農(nóng)村河道生態(tài)修復(fù)措施研究

方應(yīng)梅， 宋子奇， 方國華， 陳 于， 葉曉晶

(1.河海大學(xué)， 江蘇 南京 210098； 2.南京市浦口區(qū)土地儲(chǔ)備中心， 江蘇 南京 211800；3.江蘇省農(nóng)村水利科技發(fā)展中心， 江蘇 南京 210029)

農(nóng)村河道作為農(nóng)村水環(huán)境的重要載體，與農(nóng)村居民的日常生活和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著密切的關(guān)系。近年來隨著城鄉(xiāng)一體化建設(shè)和農(nóng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)得到了快速發(fā)展，人們生活水平得到了顯著提高，而伴隨出現(xiàn)的農(nóng)村河道生態(tài)環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為岸坡坍塌、泥沙淤積、水面減小、水質(zhì)惡化、生態(tài)脆弱等。

1 農(nóng)村河道特點(diǎn)

農(nóng)村河道主要指直接為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活服務(wù)的縣鄉(xiāng)河道，其中，縣級河道為縣域內(nèi)、流經(jīng)數(shù)個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、對鄉(xiāng)級河道有調(diào)節(jié)作用的河道，鄉(xiāng)級河道為溝通調(diào)節(jié)村內(nèi)溝河的干溝或支溝，具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。據(jù)統(tǒng)計(jì)，江蘇全省共有縣級河道2 141條，2.56萬km，鄉(xiāng)級河道21 803條，7.22萬km[1]，這些縣鄉(xiāng)河道不僅承擔(dān)著農(nóng)村防洪排澇、農(nóng)業(yè)灌溉、城鄉(xiāng)飲用水源保障等重要功能，也是農(nóng)村水生態(tài)環(huán)境的主要載體。

表1 農(nóng)村河道劃分標(biāo)準(zhǔn)

農(nóng)村河道較城市河道來說，存在著自身非常獨(dú)特的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 河道水流季節(jié)性強(qiáng)，斷面結(jié)構(gòu)多樣

由于農(nóng)村地區(qū)河道水源主要源于降水，而天然降水具有季節(jié)性的特點(diǎn)。我國大部分地區(qū)春夏兩季降雨相對比較集中，夏季降雨呈現(xiàn)出降雨密集、降水量大、區(qū)域分布差異大等特點(diǎn)，故農(nóng)村河道水流量年內(nèi)變化較大，具有明顯的季節(jié)性特征。農(nóng)村河道周邊多散布著農(nóng)田村舍，河濱帶及河內(nèi)水生植物分布相對較多，大部分河段呈自然景觀狀態(tài)，河道橫斷面結(jié)構(gòu)多樣。

1.2 功能多樣

農(nóng)村河道除承擔(dān)基本的農(nóng)業(yè)灌溉、生活供水及船舶運(yùn)輸功能外，還是地區(qū)行洪排澇、調(diào)蓄分洪的重要通道。同時(shí)農(nóng)村河道還承擔(dān)著納污的功能，不論是農(nóng)田污水、養(yǎng)殖污水還是生活污水，大多都排入河流，河道自凈能力與沿線污水排放強(qiáng)度的平衡與否，直接決定了沿線農(nóng)村的水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，農(nóng)村河道是生態(tài)和自然環(huán)境的重要載體。此外，農(nóng)村河道本身包含豐富的水資源、生物、礦物資源、景觀資源，很多農(nóng)村河道還是所在地區(qū)重要的飲用水水源地，與生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密，影響著沿線地區(qū)居民的生活水平及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1.3 污染源復(fù)雜，難以控制

伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，一個(gè)突出的問題是我國農(nóng)村河道愈發(fā)嚴(yán)重的河流污染。農(nóng)村河道的污染物主要來自于農(nóng)業(yè)灌溉的排澇污水，以及沿線居民未經(jīng)處理直排的生活污水。目前農(nóng)村生活污水問題已納入農(nóng)村人居環(huán)境整治行動(dòng)，但在實(shí)際推行中，由于一些地區(qū)居民居住分散，雖也修建了部分小型污水處理設(shè)施就地處理，但實(shí)際應(yīng)用效果不甚理想，生活污水直排現(xiàn)象仍難以杜絕。同時(shí)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)所排放的工業(yè)廢水，以及沿線地區(qū)水產(chǎn)及畜禽養(yǎng)殖的養(yǎng)殖污水也是重要的污染源。此外，河道沿線生活垃圾以及生活廢棄物的堆放也會(huì)造成農(nóng)村河道水域一定程度的水源污染。綜合起來，導(dǎo)致河道污染的干擾因素較多，且呈分散化，較城市河道污染更難控制。

1.4 缺乏科學(xué)管理

農(nóng)村地區(qū)河流多處于失管狀態(tài)，河道岸坡和河濱帶多被農(nóng)田村舍或農(nóng)戶占用，河道自然景觀連續(xù)性受損，部分河道淤積現(xiàn)象嚴(yán)重，而淤積又導(dǎo)致流量減小，水體滯流，河道自凈能力降低，水質(zhì)不斷惡化。且河道內(nèi)普遍存在水生植物泛濫，河面垃圾漂浮等現(xiàn)象。由此引發(fā)的問題直接關(guān)系到農(nóng)村地區(qū)的用水保障與安全，是影響農(nóng)村社會(huì)環(huán)境穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。

2 農(nóng)村河道存在的主要問題

自2009年水利部、財(cái)政部發(fā)布《全國重點(diǎn)地區(qū)中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃》以來，農(nóng)村河道的治理問題逐漸得到了重視，全國范圍內(nèi)開展了大規(guī)模的農(nóng)村河道整治工作。江蘇的農(nóng)村河道治理工作開展較早，2003年就已開始農(nóng)村河道的疏浚整治工作。2009年結(jié)合全國重點(diǎn)地區(qū)中小河流近期治理建設(shè)，進(jìn)一步加大農(nóng)村河道的疏浚整治力度，到2012年基本完成了對所有縣鄉(xiāng)河道的一輪疏浚。2013年，開始組織實(shí)施農(nóng)村河道輪浚，加大河道清淤力度，增強(qiáng)農(nóng)村河道的引排能力。2018年開始，以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的理念，重點(diǎn)開展農(nóng)村生態(tài)河道建設(shè)，主要通過采取河道疏浚、暢通引排、岸坡整治、生態(tài)修復(fù)、長效管護(hù)等措施，連通鄰近宜連河湖水體，修復(fù)河道空間形態(tài)，增強(qiáng)水體流動(dòng)性，進(jìn)一步提高河道行洪排澇能力。

經(jīng)過多年整治，農(nóng)村河道的水利功能不斷提升，水環(huán)境質(zhì)量也不斷改善，河道治理工作成效顯著，但當(dāng)前仍存在許多問題亟待解決。通過對全國范圍內(nèi)農(nóng)村河道的相關(guān)資料分析，以及對江蘇省蘇北和蘇南以及蘇中地區(qū)的阜寧、淮安、洪澤、如東、如皋、吳江、太倉等7個(gè)代表縣市區(qū)的實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前農(nóng)村河道還存在如下幾個(gè)方面的主要問題。

2.1 河道水質(zhì)欠佳，污染源難以得到有效控制

農(nóng)村河道水質(zhì)普遍有待提高，主要表現(xiàn)為氨氮、總磷的污染物濃度較高，且存在一定的季節(jié)性特征。究其原因主要是河道污染源難以得到有效控制。農(nóng)村地區(qū)污染源復(fù)雜，農(nóng)業(yè)面源污染及生活、養(yǎng)殖、工業(yè)污水排放污染加之生活垃圾入河污染，而想要有效控制這些分散的污染源，不僅需要投入大量資金建設(shè)雨污分流、污水處理等配套工程，還需建立與城市河道一樣完備的長效河道管護(hù)機(jī)制，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、日常管理模式等方面做出革新，使之適應(yīng)于農(nóng)村地區(qū)的實(shí)際情況，但目前大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)還難以做到。

