期刊大全 杂志订阅 SCI期刊 投稿指导 期刊服务 文秘服务 出版社 登录/注册 购物车(0)

首页 > 精品范文 > 生态修复技术论文

生态修复技术论文精品(七篇)

时间:2023-03-01 16:26:37

序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇生态修复技术论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

生态修复技术论文

篇(1)

关键词:河道整治,生态修复

 

随着社会的发展和人类对河流开发力度的增大,河流的管理问题面临着多方面的挑战。一方面河流要发挥防洪、供水、灌溉、发电、航运、旅游等传统水利功能,另一方面要兼顾河流生态系统健康和可持续性的需求,实现水利功能和生态修复功能的统一,并在开发利用水资源与保护河流生态系统之间寻求相对平衡。目前河道治理主要解决的问题是河道渠道化,传统的护坡工程侧重于工程安全和人类单方面的需要,设计时往往采用不透水的硬质结构,对河流的环境效应和生态补偿重视不够。因此修复河流生态和优化河流管理是保障河流健康的先决条件。基于这一观点,从河流健康的理念出发。对河流的现状、发展及治理进行分析。

1 河道现状

1.1 河道管理现状

近年来,我国在河流管理方面,已采取了许多措施,但是仍有区域性的水污染严重、水资源紧缺、水生态退化、洪涝灾害等问题尚待解决.流域多头管理、职责不明、公众参与不足等现象仍然严重存在。虽然水利工程建设取得了很大成就,但也改变了原有河流生态系统的功能。其主要表现在河流干涸,水生态环境消失;河流功能降低,地表水和地下水污染加重。因此.基于环境变化及社会发展的需要,探讨河流治水方略,修复河流生态刻不容缓。

1.2 存在问题

大多数集镇、村庄、农田及交通等基础设施均零星分布在河道两侧。由于建设用地和耕地资源不足,占用河道水域的现象比较普遍。同时,早期河道的建设规划受历史因素的限制,河道行洪断面偏小,与集雨面积不成比例,甚至出现倒置现象。另外,由于历史上对水土保持工作缺乏足够的重视,造林育林力度不够,水土流失较为严重。此外,防洪堤、堰坝等河道建筑物大多建设年代久远.已运行了30—40年,甚至更长的时间,工程老化现象比较突出。

2 河道治理原则

河道是水生态环境的重要载体。河道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环境,这样既有利于保护河道水生态环境,又有利于提高河流的自净能力。论文参考,河道整治。除满足渲泄洪水要求外,还应尽量保持河道的自然特征及水流多样化。为此,河道的整治要从生态、经济、人文、社会效益等多方面考虑,既要修复自然河道的功能,又要满足人类依赖生存的要求。论文参考,河道整治。

2.1 平原河道治理原则

2.1.1 平原河道特点

平原河道纵向坡降较缓.横断面一般呈复式,河道较宽,阶地、河漫滩较发育,水深较浅。枯水期河道内水量很小或无水,洪水期河势变化剧烈,水流泥沙运动规律复杂,河床冲淤变化无常。近年来由于干旱少雨,河道径流量减少,河床、河滩裸露,有的河段行洪区域内栽植了大量树木及高杆作物,致使河道行洪断面缩窄.影响河道正常行洪。

2.1.2 平原河道治理原则

治理平原河道,要求既满足河道体系的防护标准.又利于河道系统恢复生态平衡。论文参考,河道整治。所以应根据岸坡稳定、正常行洪、表面异质、材质自然、内外透水、成本经济等原则进行。目的是在满足人类需求的同时,还要使工程结构对河流的生态系统冲击最小化,不仅对水流的流量、流速、冲淤平衡、环境外观等影响最小,而且要创造动物栖息及植物生长所需要的多样性空间。治理原则为宜宽则宽、宜弯则弯、宽窄交替、深潭与浅滩交错、急流缓流并存的多自然型河道。

2.1.3 生态护坡技术

平原河道护坡应尽量减少混凝土用量.优先采取自然的土质岸坡、自然缓坡、植树、植草、干砌块石等各种浅护坦.为水生植物生长、繁育及两栖动物栖息繁衍活动创造条件。土堤可采用植树、种草和生物袋等工程措施.以利于保护河道和生态环境的改善;为便于河道管理,防止河岸边坡耕作,可设置防护带,以确保堤防安全。常用的生态护坡形式有抛石护坡、混凝土预制件护坡铺砌、生态砖和鱼巢、土工织物袋、格宾网护砌等。河北省近年来河道常用的护坡形式为格宾网生态护坡和草皮护坡。从工程效果看,格宾网生态护坡优于草皮护坡,且观赏性强。从生态环保方面.格宾网生态护坡属生态环保型护坡,透水透气性好,一定时间后易于植物生长;又由于其柔性结构,故整体性较好.适应变形能力强.能满足河道较大流速对岸坡的冲刷,适应冻胀变形,不易破损,尤其适应北方寒冷地区,是理想的护坡材料。

2.2 山区河道治理原则

2.2.1 山区河道特点

山区河道纵向坡降陡.横断面一般呈“V”或“U”字型,阶地、河漫滩不发育。论文参考,河道整治。河道洪枯变幅大,枯水期流量小,河岸或河堤承受高水位压力时间短。山区河道集雨面积小,暴雨集中强度大,汇流时间短,水流速度快,挟沙能力和冲刷能力强,其推移质和悬移质多,危害性不容忽视。轻则河岸坍塌、淤塞河床,重则损毁耕地、摧毁城镇村庄,直接威胁人民群众的生命财产安全。

2.2.2 河道整治原则

山区河道治理中.要统筹上下游及整个流域相互关系,因地制宜,综合治理,并遵循自然规律,尽量发挥天然河道功能。所以在规划治理中。一方面在流域内采取水土保持措施,退耕还林,封山育林.拦截地面径流,减少泥沙进入河道。论文参考,河道整治。另一方面进行河道整治,采取上堵下排,修建堤防、护岸工程。上堵就是在河道上游修建一定的拦挡坝、沉沙库,拦截泥沙;下排就是疏导河道,清除阻水障碍,使河道畅通。论文参考,河道整治。其次在关键河段修建堤防护岸工程,约束水流,保护岸坡。堤身结构和型式应尽量采用当地的建筑材料。由于山区河流水土流失严重,推移质多,大部分河道内都有充足的卵石材料.可采用大块鹅卵石堆砌、干砌块石等护岸方式,使河道趋于自然形态。还应注意河道的生态平衡问题,充分遵循自然规律.不宜过多改变河道自然特性,尽量保护天然河道的作用。

3 水质改善及污染源的处理

在河道水质污染严重的地区,必须控制点源、面源污染,强调源头治理。通过河道清淤、水面保洁、控制进入河道的污染物总量,实行雨污分流排水体制,减少排入河流的污水量。改善末端治理,对于必须排出的污水,应逐河段进行总量控制(即功能区的水质目标确定后的河段最小环境容量)。必要时需进行深度处理。提出更严格的排放标准。对于易积累的有毒物质,要坚决制止排人河流。根据河流径流时空分布不均的特点和自净规律.合理规划排污口位置和排污时间,按实时水情调度.合理利用水体的环境容量,达到逐步改善水质的目的。

参考文献:

[1]郑可娜.河流健康状况评价及其枯河流管理中的应用[D].北京:国家图书馆一博士论文库.2005.

[2]李宏伟,赵艳丽.宜阳县河道治理思路与措施[J].T程建设与管理,2009,(9).

