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時(shí)間:2023-03-01 16:26:37
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隨著社會(huì)的發(fā)展和人類對河流開發(fā)力度的增大,河流的管理問題面臨著多方面的挑戰(zhàn)。一方面河流要發(fā)揮防洪、供水、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、旅游等傳統(tǒng)水利功能,另一方面要兼顧河流生態(tài)系統(tǒng)健康和可持續(xù)性的需求,實(shí)現(xiàn)水利功能和生態(tài)修復(fù)功能的統(tǒng)一,并在開發(fā)利用水資源與保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)之間尋求相對平衡。目前河道治理主要解決的問題是河道渠道化,傳統(tǒng)的護(hù)坡工程側(cè)重于工程安全和人類單方面的需要,設(shè)計(jì)時(shí)往往采用不透水的硬質(zhì)結(jié)構(gòu),對河流的環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)補(bǔ)償重視不夠。因此修復(fù)河流生態(tài)和優(yōu)化河流管理是保障河流健康的先決條件。基于這一觀點(diǎn),從河流健康的理念出發(fā)。對河流的現(xiàn)狀、發(fā)展及治理進(jìn)行分析。
1 河道現(xiàn)狀
1.1 河道管理現(xiàn)狀
近年來,我國在河流管理方面,已采取了許多措施,但是仍有區(qū)域性的水污染嚴(yán)重、水資源緊缺、水生態(tài)退化、洪澇災(zāi)害等問題尚待解決.流域多頭管理、職責(zé)不明、公眾參與不足等現(xiàn)象仍然嚴(yán)重存在。雖然水利工程建設(shè)取得了很大成就,但也改變了原有河流生態(tài)系統(tǒng)的功能。其主要表現(xiàn)在河流干涸,水生態(tài)環(huán)境消失;河流功能降低,地表水和地下水污染加重。因此.基于環(huán)境變化及社會(huì)發(fā)展的需要,探討河流治水方略,修復(fù)河流生態(tài)刻不容緩。
1.2 存在問題
大多數(shù)集鎮(zhèn)、村莊、農(nóng)田及交通等基礎(chǔ)設(shè)施均零星分布在河道兩側(cè)。由于建設(shè)用地和耕地資源不足,占用河道水域的現(xiàn)象比較普遍。同時(shí),早期河道的建設(shè)規(guī)劃受歷史因素的限制,河道行洪斷面偏小,與集雨面積不成比例,甚至出現(xiàn)倒置現(xiàn)象。另外,由于歷史上對水土保持工作缺乏足夠的重視,造林育林力度不夠,水土流失較為嚴(yán)重。此外,防洪堤、堰壩等河道建筑物大多建設(shè)年代久遠(yuǎn).已運(yùn)行了30—40年,甚至更長的時(shí)間,工程老化現(xiàn)象比較突出。
2 河道治理原則
河道是水生態(tài)環(huán)境的重要載體。河道治理首先是要利于生物的多樣性,為水生、兩棲動(dòng)物棲息繁衍提供生存環(huán)境,這樣既有利于保護(hù)河道水生態(tài)環(huán)境,又有利于提高河流的自凈能力。論文參考,河道整治。除滿足渲泄洪水要求外,還應(yīng)盡量保持河道的自然特征及水流多樣化。為此,河道的整治要從生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、人文、社會(huì)效益等多方面考慮,既要修復(fù)自然河道的功能,又要滿足人類依賴生存的要求。論文參考,河道整治。
2.1 平原河道治理原則
2.1.1 平原河道特點(diǎn)
平原河道縱向坡降較緩.橫斷面一般呈復(fù)式,河道較寬,階地、河漫灘較發(fā)育,水深較淺。枯水期河道內(nèi)水量很小或無水,洪水期河勢變化劇烈,水流泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜,河床沖淤變化無常。近年來由于干旱少雨,河道徑流量減少,河床、河灘裸露,有的河段行洪區(qū)域內(nèi)栽植了大量樹木及高桿作物,致使河道行洪斷面縮窄.影響河道正常行洪。
2.1.2 平原河道治理原則
治理平原河道,要求既滿足河道體系的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn).又利于河道系統(tǒng)恢復(fù)生態(tài)平衡。論文參考,河道整治。所以應(yīng)根據(jù)岸坡穩(wěn)定、正常行洪、表面異質(zhì)、材質(zhì)自然、內(nèi)外透水、成本經(jīng)濟(jì)等原則進(jìn)行。目的是在滿足人類需求的同時(shí),還要使工程結(jié)構(gòu)對河流的生態(tài)系統(tǒng)沖擊最小化,不僅對水流的流量、流速、沖淤平衡、環(huán)境外觀等影響最小,而且要?jiǎng)?chuàng)造動(dòng)物棲息及植物生長所需要的多樣性空間。治理原則為宜寬則寬、宜彎則彎、寬窄交替、深潭與淺灘交錯(cuò)、急流緩流并存的多自然型河道。
2.1.3 生態(tài)護(hù)坡技術(shù)
平原河道護(hù)坡應(yīng)盡量減少混凝土用量.優(yōu)先采取自然的土質(zhì)岸坡、自然緩坡、植樹、植草、干砌塊石等各種淺護(hù)坦.為水生植物生長、繁育及兩棲動(dòng)物棲息繁衍活動(dòng)創(chuàng)造條件。土堤可采用植樹、種草和生物袋等工程措施.以利于保護(hù)河道和生態(tài)環(huán)境的改善;為便于河道管理,防止河岸邊坡耕作,可設(shè)置防護(hù)帶,以確保堤防安全。常用的生態(tài)護(hù)坡形式有拋石護(hù)坡、混凝土預(yù)制件護(hù)坡鋪砌、生態(tài)磚和魚巢、土工織物袋、格賓網(wǎng)護(hù)砌等。河北省近年來河道常用的護(hù)坡形式為格賓網(wǎng)生態(tài)護(hù)坡和草皮護(hù)坡。從工程效果看,格賓網(wǎng)生態(tài)護(hù)坡優(yōu)于草皮護(hù)坡,且觀賞性強(qiáng)。從生態(tài)環(huán)保方面.格賓網(wǎng)生態(tài)護(hù)坡屬生態(tài)環(huán)保型護(hù)坡,透水透氣性好,一定時(shí)間后易于植物生長;又由于其柔性結(jié)構(gòu),故整體性較好.適應(yīng)變形能力強(qiáng).能滿足河道較大流速對岸坡的沖刷,適應(yīng)凍脹變形,不易破損,尤其適應(yīng)北方寒冷地區(qū),是理想的護(hù)坡材料。
2.2 山區(qū)河道治理原則
2.2.1 山區(qū)河道特點(diǎn)
山區(qū)河道縱向坡降陡.橫斷面一般呈“V”或“U”字型,階地、河漫灘不發(fā)育。論文參考,河道整治。河道洪枯變幅大,枯水期流量小,河岸或河堤承受高水位壓力時(shí)間短。山區(qū)河道集雨面積小,暴雨集中強(qiáng)度大,匯流時(shí)間短,水流速度快,挾沙能力和沖刷能力強(qiáng),其推移質(zhì)和懸移質(zhì)多,危害性不容忽視。輕則河岸坍塌、淤塞河床,重則損毀耕地、摧毀城鎮(zhèn)村莊,直接威脅人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。
2.2.2 河道整治原則
山區(qū)河道治理中.要統(tǒng)籌上下游及整個(gè)流域相互關(guān)系,因地制宜,綜合治理,并遵循自然規(guī)律,盡量發(fā)揮天然河道功能。所以在規(guī)劃治理中。一方面在流域內(nèi)采取水土保持措施,退耕還林,封山育林.?dāng)r截地面徑流,減少泥沙進(jìn)入河道。論文參考,河道整治。另一方面進(jìn)行河道整治,采取上堵下排,修建堤防、護(hù)岸工程。上堵就是在河道上游修建一定的攔擋壩、沉沙庫,攔截泥沙;下排就是疏導(dǎo)河道,清除阻水障礙,使河道暢通。論文參考,河道整治。其次在關(guān)鍵河段修建堤防護(hù)岸工程,約束水流,保護(hù)岸坡。堤身結(jié)構(gòu)和型式應(yīng)盡量采用當(dāng)?shù)氐慕ㄖ牧稀S捎谏絽^(qū)河流水土流失嚴(yán)重,推移質(zhì)多,大部分河道內(nèi)都有充足的卵石材料.可采用大塊鵝卵石堆砌、干砌塊石等護(hù)岸方式,使河道趨于自然形態(tài)。還應(yīng)注意河道的生態(tài)平衡問題,充分遵循自然規(guī)律.不宜過多改變河道自然特性,盡量保護(hù)天然河道的作用。
3 水質(zhì)改善及污染源的處理
在河道水質(zhì)污染嚴(yán)重的地區(qū),必須控制點(diǎn)源、面源污染,強(qiáng)調(diào)源頭治理。通過河道清淤、水面保潔、控制進(jìn)入河道的污染物總量,實(shí)行雨污分流排水體制,減少排入河流的污水量。改善末端治理,對于必須排出的污水,應(yīng)逐河段進(jìn)行總量控制(即功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)確定后的河段最小環(huán)境容量)。必要時(shí)需進(jìn)行深度處理。提出更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。對于易積累的有毒物質(zhì),要堅(jiān)決制止排人河流。根據(jù)河流徑流時(shí)空分布不均的特點(diǎn)和自凈規(guī)律.合理規(guī)劃排污口位置和排污時(shí)間,按實(shí)時(shí)水情調(diào)度.合理利用水體的環(huán)境容量,達(dá)到逐步改善水質(zhì)的目的。
參考文獻(xiàn):
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論文關(guān)鍵詞:生態(tài)修復(fù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展通渭縣
論文摘要:生態(tài)修復(fù)是對生態(tài)系統(tǒng)停止人為破壞,以減輕負(fù)荷壓力,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自身組織能力,使其向有序的方向進(jìn)行演化;或者利用生態(tài)系統(tǒng)的這種自我修補(bǔ)能力,輔以人工措施,使遭~l,at壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展。主要指致力于那些在人類活動(dòng)影響下受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建工作。
通渭縣鹿鹿山流域水土保持生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)項(xiàng)目于2004年被列入黃河水土保持生態(tài)工程試點(diǎn)項(xiàng)目,經(jīng)過3a實(shí)施,項(xiàng)目區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善,林草覆蓋率從52.30%提高到60.29%,農(nóng)戶人均純收入由1613.80元提高到1967.20元;生態(tài)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)開始良性循環(huán),該項(xiàng)目的實(shí)施為本區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。初步實(shí)現(xiàn)了人與自然和諧相處。
1基本情況