2.2 河道岸線侵占現(xiàn)象嚴(yán)重，河道淤積問題反復(fù)

由于以前農(nóng)村水利建設(shè)欠缺流域宏觀整體上的考慮，河道岸線開發(fā)利用管理狀況較差，多數(shù)農(nóng)村河道岸線上分布著大量菜地、養(yǎng)殖網(wǎng)箱等。很多沿線居民片面考慮眼前短期利益，盲目擠占河道和溝塘，與水爭地，甚至填河造地，導(dǎo)致河道岸線受到嚴(yán)重?cái)D占，水域面積急劇減少，河道流速降低，水體的自凈功能明顯減弱，河道淤積問題加劇，區(qū)域內(nèi)的防洪和排澇能力也急劇下降。

盡管近年來通過國家中小河道整治計(jì)劃的推進(jìn)，已對多數(shù)河道開展了清淤疏浚工作，但仍有許多農(nóng)村河道存在淤積問題，并在總體上呈現(xiàn)出“清”趕不上“淤”的特點(diǎn)[2]。這主要是由于河道沿線垃圾、污水傾倒現(xiàn)象未徹底杜絕，河道水質(zhì)難以得到持續(xù)的改善，使得水生動(dòng)物大量死亡，水草大量繁殖，腐敗后淤積河底，造成河道淤積問題反復(fù)。而河道的嚴(yán)重淤積致使河床抬高、河道淤塞，農(nóng)村河道調(diào)蓄洪水的能力明顯下降，洪澇災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著增大。

2.3 植被覆蓋率較低，岸坡穩(wěn)定性較差

農(nóng)村河道多為天然土質(zhì)河岸，河岸坍塌現(xiàn)象頻發(fā)。同時(shí)受到農(nóng)村土地承包經(jīng)營政策的影響，部分河道兩側(cè)的河堤被劃入村民承包田，但沿線大部分農(nóng)戶多占地耕種，河堤水土保持所需的栽桑和植樹事實(shí)上并不能得到保證，河岸帶寬度也難以達(dá)到實(shí)現(xiàn)徑流過濾、水土保持功能的最低要求。兩者疊加導(dǎo)致河岸水土流失情況較為嚴(yán)重，在季節(jié)性洪水的共同作用下，岸坡極易發(fā)生突然崩塌，沿線地區(qū)存在很大的防洪安全隱患。

2.4 平直化河道占比大，河道蜿蜒性被改變

由于在農(nóng)村河道治理中過分強(qiáng)化河道行洪排澇功能，而忽略了河道自然形態(tài)改變對河道周邊環(huán)境的影響及河道功能因此產(chǎn)生的反饋，缺乏對河道生態(tài)系統(tǒng)的整體考慮，片面追求河道形態(tài)平直化、規(guī)則化，使得目前農(nóng)村灌溉河道多呈現(xiàn)“橫平豎直”的形態(tài)，河道自然蜿蜒性被大幅降低。河道及河岸中部分動(dòng)植物的棲息地被破壞，部分生物鏈消失，最終導(dǎo)致河道生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性降低，河道生態(tài)系統(tǒng)自調(diào)節(jié)、自恢復(fù)能力減弱。

2.5 河道綜合整治水平不高

河道管護(hù)方面，雖然目前河長制已在全國全面實(shí)行，村鎮(zhèn)一級明確了河長及責(zé)任，但實(shí)際履職情況并不到位，仍有一些鄉(xiāng)村河道“三亂”(亂建、亂占、亂排)現(xiàn)象屢禁不止，部分河道岸線管理保護(hù)范圍尚未全部劃定，或治理后因缺乏長期管理保護(hù)再次污染。河道綜合整治是一項(xiàng)長期的工作，不可半途而廢，需長期堅(jiān)持，在擴(kuò)大整治范圍的同時(shí)，保證整治的長期效果。

