生態修復技術與工程范文
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篇1
【關鍵詞】土壤修復;風險評估;設計原則
遼寧省已正式被列為全國生態省建設試點,為了建設生態省,遼寧省已制定了《遼寧生態省建設規劃綱要》,將遼寧省生態省建設規劃期限定為20年,分為起步、整體推進、完善提高3個階段。《綱要》提出,到2025年,遼寧省將基本建設成為經濟發達、生活富裕、環境優美、文化繁榮、社會和諧的生態省。其根本目的是要以保護環境優化經濟社會發展,著力建設資源節約型和環境友好型社會,推動區域走上生產發展、生活富裕、生態良好之路,為子孫后代留下良好的生存和發展空間。
遼寧土地生態環境問題主要體現:農田土壤因多種污染源受到污染,工業企業搬遷及固體廢棄物堆放造成遺留污染廢棄地;礦山及基礎工程建設造成土地生態破壞;因自然、經濟及人為因素形成生態脆弱區。煤礦和鐵礦,采礦、地表剝離、礦渣、煤矸石等占用大量土地。
二、生態修復技術及管理現狀
1.土地生態修復技術現狀
生態修復目前還是一個比較年輕的研究領域,它既包括污染環境的生態修復,也包括非污染環境的生態系統的修復,即通過生態系統自組織和自調節能力,修復遭到破壞的生態環境。生態修復具有多學科交叉的特點,需要生態學、物理學、化學、植物學、微生物學、分子生物學栽培學和環境工程學等多學科的參與。生態修復技術還運用遙感影像數據(衛星影像,航片),結合區域綠地、土壤、氣象資料,以及規劃區域的建設歷史和未來發展規劃進行詳細調查,注重社會、經濟、文化、景觀等全方位的生態化。針對于污染土地的修復,又主要包括兩個方面的內容,即對污染農田土壤的修復和針對工業企業搬遷及固體廢棄物堆放造成遺留污染廢棄地的修復。對于非污染環境的生態修復,則包括對礦區、重要基礎工程建設等造成的生態破壞區和處于農牧交錯帶的生態脆弱區進行的生態修復。對于污染土地、生態破壞區和生態脆弱區的生態修復,各國對修復和管理具有特定的規范、方法與程序,雖然在規范的具體內容上有各自的特點,但均涵蓋土地的評價與分析、修復方案與措施及修復實施與管理維護三大部分。
修復區土地評價與分析包括修復區調查、風險評價和修復目標的確定,污染土地調查涉及土地物理條件、污染特性、暴露途徑、受體調查;生態破壞區和生脆弱區調查包括結合區域生態環境狀況、水土流失狀況、土壤保水能力、礦區塌陷、植被情況、土地利用等,風險評價是判斷污染土地風險水平的重要手段和修復目標制定的重要基礎,生態修復的目標有兩種:一是認為將污染或生態破壞環境恢復到接近于它受干擾前的自然狀態的管理和操作過程,即回復到生態先前或歷史上的狀態;另一張是污染或是生態破壞環境的修復要在于消除對任何生物有害的污染,重建適宜人與動物,植物等生存的生態環境,所以無需回到先前的歷史狀態,而是重新建立新的生態環境。
修復技術的選擇是土地修復的核心內容,根據實施的位置分為“原位修復”和“異位修復”。生態修復是在生態學原理的指導下,以生物修復為基礎,利用特異生物對污染物的代謝過程,借助物理修復、化學修復和工程技術措施,通過優化組合,使之達到最佳效果和最低耗費的一種綜合污染環境修復技術。生物修復技術包括:植物修復、動物修復和微生物修復三種類型。物理修復技術包括:物理分離修復技術、土壤蒸氣浸提修復技術、固化/穩定化土壤修復技術、玻璃化修復技術、熱力學修復技術、熱解吸修復技術和低溫冰凍修復技術等。化學修復技術包括:淋洗技術、溶劑浸提技術、化學氧化修復技術、化學還原于還原脫氯修復技術、原位化學反應處理墻修復技術以及電化學修復技術等。在修復技術選擇的基礎上,針對整個污染土地進行技術集成,形成總體修復技術體系,制定修復方案。對于礦區及基礎工程建設造成的生態破壞區,可采用的生態修復技術包括土地整治、安全防護、生態功能重新設計、植被修復等。礦區生態修復技術主要有:露天采場的工業旅游場地開發、固體廢物處置場、恢復為水面等二次開發用地形式的生態修復;露采場邊坡的生態修復,主要包括兩方面內容:一方面是邊坡的排險,消除崩塌和落石隱患,這是治理的基礎,另一方面是植被恢復,充分發揮植被的固土、滯塵、涵水、同化和改善氣候的生態功能;廢石場、尾礦庫的全面整地覆土、穴狀整地、穴內客土、建立植被的生態修復;塌陷區的安全防護措施建設的生態修復;將礦山廢棄的機械、建筑、道路、礦床以及礦產品堆放場等建設成為礦山公園,將礦山廢棄的水域建成礦山人工濕地,將礦山廢棄的平地建設成為居住用地和工業用地,將礦山廢棄的洼地、盆地建設成為養魚場、垂釣園,將礦山廢棄的坡地建設成為林業和畜牧業基地。公路、鐵路、風電、水利工程等基建項目的生態修復技術包括邊坡錨索加固工程、生態護坡工程、植生層修復、植被層修復、水土保持生態修復,具體體現為大型植物坡面建植技術,坡面植被景觀造型技術,厚層基質錨網噴附技術,棉網狀植生帶技術和連續纖維加固噴附技術、還包括了對退化河流、退化綠洲、退化水庫和退化礦區等生態系統的生態修復。修復方案是指導修復工程實施的依據,方案的合理性、系統性直接決定了修復工程能否順利進行和達到預期的修復目標。盡管現在已經有較多完整的生態修復技術,但目前還不能從整體層面上提出適合于解決遼寧省生態環境問題的技術,因此有必要對這些生態修復技術進行集成,以利于遼寧省對生態修復進行規范化管理。
修復工程的實施、管理與維護則是土地生態修復的具體實施階段,主要包括修復工程實施運行、維護和監測、修復效果評價等三方面的內容。修復工程的設計與實施應根據土地條件,按照修復技術方案,明確修復具體過程;修復工程運行、維護與監測貫穿整個修復過程,以確保修復有效性和修復目標的實現;土地生態修復效果評價則是考察修復目標的達到程度與修復工程成敗的重要參數。
2.土地生態修復評價
不同的受污染地,不同礦山不同開發階段,不同的占地類型,生態修復的制約因素、修復目標和重點是不同的。對于污染土地的生態修復,修復后目標污染物應該達到規定指標限值。評價范圍應該與制度的修復方案確定的范圍一致,根據生態修復報告中定樁資料和地理坐標勘察確定修復范圍和深度,核實修復范圍是否符合修復方案的要求。制訂采樣方案應包括采樣介質、采樣區域、采樣點位、采樣深度、采樣數量、檢測指標。應根據目標污染物與目標修復值進行分區采樣,對于異位修復應在原址邊緣和內部進行采樣,對于原位修復主要在修復區內進行采樣。根據生態修復的面積進行污染物目標值比較,小型修復項目可采用逐一比較法,大型生態修復項目可采用t檢驗法評價修復效果。在對污染土地進行物理、化學以及生物修復后,土地再利用前需要根據再利用目的對可能殘留的污染物或修復劑是否會產生生態安全和人類健康問題進行風險評價,可以采用原位觀察法,實驗室模擬觀察法,微宇宙法和現場經驗與推導方面分析如何對修復土地再用進行生態風險評價。
礦山生態修復考核指標也應根據礦山不同開發階段,不同的占地類型,不同的受污染地,分別設立,分別考核。礦山施工期結束后即為生產期,對于整個工程是以投產為標志。對于單個工程以單個工程投產為標志,服務期以單個工程服務期滿為標志,如有的礦山設有二個以上廢石場,在生產初期用一個廢石場,待第一個廢石場服務期滿后再啟用第二個廢石場,以此類推。礦山塌陷地、受污染地也是一定得范圍為標志,所以礦山生態修復應以單個工程和場地為單位考核較為合理。露天采場、廢石場、尾礦庫、塌陷地具有明顯的時空變化特征,在生產期,只有永久邊坡、平臺可以進行生態修復,因此這類場地在生產運行期只能對這部分進行考核,在服務期滿后應對整個場地進行考核。塌陷地是隨時間推移逐步塌陷、逐步穩定的過程,對塌陷地只能對穩定區進行生態修復,在時間上有滯后效應,對于塌陷地一般是對相對穩定區進行生態修復,進行生態修復考核。工業場地、辦公生活區主要是建構筑物,生產期用綠化率來考核,一般按15%計,在服務期滿后,則要看工業場地是否作其他工業用地,如用作其它工業用地,則仍用綠化率考核,如拆除,則用生態修復率考核。道路管線區達到國家關于道路管線綠化要求即可。臨時占地在施工結束后應立即進行生態修復,生態修復率應達到90%以上。
