導(dǎo)語：如何才能寫好一篇河流生態(tài)修復(fù)的措施，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：生物 生態(tài) 修復(fù)技術(shù) 內(nèi)涵 外延 應(yīng)用

1 概念、定義及主要特點(diǎn)

何謂“生物-生態(tài)修復(fù)”，它的內(nèi)涵和外延應(yīng)該如何確定，以及不同技術(shù)措施的作用、效果和聯(lián)系如何，等等?；卮疬@些問題對推進(jìn)和實(shí)施河流生物-生態(tài)修復(fù)工作具有重要意義。

1.1 河流生物修復(fù)

生物——系指有生命的物體。一般指動(dòng)物、植物和微生物。有時(shí)專指微生物，如生物制劑、生物制品等等。污水生物處理和河流生物修復(fù)中的“生物”，一般專指“微生物”，不包括“植物”和“動(dòng)物”。廣義的生物修復(fù)也包括“動(dòng)物”和“植物”修復(fù)。

生物修復(fù)——是指利用微生物的生命代謝活動(dòng)減少存于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化，使污染了的環(huán)境能部分或完全恢復(fù)到原始狀態(tài)的過程。它包括：①污染土壤的生物修復(fù)；②污染河流的生物修復(fù)；③污染湖泊的生物修復(fù)；④污染地下水的生物修復(fù)；⑤污染海洋的生物修復(fù)；⑥污染大氣的生物修復(fù)；⑦固體廢物污染的生物修復(fù)等。

河流生物修復(fù)——是指用微生物或微生物菌群來降解河流水體中的有機(jī)物或有毒有害物質(zhì)，如COD、BOD5、有機(jī)氮或氨氮、石油類、揮發(fā)酚等，或使這類物質(zhì)變成無毒的、無害的，如二氧化碳、氮?dú)饣蛩?，從而使河流水質(zhì)得到改善，河流生態(tài)得到恢復(fù)或修復(fù)。生物修復(fù)已成功應(yīng)用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。

河流生物修復(fù)工程——是指利用生物修復(fù)技術(shù)在河道內(nèi)或河道傍側(cè)修建或?qū)嵤┑闹荚诟纳坪恿魉|(zhì)、治理河流污染的工程或非工程的技術(shù)手段。它包括：河道或水庫內(nèi)，以及壩、陂前的增氧曝氣工程，用于改善或處理河流水質(zhì)的河流傍側(cè)工程、河流底部工程，以及直接向河道內(nèi)投放特種、高效菌種或利用特種、高效菌種直接凈化河流水質(zhì)的工程技術(shù)等。

1.2 河流生態(tài)修復(fù)

生態(tài)——指生物在一定自然環(huán)境下生存和發(fā)展的狀態(tài)，也指生物的生理特性和生活習(xí)性。此概念下的“生物”，一般不包含“微生物”。

生態(tài)修復(fù)——是指利用生態(tài)工程學(xué)或生態(tài)平衡、物質(zhì)循環(huán)的原理和技術(shù)方法或手段，對受污染或受破壞、受脅迫環(huán)境下的生物（包括生物群體，下同）生存和發(fā)展?fàn)顟B(tài)的改善、改良或恢復(fù)、重現(xiàn)。其中包含對生物生存物理、化學(xué)環(huán)境的改善和對生物生存“鄰里”、食物鏈環(huán)境的改善等。

河流生態(tài)修復(fù)措施主要包含：①工程措施。如：生態(tài)河道、生態(tài)堤岸、人工濕地和人工產(chǎn)卵場、越冬場、育幼場、回游通道，以及河道內(nèi)增氧曝氣等等；②生物措施。如：植物生態(tài)修復(fù)措施，動(dòng)物生態(tài)修復(fù)措施，生物增殖、放流技術(shù)等；③綜合措施。如：微生物修復(fù)與植物、動(dòng)物修復(fù)的結(jié)合，微生物修復(fù)與生態(tài)河道、生態(tài)堤岸的結(jié)合，生態(tài)、生物修復(fù)與保育、管理措施的結(jié)合，河道內(nèi)生態(tài)修復(fù)與河道外濕地修復(fù)的結(jié)合，陸地水土保持、生態(tài)修復(fù)與河流生態(tài)修復(fù)的結(jié)合，等等。

1.3 河流生物修復(fù)與河流生態(tài)修復(fù)的異同

目標(biāo)和對象不同：河流生物修復(fù)的對象是水質(zhì)；目標(biāo)是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、發(fā)展的水質(zhì)條件。河流生態(tài)修復(fù)的對象是水生生物生存和發(fā)展的整個(gè)環(huán)境，包括水量、水質(zhì)、水位、流速、水深、水溫、水面寬度，漲水、落水時(shí)間，以及產(chǎn)卵場、越冬場、育肥場、回游通道的修復(fù)或恢復(fù)等等；目標(biāo)是為水生生物或特有的生物種群提供良好的生和發(fā)展環(huán)境。

所采用的技術(shù)和手段不同：生物修復(fù)的技術(shù)核心是微生物及微生物使用和利用等。生態(tài)修復(fù)的核心技術(shù)是生態(tài)工程學(xué)和生物、生命科學(xué)等。

兩者的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)：生態(tài)修復(fù)可以包含生物修復(fù)，生物修復(fù)可以是生態(tài)修復(fù)的一個(gè)部分或一項(xiàng)主要內(nèi)容；兩者的共同點(diǎn)或共同目標(biāo)都是改善或改良生物的生存和發(fā)展環(huán)境。不同點(diǎn)是：生物修復(fù)是針對水體污染的修復(fù)，生態(tài)修復(fù)是針對水生生物及其生存環(huán)境的整體修復(fù)。

對于污染嚴(yán)重，并有產(chǎn)卵場、育幼場、越冬場或回游通道損傷及破壞的河流，一般應(yīng)首先采取生物修復(fù)技術(shù)恢復(fù)河流水質(zhì)，然后采取生態(tài)修復(fù)措施恢復(fù)河流生物棲息地和回游通道等。

1.4 河流生物修復(fù)工程與城鎮(zhèn)污水處理廠的異同

相同點(diǎn)和不同點(diǎn)：河流生物修復(fù)是利用微生物凈化污水的特點(diǎn)和規(guī)律，對受污染水體（河流）進(jìn)行凈化處理的技術(shù)；城鎮(zhèn)污水處理廠是利用微生物凈化污水的特點(diǎn)和規(guī)律，對用管道收集到的社區(qū)污水進(jìn)行凈化處理的技術(shù)。城鎮(zhèn)污水處理廠的出水可排入河流，也可用作市政回用、沖廁、農(nóng)灌等等；河流生物修復(fù)工程處理過的河水一般必須重新流入河道。兩者的相同點(diǎn)是技術(shù)內(nèi)涵完全一致，不同點(diǎn)是工作對象的來源和工作成果的服務(wù)對象。

由于污水處理廠工程和生物修復(fù)工程所處理或針對的水源不同和處理后的水量所服務(wù)對象不同，從而導(dǎo)致了污水處理廠工程與河流生態(tài)修復(fù)工程在建設(shè)地點(diǎn)、規(guī)模、工藝流程、產(chǎn)品形態(tài)、表現(xiàn)形式等諸多方面的差別。一般情況下，城市污水處理廠的進(jìn)水污染物濃度高、變化小，河流生物修復(fù)工程所針對的河水濃度相對較低、變幅很大；在水量方面，河流生物修復(fù)工程面臨的變化更大。因而，在工藝設(shè)計(jì)中，一般要求河流生物修復(fù)工程具有更強(qiáng)的耐沖擊能力和防堵塞能力等。

1.5 河流生物修復(fù)與河湖污染直接凈化和“就地生物處理”的異同

除了河流生物-生態(tài)修復(fù)之外，河湖污染直接凈化、“就地生物處理”等詞語也經(jīng)常被有關(guān)專家推崇和一些學(xué)者“炒作”。筆者認(rèn)為：河湖污染生物修復(fù)工程技術(shù)與河湖污染生物直接凈化工程技術(shù)、河湖污染“就地生物處理”工程技術(shù)，在內(nèi)涵和外延方面沒有明顯的區(qū)別，其實(shí)質(zhì)都是利用生物處理技術(shù)就地治理河湖水質(zhì)污染，其表現(xiàn)形式也是相互包含或完全一致的。

1.6 河流生態(tài)修復(fù)與傳統(tǒng)河流整治工程的異同

河流生態(tài)修復(fù)工程的目標(biāo)是：修復(fù)或恢復(fù)受到污染、破壞或工程脅迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化學(xué)和水文環(huán)境，及其“鄰里”依存和食物鏈的關(guān)系。傳統(tǒng)河流整治工程的目標(biāo)是：防治洪水決堤、漫溢和確保人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)安全；或者是保證河流的航運(yùn)能力等經(jīng)濟(jì)功能。兩者的直接目的和目標(biāo)雖然相差甚遠(yuǎn)，但其工作的對象卻完全一致，即都是將工程的措施作用于河流或河道。因而兩者的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程，必然會(huì)存在著諸多的不同、對立和矛盾。這種對立和矛盾必須通過目標(biāo)分析和不同學(xué)科人員之間的溝通、協(xié)調(diào)和共同努力進(jìn)行解決。因?yàn)閮烧叩淖罱K目標(biāo)都是為了人類自己。

為此，從20世紀(jì)70年代開始，發(fā)達(dá)國家科技界和工程界針對水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，開發(fā)研究了河流生態(tài)恢復(fù)的理論和技術(shù)。從而，確立了解決這種矛盾和對立的基本方法和規(guī)則。河流生態(tài)工程在德國稱為“河流生態(tài)自然工程”，日本稱為“多自然型建設(shè)工法”，美國稱為“自然河道設(shè)計(jì)技術(shù)”。與之相應(yīng)，一些發(fā)達(dá)國家在河道整治工程和堤防工程設(shè)計(jì)、施工規(guī)范中增加了河流生態(tài)建設(shè)的內(nèi)容，或者頒布了專門的河流生態(tài)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則。依據(jù)這些導(dǎo)則和方法，河道水利工程在滿足防洪、防災(zāi)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的同時(shí)，可以兼顧河流生態(tài)修復(fù)和恢復(fù)需求。 2 不同技術(shù)措施的適應(yīng)性評價(jià)及其合理使用

2.1 對受污染河流的適應(yīng)性

河流污染治理一般應(yīng)從源頭做起。但源頭治理能力也是有限的。以深圳河（含深圳灣，下同）的污染治理為例，截止2003年底，該流域已建污水處理廠四座，設(shè)計(jì)污水處理能力為142萬m3/d，比當(dāng)年實(shí)際污水排放量125萬m3/d高 16.6%。然而，深圳河水質(zhì)依然黑臭，常年處于劣Ⅴ類的狀態(tài)。通過分析認(rèn)為：污水截流不徹底和深圳河納污能力過小是主要原因，除此之外，還有城市面源和部分城區(qū)尚未截流等原因。一般認(rèn)為，對于類似深圳市自然環(huán)境和社區(qū)經(jīng)濟(jì)布局的城市，污水截流管網(wǎng)健全，城市污水截流率可以達(dá)到90%，最高很難超過95%。深圳市河流枯水期的污水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于徑流水量，有10%的未截流污水，加上面源污染等因素，河流依然黑臭，應(yīng)該是在情理之中的。除此之外，還有城市污水管網(wǎng)收集不到的邊緣村鎮(zhèn)污水，以及城市污水處理廠對氨氮、總氮、總磷的去處能力十分有限等，也是需要實(shí)施河流污染生物-生態(tài)修復(fù)的主要原因。

河流污染生物-生態(tài)修復(fù)與城市污水處理廠相比，主要優(yōu)點(diǎn)在于：①不需要占用城區(qū)土地或優(yōu)質(zhì)耕地；②不需要高于城市污水廠投資數(shù)倍的管道網(wǎng)絡(luò)及其維護(hù)；③距城市居民區(qū)一般相對較遠(yuǎn)，不擾民或者較少擾民等。然而，河流污染生物-生態(tài)修復(fù)在治理污染方面，僅僅是對城市污水處理廠的補(bǔ)充，而不能代替城市污水處理廠。因?yàn)榇罅俊⒏邼舛瘸鞘形鬯捎梦鬯幚韽S治理比采用河流生物-生態(tài)修復(fù)治理經(jīng)濟(jì)的多。