治理理念方面，目前大部分的農(nóng)村河道整治工程多采取清淤疏浚、水系連通、清障、堤防加固、岸坡綠化等重在恢復(fù)河道防洪排澇和灌溉供水等水利功能的措施，系統(tǒng)修復(fù)河道及河岸帶水生態(tài)環(huán)境，充分發(fā)揮河道生態(tài)功能的舉措還很少。雖然在當(dāng)前河道環(huán)境整治中已普遍具有生態(tài)修復(fù)的意識，但卻存在將生態(tài)修復(fù)完全等同于景觀綠化的錯(cuò)誤概念，滿足于“盆景”式的景觀河道[3]，缺乏將河道沿線水文、污染、管理等方面情況協(xié)同考慮的整體意識。

2.6 缺乏河道環(huán)境保護(hù)意識

農(nóng)村地區(qū)部分群眾河道保護(hù)意識淡薄，沒有定點(diǎn)投放、集中處理垃圾的習(xí)慣，時(shí)常將生活垃圾與污水私自傾倒在河堤或河內(nèi)；不重視河岸保護(hù)，常侵占河道進(jìn)行種植、養(yǎng)殖，不僅影響河道行洪安全，也對河道造成了污染。河道沿線地區(qū)保護(hù)意識的缺乏，導(dǎo)致目前河道長效管護(hù)難以實(shí)現(xiàn)，河道治理成果難以持續(xù)，易陷入治理后再污染、再淤塞、再治理的惡性循環(huán)。

3 農(nóng)村河道生態(tài)修復(fù)措施

為有效解決當(dāng)前農(nóng)村河道存在的主要問題，亟需對農(nóng)村河道水環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，加快農(nóng)村生態(tài)河道建設(shè)。下面從物理生境改造與河道生物修復(fù)兩方面，探討提出符合農(nóng)村河道實(shí)際的河道生態(tài)修復(fù)措施。

3.1 物理生境改造

對農(nóng)村河道生態(tài)進(jìn)行修復(fù)，首先要考慮改造河道物理生境，為河道生態(tài)功能的恢復(fù)創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。河道物理生境改造旨在以自然為導(dǎo)向，在滿足河道沿線地區(qū)防洪排澇要求的基礎(chǔ)上，通過生態(tài)工程措施增強(qiáng)河道自動(dòng)力過程，恢復(fù)河道生態(tài)服務(wù)功能[4]。河道物理生境改造主要包括河道地形地貌的改造，河道護(hù)岸的生態(tài)化改造以及濱水河岸帶的生態(tài)環(huán)境改造。

3.1.1 河道地形地貌改造

(1)向河道拋物

在河道中拋擲礫石、塊石、木樁等，改變水流條件，豐富河床結(jié)構(gòu)，提高水體富氧能力，為動(dòng)植物棲息創(chuàng)造條件。清淤后鋪設(shè)碎石，平整河床，均勻河道斷面流量，為底棲動(dòng)物提供生長環(huán)境[5]。在河道中布設(shè)塊石群形成急流，增加水體含氧量，產(chǎn)生的塊石間隙可為水生生物提供遮蔽場所。因地制宜在河道邊緣布設(shè)木樁，減少近岸水流沖擊力，同時(shí)為鳥類提供捕食落腳點(diǎn)，吸引鳥類在周邊活動(dòng)，增加河道生物多樣性。

(2)構(gòu)建淺灘和深潭

在河道中布設(shè)淺灘和深潭，可改變渠化河道形態(tài)單一的斷面形態(tài)，豐富河道空間結(jié)構(gòu)，為水生動(dòng)植物的生長發(fā)育提供適宜場所。在河道中構(gòu)建淺灘和深潭有多種方式，在河道彎曲處開挖深潭，其后堆積淺灘，根據(jù)河道的底質(zhì)及生物棲息特征選擇不同類型的人工淺灘(如細(xì)砂淺灘、粗砂淺灘、挺水植物淺灘等)，并通過灘地設(shè)計(jì)恢復(fù)河道的自然蜿蜒形態(tài)；在河床兩側(cè)利用石塊、木材建立丁壩，抬高河岸，使河道主流由平直變?yōu)閺澢谒鳑_刷和泥沙堆積作用下，丁壩的迎水面和背水面將逐漸形成深潭和淺灘；利用天然材料橫跨河道設(shè)置堤堰，堤堰上游形成水流平緩的深水區(qū)，而下游形成深潭，有效控制河道流速，豐富河床地貌。

