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1多方位生態修復技術概述
多方位生態修復技術是水環境治理的一種新型模式,結合該技術的應用,在水環境的綜合治理中,需要對治理技術的實際要求進行全面的了解,并結合統籌管理的實際基礎,完善各方面的管理體系,讓水環境治理實現整體的提升。在管理體系中,需要讓河道水環境實現開源節流,充分滿足內源控制的實際要求。如何對水環境進行凈化處理,也是非常關鍵的一點。在河道水環境的分流管理中,需體現出管理體系的整體性,促進該技術的發揮[1]。
2河道水環境治理工程中多方位生態修復技術的應用
2.1外源污染的控制
在暴雨初期,雨水的水質污染要比生活污水更加嚴重。因此單純控制點源的水污染,并不能確保從根本上改善河道水的整體質量。需要從多個方面對外源污染展開控制,做好對河道水環境的修復。雨水原位自動化凈化設備有著非常顯著的應用優勢,是一種工程化處理技術[2]。對雨水的處理性能是突出的,可以滿足改善河道水環境的一些要求。該技術采取超低壓膜過濾技術,滿足系統的處理要求,同時應用緊湊獨立的系統也是非常關鍵的環節,需要以高技術標準為基礎。在雨水原位自動化處理后,提供足夠的過濾面積。這樣可以對雨水污染采取截污措施,也能保證設備足夠的過水能力。結合現有的系統,如何最大程度上控制截污的積累是非常關鍵的問題,在人工維護的時候,要嚴格進行河道末端的處理,將盡可能多的污染物進行過濾以后,可以讓河道水環境得到清潔處理。對于一些沒有排入到管網的雨水,則可進入駁岸直流系統。自然河岸具備可滲透性,可減少對河道水環境的污染。如何讓河道水體得到清潔也很關鍵,原駁岸技術主要關注水系防洪以及水運的措施。而新的駁岸技術,使用很多的植被可以起到穩定水土以及增加水岸景觀的作用,可再生生態駁岸,建設各類的生物棲息地以及生物走廊,可讓水域具備更強的自凈能力。在城鄉的河道水環境生態駁岸建設中,可營造出復合型的生物生態系統,需對污染進行嚴格的控制。
2.2內源污染的控制
底泥是河道的外源污染在進入河道以后,不斷積累沉淀后形成的,對河道水環境的水質造成一定的影響,在對外源污染展開有效控制的基礎上,底泥中不斷積累氮磷以及重金屬,會逐漸在河道水環境中釋放,對河道水環境造成二次污染。可以采取機械清淤以及生物酶修復技術相結合的方式,將生物技術與物理技術結合起來,對底泥的清除有非常顯著的效果。在對底泥展開機械化清理的時候,對河道水環境以及底泥理化性質有著一定要求。由于底泥處理的成本高,因此在很大程度上,如何有效進行改善處理更加重要的。此外在選擇底泥修復的技術類型時,還應結合河道水環境的實際情況。在自然的情況下,可以提升微生物降解能力,無論成本還是效果都更加理想。
2.3人工凈化體系
外源污染進入到河道水環境后,會使得河道水環境失去平衡狀態,因此需要采取合適的方法對河道水環境進行凈化處理。保證河道水環境的有序性以及完整性是其中關鍵,如何提升河道水環境的抵抗能力,也是亟需解決的問題。在對河道水環境實施凈化處理時,可選擇微凈化水處理技術,該技術是大規模的氣、液相界面技術,通過采取超高壓的混合,在飽和的情況下產生大量的亞微米氧氣泡以及微米氧氣泡,產生非常顯著的氧化及殺菌消毒作用。
2.4水體自凈強化
河道水環境若是有足夠的自凈能力,那么水環境的恢復就會更加迅速。生態系統對水體自身是有強化效果的,在河道水環境的實際修復工作中,需做好水體自凈化工作。水生植物群落河道水環境的管理中,不僅可以起到景觀效果,還可以輔助進行水質的維護。建立水生植物群落,幫助河道水環境維護好生態基礎,這也是河道水環境水體修復以及生態恢復的核心。因此,需要了解河道水環境生態系統的整體物質能量,并做好對植物群落的科學構建,讓河道水環境具備更強的自凈能力,這樣對污染也會有更強的抵抗能力,對于河道水環境的長期維持是有一定幫助的。現階段看水生植物以及水生動物群落從整體上構成了水環境的生態鏈,然后經過降解以及轉移等作用,可以讓水中的污染物得到一定的處理,讓河道水環境保持在一個平衡的狀態下。
關鍵詞:生態消淤、水生生態、綜合治理、修復
一、前言
隨著珠三角地區人口不斷增長,大量富含有機物的生活污水和部分工業廢水排入河涌,導致水體含氧量大幅下降,造成了河涌普遍呈現有機污染嚴重的特征。且由于長期不加治理,大量的污染物沉積在河涌底部,導致河涌底泥淤積,珠三角地區河涌的淤泥厚度可達0.5~2m,平均為0.36m。底泥中的還原性物質產生大量的化學耗氧使河涌底泥形成厭氧環境,在厭氧微生物作用下逐步腐化,變黑、發臭。
目前的城市河涌整治中,注重清淤,堤岸,綠化和截污等工程,而不重視底泥和水體生物原位修復,更不重視河涌生態體系建立,這樣導致城市河涌整治中邊治邊黑,邊黑邊治,不能從根本上改善河涌水質和提高水體自凈能力。現正積極探索城鎮河涌污染治理新路子,提高河涌整治的效果和水平。原位生態修復技術曾經在國內外許多工業污水處理廠、湖泊、池塘、湖塘、海灘等多個污染控制工程項目中得到應用,都是對水體及其淤泥進行污染物的消減處理,效果皆良好,從事實上說明了該技術運用的可行性與成熟性。
二、常規河道清淤和水生生態技術修復存在的問題
傳統整治河道的手段是截污與污水處理,清淤,水生態修復,補水,堤岸景觀建設等。其中,常規清淤和水生生態技術修復存在很多問題:淤泥清挖工藝落后,工程投資大,操作麻煩,清淤效率低;清淤挖上來的淤泥含水率高,數量巨大,黑臭,運輸和處置難;傳統的清淤方法,最重要清除的上層不穩定淤泥殘留多,加上發黑的河水,污染負荷仍然很大,黑臭難解決;生態修復未找到快速修復水生食物鏈并且易于維護的簡單方法;需要使用曝氣等其它設施,管理麻煩,維持費用大;普通的投放微生物治河技術,投放液態的微生物易被河水沖走,要長期不斷投放,維持費用大,一年只能消化淤泥少于10cm,不能替代清淤。
綜上所述,黑臭的河道,清淤后不穩定淤泥的殘留量多,就算做到完全截污,河道內的污染負荷仍然很大,單純依靠調水、補水難以徹底消除這些污染,難以短期內消除河道黑臭。不少投入了很多資金治理過的河道,雖然有一些效果,但不能令人滿意,尤其是退潮時、枯水時仍然黑臭。
河道治理重在水環境生態修復與重建,重建生態系統有很多方法,最重要的是能使水體的自凈能力保持穩定,且易于控制和管理,維護費用低。所以,尋求高效而且符合上述要求的技術方法,是河道水體生態修復最大的難點,是水體修復難易的關鍵,也是各種治理方法和治理效果的差異所在。施放底泥凈化劑消解淤泥,同時能夠快速修復水生生態,真正消除黑臭,是一種更有效的河道快速治理方法,生態修復不需要15年,幾個月至1年就可以做到。
三、原位生態修復治理關鍵技術
1、關鍵技術簡介