三、污染土壤生態修復工程原則
1.“以人為本”的原則
農田污染土壤修復可以削弱和降低污染土壤中污染物進入食物鏈的風險,從而保障食品品質,降低對人體健康的潛在風險。
2.農業生產最小化原則
農田是農村農民生活保證的根本,因此,污染土壤修復工程應建立在對農業生產影響最小化的基礎上,最優選擇是不影響農業生產活動的同時,實現土壤中污染物的有效去除。
3.成本最低原則
大面積農田的修復需要考慮農田所有制和修復技術特點。對于承包責任制大面積農田,修復過程涉及不同富裕程度家庭,修復周期會影響政府扶助資金數量,因此修復技術所需材料和工程的成本應保持最低化,從而保障農民的積極配合和政府資金投入。
4.土地利用決定原則
污染物修復限值由土地利用形式決定,總體上可以將污染土壤分為自然用地、農業用地、商業/居住用地和工業用地,不同土地利用方式土壤修復限值不同。
5.修復技術無害化原則
農產品直接進入食物鏈,影響生態系統和人群健康。因此,修復過程盡量減少污染物中間代謝產物的二次污染和修復技術本身帶來的污染或對土壤生態系統的破壞問題。
四、污染場地土壤污染現狀分析與評價
采用科學的布點方式對修復場地的污染狀況進行詳細調查和科學評價,掌握場地內土壤污染物的種類與含量及空間分布特征,同時,了解污染場地的地址、水文、氣候和土地用途等情況。
五、污染物健康風險評估
在了解場地污染狀況的基礎上,針對土地農業利用方向,根據暴露途徑和暴露人群特征,結合大氣懸浮顆粒物中污染物狀況,進行健康風險分析,并結合污染物遷移特征進行風險預測。
六、示范區建設和運行、監測及效果評價
根據場地評價與污染土壤修復技術適宜性評價結果,選擇有代表性的土壤污染場地,進行征地及試驗示范區的規劃和建設。
對示范修復的運行效果進行連續綜合監測、生態毒理評價,確定修復運行的最佳參數,并進行運行效果評價。
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篇2
論文摘要:闡述水利工程與水域生態的關系,介紹了生態水利規劃的基本原則:工程安全性與經濟性原則;提高河流形態的空間異質性原則;生態系統自設計與自我恢復原則;景觀尺度與整體修復原則;反饋和調整設計原則。
1水利工程對河流生態系統的影響
在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用,同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面,似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態系統的健康和可持續性。
2生態水利工程
從學科發展角度看,現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學,水利工程規劃設計主要對象是水文系統,往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法,促進水利工程學與生態學的交叉融合,用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論,形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是:對于新建工程,是指進行傳統水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程,則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產(生態產業)及環境立法和資源管理一起,成為河流生態建設的主要手段之一。
3生態水利工程的規劃設計原則
3.1工程安全性和經濟性原則
生態水利工程是一項綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發電、航運等需求,也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理,也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律,以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內,能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時,必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態地研究河勢變化規律,保證河流修復工程的耐久性。
對于生態水利工程的經濟合理性分析,應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握,生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選,更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外,充分利用河流生態系統自我恢復規律,是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。
3.2提高河流形態的空間異質性原則
一個地區的生境空間異質性越高,就意味著創造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環境變得單調,生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化,造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動,特別是大規模治河工程的建設,造成自然河流的渠道化及河流非連續化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種,生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性,使其符合自然河流的地貌學原理,為生物群落多樣性的恢復創造條件。
在確定河流生態修復目標以后,就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估,建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統(GIS)是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上,確定環境因子與生物因子的相關關系,必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括:調查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關系和制約條件,對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中,識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子,在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3.3生態系統自設計、自我恢復原則
生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態系統友好的物種,能夠經受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源和合適的環境條件。
