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河长必看的河道治理及生态修复实用技术

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签到天数: 436 天

[LV.9]资深教授

发表于 2017-10-30 15:10:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
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                                                               河长必看的河道治理及生态修复实用技术
                                                                                          姚大鹏
     生态修复是一项复杂的系统工程,目的是依靠大自然的自我修复能力,并辅以适当的人工措施,加速被破坏的生态系统的功能恢复。河道生态系统是流域生态系统的一部分,人类在水利方面对河流的研究和开发利用已达到相当高的水平,但从生态角度研’究河道生态修复课题是近年才开始的。日本和西方一些发达国家起步较早,致力于消除人类活动对河流系统的不利影响,为修复河道生态系统做了大量的研究工作。在实践的基础上总结出了河道生态修复的八项措施:即恢复缓冲带;重建植被;修复马蹄形湿地;降低边坡;重塑弯曲河谷;修复浅滩和深塘;修复水边湿地;修复河塘等。
     一、 目前,我国已有很多地区进行河道生态修复方面的研究探索,归纳起来为两类:一是单纯利用植物护岸技术,二是植物与工程措施相结合的护岸技术。但都还处于初级阶段,缺少全方位的多层次生态修复研究,更没有系统的理论指导研究。仪征境内有省骨干河道8条,仪扬河、乌塔沟、沿山河、秦栏河、公道引水河、龙河、胥浦河),中型闸站4座(十二圩翻水站、土桥翻水站、泗源沟闸、胥浦河节制闸),以及国管水库4座(月塘水库、邵冲水库、塔山水库、凤岭水库)。
这些河道大多有不同层度的污染。有个别河道水质已达到不能灌溉农田的程度,河道内几乎寸草不生,各种魚虾绝迹。近年来,我市正在全面开展河道清淤整治工作,利用这个有利契机,开展河道生态修复技术的研究,探索在河道整治过程中应采取哪些工程、生物等技术措施,才能保护河堤岸坡结构稳定,改善水体质量,增加河道生物种群,提高河道本身的自净功能,建立一个与周围环境相互协调、协同发展,保持社会经济可持续发展的良性循环系统。笔者以登月湖为载体分析河道生态修复技术措施。
    二、河道治理的原则
  河道是水资源的重要载体。河道的治理要满足生物多样性的需求,为两栖以及水生动植物提供有利的生存环境,这样既保护了河道的水生态环境,又会对河流的自净能力有利。从经济、社会、生态、人文等多方面考虑河道的整体治理,不仅要满足人类生存的条件,也要具备修复自然河道的功能。
    1、平原河道治理原则。在平原河道的治理过程中,要做到既能达到河道体系的防护标准,又能保证河道的自然恢复能力不被破坏。因此,在治理过程中要根据正常行洪、岸坡稳定、材质自然、成本经济、表面异质以及内外透水性等多原则进行治理,既能保证河流的自然性得到最大程度的保留,也能满足人类的需求。这样不仅对自然河道水流的流速、流量、环境外观以及冲淤平衡的影响达到最小,也使得河流周围动植物赖以生存的自然生态环境得到最大保护。
    2、山区河道治理原则。治理山区河道,要对整个山区河道进行细致的勘察,做到对河流上下游以及整个流域之间相互关系的统筹把握,根据实际情况进行综合的治理,一定要做到遵循自然规律,充分发挥天然河道的功能。因此,在实际治理过程中,要保护水土资源,对流域内的水土采取退耕还林、封山育林等措施,尽量减少泥沙进入河流。同时,在河道治理过程中,在河道的上游修筑一定的大坝,以阻挡泥沙的流入,在下游疏导河道,保持河道的畅通无阻。对河道周围的生态平衡问题要严格遵循自然规律,尽量不要使河道的自然特性发生改变,以起到保护天然河道的作用。
    3、污染源处理及水质改善
  河道的水质改善措施是整个河流生态系统修复的重要环节,在进行水质改善的过程中要严格遵守相关的制度,严格控制生产和生活污水进入河流,以此来保证河流水质改善的成功进行,保证取得良好的成效。
