小流域河道治理生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法研究

湖南省邵陽市城步苗族自治縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村水利局 吳宙航

小流域河道是水系源頭，在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，工業(yè)、化工等行業(yè)通過多渠道廣泛利用水資源，對(duì)不可再生的水資源造成了較為嚴(yán)重的污染問題。河道水污染問題關(guān)系到人們的身體健康以及日常生活，因此，加強(qiáng)河道水治理工作極其重要。生態(tài)修復(fù)技術(shù)運(yùn)用于河道水環(huán)境治理工程能夠有效改善河道水質(zhì)環(huán)境，有效提高河道水環(huán)境治理效果，因此，應(yīng)重視探究生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道水環(huán)境治理工程中的應(yīng)用。

一、小流域河道治理現(xiàn)狀

我國河流治理主要分為四個(gè)階段。第一階段是依靠自然環(huán)境進(jìn)行治理，主要是在已有的自然條件下開展治理工程，但是其治理作用較小，無法有效地進(jìn)行防洪蓄水。第二階段是生產(chǎn)與河流的爭(zhēng)地階段，主要是修建河道治理工程、提水灌溉工程、堤防建設(shè)工程，但是由于治理手段單一，發(fā)揮的作用較小。第三階段是經(jīng)濟(jì)治理階段，主要是加大資金支持，對(duì)河道進(jìn)行道路建設(shè)，保護(hù)耕地，排放污水、廢水等，但是由于資金的缺乏，治理效果不夠顯著。第四階段是和諧治理階段，主要手段是在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)促使河道保持生態(tài)功能和社會(huì)功能，考慮到生活品質(zhì)和保護(hù)環(huán)境的要求，從而實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。綜合我國的整體情況來看，大部分達(dá)不到第四階段的要求，河道治理仍舊落后，導(dǎo)致我國大部分地區(qū)的河道系統(tǒng)出現(xiàn)了很多環(huán)境問題，嚴(yán)重的甚至影響生態(tài)系統(tǒng)，加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)治理刻不容緩。

二、水生態(tài)修復(fù)技術(shù)概述

為了加強(qiáng)小流域的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，河流的生態(tài)管理越來越受到重視。水生態(tài)修復(fù)技術(shù)是近年來在小流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)中逐漸推廣的修復(fù)技術(shù)，其技術(shù)類型較多，能夠修復(fù)已經(jīng)遭到破壞污染的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行。水生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要的工作原理是對(duì)已經(jīng)造成破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，將環(huán)境內(nèi)部的生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化處理分解后的產(chǎn)物，對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行合理化分配，利用動(dòng)植物本身具有的凈化功能對(duì)水體進(jìn)行凈化處理，加快生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)速度，使其得到修復(fù)?；谝陨瞎ぷ髟?，在水體中，植物自身的凈化作用能夠?qū)φ麄€(gè)水生態(tài)系統(tǒng)起到重要作用，因此，對(duì)動(dòng)植物的培養(yǎng)是使整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)如初的關(guān)鍵點(diǎn)，此方式雖然能夠達(dá)到很好的修復(fù)效果，但還具有一定缺點(diǎn)，主要是對(duì)動(dòng)植物的生長速度不能夠加以嚴(yán)格把控，其生長速度、生長狀況以及凈化功能等都是人為不可控的，所以利用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)，可以采用人工植物浮床技術(shù)，在促進(jìn)動(dòng)植物生長的同時(shí)，對(duì)水體的黑臭現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)化，可以加快動(dòng)植物的生長速度。水生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要包括針對(duì)微生物處理技術(shù)、曝氣復(fù)氧技術(shù)、人工植物浮床技術(shù)等多種技術(shù)類型，能夠?qū)⒑拥赖恼w生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)重組，以此恢復(fù)生態(tài)環(huán)境良好的城市河道。為此，本文針對(duì)水生態(tài)修復(fù)技術(shù)對(duì)小流域河道治理問題的難點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行策略分析。

三、生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道水環(huán)境治理工程中的應(yīng)用原則

（一）自然生態(tài)應(yīng)用原則

在河流水環(huán)境治理工程中應(yīng)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，必須充分考慮河流生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能，建立在河流自然發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上，保證河流資源獲得合理運(yùn)用，構(gòu)建人類與自然和諧的生存環(huán)境，進(jìn)而為河道水系統(tǒng)健康發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