[3]余国庆,朱雯,邱美娟,等.淳安县山区河道治理规划与设计探索[J].水科学与工程技术,2008,(3).

[4]董哲,孙亚东.生态水利T程原理与技术[M].中国水利水电出版社.2007.

篇(2)

论文关键词:生态修复经济社会可持续发展通渭县

论文摘要:生态修复是对生态系统停止人为破坏,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自身组织能力,使其向有序的方向进行演化;或者利用生态系统的这种自我修补能力,辅以人工措施,使遭~l,at坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。主要指致力于那些在人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。

通渭县鹿鹿山流域水土保持生态修复试点项目于2004年被列入黄河水土保持生态工程试点项目,经过3a实施,项目区内生态环境得到了明显改善,林草覆盖率从52.30%提高到60.29%,农户人均纯收入由1613.80元提高到1967.20元;生态、经济系统开始良性循环,该项目的实施为本区域经济社会的可持续发展打下了坚实的基础。初步实现了人与自然和谐相处。

1基本情况

通渭县鹿鹿山水土保持生态修复项目是黄河水土保持生态工程生态修复试点项目。实施期为2004—2006年,项目区年均降水量500ram,年均气温3~5oC,适宜各类生物生长,属黄土丘陵沟壑区第三副区。该地区为石质山地,项目区辖陇阳、北城、寺子3乡,12个行政村54个村民小组,总人口7839人,人口密度84人/km,全部为农业人口,农业劳动力4706人。人均土地1.19hm,人均耕地0.26hm,总面积93.30kmz。完成封禁面积56.25km2.人工补植9Ohmz,人工种草277.5Ohm2,设立封禁工程围栏5km、标志碑5座、标语牌9O个、封育区“四至”边界标志界碑600个;新建管理房3间、示范养殖圈舍150座。布设植被监测点5个、气象观测点1个、径流泥沙监测点1个,选择监测典型农户60户。

2生态修复成效

生态修复是指对生态系统停止人为破坏,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自身组织能力,使其向有序的方向进行演化;或者利用生态系统的这种自我修补能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或向良性循环方向发展;主要指致力于那些在人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。

该项目实施后,项目区水清、山绿、水土流失减轻,群众的思想观念转变,实现了生物、产业趋于多样化,取得了明显的生态效益、蓄水保土效益、经济效益和社会效益。据测算,到项目实施年限末期,林草覆盖率从52.30%提高到60.29%;监测区年土壤侵蚀模数由1430t/km。·a降为964.40t/km项目区内农户人均纯收入自1613.80元提高到1967.20元;农、林、牧、副各业产值结构由基期的76.70:0.94:17.30:.5.06变为50.30:.1.07:29.50.:19.13;土地利用结构调整为农地:林地:草地:荒地:其他=21.12:20.97:34.30:4.30:18.56。舍饲养殖数量6000多(只),实现牛、马、猪、兔、鸡、鸽等多元化养殖。各产值机构有了较大变化,土地利用结构更加合理,使区域生态、经济系统开始良性循环。该项目的实施为本区域经济社会的可持续发展打下了坚实的基础。初步实现了人与自然和谐相处。

3几点启示

3.1科学规划,对位配套措施是实施生态修复工程的前提

水土保持生态修复是一项系统工程,直接关系到群众的生产和生活,在项目实施过程中,始终坚持以科学发展为指导,以构建和谐社会为目标,坚持以人为本理念,科学规划。在生态修复技术措施运用上,以保护和利用水土资源为核心,依据“源于自然,还于自然”的思想,为大自然恢复其自我修复能力创造条件,对位配置各类措施,以封为主,封禁、补造、抚育、管护并重,工程、生物、农艺措施相结合,生态修复与群众脱贫致富相结合的原则。使项目区形成一个相对独立的生态隔离区,减少或禁止人、畜活动对生物群落的干扰和破坏,促使土壤质量正向发育,生态系统自我调控能力向健康状况演化。取得了良好的生态效益和经济效益。

3.2加强组织、建章立制、加大宣传是生态修复工程顺利实施的基础

生态修复是新时期水土保持生态建设的重大战略调整,县委、县政府高度重视,加强生态修复的组织领导和部门协调,专门成立项目执行领导小组,健全管理机构、配备工作人员,明确和落实各部门的责任权属。制定和颁布有关项目建设的法规及管理制度,对生态修复区林草及其设施的管护管理提出具体的操作要求。做到管理有章可循,有法可依。利用集市、庙会等多场合、多形式、多渠道对农民进行广泛宣传教育,印发传单、公告、宣传画及日历和手册。为生态修复的顺利实施提供组织保证和营造良好的舆论氛围。

3.3建立部门联动机制,整合项目,为生态修复项目的实施提供资金保障

水土保持生态修复涉及农、林、水、环保、畜牧、财政、扶贫、科技等诸多方面,综合性很强,我们利用中央资金的主导作用和退耕还林草的机遇,深化投资管理机制改革,整合项目资金,统筹兼顾,合理规划,相互配套,镶嵌实施,达到资金技术、土地和劳动力资源的合理配置,使有限的投入资金发挥最佳使用效益。在项目建设中,与相关部门在工程实施、科研和监测等方面密切配合,加强合作,全面提升生态修复的科技水平和效益,加快生态修复进度。在管理上实行目标管理责任制,形成部门之间“各负其责,各尽其力,各投其资,各计其功”的工作机制。为生态修复工程建设提供了资金保障。

3.4立足实际,政策引导,狠抓落实是实施生态修复的关键

自然生态系统的承载能力是有限的,土地资源的开发必须符合自然生态系统的内在规律,使其得到休养生息。必须按照“顺应天时,遵循自然规律;顺应市场,遵循经济规律;顺应科学,遵循市场规律”的原则,坚持川台河谷区发展全膜覆盖玉米、浅山区种植马铃薯、深山区发展畜草产业的种植结构调整思路,大胆探索,积极挖掘本地资源潜力,引导农民转变观念,大力发展玉米、洋芋、畜草、中药材等富民产业。通过政策引导,利益驱动,解决了许多与群众切身利益息息相关的实际问题,使支柱产业开发和扶贫攻坚取得了明显的成效。通过生态修复,既满足了生态系统的自我修复条件,又确保了当地社会经济可持续发展、社会安定团结、人民安居乐业。为社会主义新农村建设起到了示范带动作用。

3.5依法监督,狠抓管护是生态修复效益正常发挥的保证

生态修复能力的体现根本在于彻底控制人为活动对生态环境的一切干扰因素和防止水土资源的污染,关键是水土保持监督执法和封禁成果管护。为此,要采取以下强有力的措施:

①建立健全水保监督执法网络。县、乡、村、社四级执法网络组织机构健全,并逐级签订监督管护目标管理责任书,做到责、权、利绝对明晰。

②依法具体落实“三区”划分与“三权一案三同时”制度,严格管理,奖惩兑现。加强修复成果管护。

同时,对水保预防监督执法的检查情况纳入乡镇年终综合考核评比的内容,推行奖励机制,以管促封。使生态修复效益能够正常发挥。

3.6合理布设监测网络,为生态修复提供科学依据

监测工作所获取的基础数据,对于生态自我修复能力的研究及评价意义重大,根据基础监测指标体系和监测评价体系要求,合理布设监测网络,采用实地定点、定时,多方位、多层次、多目标、多样点统计调查的方法进行。着重做好以下监测内容:

①蓄水效益监测。定点观测和统计径流、土壤侵蚀、泥沙变化、流域降水量等数据,分析评价项目实施后的蓄水保土效益。

②生态效益监测。林地监测:采用多样点抽样调查法。草地监测:选用不同草地类型,采用刈割测定生长量等,分析评价了项目实施后的生态效益。

③社会效益监测。通过布设网点社经调查,采用分层抽样的调查方法,以定点观测和典型农户调查结合,进行统计调查,统计分析,评价项目实施后的经济及社会效益。

根据监测结果与效益分析评价,为同类地区生态修复的科学研究和可持续发展提供科学依据。

篇(3)

[关键词] 城市滨水区;景观设计;生态修复;特色

中图分类号:S759.92 文献标识码:A 文章编号:

自古人们依水而居,城市滨水区不仅是构成人类生活空间环境的重要区域之一,也是最易凸显城市特色的敏感地带。随着城市化的迅速发展和人口的集聚效应,城市滨水区景观生态环境受到了不同程度的破坏。经济发展问题与滨水生态问题的矛盾日益突出,对人居环境产生了重要影响。以生态修复为导向的城市滨水区景观设计,是改善滨水生态环境、保障生态系统健康、实现人居环境可持续发展的重要前提。

城市滨水区景观核心生态问题

1.1 滨水区景观生态系统破坏严重

城市化浪潮中,滨水区不合理的开发与建设性破坏,许多生物丧失了原有的栖息空间。生物种类日益锐减,失去了原有的生态服务功能和环境调控功能,破坏了滨水区生态系统的良性循环。加之周围区域农业、工业等生产、生活活动的影响,导致水质恶化、生态系统调节功能下降、生态退化等问题,人们对于亲水性的需求受到了不同程度的限制。

1.2 滨水景观特色丧失

滨水区景观设计时,盲目追求于景观的美学价值和良好的视觉效果,没有充分挖掘所在地域的地脉和文脉资源,不能满足具有地域特色的滨水区景观设计要求和城市形象的表达,景观特色丧失。

由于滨水区所处的特殊环境,涉及领域范围广,对于土地空间利用的控制和调整不到位,造成现有景观格局和原有生态格局的矛盾冲突,致使景观环境混乱。在设计中应深入了解人的心理、生理需求和自然环境的原生态,保障滨水区景观的历史延续性和用地布局的合理性。

城市滨水景观生态空间构成要素分析

20世纪80年代末,德国首先提出“近自然型河流”概念和“自然型护岸”技术[1]。日本于1986年开始学习欧洲的滨水治理经验,他们运用“多自然型河道生态修复技术”的滨水设计理念,逐渐改建了以往的滨水混凝土型护岸。1988年日本土木学会出版的《滨水景观设计》结合实例分析了滨水区景观规划设计的具体方法,并强调了规划中公共参与和生态环境保护的重要性。我国的滨水景观设计研究始于20世纪90年代,刘滨谊教授在《现代景观规划设计》中针对滨水景观设计提出了“尊重自然,维护生态”的建议,并提出了“生态化驳岸”的设计理念。

城市滨水景观生态修复是指依据景观生态学原理,运用一定的设计方法和技术手段,来改善和提高滨水区景观生态环境质量,使城市滨水区景观格局优化、空间环境美化、滨水生态完整,成为一处特色鲜明、和谐共生的人居环境。生态是滨水景观环境质量评价的一个重要指标,优质的滨水景观环境应具备较好的环境承载功能、景观体验功能和休闲娱乐功能。整体来讲,滨水景观生态构成要素分为两大类:自然构成要素(从构成因子上分为空气、气候、水体、土壤、动植物等;从平面形态上可划分为水域、缓冲带和周边陆域)和人工构成要素(历史人文、建筑小品、休闲活动设施、内外交通及护岸、提防等安全防护要素)。不论景观是均相的还是异相的,景观中的各点对某种生态过程的重要性都不是一样的。其中有一些局部、点和空间关系对控制景观水平生态过程起着关键性的作用[2]。这些景观生态要素共同构筑了滨水区景观的生态空间格局,彼此相互影响、相互制约,统一于整体的滨水景观生态环境修复过程中。

3 城市滨水景观生态修复策略

3.1 整体控制、局部调整

滨水景观生态修复,不仅仅只是解决技术层面上的问题,它还涉及到政策规划、公众参与、经济文化等诸多的社会因素[3]。因此,在滨水区规划设计时,应重视滨水区与城市环境关系的处理,协调该城滨水区景观设计与其他相关规划之间的关系。正确处理好滨水空间在城市中的定位和价值,并综合考虑滨水区各景观功能形态的组织与建构。通过这样的逻辑关系,使整体与部分相互协调、相互制约,达到整体最优的目标。

3.2 生态修复、理念指引

在遵循景观生态学为核心的设计原则下,理性运用生态修复机理,正确处理好斑块、廊道、基质等景观格局指数之间的生态关系,构架滨水生态走廊。滨水空间的整合上,尽量避免对滨水地表机理的破坏,恢复河道自然形态,优化滨水景观生态格局。

其次,深入挖掘区域自身特色,通过功能的组织、对地域文化元素的提取与植入,运用设计手法,达到一种意境美的营造,以更好延续滨水景观的地脉和文脉。此外,应充分利用景观生态系统的自净化、自修复等功能,寻求自身独特的景观生态修复模式。

植物生态保护方面,恢复滨水区受损的植物,保护乡土植物和原生性植物种群。依据滨水区不同的水湿条件,对植物群落进行合理配置和有序恢复,营造体现地域文化特色的植物景观群落。同时,利用植物四季色彩的变化,丰富的植物群落季相景观,为滨水生物提供繁衍栖息的优质生态环境。

3.3 修复技术、合理运用

(1)GIS和RS技术。运用GIS和RS等技术,以可持续发展理念为标准,建立滨水区景观生态评价指标体系。对滨水区地形环境、生态环境和水文环境做出定量分析与评价,通过对功能空间的组织、景观系统的重构,总结滨水特色景观营造的生态安全策略和规划调控方向。在生态修复过程中,应做到及时检测、反馈与再修复,以促进景观生态系统良性循环。

(2)水质生态修复技术。在保存现有水系自然形态的前提下,利用底泥疏浚、气体抽取等技术进行水体污染物的收集与处理,控制水域外源性污染源。由于气候因素,水系有丰水期和枯水期之分,应及时实施水体的调度对策,以确保良好的供水、补水和弃水状态。

(3)生态驳岸修复技术。生态驳岸是指恢复自然河岸“可渗透性”的人工驳岸,是基于对生态系统的认知和保证生物多样性的延续,而采取的以生态为基础、安全为导向的工程方法,以减少对河流自然环境的伤害[4]。这种驳岸应具有提升生态环境、亲水性、安全性等综合功能。从分类上生态驳岸可分为自然型驳岸、柔性生态驳岸和植物生态护坡驳岸等。

在生态修复技术实施过程中,应做到因地制宜,探索出适合自身的生态修复技术。保障生态修复与景观控制相结合,促使滨水景观生态环境一体化发展。

4 结论

城市滨水区是人们休闲交流的重要空间,也是人与自然对话的宜游场所。针对滨水区生态修复问题,在此提出了区域经济协调发展为目标,生态修复理念为引导的滨水区景观设计方法,塑造特色滨水生态环境,同时采用生态修复技术维护滨水生态环境。滨水区景观环境的生态修复不仅需要设计理念的升华和生态修复技术的运用,更需要运行机制与实践过程中的密切配合和制度保障。

