如何有效治理日趨惡化的水環(huán)境,修復(fù)退化或受損的水生生態(tài)系統(tǒng),是改善 水體環(huán)境、提高區(qū)域生產(chǎn)力、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
隨著我國(guó)城市化和工業(yè)化的不斷發(fā)展,我國(guó)河流 水體的功能和作用也在不斷發(fā)生著變化。目前,我國(guó)大
部分城市和地區(qū)的淡水資源已經(jīng)受到了污染物的污染,水質(zhì)不斷惡化,這不但對(duì)淡水資源的供給產(chǎn)生了
很深的直接影響,而且對(duì)于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)及河流旁居民的健康狀況帶來(lái)了危害,也嚴(yán)重地制約著我國(guó)
社會(huì)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展。如何有效治理日趨惡化的水環(huán)境,修復(fù)退化或受損的水生生態(tài)系統(tǒng),是改善
水體環(huán)境、提高區(qū)域生產(chǎn)力、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
1 河流生態(tài)修復(fù)的定義與原則
1.1 河流生態(tài)修復(fù)的定義
河流生態(tài)修復(fù)是指利用生態(tài)系統(tǒng)原理,采取各種方法修復(fù)受損的水體系統(tǒng)的生物群體及結(jié)構(gòu),重建健康
的水生生態(tài)系統(tǒng),修復(fù)和強(qiáng)化水體生態(tài)系統(tǒng)的主要功能,并能使生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)、自我維持、自
我演替的良性循環(huán)。美國(guó)土木工程師協(xié)會(huì)將河流生態(tài)修復(fù)定義為一種促使河流系統(tǒng)恢復(fù)到具有可持續(xù)特
征的較為自然狀態(tài),并可提高生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值和生物多樣性的環(huán)境保護(hù)行動(dòng)。
1.2 河流生態(tài)修復(fù)的基本原則
河流生態(tài)修復(fù)的基本原則一般包括自然原則、社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)原則、美學(xué)原則3個(gè)主要方面。自然原則是生
態(tài)恢復(fù)與重建的基本原則,只有遵循自然規(guī)律的恢復(fù)和重建才是真正的恢復(fù)與重建,否則只會(huì)事倍功半
;社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)原則是生態(tài)恢復(fù)與重建的后盾和支柱,在一定程度上制約著生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建的可
能性,水平與深度;美學(xué)原則是指退化的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建應(yīng)給人以美的享受。此外還包括以下指尋
性原則:(1)地域性原則;(2)生態(tài)學(xué)與系統(tǒng)性原則(3)最小風(fēng)險(xiǎn)原則和效益最大原則。
2 我國(guó)河流污染現(xiàn)狀
當(dāng)前,我國(guó)水環(huán)境污染十分嚴(yán)重,尤其對(duì)于江河湖泊普遍遭到污染,而且呈現(xiàn)出更加嚴(yán)重的趨勢(shì)。 利部
對(duì)全國(guó)700余條河流約10萬(wàn)km河展開(kāi)的水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果表明:其中受污染的水質(zhì)不能用于灌溉(即劣
于V類(lèi))的河段約占10.6%,已經(jīng)喪失了使用價(jià)值;受到污染(相當(dāng)于IV,V類(lèi))的河段f約占46.5%。
城市河流污染形勢(shì)也較嚴(yán)重:如開(kāi)封市由于工業(yè)廢水處理率低,工廠排放的廢水達(dá)標(biāo)率也低,僅占總量
的12.6%,絕大部分廢水未經(jīng)處理直接排放到附近的河道中。開(kāi)封市西北工業(yè)區(qū)及隴海以北的工業(yè)廢水,
大部分排人黃汴河;西工業(yè)區(qū)的廢水排入東護(hù)城河,造成了河流水的嚴(yán)重污染。鄧春光等表明, 三峽庫(kù)
區(qū)每條次級(jí)河流回水區(qū)每年都會(huì)發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象,并且隨著靠近壩首,富營(yíng)養(yǎng)化有加重趨勢(shì)。 劉光德
