生态修复技术在河流治理中的应用研究

摘要：生态修复措施主要利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对河流水体中的污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，具有可持续性好、保持力强、工程造价低、耗能少等优点。本文探讨了生态修复技术在河流治理中的应用。

关键词：生态修复；技术；河流治理；应用

中图分类号：P343文献标识码： A

随着人们对传统水利工程给河流生态系统带来胁迫的反思, 人们开始认识到恢复河流生态活力的必要性和重要性, 于是出现了河流生态修复的概念和相应的工程技术。河流生态修复的概念最早是在德国提出的，它强调水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同时，还应该达到接近自然的目的，特别强调河溪治理工程中的自然美学成分。生态修复措施主要利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对河流水体中的污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，具有可持续性好、保持力强、工程造价低、耗能少等优点。

一、河流生态修复的必要性

1、从生态角度. 人类对天然河道形态进行的裁弯取直改变了水体流动的多样性, 河床的多孔质化不复存在, 滩地的整平使自然裸地减少[ 1] , 河岸带生态功能退化, 许多水生生物种群的生存环境遭到破坏. 在全球环保意识普遍提升的今天, 在河流治理中重视人与自然的和谐相处, 提倡河流的生态修复具有重大的现实意义.

2、从防洪角度. 某些笔直渠化的人工河道虽然满足了现代航运的需求, 却为城市防洪带来了隐患.自然蜿蜒的河道形态能减低河水流速, 蓄洪涵水, 削弱洪水的破坏力; 洪水来临时, 自然河岸可通过水体渗透和两岸河畔林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.

3、从防治污染角度. 人们在治理城市河流污染问题时往往忽视了河流自身所起的积极作用. 天然河道是有自净能力的, 水泥衬底和护衬割裂了水体与土壤的关系, 使水系与土地及其生物环境相分离, 水土植物生物之间形成的物质和能量循环系统被破坏, 加剧了水污染的程度. 因此, 改造硬化河床, 建设生态河堤, 恢复利用河流的自净能力是城市河流治污的重要环节.

4、 从可持续发展角度. 对河流的开发治理, 必须考虑河道生态系统的可持续性, 协调人与河流之间的关系, 适度发展, 维护流域生态的可持续性和流域经济的可持续发展.

综上所述, 河流的生态修复不仅是对人类前期不合理开发河流的补救措施, 也是今后继续利用河流资源的有力保障和借鉴模式.

二、生态修复技术在河流治理中的应用

1、生态调水

生态调水是通过水利设施(闸门、泵站等)的调控将清洁的水源引入污染水域, 使其冲刷、稀释污染水域, 以改善水环境质量。该方法主要是通过调引清洁的新鲜水源稀释受污河道水质, 使受污河道污染物浓度得以降低, 一般在受污河道水源不足或短期水质难以改善的情况下被作为应急处理。目前开展了引江济太、引江济巢、引黄济津济淀等一系列生态调水工程, 然而此方法只是调水稀释受污河道污染物浓度, 并未从根源上削减污染物总量, 而且长期调水可能会导致其它流域水资源紧张的局面。因此, 治理河道污染必须从根源上削减污染物, 恢复河流的自净功能, 保持河道生态系统的稳定。

2、生物处理技术

生物处理技术包括好氧处理、厌氧处理、厌氧一好氧组合处理。主要是采用人工培养的适合于降解某种污染物的微生物。通过控制微生物的生长环境、数量、品种，同时结合人工曝气等方法来稳定和加快水体污染物如COD、BOD5、有机氮或氨氮等的处理。处理技术根据河道水体污染程度、水流、流域面积等因素具体制订，目前主要是原位生物修复技术，适用于严重污染河道的水质净化。目前，该项技术在上海市中心城区河道水质改善中得到应用。