参考文献

[1] 吴丽萍.景观一致性的城市河流生态修复设计[J].科技创新导报,2007.36

[2] 俞孔坚.景观:文化、生态与感知[M].北京:科学出版社,2008.01

[3] 付飞.以生态为导向的河流景观规划设计[D].西南交通大学博士学位论文,2011.09

[4] 张国忠.城市河道生态驳岸设计研究[J].农业科技与信息(现代园林),2008.05

篇(4)

本学科前身是以原水文地质及工程地质省部级重点学科(我国第一批(1981年)具有博士、硕士授予权的学科点)为依托,在地质资源与地质工程一级学科下增设的。

本学科一直是“211”建设重点学科群之一。近年来以环境污染水文地质研究、地下水资源开发与生态环境保护等为主要特色,在地下水资源与环境这一地球科学优先发展领域,保持着自己的学科优势。

本学科教师承担着许多地下水学科的前沿课题,大部分来源于国家自然科学基金或省部级纵向攻关项目,同时也涉及到长江三峡工程、南水北调工程、华北平原水资源开发、清江水电站工程、金沙江溪洛渡水电工程等国家重点工程的生产课题,年均科研经费过千万。研究领域涵盖地下水中物质与能量循环规律及其生态环境效应,水-岩相互作用机理,土壤水分和盐分迁移机制、地下水监测、模拟与评价技术、地下水环境修复与污染防治技术、以及地下水有关的地质灾害防治技术、环境同位素测试技术等。许多研究成果处于国内领先或国际先进水平。近几年获得国家科技进步三等奖、省部级一等奖各1项、省部级二、三等奖二十多项。出版专著三十余部,在核心期刊近百篇,并有四十余篇论文进入三大检索系统。

主要实验室:水土环境修复验室、渗流模拟实验室、水化学分析测试实验室、地下水模拟与3S技术应用实验室。

毕业生就业方向:大专院校、科研院所、国家有关部委的职能部门(如国土、水利、电力、交通、环境)和各系统(部门)的研究所、设计院等。

篇(5)

关键词:水质;生态;工程设计;自然处理;人工处理

Abstract: The relationship between human and ecological environment more attention, this paper mainly to the Fengxian campus of the Shanghai Normal University campus water as an example, through investigating the status quo of the water quality, sediment, aquatic organisms, riparian, ecological environment, so as to reduce the school in the water replacement cost, save cost and get better campus environment. The method can also be applied to other regional water improvement project.

Key words: water quality; ecology; engineering design; natural treatment; artificial processing

中图分类号: Q494文献标识码:A文章编号:

1.概述

长期城市化与工业化对河流生态系统健康状况造成了严重影响,河流生态系统修复逐渐引起人们的重视。调查显示,我国90%以上城市河流受到不同程度污染,生态功能丧失现象严重[1]。近几年来,国内许多专家学者对河流水生态治理与修复进行了深入研究,苏冬艳等人(2008年)对河流治理与修复技术进行了综述[2],刘辉等(2009年)提出了利用水生态修复技术治理治理杭州河道水生态系统的对策和建议。

以水的自我调节为基础,遵从“道法自然”的自然依据,按照物质在自然界迁移、转化、流动与循环的规律,在少量人类辅助功能的帮助下,充分利用自然生态系统,与地方自然条件、社会条件和经济条件相结合,使之相互联系成一个有机系统,促进良性循环,同步增加与兼收经济、生态和社会效益。

城市河道水生态环境问题及治理现状

2.1城市河道水生态环境存在的问题

2.1.1城市河道渠化破坏河道生态系统

天然的河流、湖泊、池塘是自然变迁和构造运动的产物,但随着社会的发展,人类的开发活动,尤其是随着城市人口密集,开发建设强度大,对河道裁弯取直,修建水库和其他水利设施,以及开辟人工河道等,河道水生态系统自然属性遭受破坏,呈现出人工化、渠道化与规则化,水文流态受水利设施控制,且受到现浇混凝土、预制混凝土块体或浆砌石结构的护坡影响,隔断了地下水与土壤的联系,导致水生态系统结构单一,恢复和缓冲能力减弱。

2.1.2城市河道水体污染严重

部分工业废水及大部分生活污水未加处理直接排入河道,致使部分区域的河流浮萍藻类生物的迅速生长,水体甚至呈现红褐色,墨绿色,水体富营养化现象严重。另外由于人类保护水生态环境意识较薄弱,随手向河内丢弃垃圾等,导致部分河段水面杂物漂浮、蚊蝇孳生。据统计,中国80%的城市河流受到不同程度的污染,许多流经城市段的江河水质都劣于Ⅲ类水,河中生物基本绝迹,河流的生态功能恶化[3]。

2.1.3城市河道淤积严重

受到不恰当的城市开发的影响,使许多河流的河道变窄,河网被分割,城市建设中废物倾倒使河床越来越高,并且政府有关部门不重视河道清淤工作,没有定期对河道进行清淤,致使部分河道淤积严重,不但影响了河道水质,也严重影响了河流本身所具有的泄洪功能,加剧了城市洪涝灾害发生的频率和程度。

2.2城市河道水生态环境治理中存在的问题

通过对全国各地河道整治资料进行查阅发现,当前大部分城市的河道水质治理方面存在以下几个主要问题:利用水生态修复技术治理城市河道水生态系统的重要性依然没有引起相关部门的足够的重视,现如今河道的主要整治措施还是截污纳管、生活污水处理和底泥疏浚;一些地方虽然在整治方案中都强调了生态治水的重要性,但在具体技术上缺乏相应的实施方案和操作措施;在利用生态技术修复河道水生态的认识上存在较大的偏差,许多设计者对于河流的生态修复纯粹是从景观美学的角度出发,没有考虑河道的基本情况及其功能定位。

2.3城市河道水生态环境的一般修复方法

水生态修复是一项理论复杂、因素众多、操作困难的工作,既要因地制宜,又要符合科学,更要讲究实效。按照水生态系统的理论,结合全国河道、湖泊水生态系统修复情况的分析,修复水生态系统的主要处理技术可以分为:物理技术、化学技术以及生物技术。具体处理方法及其相应的特点见下表(表1):

表1环境修复技术及其特点

3.工程实例

3.1上海师范大学奉贤校区河域概况

由于上海师范大学奉贤校区校内所有水域均流通,故以中心河的水质数据为样本进行分析,从而对全校水质进行估计。

(1)中心河及其排水口现状

图1为中心河的卫星图,从西面起第一座桥设为桥①(玉兰前),第二座桥(三教前)设为桥②,东面起第一座桥为桥③。相关数据如下(表2):

图1中心河的卫星图

表2中心河现状相关数据

根据实地调查,大中型排水口个数及分布如图所示,小型排水口分布如下:

桥①以西,北岸有小型排水口7个,南岸有小型排水口6个。桥①―桥②,北岸有小型排水口16个;南岸无小型排水口。桥②―桥③,北岸有小型排水口14个,5个小型排水口。桥③以东,北岸有小型排水口13个;南岸有小型排水口10个。

(2)中心河水域生态环境现状

2012年7月对中心河进行了实地考察,对其水域生态环境现状的初步了解如下:

桥①至桥③的区域,湖水基本清澈,能见度较高,有鱼、虾等水生生物。桥③以东,湖水稍有浑浊,东墙周围湖水能见度低,总体流动性较小,湖水泛绿,河岸边缘及角落有浮游类植物。桥①以西区域水质情况较差。湖水呈青绿色,部分区域有轻微乳白色,湖水能见度河岸边缘大型排水口处有浮沫以及少量的上层浮油,大部分区域水质混浊,能见度低,水生生物稀少。中心河河岸由水泥石块砌筑,水域底部淤泥较厚。综上,预估中心河富营养化情况比较严重。