（二）可持續(xù)性應(yīng)用原則

在運(yùn)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)開展河道水環(huán)境治理工作的過程中，一定要系統(tǒng)并且科學(xué)合理地分析各項(xiàng)工作方案以及工作手段的經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)、適用條件、長期有效性特點(diǎn)、抗風(fēng)險(xiǎn)性特點(diǎn)等，這種情況下才能夠使得河道水環(huán)境治理工作的可持續(xù)性得以保障。

（三）物種多樣性原則

用生態(tài)水利治理河流，要注意物種的多樣性，這是保證河道未來發(fā)展的重要條件，與生態(tài)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)有較大的關(guān)系。物種的多樣性原則主要是在小流域河道治理工作中對(duì)水利生態(tài)項(xiàng)目的建立注重對(duì)生命系統(tǒng)和非生命系統(tǒng)的保護(hù)，為河道環(huán)境具備有效的穩(wěn)定發(fā)展效果提供保障，并且大幅度提高整個(gè)環(huán)境空間的復(fù)雜性，只有這樣才能保證河道環(huán)境中的物種越來越多樣，提高生態(tài)體系的穩(wěn)定性。

（四）景觀和諧性應(yīng)用原則

在河流水環(huán)境治理過程中，必須充分重視整體景觀的宏觀概念，同時(shí)還要結(jié)合河道水污染的實(shí)際情況，優(yōu)化生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，這種情況下能夠?qū)崿F(xiàn)修復(fù)、凈化以及治理等一系列相關(guān)內(nèi)容與景觀美化之間的有效統(tǒng)一。

四、小流域河道治理生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

（一）小流域河道物理治理技術(shù)

小流域河流治理分為兩個(gè)階段，第一階段位于河流上游。小流域河流有許多物理治理技術(shù)，在這里采用截污法進(jìn)行大型污染物處理。截污法是指通過攔截污染物來進(jìn)行河道治理，其攔截結(jié)構(gòu)為可滲透性反應(yīng)墻。可滲透性反應(yīng)墻簡稱PRB，其原理是通過在河道中間樹立一道活性材料墻體，使得通過該墻體的污染物被攔截下來，降低污染濃度。這種方法對(duì)大的羽狀體污染物有很好的治理效果，但是對(duì)一些微生物污染的處理效果較差，因此還需要后期生物處理方法進(jìn)行補(bǔ)充。

（二）小流域河道生態(tài)治理技術(shù)

經(jīng)滲透性反應(yīng)墻處理后，較大的污染物會(huì)被攔截，而微小的污染物無法攔截。因此，污染河流的二次處理需要生態(tài)處理技術(shù)，以提高修復(fù)效果。目前，小流域河道生態(tài)治理方法有很多，比如，生物膜法和植物修復(fù)法。⑴生物膜法。生物膜法是指通過掛在膜上的微生物分解污染物質(zhì)來達(dá)到污染治理的目的，這種方法能極大地減少污水中的微生物。⑵植物修復(fù)法。植物修復(fù)法針對(duì)的并不是河道污水中的污水凈化，而是利用植物的作用來恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)。河道被污染后，河道中的很多植物已經(jīng)死亡，無法再進(jìn)行水體凈化作用，導(dǎo)致污染惡化，這種惡性循環(huán)使得河道污染問題越來越嚴(yán)重。這種情況下，在凈化水質(zhì)的同時(shí)，需要盡快恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)平衡。為此，需要通過植物修復(fù)法對(duì)破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)。植物修復(fù)需要考慮當(dāng)?shù)睾拥浪参锏奶攸c(diǎn)、種類和習(xí)性，合理選擇一定數(shù)量的水生植物，以恢復(fù)河道生態(tài)。

