淺談河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)

朱瑩瑩 胡 嘯 史夏夏 蘇 翌 康 哲 代俊

（城市建設(shè)研究院，北京 100120）

1 概述

河流是人類賴以生存的水環(huán)境，是人類社會生存和發(fā)展的起源地。河流系統(tǒng)是自然界最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一。目前由于人類活動排放的各種污染物進(jìn)入河流，使河流水質(zhì)和河流底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物組成發(fā)生變化，從而降低了河流的使用價值，使河流失去了原有的意義。為了恢復(fù)河流的使用價值，人們應(yīng)當(dāng)對水體中的污染物進(jìn)行處理，從而使水體得到凈化，使人類對河流環(huán)境的干擾降到最小，與自然共生存，為生物棲息和繁殖創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境，造福于子孫后代。近年來，對河流生態(tài)修復(fù)的研究不斷深化，河流水生態(tài)修復(fù)有多種方法，這些方法通過強化自然界自身的凈化能力和物質(zhì)循環(huán)規(guī)律去治理受損河流，是實現(xiàn)人與自然和諧相處的治理途徑。

2 河流生態(tài)修復(fù)概述

隨著人們對傳統(tǒng)水利工程給河流生態(tài)系統(tǒng)帶來脅迫的反思,人們開始認(rèn)識到恢復(fù)河流生態(tài)活力的必要性和重要性,于是出現(xiàn)了河流生態(tài)修復(fù)的概念和相應(yīng)的工程技術(shù)。河流生態(tài)修復(fù)的概念最早是在德國提出的，它強調(diào)水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同時，還應(yīng)該達(dá)到接近自然的目的，特別強調(diào)河溪治理工程中的自然美學(xué)成分。

生態(tài)修復(fù)措施主要利用培育的植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動，對河流水體中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化，具有可持續(xù)性好、保持力強、工程造價低、耗能少等優(yōu)點。

3 河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)

河流生態(tài)修復(fù)的主要技術(shù)方法包括緩沖區(qū)恢復(fù)、植被恢復(fù)、河道補水、生物——生態(tài)修復(fù)、生境修復(fù)等技術(shù)。

3.1 緩沖區(qū)修復(fù)

緩沖區(qū)是河流與陸地的交界區(qū)域，如河邊濕地、河谷或洪泛平原，具有水域與陸地雙重屬性。緩沖區(qū)是河流生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換的一個重要過渡帶，成為兩者相互作用的重要紐帶和橋梁。它受到地表水以及地下水的影響，是一種生態(tài)交錯帶，具有明顯的邊緣效應(yīng)。

3.2 植被恢復(fù)

植被恢復(fù)是最普遍的河流修復(fù)方法。植被可以通過影響河流的流動、河岸抗沖刷強度、泥沙沉積、河床穩(wěn)定性和河道形態(tài)而對河流產(chǎn)生很大影響。同時，合理分布的植被還有助于減輕洪水災(zāi)害、凈化水體、截留來自農(nóng)田的氮和磷以達(dá)到保護(hù)水質(zhì)的目的，并可提供景觀休閑場所和多種生態(tài)服務(wù)功能。

3.3 生物強化人工河道、生態(tài)溝渠及生態(tài)護(hù)岸

生物強化人工河道是指結(jié)合水系疏通工程和結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，構(gòu)建的以生物處理為主體的人工河道，水質(zhì)凈化設(shè)施主體設(shè)于河道內(nèi)或河流一側(cè)，形成多級串聯(lián)式的生物凈化系統(tǒng)，從而改善水環(huán)境條件。自然河道生態(tài)塘則是以太陽能為初始能源，在塘中種植水生植物，進(jìn)行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖，形成人工生態(tài)系統(tǒng)。通過多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級傳遞、轉(zhuǎn)化，可凈化河水中的有機(jī)污染物。

生態(tài)溝渠是指根據(jù)水生植物的耐污能力及生理特征，充分利用現(xiàn)有溝渠條件，在不同渠段選擇利用礫間接觸氧化、強化生物接觸氧化等措施，逐級凈化水質(zhì)，在達(dá)到分級凈化水質(zhì)功能的同時，將凈化設(shè)施與地表景觀融為一體，美化河流景觀。