3.2水环境试验与监测

在2011年10月起对四个河段(为方便起见,在下文,桥①以西命名为#1,桥①―桥②命名为#2,桥②―桥③命名为#3,桥③以东命名为#4)进行为期1年的采样。因分析水域生态环境现状得出本河段富营养化情况严重,故拟测试pH、水温、DO、COD、BOD5、NH3-N,6项指标来评估富营养化情况,并对未来形成治理方案提供依据。测定方法如下[4][5]:

表3 水环境测定方法

(1)关于中心河水温T的监测值分析

从图2中可看出中心湖的水温分布均匀,4个监测点只有较小偏差,同时最高水温为#2处的28.5℃,7月; 且1月份水温均低于5℃,与上海市的气温变化同步。由于缺少近十年的当月平均水温,无法对其级别定位,仅从一年的数据观察看,水温指标满足IV类水标准要求。

(2)关于中心河pH值监测值的分析

从图3中看出PH值的变化范围为6.31~7.54,其中5月至10月呈弱碱性, 11月至4月显弱酸性,其PH值最大值出现在7月和最高水温相对应。中心河的酸碱度基本满足景观娱乐用水水质标准,但1月份测得的酸碱度超过了标准。河水的PH值是河水及其水域各种自然因素综合作用的结果。在流动河水中,氢离子的浓度并不取决于水分子的离解,而主要取决于河水中各种负离子,例如碳酸根、碳酸氢根、二氧化碳的对比关系。在富营养化水体中,随着富营养化的发展,由于藻类光合作用消耗水中的二氧化碳,致使水中氢离子减少而导致PH值升高,呈现PH值随藻类生长而显著增高趋势[6] 。

图2 中心河水温T监测值 图3中心河PH值监测值

(3)关于中心河溶解氧DO监测值的分析

从图4中可知,中心河水体中溶解氧最小值是1.6mg/L,最大值是3.78mg/L。除了7月至8月溶氧量值低于标准外,#1处溶氧量值从5月至8月间亦低于标准值,此处根据实际调查确是存在严重的富营养化以及严重的污水排放情况。洁净水体中的溶解氧一般接近饱和,如果水体受到有机物质和还原性物质污染时,溶解氧会低于饱和值,尤其当藻类在水面形成遮光阻气层时,影响大气氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光合作用受阻,会使低层溶解氧大幅度降低,甚至趋于零值。此时将会导致厌氧微生物繁殖、水质恶化。

(4)中心河生化需氧量监测值的分析

从图5中可看出中心河生化需氧量的变化范围是23mg/L~47mg/L, 明显高于IV类水体的生化需氧量标准值。生化需氧量越高,表示水中需氧有机污染物越多。

图4中心河溶解氧DO监测值 图5中心河生化需氧量监测值

(5)中心河化学需氧量监测值的分析

如图6中所示,中心河重铬酸钾指数较高,变化范围为62mg/L~110mg/L,最大值出现在6月的#1处。重铬酸钾指数是表征水体中可被高锰酸钾氧化的物质,主要是有机物的含量。是一项重要的水质参数。在富营养化水体中由于浮游植物强烈的光合作用生成了大量的有机体,使水体的化学耗氧量明显增高。5月至7月间,中心河的重铬酸钾指数足以体现。

(7)中心河氮氨含量监测值的分析

如图7所示,中心河氮氮浓度都较高。最大偏差为1.96mg/L。最大值出现在6月,最小值出现在11月。氮氨浓度较高时必然会导致水域的富营养化。中心湖氮氨变化范围为1.85~4.97mg/L。达到标准值仅为#3处的1,2,11,12月数据以及#2处的1月数据。且#1处的数据均高于其它监测点的数据,可见#1处的富营养化最为严重。

可见对中心湖进行整治规划势在必行也刻不容缓。

图6中心河化学需氧量监测值图7中心河氨氮含量监测值

3.3水生态环境修复

中心河是贯穿上师大奉贤校区,与新农河和月亮湖等其他水域连通,因此它不仅和其他水体一起调节了局部气候,同时也具有一定的欣赏价值。但是由于疏于管理,导致目前中心湖富营养化程度严重,生物多样性遭到破坏,因此有必要对该河流进行治理,并需要通过多种方法的结合,已到达彻底修复河道水生态系统的目的。

3.3.1处理河流底部沉积物

富营养化湖泊中的底部沉积物常是一个营养库,在一定条件下可不断释放磷,这称为内部负荷。当外部负荷减少后, 内部负荷可补偿,使富营养化现象继续存在[7]。底泥疏浚与覆盖技术是河流污染治理中普遍采用的措施之一,可以较大程度的消减底泥对上覆水体的污染贡献率,进而解决内源释放而造成的二次污染问题,并为后续的生物技术介入创造出良好的生态条件。通过挖泥疏浚可以直接去除底泥中的营养盐含量,减轻内部负荷对湖泊的影响[8]。

3.3.2水生动物修复技术

水体中的藻类除受营养物质的控制外,也受到浮游动物和鱼类的控制。因此,可以通过放养浮游动物和鱼类来达到改善区域性水水质的目的。常用于摄食藻类的鱼类有螺蛳、鲢鱼、鳙鱼、鲫鱼等。根据调查,蚌类可以将水中悬浮的藻类及有机碎屑滤食;螺蛳主要摄食固着藻类,同时分泌促絮凝物质,使湖水中悬浮物质絮凝;滤食性鱼类,如鲢鱼、鳙鱼等可以有效去除水体中的绿藻类物质。我国的谢平、刘健康等(1999年)提出旨在控制蓝藻水华的非经典生物操纵法[9]可供参考。

3.3.3河道补水

可通过增加水利设施并加以调控,引入上游或者附近水源,加快水流速度等。既补充河道水量,又可以冲刷稀释污染水域,置换死水区的河水,使河流由厌氧状态变为好氧,在短时期内降低水体的污染负荷,改善水生动物、水生植物的生存环境,提高河流的自净能力,改善水环境质量[8]。

通过上述三种方法的结合使用,中心河水质有了明显的改善。

4.结论与建议

相较于化学修复法的易造成二次污染和物理修复法的治标不治本,生物生态修复法具有工程造价相对较低,不需耗能或低耗能,运行成本低廉,处理效果好且不会形成二次污染的特点。近年来这种技术发展很快,在国外已经达到工程实用化的程度,并且积累了系列观测数据。通过对上海师范大学奉贤校区中心河水质监测与相应的修复处理,可以得出以下结论及建议。

交疏挖底泥处理法,水生动物修复和河道补水法更具有可持续发展性,不仅可以节约财力,更可以全面改善生态环境,利用自然自我修复和净化的能力改善水质。

富营养化湖泊中的底部沉积物是一个营养库,单独采用水生动物修复或河道补水法,很难在短期内有效改变河道水质,所以定期清理河流底部沉积物是必须的。

在水域内放置生态浮床,并放养摄食藻类的鱼类等,以构成生物链。以达到在修复水质的同时增加河域的观赏性的目的。

加强点源和面源污染治理,通过加强截污纳管建设,加快城镇污水收集管网工程建设,从而从源头上根治水生态污染状况。

参考文献

[1]曾勇,赵彦伟,杨志峰,等.北京北环水系生态修复方案优选[J],生态学杂志,2008,28(8),

1450-1454.

[2]苏冬艳,崔俊华,晁聪,等. 污染河流治理与修复技术现状及展望[J],河北工程大学学报(自然科学版),2008,25(4),56-60.