水環境生物修復是在可控條件下,利用微生物和水生生物生命代謝活動,修復被污染的環境或消除環境中的污染物的過程。而原位生態修復技術的核心為生態修復劑技術,即在無固定設備且完全自然的狀態下,因地制宜,充分利用天然水體的自凈功能,采用直接向污染河道投入高效的本源微生物菌群和微生物促進劑,激活水體中原本存在的利于水體自凈的微生物,并通過它們的迅速繁殖,從而消除水體中的有機污染,同時對河道有機底泥起到一定的消化作用。具體的流程主要為:微生物馴化,微生物菌劑在河涌底泥中接種繁殖,根植河床,微生物對河道污水和底泥中的污染物進行分解去除,凈化水質和減少污泥量,再通過人工培育河道生態鏈最終恢復水體的原生態,實現水體穩定的自凈功能。生態修復劑是一種充分利用自然界生物降解原理,提高水體的生命力和自凈能力,并重建其生態平衡、迅速地改善水質的技術與產品。
2、底泥凈化生物修復治理黑臭河涌
針對底泥富含大量有機物和營養物質,好氧速率高,處于強還原狀態的厭氧環境,投放生態修復劑的方法,進行生物修復,以控制和消除底泥污染。底泥凈化劑,由增氧劑、有效微生物菌劑和生物載體組成。增氧劑在水中逐漸釋放出氧,改變河道底層厭氧生態環境為好氧生態環境,激活微生物菌群,同時為有機污染物的降解提供電子受體;有效微生物菌劑是采用本土化的好氧型和兼性微生物組成的復合微生物菌劑。作為載體的多孔礦物,可為微生物菌落提供巨大的附著表面,減少微生物的流失和更好發揮微生物降解有機污染物的作用。
在底泥凈化劑的作用下,能有效地對污泥和污水中的有機污染物、細菌等進行生物降解,污泥有較大幅度的減少,河水不黑不臭,沒有黑色底泥上浮,淤泥層減薄,礦化度增加,從而最終凈化水質。
3、治理效果
河道第一次施放底泥凈化劑,10天~20天臭味消失,河道從厭氧狀態轉變為好氧狀態,出現許多微型動物;約一個月,河道水質變清,水里的微型動物繼續增多;30天~50天,水底有很多水絲蚓(俗稱“紅蟲”,是棲息在水底污泥中的底棲動物,以污水和污泥中的有機物為食物),大量的紅蟲對水生食物鏈的修復很有好處,繼而水里可看到一些小魚,表明水質好轉,水生食物鏈初步修復,已適宜魚類生長;兩個半月,小魚群增多,淤泥泥面從原來的黑色開始呈現灰白色;3個月~4個月,河底淤泥削減15~20厘米,當河底淤泥中的有機物被吸收分解之后,底泥表面就是一層不被吸收分解的沙、石,底泥泥面呈現灰白色,紅蟲逐漸減少;4個月~6個月,河底淤泥削減25~30厘米,河道已不黑不臭,水質明顯變好。
4、淤泥消解和水生生態快速修復技術的優勢
4.1 這種生態修復劑具有沉淀的功能,其本身及其固著的微生物不易流失,不易被水力沖跨,即使在水流動的河或者很深的水域里,都能沉入到底部,把淤泥里的有機物吸收分解掉,并達到凈水、增氧、消除惡臭等效果。只要在被污染的水體投放了生態修復劑,就可以分解去除底質的淤泥和凈化水質。
4.2 施放這種生態修復劑,不用機械清淤,不必解決淤泥出路,沒有散發臭氣的清淤場面。由于污染情況和淤泥情況不同,根據應用實例,施放一次生態修復劑,河道的淤泥4--6個月可以減少20--30厘米。
4.3 施放生態修復劑后,不需要曝氣充氧設備,不需后期管理費,同時消除臭味,促進了水生生物的食物鏈修復,很適合凈化底質污染和水體生態修復。
4.4 用生態修復劑消解淤泥,替代了清淤,同時快速修復水生生態,是一種可以與原有河道綜合治理任務對接,大大降低治理難度,提高治理效果,而且無二次污染的先進技術。
四、結論
原位生態修復技術與截污補水相結合,對河涌段進行治污處理,有效地控制河道有機污染,減少河道底部淤泥量,從根本上起到凈化河涌水質,達到消除黑臭、消除河道底泥的目的。生物修復劑應用性能優異的微生物增效技術,通過提高水體的生命力和自凈能力,可以替代清淤,快速消除底泥,同時快速修復水生食物鏈,重建水體生態系統,提高河道自凈能力,改善河道感觀和水質,成為治水的一種非常有效的方法。底泥生物修復劑具有沉淀的功能,其本身及其固著的微生物不易流失,有效的把淤泥里的有機物分解掉,達到凈水、增氧、消除惡臭等效果,生態修復后不需任何管理費,是一種最經濟凈化,無二次污染的先進技術。
在我國還不能做到完全控制河道面源污染和完全截污治污的情況下,實踐證明,應用生態消淤、快速修復水生態、分段截污與水生態污水處理等生物增效技術的集成,是一種疏浚、消除河道累積污染、從根本上解決河道發黑發臭的問題,是恢復河道良好生態環境的簡單、實用的方法。
參考文獻:
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[2]羅剛;劉軍;胡和平;生物修復技術在白海面黑臭河涌治理中的應用[J];環境科學與管理;2009年02期
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[4]周新民,林少禮,侯玉,鄭國棟;廣州城市河道水環境治理對策研究[J];廣東水利水電;2004年04期
[5]饒勝;生物及生態修復技術在河道整治工程中的應用[J];節水灌溉;2007年04期
關鍵字:河道治理、生態修復、微生物技術、水體自凈
一、總述
由于我國很多地區前期雨污不分流,工業廢水直接排放河體。造成城市水體污染,甚至發黑發臭。黑臭成因復雜、影響因素多。其治理路線的核心可歸結為“控源截污、內源治理、生態修復”,具體來說就是把“控源截污”作為城市黑臭水體整治工作的根本措施和前提;把“黑臭在水里,根源在岸上,關鍵在排口,核心在管網”作為中心思想;把“控源為本,截污優先、科學診斷,重在修復、建管并重,強化維護、綜合施治,協同推進”作為基本原則。
二、治理思路
1、控源截污
河道污染,大多都有外部污染源,或為生活污水排入,或為工業污水排入,當排入河道污染物總量大于河道的自凈能力時,污染物機會積累,積累到一定時候就會發黑發臭,形成黑臭河。所以外部污染源不控制,河道再治理也不能從根本上解決問題。控制外部污染源是一項復雜長久的工作,一般由政府行政主管部門牽頭實施。
2、內源治理
內源治分為水體治理、底泥處理。對于水體治理可分為原位修復和異位修復,原位修復技術即在河道中通過一系列技術手段,使水體達到理想的效果;異位修復是通過泵把河水抽吸出來通過一體化設備單獨處理,達到理想的效果后再排入河道中。對于底泥處理,一些河道由于污染嚴重,河底會積累一層底泥,發黑發臭,甚至會冒泡,主要是發生厭氧反應,產生沼氣所致。對于污染河道的底泥,一般可通過人工清淤或專性微生物消解來處理。
3、生態修復
河道水體通過內源治理后,需進一步做生態修復。主要措施有利用多孔透水透氣性生態材料,如多孔混凝土磚鋪設生態岸線、堤岸,道路邊坡等輔以根系發達的植物種植。
三、河道治理技術措施
1、河道曝氣生態凈化
水生生物為主體,輔以適當的人工曝氣,建立人工模擬生態處理系統,以高效降解水體中的污染物,改善或艋水質,是人工凈化與生態凈化相結合的工藝。該工藝實用污染較輕的水體,優點是能快速提高水體中的溶解氧;缺點是曝氣工程量大,施工復雜。如采用新型太陽能曝氣設備,雖然工程量小了,但設備投資增大,經濟性降低。
2、污水穩定床(氧化塘)處理技術
利用重力沉淀、微生物分解轉化、水生動植物的吸收多種途徑來凈化水體。該工藝需要人工修整建成池塘,設置圍堤和防滲層,依靠塘內生長的微生物來降解水體中的污染物,主要利用菌藻的共同作用。該工藝工程量較大,需要對河道修整,建設池塘等,投資費用較高。
3、底泥生物氧化技術