在河流生物-生態(tài)修復(fù)措施中，對于污染相對嚴(yán)重的河流，使用生物（微生物）修復(fù)比生態(tài)修復(fù)工程措施要優(yōu)越得多。在生物修復(fù)工程中，河底工程和河道傍側(cè)工程一般有微生物固定化的措施，比采用沒有微生物固定化措施的河中曝氣或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌種方面，使用有針對性的高科技微生物菌種，比使用自然微生物菌種的效果好得多。

2.2 對富營養(yǎng)化水體的適應(yīng)性

湖泊、水庫和河口、海灣、近海的富營養(yǎng)化，是人類社會(huì)的一個(gè)難題。城市污水處理廠和河流生物修復(fù)的辦法，對有機(jī)污染物的治理效果十分顯著，但當(dāng)有機(jī)物被氧化、分解和揮發(fā)、無害化之后，總是仍有相當(dāng)部分已經(jīng)無機(jī)化的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)不能得到去除。對于無機(jī)磷污染物，采用化學(xué)的辦法基本可以得到有效；對于無機(jī)氮污染物，目前還沒有比較好的處理方法。這些營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入湖泊、水庫、河口、海灣、近海等緩流水體后，在適宜的環(huán)境條件下，會(huì)使水體中某些藻類或植物瘋長，產(chǎn)生水華、赤潮和富營養(yǎng)化，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難和水生生物死亡，以及造成湖泊水面萎縮、甚至消失等。

氮、磷元素是植物生長必需的營養(yǎng)物質(zhì)。因而，治理氮、磷最好辦法是植物生態(tài)處理或植物生態(tài)修復(fù)。對于城市而言，土地是制約植物生態(tài)處理和修復(fù)的重要因素。充分利用河灘、湖灘、海灘、海灣及其它濕地，以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。對專門用于治理氮、磷污染的濕地而言，在海灘、海灣、河口和淺海，以紅樹林和海帶植物比較好；對陸域濕地，以蘆葦、茭草、蒲草、茭白等植物比較好。對河、湖、水庫、海灣、海岸進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，必須滿足防洪、防潮和景觀等要求。

2.3 對水利工程脅迫的適應(yīng)性

水利工程對河流生態(tài)的脅迫主要表現(xiàn)在兩方面：一是河道、航道整治使自然河流渠道化，從而破壞水生生物的產(chǎn)卵場、棲息地和河流形態(tài)的多樣化，以及減弱河流的自然凈化能力和破壞岸邊生態(tài)系統(tǒng)；二是水壩建設(shè)使自然河流非連續(xù)化，從而淹沒生物產(chǎn)卵場、棲息地和阻斷魚類的回游通道，以及降低河流的自然凈化能力和破壞河流形態(tài)的多樣性等等。對此，可采用河道、河型多樣化的生態(tài)修復(fù)措施，設(shè)置人工產(chǎn)卵床，建設(shè)人工產(chǎn)卵場、棲息地和回游通道，以及人工放流等措施緩解。水利工程對河流生態(tài)的脅迫主要是生物生境和生態(tài)條件的改變，因而，修復(fù)的措施以河流生態(tài)水工學(xué)和水生生物增殖、放流措施為主。

3 河流生物修復(fù)的技術(shù)類型及其應(yīng)用

3.1 河道底部生物處理修復(fù)工程

以深圳市大沙河河底式生物處理工程為例。該工程坐落在深圳市南山區(qū)大沙河大學(xué)城河段，設(shè)計(jì)污水處理能為4000m3/d，設(shè)計(jì)水流停留時(shí)間4.8h。采用的處理技術(shù)為日本 “自然循環(huán)方式水處理系統(tǒng)技術(shù)”。該技術(shù)的創(chuàng)新特點(diǎn)是利用自然土壤和水田對污水凈化的原理，不使用任何化學(xué)藥品，通過使用石頭、木炭、塑料球以及經(jīng)過特殊加工的木炭（生物炭），作為凈化過濾材料達(dá)到綜合凈化污水的目的。

該工程的主要設(shè)施由6個(gè)單元組成，分別為污泥儲(chǔ)存單元、水量分流單元、接觸沉淀單元、接觸曝氣單元1、接觸曝氣單元2和出水整理脫色脫臭單元等。通過這幾個(gè)單元的組合，可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS（陰離子界面活性物質(zhì)），同時(shí)，也能有效去除氨態(tài)氮。處理效果見表1。 3.2 河道傍側(cè)生物處理修復(fù)工程

北京二道河傍側(cè)生物處理與修復(fù)工程。該工程坐落在北京市順義區(qū)首都機(jī)場附近，設(shè)計(jì)日處理污水量1.7萬m3/d，采用的處理技術(shù)為固定化高效微生物—曝氣生物濾池（簡稱I-BAF）。該工程屬實(shí)驗(yàn)工程，僅有一個(gè)長100m、寬6m、有效水深5.5m的長條形曝氣生物濾池，有效池容3300m3，停留時(shí)間4.7h。濾池內(nèi)填裝網(wǎng)狀懸浮大孔載體，載體高度3.2m。工程的前處理部分僅有一個(gè)格柵和一個(gè)用堆石壩攔截污水形成的回水區(qū)，依次起到穩(wěn)定取水和沉淀泥沙的目的。處理效果見表2。

另外，日本江戶川支流坂川古崎凈化場，韓國漢江支流良才川水質(zhì)凈化廠等河道傍側(cè)工程的處理效果也很好。

3.3 河道內(nèi)曝氣和高效微生物處理修復(fù)工程

河道水體人工曝氣復(fù)氧是一種有效的河流生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)。20世紀(jì)60年代起，國外已有不少國家應(yīng)用人工曝氣復(fù)氧改善河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。如，德國的魯爾河、萊茵河，英國的泰晤士河、特倫物河，美國的?？怂购?、佛博河及威斯康星河等，均有成功的工程范例。在國內(nèi)，上海環(huán)境科學(xué)研究院對蘇州河水體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究，結(jié)果表明，即使黑臭程度高的河水，在有氧條件下20小時(shí)后臭味也可基本去除，水體顏色明顯改觀，COD、BOD濃度大幅下降。

微生物作為河流生物修復(fù)技術(shù)的核心，國外的開發(fā)研究很多。美國、英國、加拿大、日本、巴西等國家，已有上百種商品化的微生物制劑可供選用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在處理特種廢水方面，高效微生物比普通微生物高幾倍到十幾倍，而且還能夠處理普通生物法不能處理的廢水。在城市污水方面，使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外，還具有良好的脫氮除鱗效果。將高效微生物直接用于河流水質(zhì)修復(fù)，成本較高，容易造成流失和浪費(fèi)，目前國內(nèi)使用的不多。但通過微生物固定化技術(shù)或生物濾池技術(shù)，使用高效為生物的實(shí)例國內(nèi)已有許多。

4 河流生態(tài)修復(fù)的技術(shù)類型及其應(yīng)用

4.1 山區(qū)河流的生態(tài)修復(fù)

山區(qū)河流比降大、水流急，寬深比小，來沙量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于挾沙量，河床往往有大石塊和不均勻的麻砂組成。經(jīng)過自然發(fā)育后，往往形成階梯—深潭結(jié)構(gòu)的河道形態(tài)。階梯－深潭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定了河床，從而穩(wěn)定了岸坡，在一定的溫度和降雨條件下兩岸有發(fā)育良好的植被，河流底棲動(dòng)物密度比鄰近的具有同樣氣候水文條件但不發(fā)育階梯-深潭結(jié)構(gòu)的河流高出1000多倍，生物多樣性指數(shù)也大得多。這是由于階梯-深潭創(chuàng)造了多樣性的生物棲息地的緣故。

目前，德國、日本和我國的臺(tái)灣等，都在模擬使用階梯-深潭結(jié)構(gòu)治理山區(qū)河流和修復(fù)河流生態(tài)。 4.2 生態(tài)護(hù)岸工程

生態(tài)護(hù)岸的目的在于為野生動(dòng)物提供棲息地和隱蔽場所，保障自然環(huán)境和人居環(huán)境的和諧統(tǒng)一，對河岸進(jìn)行加固，防治河道淤積、侵蝕和下切等。生態(tài)護(hù)岸材料主要有：石頭、木材、多孔混凝土構(gòu)件和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)等等。在設(shè)計(jì)新材料護(hù)岸時(shí)，應(yīng)確保水流作用下的結(jié)構(gòu)安全，選擇能夠適應(yīng)河流長期演變的結(jié)構(gòu)形式，與河灘地和丁壩組合在一起保護(hù)護(hù)岸穩(wěn)定。

我國深圳市已建人工濕地生態(tài)修復(fù)與處理工程數(shù)座，對COD的去除率一般可達(dá)70%~80%，對氨氮的去除率一般可達(dá)50%~60%。每1m3/d處理能力的占地面積大約為3m2。

4.4 人工產(chǎn)卵場、棲息地和回游通道工程

過魚設(shè)施的基本原理是利用魚類的向流（逆流）行為，人工創(chuàng)造更大的流速，將魚誘入進(jìn)口，讓魚類自行溯游過壩，或運(yùn)用各種手段運(yùn)送過壩，主要有魚道、魚閘、升魚機(jī)、集運(yùn)魚船等。

人工模擬產(chǎn)卵場、棲息地是指在壩下附近的支流或人工渠道內(nèi)，模擬產(chǎn)卵場、棲息地要求的環(huán)境，讓魚類自行進(jìn)入產(chǎn)卵場或棲息地（下圖為某河流上的魚類洄游通道）。

4.5 人工增殖站和生物放流工程

人工繁殖放流是指建立人工產(chǎn)卵場，收集和培育親魚，人工催青，人工孵化育苗，培育魚種，將一定規(guī)格的幼魚放入壩下河流，讓其下海生長。目前國內(nèi)外都十分重視設(shè)置人工增殖站，開展人工增殖、放流工作，用于解決水壩對水生生物的阻隔。

水庫修建后，營養(yǎng)物質(zhì)在庫內(nèi)富集，浮游生物迅速生長，如果不能很好利用，將會(huì)自然死亡，惡性循環(huán)，從而造成富營養(yǎng)化和水質(zhì)污染等。按照生態(tài)平衡原理，合理投放食用不同浮游生物的魚種進(jìn)庫，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，用產(chǎn)品的形式讓富營養(yǎng)物質(zhì)出庫，既能清潔水庫，又能收獲魚產(chǎn)，可以做到一舉兩得。所有這些，都需要有生命科學(xué)和生物、生態(tài)技術(shù)作為支撐。

主要參考文獻(xiàn)：

1 上海辭書編輯委員會(huì)，辭海，上海辭書出版社，1979年；

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4 董哲仁，生態(tài)水工學(xué)的理論框架．水利學(xué)報(bào)．2003，(1)；

5 Loftin KA，Toth LA．Kissimmee River Restoration：Alternative Plan Evaluation andPreliminary Design Report[R]. South Florida Watermanagement District，West Palm Beach，F(xiàn)la．1990；

6 National Research Council，

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關(guān)鍵詞：城市水環(huán)境；水質(zhì)污染；生態(tài)修復(fù)；綠色環(huán)保

Abstract: in the comprehensive improvement of the urban water environment and ecosystem restoration project, the construction of green ecological environmental protection city home, is the current city relieve contradiction between supply and demand of water, improve the urban residents daily life work quality level, realizing urban social economy and ecological environment sustainable and stable development the important action. On the analysis of the current water environment problems after city, with many years experience, to the city water comprehensive environment and ecological system repair technology measures on detailed analysis research.