(3)水系連通

通過自然或人工手段，在自然水系基礎(chǔ)上，調(diào)整河道水系連通關(guān)系，構(gòu)建生態(tài)健康的水系連通網(wǎng)絡(luò)，以提高河道水體流動(dòng)性和連續(xù)性，充分發(fā)揮平原河網(wǎng)的調(diào)蓄能力，增強(qiáng)河網(wǎng)水系對環(huán)境變化的適應(yīng)能力，改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境。一般連通水系的方式包括打通斷頭浜，開挖明渠，將部分河道與同級河道或上一級河道打通相連，實(shí)現(xiàn)不同水體間的良性水循環(huán)；拆除沿岸違法建筑，拓展河道過水?dāng)嗝鎸挾龋謴?fù)河道水體流動(dòng)的暢通性；將河道中部分僅排水的閘站改造為引排兩用，提高河網(wǎng)水資源調(diào)配能力。

3.1.2 護(hù)岸生態(tài)化改造

(1)植物覆蓋護(hù)岸

植物覆蓋護(hù)岸即在河岸種植灌木、喬木或草本植物，利用植物根系的固土保水能力來維護(hù)岸坡穩(wěn)定，可減少天然土質(zhì)河岸水土流失，適用于坡度較緩、防洪要求不高的小型河道。而對于已硬化護(hù)岸，也可在其硬質(zhì)岸坡上敷設(shè)具有一定抗沖刷、保水能力的利于植物生長的基質(zhì)材料后進(jìn)行植物覆蓋處理，目前噴射護(hù)坡綠化技術(shù)已較為成熟。

(2)塊石護(hù)岸

塊石護(hù)岸就地取材，利用天然石材，將其拋置、堆砌進(jìn)行護(hù)岸，可顯著提高岸坡抗沖刷能力，適用于水位不高、水流速度不大的小型河道。一般可在石塊縫隙間種植或扦插植物，以減緩河道水流速度，降低水流對河岸的沖蝕作用，同時(shí)為動(dòng)植物提供生物棲息地。砌石護(hù)岸保留了河道與岸坡的物質(zhì)交換能力，可將河流生態(tài)系統(tǒng)與非河流生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系起來，有助于提高河道生態(tài)系統(tǒng)的自調(diào)節(jié)能力。

(3)木樁護(hù)岸

木樁護(hù)岸即在岸坡坡腳排布固定木樁，以減少水流沖刷來進(jìn)行防護(hù)，一般多與植物護(hù)岸相結(jié)合，既可有效穩(wěn)固河岸土壤，又可快速恢復(fù)河岸生態(tài)環(huán)境，適用于水流速度不大的小型河道，對河道走向的適應(yīng)性強(qiáng)，與生態(tài)景觀相容性強(qiáng)。木樁間的縫隙使得河水與地表徑流可進(jìn)行正常交換，河道與河岸植被間的水汽循環(huán)得以保證，河道防洪排澇功能得到充分發(fā)揮，同時(shí)也較好地滿足了河道生態(tài)環(huán)境需求。

(4)生態(tài)混凝土護(hù)岸

生態(tài)混凝土護(hù)岸是一種將工程安全防護(hù)和生態(tài)綠化修復(fù)有機(jī)結(jié)合的新型護(hù)岸，適用于受侵蝕較為嚴(yán)重、穩(wěn)定性差的河岸[6]。生態(tài)混凝土以特定較大粒徑骨料作為支承，由生態(tài)膠凝材料(堿性低，包含適宜植物生長的基質(zhì))和骨料包裹而成，播種養(yǎng)護(hù)后可完成岸坡的植被恢復(fù)。其強(qiáng)度與硬質(zhì)材料相當(dāng)，但具有較多連通孔隙，可為植物的生存、生長提供條件，同時(shí)其孔隙和表面還可附著棲息微生物、動(dòng)物及藻類，能夠有效提高河道水體自凈能力。