等研究發(fā)現(xiàn),三峽庫(kù)區(qū)土壤重金屬Cd、As 含量增加明顯,同時(shí),楊官仁的研究表明,Hg、Cr、 Cu、Pb
等在三峽庫(kù)區(qū)將累積增加。
從上述分析可以看出,河流的治理是刻不容緩的。
3 河流生態(tài)修復(fù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
3.1國(guó)外研究進(jìn)展
歐洲、美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家,自20世紀(jì)60年代就已認(rèn)識(shí)到河流生態(tài)環(huán)境面臨的諸多問(wèn)題,積極開(kāi)展生
態(tài)修復(fù)的相關(guān)研究與實(shí)際活動(dòng)。至今,經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間,河流生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀調(diào)查、科研、實(shí)踐活動(dòng)
開(kāi)展的較多,研究比較深人河流生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)清潔環(huán)境的低投資高效益便于運(yùn)行發(fā)展?jié)摿^大的技術(shù)
,日本、美國(guó)等國(guó)家已廣泛用于工程實(shí)踐。
3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國(guó)在河流生態(tài)修復(fù)方面的研究起步較晚,早期的研究中主要注意到了河流生態(tài)系統(tǒng)某個(gè)方面和基于水
污染治理的角度。近年來(lái),河流生態(tài)修復(fù)的研究和應(yīng)用推廣十分火熱。鄭天柱等應(yīng)用生態(tài)工程學(xué)理論,
探討河道生態(tài)恢復(fù)機(jī)理,指出滿(mǎn)足河流生態(tài)需水量是缺水地區(qū)恢復(fù)河流生態(tài)的關(guān)鍵。生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的主
要內(nèi)容應(yīng)包括 適于生物生存的生境綴塊構(gòu)建研究、適于生物生存的生態(tài)修復(fù)材料研究以及水岸生態(tài)系統(tǒng)
恢復(fù)過(guò)程中組織機(jī)理研究。針對(duì)各國(guó)學(xué)者對(duì)河流生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)有不同的見(jiàn)解和定義,根據(jù)我國(guó)的國(guó)情,
董哲仁提出在研究和實(shí)施河流生態(tài)恢復(fù)時(shí),要立足河流生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀,積極創(chuàng)造條件,發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自
我恢復(fù)功能,使河流廊道生態(tài)系統(tǒng)逐步得到恢復(fù)。陳慶偉等分析了筑壩對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響及水庫(kù)生
態(tài)調(diào)度。
從國(guó)內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)的研究看,對(duì)河流的生態(tài)修復(fù)已經(jīng)得到了認(rèn)同。對(duì)于河流生態(tài)修復(fù)是對(duì)于水體本
身和河岸帶生態(tài)恢復(fù)綜合作用的結(jié)果。對(duì)于我 河流生態(tài)修復(fù)的首要任務(wù)還是要遏制河流流域生態(tài)系統(tǒng)退
化的水污染。
4.1 調(diào)水
通過(guò)改進(jìn)水庫(kù)調(diào)度,來(lái)改變水體水質(zhì),恢復(fù)河流喪失的生態(tài)功能和保持自然徑流模式。另外,也可以通
過(guò)水利設(shè)施的調(diào)控引人上游的清潔水改善下游污 染河道的水質(zhì),減少河道的污染總量。該技術(shù)也是一種
投資少、成本低、見(jiàn)效快的治理方法,如已開(kāi)展的引江濟(jì)太、引江濟(jì)巢、引黃濟(jì)津濟(jì)淀等一系列生態(tài)調(diào)
水工程。但是,調(diào)水不能從根本上削減污染物總量,長(zhǎng)期調(diào)水還可能會(huì)導(dǎo)致其他流域水資源緊缺。
4.2 河道曝氣
當(dāng)河流水體受到有機(jī)物污染時(shí),就會(huì)消耗水體中的溶解氧,有機(jī)物的分解就會(huì)從有氧分解轉(zhuǎn)換到無(wú)氧分