該工藝適用于黑臭水體,且有較多底泥沉積。原理是土著微生物定向擴增,就地大量繁殖土著微生物氧化底泥,通過靶向給藥技術直接將藥物注射到河道底泥表面,對河道黑臭底泥進行生物氧化,通過土著微生物的生物降解作用,凈化水質。該工藝優點是不需要人工清淤,節省大量勞動力;缺點是微生物藥劑成本較高,微生物消解底泥需要周期較長。
4、多功能河道生態工程修復
將城市河道設計成具有多種自然景觀和生物類群,景觀與凈化功能并存的河道凈化系統,是一項利用多功能河道凈化水中污染物質的生態工程技術。優點是該工藝基于長效治理,建立穩定的生態系統;缺點是該工藝投資成本高,建設費用也高。
5、異位處理技術
該技術采用一體化處理設備,通過泵把污染水提升至一體化處理設備處理合格后排放回河體。該工藝適用水體總水量不大,污染嚴重的水體。優點是快速達到效果,缺點是水體總水量受限制,一體化設備投資費用也高。
6、原位選擇性激活生態修復技術
該技術是把激活原位微生物所需的各種營養物質--益生元(碳源、微量元素、酶及其他載體)通過納米技術及微包覆技術制成均勻顆粒,投放在人工建立的繁殖平臺上,把這些營養物質提供給水環境中的微生物--益生菌,這些微生物被連續不斷激活并因不斷被提供能量和營養而可以大量連續繁殖。通過這類微生物進行有氧反硝化、同步硝化反硝化除磷、以及建立高效食物鏈來降解水體中富營養物質。該工藝的優點是篩選的微生物來自自然水體,不會新引入微生物,對水體安全性較高,不僅可以降低水體中的N、P、COD濃度,而且可以提高水域生態系統的自我修復能力。同時可以去除底泥中的有機物(底泥中的有機物去除率最高可達到50%以上),減少了河床和河底的底泥體積。可以通過控制激活微生物所需營養元素來調控微生物的繁殖速度,以適應不同水環境的生態修復要求。該技術選擇激活的是有益微生物,同時抑制其他有害微生物。 原位修復速度快,1-2個月消除水體黑臭、2-3個月恢復水體生態,運行6-12個月后水質可提升一個類別。設備操作運行簡單,直接漂浮水面,繩索固定即可。2-3個月檢查一次修復劑是否需要投加。投資及運行成本較低,視水體污染程度每平方米每年只需要30-120元。
四、總結
盡管水體修復技術種類較多,但歸根到底要達到長效穩定,首先要控源截污,只有把外源污染物截住,才能保證水體不被再次破壞。其次是修復水體,根據水體污染程度選擇適合的技術,輔以植物建立良性生態圈,提高水體自凈能力。
參考文獻:
住房城鄉建設部 《城市黑臭水體整治排水口管道及檢查井技術指南》(試行)2016.08
在項目區北京6條小型河流或河段中,2條為獨立河流,3條為較大河流的河源部分,1條為懷河的下游一小段;項目區河溝道總長103.7km,位于7條小流域內,其中北京6條小流域均屬于北部山區地表水源涵養區。項目區基本情況見表1。
二、項目生態監測及評價
《歐盟水框架指令》第八條制定了地表水、地下水和保護區的監測要求。對于地表水,明確了河流、湖泊、過渡性水域和沿海水域等各種水體生態狀況分級的質量要素和分級標準。指令要求對河流的生物、水文地貌和物理化學等三大質量要素實施監測,其中生物要素包括植物、底棲無脊椎動物和魚類;水文地貌要素包括水文狀況、河流的連續性及形態情況;物理化學要素包括水體氧化狀況、營養狀態等。本項目借鑒歐盟水框架指令的監測體系,確定示范區生物、水文地貌和物理化學三大要素的監測方法,見表2。對7個示范小流域河溝道,分要素布設了監測網點,開展2010—2013年的長期定點監測。本項目實行分要素評價,植被的評價采用植物物種數量、優勢種、入侵種和生物多樣性等綜合指標。底棲動物對水體的清潔程度具有很強的指示性,評價指標采用底棲動物數量、組成和多樣性等。植物和底棲動物多樣性均采用香農多樣性指數(Shannon-Wiener)來表征。借鑒德國的7級分類體系,從北京山區實際情況出發,以反映人類活動干擾的不同程度為主要分級原則,以人類大規模活動以前的生態狀況為主要參照系,對北京山區建立了5級分類體系,具體分級標準見表3。
三、項目生態修復目標
制定了防洪、水質、生態和休閑娛樂等多個河道生態修復目標。在防洪目標的實現上,與國內多采用防洪壩等工程防護的做法不同,主要采用擴大防洪空間的做法,足夠的防洪空間是保證防洪安全的根本措施。與國內大部分河道治理項目將綠化及水面作為生態目標不同,本項目生態目標主要包括河道水文地貌等級、河道縱橫向的連續性和河道自然的生境條件。
四、河流生態修復做法
河流生態修復的技術要素主要為足夠的防洪空間、河流水文地貌、河流縱向連續性和橫向連通性、生境和生物多樣性等方面。①在生態修復的做法上體現“順應自然”的理念,按照復制自然的方法進行生態修復,這是河流生態修復的根本原則。②河流空間是實現防洪安全及河流生態的基本要素;防護標準不達標時,應擴大河流的行洪空間,盡量不采用防護壩的形式;考慮山區河(溝)道兩側山坡雨水徑流排入河道的問題,河流堤頂高程不應該高于外側地面高程。③河流要宜寬則寬、宜彎則彎,縱向上連續,橫向上連通;河堤應該蜿蜒自然,避免直線化、直墻或人工痕跡很強的岸坡形式;在河流子槽、坡腳等水流湍急的部位采用石塊或堆石防護,不應采用漿砌石的防護方式。④給河流空間,容許水流對河道的沖淤變化。⑤根據河流空間,盡可能恢復河道環境條件的多樣性,如急流、緩流、深潭和淺灘等,提高并恢復動植物生存環境,因為每種生物都有特定需要的環境條件,環境條件的多樣性為生物多樣性創造條件。⑥在河道的生態修復中,修復措施均應使用自然的修復材料,如自然石和植被等,避免使用漿砌石、磚等人工材料;因為在自然的河道中只有自然材料,沒有漿砌石、磚塊等人工材料。在植物措施配置上,重點是水土條件的修復,盡量引導植被的自然恢復,要給植物自然恢復留有時間;河道周邊地帶應保持自然,形成自然的植物過濾帶。
五、項目生態修復主要措施
在對示范區進行調查監測及限制性因素分析的基礎上,開展示范區河道生態修復可行性研究,進行生態修復措施配置,開展生態修復工程建設等。生態修復措施主要包括防洪空間拓展、垃圾清除、違章建筑物拆除、縱向連續性修復、橫向連通性修復、水文地貌修復、生態護坡和綠化等,同時還進行了岸邊道路硬化建設、打造了休憩平臺和布設了汀步等。①防洪空間拓展及生態修復。漿砌石河堤拆除,河灘農耕地退耕還水,河堤后移碼石防護,河流水文地貌重塑及休憩設施等。延慶上水溝塘壩段修復前后對比,見圖1。②縱向連續性修復。昌平花果山修復前后對比,見圖2。③橫向連續性修復。延慶上水溝修復前后對比,見圖3。④水文地貌修復。懷柔北宅水文地貌修復前后對比,見圖4。⑤生態護坡。懷柔北宅修復前后對比。
六、項目生態效益
傳統的河道治理一般采取漿砌石或混凝土固岸、裁彎取直、疏挖河道等措施,這些措施雖然在一定時期內保障了河道水系安全,但也伴隨著出現了一些生態環境問題:如采用大量的混凝土或漿砌石材料使河道硬化嚴重,改變了河道的自然屬性,侵占了生物棲息地,割裂了水路系統的聯系,也減少了對地下水的補充:硬化的護岸使得各種污染物未經過濾吸收直接隨徑流排入河道,導致水質惡化,河流生態系統嚴重受損;河道的裁彎取直增大了水流流速,從而加劇了水流對河床底部和河岸的沖刷。可見傳統的河道整治措施已經不能滿足現代化城鎮發展的需要。因此必須尋找新的河道治理理念,在未來的河道整治中,不僅要繼承傳統整治技術的精髓,更要重視水質的提高,水環境的改善和生態水系統的保護,實現人與自然的和諧統一。