（三）生態(tài)護(hù)岸

所謂生態(tài)護(hù)岸是指能夠恢復(fù)生態(tài)功能的天然河岸，除此之外，生態(tài)護(hù)岸還可以是透水性的人工護(hù)岸。生態(tài)護(hù)岸在實(shí)際運(yùn)用的過程中不僅能夠保證河道水環(huán)境以及河岸的物質(zhì)能力交換，還能夠保證河道水自凈能力不被弱化，同時(shí)還具有觀景功能以及行洪功能。在通過生態(tài)護(hù)岸開展河道水環(huán)境治理工作的過程中，其主要工作原理是通過水體溶解氧的增加以及生物棲息地地提供使得河道水環(huán)境周邊生物的水陸緩沖帶的連續(xù)性得以保障，還能夠保證其多樣性。建立在生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)材料不同的基礎(chǔ)上，可以將生態(tài)護(hù)岸分為以下幾大類：人工型生態(tài)護(hù)岸、半自然型生態(tài)護(hù)岸、自然型生態(tài)護(hù)岸。

（四）合理配置生態(tài)修復(fù)的水循環(huán)設(shè)置

植物生態(tài)浮床后形成一個(gè)簡單的生態(tài)系統(tǒng)，其中需要配置生態(tài)修復(fù)的水循環(huán)，使外界資源合理有效地幫助水生動(dòng)植物維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。水循環(huán)的配置應(yīng)該考慮河道水體內(nèi)部的水生動(dòng)植物的種類，活動(dòng)及生長規(guī)律。水循環(huán)的合理配置能夠使生態(tài)系統(tǒng)保持平衡，增加生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，自身具有一定的保護(hù)能力，能夠?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)內(nèi)的有害物質(zhì)進(jìn)行篩選與凈化。進(jìn)行曝氣復(fù)氧技術(shù)后，水體內(nèi)部具有大量充足的氧氣，滿足了水生動(dòng)植物對(duì)氧氣的需求，加快代謝凈化活動(dòng)，因此需要加快水循環(huán)速度，保障代謝活動(dòng)過程中有干凈的水源。

（五）利用河流自然條件

河流是河流生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，具有非常重要的地位。河流及其周圍環(huán)境共同構(gòu)成了河流生態(tài)系統(tǒng)。河流主要是由水和泥沙構(gòu)成，是河岸和河道內(nèi)各種生物生存的重要資源，如果河流遭到破壞，會(huì)導(dǎo)致這些生物難以生存，并且水環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。所以在進(jìn)行河道治理工作時(shí)要優(yōu)先考慮河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)?？梢詫?duì)河流進(jìn)行自然化建設(shè)，主要是對(duì)河岸治理和護(hù)岸治理進(jìn)行建設(shè)，主要體現(xiàn)出獨(dú)立的個(gè)性特點(diǎn)，豐富自然環(huán)境，尊重地域特點(diǎn)，提高河流的自凈能力，改善河流的水質(zhì)，形成有魅力的河流，建設(shè)順應(yīng)大自然并且多樣的自然河流，營造出樸實(shí)簡潔的河流景觀。

（六）恢復(fù)河道自然環(huán)境

在水利生態(tài)河道整治中，應(yīng)考慮河流的灘地特征和生物多樣性，不僅要提高防洪蓄水的功能，還需要將周圍環(huán)境還原成自然狀態(tài)。要將河道的多樣性元素作為河道環(huán)境自然狀態(tài)恢復(fù)的主要因素，將河道的岸線設(shè)計(jì)為不同的形狀，并且根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡貏?shì)特點(diǎn)和水文環(huán)境，對(duì)河道進(jìn)行錯(cuò)落設(shè)計(jì)，減弱河流對(duì)河道的沖刷和侵蝕，形成自然狀態(tài)下的河道環(huán)境，為生態(tài)環(huán)境的良好發(fā)展提供優(yōu)勢(shì)條件，并為河道生物創(chuàng)造一個(gè)和諧完美的生存環(huán)境。還應(yīng)該將河道生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，拓寬生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈范圍，在河岸周邊增加綠色植物的覆蓋面積，完整地構(gòu)成整個(gè)河道的生態(tài)系統(tǒng)。

（七）水體自凈系統(tǒng)

