境状况公报可知：我国流经城市的河段普遍受到严重污染，141个国控城市河段中，就有大约63.8%的城市河段处于IV类至劣V类水质。改革开放以来，随着上游城市经济发展的不断加速，煤炭和电力等“耗水型”工程项目的快速建设，形成杂乱无序开发利用有限的水资源问题，加上污水等污染物的肆意排放，造成城市河流水能供需长期处于不平衡状态，水资源严重紧缺，导致流域内生态系统结构功能受到严重的破坏，各类服务功能急剧衰减退化。人民生活水平的不断提高，加上环境保护意识的不断加强，城市居民和政府开始越来越重视河流生态环境功能的修复与保护。由于受传统治理理念的桎梏，许多城市在多年的污水河治理中均以防洪功能为主，在对生态系统进行修复的方案措施上，缺乏统一明确的区域河段生态修复管理目标体系。本文将结合自我对河流污水治理方面多年的研究经验，依据河流生态修复相关理论技术构建河流生态河道修复目标体系，以期与其它河流污水治理生态修复相关工程进行共同探讨。

1 河流生态系统基本组成

河流生态系统的结构是由其内部的生物组分和非生物环境间，通过相互的约束作用，在时间和空间上按照一定序列和联系规则进行整合的组织形式和逻辑秩序。河流中的生态系统同其它水域生态链一样，也具有一定的营养结构、生物种群多样性、以及时间和空间位置坐标等基本特性。

2 河流生态修复技术研究

河道生态修复是指在河流现有基础上，采取相关的技术手段，对已受到污损的河道进行改造与重建，即：通过生态化工程建设，将各种生态修复技术应用到实际河流生态修复工程中，尽可能的恢复和完善河流生态系统功能结构，恢复其应该具有的服务功能和质量水平。

2.1 生态化护坡技术

生态护坡工程施工工艺流程一般为:先在河流边坡岩体上铺上铁丝网或塑料网，然后用锚钉和锚杆将网进行固定，接着用喷射机将两层不同厚度的生态基材喷射至带网状的坡面上，即：第一层厚约5～10cm，不含种子；而第二层厚约1cm，包含生态化护坡专用种子。生态化护坡是利用植被涵水固土的原理对河流开挖边坡进行岩土稳定和美化生态环境的一种新的绿色护坡技术，是集河流动力学、岩土工程力学、生态学、植物学、以及土壤肥料学等多门学科专业为一体的综合性河流生态修复技术。

2.2 河道景观规划建设

河道景观规划建设也是河流生态修复的一项重要技术，主要涉及到河道现有平面和断面两个基础条件。天然的河流中既有凹岸也有凸岸、既有浅滩也有沙洲，不同的河流“微地形“既可以为河流中各种生物生存栖息提供适宜的生境，又可可以减低河水流速、蓄洪涵水、消弱洪水的破坏力等。在对河道生态修复平面景观规划建设时，应尽量保持河道现有的自然弯曲，不应为了进行景观设计而进一步破损河道的生态系统。在进行河道断面景观规划建设时，应在结合艺术功能时，收放有致，不必强求平行等宽，同时要设计出一个能够常年保证有水的水道，且能够应付不同水位、流量等特性的复式断面结构。

2.3 水质生态修复技术

污染受损的水资源水质条件很差的主要原因是水体受污染后缺氧导致河流生态环境功能降低所致。利用相应的机械设备，人工向水体中充入清洁空气或氧气，以加速水体内部复氧过程，从而提高水体的溶解氧水平，通过逐步恢复和增强河流生态环境中好氧微生物的自身活力，加快对水体中有机污染物的降解速度，从而有效改善受污损水体的水质性能，进而恢复河流水体中生态系统综合性能水平。底泥疏浚是污染河流治理过程中最为常用的技术，同时也是一种见效迅速的方法措施。底泥疏实际上就是将河流底部的污染物从水域生态环境中清除出去，不仅可以削减底泥对上覆水体生物的重复污害率，同时可以解决河流底部内源释放造成河流生态受到二次污染。

3 污水河生态河道体系

3.1生态河道构建的基本原则和目标

在突出河流生态功能体系内部整体协调能力的前提下，通过各河段功能的相互补偿调节，实现对河流生态体系的大范围治理；按防洪与生态景观优美、农作物经济利益等功能进行可利用水资源协调分配，遵循可持续发展与前瞻性的建设目标。污损河流河道生态功能修复体系是在河流现有的生态环境结构的基础上，以指导河流生态修复为总体目标。

3.2 生态河道构建体系

本文所构筑的生态河道体系是基于污损河流现有生态环境调查与搜集流域相关水环境资料的基础上，利用先进RS与GIS技术平台，对污损河流进行系统的生态环境现状评价分析，以明确污损河流中流域生态系统的空间结构分布；然后进行各项生态功能评价分析，以期获得水生环境中所存在的生态问题现状和发展趋势,以确定污损河流生态系统中存在的生态敏感区域及分项生态功能重要性的空间特异性能；最后根据污损河流的分布情况，对河道进行分区治理，并提出时间上的不同河段生态修复调控最终指标。

4 结束语

建立生态河道构建体系是污水河流规范化、科学化治理工作的必要措施，是污水河流河道整治理论、技术、以及具体生态修复规划设计工程实践科学合理衔接的重要技术保障。污水河流在进行生态河道整治过程中，其具体方案的制定及具体相应技术措施的采取，应结合河流实际情况因地因时因类制宜，在空间和时间等结构上形成污损河流各河段生态修复的基本方向与综合调控指标，保障河流污水治理工作高效稳定、节能经济的开展。

参考文献

[1] 崔爽,周启星.生态修复研究评述[J].草业科学,2008,25(1):87-9.

[2] 陈兴茹.城市河流生态修复浅议[J].中国水利水电科学研究院学报，2006，4(3):226-231.