城鎮河道綜合治理原則
開展河道綜合整治是恢復提高河道基本功能的根本措施,是提高水資源承載能力、改善生態環境的有效途徑、是打造綠色生態河道的客觀需要。在整治過程中,應遵循以下基本原則:
安全性:河道整治的目的不僅僅是為了防洪排澇安全,更重要是為了洪水安全、生態用水安全和水環境的質量安全。水安全體系是構成河道生態系統的基礎條件。
生態性:生態性是指河道治理應滿足生物的生存需要,保證河道生態的健康發展為基礎。河道整治應以生態性為基本原則,盡量保留原有的生物群落及其棲息地,促使水體自然循環與凈化,實現河道生態可持續發展。
自燃性:蜿蜒曲折是河道的天然屬性,因此在河道整治中,應盡量保持河道的自然地貌特征,維持自然的水文過程,為水體自然流勢創造條件。
地域性:不同區域具有不同的特點,這種地域的差異性和特殊性要求人們在進行河道綜合整治過程中不能照搬照抄,要因地制宜選擇適應的整治措施。如流經城鎮居民區的河段在整治過程中宜注重景觀功能,滿足人們回歸、親近自然的要求,把水利工程和城鎮景觀結合起來,造當地濃郁的人文氣息。
城鎮河道綜合治理措施
河道整治工程所追求的重要目標就是要協調城鎮發展與河道生態保護的關系,同時盡量維護河道原有的自然地貌和水文特征,因此綜合整治的措施包括生態護坡、水質修復治理及河道景觀三個方面。
1、生態護坡工程
在防洪與生態需求成為河道建設中主要矛盾的背景下,采用生態護坡政治模式可以在滿足城鎮生態系統要求并創造良好生態條件的同時,使河坡具有一定抗洪防沖能力。因而建設生態護坡工程已經成為國際上公認的解決河道整治問題行之有效的方法。生態護坡技術是基于水土保持學、生態學、水利工程學和生物科學等科學的基本原理,利用植物及植物與工程材料相結合的方法,在邊坡上構建具有生態功能的護坡系統,通過生態工程的自支撐、自我組織與自我修復等功能,實現邊坡的抗沖蝕、抗滑動和生態恢復,以達到減少水土流失、維持坡面植物生存環境、提高坡面動物和微生物棲息地的質量,營造健康的河流生態系統和改善人居環境等目的。可見,真正意義的生態護坡應該是一個包括植物、動物、微生物的完整的生態系統。然而,目前國內很多生態護坡的建設僅僅考慮的護坡上的植物,而完全忽略了動物及微生物在邊坡生態系統中的作用,沒有從根本上實現生態護坡生態系統的完整性。所以,借鑒國外生態護坡技術,完善我國生態護坡技術體系,在工程建設中實現真正意義的生態護坡,這將是我國今后生態護坡技術應用研究的重點,當前國內外采用的各種生態護坡技術主要有生物工程技術、土工網符合植被技術、植被型生態混凝土技術、多自然型技術等。
2、水質修復治理工程
水污染治理是一個綜合系統工程,其主要措施包括污染水源的攔截,河床的清淤處理、有源活水和污水處理等方面,并輔以必要的植物措施,恢復河流的自凈能力。河道污水治理關鍵要從污染源治理與截污入手,加強截污工程建設力度。同時,必須提倡清潔生產,大力控制污水的排放和處理,在保證一定水質的基礎上,采用河流生態技術,進一步提高水質,美化環境。將環境工程中的生物修復救贖應用到水利工程的河道綜合整治中,是城鎮河流特別是受污染河流整治的重要方向。生物修復技術因具有處理效果好,工程造價相對較低,運行成本低廉,還可以結合景觀改善河道及其周邊休閑場所的建設等優點,故該技術在實際操作中具有很高的應用價值,其發展前景十分廣闊。目前水環境生物修復技術的主要類型有:土壤滲濾技術、人工濕地技術、穩定塘技術、人工浮島技術等。
3、河道景觀工程
河道景觀建設是對河道進行生態整治的重要環節,主要內容包括河道水域沿岸帶及水域范圍內的景觀建設,景觀建設的目的是通過對河道空間與平面、縱向與橫向的綜合整治,做到提高城鎮水系防洪排澇和供水標準與河道景觀相結合,河道清淤與環境保護相結合,河道整治與改善當地的人居環境相結合,最終營造人與自然和諧的水環境。河道景觀工程主要包括以下幾個方面。
河道平面修復:過去的河道平面設計時,一般采取拓寬斷面、裁彎取直、修筑高堤等措施,這些方法在一定時期內解決了洪澇災害的問題,但卻淡化了河流的資源功能和生態功能,破壞了自然河流的生態鏈,導致生態環境的不斷惡化。因此在滿足安全行洪斷面的條件下,改變過去裁彎取直的辦法,隨著地形、層次的變化易彎則彎,易窄則窄,宜寬則寬,恢復河流的縱向連接性和橫向連通性;同時盡可能多安排一些蓄水湖地,這種“帶囊狀”的結構不僅有益于防洪,且對景觀和生態系統都具有重大意義。
河道斷面恢復:任何與生態過程相協調,盡量使其對環境的破壞影響達到最小的設計形式都稱為生態設計。河道的斷面恢復要綜合考慮河道的防洪排水及生態景觀的功能,不斷優化斷面設計,最終達到良好的生態河道體系。河道系統中一片草地、一塊林地、一座山丘、一個島嶼都可能是一個自然生態系統。在恢復中應采取多種工程和管理措施,維持河道斷面的自燃性狀。目前國內外典型的河道斷面形式主要有:矩形斷面、梯形斷面、復式斷面和雙層斷面。
生態河堤工程:生態河堤建設是目前國際上河流治理與建設的新趨勢。生態河堤是融現代水利工程學、環境科學、生物科學、生態學、美學等學科于一體的水利工程。它以“保護、創造生物良好的生存環境和自然景觀”為前提,在考慮具有一定強度、安全性和耐久性的同時,充分考慮生態效果,把河堤改造成水體和土體、水體和生物相互涵養,適合生物生長的仿自然狀態。生態河堤不僅可發揮涵水保土的作用,而且能改善大氣、水體和土壤質量,進而將大大改善生態環境和人們的生活質量。沿岸景點的建設將增加周邊環境的文化氛圍,實現良好的社會效益和生態效益,這對城鎮生態建設、拓展城鎮發展空間等方面具有重大意義。
濱岸植被緩沖帶工程:國內外研究實踐表明,濱岸緩沖帶是截留陸域面源污染物、改善河道水質的有效手段。作為河陸生態系統的連接地帶,緩沖帶對保持河道的生態性具有重要意義,主要體現在以下四方面:①對地表徑流可以起到滯緩作用,調節入河(水體)的洪峰面;②降低地表徑流速度并對其中的顆粒態污染物起過濾和攔截作用;③植物吸收、土壤吸附溶解態的污染物;④促進氮的反硝化作用。城鎮是人口大量集中和工業化規模龐大的地方勢必會產生許多生活和工業垃圾,如得不到及時有效處理,將會隨雨水直接進入地表或地下水,形成新的非點源污染,導致水環境惡化。濱岸植被緩沖帶的建立,不僅可以吸收徑流中的有機成分,減少進入水體中污染物的含量,而且對于營造濱岸景觀、改善生態環境和保持水土流失具有重要意義。
結語
隨著城鎮水利向環境水利和生態水利轉化,在城鎮河道整治中,必須考慮河道生態環境的建設,這不僅是人們隨生活水平提高對自身生存環境質量提出的要求,也是系農村建設的重要內容;河道的整治與建設包括生態護坡工程、水環境治理工程及河道景觀工程等內容,應根據區域的實際情況,統籌規劃,綜合治理;城鎮河道建設不僅要發水利工程的功效,而且還要融入城鎮園林景觀、生態和建筑藝術等諸多內容,以充分發揮河流的綜合功能尤其是生態環境功能,真正做到讓河流回歸自然。