通渭縣鹿鹿山水土保持生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目是黃河水土保持生態(tài)工程生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)項(xiàng)目。實(shí)施期為2004—2006年,項(xiàng)目區(qū)年均降水量500ram,年均氣溫3~5oC,適宜各類生物生長,屬黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)。該地區(qū)為石質(zhì)山地,項(xiàng)目區(qū)轄隴陽、北城、寺子3鄉(xiāng),12個(gè)行政村54個(gè)村民小組,總?cè)丝?839人,人口密度84人/km,全部為農(nóng)業(yè)人口,農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力4706人。人均土地1.19hm,人均耕地0.26hm,總面積93.30kmz。完成封禁面積56.25km2.人工補(bǔ)植9Ohmz,人工種草277.5Ohm2,設(shè)立封禁工程圍欄5km、標(biāo)志碑5座、標(biāo)語牌9O個(gè)、封育區(qū)“四至”邊界標(biāo)志界碑600個(gè);新建管理房3間、示范養(yǎng)殖圈舍150座。布設(shè)植被監(jiān)測點(diǎn)5個(gè)、氣象觀測點(diǎn)1個(gè)、徑流泥沙監(jiān)測點(diǎn)1個(gè),選擇監(jiān)測典型農(nóng)戶60戶。
2生態(tài)修復(fù)成效
生態(tài)修復(fù)是指對生態(tài)系統(tǒng)停止人為破壞,以減輕負(fù)荷壓力,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自身組織能力,使其向有序的方向進(jìn)行演化;或者利用生態(tài)系統(tǒng)的這種自我修補(bǔ)能力,輔以人工措施,使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或向良性循環(huán)方向發(fā)展;主要指致力于那些在人類活動(dòng)影響下受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建工作。
該項(xiàng)目實(shí)施后,項(xiàng)目區(qū)水清、山綠、水土流失減輕,群眾的思想觀念轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)了生物、產(chǎn)業(yè)趨于多樣化,取得了明顯的生態(tài)效益、蓄水保土效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。據(jù)測算,到項(xiàng)目實(shí)施年限末期,林草覆蓋率從52.30%提高到60.29%;監(jiān)測區(qū)年土壤侵蝕模數(shù)由1430t/km。·a降為964.40t/km項(xiàng)目區(qū)內(nèi)農(nóng)戶人均純收入自1613.80元提高到1967.20元;農(nóng)、林、牧、副各業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)由基期的76.70:0.94:17.30:.5.06變?yōu)?0.30:.1.07:29.50.:19.13;土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整為農(nóng)地:林地:草地:荒地:其他=21.12:20.97:34.30:4.30:18.56。舍飼養(yǎng)殖數(shù)量6000多(只),實(shí)現(xiàn)牛、馬、豬、兔、雞、鴿等多元化養(yǎng)殖。各產(chǎn)值機(jī)構(gòu)有了較大變化,土地利用結(jié)構(gòu)更加合理,使區(qū)域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)開始良性循環(huán)。該項(xiàng)目的實(shí)施為本區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。初步實(shí)現(xiàn)了人與自然和諧相處。
3幾點(diǎn)啟示
3.1科學(xué)規(guī)劃,對位配套措施是實(shí)施生態(tài)修復(fù)工程的前提
水土保持生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,直接關(guān)系到群眾的生產(chǎn)和生活,在項(xiàng)目實(shí)施過程中,始終堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展為指導(dǎo),以構(gòu)建和諧社會(huì)為目標(biāo),堅(jiān)持以人為本理念,科學(xué)規(guī)劃。在生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施運(yùn)用上,以保護(hù)和利用水土資源為核心,依據(jù)“源于自然,還于自然”的思想,為大自然恢復(fù)其自我修復(fù)能力創(chuàng)造條件,對位配置各類措施,以封為主,封禁、補(bǔ)造、撫育、管護(hù)并重,工程、生物、農(nóng)藝措施相結(jié)合,生態(tài)修復(fù)與群眾脫貧致富相結(jié)合的原則。使項(xiàng)目區(qū)形成一個(gè)相對獨(dú)立的生態(tài)隔離區(qū),減少或禁止人、畜活動(dòng)對生物群落的干擾和破壞,促使土壤質(zhì)量正向發(fā)育,生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)控能力向健康狀況演化。取得了良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
3.2加強(qiáng)組織、建章立制、加大宣傳是生態(tài)修復(fù)工程順利實(shí)施的基礎(chǔ)
生態(tài)修復(fù)是新時(shí)期水土保持生態(tài)建設(shè)的重大戰(zhàn)略調(diào)整,縣委、縣政府高度重視,加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)的組織領(lǐng)導(dǎo)和部門協(xié)調(diào),專門成立項(xiàng)目執(zhí)行領(lǐng)導(dǎo)小組,健全管理機(jī)構(gòu)、配備工作人員,明確和落實(shí)各部門的責(zé)任權(quán)屬。制定和頒布有關(guān)項(xiàng)目建設(shè)的法規(guī)及管理制度,對生態(tài)修復(fù)區(qū)林草及其設(shè)施的管護(hù)管理提出具體的操作要求。做到管理有章可循,有法可依。利用集市、廟會(huì)等多場合、多形式、多渠道對農(nóng)民進(jìn)行廣泛宣傳教育,印發(fā)傳單、公告、宣傳畫及日歷和手冊。為生態(tài)修復(fù)的順利實(shí)施提供組織保證和營造良好的輿論氛圍。
3.3建立部門聯(lián)動(dòng)機(jī)制,整合項(xiàng)目,為生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的實(shí)施提供資金保障
水土保持生態(tài)修復(fù)涉及農(nóng)、林、水、環(huán)保、畜牧、財(cái)政、扶貧、科技等諸多方面,綜合性很強(qiáng),我們利用中央資金的主導(dǎo)作用和退耕還林草的機(jī)遇,深化投資管理機(jī)制改革,整合項(xiàng)目資金,統(tǒng)籌兼顧,合理規(guī)劃,相互配套,鑲嵌實(shí)施,達(dá)到資金技術(shù)、土地和勞動(dòng)力資源的合理配置,使有限的投入資金發(fā)揮最佳使用效益。在項(xiàng)目建設(shè)中,與相關(guān)部門在工程實(shí)施、科研和監(jiān)測等方面密切配合,加強(qiáng)合作,全面提升生態(tài)修復(fù)的科技水平和效益,加快生態(tài)修復(fù)進(jìn)度。在管理上實(shí)行目標(biāo)管理責(zé)任制,形成部門之間“各負(fù)其責(zé),各盡其力,各投其資,各計(jì)其功”的工作機(jī)制。為生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)提供了資金保障。
3.4立足實(shí)際,政策引導(dǎo),狠抓落實(shí)是實(shí)施生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵
自然生態(tài)系統(tǒng)的承載能力是有限的,土地資源的開發(fā)必須符合自然生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律,使其得到休養(yǎng)生息。必須按照“順應(yīng)天時(shí),遵循自然規(guī)律;順應(yīng)市場,遵循經(jīng)濟(jì)規(guī)律;順應(yīng)科學(xué),遵循市場規(guī)律”的原則,堅(jiān)持川臺(tái)河谷區(qū)發(fā)展全膜覆蓋玉米、淺山區(qū)種植馬鈴薯、深山區(qū)發(fā)展畜草產(chǎn)業(yè)的種植結(jié)構(gòu)調(diào)整思路,大膽探索,積極挖掘本地資源潛力,引導(dǎo)農(nóng)民轉(zhuǎn)變觀念,大力發(fā)展玉米、洋芋、畜草、中藥材等富民產(chǎn)業(yè)。通過政策引導(dǎo),利益驅(qū)動(dòng),解決了許多與群眾切身利益息息相關(guān)的實(shí)際問題,使支柱產(chǎn)業(yè)開發(fā)和扶貧攻堅(jiān)取得了明顯的成效。通過生態(tài)修復(fù),既滿足了生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)條件,又確保了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、社會(huì)安定團(tuán)結(jié)、人民安居樂業(yè)。為社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)起到了示范帶動(dòng)作用。
3.5依法監(jiān)督,狠抓管護(hù)是生態(tài)修復(fù)效益正常發(fā)揮的保證
生態(tài)修復(fù)能力的體現(xiàn)根本在于徹底控制人為活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境的一切干擾因素和防止水土資源的污染,關(guān)鍵是水土保持監(jiān)督執(zhí)法和封禁成果管護(hù)。為此,要采取以下強(qiáng)有力的措施:
①建立健全水保監(jiān)督執(zhí)法網(wǎng)絡(luò)。縣、鄉(xiāng)、村、社四級執(zhí)法網(wǎng)絡(luò)組織機(jī)構(gòu)健全,并逐級簽訂監(jiān)督管護(hù)目標(biāo)管理責(zé)任書,做到責(zé)、權(quán)、利絕對明晰。
②依法具體落實(shí)“三區(qū)”劃分與“三權(quán)一案三同時(shí)”制度,嚴(yán)格管理,獎(jiǎng)懲兌現(xiàn)。加強(qiáng)修復(fù)成果管護(hù)。
同時(shí),對水保預(yù)防監(jiān)督執(zhí)法的檢查情況納入鄉(xiāng)鎮(zhèn)年終綜合考核評比的內(nèi)容,推行獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,以管促封。使生態(tài)修復(fù)效益能夠正常發(fā)揮。