Keywords: urban water environment; Water pollution; Ecological restoration; Green environmental protection

中圖分類號(hào)：X324文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，和城市人口急劇增加，城市面臨著地下水環(huán)境性能變差和內(nèi)河生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化等問題。如何加快城市水環(huán)境綜合整治及生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)重建工作，改善城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境性能水平，是關(guān)系到城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)高效穩(wěn)定發(fā)展的重要問題。因此，對城市水環(huán)境現(xiàn)存問題及其變化趨勢進(jìn)行認(rèn)真分析，研究有針對性的綜合整治措施方案，不僅有利于城市水資源的可持續(xù)高效利用，為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也能促進(jìn)城市人與自然的和諧相處[1]。

1 城市水環(huán)境現(xiàn)狀分析

城市人口急劇增長和城市工業(yè)化、商業(yè)化、經(jīng)濟(jì)化水平的進(jìn)一步提高，推動(dòng)城市向現(xiàn)代化方法快速建設(shè)發(fā)展。水資源短缺、水土流失嚴(yán)重、以及水環(huán)境惡化等是城市水環(huán)境綜合整治及生態(tài)修復(fù)重建的三大技術(shù)難題，同時(shí)也是制約綠色環(huán)保、生態(tài)城市家園建設(shè)的重要因素。生態(tài)環(huán)境急劇惡化、水體水質(zhì)嚴(yán)重污染、以及城市內(nèi)河洪澇災(zāi)害逐年增加等一系列問題，也成為城市規(guī)劃建設(shè)發(fā)展必須面臨的重要問題。

1.1 供水水量不足，水環(huán)境人為破壞嚴(yán)重

城市工業(yè)化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，加上城市人口的急劇增加，在日常工作生活中，對用水量需求急劇增加，這在很大程度了加劇了城市供水供需矛盾問題。另外，在城市水資源開發(fā)利用過程中，沒有結(jié)合城市供水水源、規(guī)劃年供水能力預(yù)測、規(guī)劃年需水量預(yù)測等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合考慮。只是簡單根據(jù)城市供水現(xiàn)存問題，采取在河流上游側(cè)大量修建蓄水工程、引水工程等水利設(shè)施，這樣導(dǎo)致枯水期由于人為修建水工建筑物的隔阻、攔截等影響，城市河流原有的水循環(huán)被認(rèn)為破壞，導(dǎo)致有限水資源在河流上游側(cè)就被攔截儲(chǔ)蓄，造成河流下游城市河道中正常生態(tài)環(huán)境用水得不到有效保障，河流水環(huán)境被嚴(yán)重破壞，進(jìn)而出現(xiàn)臭水溝等不利問題，直接影響到城市內(nèi)河生態(tài)環(huán)境的正常良性循環(huán)，不僅影響到城市美觀，同時(shí)還嚴(yán)重破壞城市河道中的水生環(huán)境，河道生態(tài)環(huán)境修復(fù)難度大大增加。城市河道中“三化”（即：河流平面形態(tài)直線化、河道斷面幾何規(guī)則化、以及河流加固護(hù)岸材料硬質(zhì)化）等不利現(xiàn)象在城市河道中普遍存在，這樣導(dǎo)致城市河道中生物群落多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性遭受大大破壞，河道調(diào)蓄自凈能力大大虛弱。城市有些區(qū)域因經(jīng)濟(jì)發(fā)展而大肆破壞河道生態(tài)系統(tǒng)，甚至采取填河等措施，直接影響到河道正常蓄洪以及灌溉供水等功能。

1.2 與水爭地，水體面積不斷萎縮

城市建筑行業(yè)發(fā)展和城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，與水爭地現(xiàn)象已成為城市水環(huán)境保護(hù)必須面臨的嚴(yán)重問題。過度無序的開發(fā)搶占有限城市水環(huán)境用地，造成水體面積不斷萎縮，給城市安全可靠用水埋下巨大水患。

1.3 城市污水亂排問題突出，水質(zhì)污染相當(dāng)嚴(yán)重

由于城市排污系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)不太科學(xué)合理，加上城市居民水環(huán)境保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)，城市河道不僅成為城市防洪排澇的主要河道，同時(shí)也成為城市居民進(jìn)行日常生產(chǎn)生活污水和垃圾的處理場所，導(dǎo)致城市內(nèi)河水水質(zhì)污染十分嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)發(fā)黑變臭、生態(tài)環(huán)境惡變等惡性循環(huán)，不僅直接影響到城市居民用水安全水平，同時(shí)還大大增加了城市水環(huán)境綜合整治及生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)保護(hù)工程的難度。城市水環(huán)境的嚴(yán)重污染和逐步惡變，導(dǎo)致城市內(nèi)河中的水質(zhì)普遍達(dá)不到城市景觀綠化用水水質(zhì)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣大大降低了城市景觀綠化美觀水平，增大城市生態(tài)環(huán)境修復(fù)和綠色家園建設(shè)難度和成本。

2 城市水環(huán)境綜合整治技術(shù)措施

2.1 加快城市供水水利設(shè)施的建設(shè)步伐，為城市提供充足可靠水源

根據(jù)城市河流和周期區(qū)域河系情況，建設(shè)一批重點(diǎn)的骨干水利工程項(xiàng)目，減少城市水資源供需矛盾程度。同時(shí)對現(xiàn)有城市水利工程設(shè)施，進(jìn)行全面系統(tǒng)的排查，結(jié)合完善的除險(xiǎn)加固和配套改造工程，尤其要積極發(fā)展小微型水利工程建設(shè)，鞏固和提高城市現(xiàn)有水利工程的綜合和運(yùn)行效益，有效提高水資源利用效率。

2.2 充分調(diào)動(dòng)居民水環(huán)境修復(fù)保護(hù)積極性，全面開展街村河道整治工作

要加強(qiáng)黨員先進(jìn)性教育培訓(xùn)，充分調(diào)動(dòng)城市居民水環(huán)境修復(fù)保護(hù)積極性，全面開展村莊河塘疏浚整治工作，以城市內(nèi)部村莊河塘疏浚工作為首，全面掀起城市城中村河道疏浚整治工作，按照“溝通水系、調(diào)活水體、營造水景、改善環(huán)境”等整治工作開展思路，有效推動(dòng)城市水環(huán)境整治工作中在城市居民中自發(fā)開展。

2.3 建立完善系統(tǒng)城市污水收集系統(tǒng)，逐步回復(fù)城市水環(huán)境修復(fù)能力

建設(shè)污水處理廠、重新規(guī)劃城市污水排放和雨水收集系統(tǒng)、加強(qiáng)城市防洪水利工程功能鞏固工程建設(shè)等?？茖W(xué)合理地利用雨水、洪水等來涵養(yǎng)城市地下水源，這樣不僅有效環(huán)境城市水資源供需不足問題，同時(shí)還可以增加土壤中的含水量，為水環(huán)境生態(tài)調(diào)節(jié)修復(fù)提供重要水源，并可以起到調(diào)節(jié)城市氣候環(huán)境作用。

3 城市河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)重建措施

3.1 緩沖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)

緩沖區(qū)是指城市河流與陸地間的交界區(qū)域。緩沖區(qū)河流具有分蓄、削減洪水等功能；同時(shí)緩沖區(qū)城市河流與河漫灘間的水文連通性能是影響城市河流物種多樣性和生態(tài)性能的重要因素。因此，在城市河流緩沖區(qū)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、氣象等條件，規(guī)劃種植適應(yīng)的植物帶來有效控制城市河流緩沖區(qū)的水土流失，防止或降低洪水等對河道河岸沖刷，同時(shí)通過河流水生環(huán)境的自凈能力對河流中的部分污染物起到一定過濾和凈化作用，進(jìn)而為鳥類、水生生物等提供棲息場所，改善城市河流緩沖區(qū)的水生環(huán)境，為城市河流的綜合整治及生態(tài)修復(fù)奠定強(qiáng)大的基礎(chǔ)。

3.2 植被恢復(fù)

植被恢復(fù)是城市河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程中廣泛采用的技術(shù)之一，它是利用植被來影響城市河流中河水的流動(dòng)性能，提高河岸抗沖刷強(qiáng)度，降低城市河道泥沙沉積程度等。同時(shí)合理規(guī)劃布置植被帶，有助于構(gòu)建城市河流生態(tài)廊道，進(jìn)而改善河流中的水生環(huán)境和城市局部環(huán)境性能，保護(hù)城市河流中的生物種群的多樣性，減輕洪澇災(zāi)害。另外，植被修復(fù)措施可以有效改善城市河流的水體水質(zhì)，進(jìn)而為城市景觀綠化提供豐富的水資源供應(yīng)，提供城市綠化景觀休閑場所和多種生態(tài)服務(wù)功能，而城市建設(shè)綠色環(huán)保家園提供豐富的水資源。對于城市河流生態(tài)修復(fù)的植被搭配，應(yīng)遵循植物進(jìn)化法，即城市河道生態(tài)修復(fù)植被應(yīng)包括草類、灌木、以及喬木等多類型多樣性的植物種群，這樣即可以為城市營造出豐富的綠色環(huán)境景觀空間，同時(shí)也可以為其它生物種群提供棲息、繁殖等場所。通過植被修復(fù)，長期保障城市河道的生態(tài)水質(zhì)，確保城市河流生態(tài)系統(tǒng)安全健康的生長發(fā)展[2]。

3.3 生物-生態(tài)修復(fù)

生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)是將生物自凈能力與修復(fù)重建工程有機(jī)結(jié)合起來的城市河道生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)，其具有工程總投資較少、管理費(fèi)用低、能源利用率較高、以及可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)揮治污和生態(tài)修復(fù)等功能優(yōu)勢，在城市水環(huán)境綜合整治及生態(tài)修復(fù)工程領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用前景。生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)利用城市河流自然生態(tài)系統(tǒng)中擁有的自凈能力來凈化水體水質(zhì)，主要包括：人工曝氣復(fù)氧、生物強(qiáng)化人工河道、生態(tài)溝渠、以及生態(tài)護(hù)岸等多種生態(tài)修復(fù)措施。

3.4 河流水生環(huán)境生態(tài)修復(fù)耦合系統(tǒng)

生態(tài)修復(fù)耦合系統(tǒng)是綜合人工濕地、微生物、以及水生生物協(xié)同凈化等性能，而通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)和搭配形成的河流水環(huán)境綜合整治及生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)重建系統(tǒng)，可以有效去除城市河道中的營養(yǎng)鹽和有機(jī)物，進(jìn)而達(dá)到修復(fù)城市河流水生環(huán)境的目的[3]。

4 結(jié)束語

城市水環(huán)境綜合整治及生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)重建規(guī)劃工程，所涉及的部門和領(lǐng)域眾多，亟待社會(huì)各界通力合作，確保工程高質(zhì)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的建設(shè)發(fā)展。在城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境“可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展”理念的支撐下，城市水環(huán)境綜合整治及生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工作，已成為相關(guān)政府必須面臨的核心問題。在完善相應(yīng)的城市污水綜合治理和生態(tài)環(huán)境修復(fù)重建技術(shù)措施和法規(guī)政策文件保障體系的基礎(chǔ)上，要形成“技術(shù)支撐-機(jī)制保障-系統(tǒng)管理”為一體的城市水環(huán)境綜合整治及生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)制度措施和管理模式，促進(jìn)城市水環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)性能持續(xù)改善，創(chuàng)建“人水和諧”的綠色環(huán)境城市空間氛圍。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖文根，杜強(qiáng)，譚紅武，等.水生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國水利,2006(17):61-63.

[2] 劉文高,劉岳洲,張為民,等.淺議太湖流域水環(huán)境問題與水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)[J].西南給排水,2009(3):6-8．

[3] 孫東亞,董哲仁,許明華,等.河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)和實(shí)踐[J].水利水電技術(shù),2006，,3(12):4.