參考文獻:
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【關鍵詞】城市水生態;修復技術水
一、我國城市水體的水質狀況及其污染成因
目前全國80%以上的城市河流受到污染,許多大江大河的城市段已達不到Ⅲ類水質的標準。據全國2 222個檢測站的統計,在138個城市河道中,符合Ⅱ、Ⅲ類水質標準的僅占23%,超過Ⅴ類水質的占到38%,能飲用的地面水所剩無幾。2003年度全國七大水系407個重點監測斷面中,只有34%適于直接飲用(屬Ⅰ類水質),24.8%適于漁業生產(屬Ⅰ、Ⅱ類水質),38.1%適于游泳(屬Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水質),另有38.1%是沒有任何用途的臭水(屬Ⅴ類、劣Ⅴ類水質)。
1、點源污染
隨著改革開放的不斷深入,大量的人口涌向城市,城市內的廠礦企業急速增加,大量生活污水、工業廢水未經處理直接排入河道,河道生態環境遭到破壞。
據統計,長江流域劣于Ⅲ類水河長占總評價河長的22.5%。劣于Ⅲ類的水體主要集中在城市江河段和部分支流。主要超標項目為:氨氮、高錳酸鉀指數、化學需氧量、5日生化需氧量、總磷、石油類等。長江流域的污廢水排放量,2003年達到270×108 t以上(其中不含火電廠直流式冷卻水和礦坑排水230.9×108 t),其中生活污水81.3×108 t,工業廢水192.1×108 t,較5年前增長了35%。2003年黃河流域廢污水排放量為41.46×108 t,其中城鎮居民生活污水排放量為9.46×108t,第二產業為29.33×108 t,第三產業為2.67×108t,火電廠直流式冷卻水排放量和礦坑排水量為2.18×108t。
大量的污廢水排入城市河道,而這些污廢水遠遠超出了河道的自凈能力,河道內部生態系統產生"多米諾"效應,水質急劇惡化。
2、面源污染
城市河道的面源污染主要是以降雨引起的雨水徑流的形式產生,徑流中的污染物主要來自于雨水對河道周邊道路表面的沉積物、無植被覆蓋的地面、垃圾等的沖刷。污染物的含量取決于城市河道的地形、地貌、植被的覆蓋度和污染物的分布情況。因此,對面源污染的控制也可理解為對城市河道周邊降雨徑流污染的控制。
在諸多城市的市政建設中,雨水排水管道和污水管道是不分的,而且不具備雨水處理工藝。大量的雨水沿著排水管道未經處理直接進入城市河道,給河道帶來了嚴重地污染。
3、混凝土的"包裝"
在城市河道治理工程中,片面追求河岸的硬化覆蓋,只考慮河道的防洪功能。為保護城市的安全,河堤年年加高,并大量建設鋼筋混凝土、塊石等直立式護岸,河道完全被人工化、渠道化。失去自凈能力的河道反過來又加劇了河道水體的污染。
二、城市水生態修復技術
1、城市水生態修復技術
(1)污染源處理技術
城市水體污染的主要來源是生活污水的直接排放,尤其是分散生活污染源的排放,已經成為部分地區城市水體污染的重要原因。因此,研究開發小型的具有脫氮除磷功能的生活污水處理裝置尤為重要。生活污水就地處理凈化槽、土地溝渠凈化系統等成為城市污水處理系統的重要配套設施。固定微生物技術、微生物載體技術、電解技術、厭氧好氧技術、水解技術及磷資源的回收技術成為上述裝置的重要組成部分。尤其是發展新型磷資源回收利用系統技術為恢復有限磷資源奠定了技術基礎。
(2)水體生物修復技術
生物修復是利用特定的生物(包括微生物-土著或外源微生物以及植物等)在一定條件下進行消除或富集環境污染物,從而對污染環境進行恢復的生物過程。生物修復技術是新近發展起來的一項清潔環境的低投資、高效益、便于運用、發展潛力較大的新興技術,已經成為一種新的可靠的環保技術,并得到各國環保部門的認可。植物的修復技術主要是使生態系統的退化得到遏止,生態系統的基本功能得到恢復。研究包括河流廊道、河網及岸坡的植物培育及生物群落的構建。
2、城市水體的維護
(1)建立科學的水務管理體制
目前,我國的水資源管理涉及到水利、航運、漁業、礦產、城建、農業、林業和海洋,但沒有一個真正的權力機構來統一管理水資源。長期以來在防洪減災、城市供水、防止污染、保護水生態環境等具體工作上都存在許多矛盾,嚴重妨礙了水資源的統一規劃、統一調配和統籌兼顧。新的城市水務管理應具有對城市防洪、除澇、需水、供水、節水、排水、水資源保護、污水處理及回用、地下水回灌等統一管理的職能。通過建立統一的水資源管理體制實現城市水體規劃、調度和水量水質的統一管理,進一步確保地區社會經濟和環境的可持續發展。
(2)綜合治理暴雨污水
城市雨水一方面是一種可貴的水資源,另一方面會對城市水體造成污染,尤其是初雨中含有大量的污染物。隨著城市化進程的加快,城市雨洪控制與利用顯得尤為重要,我國已開始研究收集利用雨水的技術和方法,上海和北京等城市均在著手研究雨洪水的控制與利用方法,通過對降雨強度、降雨徑流和初雨水質變化規律的研究,建立后續雨水收集、傳輸、調蓄、處理及利用系統。在工程措施上,可以結合生態工程建設,通過管、塘、池配套設施建設,溢流技術的完善,河湖岸邊水生植物合理利用,雨水凈化回用以及減少侵蝕作用等措施減少污染強度,從而達到保護水體的目的。
(3)加強水生態保護
城市水體是城市的重要組成部分,賦有供水、防洪排澇、旅游娛樂及維護環境生態平衡的重要作用。因此,在城市規劃、區域流域規劃及水利工程規劃、設計、管理、調度中應充分考慮這一特殊水體的作用與功能。通過建設調節水庫、污水庫、引水沖污水道或通過湖泊河道清淤減少水體污染源等,以達到保護和改善城市水體的目的。
通過引水來增加河道流量,是改善城市水體質量的有效方法。目前國內基本上采用生物處理工藝為主,輔之以曝氣氧化的方法。利用天然河道和水工建筑物,按照污水處理要求加以人工曝氣、攔污沉渣等措施,達到處理要求;或通過人工投放生物菌種的方法對河道水體和底泥進行生物降解,以恢復水生態環境。此外,研究適合當地的城市二級污水處理廠尾水排放通道,是防止城市環境水體污染的重要方法。
綜上所述,我國一定要結合我國水資源分布的特點,根據不同區域,不同水質環境,采取適宜的水生態環境修復措施,逐步探索適合我國水生態環境修復之路,逐步改善本區域內水生態環境,使受損的水體得以修復。樹立遵循自然、利用自然、保護自然的理念,使人類與自然和諧相處。
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關鍵詞:河道 污染 治理措施 研究
中圖分類號:TV143 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(c)-0131-02
昆山市水系流域河網縱橫密布,具有典型的江南水鄉風貌,也是經濟最為發達的區域之一。昆山市河網水系具有防洪、排澇、航運、灌溉、景觀等多種功能。隨著昆山市經濟的迅猛發展,致使部分河流出現水質嚴重惡化、水體黑臭等多種水環境問題,既影響了周邊居民的正常生活,也將制約昆山社會經濟的可持續發展,因此對城區河道進行整治迫在眉睫。