(5)生態(tài)袋護(hù)岸

生態(tài)袋護(hù)岸是一種新型的柔性護(hù)岸，利用透水不透土的土工布袋堆疊形成固土滲水的具有一定穩(wěn)定性的邊坡，適于非城鎮(zhèn)區(qū)的河岸。土工布袋中裝滿植物生長基質(zhì)，其表面可進(jìn)行植物綠化，為微生物、小型動(dòng)物提供了良好的生長發(fā)育環(huán)境。生態(tài)袋的物理化學(xué)性能優(yōu)越，可在潮濕環(huán)境中保持不變形，耐腐蝕能力強(qiáng)，抗生物降解、動(dòng)物破壞能力強(qiáng)，無毒零污染，對生態(tài)環(huán)境十分友好。

3.1.3 濱水河岸帶生態(tài)環(huán)境改造

(1)建立河岸植被緩沖帶，對陸域進(jìn)行生態(tài)綠化

建立河岸植被緩沖帶，增加河岸植被覆蓋率[7]，因地制宜，確定河岸植被緩沖帶寬度、種植密度。緩沖帶寬度的大小決定了其截留沉積物的效率，是關(guān)系河岸帶凈化水質(zhì)、環(huán)境緩沖功能發(fā)揮的關(guān)鍵影響因素。栽種時(shí)應(yīng)參照區(qū)域自然條件及周邊區(qū)域植被種類，結(jié)合功能需求，選擇適宜在此生長的植物群落、植被類型。同時(shí)還應(yīng)注意保證河岸帶物種的多樣性，遵循自然植被分布規(guī)律，建立喬木—灌木—草本多層次混交的群落結(jié)構(gòu)，合理配置。

(2)河道斷面改造

在考慮河道水文條件及河岸地形限制情況的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量使河道橫斷面形式多樣化。在天然斷面難以滿足河道功能時(shí)，選擇對天然斷面進(jìn)行改造，在條件允許的情況下應(yīng)盡量選擇過流能力、景觀性、生態(tài)功能均較強(qiáng)的復(fù)式斷面。但對于河灘相對窄小的農(nóng)村河道，復(fù)式斷面河灘占地相對較大，易受限，可選擇結(jié)構(gòu)較為簡單的梯形斷面。

3.2 河道生物修復(fù)

生物修復(fù)利用生物(微生物、植物或動(dòng)物)的生命代謝活動(dòng)，降低污染環(huán)境中有毒有害物的濃度或使其無害化，從而使被污染的生態(tài)環(huán)境和生態(tài)效應(yīng)能夠部分或完全恢復(fù)到原初狀態(tài)。生物修復(fù)旨在提高生態(tài)系統(tǒng)的自凈、自調(diào)節(jié)能力，通過完善、強(qiáng)化生態(tài)系統(tǒng)功能的方式對河道生態(tài)進(jìn)行修復(fù)[8]，是對河道生態(tài)綜合治理的有力補(bǔ)充。生物修復(fù)措施，根據(jù)所利用的生物種類可劃分為生物修復(fù)、植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)及聯(lián)合修復(fù)。

3.2.1 微生物修復(fù)

(1)投放微生物菌劑

向污染水體投加可高效降解污染物的微生物菌種，如硝化細(xì)菌、光合細(xì)菌等，可針對河流中超標(biāo)污染物類型選擇不同菌種，有針對性地提高特定污染物去除效率，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的凈化。這種外源微生物投放技術(shù)成本低、凈化效果好，在我國黑臭河道治理中應(yīng)用廣泛，但投放外源菌種存在一定生物安全隱患，需對投放地區(qū)本土菌群進(jìn)行調(diào)查后科學(xué)投放使用。由于投放時(shí)一般采用人工投加法，即人工向河道表面噴灑微生物菌劑，而菌劑易隨水流流失，因此該方法更適于流速較緩的中小型河道。