篇3

概況地講，被改造過的河流生態(tài)系統(tǒng)是由三個(gè)子系統(tǒng)組成。即：由動(dòng)物、植物和微生物組成的生命系統(tǒng)，這是生態(tài)系統(tǒng)的主體。廣義的水文系統(tǒng)，包括地表和地下水體、土地、氣候系統(tǒng)等。再有就是工程設(shè)施系統(tǒng)，這是人類改造河流的結(jié)果。后面兩個(gè)子系統(tǒng)組成生境，是生命支持系統(tǒng)。由于水利工程系統(tǒng)改變了河流形態(tài)，水庫調(diào)度運(yùn)行又改變了原有的水文規(guī)律，造成河流生態(tài)系統(tǒng)的生境變化，其結(jié)果可能造成河流生態(tài)系統(tǒng)生物群落多樣性的下降，使生態(tài)系統(tǒng)退化。

對于水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，應(yīng)該采取正視而不是回避的態(tài)度。傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)作為一門重要的工程學(xué)科，以建設(shè)水工建筑物為手段，目的是改造和控制河流，以滿足人們防洪和水資源利用等多種需求?，F(xiàn)代科學(xué)發(fā)展使我們認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)在力圖滿足人的需求時(shí)，卻在不同程度上忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)本身的需求。而河流生態(tài)系統(tǒng)的功能退化，也會(huì)給人們的長遠(yuǎn)利益帶來損害。未來的水利工程在權(quán)衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面，似應(yīng)強(qiáng)調(diào)水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。從學(xué)科發(fā)展角度看，現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué)，水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要對象是水文系統(tǒng)，往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風(fēng)險(xiǎn)等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)的理論及方法，促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合，用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計(jì)理論，形成水利工程學(xué)的新的學(xué)科分支－生態(tài)水利工程學(xué)（Eco-HydraulicEngineering）。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)【2】【3】。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)（如治河、防洪工程），兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對于已建工程，則是對于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)（生態(tài)產(chǎn)業(yè)）以及環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。圖1表示了生態(tài)水利工程在河流生態(tài)建設(shè)中的地位。圖中右側(cè)表示人類活動(dòng)對自然河流生態(tài)系統(tǒng)的干擾過程，左側(cè)表示人類活動(dòng)對擾的河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)過程。

這里討論的生態(tài)水利工程學(xué)的基本原則也是生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本原則，筆者試歸納為以下五項(xiàng)內(nèi)容。

1．工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)以及旅游等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的需求。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理，也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律，以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動(dòng)態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復(fù)工程的耐久性。

對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析，應(yīng)遵循風(fēng)險(xiǎn)最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握，生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險(xiǎn)。這就需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評估。另外，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律，是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。

2.提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

有關(guān)生物群落研究的大量資料表明，生物群落多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性（spacialheterogeneity）存在正相關(guān)關(guān)系。這里所說的“生物群落”是指在特定的空間和特定的生境下，由一定生物種類組成，與環(huán)境之間相互影響、相互作用，具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的生物集合體。一般所說的“生物群落多樣性”指生物群落的結(jié)構(gòu)與功能的多樣性。實(shí)際上，生物群落多樣性問題是在物種水平上的生物多樣性。

非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落多樣性的關(guān)系反映了非生命系統(tǒng)與生命系統(tǒng)之間的依存和耦合關(guān)系。一個(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環(huán)境變得單調(diào)，生物群落多樣性必然會(huì)下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會(huì)發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)的某種程度的退化。

河流生態(tài)系統(tǒng)生境的主要特點(diǎn)是：水－陸兩相和水－氣兩相的聯(lián)系緊密性；上中下游的生境異質(zhì)性；河流縱向的蜿蜒性；河流橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性等。水－陸兩相和水－氣兩相的緊密關(guān)系，形成了較為開放的生境條件；上中下游的生境異質(zhì)性，造就了豐富的流域生境多樣化條件；河流縱向的蜿蜒性形成了急流與緩流相間；河流的橫斷面形狀多樣性，表現(xiàn)為深潭與淺灘交錯(cuò)；河床材料的透水性為生物提供了棲息所。由于河流形態(tài)異質(zhì)性形成了在流速、流量、水深、水溫、水質(zhì)、水文脈沖變化、河床材料構(gòu)成等多種生態(tài)因子的異質(zhì)性，造就了豐富的生境多樣性，形成了豐富的河流生物群落多樣性。所以說，提高河流形態(tài)異質(zhì)性是提高生物群落多樣性的重要前提之一【4】。

由于人類活動(dòng)，特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè)，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度的退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥類和其它生物物種，生態(tài)水利工程的重點(diǎn)應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學(xué)原理，為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后，就應(yīng)該對于河流地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估。包括河流與相關(guān)濕地、湖泊的形狀與構(gòu)成、水下地形勘測、水位變化幅度、河流平面彎曲度、河流橫斷面形狀及河床材料、急流與深潭比例、河床的穩(wěn)定性及淤積及侵蝕狀況等，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫。河流生物調(diào)查，包括植物、魚類、鳥類、兩棲動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物等的物種分布地圖以及規(guī)模和存量，建立生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。

關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系，必要時(shí)建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括：調(diào)查單個(gè)生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件，對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評估。需要強(qiáng)調(diào)的是，在眾多的環(huán)境因子中，識(shí)別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地設(shè)計(jì)。

3．生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則

有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能的討論始于上世紀(jì)60年代，以后有不同學(xué)科的眾多學(xué)者涉足這個(gè)領(lǐng)域。以各種不同形式構(gòu)成的自組織功能，是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要特征。

生態(tài)學(xué)用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現(xiàn)象，也用來說明食物網(wǎng)隨時(shí)間的發(fā)展過程。生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機(jī)理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受自然選擇的考驗(yàn)，尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個(gè)能具有足夠數(shù)量并能進(jìn)行繁殖的種群。自組織功能原理與達(dá)爾文的進(jìn)化論有相似之處，只是研究的尺度不同而已。達(dá)爾文的進(jìn)化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進(jìn)行的，而自組織功能是在生態(tài)系統(tǒng)中種群之間發(fā)生的。

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能對于生態(tài)工程學(xué)的意義是什么呢？&nbspH.T.Odum認(rèn)為：“生態(tài)工程的本質(zhì)是對自組織功能實(shí)施管理。”（1989）【5】。Mitsch認(rèn)為：“所謂自組織也就是自設(shè)計(jì)”（2004)【6】。將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時(shí)，生態(tài)工程設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)水工設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計(jì)大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計(jì)，建筑物的幾何特征、材料強(qiáng)度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計(jì)與此不同，生態(tài)工程設(shè)計(jì)是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計(jì)，或者說是輔設(shè)計(jì)。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結(jié)構(gòu)，從而完成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明，人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半【7】。

我國古代傳統(tǒng)哲學(xué)注重人與自然的和諧相處，老子主張：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。反映了一種崇尚自然，遵循自然規(guī)律的哲學(xué)觀。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，務(wù)全其自然之勢”（《管氏地理指蒙》），“雖由人作，宛自天開”（《園冶》），都提倡一種效法自然，依靠自然的思想。國際生態(tài)學(xué)界一些學(xué)者認(rèn)為，系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的哲學(xué)理念應(yīng)該追溯到公元前11世紀(jì)中國的周代。其中“陰陽五行”、萬物競爭共存和相生相克等哲學(xué)思想，體現(xiàn)了促進(jìn)與抑制，成長與腐朽，合成與異化之間的平衡與轉(zhuǎn)化，這些正是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)的特征是對于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程時(shí)，要求工程師必須放棄控制自然界的動(dòng)機(jī)，樹立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的，這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計(jì)這個(gè)寶貴財(cái)富，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。需要強(qiáng)調(diào)的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點(diǎn)都是各不相同的。因此，每一項(xiàng)生態(tài)水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價(jià)值，尋求最佳的生態(tài)工程方案。

自設(shè)計(jì)理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設(shè)計(jì)理論時(shí)，需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時(shí)要持慎重態(tài)度，防止生物入侵。

要區(qū)分兩類擾的河流生態(tài)系統(tǒng)。一類是未超過本身生態(tài)承載力的生態(tài)系統(tǒng)，是可逆的。當(dāng)去除外界干擾即卸荷以后，有可能靠自然演替實(shí)現(xiàn)自我恢復(fù)的目標(biāo)。另一類是被嚴(yán)重干擾的生態(tài)系統(tǒng)，它是不可逆的。在去除干擾即卸荷后，還需要輔助以人工措施創(chuàng)造生境條件，再靠發(fā)揮自然修復(fù)功能，有可能使生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)某種程度的修復(fù)。這就意味著，運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則，并不排除工程師和科學(xué)家采用工程措施、生物措施和管理措施的主觀能動(dòng)性。

4．景觀尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理應(yīng)該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而不是在小尺度、短時(shí)期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高。小范圍的生態(tài)修復(fù)不但效率低，而且成功率也低。

所謂“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)要素間的交互作用，提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問題，也不僅僅是修復(fù)單一動(dòng)物或修復(fù)河岸植被。

這里說的“景觀”（landscape）是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。關(guān)于生態(tài)學(xué)的尺度問題，O’Neill,認(rèn)為：“生態(tài)學(xué)不可能建立在單一的時(shí)空尺度上，它應(yīng)該適應(yīng)所有尺度的調(diào)查研究?！保?986）【8】。按照這種觀點(diǎn)，尺度和層次成為生態(tài)學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。目前生態(tài)學(xué)理論把生物圈劃分為11個(gè)層次，依次是生物圈、生物群系、景觀、生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群、個(gè)體、組織、細(xì)胞、基因和分子。景觀的尺度如何掌握？景觀尺度包括空間尺度和時(shí)間尺度。

為什么在景觀的大尺度上進(jìn)行河流修復(fù)規(guī)劃？首先，水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng)，其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。一條河流的廣義水文系統(tǒng)包括從發(fā)源地直到河口的上中下游地帶的地下水與地表水系統(tǒng)，流域中由河流串聯(lián)起來的湖泊、濕地、水塘、沼澤和洪泛區(qū)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起，形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動(dòng)和工程設(shè)施作為生境的組成部分，形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時(shí)，需要對于各種脅迫因素之間的相互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。如果僅僅考慮河道本身的生態(tài)修復(fù)問題，顯然是把復(fù)雜系統(tǒng)簡單割裂開了。

其次，必須重視水域生境的易變性、流動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機(jī)變化，也表現(xiàn)為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動(dòng)。這些變化決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時(shí)間與空間中擴(kuò)展或收縮的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍從生境受到限制時(shí)期的高度臨界狀態(tài)到生境擴(kuò)張時(shí)期的冗余狀態(tài)。

再者，要考慮生境邊界的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展問題。由于動(dòng)物遷徙和植物的隨機(jī)擴(kuò)散，生境邊界也隨之發(fā)生動(dòng)態(tài)變動(dòng)。Gosselink(1990)在研究水域生態(tài)系統(tǒng)物種管理的尺度問題時(shí)認(rèn)為，對于給定需要修復(fù)的物種，考慮的范圍應(yīng)是這個(gè)物種的分布區(qū)【9】。舉例來說，為便于理解，可以借用“流域”這個(gè)概念，比如一個(gè)地區(qū)野鴨的種群也有一個(gè)“鴨域”。所謂“鴨域”的范圍應(yīng)該包括物種個(gè)體在惡劣的條件下遷徙到的任何地方以及支持此物種的生態(tài)系統(tǒng)。這個(gè)范圍的邊界，應(yīng)劃定在某特定物種經(jīng)常利用的一個(gè)很大的空間內(nèi)。如果進(jìn)一步擴(kuò)展，還應(yīng)該包括所謂“臨時(shí)生境”，指在自然界對于物種產(chǎn)生脅迫的時(shí)期，成為該物種的避難所的地區(qū)。如果這個(gè)地區(qū)有若干種標(biāo)志性動(dòng)物，那么物種管理的范圍邊界將是這些物種“域”的包絡(luò)圖。另外，還要考慮流域之間的協(xié)調(diào)問題?？紤]到河流生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)，一條河流的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，

最后，河流生態(tài)修復(fù)的時(shí)間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。每一個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。需要對歷史資料進(jìn)行收集、整理，以掌握長時(shí)間尺度的河流變化過程與生態(tài)現(xiàn)狀的關(guān)系。河流生態(tài)修復(fù)是靠時(shí)間作工作的。有研究指出，濕地重建或修復(fù)需要大約15到20年的時(shí)間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長期準(zhǔn)備，同時(shí)進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。

需要說明的是，對于規(guī)劃、評估、監(jiān)測這些不同的任務(wù)，工作對象的空間尺度可能是不同的。監(jiān)測工作應(yīng)該在盡可能大的尺度內(nèi)進(jìn)行。比如修復(fù)一塊濕地以吸引鳥類，經(jīng)過一年或者更長的時(shí)間均告失敗。這就需要考慮是否有質(zhì)量更好的生境吸引了候鳥而改變了它們的遷徙路線，監(jiān)測工作可能在大陸的范圍內(nèi)開展。而評估工作可能在跨流域的尺度上進(jìn)行。規(guī)劃工作的尺度可能是流域或河流廊道。所謂“河流廊道”（Rivercorridor）泛指河流及其兩岸與生物棲息地相關(guān)的土地，也有定義其范圍為河流與對應(yīng)某一洪水頻率的洪泛區(qū)。至于河流修復(fù)工程項(xiàng)目的實(shí)施，一般在關(guān)鍵的重點(diǎn)河段內(nèi)進(jìn)行。

5．反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個(gè)過程，河流修復(fù)工程需要時(shí)間。從長時(shí)間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時(shí)間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高，同時(shí)對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時(shí)間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時(shí)間，期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。