1 河道污染現狀
昆山市老城區玉山圩由原玉山圩與紅峰圩合并而成。圩區北起北環城河,南至婁江,西起葉荷河,東至東環城河。圩區總面積6033.2畝,水面積176.86畝,水面率2.93%。圩區一般地面高程4.00 m左右,屬于昆山半高田圩區,圩區排澇流量17.8 m3/s。玉山圩內共有8條河道,分別為致塘河、后街河、望山河、風車浜、虹橋浜、東倉基河、西倉基河以及大西門河,河道全長7148 m。
近年來隨著昆山市社會經濟的高速發展,老城區河道水環境問題有惡化的趨勢,水環境狀況不容樂觀。2012年6月21日昆山市水利設計院委托專業單位對老城區致塘河、望山河、后街河、西倉基河、東倉基河、風車浜等河道分早、中、晚3個時段進行水樣取點后送昆山市環境監測站進行監測分析,對pH值、生化需氧量、化學需氧量、總磷、總氮以及色度等6項指標進行測試,結果顯示:望山河、致塘河生化需氧量為Ⅴ類水指標,望山河、致塘河、后街河化學需氧量為Ⅴ類水指標,部分達到劣Ⅴ類水指標,望山河、致塘河、后街河總磷為劣Ⅴ類水指標,所測所有河道總氮均為劣Ⅴ類水指標。
2 河道污染的成因
2.1 截污控污不徹底
昆山市玉山圩的老城區由于建設年代較早,污水收集系統不完善,自20世紀90年代開始雨污水分流改造,目前小區的截污率已經達到90%以上,但是因為居住和流動人口集聚增長,二手房裝修改造,商業街業態調整造成每天近7000 m3的污水流入8條河道,主要表現為以下幾個方面:①部分小區雨水管網仍未健全,居民將陽臺雨水、車庫改裝后居住生活污水采用管道直接或間接排入河道內;②老城區道路、公共建筑及小區雨污分流過程中出現污水管錯接、漏接現場,致使雨水管中出現生活污水排入河道;③老城區作為昆山市中心城區,商業、第三產業十分發達,眾多的商業及第三產業產生的生活污水未能全部進入污水管網,部分污水直接排入河道;④老城區作為昆山市中心城區,因停車場區域不足,沿路停車、占道停車現象嚴重,區域內上萬輛汽車沿河停靠,汽車污染嚴重加大道路污水量,隨著雨水徑流直接進入河道;⑤前期雨水沖刷地面時會產生一定的污染物,但由于昆山老城區內前期污水截止閥建設不完善,故使得大量前期雨水直接排入河道;⑥昆山市老城區沿河公共廁所化糞池均為磚砌結構,由于年代較久,出現不同情況的損壞或者滲透現場,致使化糞池內污水直接流入或者滲透至河道內。
2.2 河道水流不暢
為滿足防洪需要,昆山市老城區玉山圩內河道已經全部實現了閘控,雖然滿足了防洪的需要,但是也帶來了流水不暢,蓄水不足,水流交換速度變慢現象。在不進行人工調水的條件下,水體流動性較差,流速很小,甚至長期處于滯流狀態。河道水體的滯流、緩流現狀降低了水體自身的流動復氧能力,致使水體的溶解氧長期低于正常水平,破壞了河道內生物群體的生活環境,打破了河道內的生物鏈,最終破壞河道自身的生態環境,致使河道喪失自凈能力。
2.3 河道底泥淤積
老城區部分河道雖然每間隔一定時間清淤一次,但是由于沿河商業和居民隨意向河道內傾倒廢物、廢渣及垃圾,造成河道水質被污染,致使河水水質明顯惡化,水體發黑,發臭,出行高峰期水面生活垃圾漂浮。河道的底泥淤積過厚,過量的污染有機質,有毒有害微量有機物逐漸沉積與底泥之中,隨著氣溫和水溫的升高,河道底泥中的污染物在厭缺氧微生物的作用下會發生分解反應,釋放出具有惡臭氣味的氣體和黑色的腐殖質,直接導致河道的發黑散臭。
2.4 河道過度硬化
河道擋墻均為漿砌石,后街河河床底在20世紀80年代被硬化,硬化的河岸、河底沒有了泥層,具有凈水作用的植物、微生物和魚類都難以繁殖和生長,失去了河道原來自身的生態修復功能,使河道水體與外部生態環境割裂開,阻礙了水體與土壤的物質交換,缺失了土壤與微生物對污染物的吸附與凈化作用,這會使河水水質下降。
3 河道整治措施
為了改善昆山市玉山圩河道水環境,做到“水清、流暢、岸綠、景美”,全面消除感官黑臭,治理目標為一般河道水質基本達到景觀用水標準,優于V類水體水質標準,重點河道水質達到城市景觀水標準,治理原則遵循功能性原則、生態治理原則、自然和諧原則,主要采取以下幾點整治措施:
3.1 截污控污
昆山市玉山圩老城區黑臭河道整治的重點在于截污控污,一是小區雨污水分流改造,主要包括對建造年較早的未改造的小區進行綜合改造,對已改造的小區進行雨污水分流排查,將錯接漏接的污水管道進行改造。二是進行入河管道末端截污,采用新型末端截污設施,對75處有污水入河的管道進行截污,其中小區雨水管44處,道路雨水管26處,污水溢流口5處,截流的污水全部引排至污水主干網。三是截流處理道路初期雨水6處,沿街污水收集處理10處,沿河公共廁所改造7處。
3.2 河床清淤
河床清淤即通過工程措施,清理和疏浚河道中的沖積物、堆積物,以及其它廢棄的建筑物。清理范圍一般以低于枯水期河水位為宜。玉山圩河道河床清淤長度為6.97 km,清理后還將產生大量污泥,若采取衛生填埋、污泥干化、焚燒等傳統措施,將消耗大量的人力物力資源[1],為此應利用昆山境內現有的一些磚瓦廠,將污泥賣給磚瓦廠,用于制造磚瓦、陶粒、回填土、水泥、混凝土骨料等建筑材料。底泥建材資源化,不僅能夠達到河道污泥減量化、無害化、穩定化的目的,基本避免二次污染,還可變廢為寶,獲取經濟效益。
3.3 生態護岸
為了突出河流的自然特性,河岸應采用“多自然工法”的河岸處理技術,為更多的水生物提供棲息、生存、繁殖的空間。建議根據各河道的特點,采用以下幾種生態型護堤[2-3]:①干砌塊料加草皮護坡:即下半部分別采用坡度為1:2的干砌石或砼預制塊斜坡,灘地頂至正常水位以下0.5 m內采用3~5 m寬平坡或緩坡灘地綠化帶。干砌塊料護坡自上而下依次為25 cm厚干砌塊料、10 cm厚的碎石墊層、反濾土工布。②土工隔柵固岸插杞柳:岸坡整為1∶2斜坡,鋪粘土0.4 m厚,順斜坡鋪土工隔柵網,兩端分別埋人灘地深l m。垂直斜坡埋入柳木樁,木樁長1.5 m,以固定土工隔柵網,粘土中插人杞柳。③圓木樁種植平臺,在河岸河床密打圓木樁,形成低于常水位10至50 cm的挺水植物種植平臺,既美化河床,又增加河道自凈處理能力。
3.4 生物修復
生物修復技術主要是利用培育的植物或培養、接種的微生物的生命活動,對水中污染物進行轉移、轉化及降解作用,從而使水體得到凈化[4-5]。它通常包括水生植物修復、水生動物修復、微生物修復、人工濕地凈化、生態浮床凈化等。借鑒昆山市其他地區的河道整治的措施,玉山圩河道的生物修復手段應包括以下幾個方面:①根據各河道周邊環境的特點,選用挺水植物、漂浮植物、浮葉植物、沉水植物進行種植;②在各河道內投放底棲動物(河蚌、螺螄)、濾食性魚類以及凈水菌群;③建設生態浮島,即運用無土栽培技術原理,以高分子材料為載體和基質,采用現代農藝和生態工程措施綜合集成的水面無土種植植物技術,利用種植的植物凈化水體。另外,在河道水體污染嚴重的區域,適當增設河道曝氣增氧裝置,以提高水體含氧量,達到改善水質的目的。
3.5 調水蓄水