3.6合理布設(shè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),為生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)
監(jiān)測工作所獲取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對于生態(tài)自我修復(fù)能力的研究及評價(jià)意義重大,根據(jù)基礎(chǔ)監(jiān)測指標(biāo)體系和監(jiān)測評價(jià)體系要求,合理布設(shè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),采用實(shí)地定點(diǎn)、定時(shí),多方位、多層次、多目標(biāo)、多樣點(diǎn)統(tǒng)計(jì)調(diào)查的方法進(jìn)行。著重做好以下監(jiān)測內(nèi)容:
①蓄水效益監(jiān)測。定點(diǎn)觀測和統(tǒng)計(jì)徑流、土壤侵蝕、泥沙變化、流域降水量等數(shù)據(jù),分析評價(jià)項(xiàng)目實(shí)施后的蓄水保土效益。
②生態(tài)效益監(jiān)測。林地監(jiān)測:采用多樣點(diǎn)抽樣調(diào)查法。草地監(jiān)測:選用不同草地類型,采用刈割測定生長量等,分析評價(jià)了項(xiàng)目實(shí)施后的生態(tài)效益。
③社會(huì)效益監(jiān)測。通過布設(shè)網(wǎng)點(diǎn)社經(jīng)調(diào)查,采用分層抽樣的調(diào)查方法,以定點(diǎn)觀測和典型農(nóng)戶調(diào)查結(jié)合,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查,統(tǒng)計(jì)分析,評價(jià)項(xiàng)目實(shí)施后的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
根據(jù)監(jiān)測結(jié)果與效益分析評價(jià),為同類地區(qū)生態(tài)修復(fù)的科學(xué)研究和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
[關(guān)鍵詞] 城市濱水區(qū);景觀設(shè)計(jì);生態(tài)修復(fù);特色
中圖分類號:S759.92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
自古人們依水而居,城市濱水區(qū)不僅是構(gòu)成人類生活空間環(huán)境的重要區(qū)域之一,也是最易凸顯城市特色的敏感地帶。隨著城市化的迅速發(fā)展和人口的集聚效應(yīng),城市濱水區(qū)景觀生態(tài)環(huán)境受到了不同程度的破壞。經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題與濱水生態(tài)問題的矛盾日益突出,對人居環(huán)境產(chǎn)生了重要影響。以生態(tài)修復(fù)為導(dǎo)向的城市濱水區(qū)景觀設(shè)計(jì),是改善濱水生態(tài)環(huán)境、保障生態(tài)系統(tǒng)健康、實(shí)現(xiàn)人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要前提。
城市濱水區(qū)景觀核心生態(tài)問題
1.1 濱水區(qū)景觀生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重
城市化浪潮中,濱水區(qū)不合理的開發(fā)與建設(shè)性破壞,許多生物喪失了原有的棲息空間。生物種類日益銳減,失去了原有的生態(tài)服務(wù)功能和環(huán)境調(diào)控功能,破壞了濱水區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。加之周圍區(qū)域農(nóng)業(yè)、工業(yè)等生產(chǎn)、生活活動(dòng)的影響,導(dǎo)致水質(zhì)惡化、生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能下降、生態(tài)退化等問題,人們對于親水性的需求受到了不同程度的限制。
1.2 濱水景觀特色喪失
濱水區(qū)景觀設(shè)計(jì)時(shí),盲目追求于景觀的美學(xué)價(jià)值和良好的視覺效果,沒有充分挖掘所在地域的地脈和文脈資源,不能滿足具有地域特色的濱水區(qū)景觀設(shè)計(jì)要求和城市形象的表達(dá),景觀特色喪失。
由于濱水區(qū)所處的特殊環(huán)境,涉及領(lǐng)域范圍廣,對于土地空間利用的控制和調(diào)整不到位,造成現(xiàn)有景觀格局和原有生態(tài)格局的矛盾沖突,致使景觀環(huán)境混亂。在設(shè)計(jì)中應(yīng)深入了解人的心理、生理需求和自然環(huán)境的原生態(tài),保障濱水區(qū)景觀的歷史延續(xù)性和用地布局的合理性。
城市濱水景觀生態(tài)空間構(gòu)成要素分析
20世紀(jì)80年代末,德國首先提出“近自然型河流”概念和“自然型護(hù)岸”技術(shù)[1]。日本于1986年開始學(xué)習(xí)歐洲的濱水治理經(jīng)驗(yàn),他們運(yùn)用“多自然型河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)”的濱水設(shè)計(jì)理念,逐漸改建了以往的濱水混凝土型護(hù)岸。1988年日本土木學(xué)會(huì)出版的《濱水景觀設(shè)計(jì)》結(jié)合實(shí)例分析了濱水區(qū)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的具體方法,并強(qiáng)調(diào)了規(guī)劃中公共參與和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要性。我國的濱水景觀設(shè)計(jì)研究始于20世紀(jì)90年代,劉濱誼教授在《現(xiàn)代景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)》中針對濱水景觀設(shè)計(jì)提出了“尊重自然,維護(hù)生態(tài)”的建議,并提出了“生態(tài)化駁岸”的設(shè)計(jì)理念。
城市濱水景觀生態(tài)修復(fù)是指依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理,運(yùn)用一定的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)手段,來改善和提高濱水區(qū)景觀生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,使城市濱水區(qū)景觀格局優(yōu)化、空間環(huán)境美化、濱水生態(tài)完整,成為一處特色鮮明、和諧共生的人居環(huán)境。生態(tài)是濱水景觀環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo),優(yōu)質(zhì)的濱水景觀環(huán)境應(yīng)具備較好的環(huán)境承載功能、景觀體驗(yàn)功能和休閑娛樂功能。整體來講,濱水景觀生態(tài)構(gòu)成要素分為兩大類:自然構(gòu)成要素(從構(gòu)成因子上分為空氣、氣候、水體、土壤、動(dòng)植物等;從平面形態(tài)上可劃分為水域、緩沖帶和周邊陸域)和人工構(gòu)成要素(歷史人文、建筑小品、休閑活動(dòng)設(shè)施、內(nèi)外交通及護(hù)岸、提防等安全防護(hù)要素)。不論景觀是均相的還是異相的,景觀中的各點(diǎn)對某種生態(tài)過程的重要性都不是一樣的。其中有一些局部、點(diǎn)和空間關(guān)系對控制景觀水平生態(tài)過程起著關(guān)鍵性的作用[2]。這些景觀生態(tài)要素共同構(gòu)筑了濱水區(qū)景觀的生態(tài)空間格局,彼此相互影響、相互制約,統(tǒng)一于整體的濱水景觀生態(tài)環(huán)境修復(fù)過程中。
3 城市濱水景觀生態(tài)修復(fù)策略
3.1 整體控制、局部調(diào)整
濱水景觀生態(tài)修復(fù),不僅僅只是解決技術(shù)層面上的問題,它還涉及到政策規(guī)劃、公眾參與、經(jīng)濟(jì)文化等諸多的社會(huì)因素[3]。因此,在濱水區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)重視濱水區(qū)與城市環(huán)境關(guān)系的處理,協(xié)調(diào)該城濱水區(qū)景觀設(shè)計(jì)與其他相關(guān)規(guī)劃之間的關(guān)系。正確處理好濱水空間在城市中的定位和價(jià)值,并綜合考慮濱水區(qū)各景觀功能形態(tài)的組織與建構(gòu)。通過這樣的邏輯關(guān)系,使整體與部分相互協(xié)調(diào)、相互制約,達(dá)到整體最優(yōu)的目標(biāo)。
3.2 生態(tài)修復(fù)、理念指引
在遵循景觀生態(tài)學(xué)為核心的設(shè)計(jì)原則下,理性運(yùn)用生態(tài)修復(fù)機(jī)理,正確處理好斑塊、廊道、基質(zhì)等景觀格局指數(shù)之間的生態(tài)關(guān)系,構(gòu)架濱水生態(tài)走廊。濱水空間的整合上,盡量避免對濱水地表機(jī)理的破壞,恢復(fù)河道自然形態(tài),優(yōu)化濱水景觀生態(tài)格局。
其次,深入挖掘區(qū)域自身特色,通過功能的組織、對地域文化元素的提取與植入,運(yùn)用設(shè)計(jì)手法,達(dá)到一種意境美的營造,以更好延續(xù)濱水景觀的地脈和文脈。此外,應(yīng)充分利用景觀生態(tài)系統(tǒng)的自凈化、自修復(fù)等功能,尋求自身獨(dú)特的景觀生態(tài)修復(fù)模式。
植物生態(tài)保護(hù)方面,恢復(fù)濱水區(qū)受損的植物,保護(hù)鄉(xiāng)土植物和原生性植物種群。依據(jù)濱水區(qū)不同的水濕條件,對植物群落進(jìn)行合理配置和有序恢復(fù),營造體現(xiàn)地域文化特色的植物景觀群落。同時(shí),利用植物四季色彩的變化,豐富的植物群落季相景觀,為濱水生物提供繁衍棲息的優(yōu)質(zhì)生態(tài)環(huán)境。
3.3 修復(fù)技術(shù)、合理運(yùn)用
(1)GIS和RS技術(shù)。運(yùn)用GIS和RS等技術(shù),以可持續(xù)發(fā)展理念為標(biāo)準(zhǔn),建立濱水區(qū)景觀生態(tài)評價(jià)指標(biāo)體系。對濱水區(qū)地形環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和水文環(huán)境做出定量分析與評價(jià),通過對功能空間的組織、景觀系統(tǒng)的重構(gòu),總結(jié)濱水特色景觀營造的生態(tài)安全策略和規(guī)劃調(diào)控方向。在生態(tài)修復(fù)過程中,應(yīng)做到及時(shí)檢測、反饋與再修復(fù),以促進(jìn)景觀生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。