3、修建生态岸坡

水生态修复的目标是建立、修复受污染或受破坏的水生生物环境。按照自然规律，恢复流域内食物链。目前国内水利工程建设的观念正由传统的“防洪、排涝”向建设“安全、资源、生态”。的水环境观念转变。因此河道岸坡从设计到施工材料都采用生态型的理念。如改变传统河坡直立式结构形式，放缓河坡，在近岸带种植根系发达的植物，依靠植物固结土壤，防止岸坡陶刷，维护岸坡稳定性，为水中生物提供栖息地和活动的场所，起到保护、恢复自然环境的效果，物种选取黑麦草、两耳草、高羊茅草等等。护坡材料的选用采用多孔及天然材质。

4、生物修复

生物修复技术是利用水体中的植物、微生物和一些水生动物的吸收、降解、转化水体中的污染物，来实现水环境净化、水生态恢复的目标。生物修复技术可以是单一的植物、动物或微生物修复，也可以是由不同种植物、动物、微生物共同构成的生态系统进行的水体生态修复。植物、微生物和水生动物在河道生态修复中扮演着不同的角色，各自为水体的净化起着不可或缺的作用。

（1）植物修复是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础，利用植物及共存微生物体系去除环境中的污染物利用植物的吸收、挥发、过滤、降解、稳固等作用，可以将水中有机和无机污染物进行有效的去除，达到净化水质的目的。

（2）动物修复指通过河流中水生动物种群的直接(吸收、转化、分解)或间接作用(改善水体理化性质，维持河道中植物和微生物的健康生长)来修复河流污染的过程。在受污染的水体中投入对该污染物耐性较高的虫类、虾类、鱼类等，通过食物链消化将一些有机污染物吸收、利用或分解成无污染的物质从而改善水环境修复受污染的河道。

（3）种植水生植物、放样水生动物通过在河道中种植水生植物、放养水生动物，维护河流水生态的连续性、完整性以及创造多样的河流生存环境。在美化、绿化水域景观的同时，通过根系的吸收和吸附作用。吸收水体中的氮、磷等元素，并通过收获植物体的方式将其带离河道。从而达到净化水质的目的。

5、底泥疏浚

来自于河流与湖库底部沉积物释放的内源污染物质是造成水体污染的主要因素之一。氮和磷元素是水生生态系统中重要的营养限制因子, 来自于内源释放的氮磷营养物质对上覆水营养物质的贡献率可以达到甚至超过外源污染的贡献率 。因此, 即使在外源污染得到较好控制时, 河流水体中营养物质仍然处于较高水平, 致使水体富营养化问题难以得到彻底解决。底泥疏浚可以将富含污染物的底泥从水体中永久性去除, 能够控制内源污染物的释放或减少污染物生物有效性, 因而被认为是河道湖库治理中的重要工程措施而被广泛应用。在外源氮磷营养物质得到有效控制的前提下, 底泥疏浚是控制内源氮磷负荷有效的技术手段。底泥疏浚技术控制内源污染释放, 修复水生生态系统在我国太湖、西湖以及广州等地均有实际应用, 并取得了宝贵的实践经验。然而底泥疏浚后新生表层沉积物的物理、化学和生物性质与疏浚前表层沉积物均发生了根本性变化, 改变沉积物中微生物群落组成, 导致微生物群落功能多样性降低,从而对沉积物中生源要素的循环产生影响。

总之，随着技术和研究的深入发展，今后的水生态修复技术将出台更多更先进的配套技术，为河道治理提供更完善的解决方案。

参考文献：

[1] 高翔,白红英,贺映娜.水体生物-生态修复法在生态河道建设中的应用[J]. 地下水. 2010(06)

[2] 黄民生,曹承进.城市河道污染控制、水质改善与生态修复[J]. 建设科技. 2011(19)

[3] 董哲仁,孙东亚,彭静.河流生态修复理论技术及其应用[J]. 水利水电技术. 2009(01)

[4] 李永祥,杨海军.河流生态修复的研究内容和方法[J]. 人江. 2006(02).