利用老城區圩區水利工程進行封閉治理,利用亭林公園西側3.5萬m2的水面建水涵養中心,涵養中心沿岸建潛流濕地3000m2,在大西門和西倉基兩處各建景觀生態垂直流濕地1座,濕地給涵養中心補充地表Ⅲ類水的優質水源達3000~6000m3每天,通過生態修復措施保持涵養中心的水質優于地表Ⅳ類標準,另外通過圩口站閘加設的小流量水泵使8條河道形成循環引調水的系統。水利工程調度引調水主要是利用大量較清潔的水源使河道內人工修復的水生植物、水生動物、微生物生態系統保持正常,提高河道水體自凈能力,其次是在河道水體引流過程中污染物通過稀釋,擴散和遷移得到快速轉移,從而使內河黑臭面貌得到快速改善。蓄水主要是為了在雨水枯季可以向河道中注入新鮮水,增加河道水體環境容量,以提高河道的自凈能力。
4 結語
昆山市河道整治工作的開展,不僅將有效改善周邊居民的生活環境,提升昆山市的整體形象,更有助于促進昆山市的健康穩定發展。本文針對昆山市玉山圩河道的污染現狀,提出了截污控污、調水蓄水、河床清淤、生態護岸、生物修復五點措施,這是基于河道治理的一般規則“開源、截流、疏浚、修復”以及昆山玉山圩河道的實際情況而提出的,這必將有助于河道整治工作的開展。當然實際整治過程中還需要考慮到最大的社會效益和經濟效益問題,因此需要我們進一步探索。
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關鍵詞:城市;生態水利;建設
中圖分類號:F127 文獻標識碼:A
收錄日期:2015年6月16日
南陽市中心城區隨著城市化進程的加快,社會發展和經濟增長對水資源需求不斷增加,大量工業、生活污水不經處理直接排入河道,造成河水嚴重污染,水質惡化,使內河呈現“臭氣熏天、污水橫流、蚊蠅亂飛”的狀況,城市內河生態系統遭到破壞。多年來,城市地表水資源成為保護和防治的重點對象,但是南陽市中心城區內河水污染的問題并沒有得到有效解決,探析中心城區生態水利建設有重要作用。
一、中心城區河流現狀
(一)白河。白河系唐白河流域主要干流之一,發源于伏牛山玉皇頂南麓,流經南召縣、宛城區、臥龍區、新野縣進入湖北,在老河口與唐河交匯成唐白河,至張灣附近注入漢江。白河全長320千米,流域面積12.5萬平方千米。白河自東北向西南穿城區,先后有邕河、溫涼河、梅溪河、三里河和十二里河匯入。
(二)內河。內河有8條:河、邕河、漢城河、溫涼河、護城河、梅溪河、三里河、十二里河。內河總長度約100公里,其中中心城區總長度約70公里。除邕河有效治理外,其他7條污染嚴重。邕河位于南陽市東郊,邕河綜合治理主體工程以城市防洪為基點,綜合考慮綠色生態防洪理念,建設城市防洪體系和水系景觀,使工程布局和城市發展總體格局協調一致。工程榮獲中國科技咨詢協會項目創新獎。溫涼河在U陽橋上游入白河,河道斷面小,河床淤積,污染嚴重。梅溪河與三里河在南陽市臥龍路三顧橋處交匯,兩河河道斷面狹窄,淤積嚴重,災情較多,交匯后在雪楓橋上游入白河。
二、中心城區生態水利建設存在的問題
(一)內河污染嚴重。隨著南陽市城市化進程加快和中心城區經濟、社會發展,大量工業、農業和居民生活污水、廢水無序排放,使城市內河成為中心城區的納污載體,內河惡臭現象普遍,內河水體生態功能下降,內河水環境質量惡劣。
(二)內河生態環境用水短缺。南陽市城市框架拉大和經濟發展,導致城市水資源緊缺、城市水生態環境惡劣等一系列問題的產生。城市用水量劇增直接導致城市經濟用水對河流生態環境用水的擠占,加劇了城市內河水生態環境質量的退化。
(三)內河生態系統破壞嚴重。一些強制性修復內河河道的工程措施,致使原本屬于河流“曲折蜿蜒”的形狀等許多生物賴以維持生存的自然特征消失。對內河人工裁彎取直、河道硬質襯砌等工程措施,改變了內河的自然水循環過程,降低了河道與生態系統其他成員之間的流通交換,致使河流所在區域的局部生態系統癱瘓。加之內河水生態環境用水被擠占,內河容納沉淀的污染物增多,這些方面的共同作用造成內河生態系統退化。
(四)內河被盲目填占,水面減縮。由于南陽市中心城區土地資源比較緊張,8條內河水面均被人為侵占或縮窄,導致城市內河水域面積急劇減少,造成內河天然調蓄功能嚴重萎縮,增加了城市內澇發生的幾率。
三、中心城區內河生態水利建設重點
(一)內河水生態修復工作。內河水生態修復要適應流域水生態系統狀況。一個健康的內河水生態系統是城市得以安全運行的基礎保障。要結合城市內河行洪、排澇的功能和特點,積極采用生態水工學等現代先進的科學和技術手段,分期分批、因地制宜的實施內河生態修復,將單一的水工結構轉向多功能的環境景觀結構。
(二)內河生態河堤建設。內河堤防建設要從防洪排澇向兼顧水生態功能方向轉變,在首先保障城市防洪排澇安全的前提下,要遵循生態系統的穩定性,更多地考慮生態型河道護岸,以適應生物生存。
(三)堅持“人水和諧”的理念。從人對河流景觀的休閑娛樂、審美等要求的角度出發,生態工程建設和景觀建設要同時進行,要更多地考慮內河的城市血脈作用。
(四)水文化建設更為重要。文化作為一個地區文明的標志,它是凌駕于城市硬件設施基礎之上的無形資產。中心城區內河水文化厚重,需重視挖掘開發。
四、中心城區內河生態水利建設方法
(一)采用景觀生態學基本原理。依據景觀生態學的原理,在內河兩岸建立綠色廊道,對現有內河盡可能保持原有的寬度和自然的狀態,還要建立植被緩沖帶,替代人工砌岸,使之成為具有棲息地、生物廊道、水岸過濾帶、生物堤等多種生態功能的生態河道。內河兩岸要建設線狀、帶狀植被廊道,構建多級綠色廊道網絡格局。這樣不僅防止水土流失,而且還起到生物遷徙通道的作用。
(二)開展內河綜合治理。綜合利用生態系統理論、水利工程、景觀工程和水文化工程等科學技術方法,結合內河河段功能需求的不同,結合城市規劃和區域規劃,有針對性地采取治理措施,全方位地進行綜合整治,以恢復和提高內河的綜合功能。
(三)修復內河的天然形狀。也就是開展所謂的“多自然型河流”建設。內河的生命只有回歸到自然狀態下才具有真正強大的活力。因此,當今的內河治理工作,在保證中心城區防洪和排澇安全的前提下,恢復內河本來自然面貌。
(四)維護內河生態系統。遵循自然規律,根據生物群落演替理論,通過物理、化學和生物等技術手段,控制待修復生態系統的演替方向和演替過程,把退化的生態系統修復或重建到既可以最大限度地為人類所利用,又保持了系統的必要功能,并使生態系統達到動態平衡。為此,要深入調查生活在其中物種的生活習性,利用內河水流特性及生長在其中的生物來改變水環境,進而對整個生態系統起到調控作用。
(五)利用城市水文循環過程修復生態系統。積極利用水文循環過程來達到修復生態系統的目的。要把握人與自然和諧相處的治水理念。首先,有回歸自然的治水思想,修復和提高河道的基本功能,維護水生物的多樣性和生物鏈,以提高水體的自然凈化能力;其次,在內河整治工程實施中,結合中心城區實際和內河現狀,合理選擇內河河道護岸的結構形式,盡可能維持內河河道天然斷面形狀,盡可能采用自然土質岸坡,為水生動物、植物的生長、繁衍、生息創造自然條件,維護內河生物多樣性的自然環境,使水生動植物成為水體的主要凈化器。
主要參考文獻:
[1]林素彬.深圳河治理工程規劃思路及效益分析[J].水利水電技術,2015.2.