  对水质污染严重的河道必须进行源头治理,控制点、面源污染,通过清除河道淤泥,保持水面洁净,对进入河流的污染物进行有效控制,采取雨污分流排水的方法,来达到减少河流污染的目的。要对各个河段进行实时的监测,严格控制必须排出的污水的流量。如有必要,要执行更为严格的排放标准,即对河流采取深度处理的措施。如可能排入有毒物质,且此物质易积累,则要采取果断措施,防止有毒物质进入河道。在治理过程中,根据河道的自净特点,制定合理的排污计划,包括排污口位置和排污时间等内容,并按照现场的实际情况,对水体的环境容量进行合理利用,从而逐步改善河道水质。
  三、河道生态修复技术原则
  1、自然原则
   使河道完全恢复受人类干扰前的原始状态几乎是不可能的。河道的生态修复趋向于运用自然材料,如使用木桩、抛石、沉石进行护坡护岸,河堤采用乔、灌、草立体防护。在河道内营造适宜的生物栖息环境,增设过鱼通道,调整河道结构,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩与绿洲等,模拟自然状态,创造良好自然环境与景观,促进自然生态系统良性循环。
  2、生态原则
   因地制宜发展稳定塘、人工湿地及生物栅、生物浮岛等处理技术,重视河岸植被建设,构建河流生态走廊,治理与控制河堤水土流失,在水域内,种植各种喜水、耐水植物,发展水生动物,提高水域生物净化功能。既可降低费用,又可实现对[url=]污水[/url]处理工程难以处理或处理费用较高的污染物的有效控制,既具有景观效应,又可改善局域气候,提高生物多样性保护等生态功能。
  3、整体景观原则
    生态修复要从三维空间考虑,统筹进行上下游、左右岸,由河底至堤岸多层次立体修复,社会经济发展模式优化与河流各要素恢复相结合,统筹考虑沿岸的土地利用、水土保持、水资源利用等多方面的整体要求。
   河流生态修复工程设计中应考虑景观美学要求,合理规划河岸带宽度,控制污染,突出景观设计,尽显回归自然,将河道景观与周围社区环境有机地融为一体,满足居民的休闲娱乐与亲水需求,将治理、净化、修复与环境景观美化有机统一,营造人水和谐的生态空间。
  4、预防控制污染、保护水源原则
   据调查目前对河道生态环境造成污染威胁的因素主要来自农业面源污染、畜禽粪便污染、生活垃圾污染、工业污染和船舶污染。
  对于农业面源污染问题:应由农林技术部门结合每年的农业生产指导管理工作,在确保农业高产丰收的前提下,对农药、肥料的使用数量、品种、次数和质量上从严掌握,特别对于农药要尽可能采用高效低毒品种。同时要尽可能结合水利部门正在大力推广的节水灌溉技术及农作物灌溉定额,引导广大农民自觉采用节水灌溉技术,坚决杜绝跑马水,确保药肥不随灌溉水溢出田块而成为污染源。
   对于畜禽粪便污染问题:要加强对畜禽业的日常业务指导,在大户集中养殖区域内大力推广畜禽水产生态循环养殖,利用畜禽粪便发展沼气,对于面上农户个体养殖产生的畜禽粪便也要采取措施处理,尽可能减少畜禽粪便污水直接排入河道。
   对于居民生活垃圾污染:可紧密结合当前新农村建设工作,将生活垃圾集中后统一送往处理场所。另外目前正在全市建立的河道河长管理长效机制,同样有利于减少面上产生的垃圾。
    对于工业污染:可由环保部门根据相关法律法规,严格控制污染企业的建设,同时利用目前工业企业产业结构调整的良机,对原有污染企业进行关停或转产,逐步向无污染工业过渡。
   对于船舶污染:可由水利、交通和港口管理部门加强对船舶的日常管理,提高船民的环保意识,减少生活垃圾及油污对河道水质的污染。
  四、河道生态修复技术措施浅析
  1、基本思路
    根据登月湖的地理位置及特点,对该河道进行生态修复必须从以下几方面考虑,一是进行河道生态修复后,不能影响整个河道的行洪能力,即在不破坏原坡面的情况下进行生态修复;二是对河堤及滩面进行修复时,应选择快速覆盖,根系发达、抗冲刷能力强,适应本地区的乔、灌、草种;三是岸坡消落带的生态修复应考虑到防水浪冲刷及鱼巢设置的功能,同时对消落带植物的选择要重点考虑;四是对河道整体结构的调整要回归自然,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩和深塘,修复河边湿地;五是在不同河段内放养水生动物和微生物,种植水生植物,以分解吸收水体中的营养液,达到净化水体的功能;六是对沿线的污水口截流分流,使污水雨水分流,杜绝污水入河。
    在物种的选择上要注意选择适宜本地区气候环境,根据不同河段土壤成分不同,同时不造成外来种入侵。尽量选择抗逆性好,管理可以粗放,植物根系发达,固土能力强,环保效果好,能有效地消除油污、烟尘和有毒化学物质的植物种类,而且立体景观效果好,植物生长后构成的景观层分明。因此选择的乔木树种为:银杏、香樟、垂柳、刺槐、苦楝、香花槐、板栗;灌木树种为:紫薇、红叶小檗、金叶女贞、瓜子黄杨、月季花等;草种为:中华结缕草、狗牙根、画眉草、红花草、菖蒲、毛莨、水葱、扁杆草、虾草、睡莲等。
  