將自組織原理應用于生態水利工程時,生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計,建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同,生態工程設計是一種“指導性”的設計,或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結構,從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明,人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機,樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富,實現人與自然的和諧。需要強調的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值,尋求最佳的生態工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時,需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發,掌握生態系統各個要素間的交互作用,提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法,而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃?首先,水域生態系統是一個大系統,其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起,形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分,形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點,這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者,河流生態系統是一個開放的系統,與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環,一條河流的生態修復活動不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后,河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備,同時進行長期的監測和管理。
3.5反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程,河流修復工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看,生態系統的演替,即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間,期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。
生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構,力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后,就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展,可能出現多種可能性。
意識到生態系統和社會系統都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外,人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法,而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行(包括管理)—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中,監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比較。
在反饋調整式設計過程中,提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與,通過對話、協商,以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合,提高設計的科學性。
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篇3
關鍵詞:水利工程;水土保持;生態修復技術
隨著經濟的發展,人們對于生態環境的過度開發和利用導致各類生態資源越來越緊張,生態環境修復受到了廣泛的關注。水利工程施工會對周邊的水土保持等產生較大的影響,施工過程中如果不及時采取一些措施,可能會導致嚴重的水土流失,破壞生態環境。目前,水利工程施工過程中的一些技術措施已經不能夠滿足當前生態修復的需求,因此,需要借助生態修復相關理論來預防水利工程施工過程中的的水土流失。
1生態修復的概念
生態修復指的是依靠生態系統自我調節能力使其能夠向有序的方向發展,生態修復過程中一般不會人工干涉,但是特殊情況下可以輔助一些人工措施,幫助一些受破壞的生態系統進行修復,使其能夠可持續發展。自然生態組成了一個穩定的系統,由于人類的活動導致自然生態平衡被打破,幫助生態系統恢復到原有的平衡,稱之為生態修復。學術界并沒有界定生態修復和生態恢復的區別,但是一般歐美國家采用生態恢復的說法,一些亞洲國家則更加傾向于使用生態修復的說法,其本質上是相同的,都是幫助自然生態系統可持續發展,并為人類所利用。
2水利工程水土流失特點
2.1以點或線狀分布
水利工程的施工過程中由于涉及到大量的土石方工程,因此在施工過程中必然會產生水土流失的現象,如果不采取相應的措施,可能會導致生態環境的破壞。地面上的植被能夠起到防風固沙、防止水土流失的作用,但是水利工程一般位于偏遠的山川或者河流地區,且施工占用面積較大,導致水利工程施工不便利,難度增加。大興水利,修建水庫、大壩等設施,一定程度上已經對原有的生態環境進行了破壞,生態系統的平衡被打破,地面的環境遭到了破壞,導致土地大面積的暴露出來,極易造成水土流失,水土流失一般呈現出點狀或者線狀分布。
2.2被破壞的植被難以修復
水利工程設計規劃的時候需要修筑一些構筑物,這些構筑物的修建需要永久的占用部分土地,被占用的土地被構筑物長久擠壓,導致該地區的土壤弱化,土壤的肥沃程度降低,水土保持性能降低,不利于植被的恢復。生態系統自我修復能力降低,輔助人工措施后往往也難易恢復被破壞的植被。
2.3水利工程設計的多樣化
水利工程的設計范圍較大,主要包括防洪、港口、農田等多種類型的區域,不同的生態系統中的水土流失類型不同,因此水利施工過程中生態修復呈現出多樣化的特點,水土流失的表現形式也多種多樣。水土在重力作用下可能產生滑坡、塔防等現象,嚴重的還會引發洪水和泥石流等災害。
3水土保持生態修復的作用
3.1減少自然災害發生
水土保持生態修復對于維持生態系統的平衡具有重要意義,不僅能夠使得水利工程施工過程中被破壞的植被得以修復,同時能夠增加土壤的肥沃程度和蓄水能力,避免在在水利工程施工和運行過程中產生水土流失現象。水土保持還能夠對地表水和地下水起到一定的調節作用,降低自然災害發生的概率。
3.2促進水利工程經濟效益的提高
水利工程的興建就是為了優化水資源的配置,控制和調配水資源,但是實際工程施工過程中存在大量的屬兔流失現象,水資源的含泥量較高,導致水資源數量減少。在水利工程施工時,同時進行生態修復,能夠保證水庫中的水資源充足,提高水資源的需水量,延長水利工程相關構筑物的使用年限,提升其經濟效益。
4水土保持生態修復技術分析
4.1自然退化生態系統修復技術