[3]杨士弘.城镇生态环境学[M],北京:科学出版社,2003,103-133.

[4]《水和废水监测分析方法》第三版,中国环境科学出版社,1989.

[5]《环境影响评价技术导则―地面水环境》(HJ/T2.3)对中心河采用《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002)中规定的IV类水标准.

[6]张勇.城市浅水景观湖水质模型研究[D],太原理工大学硕士研究生学位论文,2006.5.

[7]张镇,刘桂民. 当前我国湖泊富营养化治理的进展及思考[J],工业安全与环保,2007,33(10),

50-52.

篇(6)

关键词:滦平县;潮河;生态治理

随着城市经济的蓬勃发展,城市人口数量不断增加。为了满足生产和生活的用水需求,人们积极进行河道治理。在实际操作的过程中,由于治理方式不符合自然规律,导致河流生态系统遭到破坏,因此需对河流进行生态修复。文章主要以滦平县域内潮河为例,探讨河流生态治理修复的问题和具体方法,保证城市居民安全用水。

1河道现状与问题

潮河发源于丰宁县上黄旗哈拉海沟,在古北口入北京市密云区后注入密云水库。滦平县域内河长64.1km,是北京的重要水源地。目前,潮河水域内并没有颇具规模的水利工程。现存的干砌石河堤由当地百姓自发修筑,缺乏一定的稳定性,而且面临年久失修的问题,一旦发生洪水,就会对本地村庄、耕地造成较大的威胁,还会影响水库的水质,导致水库中的泥沙增加[1]。目前,我国河道水体整体呈现出日益恶化的局面,许多城镇的河道水体质量较低。由于河道的水体流动性比较差,导致面临污染的河道无法得到有效的循环,部分中小河流也缺乏有效监管。随着城镇建设规模的不断扩大,城市居民越来越多,但是并未设置更加完善的排水管网,导致污水无法得到及时有效的收集,许多污水在未经处理的情况下就直接排入河道中,影响河流的水质。此外,许多河流与农田的距离比较近,如果河流面临污染,就会对农业生产造成威胁,甚至会影响周边居民的正常生活。由于人们长期从事各种生产活动,许多行为已经对自然河道造成了严重的影响,从而影响了河流景观的多样性。在河流中包含多种水生动植物,其对温度、有机物浓度的要求不同,若一味地设置硬质护岸,不仅会影响水生动植物的正常生长,还会导致水流速度下降,使得环境日益恶化[2]。尽管自然河道具有一定的自我净化能力,但若长期面临污染,水体就会处于缺氧或者厌氧状态,影响好氧微生物的生存,从而降低河道的自我净化能力。此外,人们大量地修建护坡工程已对河道周边的天然湿地造成破坏,会进一步降低河流的自我净化能力。由于城镇化进程不断加速,人们积极在城市土地中兴建各种建筑,导致城市用地愈发紧张,也使得许多中小河流面积不断缩小,数量急剧下滑。由于河流日益萎缩,生物多样性面临破坏,天然河道景观不复存在,生态系统遭到严重的破坏。此外,正是由于行洪断面不断下降,才会导致洪涝灾害频繁发生[3]。

2河道治理与生态修复原则

2.1生态治理

在进行河道治理与生态修复时,需遵循生态治理这一原则。由于人们长期从事各种生产和经营活动,对自然资源过度开发,导致自然环境日益恶化,河道生态系统面临严重的破坏,因此,在进行河道治理时,要最大限度地保留原有的生态系统,避免对其造成破坏。此外,要及时对生态系统进行修复,如在河岸种植合适的植物[4]。

2.2远近结合

要积极学习发达国家的经验,将河道治理视作长期的事业。制订合理的规划方案,分阶段展开治理。结合地形特征与城市的实际情况,选择恰当的治理措施,明确治理时间,使治理工作更有针对性。

2.3与区域规划保持一致

进行河道治理时,要认真分析城市的情况,重视细节,了解生态环境现状,充分做到以人为本。一旦人与自然发生冲突,需仔细权衡,将生态环境保护放在重要位置,避免环境继续恶化。要将河道治理与城市规划相结合,明确治理目标和治理计划,这样才能为人们创造良好的环境。

3河流生态修复的意义

3.1改善河流生态

进行河道治理时,技术人员会利用河流与河道的规律,结合实际情况对水流的位置进行调整,使河流的条件得到改善。为了进一步满足灌溉与航运的需求,技术人员会采用相应的措施,使河道得到有效治理。但在实际操作的过程中,虽然能够实现对河道的治理,但忽视了对生态环境的保护,导致河流生态面临不同程度的破坏[5]。一旦发生这种情况,就会影响河流内部水生动植物的正常生长,不利于生物多样性的构建;频繁发生洪涝灾害,也会影响人们的正常用水;同时,河流沿岸的气候发生变化,当地植被被破坏,水土流失,会影响河道景观的完善,甚至导致景观消失。因此,进行河道治理时,技术人员应采用恰当的生态恢复措施,以保证河流恢复活力,改善河流生态,实现人与自然和谐共生。近些年,人们愈发重视河流生态保护,认真分析人与自然之间的关系,采取了有效的修复措施。对潮河生态进行治理时,要严格遵循国家的要求,积极开展生态文明建设,重视生态修复。通过改善河流生态,可以推动区域经济发展,优化人们的生活环境,提高人们的生活质量,使社会更加稳定,更好地对当地民俗文化进行保护,实现对潮河生态文化的弘扬。

3.2进一步发挥河流功能

滦平县位于北京市和河北省承德市的交界处,是国家重点生态功能区,因此要高度重视滦平县潮河生态保护与修复。潮河是首都重要的饮用水源地,其生态功能定位是京冀地区的生态屏障与水源涵养区。滦平县区域内的植被、地质、水文条件将直接影响京津地区的生态安全。因此,对滦平潮河的生态环境进行治理符合生态环境保护的需求,同时对促进京津冀协调发展具有重要的作用。通过开展河道治理与生态修复,可以进一步发挥出河流的作用。河流的功能主要有航运、防洪、灌溉、供水等,制订合理的治理方案,可以使河流实现上述功能。但若要保证其功能维持较长的时间,就要开展生态修复工作。比如,修复河流生态,有利于灌溉。从防洪角度来看,河流生态得到了进一步保障,则会进一步提高植被的覆盖率,使植被能够发挥出自身的调节作用,降低洪涝灾害发生的可能性。

4河道治理与生态修复技术

4.1水质调整

要对水库进行合理调度,改变水质,及时恢复河流的生态功能,保证生态平衡,保护自然径流。此外,也可对水利设施进行调控,在下游污染比较严重的区域引入上流水体,改善水质。我国著名的南水北调工程就是通过这种方式达到改善水质的目的。在改善水质时,人们经常会将生态和生物相结合,也会使用化学法、物理法。其中,生态与生物相结合这一方法比较常见,应用范围最为广泛,常见的技术有以下三种。第一,生物膜技术。生物膜技术主要是对河床中的生物进行过滤。通过载体填充或者填料,确保细菌生长,由此形成生物膜[6]。由于载体和滤料的表面积较大,微生物数量繁多,因此可确保河流拥有良好的自我净化能力。第二,生物浮岛技术。该技术主要采用生态工学原理,对水中的磷和氮等物质进行降解处理,从而有效改善水质,还起到抑制藻类生长的效果。该技术能够发挥出植物根系的功效,可吸收大量的富营养化物质,将水中的营养转移,提高河流水体的自循环能力。第三,人工湿地建设。进行湿地培育时,主要是通过人工培育湿地的方式达到修复的目的。在具体操作中,需发挥出微生物、水生植物的作用,及时对河流中的污染物质进行降解与吸附,确保河流生态尽快得到恢复[7]。利用这一技术可对污水进行有效的处理。在特定的洼池中,将填料和土壤进行混合处理,形成填料床,保证污水在床体表面自由流动,可在床体表面种植寿命长、适应能力强的水生植物。