本团队长期承接河口海岸(港口航道)潮流泥沙、温排水、波浪、水质数模专题研究

签到天数: 436 天

[LV.9]资深教授

 楼主| 发表于 2017-10-30 15:18:11 | 显示全部楼层
2、生态修复技术
    首先,结合青口河清淤整治工程制定修复计划,分段制定科学的调整河流结构修复方案,按照宜弯则弯,宜宽则宽,入水相亲,和谐自然的思路。在保证水利工程作用的前提下修复河道结构,恢复河道生态功能,使退化的河道生态系统修复到与其原有能保持自然潜能状态极相近的状态。
   一、上、中游段  因该段河面较宽,有不少浅滩、深塘等,应顺自然弯曲河道疏通河道中泓,并修复浅滩、深塘、水边湿地等工程措施,调整河道结构。植被措施布设,河堤、滩面以用材林、经济林为主,主要栽植杨树、水杉、板栗、银杏。堤肩以银杏、水杉间种,间距4m,滩面及内外堤坡栽植杨树、板栗,靠近水面为杨树,株行距为2m×2m,板栗为5mx5m。按照谁承包,谁栽树管理收益的原则签定承包合同。河道水面放养水生动物和微生物,种植水生植物,在浅水区、湿地区种植湿生植物,草种选择菖蒲、水葱、扁杆草、毛莨等。
  二、 城区段该段生态修复突出景观设计,建造亲水景观,以人为本,人水相亲,满足城市居民亲水愿望,提高河流生态系统的休闲娱乐价值,改善人居环境质量。拟定修造护河石栏杆、亲水平台,布设石桌石凳、休息绿地等。两岸防护堤、滩面以乔、灌、草立体防护,乔木选择银杏、香樟、水杉、垂柳;灌木选择紫薇、红叶小檗、金叶女贞、瓜子黄杨、月季花等;草种选择中华结缕草、狗牙根、画眉草、红花草;水生植被选择睡莲、水葫芦、虾草等。布设方式堤肩以香樟、银杏间种,间距4m,滩面栽植2行垂柳,株行距为4m×3m;迎水坡正常水位线以上以“品”字形栽植灌木红柳2行,株行距0.6mxO. 6m,防止浪蚀,堤肩到滩面沿等高线布设一条“~”形灌木带,树种以红叶小檗和金叶女贞(瓜子黄杨)混交。坡面及滩面种植草坪护坡,滩面至正常水位线以画眉草为主,滩面以上至堤防坡面以红花草、结缕草、狗牙根覆盖。将城区段修造成河道景观与周围社会环境有机地融为一体,无论是护河栏杆、亲水平台和绿地景观,还是开放的水面均为城区居民提供生活、休闲、栖息场所。
  三、 下游段  青口河下游段盐份含量较高,适宜种植的物种较少,,两岸堤肩、滩面以苦楝、香花槐间,种,株行距4mx3m,迎水坡正常水位线栽植红柳2行作为放浪林,株行距0. 6m×0.6m;背水坡、护堤地种植刺槐、苦楝,株行距3mx3m,坡面以中华结缕草或大穗结缕草等耐盐性强的植物护坡。
五、 管护措施
    1、明确职责,竞标承包。河堤背水坡角以外6m至临水坡角以内15m,为护堤范围,公开向农民招标承包,一包30年,承包后按水利部门规划要求进行日常管理,看管树木花草,防止人畜破坏。
   2、明确效益分配办法,用材林、经济林成材收益分配,承包户得8成,水利部门提留2成作为苗木更新储备金。
    3、建立审批制度,护堤乔木成材后,需要采伐时,承包户必须提出申请,经水利部门核实,林业部门批准方可采伐,否则按森林法、水法论处。
  六、结语
    河道生态修复应是一个完整的生态系统,它不仅包括植物,还包括动物及微生物,系统内部之间以及系统与相邻系统间均发生着物质能量和信息的交换,具有很强的动态性。真正意义上的生态修复应该是在保证边坡稳定的基础上,以营造边坡及河道内生物多样性为目标。在水一土一生物之间,形成物质、信息和能量循环体系,通过良性循环,进行自我组织和自我修复,使生态修复不仅具有景观效果,还能修复受污染的河流水体,提高河流的自净能力,从而为整条河湖生态系统的健康提供保障。
    该河湖生态修复技术仅从植被措施的角度考虑,这些技术还不是真正意义上的生态修复。要重建一个健康的河道生态系统,除采取工程和植被措施外,还必须有选择地放养水生动物及微生物,恢复生物的多样性,重建生物生态链。河道生态修复是目前国内外水环境修复研究的一个热点和难点。对于通过人工干预修复后的水环境难以保持长期的稳定性,因此,河道生态修复后水生系统的稳定性管理技术有待于更进一步在实践中总结。
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