摘要:河流對于人類生存及發展而言,是必不可少的因素,同時也是水環境的重要載體,當然其也是自然環境的重要組成部分。本文主要論述了城市河道整治與水生態修復的關系,分析了影響水生態環境的主要因素,提出了提高河道整治的措施。
關鍵詞:城市河道;整治;水生態;修復
引言
近年來,隨著中小河流治理力度的加大,人們對于水利工程建設的理念也在不斷地發生著改善,同時更是遵循人與自然和諧相處的自然原則。那么城市河道作為城市的重要基礎設施,既是城市防洪排澇和引水抗旱的通道,又是城市景觀和市民休閑的要素。隨著人民群眾生活水平的不斷提高,人們對水環境的要求也越來越高,城市河道不僅要發揮防洪、排澇、蓄水、航行等基本功能,還需要具有生態、景觀、休閑、旅游等功能。因此,搞好城市河道整治、實現水生態景觀目標,必然要妥善處理好以下幾個關系。
一、現有河道工程與進行河道生態修復的矛盾
現在為了自身的防洪安全以及經濟發展的需要,當下人們對河流進行了大量的人工改造,并進行了大規模的開發利用。雖然這些水利設施也有其一定的負面影響,同時也約束了河道生態修復,但絕不能簡單地一概否定。對于我國河流生態系統的自我修復能力,因盡量減少人為對河流生態系統的脅迫。
二、截污治污與河道整治的關系
在城市不斷改造與進步中,城市人口的不斷集聚,產業的不斷集中,這使得污染源的迅猛增加,可是水污染處理設施建設不是那么地理想,這就讓許多的生活污水及工業廢水未經處理便排入河道當中,致使河道納污負荷加大、水質惡化。因此要整治城市河道,恢復河道的自然生態,恢復其生物的多樣性,首要的任務是截污、治污。截污、治污要從源頭抓起,從長遠來看,要通過政治、經濟、法律、行政等手段多管齊下,實施長效管理;要通過制定水資源保護規劃,劃分水功能區域,確定納污總量,進行排污總量控制;要通過創建節水型城市,倡導節約用水,減少污水產出量;要通過技術投入,加大污水處理回用力度,提高污水利用率,改善城市水環境。從近期看,必須提高下水道的普及率,通過埋管截污,提高污水集中處理率,有條件的城市還宜實施雨污分流。
三、水質水量與河道整治的關系
據有關情報,目前許多地方由于城市的地域狹小,自產水量稀少,排污量反而大,水質影響就十分的嚴重。因此,在城市河道整治中,宜采取多種形式溝通水系,調活水體。常州市為改善城市水環境,按照“以動制靜、以清釋污”的要求,建設的水利樞紐工程,是以防洪、工農業供水等為主,兼顧生態環境保護綜合利用,并為引長江清水改善市河水環境創造條件。
四、綠化和硬化產生的矛盾
對于一些河道來說,尤其是城市河道已經形成的硬護岸,護坡多為混凝土或漿砌石等人工材料,而沿岸修建公路、河道變成暗渠等等情況,容易導致兩岸濕地消失、岸坡、植被破壞。而恢復河道生態、美化城市,營造景觀,又需要采取生物措施,這與硬質河岸兩岸空間陜小就出現了矛盾了。在此種情況下,最適宜采取改造河岸、設置親水平臺、臺階或是利用大型盆土、槽土美化環境的措施,有空間的堤防外還可以采取增加綠化帶等等補救措施來補救。
五、護坡護岸與河道整治的關系
近幾年,國內在生態型護坡研究方面也取得了一定的成績,相繼開發出可在漏孔格內植草的網格式預制塊護坡、利用植物同土工材料結合對邊坡進行加固的三維植被網護坡和可長草坪的生態混凝土護坡等。
目前在我區的城市河道整治中,在一些條件許可的地方,開始在常水位以下采用防沖、防坍工程加固,在常水位以上采用生態護堤的模式,由于沒有了上部的硬化結構,河道彎彎,河水清清,加上水岸邊的青草綠樹,真有點都市農村的感覺,為市民和慕名而來的游客所贊嘆!
六、河流濕地與河道整治的關系
濕地與人類的生存、繁衍、發展息息相關。它不僅為人類生活、生產提供豐富的自然資源,而且在調節氣候、調洪蓄水、控制污染、凈化水體、提供生物棲息等方面具有不可替代的作用,被譽為“地球之腎”。國際上對濕地生態系統十分重視,1971年通過了《濕地公約》,每年的2月2日確定為世界濕地日。加快城市化進程是實現我國經濟社會發展的重要途徑,但隨著城市人口、工商業、建筑群的高度集中,相應帶來了用地緊張、環境惡化問題。大量的交通路網、公用設施、地塊改造使部分河道被蠶食、填堵,加上生活污水、工業廢水進入河道,造成城市河道水質下降、水功能萎縮,原有的濕地生態也被破壞。因此,為了實現經濟社會的可持續發展,必須在推進城市化進程中,充分重視保護和恢復城市河流的濕地系統。特別要在河道整治中,通過規劃,確定科學、合理的水面率,為城市河流內水生物的生息、水生態的恢復創造條件。
七、水文化與河道整治的關系
水是生命之源,民族的搖籃。人類喜歡貼水而居,臨江湖之濱而筑城,這是人崇尚山水的天性。“水是人類文明的一面鏡子”,貼切地說明了人和水之間的關系。優秀的水文化,不僅折射出人類生活方式的文明,還可以促進人水關系的協調。因此,在城市河道整治中,要根據河段的自然景觀和人文資源,用先進的水文化理念,倡導歷史水文化與現代水文化的有機結合。我們既要注意保存歷史遺留的優秀水文化,又要從可持續發展水利的高度創造現代的水利。常州在關河、北塘河和澡港河東支整治開發中,依托周邊的東坡公園、紅梅公園和恐龍園,形成了“三河三園”的景觀旅游線,既注意對水生態系統的保護,又充分整合城市資源,合理優化土地利用,美化城市環境,提升人文生活。
八、法律法規和河道整治的關系
對于城市河流的整治來說,其是一項非常綜合性的工作,當然更加離不開建管并重的監督。要通過加強河道沿線控制管理,確定河道保護的范圍,保證河道的水面率,維護城市河道濕地的生物多樣性;要通過出臺河道管理的規范性文件,保證河道管理有章可循,有法可依;要加強對河道水面漂浮物的打撈工作,建立健全河道長效保潔機制;要通過加強聯合執法力度,嚴格執法,嚴肅查處各類違反河道管理法律法規的案件,鞏固河道綜合整治的成果。此外,在開展城市河道整治與水生態修復及今后的河道管理工作中,都離不開群眾的支持。因此,還需要進一步強化輿論的宣傳,通過媒體和各種形式的宣傳途徑,廣泛發動群眾,增強市民親水、愛水和護水意識,共同為城市河道整治與水生態修復工作創造條件。