(2)水質(zhì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)。在保存現(xiàn)有水系自然形態(tài)的前提下,利用底泥疏浚、氣體抽取等技術(shù)進(jìn)行水體污染物的收集與處理,控制水域外源性污染源。由于氣候因素,水系有豐水期和枯水期之分,應(yīng)及時(shí)實(shí)施水體的調(diào)度對策,以確保良好的供水、補(bǔ)水和棄水狀態(tài)。
(3)生態(tài)駁岸修復(fù)技術(shù)。生態(tài)駁岸是指恢復(fù)自然河岸“可滲透性”的人工駁岸,是基于對生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)知和保證生物多樣性的延續(xù),而采取的以生態(tài)為基礎(chǔ)、安全為導(dǎo)向的工程方法,以減少對河流自然環(huán)境的傷害[4]。這種駁岸應(yīng)具有提升生態(tài)環(huán)境、親水性、安全性等綜合功能。從分類上生態(tài)駁岸可分為自然型駁岸、柔性生態(tài)駁岸和植物生態(tài)護(hù)坡駁岸等。
在生態(tài)修復(fù)技術(shù)實(shí)施過程中,應(yīng)做到因地制宜,探索出適合自身的生態(tài)修復(fù)技術(shù)。保障生態(tài)修復(fù)與景觀控制相結(jié)合,促使濱水景觀生態(tài)環(huán)境一體化發(fā)展。
4 結(jié)論
城市濱水區(qū)是人們休閑交流的重要空間,也是人與自然對話的宜游場所。針對濱水區(qū)生態(tài)修復(fù)問題,在此提出了區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo),生態(tài)修復(fù)理念為引導(dǎo)的濱水區(qū)景觀設(shè)計(jì)方法,塑造特色濱水生態(tài)環(huán)境,同時(shí)采用生態(tài)修復(fù)技術(shù)維護(hù)濱水生態(tài)環(huán)境。濱水區(qū)景觀環(huán)境的生態(tài)修復(fù)不僅需要設(shè)計(jì)理念的升華和生態(tài)修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用,更需要運(yùn)行機(jī)制與實(shí)踐過程中的密切配合和制度保障。
參考文獻(xiàn)
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本學(xué)科前身是以原水文地質(zhì)及工程地質(zhì)省部級重點(diǎn)學(xué)科(我國第一批(1981年)具有博士、碩士授予權(quán)的學(xué)科點(diǎn))為依托,在地質(zhì)資源與地質(zhì)工程一級學(xué)科下增設(shè)的。
本學(xué)科一直是“211”建設(shè)重點(diǎn)學(xué)科群之一。近年來以環(huán)境污染水文地質(zhì)研究、地下水資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)等為主要特色,在地下水資源與環(huán)境這一地球科學(xué)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域,保持著自己的學(xué)科優(yōu)勢。
本學(xué)科教師承擔(dān)著許多地下水學(xué)科的前沿課題,大部分來源于國家自然科學(xué)基金或省部級縱向攻關(guān)項(xiàng)目,同時(shí)也涉及到長江三峽工程、南水北調(diào)工程、華北平原水資源開發(fā)、清江水電站工程、金沙江溪洛渡水電工程等國家重點(diǎn)工程的生產(chǎn)課題,年均科研經(jīng)費(fèi)過千萬。研究領(lǐng)域涵蓋地下水中物質(zhì)與能量循環(huán)規(guī)律及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng),水-巖相互作用機(jī)理,土壤水分和鹽分遷移機(jī)制、地下水監(jiān)測、模擬與評價(jià)技術(shù)、地下水環(huán)境修復(fù)與污染防治技術(shù)、以及地下水有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)、環(huán)境同位素測試技術(shù)等。許多研究成果處于國內(nèi)領(lǐng)先或國際先進(jìn)水平。近幾年獲得國家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、省部級一等獎(jiǎng)各1項(xiàng)、省部級二、三等獎(jiǎng)二十多項(xiàng)。出版專著三十余部,在核心期刊近百篇,并有四十余篇論文進(jìn)入三大檢索系統(tǒng)。
主要實(shí)驗(yàn)室:水土環(huán)境修復(fù)驗(yàn)室、滲流模擬實(shí)驗(yàn)室、水化學(xué)分析測試實(shí)驗(yàn)室、地下水模擬與3S技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室。
畢業(yè)生就業(yè)方向:大專院校、科研院所、國家有關(guān)部委的職能部門(如國土、水利、電力、交通、環(huán)境)和各系統(tǒng)(部門)的研究所、設(shè)計(jì)院等。
關(guān)鍵詞:水質(zhì);生態(tài);工程設(shè)計(jì);自然處理;人工處理
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
中圖分類號: Q494文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
1.概述
長期城市化與工業(yè)化對河流生態(tài)系統(tǒng)健康狀況造成了嚴(yán)重影響,河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)逐漸引起人們的重視。調(diào)查顯示,我國90%以上城市河流受到不同程度污染,生態(tài)功能喪失現(xiàn)象嚴(yán)重[1]。近幾年來,國內(nèi)許多專家學(xué)者對河流水生態(tài)治理與修復(fù)進(jìn)行了深入研究,蘇冬艷等人(2008年)對河流治理與修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了綜述[2],劉輝等(2009年)提出了利用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理治理杭州河道水生態(tài)系統(tǒng)的對策和建議。
以水的自我調(diào)節(jié)為基礎(chǔ),遵從“道法自然”的自然依據(jù),按照物質(zhì)在自然界遷移、轉(zhuǎn)化、流動(dòng)與循環(huán)的規(guī)律,在少量人類輔助功能的幫助下,充分利用自然生態(tài)系統(tǒng),與地方自然條件、社會(huì)條件和經(jīng)濟(jì)條件相結(jié)合,使之相互聯(lián)系成一個(gè)有機(jī)系統(tǒng),促進(jìn)良性循環(huán),同步增加與兼收經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。
城市河道水生態(tài)環(huán)境問題及治理現(xiàn)狀
2.1城市河道水生態(tài)環(huán)境存在的問題
2.1.1城市河道渠化破壞河道生態(tài)系統(tǒng)
天然的河流、湖泊、池塘是自然變遷和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物,但隨著社會(huì)的發(fā)展,人類的開發(fā)活動(dòng),尤其是隨著城市人口密集,開發(fā)建設(shè)強(qiáng)度大,對河道裁彎取直,修建水庫和其他水利設(shè)施,以及開辟人工河道等,河道水生態(tài)系統(tǒng)自然屬性遭受破壞,呈現(xiàn)出人工化、渠道化與規(guī)則化,水文流態(tài)受水利設(shè)施控制,且受到現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土塊體或漿砌石結(jié)構(gòu)的護(hù)坡影響,隔斷了地下水與土壤的聯(lián)系,導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一,恢復(fù)和緩沖能力減弱。
2.1.2城市河道水體污染嚴(yán)重
部分工業(yè)廢水及大部分生活污水未加處理直接排入河道,致使部分區(qū)域的河流浮萍藻類生物的迅速生長,水體甚至呈現(xiàn)紅褐色,墨綠色,水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重。另外由于人類保護(hù)水生態(tài)環(huán)境意識較薄弱,隨手向河內(nèi)丟棄垃圾等,導(dǎo)致部分河段水面雜物漂浮、蚊蠅孳生。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國80%的城市河流受到不同程度的污染,許多流經(jīng)城市段的江河水質(zhì)都劣于Ⅲ類水,河中生物基本絕跡,河流的生態(tài)功能惡化[3]。
2.1.3城市河道淤積嚴(yán)重
受到不恰當(dāng)?shù)某鞘虚_發(fā)的影響,使許多河流的河道變窄,河網(wǎng)被分割,城市建設(shè)中廢物傾倒使河床越來越高,并且政府有關(guān)部門不重視河道清淤工作,沒有定期對河道進(jìn)行清淤,致使部分河道淤積嚴(yán)重,不但影響了河道水質(zhì),也嚴(yán)重影響了河流本身所具有的泄洪功能,加劇了城市洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率和程度。
2.2城市河道水生態(tài)環(huán)境治理中存在的問題
通過對全國各地河道整治資料進(jìn)行查閱發(fā)現(xiàn),當(dāng)前大部分城市的河道水質(zhì)治理方面存在以下幾個(gè)主要問題:利用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理城市河道水生態(tài)系統(tǒng)的重要性依然沒有引起相關(guān)部門的足夠的重視,現(xiàn)如今河道的主要整治措施還是截污納管、生活污水處理和底泥疏浚;一些地方雖然在整治方案中都強(qiáng)調(diào)了生態(tài)治水的重要性,但在具體技術(shù)上缺乏相應(yīng)的實(shí)施方案和操作措施;在利用生態(tài)技術(shù)修復(fù)河道水生態(tài)的認(rèn)識上存在較大的偏差,許多設(shè)計(jì)者對于河流的生態(tài)修復(fù)純粹是從景觀美學(xué)的角度出發(fā),沒有考慮河道的基本情況及其功能定位。
2.3城市河道水生態(tài)環(huán)境的一般修復(fù)方法
水生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)理論復(fù)雜、因素眾多、操作困難的工作,既要因地制宜,又要符合科學(xué),更要講究實(shí)效。按照水生態(tài)系統(tǒng)的理論,結(jié)合全國河道、湖泊水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)情況的分析,修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)的主要處理技術(shù)可以分為:物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)以及生物技術(shù)。具體處理方法及其相應(yīng)的特點(diǎn)見下表(表1):
表1環(huán)境修復(fù)技術(shù)及其特點(diǎn)
3.工程實(shí)例
3.1上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)河域概況