(2)投加微生物促進(jìn)劑

向水體投加營養(yǎng)物質(zhì)、電子或共代謝基質(zhì)等微生物促進(jìn)劑，以提高水體中降解污染的原生微生物的活性，使微生物能夠快速繁殖生長，促進(jìn)生化反應(yīng)的進(jìn)行，提高水體溶解氧水平，從而達(dá)到凈化水質(zhì)、改善污染環(huán)境的目的，對河道生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。與投放菌劑相比，投放促進(jìn)劑的方法投放成本更低，且未引入外源微生物，生態(tài)安全性更高，已在我國上海、廣州、南京等地區(qū)的河湖整治中得到廣泛應(yīng)用，生態(tài)治理效果較好。

(3)底泥生物氧化

該方法對土著微生物進(jìn)行定向擴(kuò)增，利用土著微生物與各種電子受體、共代謝底物等氧化組合生產(chǎn)出靶向藥物，將藥物以注射的形式作用于底泥表面，對底泥進(jìn)行生物氧化，通過硝化和反硝化作用去除底泥中的氨氮即耗氧有機(jī)物，從而減少底泥污染排放，減輕河道生物降解負(fù)荷，有效改善河道生態(tài)環(huán)境。底泥生物氧化的水質(zhì)凈化效果不易受水體流動(dòng)、置換作用影響而減弱或消失，可從根本上消除河道內(nèi)源污染物的排放，是最為治本的底泥污染處理措施。

(4)人工增氧

通過一定的增氧設(shè)備人工向水體中充入空氣，增加水體溶解氧含量，改變水體缺氧狀態(tài)，為水體中微生物分解污染物提供良好環(huán)境，提高微生物凈化活力，以改善水質(zhì)。在充氧的同時(shí)也增加了河流垂向流動(dòng)，有利于底泥污染物遷移、分解[9]。所以人工增氧曝氣措施具有水質(zhì)凈化效果較好、投資運(yùn)維成本低的特點(diǎn)，適用于相對較窄(<30 m)的河道，但不宜在低水位(<0.3 m)、通航的河道中使用。目前常用的人工曝氣措施主要有葉輪增氧機(jī)、微泡增氧機(jī)、噴泉式增氧機(jī)、跌水壩溢流增氧、鼓風(fēng)微孔增氧設(shè)備等。

3.2.2 植物修復(fù)

(1)種植水生植物

河道植物修復(fù)涉及的植物以水生植物為主，包括挺水植物、浮水植物、沉水植物等，這些高級水生植物不僅可直接吸收水中的氮、磷元素，還能與藻類形成生長競爭關(guān)系，并向水體中釋放化感物質(zhì)，抑制藻類的生長，有效控制水華，降低水體富營養(yǎng)化程度。不同水生植物對水中主要污染物的去除效果不同，在不同程度污染環(huán)境下的去除效率也存在差異，因此在栽種前應(yīng)根據(jù)河道實(shí)際污染情況，選擇合適的水生植物及植物組合，以達(dá)到最佳的修復(fù)效果。

(2)布置生態(tài)浮島、浮床

生態(tài)浮島、浮床，利用無土栽培技術(shù)將水生植物及部分改良的陸生植物種植浮于水面的載體基質(zhì)上，建立高效的小型人工生態(tài)系統(tǒng)，通過植物根系凈化作用，對河道水環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)浮島上的植物為鳥類提供了棲息地，浮島下部植物根系形成了魚類和水生動(dòng)物的生存空間。由于生態(tài)浮床直接利用水面面積，無需工程開挖占地，生態(tài)友好無污染，浮體形狀多樣，易于栽培管理，凈化效率高，成本及后續(xù)維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在城市、農(nóng)村的水體污染治理中十分常見。

3.2.3 動(dòng)物修復(fù)