4.2河道曝气

一旦河道产生突发性污染,就可采用河道曝气这一手段。如果河水水质下降或者遭到严重的污染,将会消耗水质中的有机物,导致有机物出现分解现象,呈现无氧状态,还会产生许多有害物质,这些物质味道较重,会对水质造成严重的影响。采用河道曝气这一手段,向河水中注入空气,能够加速水体中有机物的分解,有效改善水质,提高河流的自我调节能力。

4.3植物维护

进行河流生态修复时,要发挥出水生植物的维护作用。植物维护成本较低,不会造成较大的能源消耗,而且具有广阔的发展前景。在许多河流污染区域,人们使用这种方式进行生态修复,可达到事半功倍的效果。采用水生植物进行维护时,可及时吸附水体中的重金属等污染物质。同时,在光合作用下,植物产生的氧气能够提高溶解氧的含量。

4.4堤防建设

加强堤防建设,建设生态护岸,可减少水土流失的现象发生。在堤岸建设中,主要是通过种植植被及设置木材、石材等方式达到护岸的目的。开展堤防建设时,需将其与生态环境保护相结合,以此实现生态平衡,预防水土流失,提高当地经济效益。

5生态修复技术的主要应用方向

5.1在抗洪方面的应用

在抗洪方面,河流生态修复技术主要用于洪水后退工程。在尚未实施该项技术之前,河流流向均遵循自然规律,一旦发生暴雨,就会造成河流中的水溢出,从而形成洪涝灾害。实施洪水后退生态修复技术可确保溢出的河水得到有效治理,使河流恢复到原有的状态。进行河道设计时,要避免河床有淤泥堆积,这样才能确保河流得到真正的恢复。洪水后退技术具有一定的使用要求,需确保河流区域尚未进行河堤建设。

5.2在堤防建设中的应用

在堤防建设中使用河流生态修复技术,要维持河道的多样化形态,这样才能达到控制自然灾害的目的。需将恢复工程放在重要的位置,重视绿化植被种植,使植物可以正常生长,提高河流的自我净化能力。

5.3两级河道建设

将河流生态修复技术与两级河道相结合,主要是将两级河道作为主要的河道形式。上部分河道可发挥出泄洪功能,另一个河道可用来预防淤泥堆积,使河流的生态环境得到有效保护。为了进一步提高两级河道的社会效益,可将上部分河道设置成娱乐休闲场所,满足人们的休憩需求。在设置另一个枯流河道时,要保证其拥有自然流向[8]。

6生态治理修复在潮河治理中的应用措施

6.1对河床断面与护岸进行修复

要重视河床表面的清淤疏浚与整治,确保清理工作具有针对性。在具体操作中,需对营盘村和后湾村的潮河干流进行清理。选择开阔的河段,在河道两侧种植睡莲、荷花等植物,建造完善的景观河道,提高河道景观的美观性。进行护坡建设时,要种植比较低矮的灌木,选择合适的花草,提高河道的绿化效果。同时,要重视对年久失修的护岸的修复,对其进行加固处理;还可采用干砌石等材料设置透水坝,避免使用混凝土等不透水的材料,完善护岸的性能,实现对生态环境的有效修复。

6.2对河道形态进行修复

在河道治理与生态修复工作中,要将河道形态的修复放在重要位置,可在河流中设置辅助水道,确保河道连续。为了不影响河道的行洪功能,提高生态环境的安全性,需根据河段防洪的标准建设河道护岸,及时对各类淤积物进行清理。为了确保水体正常流动,要将石头放入河堤中,或者修建生态石笼跌水坝。

6.3重视河岸绿化与湿地建设

要重新构建灌草植被过滤带,结合河流的水位情况保留常水位以上的区域,保证植被完整,还要补充种植灌木与花草,凸显出植物的层次感,营造良好的植物空间环境。可选择迎春、景天、金叶女贞等灌木,还可选择芦苇、水生鸢尾等水生植物,适当扩大绿化规模,增强河岸的绿化效果。在河岸两侧种植植物时,主要选择连翘、丁香等灌木,撒播合适的草籽,如白三叶、无芒雀麦。要考虑到河边公路的绿化,在沿岸公路栽植国槐、旱柳等比较高大的乔木。通过合理增加植被,加强人工湿地建设,不仅可以起到有效的缓冲作用,还能提高河流的自我净化能力,避免出现水土流失,及时修复生态环境。

6.4护岸生态修复

进行河道护岸修复时,要加强对叠石护岸的改造,或者新建生态坝结构式护岸,确保河道形态得到有效的恢复。对护岸进行加宽处理,使河道具有良好的排涝与泄洪功效。

6.5河道生态生物膜处理

对潮河支流的河道进行治理时,可选择生物膜处理技术,确保河流中的污染物及时降解,提高水质,使河道生态环境得到有效修复。如果河道面临的污染比较严重或者河流水体中包含的有机物较多,可采用生物膜技术进行处理,确保水体中的污染物在第一时间内得到处理。

7河道生态修复技术展望

7.1制定完善的技术规范

为了进一步发挥出河流生态修复技术的作用,要制定完善的技术体系和相应的规章制度。现阶段,该项工作缺乏明确的参考标准和依据,这样会增加河流的修复难度。因此,要考虑到每一个修复环节,重视细节,对各项制度和标准进行调整和改进,从而确保河流生态系统得到进一步发展,维持生态平衡。

7.2制定明确的评价标准

河流生态修复是一项持久、复杂的工程,在较短的时间内并不能看到成效。部分河流面临的污染比较严重,需经过一段时间方可看到治理成效。为了进一步验证最终的修复效果,需制定完善的评价标准,定期对修复情况进行监测。

7.3重视综合性修复

随着河流的迅速发展与生态环境的改变,河道治理工作愈发复杂。若采用某种单一的生态修复技术,则很难保证治理与修复达到预期效果。因此,要进一步完善修复技术,综合多个学科知识,采用完善的河流生态修复理论,确保河流生态得到有效的修复。7.4对水生植物进行合理配置为了进一步提高河流的自我净化能力,要选择恰当的水生植物。首先,需对水生植物的抗性进行分析。然后,对水生植物进行合理分类,进一步发挥出植物的功效,降低治理成本,提高净化效果。

8结束语

河流的情况比较复杂,在进行河道治理与生态修复时,需考虑生态系统的实际情况,采取有效的治理与恢复技术,确保河流生态环境得到进一步改善。

参考文献

[1]任涵璐,李永庆.基于满足度分析的永定河生态水量及修复策略[J].吉林水利,2021(7):30-36.

[2]刘丹.中小河流生态修复与治理策略研究[J].黑龙江水利科技,2020,48(1):57-59.

[3]尹铭.河湖生态治理理念与措施研究[C]//辽宁省水利学会.辽宁省水利学会2020年学术年会论文集.沈阳:辽宁省水利学会,2020:265-268.

[4]生农,辛琨,廖宝文,等.海口市美舍河生态修复工程[J].湿地科学与管理,2021,17(2):47-49.