由于上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)校內(nèi)所有水域均流通,故以中心河的水質(zhì)數(shù)據(jù)為樣本進(jìn)行分析,從而對全校水質(zhì)進(jìn)行估計(jì)。
(1)中心河及其排水口現(xiàn)狀
圖1為中心河的衛(wèi)星圖,從西面起第一座橋設(shè)為橋①(玉蘭前),第二座橋(三教前)設(shè)為橋②,東面起第一座橋?yàn)闃颌邸O嚓P(guān)數(shù)據(jù)如下(表2):
圖1中心河的衛(wèi)星圖
表2中心河現(xiàn)狀相關(guān)數(shù)據(jù)
根據(jù)實(shí)地調(diào)查,大中型排水口個(gè)數(shù)及分布如圖所示,小型排水口分布如下:
橋①以西,北岸有小型排水口7個(gè),南岸有小型排水口6個(gè)。橋①―橋②,北岸有小型排水口16個(gè);南岸無小型排水口。橋②―橋③,北岸有小型排水口14個(gè),5個(gè)小型排水口。橋③以東,北岸有小型排水口13個(gè);南岸有小型排水口10個(gè)。
(2)中心河水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀
2012年7月對中心河進(jìn)行了實(shí)地考察,對其水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的初步了解如下:
橋①至橋③的區(qū)域,湖水基本清澈,能見度較高,有魚、蝦等水生生物。橋③以東,湖水稍有渾濁,東墻周圍湖水能見度低,總體流動(dòng)性較小,湖水泛綠,河岸邊緣及角落有浮游類植物。橋①以西區(qū)域水質(zhì)情況較差。湖水呈青綠色,部分區(qū)域有輕微乳白色,湖水能見度河岸邊緣大型排水口處有浮沫以及少量的上層浮油,大部分區(qū)域水質(zhì)混濁,能見度低,水生生物稀少。中心河河岸由水泥石塊砌筑,水域底部淤泥較厚。綜上,預(yù)估中心河富營養(yǎng)化情況比較嚴(yán)重。
3.2水環(huán)境試驗(yàn)與監(jiān)測
在2011年10月起對四個(gè)河段(為方便起見,在下文,橋①以西命名為#1,橋①―橋②命名為#2,橋②―橋③命名為#3,橋③以東命名為#4)進(jìn)行為期1年的采樣。因分析水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀得出本河段富營養(yǎng)化情況嚴(yán)重,故擬測試pH、水溫、DO、COD、BOD5、NH3-N,6項(xiàng)指標(biāo)來評估富營養(yǎng)化情況,并對未來形成治理方案提供依據(jù)。測定方法如下[4][5]:
表3 水環(huán)境測定方法
(1)關(guān)于中心河水溫T的監(jiān)測值分析
從圖2中可看出中心湖的水溫分布均勻,4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)只有較小偏差,同時(shí)最高水溫為#2處的28.5℃,7月; 且1月份水溫均低于5℃,與上海市的氣溫變化同步。由于缺少近十年的當(dāng)月平均水溫,無法對其級別定位,僅從一年的數(shù)據(jù)觀察看,水溫指標(biāo)滿足IV類水標(biāo)準(zhǔn)要求。
(2)關(guān)于中心河pH值監(jiān)測值的分析
從圖3中看出PH值的變化范圍為6.31~7.54,其中5月至10月呈弱堿性, 11月至4月顯弱酸性,其PH值最大值出現(xiàn)在7月和最高水溫相對應(yīng)。中心河的酸堿度基本滿足景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但1月份測得的酸堿度超過了標(biāo)準(zhǔn)。河水的PH值是河水及其水域各種自然因素綜合作用的結(jié)果。在流動(dòng)河水中,氫離子的濃度并不取決于水分子的離解,而主要取決于河水中各種負(fù)離子,例如碳酸根、碳酸氫根、二氧化碳的對比關(guān)系。在富營養(yǎng)化水體中,隨著富營養(yǎng)化的發(fā)展,由于藻類光合作用消耗水中的二氧化碳,致使水中氫離子減少而導(dǎo)致PH值升高,呈現(xiàn)PH值隨藻類生長而顯著增高趨勢[6] 。
圖2 中心河水溫T監(jiān)測值 圖3中心河PH值監(jiān)測值
(3)關(guān)于中心河溶解氧DO監(jiān)測值的分析
從圖4中可知,中心河水體中溶解氧最小值是1.6mg/L,最大值是3.78mg/L。除了7月至8月溶氧量值低于標(biāo)準(zhǔn)外,#1處溶氧量值從5月至8月間亦低于標(biāo)準(zhǔn)值,此處根據(jù)實(shí)際調(diào)查確是存在嚴(yán)重的富營養(yǎng)化以及嚴(yán)重的污水排放情況。潔凈水體中的溶解氧一般接近飽和,如果水體受到有機(jī)物質(zhì)和還原性物質(zhì)污染時(shí),溶解氧會(huì)低于飽和值,尤其當(dāng)藻類在水面形成遮光阻氣層時(shí),影響大氣氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光合作用受阻,會(huì)使低層溶解氧大幅度降低,甚至趨于零值。此時(shí)將會(huì)導(dǎo)致厭氧微生物繁殖、水質(zhì)惡化。
(4)中心河生化需氧量監(jiān)測值的分析
從圖5中可看出中心河生化需氧量的變化范圍是23mg/L~47mg/L, 明顯高于IV類水體的生化需氧量標(biāo)準(zhǔn)值。生化需氧量越高,表示水中需氧有機(jī)污染物越多。
圖4中心河溶解氧DO監(jiān)測值 圖5中心河生化需氧量監(jiān)測值
(5)中心河化學(xué)需氧量監(jiān)測值的分析
如圖6中所示,中心河重鉻酸鉀指數(shù)較高,變化范圍為62mg/L~110mg/L,最大值出現(xiàn)在6月的#1處。重鉻酸鉀指數(shù)是表征水體中可被高錳酸鉀氧化的物質(zhì),主要是有機(jī)物的含量。是一項(xiàng)重要的水質(zhì)參數(shù)。在富營養(yǎng)化水體中由于浮游植物強(qiáng)烈的光合作用生成了大量的有機(jī)體,使水體的化學(xué)耗氧量明顯增高。5月至7月間,中心河的重鉻酸鉀指數(shù)足以體現(xiàn)。
(7)中心河氮氨含量監(jiān)測值的分析
如圖7所示,中心河氮氮濃度都較高。最大偏差為1.96mg/L。最大值出現(xiàn)在6月,最小值出現(xiàn)在11月。氮氨濃度較高時(shí)必然會(huì)導(dǎo)致水域的富營養(yǎng)化。中心湖氮氨變化范圍為1.85~4.97mg/L。達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值僅為#3處的1,2,11,12月數(shù)據(jù)以及#2處的1月數(shù)據(jù)。且#1處的數(shù)據(jù)均高于其它監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù),可見#1處的富營養(yǎng)化最為嚴(yán)重。
可見對中心湖進(jìn)行整治規(guī)劃勢在必行也刻不容緩。
圖6中心河化學(xué)需氧量監(jiān)測值圖7中心河氨氮含量監(jiān)測值
3.3水生態(tài)環(huán)境修復(fù)
中心河是貫穿上師大奉賢校區(qū),與新農(nóng)河和月亮湖等其他水域連通,因此它不僅和其他水體一起調(diào)節(jié)了局部氣候,同時(shí)也具有一定的欣賞價(jià)值。但是由于疏于管理,導(dǎo)致目前中心湖富營養(yǎng)化程度嚴(yán)重,生物多樣性遭到破壞,因此有必要對該河流進(jìn)行治理,并需要通過多種方法的結(jié)合,已到達(dá)徹底修復(fù)河道水生態(tài)系統(tǒng)的目的。
3.3.1處理河流底部沉積物
富營養(yǎng)化湖泊中的底部沉積物常是一個(gè)營養(yǎng)庫,在一定條件下可不斷釋放磷,這稱為內(nèi)部負(fù)荷。當(dāng)外部負(fù)荷減少后, 內(nèi)部負(fù)荷可補(bǔ)償,使富營養(yǎng)化現(xiàn)象繼續(xù)存在[7]。底泥疏浚與覆蓋技術(shù)是河流污染治理中普遍采用的措施之一,可以較大程度的消減底泥對上覆水體的污染貢獻(xiàn)率,進(jìn)而解決內(nèi)源釋放而造成的二次污染問題,并為后續(xù)的生物技術(shù)介入創(chuàng)造出良好的生態(tài)條件。通過挖泥疏浚可以直接去除底泥中的營養(yǎng)鹽含量,減輕內(nèi)部負(fù)荷對湖泊的影響[8]。
3.3.2水生動(dòng)物修復(fù)技術(shù)
水體中的藻類除受營養(yǎng)物質(zhì)的控制外,也受到浮游動(dòng)物和魚類的控制。因此,可以通過放養(yǎng)浮游動(dòng)物和魚類來達(dá)到改善區(qū)域性水水質(zhì)的目的。常用于攝食藻類的魚類有螺螄、鰱魚、鳙魚、鯽魚等。根據(jù)調(diào)查,蚌類可以將水中懸浮的藻類及有機(jī)碎屑濾食;螺螄主要攝食固著藻類,同時(shí)分泌促絮凝物質(zhì),使湖水中懸浮物質(zhì)絮凝;濾食性魚類,如鰱魚、鳙魚等可以有效去除水體中的綠藻類物質(zhì)。我國的謝平、劉健康等(1999年)提出旨在控制藍(lán)藻水華的非經(jīng)典生物操縱法[9]可供參考。
3.3.3河道補(bǔ)水
可通過增加水利設(shè)施并加以調(diào)控,引入上游或者附近水源,加快水流速度等。既補(bǔ)充河道水量,又可以沖刷稀釋污染水域,置換死水區(qū)的河水,使河流由厭氧狀態(tài)變?yōu)楹醚酰诙虝r(shí)期內(nèi)降低水體的污染負(fù)荷,改善水生動(dòng)物、水生植物的生存環(huán)境,提高河流的自凈能力,改善水環(huán)境質(zhì)量[8]。
通過上述三種方法的結(jié)合使用,中心河水質(zhì)有了明顯的改善。
4.結(jié)論與建議
相較于化學(xué)修復(fù)法的易造成二次污染和物理修復(fù)法的治標(biāo)不治本,生物生態(tài)修復(fù)法具有工程造價(jià)相對較低,不需耗能或低耗能,運(yùn)行成本低廉,處理效果好且不會(huì)形成二次污染的特點(diǎn)。近年來這種技術(shù)發(fā)展很快,在國外已經(jīng)達(dá)到工程實(shí)用化的程度,并且積累了系列觀測數(shù)據(jù)。通過對上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)中心河水質(zhì)監(jiān)測與相應(yīng)的修復(fù)處理,可以得出以下結(jié)論及建議。
交疏挖底泥處理法,水生動(dòng)物修復(fù)和河道補(bǔ)水法更具有可持續(xù)發(fā)展性,不僅可以節(jié)約財(cái)力,更可以全面改善生態(tài)環(huán)境,利用自然自我修復(fù)和凈化的能力改善水質(zhì)。
富營養(yǎng)化湖泊中的底部沉積物是一個(gè)營養(yǎng)庫,單獨(dú)采用水生動(dòng)物修復(fù)或河道補(bǔ)水法,很難在短期內(nèi)有效改變河道水質(zhì),所以定期清理河流底部沉積物是必須的。
在水域內(nèi)放置生態(tài)浮床,并放養(yǎng)攝食藻類的魚類等,以構(gòu)成生物鏈。以達(dá)到在修復(fù)水質(zhì)的同時(shí)增加河域的觀賞性的目的。
加強(qiáng)點(diǎn)源和面源污染治理,通過加強(qiáng)截污納管建設(shè),加快城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)工程建設(shè),從而從源頭上根治水生態(tài)污染狀況。
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50-52.