水土流失產生的原因有很多,針對不同原因產生的生態破壞應當采取不同的措施進行防治。一些水資源比較豐富的地區,在進行水利工程施工過程中,應當充分結合當地的條件,采取引地表水或者打井、禁止放牧等措施幫助構建利于植被恢復的環境,在進行修復的過程中應當對不同的區域按照一定的分類標準進行劃分,實行分級分塊的生態修復,確保生態修復的質量和效果。
4.2過渡墾殖生態系統修復技術
針對過渡開發造成的生態系統破壞,需要退耕還林。按照國家相關法規和政策的規定,對于25度以上的坡地,都應當退耕發展生態林草,嚴格控制坡度大于25度的農田的開墾,做好坡地的生態保護工作。對于15度以下的坡地,根據坡地周圍的環境,在靠近人、村和路的地方進行改造,在保證農民基本需要的情況下進行水土保持耕作。針對由于樵采導致的生態系統破壞,嚴重的可以采取封山育林的方式,對遭到破壞的地區進行一定時間的封閉,封閉時間一般可以為3年、5年或者8年,具體需要封閉的時間參考生態系統類型、氣候、地區等因素綜合確定。除此以外,封山育林還可以輔以補種植被等措施。
4.3沿河生態修復技術
不斷減輕導致生態破壞的驅動力,對生態系統加以修復是沿河生態系統修復的重點工作內容,與此同時,還要避免河流生態環境的單一性過高,單一性過高的河流生態系統容易出現破壞,應當保證河流朝著多元性、多樣化的方向發展,并且要確保河流的連續性和連通性受到破壞后能夠及時恢復。必要時可以設置復合斷面形態,包括主河槽和護堤地,如果施工條件允許,也可以提前設置馬道或者季節性河道。
4.4經濟過度開發生態修復技術
對于由于經濟過度開發導致的生態破壞,可以采取糧果、林果間套種植的方法幫助恢復土壤原有的肥力,充分利用山地的自然坡度進行植物的種植,增加土地的使用效率。采取植物輪作的方式,提升植物的產出率。對原有生態系統生物鏈進行分析研究,采取措施模擬原有的生態鏈,逐步建立農田的循環經濟模式,實現生物鏈的良性循環。
4.5開發建設生態退化修復技術
水利工程的施工會打破當地的生態平衡,由于早先的水利工程對于環境修復這部分并不重視,并沒有制定有針對性的措施,因此已經造成了嚴重的生態環境破壞。針對這種水利工程項目應當立即停止施工,找出生態環境破壞產生的原因,并進行適應性的調整和防治。比如,施工范圍內,可以充分利用土地種植一些成活率高、適應性強的植物進行生態修復,能夠起到很好的水土保持的作用。適當加強區域的生物覆蓋,避免出現施工過程中大量水土流失的現象。
4.6減少生態植物的破壞,維護原有生態系統
水利工程施工對周邊環境的擾動較大,盡可能的保護原有生態植物不被破壞,維護原有的生態平衡,對于一些必須要進行砍伐的植被,在其被破壞后應當適當的采取措施,替代其喪失的生態功能,防止裸露的土地產生水土流失。水利工程施工是應當盡量避開植被茂密的區域,控制整個工程對生態環境的破壞。
篇4
關鍵詞:污染土壤;生態修復;重金屬污染;有機物污染
土壤是人類賴以生存的物質基礎,是人類不可缺少、不可再生的自然資源[1]。隨著石油、城市垃圾、工業廢物、農藥、化肥的不斷滲入,我國的土壤污染問題日趨嚴重,已嚴重威脅著人類的生存環境和農業的可持續發展,成為繼水污染、大氣污染、噪聲污染和固體廢物污染后備受社會廣泛關注的污染問題之一。據不完全統計,目前我國受各種污染物污染的耕地有1 200多萬hm2,約占全國耕地總面積的10%,嚴重威脅著人類的生命健康。
加強土壤肥力的培育,防治土壤污染,實施污染土壤的清潔顯得十分必要。近年來,土壤污染的生態修復技術在國內外已成為十分活躍的研究熱點。與傳統的物理修復和化學修復相比,生態修復具有高效、無二次污染與操作簡便等特點,逐漸被大家所認識[2]。本文對污染土壤的生態修復技術研究作一綜合介紹,以期為致力于這方面研究的科學工作者提供有益的參考。
1 污染土壤生態修復基本原理
生態修復(Ecological remediation)是指在生態學原理指導下,以廣義的生物修復(包括微生物修復、植物修復、動物修復和酶學修復)為基礎,結合各種物理修復、化學修復以及工程技術措施,通過優化組合和技術再造,使之達到最佳效果和最低耗費的一種綜合的修復污染環境的方法。也就是說,生態修復是根據生態學原理,利用特異生物(如修復植物或專性降解微生物等)對環境污染物的代謝過程,并借助物理修復與化學修復以及工程技術的某些措施加以強化或條件優化,使污染環境得以修復的綜合性環境污染治理技術[3]。
2 污染土壤生態修復研究內容
2.1 重金屬污染土壤生態修復研究
重金屬污染土壤生態修復研究多以植物為核心。主要包括修復植物篩選與合理搭配、修復機理和根際圈效應以及修復強化措施與應用。有關超積累植物篩選的研究經歷了從對Ni、Cu、Zn 和Mn的超積累植物的篩選[4],到近年來對Cd、Pb和As等重金屬超積累植物的篩選[5]的過程。
近年來,對重金屬污染土壤生態修復的研究已由對單一重金屬污染的修復研究轉移到對多種重金屬復合污染的修復研究,包括對一些已經發現的單一重金屬超積累植物,檢驗其是否具有對多種重金屬污染的修復作用。為了解決土壤重金屬復合污染的問題,許多學者還就多種單一重金屬污染超積累植物的合理搭配進行了研究與探索。
隨著植物生理生態學和分子生物學以及各種微觀技術的發展,植物超積累機理的研究在不斷深入。有研究發現,植物根系分泌物特別是有機酸能通過螯合作用或酸化根際環境促進土壤重金屬的溶解和根系的吸收,這可能與植物體內某些專一性運輸蛋白的特殊作用有關。也有研究表明,超積累植物對重金屬有較強的耐性,它對重金屬的富集可能與一些轉運蛋白有關,如轉運蛋白基因ZnT-1對Zn轉運。目前已有成功從植物體內分離出與超積累及耐性相關的一些轉運蛋白基因的報道[6]。
近年來,利用轉基因植物修復重金屬污染土壤的研究也取得一定的進展。Banuelos[7]等在田間試驗條件下,研究了轉基因植物印度芥菜對Se富集的能力,結果表明,與野生型印度芥菜相比,轉基因型印度芥菜的富集能力幾乎提高了近1倍。
除以上外,一些學者還開展了通過施加各種添加劑來提高植物對重金屬污染土壤修復效果的研究。如施加EDTA、EDDS、有機酸等[8-9]后能明顯提高植物的修復效果,但這些研究存在一定的缺陷,即易對環境產生不良影響。此外,利用微生物促進植物對某一或某幾種重金屬富集的研究報道也較多,如叢枝菌根真菌促進植物對Zn、Cd、Pb或As的富集作用。
重金屬污染土壤生態修復研究較多但研究得不夠深入,目前仍有一些機理不完全清楚,生態修復的方法操作和應用還不成熟。因此,加強重金屬污染土壤的生態修復機理、實用技術及多學科交叉研究是今后研究的重點。
2.2 有機物污染土壤生態修復研究
有機物污染土壤生態修復研究主要是圍繞微生物修復作用展開的,這方面的研究內容大致包括高效降解微生物篩選和合理搭配、生物修復的化學強化和生物化學強化、生物修復的物理強化和物理化學強化、生物修復的電化學強化、生物修復的酶學強化以及植物與微生物的聯合修復等。目前,有關有機物污染土壤生態修復的研究主要集中在對高效降解微生物的篩選、分離、鑒定等方面[10]。
3 污染土壤生態修復技術特點
目前,盡管污染土壤的物理修復、化學修復以及工程修復技術已取得一定進展并出現了一些實用技術,但往往會破壞污染土壤的理化性質,甚至會造成對環境的二次污染,對于污染面積巨大且污染程度較輕的土壤基本上難以應用。重金屬等無機污染的植物修復和有機污染的生物修復雖克服了這些缺點,但由于這些技術本身所固有的一些應用條件的限制,在修復實踐中也難以推廣,大多只是處于試驗階段或是基礎研究階段。
與傳統的物理和化學修復技術相比,污染土壤生態修復技術具有以下優點:(1)土壤的物理、化學和生物學特性基本保持不變,一般不破壞植物生長所需要的土壤環境;(2)實現有機污染物的礦化;(3)處理形式多樣,可根據條件分別采用原位和異位修復方式;(4)處理成本低;(5)應用范圍廣泛,可處理不同類型、不同程度的污染土壤。
4 污染土壤生態修復研究前景