生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)【10】【11】。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后，就開始了一個(gè)自然生態(tài)演替的動(dòng)態(tài)過程。這個(gè)過程并不一定按照設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。最頂層的理想狀態(tài)應(yīng)是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進(jìn)狀態(tài)。在河流生態(tài)修復(fù)工程中，恢復(fù)到未受人類干擾的河流原始狀態(tài)往往是不可能的，可以理解這種原始狀態(tài)是自然生態(tài)演進(jìn)的極限狀態(tài)上限。如果沒有生態(tài)修復(fù)工程，在人類活動(dòng)的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化，這種狀態(tài)則是極限狀態(tài)的下限。在這兩種極限狀態(tài)之間，生態(tài)修復(fù)存在著多種可能性。針對具體一項(xiàng)生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施以后，一種理想的可能是：監(jiān)測到的各生態(tài)變量是現(xiàn)有科學(xué)水平可能達(dá)到的最優(yōu)值，表示生態(tài)演進(jìn)的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間，形成了一個(gè)包絡(luò)圖。一項(xiàng)生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施后的實(shí)際狀態(tài)都落在這個(gè)包絡(luò)圖中間。

篇4

關(guān)鍵詞：河道整治，生態(tài)修復(fù)

 

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?；谶@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?？菟诤拥纼?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?。由于山區(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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[4]董哲，孫亞東．生態(tài)水利T程原理與技術(shù)[M]．中國水利水電出版社．2007．

篇5

關(guān)鍵詞：生態(tài)河岸；規(guī)劃；綜合評價(jià)

中圖分類號(hào)：X171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-0432（2011）-03-0226-2

0 緒論

河岸帶的定義首次出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代末。生態(tài)河岸（riparian ecosystem）是一個(gè)新興的概念。關(guān)于生態(tài)河岸的定義，目前主要從生態(tài)河岸的生態(tài)系統(tǒng)屬性和過渡帶屬性兩個(gè)方面進(jìn)行理解?？偟膩碚f，生態(tài)河岸（riparian ecosystem）是以自然為主導(dǎo)的，在保證河岸帶穩(wěn)定和滿足行洪要求的基礎(chǔ)上，維持物種多樣性、減少對資源的剝奪、維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡，與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)、協(xié)同發(fā)展，提高系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)能力、改善人類生活環(huán)境的地帶。生態(tài)河岸是一個(gè)狹長的水陸生態(tài)交錯(cuò)帶，既要研究其生態(tài)系統(tǒng)的特征，又要從水利工程方面

進(jìn)行考慮。當(dāng)前，生態(tài)河岸主要研究生態(tài)河岸的功能以及生態(tài)河岸功能實(shí)現(xiàn)的途徑，生態(tài)河岸建設(shè)已經(jīng)成為國內(nèi)外河道治理的重要措施。

1 生態(tài)河岸的功能

目前國內(nèi)外很多學(xué)者對生態(tài)河岸的功能進(jìn)行了大量的研究，最具代表性的是Naiman及張建春等人在2001年將生態(tài)河岸功能概括為廊道功能、植物護(hù)岸功能和緩沖帶功能。Miller于1998年指出生態(tài)河岸的功能可以概括為：生態(tài)河岸以及與之相聯(lián)系的對地表和地下水徑流的保護(hù)功能；對開放的野生動(dòng)植物生境以及其他特殊地和旅行通道的保護(hù)功能；可提供多用途的娛樂場所和舒適的生活環(huán)境。還有一些學(xué)者把生態(tài)河岸的功能歸納為：自然保護(hù)功能、社會(huì)保護(hù)功能以及休閑娛樂功能。

2 生態(tài)河岸技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

生態(tài)河岸功能的實(shí)現(xiàn)依賴于生態(tài)河岸生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)平衡的維持。對于一個(gè)退化的河流生態(tài)系統(tǒng)來說，運(yùn)用恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理來修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)，有利于生態(tài)河岸功能的實(shí)現(xiàn)。我們在分析公園河岸生態(tài)狀況的基礎(chǔ)上，探討公園生態(tài)河岸建設(shè)的原則，采用工程和植物措施相結(jié)合的方法，對公園生態(tài)河岸進(jìn)行整體規(guī)劃和建設(shè)，并探討公園生態(tài)河岸的綜合評價(jià)。通過公園生態(tài)河岸規(guī)劃和建設(shè)的研究，為本地區(qū)河流河岸帶自然條件的生態(tài)修復(fù)積累實(shí)驗(yàn)成果，完善解決河道生態(tài)護(hù)岸中存在的諸多技術(shù)問題，使本地區(qū)的生態(tài)河岸研究有進(jìn)一步的長足發(fā)展。

生態(tài)河岸功能的實(shí)現(xiàn)依賴于生態(tài)河岸生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)平衡的維持。對于一個(gè)退化的河流生態(tài)系統(tǒng)來說，運(yùn)用恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理來修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)，有利于生態(tài)河岸功能的實(shí)現(xiàn)。河岸的治理在古代已經(jīng)很廣泛了。

20世紀(jì)60年代后期，德國及瑞士認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的水利設(shè)計(jì)及管理思想是導(dǎo)致河流自然生態(tài)系統(tǒng)受損的根本原因，開始進(jìn)行如何把生態(tài)學(xué)原理應(yīng)用于土木工程，修復(fù)受損河岸生態(tài)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。瑞士、德國等于20世紀(jì)80年代提出了“自然型護(hù)岸”技術(shù)，并且在生態(tài)型護(hù)坡結(jié)構(gòu)方面做了實(shí)踐。20世紀(jì)70年代以來，德國、瑞士、日本等發(fā)達(dá)國家進(jìn)行了大量的混凝土河岸的生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)研究，大規(guī)模改修了混凝土河岸，恢復(fù)河流的自然生態(tài)系統(tǒng)，積累了大量的成功范例。日本在20世紀(jì)90年代初提出“多自然型河道治理”技術(shù)。但是國外河流生態(tài)修復(fù)多以積累典型成功工程事例為主，缺乏恢復(fù)過程中的生態(tài)系統(tǒng)是如何自我調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)定量化證明研究，沒有建立一套評價(jià)河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力的定量化指標(biāo)體系。

近年來，我國的生態(tài)河岸專家已深刻認(rèn)識(shí)到在河岸工程設(shè)計(jì)和施工中對河流生態(tài)環(huán)境的影響，開始探討生態(tài)河岸的運(yùn)用與發(fā)展，并在全國各地開展了一系列的護(hù)岸研究，尋找生態(tài)河岸最理想的技術(shù)手段。目前，我國河道護(hù)岸工程在很大程度上仍然采用傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)思想和技術(shù)，即便是中小河流，河流護(hù)岸仍然只是考慮河道的安全性問題，以混凝土護(hù)岸為主，而沒有考慮工程建筑對河流環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)及其動(dòng)植物及微生物生存環(huán)境的影響。我國城市段河流護(hù)岸多采用耐久性好的混凝土，破壞了河岸的生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致河流自我凈化能力降低。以恢復(fù)城市受損河岸生態(tài)系統(tǒng)為目的，研究受損河岸生態(tài)修復(fù)材料（如蘆葦(Phragmites com munis Trin.)、河柳(Salix matsudana Koidz.)、竹子(Phyllostachys pubescens Mazel ex H.de Lehaie)、意楊(Populus euramevicana cv.)、楓楊（Pterocarya stenoptera DC.）、榆樹（Ulmus pumila L.））的適應(yīng)性，利用植物護(hù)岸，并把植物護(hù)岸與工程措施相結(jié)合的護(hù)岸技術(shù)研究，是實(shí)現(xiàn)生態(tài)河岸功能的重要途徑。

植物在生態(tài)河岸恢復(fù)中的作用，可以總結(jié)為：一種是單純利用植物護(hù)岸，一種是植物護(hù)岸與工程措施相結(jié)合的護(hù)岸技術(shù)。下面為國內(nèi)比較常用的幾種植物護(hù)坡技術(shù)。

2.1 植草護(hù)坡技術(shù)

植草護(hù)坡技術(shù)常用于河道岸坡及道路護(hù)坡上。目前，國內(nèi)很多生態(tài)河岸的治理都使用的是這一技術(shù)，我們在生態(tài)河岸的探討中也經(jīng)常使用。這一技術(shù)主要是利用植物地上部分形成堤防迎水坡面軟覆蓋，減少坡面的面積，起到護(hù)坡的作用；利用植物的深根系，加強(qiáng)植物的護(hù)坡固土作用。還可以改善原有的駁岸沒有流動(dòng)性，單一性，使河道流速再高都不受影響。有些原有河道硬化破壞了河岸與河床之間在水文和生態(tài)上的聯(lián)系，破壞了可以降低水溫的植被，植草護(hù)坡后可以使其發(fā)揮截留雨水，穩(wěn)固堤岸，過濾河岸地表徑流，凈化水質(zhì)，減少河道沉積物的作用。同時(shí)，還可以增加河岸生物的多樣性。

2.2 三維植被網(wǎng)護(hù)岸

三維植被網(wǎng)技術(shù)多見于山坡及高速公路路坡的保護(hù)中，這一技術(shù)現(xiàn)在也開始被用于生態(tài)河岸的防護(hù)上。它主要是指利用活性植物并結(jié)合土工合成材料等工程材料，在坡面構(gòu)建一個(gè)具有自身生長能力的防護(hù)系統(tǒng)，通過植物的生長對邊坡進(jìn)行加固的一門新技術(shù)。根據(jù)原有的邊坡、地形進(jìn)行處理，把三維植被網(wǎng)技術(shù)用于生態(tài)河岸的護(hù)坡上，通過植物的生長對邊坡進(jìn)行加固，根據(jù)邊坡地形地貌、土質(zhì)和區(qū)域氣候的特點(diǎn)，在邊坡表面覆蓋一層土工合成材料，并按一定的組合與間距種植多種植物，將河岸的垂直堤岸護(hù)坡改造成種植池。

2.3 河岸防護(hù)林護(hù)岸

在生態(tài)河岸種植樹木或竹子，形成河岸防護(hù)林，減小了水流對表土的沖擊，減少了土壤流失。還可以在河岸邊種植菖蒲，形成防風(fēng)浪的障礙物，將原有泥石堤岸改造成用土做堤，降低河岸坡度，形成緩坡，在緩坡上種植草坪和鄉(xiāng)土植物，形成游人可以接近水界面的低水位網(wǎng)格親水步道。河岸防護(hù)林可以起到保持水土、固土護(hù)岸作用，

又可以提高河岸土壤肥力，改善河岸周邊的生態(tài)環(huán)境。

3 生態(tài)河岸的規(guī)劃與構(gòu)建

以生態(tài)護(hù)岸為設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)，主要以新的施工技術(shù)應(yīng)用于駁岸施工。我們可以根據(jù)河流地形的高低，改造和減少混凝土和石砌擋土墻的硬質(zhì)河岸，擴(kuò)大適生植物的種植空間，建立親水平臺(tái)，構(gòu)建層次豐富的岸線。先拋石，在常水位線以下用三圍網(wǎng)固土，造緩坡草坪入水，在常水位以上種植物護(hù)坡，造景觀。

河流生態(tài)恢復(fù)的目的之一就是促使河岸系統(tǒng)恢復(fù)到較為自然的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，生態(tài)河岸系統(tǒng)具有可持續(xù)性，并可提高生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值和生物多樣性。生態(tài)河岸規(guī)劃所遵循的原則歸納有下列五項(xiàng)：尊重自然的原則，植物合理配置原則，避免生物入侵的原則，可持續(xù)發(fā)展原則，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的原則。

我們針對某一水域的地理環(huán)境為主提出生態(tài)河岸，旨在以生態(tài)原則提高水體的自潔能力，使該水體對保持城區(qū)水生態(tài)平衡，使城市與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，人類、多種動(dòng)植物和諧共處，達(dá)到一種自然平衡的狀態(tài)，建設(shè)有特色的新型城市景觀。加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)，對該水域進(jìn)行綜合治理，加強(qiáng)該水域及周邊的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)調(diào)整。