關(guān)鍵詞:灤平縣;潮河;生態(tài)治理
隨著城市經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,城市人口數(shù)量不斷增加。為了滿足生產(chǎn)和生活的用水需求,人們積極進(jìn)行河道治理。在實(shí)際操作的過程中,由于治理方式不符合自然規(guī)律,導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,因此需對河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。文章主要以灤平縣域內(nèi)潮河為例,探討河流生態(tài)治理修復(fù)的問題和具體方法,保證城市居民安全用水。
1河道現(xiàn)狀與問題
潮河發(fā)源于豐寧縣上黃旗哈拉海溝,在古北口入北京市密云區(qū)后注入密云水庫。灤平縣域內(nèi)河長64.1km,是北京的重要水源地。目前,潮河水域內(nèi)并沒有頗具規(guī)模的水利工程。現(xiàn)存的干砌石河堤由當(dāng)?shù)匕傩兆园l(fā)修筑,缺乏一定的穩(wěn)定性,而且面臨年久失修的問題,一旦發(fā)生洪水,就會(huì)對本地村莊、耕地造成較大的威脅,還會(huì)影響水庫的水質(zhì),導(dǎo)致水庫中的泥沙增加[1]。目前,我國河道水體整體呈現(xiàn)出日益惡化的局面,許多城鎮(zhèn)的河道水體質(zhì)量較低。由于河道的水體流動(dòng)性比較差,導(dǎo)致面臨污染的河道無法得到有效的循環(huán),部分中小河流也缺乏有效監(jiān)管。隨著城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市居民越來越多,但是并未設(shè)置更加完善的排水管網(wǎng),導(dǎo)致污水無法得到及時(shí)有效的收集,許多污水在未經(jīng)處理的情況下就直接排入河道中,影響河流的水質(zhì)。此外,許多河流與農(nóng)田的距離比較近,如果河流面臨污染,就會(huì)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成威脅,甚至?xí)绊懼苓吘用竦恼I睢S捎谌藗冮L期從事各種生產(chǎn)活動(dòng),許多行為已經(jīng)對自然河道造成了嚴(yán)重的影響,從而影響了河流景觀的多樣性。在河流中包含多種水生動(dòng)植物,其對溫度、有機(jī)物濃度的要求不同,若一味地設(shè)置硬質(zhì)護(hù)岸,不僅會(huì)影響水生動(dòng)植物的正常生長,還會(huì)導(dǎo)致水流速度下降,使得環(huán)境日益惡化[2]。盡管自然河道具有一定的自我凈化能力,但若長期面臨污染,水體就會(huì)處于缺氧或者厭氧狀態(tài),影響好氧微生物的生存,從而降低河道的自我凈化能力。此外,人們大量地修建護(hù)坡工程已對河道周邊的天然濕地造成破壞,會(huì)進(jìn)一步降低河流的自我凈化能力。由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加速,人們積極在城市土地中興建各種建筑,導(dǎo)致城市用地愈發(fā)緊張,也使得許多中小河流面積不斷縮小,數(shù)量急劇下滑。由于河流日益萎縮,生物多樣性面臨破壞,天然河道景觀不復(fù)存在,生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重的破壞。此外,正是由于行洪斷面不斷下降,才會(huì)導(dǎo)致洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生[3]。
2河道治理與生態(tài)修復(fù)原則
2.1生態(tài)治理
在進(jìn)行河道治理與生態(tài)修復(fù)時(shí),需遵循生態(tài)治理這一原則。由于人們長期從事各種生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng),對自然資源過度開發(fā),導(dǎo)致自然環(huán)境日益惡化,河道生態(tài)系統(tǒng)面臨嚴(yán)重的破壞,因此,在進(jìn)行河道治理時(shí),要最大限度地保留原有的生態(tài)系統(tǒng),避免對其造成破壞。此外,要及時(shí)對生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù),如在河岸種植合適的植物[4]。
2.2遠(yuǎn)近結(jié)合
要積極學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn),將河道治理視作長期的事業(yè)。制訂合理的規(guī)劃方案,分階段展開治理。結(jié)合地形特征與城市的實(shí)際情況,選擇恰當(dāng)?shù)闹卫泶胧鞔_治理時(shí)間,使治理工作更有針對性。
2.3與區(qū)域規(guī)劃保持一致
進(jìn)行河道治理時(shí),要認(rèn)真分析城市的情況,重視細(xì)節(jié),了解生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀,充分做到以人為本。一旦人與自然發(fā)生沖突,需仔細(xì)權(quán)衡,將生態(tài)環(huán)境保護(hù)放在重要位置,避免環(huán)境繼續(xù)惡化。要將河道治理與城市規(guī)劃相結(jié)合,明確治理目標(biāo)和治理計(jì)劃,這樣才能為人們創(chuàng)造良好的環(huán)境。
3河流生態(tài)修復(fù)的意義
3.1改善河流生態(tài)
進(jìn)行河道治理時(shí),技術(shù)人員會(huì)利用河流與河道的規(guī)律,結(jié)合實(shí)際情況對水流的位置進(jìn)行調(diào)整,使河流的條件得到改善。為了進(jìn)一步滿足灌溉與航運(yùn)的需求,技術(shù)人員會(huì)采用相應(yīng)的措施,使河道得到有效治理。但在實(shí)際操作的過程中,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對河道的治理,但忽視了對生態(tài)環(huán)境的保護(hù),導(dǎo)致河流生態(tài)面臨不同程度的破壞[5]。一旦發(fā)生這種情況,就會(huì)影響河流內(nèi)部水生動(dòng)植物的正常生長,不利于生物多樣性的構(gòu)建;頻繁發(fā)生洪澇災(zāi)害,也會(huì)影響人們的正常用水;同時(shí),河流沿岸的氣候發(fā)生變化,當(dāng)?shù)刂脖槐黄茐模亮魇В瑫?huì)影響河道景觀的完善,甚至導(dǎo)致景觀消失。因此,進(jìn)行河道治理時(shí),技術(shù)人員應(yīng)采用恰當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)恢復(fù)措施,以保證河流恢復(fù)活力,改善河流生態(tài),實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生。近些年,人們愈發(fā)重視河流生態(tài)保護(hù),認(rèn)真分析人與自然之間的關(guān)系,采取了有效的修復(fù)措施。對潮河生態(tài)進(jìn)行治理時(shí),要嚴(yán)格遵循國家的要求,積極開展生態(tài)文明建設(shè),重視生態(tài)修復(fù)。通過改善河流生態(tài),可以推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,優(yōu)化人們的生活環(huán)境,提高人們的生活質(zhì)量,使社會(huì)更加穩(wěn)定,更好地對當(dāng)?shù)孛袼孜幕M(jìn)行保護(hù),實(shí)現(xiàn)對潮河生態(tài)文化的弘揚(yáng)。
3.2進(jìn)一步發(fā)揮河流功能
灤平縣位于北京市和河北省承德市的交界處,是國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū),因此要高度重視灤平縣潮河生態(tài)保護(hù)與修復(fù)。潮河是首都重要的飲用水源地,其生態(tài)功能定位是京冀地區(qū)的生態(tài)屏障與水源涵養(yǎng)區(qū)。灤平縣區(qū)域內(nèi)的植被、地質(zhì)、水文條件將直接影響京津地區(qū)的生態(tài)安全。因此,對灤平潮河的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行治理符合生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需求,同時(shí)對促進(jìn)京津冀協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的作用。通過開展河道治理與生態(tài)修復(fù),可以進(jìn)一步發(fā)揮出河流的作用。河流的功能主要有航運(yùn)、防洪、灌溉、供水等,制訂合理的治理方案,可以使河流實(shí)現(xiàn)上述功能。但若要保證其功能維持較長的時(shí)間,就要開展生態(tài)修復(fù)工作。比如,修復(fù)河流生態(tài),有利于灌溉。從防洪角度來看,河流生態(tài)得到了進(jìn)一步保障,則會(huì)進(jìn)一步提高植被的覆蓋率,使植被能夠發(fā)揮出自身的調(diào)節(jié)作用,降低洪澇災(zāi)害發(fā)生的可能性。
4河道治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)
4.1水質(zhì)調(diào)整