[5]郭锋,张舰.山西实施十大工程修复汾河生态[J].华北自然资源,2020(5):137.

[6]马军.城市河道生态修复及景观设计研究[D].西安:西安理工大学,2020.

[7]吴一帆,张璇,李冲,等.生态修复措施对流域生态系统服务功能的提升:以潮河流域为例[J].生态学报,2020,40(15):5168-5178.

篇(7)

论文关键词:污泥,处理处置技术,北京污泥现状,污泥处置规划,生态利用

 

污泥作为一种废弃物, 是在污水处理过程中分离出来的固体,每处理万吨污水产生5~10吨含水率为80%左右的污泥。污泥成分及来源均比较复杂,其中含有大量的氮、磷、钾等多种营养元素和有机质可利用成分;也可能含有有毒、有害( 二唖英) 、难降解的有机物( 多氯联苯等) 、重金属( 锌、铜、铬、砷、汞、镉等)、病原菌及寄生虫( 卵) 等物质, 大量未经处理的污泥任意堆放和排放都容易对环境造成了新的二次污染。因此污泥需要及时处理处置,以达到减量化、稳定化、无害化及资源化利用的目的。

污泥中有机质、氮、磷养分丰富, 是一种值得利用的肥源。北京市污泥中含有丰富的营养物质,2008年北京全市106万吨湿污泥相当于尿素1.5万吨、磷酸二铵2.3万吨、硫酸钾0.5万吨和有机质12.9万吨;但污泥中又含有各种各样污染物质, 施用不当会造成土壤和地下水污染。按照2015年北京市污泥最终处置规划,土地修复利用占有很大的比例,因此,开展泥质分析,研究污泥堆肥后符合园林绿化、矿山修复和沙化土地改良用工艺产品是十分必要。

1. 国内外污泥处理处置现状

污泥处理处置的方式各个国家不尽相同,同一国家的小同地区也相差很大。目前污泥的处理处置手段包括排海、卫生填埋、焚烧以及土地利用等。一些发达国家的污泥处置及利用情况如下:

图1污泥的主要处置与利用情况 %

污泥填埋占有很大的比例,约40%左右;污泥排海自20世纪90年代后被禁止;污泥焚烧由于价格昂贵处理处置技术,且焚烧过程中容易产生二噁英污染,在很多国家对污泥的焚烧处置都有着严格的限制;污泥农用比例在30%以上,但要严格控制其中的重金属含量,而园林绿化、生态改良、市政绿化等土地利用方式表现出较好的应用前景。

我国常用的污泥处置方法包括:堆肥处理、卫生填埋、焚烧处理、水体消纳和上地利用(排入江河湖海的方法),但每种方式的具体比例还有待进一步统计。

2 北京市污泥处理处置现状及存在的主要问题

北京市污泥总体状况为产生量大,资源化利用率低。其中,中心城区建成污水处理厂9座,日处理能力256万立方米,污水处理率达到95%;郊区卫星城建成污水处理厂16座,镇级污水处理厂42座,污水处理率达到48%。2010年北京市污泥总量为3800吨,其中城区污泥量约为2500t/d,郊区污泥量约为1200t/d,预计2015年污泥年产量5000t/d,其中中心城区3200 t/d,郊区1800 t/d。目前,不足50%的污泥进行了堆肥和建材利用等处置和资源化利用,其余污泥进行简单临时堆置,缺乏有效的最终出路。

2.1 北京市污泥处理处置现状

北京市现共有6处污泥处置设施,处理处置技术多样化,包括清河热干化厂、方庄和小红门石灰干化厂、庞各庄堆肥厂、昌平区堆肥厂、北京水泥厂干化焚烧6座污泥处理设施,日处理能力为1810吨,处理能力不足污泥总产量的50%。

(1) 小红门和方庄污泥钙化处理厂

小红门和方庄污泥钙化厂处置能力分别为500吨/天和30吨/天,采用具有自主知识产权的增钙热干化工艺和装备,该技术以氧化钙为干化发热剂取代外加热源,工艺简单,干化后污泥渣可用做路基材料或替代部分水泥原料。

(2)庞各庄和昌平污泥堆肥处理厂

庞各庄堆肥厂处理能力200吨/天处理处置技术,昌平堆肥厂处理能力80吨/天,堆肥技术该技术占地大、处置效率受季节波动明显,但初始投资较小、熟化污泥可进行土地利用(农业、园林、绿化、生态修复等)。目前,该厂熟化污泥主要被周边省、市的肥料厂以低价收购。

(3) 北京水泥焚烧处理厂

处理能力500吨/天,采用水泥窑余热干化-焚烧技术,该技术使用进口干化设备,自动化程度高,但初始投资较大。干化后污泥作为水泥窑燃料替代部分焦煤。

(4) 清河热干化处理厂

处理能力400吨/天 ,采用流化床间接热干化技术,含水率由80%下降到10%,该技术全部使用进口装置,以天然气燃烧为热源,主要构筑物包括冷却水泵井、污泥运转仓间、干燥车间、干料仓、生物除臭池,建筑面积1800平方米,初始投资和运行成本较大。干化后污泥含水率过低、恶臭严重,需密闭运输和后期处置。

2.2北京市污泥处置存在的主要问题

污泥的最终安全消纳包括处理和处置与资源化利用两个阶段;一为处理阶段,主要对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理,包括浓缩(调理)、脱水、厌氧消化、好氧消化、石灰稳定、堆肥、干化和焚烧等。二为处置与资源化阶段,是污泥的最终安全消纳过程,一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚烧等。当前北京市污泥处理处置存在的主要问题为:

(1) 污泥脱水减量化处理程度低。污泥只经过浓缩、脱水等常规处理过程,含水率仍高达80%,运输过程易遗洒,并影响后续处置。

(2) 污泥处理设施严重不足。随着污水处理量提高,污泥产量急剧攀升,导致污泥处理和最终处置率不足50%。大量污泥简单堆置于废弃沙坑和沙荒地,没有进行稳定化和无害化处理,污泥中的污染物容易随降雨发生迁移,再次进入土壤、水体,产生二次污染,夏季散发的臭味、孳生的蚊蝇影响周边环境。

(3)资源化利用率低。污泥资源化处理设施只有庞各庄和昌平2座堆肥厂处理处置技术,产品用于土地改良和园林绿化,年产堆肥产品13.9万吨,占污泥总量的13.1%。

(4)污泥处理处置政策、标准尚不完善。北京市污泥处理处置监管措施、资源化利用激励政策尚未制定。目前征收的污水处理费不包含污泥处置费,污泥处置运营资金不足。

2.3北京市污泥处理处置规划

污泥处置按照因地制宜、协同处置、技术多元和厂内处理优先的原则,综合考虑技术成熟、经济合理、运输条件和征地困难等因素,城区采用热干化+焚烧的处理处置方式,具有占地较小优点,且可实现污泥减量化、无害化、资源化,实现热量的循环利用。具体包括三种处置方式热干化+焚烧,辅以堆肥+农用,以及石灰干化+建材利用的方式,具体规划如下见图2所示。在三种主要利用方式中,水泥厂焚烧占31%的比例,主要利用水泥焚烧转炉的余热对污泥进行预干化,干化后污泥进入水泥焚烧炉,有机质热量被利用,焚烧灰用作水泥原材料;污泥制生物碳土用于土地修复的规划比例为47%,但目前该方式处理和利用方式能力不足,且污泥产品品质评价、利用方式和对环境的影响还需进一步研究;污泥干化后制燃料棒和建材等利用方式占有22%的比例,其热值折合11万吨标准煤。