4 生態(tài)河岸構(gòu)建的技術(shù)推廣體系

本文在研究生態(tài)河岸自然特征即河流主要生態(tài)問題的基礎(chǔ)上，根據(jù)生態(tài)河岸建設(shè)的基本原則，探索了對規(guī)劃構(gòu)建的生態(tài)河岸進(jìn)行綜合評價(jià)的指標(biāo)和評價(jià)方法，總結(jié)出開展長江中游城市生態(tài)河岸建設(shè)的一些技術(shù)推廣體系。主要研究結(jié)果如下：

（1）大多數(shù)生態(tài)河岸存在的生態(tài)問題主要表現(xiàn)在水體污染嚴(yán)重，原有駁岸破壞了生態(tài)平衡，植物多樣性低，河岸異質(zhì)性降低四個(gè)方面。

（2）生態(tài)河岸規(guī)劃的原則，既要遵循尊重自然、植物合理配置、避免生物入侵、可持續(xù)發(fā)展以及協(xié)調(diào)統(tǒng)一的普遍性原則，又要基于公園原有河岸的自然特征和生態(tài)問題，對河岸進(jìn)行技術(shù)改造，增加河岸的親水空間，加強(qiáng)對河流的綜合治理，把公園與周邊的公園結(jié)合起來，形成有特色的濱水景觀。

（3）在生態(tài)河岸的規(guī)劃建設(shè)中，把工程措施和植物建植措施有機(jī)結(jié)合起來。植物設(shè)計(jì)以應(yīng)用鄉(xiāng)土樹種為主，考慮四季景觀，在不同的景區(qū)使用不同的植物來渲染意境。在河漫灘濕地（最低水位到常水位）點(diǎn)綴水生植物菖蒲（Acorus calamus Linn.）、蘆葦( Phragmites com munis Trin.)；在河堤疏樹草地（常水位到最高水位）種植楓楊（Pterocarya stenoptera DC.），林下種石蒜(Lycoris radiata)、鳶尾(Iris tectorum)和玉簪(Hosta plantaginea)等宿根花卉；在濱河疏林草地處，結(jié)合地形、鋪裝，配置竹林、烏桕（Sapium sebiferum Roxb.）、欒樹(Koelreuteria paniculata Laxm.)、桂花（Osmanthus fragrans (thunb) Lour.）。

（4）根據(jù)公園的河岸線，將其分為幾個(gè)不同的部分進(jìn)行功能劃分。上游可以設(shè)計(jì)為理水區(qū)，理水區(qū)保留了原有堤防基礎(chǔ)，沿岸道路退后，將原來的垂直堤岸內(nèi)側(cè)護(hù)坡改造成種植池，并在堤腳面一側(cè)設(shè)高水位親水游船碼頭；中游設(shè)計(jì)為親水區(qū)，親水區(qū)保留原有水泥防洪堤基礎(chǔ)，沿岸道路退后，在原來的垂直堤岸內(nèi)側(cè)護(hù)坡上堆土，形成種植區(qū)，并在堤腳鋪設(shè)卵石，形成親水界面，即中水位臨水平臺(tái)；下游設(shè)計(jì)為戲水區(qū)，戲水區(qū)的河岸邊種植菖蒲，形成防風(fēng)浪的障礙物，將原有泥石堤岸改造成用土做堤，降低河岸坡度，形成緩坡，在緩坡上種植草坪和鄉(xiāng)土植物，形成游人可以接近水界面的低水位網(wǎng)格親水步道。

（5）由于生態(tài)重建是一個(gè)跨越較長時(shí)間尺度的過程，因此，需要在長期對河流流域以及公園生態(tài)河岸監(jiān)測的基礎(chǔ)上，根據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)要求，結(jié)合生態(tài)河岸規(guī)劃建設(shè)情況，運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法，從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、景觀適宜性、生態(tài)健康、生態(tài)安全方面對河流生態(tài)河岸開展綜合評價(jià)。

（6）生態(tài)河岸建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)體系表現(xiàn)在根據(jù)河流地形的高低，改造和減少混凝土和石砌擋土墻的硬質(zhì)河岸，擴(kuò)大適生植物的種植空間，建立親水平臺(tái)，構(gòu)建層次豐富的岸線。

（7）應(yīng)加強(qiáng)對規(guī)劃構(gòu)建的公園生態(tài)河岸生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，重點(diǎn)研究河岸生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其穩(wěn)定性，并應(yīng)加強(qiáng)定量化研究。

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篇6

關(guān)鍵詞：生態(tài) 水力學(xué)

生態(tài)水力學(xué)是水利科學(xué)發(fā)展到較高級階段出現(xiàn)的新興學(xué)科，在近年由于包括水利建設(shè)在內(nèi)的人類活動(dòng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對于自然生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的脅迫和壓力不斷加大，在某些地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境惡化的事例。概括起來，可以有以下幾方面的明顯表現(xiàn)：

大規(guī)模的水壩建設(shè)使得水庫對河川徑流的調(diào)節(jié)能力日益加大，有些流域的水庫調(diào)節(jié)庫容接近或超過河川的多年平均徑流量，以至造成水壩下游河流水量的減少，甚至干枯。這將造成下游河床的萎縮，對河流生態(tài)系統(tǒng)造成毀滅性的災(zāi)害。同時(shí)，水壩的建設(shè)造成水流連續(xù)性、河床連續(xù)性、生態(tài)連續(xù)性的破壞，并在上游造成大面積的淹沒，大量移民又要造成許多新的環(huán)境問題。

河流的防洪標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，河流兩岸的堤防越來越高，使得河流兩岸的洪泛區(qū)域與河流的水循環(huán)分離，河流兩岸的濕地消失，地下水得不到河流的補(bǔ)充，使得兩岸廣闊洪泛平原的生態(tài)狀況日益惡化。

大量興建的水資源開發(fā)工程造成流域水資源的過度開發(fā)利用，結(jié)果是流域地下水位下降、地表河流和湖泊萎縮、植枯，生態(tài)環(huán)境惡化。在近海地區(qū)由于地下水的降低，海水入侵地下水，造成地下水的污染。

概括來說，大量水利工程的建設(shè)對流域水循環(huán)的影響最大，主要表現(xiàn)是：

流域水循環(huán)的短路化，流域水循環(huán)的速度加快，降雨產(chǎn)匯流的速度加快，流域降雨很快匯入河道，泄入大海。

流域水循環(huán)的絕緣化，洪水只在大堤的范圍內(nèi)流動(dòng)，不再泛濫。河流兩岸的廣大洪泛區(qū)不再受到洪水的侵?jǐn)_，但是也失去了洪水對地下水的補(bǔ)充和清洗。流域的水循環(huán)與河流的水循環(huán)絕緣化。

流域生態(tài)系統(tǒng)的孤立化，流域的水綠生態(tài)網(wǎng)絡(luò)被切斷、阻隔，流域內(nèi)的生物群落被局限在某一固定區(qū)域，不能自由移動(dòng)，捕食和不能正常進(jìn)行，造成生物群落的退化和滅絕。

近年來，對于保護(hù)生物多樣性和流域社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)識(shí)不斷被接受，提出了對遭受破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)的新課題，許多國家提出恢復(fù)流域的自然特征，恢復(fù)多自然特征的河流，我國的一些流域也先后提出了生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)，在這樣的大潮流的推動(dòng)下，出現(xiàn)了許多生態(tài)水力學(xué)的研究課題，比較引人注目的成果有：

湖泊水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。目前我國人口密集區(qū)的大多數(shù)湖泊出現(xiàn)了由于污染造成的湖泊富營養(yǎng)化現(xiàn)象，即由于磷、氮類營養(yǎng)鹽大量進(jìn)入湖泊造成湖泊內(nèi)藻類的異常增殖，水體生產(chǎn)力提高，水質(zhì)惡化。對湖泊的治理除了控制污染源之外，最有效而可行的措施就是修復(fù)湖泊的生態(tài)系統(tǒng)。在我國的洱海、滇池、太湖都在開展生態(tài)修復(fù)的試點(diǎn)工程。如湖濱帶的生態(tài)修復(fù)、湖周濕地的生態(tài)修復(fù)等。湖流對營養(yǎng)鹽的輸送、湖流對湖泊內(nèi)泥沙的輸移、湖流對底泥污染物釋放量的影響、以及綜合各類研究成果建立的水域富營養(yǎng)化模型等都成為生態(tài)水力學(xué)中的熱門課題。中國水利水電科學(xué)研究院、中國環(huán)境科學(xué)研究院率先開展了這一領(lǐng)域的研究，目前類似的課題已經(jīng)有很多。已有三維的富營養(yǎng)化模型，包括流場、溫度、太陽輻射、光合作用、營養(yǎng)鹽、浮游植物、浮游動(dòng)物、大型水生動(dòng)植物在內(nèi)的諸多物理、化學(xué)和生態(tài)參數(shù)。

恢復(fù)河流自然特征的研究。傳統(tǒng)水力學(xué)的研究，比較注重河流輸水的經(jīng)濟(jì)性，結(jié)果造成河流斷面的均一化、河流渠道化，河流自然特征逐漸消失，河流生物多樣性減少。目前，在恢復(fù)河流自然特征的研究中，創(chuàng)造河床的灘——潭交互結(jié)構(gòu)、近岸的洄流結(jié)構(gòu)、創(chuàng)造適合特種生物生存和繁殖的流場等方面的研究也方興未艾。

以河流生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化為目標(biāo)的水利工程調(diào)度研究。以往的水利工程調(diào)度大多只考慮水資源優(yōu)化、水能經(jīng)濟(jì)優(yōu)化等目標(biāo)，沒有將下游的水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境優(yōu)化作為調(diào)度目標(biāo)，結(jié)果往往是達(dá)到了經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的目標(biāo)，損壞了下游的生態(tài)環(huán)境。近年來結(jié)合下游河流環(huán)境、生態(tài)需水量的研究，提出了以下游生態(tài)環(huán)境優(yōu)化為目標(biāo)的水庫調(diào)度研究，增加了水庫的生態(tài)環(huán)境調(diào)度功能，有條件的地方將水庫的改善生態(tài)環(huán)境放在首位，被稱為生態(tài)型水庫。

洪水資源化的研究。傳統(tǒng)水利認(rèn)為洪水只是一種災(zāi)害，近來逐漸認(rèn)識(shí)到洪水不僅是災(zāi)害，還是一個(gè)生態(tài)過程，通過洪水泛濫補(bǔ)充地下水、恢復(fù)濕地、清洗河流、改良土壤等，因此不能完全消滅洪水。這方面的研究有，有控制的人工洪水調(diào)度、與溢流堰結(jié)合的堤防設(shè)計(jì)、利用洪水的地下水回灌等。

濕地修復(fù)技術(shù)研究。濕地的恢復(fù)需要適當(dāng)?shù)乃鳁l件，不同的濕地植物群落，需要相應(yīng)的水深、流速、水溫等。在濕地恢復(fù)過程中要注意流場的控制，以滿足濕地生態(tài)修復(fù)的要求。

植物群落對水中營養(yǎng)鹽降解的機(jī)理研究。水中的營養(yǎng)鹽在進(jìn)入水生植物系統(tǒng)后，經(jīng)過沉降、微生物分解、根系吸收等環(huán)節(jié)，使水體內(nèi)營養(yǎng)鹽的濃度降低，達(dá)到凈化目的。上述過程，與流場關(guān)系密切，如水深、流速、水體滯留時(shí)間等。目前多是通過現(xiàn)場的實(shí)地實(shí)驗(yàn)確定各種參數(shù)，試圖建立數(shù)學(xué)模型。

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關(guān)鍵詞：生態(tài)；水利工程；設(shè)計(jì)原則

中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1．水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

在社會(huì)生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟(jì)與社會(huì)有著巨大的作用，同時(shí)也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動(dòng)人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動(dòng)性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面，似應(yīng)強(qiáng)調(diào)水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。

2．生態(tài)水利工程

從學(xué)科發(fā)展角度看，現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué)，水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要對象是水文系統(tǒng)，往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風(fēng)險(xiǎn)等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)理論及方法，促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合，用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計(jì)理論，形成水利工程學(xué)新的學(xué)科分支——生態(tài)水利工程學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)（如治河、防洪工程），兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對于已建工程，則是對于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)（生態(tài)產(chǎn)業(yè)）及環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。

3．生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

3.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程是一項(xiàng)綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理，也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律，以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動(dòng)態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復(fù)工程的耐久性。