綜上所述,生態修復研究雖然有較多的報道,但目前仍處于基礎性研究階段,仍有一些修復機理不完全清楚,修復的實踐應用和操作方法還不夠成熟。因此,污染土壤的生態修復機理研究將是污染土壤生態修復研究的一個重點。
從生態學的角度看,污染土壤生態修復研究的核心內容仍然是超積累植物和高效降解微生物的篩選及合理搭配、修復機理的探索和基于植物與微生物聯合修復的根際圈效應、以廣義生物修復為核心的聯合修復以及修復強化措施的研究。其應用不可避免地要利用分子生物學方法和農業高新技術,因此環境科學與生物學、農學的交叉融合必將成為污染土壤生態修復的一種重要研究方法。從這種意義上來看,生態修復將成為解決污染土壤的根本手段。如何綜合運用環境科學、生物學和農學等多學科原理,研究既實用又造價低廉的污染土壤生態修復實用技術,將是污染土壤生態修復研究的另一個重點。
參考文獻
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篇5
關鍵詞:生態修復 生態恢復 生態演替 生態工程
在人與自然和諧相處,人口、資源和環境協調發展戰略思指導下,水利部提出了“加強封育保護,充分發揮生態自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生態修復試點啟動后,各地因地制宜,采取措施,加配套,積極開展封山禁牧、輪封輪牧,努力探索和總結生態修的技術和經驗。生態修復已為水土保持工作者所熟知,但其學涵義及有關問題尚待明確和研究。現對生態修復的若干關概念、理論及有關問題作一討論,以期達到拋磚引玉之目的。
1 生態修復相關的重要概念和理論
1.1 環境與生態
廣義上講,環境是人以外的一切事物的總和,如現代人居環境即為廣義的環境概念;狹義上講,環境是影響有機體生長、發展和生存的外界物理條件的總和。生態系統簡稱生態,是有生命的主體(包括人類)與無生命的客體的總和。研究有機生命體與無機環境關系的科學稱為生態學,研究生命體以外的無機環境的科學稱為環境學。生態修復的研究與實踐離不開環境學和生態學,而后者尤為重要。
1.2 生態環境與環境生態
生態包括環境,“生態環境”的說法是不科學和難以理解的,可以牽強地理解為與生命體最密切相關的環境。我國所謂的生態環境實際就是生態,準確地講“生態環境建設”應為“生態建設”[1]。生態修復是對生態系統的修復,故不能稱為生態環境修復。
環境雖然是無機的,但完全從無機角度理解環境是不完整的。特別是自然環境,本身是生物體或生物群體周圍的整體狀況,只有應用生態學原理研究、認識和理解環境,才能更有效地解決環境問題,這就是環境生態學。環境生態作為概念不易理解,但環境生態學無疑是科學的,他對生態修復理論和技術的形成起到了直接的推動作用。
1.3 干擾與生態演替
自然界發生的大大小小的事件,如火災、水災、泥石流、蟲害、大風、人類活動等,改變著生態系統的結構與功能,這些事件稱之為干擾。干擾可分自然干擾和人為干擾。干擾促使某一相對穩定的生態系統發生變化,舊的環境和物種破壞了,新的環境和物種又會產生,并在一定時間內維持其相對穩定。在沒有嚴重干擾的情況下,自然生態系統會定向地、有秩序地由一個階段發展到另一個階段,這稱為生態內因演替。演替的結果,最終會出現一個相當穩定的生態系統狀態,這稱為頂極穩定狀態。每一演替階段有其特定生物群落特征,頂極穩定狀態的群落稱為頂極群落。干擾常使生態系統受損并改變,稱為外因演替。生態系統正常演替總是從低級向高級發展,而干擾使演替進程發生變化,嚴重時,如人類大規模活動,則使生態系統向相反方向演替,這稱為逆序演替。生態修復就是使擾生態系統的逆序演替轉向正常演替[2]。
1.4 生態穩態與生態閾值
生態系統不是絕對平衡的,而是永恒地發生著演替,舊的平衡打破了,新的平衡就會產生,當演替到頂極狀態時,在很長時間內將處于相對穩定狀態,即穩態。生態系統動態平衡中的穩定狀態,稱為生態穩態。穩態生態有相當強的自我調控能力,在干擾作用下雖不斷地振蕩和變化,但只是量變;當干擾嚴重并超過其調控能力時,系統將發生質變、崩潰,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。穩態生態抵抗干擾的自我調節能力的限度稱為生態閾值[2]。只有研究生態穩態和生態閾值,才能確定修復生態系統的類型、區域、難易程度、時間周期,并確定合理的修復指標。
1.5 人與自然共生理論
人與自然共生和和諧相處,是人類對“自然改造論”深刻反思后產生的新認識。人是自然生態系統的組成部分,不是其對立面,脫離生態規律的自然改造,損害了自然生態系統,必然損害人自身。人與生物、生物與生物之間存在著互利互惠的共生現象。任何形式的自然改造必須建立在人與自然共生的基礎之上。F.Vester基于共生現象的研究,總結了人類系統與生物系統之間生物控制的8條規律。據此研究,生態學家提出了以最小能量輸入和最小物質消耗以保證生態系統自我調節和恢復能力的生態設計原則。這也是生態修復規劃設計的指導思想。
2 國外的環境生態修復與生態恢復
修復的本意是對錯誤和缺陷進行糾正的作用或過程,修復最早從污染環境治理角度被定義為:借助外界作用力使某個受損的特定對象部分或全部恢復到原初狀態的過程。環境生態修復起源于環境修復,生態恢復又受環境生態修復的影響。
2.1 環境修復與環境生物修復
環境修復是對被污染的環境采取措施使污染物濃度降低到未污染前的狀態。早期的環境修復主要采用工程技術手段,以后采用物理和化學手段。1972年美國嘗試采用微生物生命代謝活動降解管線泄漏造成的汽油污染,1989年對Exxon Val-dez油輪泄油造成污染的阿拉斯加海海面進行修復(阿拉斯加研究計劃),從而出現了環境微生物修復技術,后來出現了環境植物修復技術,最終形成了環境生物修復技術。環境生物修復被定義為利用生物生命代謝活動降解被污染環境的污染物,并使之無毒化和無害化。
2.2 環境生態修復
20世紀60年代,美國生態學家H.T.Odum提出生態工程概念,受此啟發,歐洲一些國家嘗試應用研究,并形成所謂“生態工程工藝技術”,實際屬于清潔生產的范疇。隨著生態學與環境生態學的發展,90年代美、德等國家提出通過生態系統自組織和自調節能力來修復污染環境的概念,并通過選擇特殊植物和微生物,人工輔助建造生態系統來降解污染物,這一技術被稱為環境生態修復技術。由于生態系統的復雜性,該技術至今還不成熟,國外的環境生態修復也只是對輕度污染陸地的環境修復,最典型的事例就是通過濕地自調節能力防治污染。這與我國的生態自我修復有很大差別。
2.3 生態恢復
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由于湖濱帶建設中對基地的處理存在較大的隨意性,導致工程量及投資大而生態恢復效果不佳。筆者在湖濱濕地自然生態特征的基礎上,注重基底的多樣性和人工的適當干預,從吹填造灘技術、生態護岸技術以及生態清淤技術3個方面開展適宜的基底修復相關技術研究,旨在為湖濱帶基底修復工程提供技術依據。
1吹填造灘技術
目前應用于湖濱帶濕地基底改造技術主要有吹填造灘技術、將魚塘等改造為生物塘技術以及簡單的人工作業處理陡坎地形技術,該文主要探討吹填造灘技術。由于我國許多湖泊的湖濱帶存在很多不合理的水利設施建設,使得湖濱帶形成水桶式的跌坎地形,湖泊沿岸原有的天然灘地大量消失,水深增大及消浪作用下降,湖濱帶生境條件急劇惡化。采取底泥吹填技術進行人工造灘,使在湖濱帶濕地基底修復區形成緩坡淺灘,改善湖泊沿岸的自然條件,為湖濱帶生態修復創造良好條件。該研究采取的吹填造灘技術工藝步驟主要包括基底修復工程區的確定、底泥源的確定、底泥疏浚工程量和疏挖范圍的確定、檔泥圍埝建設、底泥疏浚及吹填等過程[6-7],見圖1。
1.1工程區及其疏挖工程量
1.1.1工程區的確定。基底修復工程區主要是指示范區基底修復設計中確定需要進行湖泊生態修復的湖濱沿岸的水域。