要對水庫進(jìn)行合理調(diào)度,改變水質(zhì),及時(shí)恢復(fù)河流的生態(tài)功能,保證生態(tài)平衡,保護(hù)自然徑流。此外,也可對水利設(shè)施進(jìn)行調(diào)控,在下游污染比較嚴(yán)重的區(qū)域引入上流水體,改善水質(zhì)。我國著名的南水北調(diào)工程就是通過這種方式達(dá)到改善水質(zhì)的目的。在改善水質(zhì)時(shí),人們經(jīng)常會(huì)將生態(tài)和生物相結(jié)合,也會(huì)使用化學(xué)法、物理法。其中,生態(tài)與生物相結(jié)合這一方法比較常見,應(yīng)用范圍最為廣泛,常見的技術(shù)有以下三種。第一,生物膜技術(shù)。生物膜技術(shù)主要是對河床中的生物進(jìn)行過濾。通過載體填充或者填料,確保細(xì)菌生長,由此形成生物膜[6]。由于載體和濾料的表面積較大,微生物數(shù)量繁多,因此可確保河流擁有良好的自我凈化能力。第二,生物浮島技術(shù)。該技術(shù)主要采用生態(tài)工學(xué)原理,對水中的磷和氮等物質(zhì)進(jìn)行降解處理,從而有效改善水質(zhì),還起到抑制藻類生長的效果。該技術(shù)能夠發(fā)揮出植物根系的功效,可吸收大量的富營養(yǎng)化物質(zhì),將水中的營養(yǎng)轉(zhuǎn)移,提高河流水體的自循環(huán)能力。第三,人工濕地建設(shè)。進(jìn)行濕地培育時(shí),主要是通過人工培育濕地的方式達(dá)到修復(fù)的目的。在具體操作中,需發(fā)揮出微生物、水生植物的作用,及時(shí)對河流中的污染物質(zhì)進(jìn)行降解與吸附,確保河流生態(tài)盡快得到恢復(fù)[7]。利用這一技術(shù)可對污水進(jìn)行有效的處理。在特定的洼池中,將填料和土壤進(jìn)行混合處理,形成填料床,保證污水在床體表面自由流動(dòng),可在床體表面種植壽命長、適應(yīng)能力強(qiáng)的水生植物。
4.2河道曝氣
一旦河道產(chǎn)生突發(fā)性污染,就可采用河道曝氣這一手段。如果河水水質(zhì)下降或者遭到嚴(yán)重的污染,將會(huì)消耗水質(zhì)中的有機(jī)物,導(dǎo)致有機(jī)物出現(xiàn)分解現(xiàn)象,呈現(xiàn)無氧狀態(tài),還會(huì)產(chǎn)生許多有害物質(zhì),這些物質(zhì)味道較重,會(huì)對水質(zhì)造成嚴(yán)重的影響。采用河道曝氣這一手段,向河水中注入空氣,能夠加速水體中有機(jī)物的分解,有效改善水質(zhì),提高河流的自我調(diào)節(jié)能力。
4.3植物維護(hù)
進(jìn)行河流生態(tài)修復(fù)時(shí),要發(fā)揮出水生植物的維護(hù)作用。植物維護(hù)成本較低,不會(huì)造成較大的能源消耗,而且具有廣闊的發(fā)展前景。在許多河流污染區(qū)域,人們使用這種方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù),可達(dá)到事半功倍的效果。采用水生植物進(jìn)行維護(hù)時(shí),可及時(shí)吸附水體中的重金屬等污染物質(zhì)。同時(shí),在光合作用下,植物產(chǎn)生的氧氣能夠提高溶解氧的含量。
4.4堤防建設(shè)
加強(qiáng)堤防建設(shè),建設(shè)生態(tài)護(hù)岸,可減少水土流失的現(xiàn)象發(fā)生。在堤岸建設(shè)中,主要是通過種植植被及設(shè)置木材、石材等方式達(dá)到護(hù)岸的目的。開展堤防建設(shè)時(shí),需將其與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合,以此實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡,預(yù)防水土流失,提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)效益。
5生態(tài)修復(fù)技術(shù)的主要應(yīng)用方向
5.1在抗洪方面的應(yīng)用
在抗洪方面,河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要用于洪水后退工程。在尚未實(shí)施該項(xiàng)技術(shù)之前,河流流向均遵循自然規(guī)律,一旦發(fā)生暴雨,就會(huì)造成河流中的水溢出,從而形成洪澇災(zāi)害。實(shí)施洪水后退生態(tài)修復(fù)技術(shù)可確保溢出的河水得到有效治理,使河流恢復(fù)到原有的狀態(tài)。進(jìn)行河道設(shè)計(jì)時(shí),要避免河床有淤泥堆積,這樣才能確保河流得到真正的恢復(fù)。洪水后退技術(shù)具有一定的使用要求,需確保河流區(qū)域尚未進(jìn)行河堤建設(shè)。
5.2在堤防建設(shè)中的應(yīng)用
在堤防建設(shè)中使用河流生態(tài)修復(fù)技術(shù),要維持河道的多樣化形態(tài),這樣才能達(dá)到控制自然災(zāi)害的目的。需將恢復(fù)工程放在重要的位置,重視綠化植被種植,使植物可以正常生長,提高河流的自我凈化能力。
5.3兩級河道建設(shè)
將河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)與兩級河道相結(jié)合,主要是將兩級河道作為主要的河道形式。上部分河道可發(fā)揮出泄洪功能,另一個(gè)河道可用來預(yù)防淤泥堆積,使河流的生態(tài)環(huán)境得到有效保護(hù)。為了進(jìn)一步提高兩級河道的社會(huì)效益,可將上部分河道設(shè)置成娛樂休閑場所,滿足人們的休憩需求。在設(shè)置另一個(gè)枯流河道時(shí),要保證其擁有自然流向[8]。
6生態(tài)治理修復(fù)在潮河治理中的應(yīng)用措施
6.1對河床斷面與護(hù)岸進(jìn)行修復(fù)
要重視河床表面的清淤疏浚與整治,確保清理工作具有針對性。在具體操作中,需對營盤村和后灣村的潮河干流進(jìn)行清理。選擇開闊的河段,在河道兩側(cè)種植睡蓮、荷花等植物,建造完善的景觀河道,提高河道景觀的美觀性。進(jìn)行護(hù)坡建設(shè)時(shí),要種植比較低矮的灌木,選擇合適的花草,提高河道的綠化效果。同時(shí),要重視對年久失修的護(hù)岸的修復(fù),對其進(jìn)行加固處理;還可采用干砌石等材料設(shè)置透水壩,避免使用混凝土等不透水的材料,完善護(hù)岸的性能,實(shí)現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的有效修復(fù)。
6.2對河道形態(tài)進(jìn)行修復(fù)
在河道治理與生態(tài)修復(fù)工作中,要將河道形態(tài)的修復(fù)放在重要位置,可在河流中設(shè)置輔助水道,確保河道連續(xù)。為了不影響河道的行洪功能,提高生態(tài)環(huán)境的安全性,需根據(jù)河段防洪的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)河道護(hù)岸,及時(shí)對各類淤積物進(jìn)行清理。為了確保水體正常流動(dòng),要將石頭放入河堤中,或者修建生態(tài)石籠跌水壩。
6.3重視河岸綠化與濕地建設(shè)
要重新構(gòu)建灌草植被過濾帶,結(jié)合河流的水位情況保留常水位以上的區(qū)域,保證植被完整,還要補(bǔ)充種植灌木與花草,凸顯出植物的層次感,營造良好的植物空間環(huán)境。可選擇迎春、景天、金葉女貞等灌木,還可選擇蘆葦、水生鳶尾等水生植物,適當(dāng)擴(kuò)大綠化規(guī)模,增強(qiáng)河岸的綠化效果。在河岸兩側(cè)種植植物時(shí),主要選擇連翹、丁香等灌木,撒播合適的草籽,如白三葉、無芒雀麥。要考慮到河邊公路的綠化,在沿岸公路栽植國槐、旱柳等比較高大的喬木。通過合理增加植被,加強(qiáng)人工濕地建設(shè),不僅可以起到有效的緩沖作用,還能提高河流的自我凈化能力,避免出現(xiàn)水土流失,及時(shí)修復(fù)生態(tài)環(huán)境。
6.4護(hù)岸生態(tài)修復(fù)
進(jìn)行河道護(hù)岸修復(fù)時(shí),要加強(qiáng)對疊石護(hù)岸的改造,或者新建生態(tài)壩結(jié)構(gòu)式護(hù)岸,確保河道形態(tài)得到有效的恢復(fù)。對護(hù)岸進(jìn)行加寬處理,使河道具有良好的排澇與泄洪功效。
6.5河道生態(tài)生物膜處理
對潮河支流的河道進(jìn)行治理時(shí),可選擇生物膜處理技術(shù),確保河流中的污染物及時(shí)降解,提高水質(zhì),使河道生態(tài)環(huán)境得到有效修復(fù)。如果河道面臨的污染比較嚴(yán)重或者河流水體中包含的有機(jī)物較多,可采用生物膜技術(shù)進(jìn)行處理,確保水體中的污染物在第一時(shí)間內(nèi)得到處理。
7河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)展望
7.1制定完善的技術(shù)規(guī)范
為了進(jìn)一步發(fā)揮出河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的作用,要制定完善的技術(shù)體系和相應(yīng)的規(guī)章制度。現(xiàn)階段,該項(xiàng)工作缺乏明確的參考標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù),這樣會(huì)增加河流的修復(fù)難度。因此,要考慮到每一個(gè)修復(fù)環(huán)節(jié),重視細(xì)節(jié),對各項(xiàng)制度和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn),從而確保河流生態(tài)系統(tǒng)得到進(jìn)一步發(fā)展,維持生態(tài)平衡。
7.2制定明確的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
河流生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)持久、復(fù)雜的工程,在較短的時(shí)間內(nèi)并不能看到成效。部分河流面臨的污染比較嚴(yán)重,需經(jīng)過一段時(shí)間方可看到治理成效。為了進(jìn)一步驗(yàn)證最終的修復(fù)效果,需制定完善的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),定期對修復(fù)情況進(jìn)行監(jiān)測。