解,生成H2S、NH3和FeS等致黑致臭物質(zhì),從而引起自然水體發(fā)生黑臭現(xiàn)象、基于這種情況,可以人工間
水體中連續(xù)或間歇式充人空氣(或純氧),加速水體復(fù)氧過(guò)程,提高水體的溶解氧,使得恢復(fù)水體中好
氧生物的活力,改善水體的自?xún)裟芰?。該技術(shù)主要應(yīng)用于過(guò)渡性措施使用和對(duì)付突發(fā)性河道污染使用。
4.3 水生植物修復(fù)技術(shù)
水生植物對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)具有吸收分解作用,對(duì)于重金屬等污染物質(zhì)具有一定的吸附凈化作用,同時(shí)水
生植物的光合作用能夠增加水體中的溶解氧。水生植物具有經(jīng)濟(jì)性好、能源消耗小、管理費(fèi)用低、可持
續(xù)發(fā)展等優(yōu)點(diǎn),在很多受污染河道治理中已有較多的應(yīng)用。
4.4 底泥疏浚
氮和磷是水生生物系統(tǒng)中重要的營(yíng)養(yǎng)限制因子, 來(lái)自?xún)?nèi)源釋放的氮和磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)上覆水營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的貢
獻(xiàn)率可以達(dá)到甚至超過(guò)外源污染的貢獻(xiàn)率。 底泥疏??梢詫⒏缓瑺I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的底泥從水體中永久去除,能
夠控制內(nèi)源污染物的釋放或減少污染物生物有效性,因而被認(rèn)為是河流湖泊治理中的重要工程措施而被
廣泛應(yīng)用。如在我國(guó)太湖,西湖以及廣州 等地均有實(shí)際應(yīng)用,并且取得了很多寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
4.5 生態(tài)護(hù)岸技術(shù)
生態(tài)護(hù)岸是結(jié)合治水工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù)而興起的一種新型護(hù)岸技術(shù),在治理水土流失、水土污染、 加
固堤岸、增加動(dòng)植物種類(lèi)、調(diào)節(jié)微氣候和美化環(huán)境方面都有著巨大作用。主要包括植被護(hù)岸、木材護(hù)岸
和石材護(hù)岸三種類(lèi)型?;谶@些理論研究,開(kāi)展了生態(tài)修復(fù)示范工程建設(shè),包括浙江省海寧市辛江塘河
道整治工程、深圳市田下河和觀瀾河生態(tài)修復(fù)工程、重慶市苦溪河生態(tài)修復(fù)工程,通過(guò)這些工程示范發(fā)
展和完善了河流生態(tài)修復(fù)的理論和技術(shù)方法,同時(shí)也取得了可觀的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
4.6 人工濕地技術(shù)
人工濕地是生態(tài)修復(fù)污水的重要技術(shù)之一,其基本原理是利用濕地水體中的微生物和濕地植物降解、吸
收和截流污水中的污染物,從而達(dá)到修復(fù)污水的目的。人工濕地技術(shù)的不足在于當(dāng)進(jìn)水懸浮性污染物及
有機(jī)物濃度過(guò)高時(shí)容易產(chǎn)生堵塞和嚴(yán)重厭氧化而造成植物根系腐爛最終死亡。
5 結(jié)語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),河流生態(tài)修復(fù)作為我國(guó)一種新技術(shù),仍處在起步和技術(shù)研究階段。在整治工作中對(duì)于景觀建
設(shè),生態(tài)系統(tǒng)棲息和傳統(tǒng)水利結(jié)合還不完善。在今后的研究中,需要將河流生態(tài)修復(fù)工作與水利工程 規(guī)
劃、建設(shè)、運(yùn)行過(guò)程和生態(tài)學(xué)相關(guān)學(xué)科相結(jié)合,通過(guò)大量資料和長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè),掌握相關(guān)的生態(tài)因子變換
規(guī)律;通過(guò)不斷的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),可以了解生態(tài)修復(fù)后的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,吸取經(jīng)驗(yàn),為以后的河流生態(tài)修復(fù)
進(jìn)行指導(dǎo),形成生態(tài)修復(fù)的完整指標(biāo)體系,以便準(zhǔn)確把握河流生態(tài)修復(fù)問(wèn)題。