動(dòng)物修復(fù)是指向河道中投放小型動(dòng)物，利用動(dòng)物對污染物的直接吸收、轉(zhuǎn)化、分解以及調(diào)控作用，對河道生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。一般以增加濾食性動(dòng)物數(shù)量為主，如貝類、螺類、魚類等，其主要原理是利用食物鏈關(guān)系調(diào)整生物群落結(jié)構(gòu)，通過濾食性動(dòng)物對藻類的過濾攝取，嚴(yán)格控制藻類的生長，維持水體溶解氧水平，促進(jìn)河道生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)，從而改善河道水環(huán)境，提高水體透明度。最后還可通過對投放動(dòng)物的捕獲，將水體中污染物遷移出河湖生態(tài)系統(tǒng)，最大限度地降低河道中污染物濃度。目前河道生態(tài)動(dòng)物修復(fù)已被應(yīng)用于一些河湖的富營養(yǎng)化治理，實(shí)踐證明，治理效果較好的動(dòng)物有水蚤、河蚌、螺螄、鳙魚、鰱魚等。

3.2.4 聯(lián)合修復(fù)

(1)構(gòu)建氧化塘(穩(wěn)定塘)

選擇河道適宜河段或河道附近水塘進(jìn)行改造，種植水生植物，進(jìn)行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖，形成具有生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的完整人工生態(tài)系統(tǒng)，通過塘中多條食物鏈物質(zhì)能量的遷移、轉(zhuǎn)化，降解去除水體中的有機(jī)污染物，顯著改善河流水質(zhì)。且在改善水環(huán)境的同時(shí)，塘中水生植物形成了生態(tài)景觀，水產(chǎn)、水禽帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益，塘底累積的少量污泥也可作為有機(jī)肥用于附近農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，尤其適用于農(nóng)村河道的生態(tài)治理。

(2)構(gòu)建人工濕地

在河道集中排污口附近區(qū)域，人工構(gòu)建類似于沼澤地的地面，并于其上種植各類濕生植物，建立人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，利用土壤的接觸沉淀過濾，基質(zhì)養(yǎng)分的積累吸收，植物根莖的吸附降解，微生物的氧化分解及各類動(dòng)物的同化吸收等，對污染水體進(jìn)行凈化處理。建設(shè)人工濕地投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，但占地面積大，在植物經(jīng)過2～3個(gè)生長周期后才能達(dá)到較好的凈化效率，且需定期對植物腐敗殘?jiān)M(jìn)行清理，以免造成反向污染。因此，該措施適用于水量不大、管理水平不高的農(nóng)村地區(qū)。實(shí)際應(yīng)用中可結(jié)合農(nóng)村地區(qū)發(fā)展情況，在人工濕地上選種一些具備凈化效果、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的水生植物，在周邊規(guī)劃構(gòu)建具有地方特色的臨水棧橋、觀景平臺、濱河跑道等形式多樣的親水空間，在凈化水質(zhì)的同時(shí)，發(fā)揮人工濕地可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)設(shè)置生物柵

生物柵是在固定支架上設(shè)置了繩狀生物接觸材料的柵欄裝置，這些生物接觸材料為參與污染凈化的微生物、原生動(dòng)物、小型浮游動(dòng)物等生物提供了固著生長空間，使其表面附著生物不易被吞食或隨水流流動(dòng)而消失。在河道中設(shè)置生物柵，可顯著提高水體中生物數(shù)量，強(qiáng)化水體自凈能力，改善河道水質(zhì)。同時(shí)，生物柵上各生物要素的協(xié)同作用可有效改善水體富營養(yǎng)化環(huán)境，抑制藻類生長，在短時(shí)間內(nèi)提高水體透明度，美化河道景觀。將生物柵與水體曝氣設(shè)施相結(jié)合，可達(dá)到更佳的凈化效果。

4 結(jié) 論

農(nóng)村河道在行洪排澇、灌溉供水以及農(nóng)田排水等方面發(fā)揮著重要的作用，它是農(nóng)村人居環(huán)境的重要組成部分，近年來隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，農(nóng)村河道生態(tài)環(huán)境破壞越來越嚴(yán)重。農(nóng)村河道問題復(fù)雜，污染嚴(yán)重，需因地制宜，選擇合適的修復(fù)措施和手段，多種措施相結(jié)合，改善河道水生態(tài)環(huán)境。河道治理是一項(xiàng)長期的工程，不僅要治理好，更要管理好。實(shí)現(xiàn)河道長效管護(hù)，農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量將會(huì)進(jìn)一步提升，從而滿足人民群眾對美好生活的向往。