3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

一個(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環(huán)境變得單調(diào)，生物群落多樣性必然會(huì)下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會(huì)發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動(dòng)，特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè)，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點(diǎn)應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學(xué)原理，為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后，就應(yīng)該對于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系，必要時(shí)建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括：調(diào)查單個(gè)生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件，對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中，識(shí)別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地的設(shè)計(jì)。

4．生態(tài)防洪護(hù)坡創(chuàng)新中應(yīng)重視的幾個(gè)問題

(一)從政策上支持。長期的防洪護(hù)坡工程建設(shè)，人們已習(xí)慣于建設(shè)傳統(tǒng)護(hù)坡。對于新技術(shù)和創(chuàng)新成果的推廣，必然會(huì)遇到這樣那樣的阻力。因此，必須要有一定的政策支持，才能確保新一代護(hù)坡技術(shù)的廣泛使用。

(二)既重視具體設(shè)計(jì)，又重視宏觀視野。護(hù)坡設(shè)計(jì)看似簡單，但要做出符合中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和時(shí)代要求的優(yōu)秀方案，必須要將工程師、藝術(shù)家、經(jīng)濟(jì)師和環(huán)境保護(hù)部門的思維溶于一體。在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)對我國發(fā)展中應(yīng)遵循的模式、能源消耗、礦產(chǎn)總量和污染排放處置等都要有一定的了解。

(三)重視科技創(chuàng)新。護(hù)坡是一種相對低技術(shù)含量的水利工程，如果大量引進(jìn)采用國外產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)上極不合算。我國是一個(gè)治水歷史悠久的國家，都江堰、靈渠、大運(yùn)河等一批古代杰出水利工程都證明中國人具有無比的智慧。因此，我們要重視科技創(chuàng)新，充分調(diào)動(dòng)水利科技工作者的積極性，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代護(hù)坡產(chǎn)品。

(四)材料的創(chuàng)新是關(guān)鍵。河道堤防護(hù)坡工程建設(shè)耗廢大量的塊石、混凝土預(yù)制塊或其他材料，其成本占工程總費(fèi)用的比例大。因此，一定要重視護(hù)坡原材料、半成品生產(chǎn)的技術(shù)創(chuàng)新，加快開采、加工、運(yùn)輸各環(huán)節(jié)配套升級，制定既開放競爭、又保證規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策，將護(hù)坡工程技術(shù)發(fā)展的切入點(diǎn)定在半成品生產(chǎn)創(chuàng)新上。

(五)建設(shè)資源節(jié)約型護(hù)坡。受資源約束的矛盾日益突出，一些主要材料、能源、水、土地紛紛告缺，資源的利用和保護(hù)成為人民關(guān)注的焦點(diǎn)。1、重視可行性研究，減少硬化河道護(hù)坡。盡量避免河道混凝土護(hù)坡建后再拆，不如盡量少建或非工程措施解決，有些河段完全可以這樣做。如：河岸凸凹不平，邊坡土質(zhì)抗沖刷能力強(qiáng)的河段；河岸灘較岸邊坡平緩、植被生長良好的河段；土堤迎水坡在特大洪水年份也未發(fā)生浪坎等險(xiǎn)情的河段。當(dāng)然，硬化混凝土護(hù)坡對防洪來說是有利的，只有在工程措施和非工程措施上綜合權(quán)衡利弊。對河道護(hù)坡工程進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目尚行匝芯浚菍?shí)現(xiàn)資源節(jié)約的前提。2、開闊工程技術(shù)設(shè)計(jì)思路。采用何種形式的護(hù)坡來實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約，僅從傳統(tǒng)思想上進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新這種可能性不大。必須開拓新的思路。首先，盡量減少可再生資源的使用量，其次考慮護(hù)坡的造價(jià)與使用年限。(1)盡量減少混凝土用量，優(yōu)化采用天然石材，天然石材從經(jīng)濟(jì)及性能上看都具有優(yōu)勢。(2)提高預(yù)制混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度。強(qiáng)度提高了，可以阻止環(huán)境水的侵入，從而保證混凝土塊的抗侵蝕性，增加了使用年限，使護(hù)坡的分?jǐn)偝杀拘　?/p>

5．反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個(gè)過程，河流修復(fù)工程需要時(shí)間。從長時(shí)間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時(shí)間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高，同時(shí)對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時(shí)間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時(shí)間，期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。

生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后，就開始了一個(gè)自然生態(tài)演替的動(dòng)態(tài)過程。這個(gè)過程并不一定按照設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。

6．結(jié)束語

意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)都不是靜止的，在時(shí)間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計(jì)方法，而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)—執(zhí)行（包括管理）—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)流程中，監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項(xiàng)目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。

參考文獻(xiàn)：

［1］董哲仁.水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的脅迫［J］.水利水電技術(shù)，2003，（7）：1~5.

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關(guān)鍵詞： 生態(tài)水利工程 設(shè)計(jì)原則 面臨問題 技術(shù)路線

Abstract: the ecological water conservancy project is a comprehensive engineering, both must meet all the needs of human beings for water, and should take the ecosystem health and sustainable development needs. This paper, from the water conservancy project and ecological water conservancy project on the difference, this paper expounds the characteristics of the ecological water conservancy project and design principle of the design of the main problems faced in summarized analysis, put forward the design technical route.

Keywords: ecological water conservancy project design principle problem faced technical route

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，人類對水資源的需求日益增加，水利工程滿足了人們供水、防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、漁業(yè)及旅游等各種需求，效益顯著，但也給生態(tài)環(huán)境帶來了深遠(yuǎn)影響，引發(fā)了一系列問題，如水生生物減少、水體自凈能力下降、濕地退化等。在這種情況下，人們開始思考水利工程給人類及生態(tài)帶來的效應(yīng)，水利工程結(jié)合生態(tài)建設(shè)已然是一個(gè)發(fā)展的必然趨勢。

1水利工程和生態(tài)水利工程的區(qū)別

1.1水利工程內(nèi)涵

水利工程可以理解為人類通過采取工程措施或行為實(shí)現(xiàn)水資源的再分配和利用，其最初的作用是：①解決防洪問題；②提供穩(wěn)定的水源；③減緩或去除農(nóng)作物旱澇漬災(zāi)害；④提供清潔能源；⑤提供水利旅游景點(diǎn)等，這主要體現(xiàn)了水利工程的資源性、經(jīng)濟(jì)性與社會(huì)性。

1.2生態(tài)水利工程內(nèi)涵

生態(tài)水利工程強(qiáng)調(diào)其服務(wù)目標(biāo)是生態(tài)，其內(nèi)涵是：對新建工程進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)；對已建工程則是對于被嚴(yán)重干擾河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程是現(xiàn)代水利的標(biāo)志，應(yīng)具備以下科學(xué)內(nèi)涵：①生態(tài)水利工程的開發(fā)應(yīng)有明確的生態(tài)服務(wù)目標(biāo)與功能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將維持生態(tài)系統(tǒng)的健康放在首位，使水利工程符合生態(tài)環(huán)境發(fā)展要求；②防止在生態(tài)水利工程施工造成巨大的環(huán)境破壞；③生態(tài)水利工程強(qiáng)調(diào)基于生態(tài)需水規(guī)律的運(yùn)行管理；④生態(tài)水利工程選址或布局，強(qiáng)調(diào)工程生態(tài)負(fù)面影響最小化原則。

1.3生態(tài)水利工程優(yōu)點(diǎn)

1）對環(huán)境影響?。荷鷳B(tài)水利工程以水利建設(shè)與生態(tài)環(huán)境和諧共存為出發(fā)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過程中考慮了水利工程開發(fā)與利用對生態(tài)環(huán)境的影響，在保證水資源得到充分有效利用的前提下，通過生態(tài)措施使自然環(huán)境自我恢復(fù)和良性發(fā)展，保證區(qū)域自然環(huán)境的穩(wěn)定。

2）對地質(zhì)活動(dòng)影響?。荷鷳B(tài)水利工程建設(shè)充分利用河流自我修復(fù)功能，在設(shè)計(jì)中貫徹因地制宜的原則，摒棄了一味追求經(jīng)濟(jì)利益、忽視對地質(zhì)影響的做法，將水利工程對地質(zhì)活動(dòng)影響降到最小。

3）符合可持續(xù)發(fā)展建設(shè)要求：生態(tài)水利工程是在不超出自然界承受能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種生態(tài)建設(shè)，符合科學(xué)發(fā)展觀的要求，有利于提高自然環(huán)境的自我恢復(fù)能力，將水資源開發(fā)對自然環(huán)境的影響降到最低，是人與自然和諧發(fā)展的一種水利工程模式，能夠?qū)崿F(xiàn)自然和社會(huì)的雙重價(jià)值。

2生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)原則

2.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理，也要符合生態(tài)學(xué)原理，確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。須充分考慮河流的特征，按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)地研究河勢變化規(guī)律, 保證河流修復(fù)工程的穩(wěn)定性。

對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析應(yīng)遵循投入最小而經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益最大的原則。在規(guī)劃設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行方案比選，重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評估，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律。

2.2保持和恢復(fù)河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

大量研究資料表明，生物群落多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性存在正相關(guān)關(guān)系。一個(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。由于人類活動(dòng)特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè)，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度的退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性，其重點(diǎn)是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學(xué)原理，為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。通過對河流地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系，識(shí)別那些對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地設(shè)計(jì)。

2.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，其機(jī)理是物種的自然選擇。生態(tài)工程設(shè)計(jì)是一種依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自組織功能的輔助設(shè)計(jì)，可以由自然界選擇合適的物種形成合理的結(jié)構(gòu)，從而完成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)表明人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。生態(tài)水利工程必須應(yīng)地制宜，根據(jù)具體條件尋求最佳方案。

2.4流域尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃應(yīng)該在流域尺度和長期的時(shí)間尺度上進(jìn)行，從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)要素間的交互作用，重視水域生境的易變性、流動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，考慮生境邊界的動(dòng)態(tài)發(fā)展和河流生態(tài)修復(fù)的時(shí)間尺度問題，提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法。

2.5 反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則

生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。因生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)都不是靜止的，在時(shí)間與空間上常具有不確定性，使生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計(jì)方法，而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法，即按照“設(shè)計(jì)-執(zhí)行-監(jiān)測-評估-調(diào)整”流程反復(fù)循環(huán)進(jìn)行。

3生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)面臨的問題

3.1缺乏基于不同區(qū)域的生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)方法與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

生態(tài)水利工程對服務(wù)目標(biāo)具有特定性和地域性，決定了其因地制宜的特點(diǎn)。當(dāng)前，生態(tài)水利工程的功能有一些理論評價(jià)指標(biāo)和評價(jià)方法，但對具體工程實(shí)踐缺少可操作的評價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)。水利工程涉及工程力學(xué)的穩(wěn)定性與安全性，雖然國家對水利工程結(jié)構(gòu)建筑物執(zhí)行了一系列的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，但因當(dāng)前的科研成果積累較少，還是缺少足夠的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范工程的生態(tài)服務(wù)目標(biāo)。

3.2水利工程設(shè)計(jì)人員與生態(tài)科技工作者缺少合作的機(jī)會(huì)與機(jī)制

水利工程設(shè)計(jì)人員將生態(tài)服務(wù)目標(biāo)作為常規(guī)設(shè)計(jì)要素考慮的意識(shí)還不普及，與生態(tài)環(huán)境科技工作者缺少合作的機(jī)會(huì)與機(jī)制，大部分環(huán)境影響評價(jià)工作是在水利工程可行性研究方案確認(rèn)后才進(jìn)行的，對生態(tài)環(huán)境考慮不足，設(shè)計(jì)相對滯后，導(dǎo)致許多負(fù)面影響。

3.3生態(tài)水利工程與原有水利工程設(shè)施難以協(xié)調(diào)運(yùn)行

在一個(gè)流域內(nèi)，新的生態(tài)水利工程可能要在原有水利工程設(shè)施的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對區(qū)域來水量進(jìn)行重新分配或?qū)λ娜ハ蜻M(jìn)行重新調(diào)整，因兩者的服務(wù)目標(biāo)是有差異的，如此必然影響原來水利工程設(shè)施的服務(wù)對象與功能，給原有水利工程的安全運(yùn)行帶來一定風(fēng)險(xiǎn)。如何實(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程與原有水利工程設(shè)施的協(xié)調(diào)運(yùn)行是生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)應(yīng)全面系統(tǒng)考慮的問題。