1.1.2疏挖工程量的確定。根據生態恢復的要求,對吹填工程區基底高程進行設計。疏挖工程量可按照疏浚工程技術規范中吹填工程施工土方量計算公式進行計算后確定。
1.2泥源及疏挖設備的選取
1.2.1泥源選取。由于基底修復后底泥性狀直接影響水生植物的定植,因而選取用于基底修復的泥源應綜合考慮5個方面:①位于湖區內且距離基底恢復區較近;②營養鹽含量低;③無有毒有害物質;④富含水生植物種子及營養繁殖體;⑤底泥吹填后能快速沉降并形成一定的致密度且為利于植物扎根生長的黏土質底泥。實際工程應根據用于基底修復的泥源的選取要求,結合工程修復區周圍湖區的實際情況進行用于基底修復工程區的泥源選擇。
1.2.2設備選取。利用底泥吹填技術進行人工造灘以恢復湖濱帶濕地基底時,其選取的設備應滿足費用低、施工簡便、對泥源區和吹填區水環境的污染小。目前國內外廣泛應用的疏挖設備為環保絞吸式挖泥船,該設備具有制作工藝簡單,對土質的適應性較好,在生產率及排距的選擇上較為靈活,工作效率較高,能耗和成本較低,污染程度較低等優點。1.3擋泥圍埝建設擋泥圍埝的作用是使吹填的泥漿在圍埝與岸堤之間空間沉降,減少吹填泥漿的流失,促進泥漿的沉降和基底的穩定。考慮到經濟性和生態環保要求,擋泥圍埝應以木樁或竹樁為骨架,以竹排為墻體置于骨架內側,竹排上鋪設固定土工織物;在圍埝迎風側設立加固鐵錨,加強擋泥圍埝的穩定性。由于高風浪湖區風浪對泥面淘蝕與泥漿的流失,設計擋泥圍埝頂高程一般高于吹填灘面設計標高0.4~0.7m,在完成生態修復工程后應將圍埝頂削除[6,8]。
1.4基底設計及吹填方式
一般在風浪較大的低透明度湖區,1m左右的水深比較適合水生植物恢復。因此,工程實施后,基底的高程應滿足平均水深為1m左右。考慮到吹填后新形成基底的脫水壓實作用和風浪侵蝕的影響,設計吹填后驗收的泥面高程應使平均水深在0.6~0.8m[7]。由于吹填后新形成的基底松軟,易形成平坦的泥面,很難控制吹填后的地形。為了創造多生境條件,采用輸泥管沿湖岸鋪設,管口布設與圍埝垂直,邊吹填、邊延伸移動管口的方式進行基底修復區分片吹填作業。根據底泥沉降情況隨時調整吹填口確保灘面吹填均勻,經余水外排湖泥自然沉降固液分離過程后,形成近岸側稍高、遠岸側稍低、沿湖岸交錯起伏的湖濱自然淺灘。
2生態護岸技術
傳統的湖濱帶堤岸護坡工程隔絕了土壤與水體之間的物質交換,使整個湖濱水帶生態系統的食物鏈斷開,原先在湖濱水帶生長的濕生植物及水生植物難以在硬化的堤岸上繼續生存;湖濱帶的一體化使水生動物喪失棲息場所;城市生活污水(通過下水道進入廢水處理系統的除外)沒有經過任何消減作用沿堤岸坡面直接進入湖泊,造成水質污染、富營養化[9]。生態護岸是指湖濱帶基底改造形成邊坡以后,通過種植植物,利用植物與土壤的相互作用(根系錨固作用)對邊坡表層進行防護、加固,使之既能滿足對邊坡表層穩定的要求,又能恢復被破壞的自然生態環境的護坡方式,是一種有效的護坡、固坡手段[10]。通過生態護岸技術可以防止湖濱帶邊坡的水土流失,而選擇合適的護岸材料是生態護岸技術的關鍵。目前應用于生態護岸材料主要有生態混凝土材料及綠色植物,可根據護岸區的實際情況進行選擇。
2.1生態混凝土材料[11]
該類生態材料為一種多孔型無砂混凝土磚,由粗砂礫料或碎石、水泥加混合劑壓制而成,具有透水、透氣的特點。生態混凝土材料主要包括透水磚、魚巢磚、生態墻磚、植物磚。
2.2綠色植物
綠色植物的護坡功能是通過它的水文效應與根系力學來實現的。植物的根系對邊坡基質起加筋、固錨及支撐作用,同時提高基質的抗拉及抗剪能力,增強邊坡的穩定性。選取的綠色植物主要包括野牛草、結縷草、早熟禾、黑麥草、扁穗冰草、近岸挺水植物(如蘆葦、菖蒲等)以及耐濕陸生植物(如楊柳等)[11]。該類生態護岸材料主要特點為植物適應性廣、對土壤要求不嚴、根系發達。
3生態清淤技術
生態清淤技術主要是利用環保清淤設備在除去湖泊中富含污染物的底泥和浮淤的同時盡可能保護水生生態系統恢復生境條件。生態清淤技術的關鍵是清淤設備的選取及施工設備定位、生態疏挖、管道輸送及淤泥固化。
3.1設備的選取
生態清淤設備應具備:①疏浚精度高,挖深精度要控制在10以內;②對底泥擾動要小,吸入濃度高;③疏浚底泥輸送過程中不泄漏[12-13]。目前,國內外采用的環保清淤設備廣泛應用的是環保絞吸式挖泥船。
3.2施工設備定位
將施工圖電子文檔輸入環保清淤監測軟件,根據GPS衛星信號的指示,將環保絞吸式挖泥船在疏挖施工區內定位。
3.3生態疏挖
施工設備定位完成后,開始進行挖掘淤泥工作,根據施工實際調節環保絞刀頭的擋泥導板及水平調節器,使密封罩處于挖掘作業區的合理位置,同時控制挖掘施工時,絞刀對周圍水體的擾動范圍最小。開挖采用扇形橫挖法作業,即底挖泥船將定位樁打設在湖泥層中,實現對船體中心定位,并通過定位樁臺車的液壓軸臂的伸縮,實現定位樁臺車在船尾滑道內相對船體的位移,使船體在反作用力下短線推進,每次推進距離1.0~1.5m,最大推進距離3.5m,并依靠挖泥船前端左右絞車收放錨纜,使船身以船尾定位樁為中心,船長為半徑,絞刀頭呈左右扇形移動,實現挖泥船扇形橫挖法作業[14]。
3.4管道輸送
挖掘的淤泥通過挖泥船上離心泵的作用,抽吸并提升、加壓,泥漿通過排泥管線(浮管、潛管、岸管)全封閉輸送,吹填入堆泥場。如排距超過單船核定排距,需加設接力泵船。
3.5淤泥固化
淤泥固化技術是將環保清淤后含水量較高的湖底淤泥通過一系列處理加工,使之成為固化處理土的技術。目前處理淤泥的方法主要有物理脫水固化、加熱燒結和化學固化3種。實際工程中應根據工程情況選擇合適的處理方法。
篇7
[關鍵詞]遵義縣楓香鎮 石漠化 治理對策
中圖分類號:tb851 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)16-0298-01
一、楓香鎮基本情況
楓香鎮隸屬貴州省在遵義縣,位于遵義縣西部,國土總面積147.6平方公里。總人口為3.85萬個,有漢、苗、彝、仡佬等,轄1居委會、20村委會。處云貴高原,喀斯特地貌發育完整,多溶洞,暗河。平均海拔1035m,屬亞熱帶季風氣候區,氣候溫暖濕潤,冬無嚴寒,夏無酷暑,森林面積為10.96萬畝,其中有林地面積為5.57萬畝植被覆蓋率高達44、7%,年均降水量1200mm,年均氣溫17℃。208省道貫穿東西,遵義―仁懷高速連通楓香與仁懷。
二、石漠化現狀及危害
石漠化是在濕潤氣候條件下,受自然條件作用及人類不合理的干擾破壞,地表土逐漸流失,基巖大面積,土地生產力嚴重下降,逐漸呈現無土,缺水植被減少,類似于荒漠景觀現象或演變結果。全鎮石漠化程度較高,共有石漠化面積5.3萬畝。已經實施2.8744萬畝,占總面積的54.2%,其中:營造刺梨、核桃、黃柏0.4779萬畝、封山育林2.3965萬畝。石漠化不僅嚴重影響該鎮群眾的生產生活和社會經濟可持續發展,甚至于使當地喪失基本的生存條件,特別是自然災害的發生給人民的財產造成巨大損失,同時危及到人的生命,因此加快石漠化的治理工作已刻不容緩,勢在必行。
三、石漠化對生態環境的影響?
1、嚴重的土壤侵蝕危及石漠化地區生態安全
石漠化導致水土流失,淤塞水庫,抬高河床,破壞了寶貴的水土資源,使水資源枯竭,人畜飲水困難,生態環境惡化,極大地降低了環境容量,嚴重威脅當地群眾的生產生活,制約了當地經濟社會可持續發展。
2、石漠化加劇貧困地區的貧困程度
在石漠化地區,幾乎年年旱澇相伴,泥石流滑坡等頻繁發生,生活在石漠化地區的人只能在石縫里種點玉米等雜糧。一方水土養不活一方人”、“種了幾片地,收不到一袋糧”、“一年生產的玉米產量還不夠養大一頭豬”成了石漠化地區農民貧困生活的真實寫照。石漠化導致了貧窮,貧窮又導致更嚴重的石漠化,嚴重的石漠化使越來越多的年輕人外出打工,剩下的大都是老人、婦女和兒童,形成惡性循環。
四、石漠化治理存在很多困難和問題
1、生態修復工程所需繁殖材料遺傳改良工作十分薄弱