7.3重視綜合性修復(fù)
隨著河流的迅速發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的改變,河道治理工作愈發(fā)復(fù)雜。若采用某種單一的生態(tài)修復(fù)技術(shù),則很難保證治理與修復(fù)達(dá)到預(yù)期效果。因此,要進(jìn)一步完善修復(fù)技術(shù),綜合多個(gè)學(xué)科知識,采用完善的河流生態(tài)修復(fù)理論,確保河流生態(tài)得到有效的修復(fù)。7.4對水生植物進(jìn)行合理配置為了進(jìn)一步提高河流的自我凈化能力,要選擇恰當(dāng)?shù)乃参铩J紫龋鑼λ参锏目剐赃M(jìn)行分析。然后,對水生植物進(jìn)行合理分類,進(jìn)一步發(fā)揮出植物的功效,降低治理成本,提高凈化效果。
8結(jié)束語
河流的情況比較復(fù)雜,在進(jìn)行河道治理與生態(tài)修復(fù)時(shí),需考慮生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)際情況,采取有效的治理與恢復(fù)技術(shù),確保河流生態(tài)環(huán)境得到進(jìn)一步改善。
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論文關(guān)鍵詞:污泥,處理處置技術(shù),北京污泥現(xiàn)狀,污泥處置規(guī)劃,生態(tài)利用
污泥作為一種廢棄物, 是在污水處理過程中分離出來的固體,每處理萬噸污水產(chǎn)生5~10噸含水率為80%左右的污泥。污泥成分及來源均比較復(fù)雜,其中含有大量的氮、磷、鉀等多種營養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)可利用成分;也可能含有有毒、有害( 二唖英) 、難降解的有機(jī)物( 多氯聯(lián)苯等) 、重金屬( 鋅、銅、鉻、砷、汞、鎘等)、病原菌及寄生蟲( 卵) 等物質(zhì), 大量未經(jīng)處理的污泥任意堆放和排放都容易對環(huán)境造成了新的二次污染。因此污泥需要及時(shí)處理處置,以達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化及資源化利用的目的。
污泥中有機(jī)質(zhì)、氮、磷養(yǎng)分豐富, 是一種值得利用的肥源。北京市污泥中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),2008年北京全市106萬噸濕污泥相當(dāng)于尿素1.5萬噸、磷酸二銨2.3萬噸、硫酸鉀0.5萬噸和有機(jī)質(zhì)12.9萬噸;但污泥中又含有各種各樣污染物質(zhì), 施用不當(dāng)會(huì)造成土壤和地下水污染。按照2015年北京市污泥最終處置規(guī)劃,土地修復(fù)利用占有很大的比例,因此,開展泥質(zhì)分析,研究污泥堆肥后符合園林綠化、礦山修復(fù)和沙化土地改良用工藝產(chǎn)品是十分必要。
1. 國內(nèi)外污泥處理處置現(xiàn)狀
污泥處理處置的方式各個(gè)國家不盡相同,同一國家的小同地區(qū)也相差很大。目前污泥的處理處置手段包括排海、衛(wèi)生填埋、焚燒以及土地利用等。一些發(fā)達(dá)國家的污泥處置及利用情況如下:
圖1污泥的主要處置與利用情況 %
污泥填埋占有很大的比例,約40%左右;污泥排海自20世紀(jì)90年代后被禁止;污泥焚燒由于價(jià)格昂貴處理處置技術(shù),且焚燒過程中容易產(chǎn)生二噁英污染,在很多國家對污泥的焚燒處置都有著嚴(yán)格的限制;污泥農(nóng)用比例在30%以上,但要嚴(yán)格控制其中的重金屬含量,而園林綠化、生態(tài)改良、市政綠化等土地利用方式表現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景。
我國常用的污泥處置方法包括:堆肥處理、衛(wèi)生填埋、焚燒處理、水體消納和上地利用(排入江河湖海的方法),但每種方式的具體比例還有待進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)。
2 北京市污泥處理處置現(xiàn)狀及存在的主要問題
北京市污泥總體狀況為產(chǎn)生量大,資源化利用率低。其中,中心城區(qū)建成污水處理廠9座,日處理能力256萬立方米,污水處理率達(dá)到95%;郊區(qū)衛(wèi)星城建成污水處理廠16座,鎮(zhèn)級污水處理廠42座,污水處理率達(dá)到48%。2010年北京市污泥總量為3800噸,其中城區(qū)污泥量約為2500t/d,郊區(qū)污泥量約為1200t/d,預(yù)計(jì)2015年污泥年產(chǎn)量5000t/d,其中中心城區(qū)3200 t/d,郊區(qū)1800 t/d。目前,不足50%的污泥進(jìn)行了堆肥和建材利用等處置和資源化利用,其余污泥進(jìn)行簡單臨時(shí)堆置,缺乏有效的最終出路。
2.1 北京市污泥處理處置現(xiàn)狀
北京市現(xiàn)共有6處污泥處置設(shè)施,處理處置技術(shù)多樣化,包括清河熱干化廠、方莊和小紅門石灰干化廠、龐各莊堆肥廠、昌平區(qū)堆肥廠、北京水泥廠干化焚燒6座污泥處理設(shè)施,日處理能力為1810噸,處理能力不足污泥總產(chǎn)量的50%。
(1) 小紅門和方莊污泥鈣化處理廠
小紅門和方莊污泥鈣化廠處置能力分別為500噸/天和30噸/天,采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的增鈣熱干化工藝和裝備,該技術(shù)以氧化鈣為干化發(fā)熱劑取代外加熱源,工藝簡單,干化后污泥渣可用做路基材料或替代部分水泥原料。
(2)龐各莊和昌平污泥堆肥處理廠
龐各莊堆肥廠處理能力200噸/天處理處置技術(shù),昌平堆肥廠處理能力80噸/天,堆肥技術(shù)該技術(shù)占地大、處置效率受季節(jié)波動(dòng)明顯,但初始投資較小、熟化污泥可進(jìn)行土地利用(農(nóng)業(yè)、園林、綠化、生態(tài)修復(fù)等)。目前,該廠熟化污泥主要被周邊省、市的肥料廠以低價(jià)收購。
(3) 北京水泥焚燒處理廠
處理能力500噸/天,采用水泥窯余熱干化-焚燒技術(shù),該技術(shù)使用進(jìn)口干化設(shè)備,自動(dòng)化程度高,但初始投資較大。干化后污泥作為水泥窯燃料替代部分焦煤。
(4) 清河熱干化處理廠
處理能力400噸/天 ,采用流化床間接熱干化技術(shù),含水率由80%下降到10%,該技術(shù)全部使用進(jìn)口裝置,以天然氣燃燒為熱源,主要構(gòu)筑物包括冷卻水泵井、污泥運(yùn)轉(zhuǎn)倉間、干燥車間、干料倉、生物除臭池,建筑面積1800平方米,初始投資和運(yùn)行成本較大。干化后污泥含水率過低、惡臭嚴(yán)重,需密閉運(yùn)輸和后期處置。
2.2北京市污泥處置存在的主要問題
污泥的最終安全消納包括處理和處置與資源化利用兩個(gè)階段;一為處理階段,主要對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化、減量化和無害化處理,包括濃縮(調(diào)理)、脫水、厭氧消化、好氧消化、石灰穩(wěn)定、堆肥、干化和焚燒等。二為處置與資源化階段,是污泥的最終安全消納過程,一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚燒等。當(dāng)前北京市污泥處理處置存在的主要問題為:
(1) 污泥脫水減量化處理程度低。污泥只經(jīng)過濃縮、脫水等常規(guī)處理過程,含水率仍高達(dá)80%,運(yùn)輸過程易遺灑,并影響后續(xù)處置。
(2) 污泥處理設(shè)施嚴(yán)重不足。隨著污水處理量提高,污泥產(chǎn)量急劇攀升,導(dǎo)致污泥處理和最終處置率不足50%。大量污泥簡單堆置于廢棄沙坑和沙荒地,沒有進(jìn)行穩(wěn)定化和無害化處理,污泥中的污染物容易隨降雨發(fā)生遷移,再次進(jìn)入土壤、水體,產(chǎn)生二次污染,夏季散發(fā)的臭味、孳生的蚊蠅影響周邊環(huán)境。
(3)資源化利用率低。污泥資源化處理設(shè)施只有龐各莊和昌平2座堆肥廠處理處置技術(shù),產(chǎn)品用于土地改良和園林綠化,年產(chǎn)堆肥產(chǎn)品13.9萬噸,占污泥總量的13.1%。
(4)污泥處理處置政策、標(biāo)準(zhǔn)尚不完善。北京市污泥處理處置監(jiān)管措施、資源化利用激勵(lì)政策尚未制定。目前征收的污水處理費(fèi)不包含污泥處置費(fèi),污泥處置運(yùn)營資金不足。
2.3北京市污泥處理處置規(guī)劃
污泥處置按照因地制宜、協(xié)同處置、技術(shù)多元和廠內(nèi)處理優(yōu)先的原則,綜合考慮技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)輸條件和征地困難等因素,城區(qū)采用熱干化+焚燒的處理處置方式,具有占地較小優(yōu)點(diǎn),且可實(shí)現(xiàn)污泥減量化、無害化、資源化,實(shí)現(xiàn)熱量的循環(huán)利用。具體包括三種處置方式熱干化+焚燒,輔以堆肥+農(nóng)用,以及石灰干化+建材利用的方式,具體規(guī)劃如下見圖2所示。在三種主要利用方式中,水泥廠焚燒占31%的比例,主要利用水泥焚燒轉(zhuǎn)爐的余熱對污泥進(jìn)行預(yù)干化,干化后污泥進(jìn)入水泥焚燒爐,有機(jī)質(zhì)熱量被利用,焚燒灰用作水泥原材料;污泥制生物碳土用于土地修復(fù)的規(guī)劃比例為47%,但目前該方式處理和利用方式能力不足,且污泥產(chǎn)品品質(zhì)評價(jià)、利用方式和對環(huán)境的影響還需進(jìn)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,其熱值折合11萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。