3.4生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)缺少生態(tài)水文測驗(yàn)資料

當(dāng)前，我國水文測驗(yàn)工作相對落后，水文測驗(yàn)站還不能適應(yīng)當(dāng)前生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)對資料的需求，因此很難基于生態(tài)系統(tǒng)的自組織規(guī)律尋求生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)理論、方法與技術(shù)參數(shù)，這是今后的一個(gè)發(fā)展研究方向。

4生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)技術(shù)路線

4.1以生態(tài)水文與工程水文為基礎(chǔ)進(jìn)行水文過程的分析與計(jì)算

當(dāng)前將生態(tài)水文學(xué)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)還較少見，今后應(yīng)當(dāng)高度重視生態(tài)水文學(xué)與工程水文學(xué)的結(jié)合，為生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。因生態(tài)水利工程的服務(wù)對象比較廣，往往同時(shí)涉及濕地、林業(yè)、草原、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和江河湖泊等生態(tài)用水和工業(yè)、城鎮(zhèn)、消防、居民等經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活用水，所以弄清楚生態(tài)目標(biāo)對水資源的時(shí)空要求規(guī)律，使生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。

4.2應(yīng)識(shí)別工程可能影響的關(guān)鍵生態(tài)敏感目標(biāo)

生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)能準(zhǔn)確識(shí)別受工程直接或間接影響的生態(tài)目標(biāo), 并在工程規(guī)劃階段給予充分考慮。當(dāng)前在許多水利工程的設(shè)計(jì)中很少或沒有對流域生態(tài)敏感點(diǎn)加以考慮。

4.3生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)要與環(huán)境工程設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合

因水利工程中水量具有明顯的季節(jié)性變化，使得生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)與實(shí)施存在較大的挑戰(zhàn)與阻力。在設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分吸收環(huán)境科學(xué)與工程的理論和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水量與水質(zhì)同步科學(xué)配置的目的。將生態(tài)水利工程與水污染控制工程的結(jié)合是以后生態(tài)水利工程的一個(gè)重要發(fā)展方向。

水利工程的生態(tài)化理念應(yīng)通過不斷實(shí)踐、總結(jié)、分析提出相應(yīng)的修復(fù)措施以保證生態(tài)的平衡。水利工程生態(tài)設(shè)計(jì)順應(yīng)了自然，積極能動(dòng)地利用與改造自然，符合社會(huì)發(fā)展的需求，其應(yīng)用將越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)

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《水與中國》：王局長您好，浐灞生態(tài)區(qū)的治理思路是什么？

王站平：首先是注重人水和諧的生態(tài)理念。開展浐灞河城市段綜合治理和生態(tài)建設(shè)，要樹立“河流回歸自然，人與自然和諧”的城市治理理念和以“生態(tài)恢復(fù)建設(shè)”為主線的思路。通過治理，浐、灞二河市區(qū)段河流的生態(tài)功能得到恢復(fù)，創(chuàng)造了和諧優(yōu)美的水環(huán)境和濱水景觀，成為城市居民親近自然的重要場所和展示城市風(fēng)貌的窗口，能夠部分滿足人們對自然親近的意愿。

其次是要注重城市建設(shè)與河流的和諧，實(shí)現(xiàn)河流的景觀功能。浐、灞二河治理在規(guī)劃中充分體現(xiàn)了“以人為本”的思想，重視城市濱水空間的規(guī)劃設(shè)計(jì)，促使人類向往自然環(huán)境，以和諧的方式處理城市與自然的關(guān)系；讓西安浐灞人真正享受繁華都市中的水岸人生，開創(chuàng)了“人與自然和諧、產(chǎn)業(yè)與人居和諧”的和諧新城時(shí)代，對現(xiàn)代城市建設(shè)中如何實(shí)踐生態(tài)文明進(jìn)行了積極而富有成效的探索。

最后是要注重建設(shè)生態(tài)河流，恢復(fù)河流的生態(tài)功能。在浐灞河治理的過程中，盡量恢復(fù)河流的近自然狀態(tài)和生態(tài)功能：因地制宜進(jìn)行河道改造，根據(jù)現(xiàn)有河道的自然流向，宜寬則寬，宜彎則彎，使河道更加自然；對河岸進(jìn)行了緩坡治理，增加了河道兩岸綠化面積；禁止污水直接排放至河道，消除河流污染，恢復(fù)了生物的多樣性；積極實(shí)施濕地的保護(hù)和建設(shè)工程，凈化水質(zhì)，恢復(fù)河流的生態(tài)功能。

《水與中國》：在治理過程中，浐灞管委會(huì)采取了哪些非工程措施？

王站平：除了必需的工程措施外，我們還積極推進(jìn)了水文化建設(shè)。浐灞得名于“長安八水”著名的“浐、灞”水系，浐、灞二河既是自然河流，更是文化河流，它積淀了豐富的歷史與人文資源。在浐、灞二河的治理中，不僅實(shí)現(xiàn)了其水利功能、發(fā)掘其經(jīng)濟(jì)功能，而且開發(fā)了其文化功能。這種水文化包括強(qiáng)化人和水環(huán)境之間的關(guān)系，創(chuàng)造優(yōu)美的水景觀、水場所，讓人們能夠感受水、接觸水；人們欣賞著水、適應(yīng)著水、利用著水，也改造著水。

《水與中國》：我們注意到在浐、灞二河的生態(tài)治理中，浐灞生態(tài)區(qū)管委會(huì)在管理模式上進(jìn)行了一系列創(chuàng)新，能不能介紹一下？

王站平：這個(gè)問題問得好，今天上午，我們還就這個(gè)問題進(jìn)行了研究。從大的方面說包括三塊。

首先是統(tǒng)籌兼顧。在許多地方，河流是采取分段治理的方法。這種傳統(tǒng)方式的優(yōu)點(diǎn)在于可以明確責(zé)任、專精一段。但是，弊端也十分明顯，即容易形成各自為戰(zhàn)的局面。由于浐灞生態(tài)區(qū)位于浐灞河下游，在其規(guī)劃區(qū)域中并不包含上游的部分。但是，浐灞河除了下游河流污染和大量非法采砂外，上游的生態(tài)破壞也十分嚴(yán)重。森林的破壞性砍伐造成水土流失、水量減少、河道淤積等一系列問題，如果不從源頭根治，那么，浐、灞二河將很難恢復(fù)生態(tài)功能。西安市政府從全局出發(fā)，從全流域考慮，盡管浐灞區(qū)的規(guī)劃面積不包含上游部分，但依然把整個(gè)浐灞河流域的生態(tài)修復(fù)工作交給了浐灞生態(tài)區(qū)，而且還以法規(guī)的形式確定了浐灞生態(tài)區(qū)管委會(huì)對整個(gè)浐灞河流域的治理權(quán)。

其次是統(tǒng)一管理。中國有句古話叫“九龍治水”。放到今天說就是往往一條小小的河流就有水利、環(huán)保、民政、電力、衛(wèi)生等多部門管理。這種管理模式往往造成河流治理效率低下。西安市政府為了杜絕治水過程中多頭管理的現(xiàn)象，把整個(gè)浐灞河流域的治理權(quán)只授予了浐灞生態(tài)區(qū)管委會(huì)。事實(shí)證明這種管理模式是可行的，并且是高效的，僅僅幾年的時(shí)間，我們便把一個(gè)千瘡百孔的流域治理得井井有條，恢復(fù)了基本的生態(tài)功能。

篇10

關(guān)鍵詞：雁棲湖 流域 水環(huán)境 污染

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（a）-0154-01

雁棲河發(fā)源于懷柔區(qū)八道溝鄉(xiāng)，河段長度為42.1 km，是雁棲湖的主要入湖河流。雁棲湖作為首都應(yīng)急水源，其水質(zhì)狀況將直接影響首都人民飲水安全。近年來，隨著該流域旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，平均每年接待游客約上百萬人次，污水、垃圾污染十分嚴(yán)重，河道水質(zhì)明顯下降，其水環(huán)境狀況將直接影響著雁棲湖水體富營養(yǎng)化發(fā)展趨勢，威脅著首都飲用水源的水質(zhì)安全。針對目前流域面臨的主要問題，擬建立通過外源污染物減排、內(nèi)部污染物削減、河道整治和堤岸整治等措施進(jìn)行綜合治理的“源頭減負(fù)、干流截污、湖區(qū)減負(fù)”的流域一體化保水模式。

1 現(xiàn)狀

雁棲河小流域主要有三類污染源：（1）供旅游人口食宿的大型餐飲點(diǎn)；（2）供應(yīng)餐飲企業(yè)虹鱒魚及鱘魚的大型魚場；（3）民俗接待相對較為集中的村民聚居自然村。流域內(nèi)現(xiàn)有7個(gè)行政村，8家養(yǎng)殖企業(yè)和87家各類餐飲點(diǎn)，年污水排放量超過660萬噸。目前，只有22家餐飲點(diǎn)和民俗村的污水處理設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，年處理污水僅為15.91萬噸，處理率不足3%，其余污水均不經(jīng)處理直接排放，已對流域水環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，進(jìn)行水體治理工作已經(jīng)刻不容緩。

2 目標(biāo)

（1）源頭減負(fù)，在全流域內(nèi)開展農(nóng)村生活污水處理和冷水魚養(yǎng)殖廢水的零污染排放，顯著降低農(nóng)村污水，虹鱒魚、鱘魚等養(yǎng)殖業(yè)對河流水體的污染，改變冷水魚養(yǎng)殖產(chǎn)生的高污染廢水排放成為零污染排放。

（2）形成并集成適合雁棲河流域的漁業(yè)資源配置、食物鏈修復(fù)、水生生物生境營造和立體漁業(yè)放流與管理等漁業(yè)凈水技術(shù)體系，達(dá)到有效改善水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和自穩(wěn)定、自凈化能力的目的。

（3）按照干流截污的思路，形成堤岸生態(tài)化修復(fù)技術(shù)、水體動(dòng)植物與微生物群落聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，逐步恢復(fù)河道的自然狀態(tài)和水體自凈化能力，達(dá)到減輕水體營養(yǎng)負(fù)荷，扭轉(zhuǎn)富營養(yǎng)化趨勢，防控藍(lán)藻水華的目的。

（4）按照湖區(qū)減負(fù)的思路，了解庫區(qū)水體營養(yǎng)鹽分布格局和藍(lán)藻種群動(dòng)態(tài)，發(fā)展庫區(qū)漁業(yè)生態(tài)凈水系列技術(shù)，形成以水體短食物鏈為主的高效輸出N、P的食物鏈結(jié)構(gòu)，提高漁業(yè)生產(chǎn)力和營養(yǎng)鹽輸出效率。

3 具體措施

（1）在雁棲湖上游蓮花村、長園主村等主要村莊開展農(nóng)村污水處理。鑒于目前餐飲及民俗接待污水排放量大，部分處理設(shè)備操作復(fù)雜不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)狀，主要采用凈化槽等處理成本低，運(yùn)行穩(wěn)定的一體化污水處理設(shè)備，保證出水水質(zhì)。

（2）分別對交界河魚場、蓮花池魚場、長園001號(hào)魚場和花苑湖魚場開展水產(chǎn)養(yǎng)殖零排放工程，改變魚場排污對河道水質(zhì)惡化產(chǎn)生的疊加效果，并直接導(dǎo)致出口控制段面水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)狀，適當(dāng)控制流域內(nèi)旅游業(yè)的發(fā)展規(guī)模。

（3）在神堂峪、柏崖廠灘涂區(qū)，通過設(shè)置前置庫（盡可能利用現(xiàn)有條件）和表流濕地等，進(jìn)行微地形改造、地表植物種類調(diào)整，將水流均勻布入濕地，選擇出適合當(dāng)?shù)睾恿魈攸c(diǎn)和污染物去除能力強(qiáng)的濕地形態(tài)及植被組合。

（4）開展水生動(dòng)物生態(tài)連通與旅游景觀有機(jī)結(jié)合的河流生態(tài)連通性修復(fù)技術(shù)研究，提出兼具防洪安全與生態(tài)修復(fù)功能的多種河岸生態(tài)防護(hù)結(jié)構(gòu)模式，研發(fā)兼具河流生態(tài)屏障及面源污染物緩沖過濾凈化功能的河濱緩沖過濾帶技術(shù)，優(yōu)化河岸結(jié)構(gòu)和河濱帶植物配置，控制入河污染。