石漠化地區生態修復主要任務是造林,林木的遺傳改良和森林培育技術是石漠化地區造林需要解決的首要問題,是奠定生態修復工程的基礎,也是石漠化地區生態修復與林業產業發展的有效手段。目前,我國適合在南方石漠化地區生態修復與發展林業產業的樹種,如油茶、香椿、花椒、忍冬、構樹、葛根等的遺傳改良和森林培育技術研究還較薄弱,遠遠不能適應石漠化綜合治理生態修復工程的需求。要全面啟動南方大面積石漠化綜合治理生態修復工程,繁殖材料遺傳改良工作瓶頸必須突破。
2、造林技術與管護措施不能適應石漠化生態修復工程的需求
以往出現有的地方“年年造林不見林”的現象,其中一個重要的因素就是造林技術與管護措施不能適應石漠化生態修復工程的需求,如表層巖溶水調蓄與開發技術、地表集水截水與生物技術、新材料應用及節水灌溉技術、土地改良與生物培肥技術、土地改造與人工誘導成土、立體農業與高效旱作技術等都還不是很成熟。另一個重要因素則是因為目前國家實施的各種工程和措施大多為單一治理措施,沒有或較少配合綜合措施,導致石漠化加重的趨勢仍未得到根本遏制。
3、利用經濟杠桿調動各個方面積極性的機制還未形成
石漠化地區生態修復,必須解決好貧困問題,處理好人與自然的關系,促使企業、農民自覺參與石漠化生態修復工程。從目前的情況看,解決這一問題的體制機制還未形成。石漠化地區生態修復和綜合治理仍然由政府在“輸血式”高成本推動,使石漠化治理可持續沒有保障。目前,我國林業產業雖然形成了林業產業體系,但林業企業規模過小,有的甚至沒有根據資源規模和特點盲目建廠生產,形不成競爭優勢和規模效益。此外,呈擴大趨勢的石漠化區域面積也加大了石漠化防治難度。
五、石漠化治理對策
1、立體空間治理。在山上,通過封山育林、人工造林等手段,加強山林植被的保護,加快植被的恢復和擴增,提高石漠化地區植被覆蓋率,增強生態系統的穩定性。在山腳及平緩地帶,強化生態環境與社會經濟的協調發展,通過修建配套工程設施,在石漠化坡度比較平緩的地區建造生態經濟林,實施坡改梯等方法,發展新型高效農業或林業經濟,結合當地實際情況,發展以林果、原料林、生態旅游等生態產業,建造新的經濟增長點,實現當地的經濟、生態可持續發展。
2、工程類別治理
(1)結合國家土地治理工程,通過坡改梯、小型水利工程配套及生物籬等工程設施的建設,蓄水保土,合理利用水土資源,改善石漠化地區缺土少水的嚴峻局面,保障地區群眾的基本生活。
(2)加強科技知識的培訓,提高地區群眾的知識水平和專業技能,引導群眾走出去,拓寬群眾的就業渠道,擴大群眾的生存空間。扶持石漠化地區發展生態經濟產業,調整地區經濟結構,增加新的經濟增長點,促進地區生態、經濟的可持續發展。加強水土資源、林草植被保護的宣傳力度,增強地區群眾的環境保護意識,讓群眾明確林草植被與石漠化的關系,增強法制觀念,全民動員,以構建全社會遏制土地石漠化的格局。
3、治理技術
石漠化治理是一項系統工程,涉及到各部門、各行業和各級政府與項目區廣大群眾切身利益,應根據當地實際情況,因地制宜,系統規劃,綜合治理,以科學發展觀為指導思想,在石漠化治理工程中貫徹落實,促進石漠化地區持續健康發展。近年來,在石漠化防治過程中,我國廣大科研人員進行了深入地研究和試驗,并探索、總結出了各種符合當地實際情況、效果顯著的石漠化防治實用技術。
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篇8
關鍵詞:生態修復 生態護坡 河道
河道生態修復是利用生態工學原理、技術,通過河道水污染控制、水量和水流態的調節,河道河底和岸坡的形態結構的生態改造,恢復河道生物多樣性,重建河道生態系統的結構和功能,使之達到良性的自然生態平衡。面對社會發展的需要,面對水利工程建設新的理念,如何更好的發揮與造就河道各項功能,使水環境、水景觀、水文化更適應社會發展需求,并與其協調發展,在總結的基礎上,值得我們進一步探討。本文著重從生態護坡與水質生態修復兩方面闡述河道的生態修復理念和措施。
1生奈護坡技術
生態護坡是一種新型的護岸技術,它集防洪效應、生態效應、自凈效應和景觀效應于一體,是融現代水利工程學、生物科學、環境科學、生態學、美學等學科于一體的水利工程。
1.1 河道生態護坡建設原則
河道生態護坡建設因地制宜,強調近自然特征,重建河道坡岸植被緩沖帶,其建設原則為:(1)生態邊坡必須能夠營造一個適合陸生植物、水陸兩生植物、水生動植物生長的生命環境;(2) 生態護坡應滿足渠道功能和堤防的穩定要求,并降低工程造價,盡量采用自然材料,減少剛性結構,避免二次環境污染;(3)護坡栽種植物的選擇應充分考慮到栽種植物與周邊環境的協調、地域適應性及生態平衡的問題,選擇對土壤要求低,抗病蟲害能力強,易維護管理的品種【1】。
1.2生態護坡類型
生態護坡是既滿足河道護坡功能,又有利于恢復河道護坡系統生態平衡的系統工程。生態護坡技術可以歸納為3種:
1.2.1全自然護岸
全自然護岸又叫全植被護岸,通常是指在經過平整處理的岸坡上,種植不同品種的護坡植物而形成的護岸,通過植被根系力學效應和水力學效應來固土保土、防止水土流失和綠化坡岸,具有生態和景觀的雙重功能【2】。可以采用土壤生物工程技術和水生植物全(半) 技術,對河道開展以生態修復和穩定坡岸為目標的全自然護岸技術,使河岸土壤侵蝕得到有效控制,坡岸的結構穩定性增強;同時河岸生境得到改善,本地植物快速恢復,生物多樣性增加,河岸植物群落結構由單一結構向復雜結構轉變,生態穩定性得到增強【3】。全自然護岸中植被防護能力有限,適用于護坡角度較小、河流流速平緩、防洪需求較低的河段。但這類護岸接近自然狀態下的護岸,對坡岸平衡生態體系影響小,自然融合能力較強,完整地保留了陸地與河流的物質、能量、信息等交換能力,也為多種物種的生存和繁衍提供了棲息地, 施工快速、簡便,造價也十分低廉。
1.2.2半自然護岸
半自然護岸是利用一定的工程措施,采用植被與石材、木材等自然材料相結合,使坡面既有一定的防洪能力,又為植被生長提供適宜的基質【4】。結合植被使用的天然材料通常有石塊、卵石、木樁等,使用的組合形式多種多樣。如安徽某農業觀光園區河用草皮、水生植物、木樁營造了一個具有江南水鄉特色的水景觀,半自然的生態護坡為村民提供了休閑的地方,為發展旅游觀光農業提供了良好的環境。如半自然護岸修復中,對坡面做削坡和壓實處理之后拋石,拋石護岸是既省資金又施工方便的一種施工工藝。在半自然護岸中,石材、木材等自然材料的使用起到了一定的框架和加固作用,岸坡的穩定性和抗沖刷能力得到了提高,隨后通過植被根系的加筋糾結作用,以及植被莖葉的緩沖吸能作用,使坡岸能有效抑制暴雨、徑流對坡岸的沖刷作用。
1.2.3多自然護岸
多自然護岸是利用工程措施,較大規模地使用混凝土、高分子材料及藥劑等人工材料與植物結合形成一個具有較大抗侵蝕能力的護岸結構【5】。隨著材料科學的發展,多自然護岸出現了很多不同的結構類型。常用的有生態石籠和生態袋。生態石籠用網塑結構框將石塊固定在河岸上,是集石籠結構的穩定性,卵石等填料的凈水性、水生植物的保護性和凈水性為一體的新型護岸結構,該新型護岸結構兼有景觀功能、生態功能和親水功能;生態袋是用高分子聚丙烯及其它材料制成,耐腐蝕性強,抗UV,不降解,對植物友善。具有透水不透土的過濾功能,既能防止填充物(土壤和營養成分混合物) 流失,又能實現水分在土壤中的正常交流,并且隨著根系的生長,邊坡穩定性加強,維護費用降低。多自然護岸對生態干擾較大,施工較為復雜,造價也相對較高,但護岸作用明顯而牢固,也有相應的生態功能。多用于對護岸抗沖擊能力要求較高,或坡岸陡峭不適合修建以上兩種類型護岸的河道岸坡。
2水質生態修復技術
水質修復主要從生態一生物修復技術考慮。
2.1生態調水
通過水利設施(閘門、泵站等) 的調控引入污染水域上游或者附近的清潔水源沖刷稀釋污染水域,以改善水環境質量。河道整治在治本的同時,治標的措施也各種開展,通過內河水閘積極引清調水,改善水質。
2.2曝氣復氧