建立河流水體自凈系統(tǒng)是在河流水環(huán)境污染治理過程中運(yùn)用多項(xiàng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)的重要措施之一。在實(shí)際運(yùn)用的過程中，通常情況下都是通過水生動(dòng)物以及水生植物兩者之間共同組成的自然生態(tài)鏈，這種生態(tài)鏈對(duì)于河道水污染能夠起到轉(zhuǎn)移、降解的效果。與此同時(shí)，生態(tài)鏈還能夠吸收水體中的有用物質(zhì)，這種情況下還能夠?qū)λw起到凈化作用。挺水植物群落、沉水植物群落以及浮葉植物群落是水生植物中的主要群落類型，其中，浮葉植物群落以及挺水植物群落主要發(fā)揮水質(zhì)保持的功能價(jià)值和生態(tài)美觀的功能價(jià)值。而沉水植物群落，是決定河道水體生態(tài)功能修復(fù)的重要因素，與此同時(shí)，沉水植物群落也是影響生態(tài)系統(tǒng)以及生態(tài)環(huán)境多樣性、穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。一般情況下可以在淺水區(qū)域進(jìn)行常綠矮型的水下草皮的種植，可以在河道水中部或者是深部水域進(jìn)行四季常綠的種植，在河道水當(dāng)中形成水下森林，并且水下森林還具備易活的特點(diǎn)。要想達(dá)到將水體雜質(zhì)過濾以及沉淀的效果，可以在河道水當(dāng)中投入海螺、青蝦以及河蚌等相關(guān)動(dòng)物。不僅如此，河道水當(dāng)中的浮游生物還可以攝取水中的相關(guān)腐蝕物以及漂浮物等，這種情況下能夠促使水體的清澈度有效提升。

（八）人工濕地處理技術(shù)

在小流域河道污染和水環(huán)境修復(fù)過程中，人工濕地處理技術(shù)不可或缺。人工濕地處理技術(shù)需要考慮的因素是區(qū)域環(huán)境和氣候，在生態(tài)系統(tǒng)中通過物理、化學(xué)和生物方法進(jìn)行水質(zhì)凈化。這種人工濕地處理技術(shù)能夠調(diào)節(jié)地表徑流方式，維持生物多樣性，讓水中微生物能夠凈化污染物。通過應(yīng)用人工濕地處理技術(shù)，可以保持泥土含水量，提升氣溫和空氣濕度，不僅使生態(tài)環(huán)境變得美觀，還能夠使水體污染物得到快速降解，以此實(shí)現(xiàn)水體凈化的功能，減少水中污染物?；诖耍枰⑦m應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)的濕地環(huán)境，將土壤和卵石填充進(jìn)有坡度的洼地中，形成一個(gè)床體，在床體上可以種植強(qiáng)韌草等根植系植物，例如，性能好的蘆葦，這種植物在床體流動(dòng)性好的環(huán)境中生長得更快，以此對(duì)受污染的水體進(jìn)行治理，保障小流域河道污染得以有效控制。

（九）控制外源污染

一場(chǎng)暴雨過后，河水的污染程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生活污水。不僅如此，這種情況下還不能夠運(yùn)用單點(diǎn)源的控制來開展河道水環(huán)境治理工作，因此，在進(jìn)行河道水環(huán)境治理工作過程中，通常情況下都會(huì)運(yùn)用雨水原位自動(dòng)膜濾設(shè)備。雨水原位自動(dòng)膜濾設(shè)備屬于一種超低壓過濾膜，是一種前處理以及膜過濾一體化的系統(tǒng)。雨水原位自動(dòng)膜濾設(shè)備在實(shí)際使用過程中能夠去除雨水當(dāng)中的污染物，不僅如此，還可以凈化水體。雨水原位自動(dòng)膜濾設(shè)備中的設(shè)備濾芯能夠?qū)⒂晁M(jìn)行反復(fù)過濾，這種情況下還能夠有效減少污染物的累積量。

五、結(jié)束語

我國河流眾多，分割出許多小流域，為周邊居民飲水灌溉提供了重要的水資源。然而，隨著發(fā)展，河流污染越來越嚴(yán)重，一些河流受到嚴(yán)重破壞。為此，小流域河道治理生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。水生態(tài)修復(fù)技術(shù)作為科學(xué)發(fā)明，在同類整改措施中性價(jià)比極高，能夠以低成本、高效果的特點(diǎn)進(jìn)行水體污染控制和優(yōu)化，利用水中培育的微生物降解，以此達(dá)到修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)的目的。