生態(tài)護(hù)岸是利用石頭、木材、多孔環(huán)保混凝土和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)等構(gòu)建，對河岸進(jìn)行加固，防止河道淤積、侵蝕和下切，同時多孔護(hù)岸材料，為植物的生長提供了有利條件，為野生動物提供棲息地，保障自然環(huán)境和人居環(huán)境的和諧統(tǒng)一。透水的護(hù)岸也保證了地表徑流與地下水之間的物質(zhì)、能量的交換。

3.4 生態(tài)修復(fù)耦合技術(shù)

生態(tài)修復(fù)耦合系統(tǒng)是綜合人工濕地、微生物及水生動物協(xié)同凈化等原理設(shè)計的生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，可去除河流水體中的營養(yǎng)鹽和有機(jī)物，從而達(dá)到修復(fù)河流水環(huán)境的目的。其在利用濕地植物的同時，構(gòu)建新的水生植物系統(tǒng)；在美化景觀的同時，合理配置生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級結(jié)構(gòu)；利用多種微生物凈化水體的同時，構(gòu)建具有完整營養(yǎng)級結(jié)構(gòu)的水生動植物生態(tài)系統(tǒng)；并利用動植物、微生物的協(xié)同作用改善河流水質(zhì)。

4 河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)發(fā)展的展望

隨著對河流的認(rèn)識加深，人們已認(rèn)識到河流生態(tài)修復(fù)的重要性，河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)不斷得到改進(jìn)。生態(tài)河流與利用傳統(tǒng)水利工程方法治理的河流不同，它是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，因此，在不斷探索河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的同時，還應(yīng)加強對修復(fù)后生態(tài)河流的維護(hù)和管理，從而實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)長期的健康和穩(wěn)定。

[1]倪晉仁，馬藹乃.河流動力地貌學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社.1998.

[2]WILLIAMS T C, DEE P E. A citizen's approach to integrated river basin management[J].Water Science and Technology,1995,32(5-6):169-174.

[3]WEBB A A, ERSKINE W D. A practical scientific approach to riparian vegetation rehabilitation in Australia[J].Journal of Environmental Management,2003,68:329-341.

[4]張明，曹梅英.淺談城市河流整治與生態(tài)環(huán)境保護(hù)[J].中國水土保持，2002(9)：33-34.

[5]邵美玲，謝志才，葉麟等.三峽蓄水后香溪河庫灣底棲動物群落結(jié)構(gòu)的變化[J].水生生物學(xué)報，2006，30(1)：69.

[6]龍笛，潘巍.河流保護(hù)與生態(tài)修復(fù)[J].水利水電科技進(jìn)展.2006，26(2)：21-25.

[7]李婉，張娜，吳芳芳.北京轉(zhuǎn)河河岸帶生態(tài)修復(fù)對河流水質(zhì)的影響[J].環(huán)境科學(xué)，2011，32(1)：80-87.

[8]鐘春欣，張瑋.基于河道治理的河流生態(tài)修復(fù)[J].水利水電科技進(jìn)展，2004，24(3)：24-3.

[9]張建春，彭補拙.河岸帶研究及其退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建[J].生態(tài)學(xué)報，2003，23(1)：56-63.

[10]高鵬.淺談河流治理中的生態(tài)題問[J].北京水利,2004(4)：9-11.

[11]高曉琴,姜姜,張金池.生態(tài)河道研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，32(1)：103-106.

[12]RUTHERFURD I D,JERIE K, MARSH N. A rehabilitation manual for Australian streams[R]. Land and Water Resources Research and Development Corporation,Cooperative Research Centre for Catchment Hydrology, 2000.

[13]董哲仁，劉蒨，曾向輝.受污染水體的生物—生態(tài)修復(fù)技術(shù)[J].水利水電技術(shù)，2002(2)：1-4.

[14]李正魁，濮培民，胡維平等.固定化細(xì)菌技術(shù)及其在物理生態(tài)工程中的應(yīng)用—固定化氮循環(huán)細(xì)菌對水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2001(4)：248-252.

[15]陳文祥.利用生物措施提高水環(huán)境承載力的對策[M].北京:中國水利水電出版社，2002.

[16]吳樹彪，董仁杰.人工濕地污水處理應(yīng)用與研究進(jìn)展[J].水處理技術(shù)，2008，34(8)：5-8.

[17]蔡慶華，唐濤，劉建康.河流生態(tài)學(xué)研究的幾個熱點問題[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2003，9(14)：37-43.