曝氣復氧是人工向水體中充入空氣或氧氣,加速水體復氧過程,以提高水體的溶解氧,修復和增強水體中好氧微生物的活力,促進有機污染物的降解速度,從而改善受污染水體的水質,進而修復水體的生態系統。通過生物治理和曝氣復氧逐步修復水生態系統,可以提高河水的自凈能力,水質明顯改善。具體方法為:一是采用“生態壩”的方法,對污水進行阻截過濾,營造出一個相對獨立的水環境;二是在河中安上了曝氣增氧的裝置,增加水中的含氧量可以抑制藻類繁殖;三是在水邊、水面和水下種植“三水植物”,發揮這些植物天然的自凈能力,并放養了螺螄、魚蝦蚌等生物,優化水體水生生物的多樣性。
2.3底泥疏浚
底泥疏浚是水域污染治理中普遍采用的措施之一,一般而言,疏浚污染底泥意味著將污染物從水域系統中清除出去,可以較大程度地削減底泥對上覆水體的污染貢獻率,進而解決內源釋放而造成的二次污染。這種方法較為簡單,而且應用已較多。生態疏浚仍處于研究和開發當中,但已經有一些生態疏浚的方法和技術被投入使用。這種疏浚技術充分遵循了自然界的自身規律,通過強化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體,這是人與自然和諧相處的治污思路,也是一條新的技術路線,是人們遵循生態系統自身規律達到治污目的的一種嘗試。
2.4生物修復技術
生物修復指生物(特別是微生物) 對環境中的污染物進行吸收或氧化降解,從而減少或最終消除環境污染的受控制或自發的過程。污染水體的生物修復技術主要包括投加菌種、投加營養物、提高生物可利用性、人工投放動物或植入植物等修復方法。還包括生物操縱技術、人工生物膜技術、濕地凈化技術等。
3結語
生態修復是河道治理的發展趨勢和新需要,既要滿足行洪防洪的基本需要,又要盡可能地從生態的、可持續的角度來看待河道的修復。河流生態修復具有多學科交叉性,修復方案要從多方面進行完善,今后對河道的開發和治理一定要在保護河流生態環境的前提下進行,堅決避免先破壞后修復的不合理模式。要用生態的手段來解決生態的問題,使可持續性發展的生態理念在河道建設中得到落實和體現。
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關鍵詞:水環境;內源污染;外源污染;修復技術
Abstract: due to the economic development and environmental protection are not well balanced, degradation of water environment function results, become the important problems in the world today. Therefore for degradation of water environment restoration, reconstruction, has become the focus of the current national attention, is also a hot research in the field of the environment. In this paper, from two aspects of endogenous and exogenous summarized the advance of research on surface water environment remediation, and remediation of water environment are discussed.
Keywords: water environment; pollution; exogenous pollution; remediation technology
中圖分類號:P641.8 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)04-0000-00
1 引言
水資源作為最重要的不可再生資源之一,與人類的生存和發展息息相關,也已然成為一個國家綜合國力的重要組成部分。我國水資源的特點是總量大、人均少、分布不均,而且由于社會的經濟發展,大量未經有效處理的工業廢水、生活污水排入城市河道、湖泊等,造成城市水環境的污染,河湖富營養化和河道黑臭是我國城市水環境中存在的普遍現象[1, 2]。隨著經濟的快速發展和城市化進程的不斷推進,我國緊缺的水資源還將面臨著不斷加重的水污染問題。受損水環境不僅能造成巨大的經濟損失,還將嚴重破壞人類的生存環境,成為影響未來城市發展的關鍵因素。我國2011環境公報指出,全國地表水總體為輕度污染,湖泊(水庫)富營養化問題仍突出:其中57.7%的湖泊、49%以上的十大水系河流和55%左右的地下水都受到不同程度的污染[3]。因此修復受損水環境的重要性不言而喻,各國對受損水環境的修復技術研究都十分重視。本文在綜述了水環境修復技術進展的基礎上,對水環境修復技術的研究重點和熱點進行了初步的探討和分析。
2 水環境修復技術進展
水環境修復的目標一般不可能達到完全恢復水環境的原始狀態,而是在保證水環境結構健康的前提下,滿足人類可持續發展對水環境功能的要求,其修復應遵循以下原則:(l)水體的地域性;(2)生態學原則;(3)最小風險和最大效益原則[4]。根際城市水環境的污染物的來源不同,從外源污染和內源污染兩個方面總結水環境修復技術的技術進展。
2.1 外源污染的修復技術
城市水體水質惡化主要是由外界輸入的大量污染物質在水體中富集造成的,切斷外源性污染物質的輸入,是城市水環境生態修復的重要前提[5]。水環境的修復和重建還應涉及到沿岸生態系統的修復,其目標是使水環境受納污染物數量的減少。控制外源性負荷也是改善城市水環境的根本途徑[4]。
2.1.1 點源污染控制
對于工業廢水和生活污水這樣的點源污染,應排入城市污水處理系統,嚴禁未經處理排入城市水系統內并且對城市污水處理系統進行升級改造。改進城市的排水體制,實現雨污水分流,提高水體的自凈能力[6]。
2.1.2 面源污染控制
對于城市湖泊,農業面源污染造成的危害范圍最大、程度最重,已成為湖泊富營養化的主要污染源[8]。農業面源污染控制的途徑包括:建設生態農業工程,推進農業新技術研究和應用,改進施肥方式、灌溉制度,及合理種植、推廣新型復合肥料等措施。
城市面源污染包括合流制排水系統中因暴雨期間污水溢流以及分流制排水系統中初雨徑流造成的污染,2種排水體制造成的污染強度基本相當[10]。雨水徑流中污染物的含量、形態,除受氣候影響外,還和當地人口密度、社會生產活動等因素有關。控制措施包括:控制工業污染源,推行清潔生產,削減污染物排放,完善城市垃圾、污水處理工程一系列根據城市面源污染特點所采取的源頭分散控制、中途控制和終端控制等措施[11]。
2.1.3 氣載污染控制
氣載污染物主要來源于工業廢氣、汽車尾氣、煙塵排放后通過降雨或降塵途徑進入水體的污染。此外,農業施肥造成的氨氮逸出也是氣載污染物的一個重要來源。近年來由于各地霧霾籠罩,PM2.5指數持續上升,各地對氣載污染物的治理也是迫在眉睫。氣載污染物的控制要緊密結合大氣污染防治的要求,在提高大氣污染治理技術和產品開發的同時,推廣以節能、降耗、減污為目標的清潔生產工藝,降低區域廢氣、尾氣及煙塵排放量;通過農業生態系統工程建設,減少農業化肥的氨氮逸出;同時應加強雨水收集、凈化技術研究[4]。
2.1.4 人工濕地修復技術
在城市水系沿岸構建人工濕地是城市水環境污染控制的主要技術手段。人工濕地是近年來興起的生態處理技術,具有處理效果良好,建設和運行成本低,環境美學及其生態功能顯著等優點,被認為是未來水處理技術中最具有發展前景的。人工濕地按照水流形態可以分為表流濕地,水平潛流濕地和垂直潛流濕地。被廣泛應用于城市污水,工業廢水以及城市道路雨水的凈化過程中。因此人工濕地修復技術在城市水環境的治理中具有廣闊的應用前景。
3. 結論與展望
水環境具有重要的資源意義和生態功能,對人類的生存和發展起著重要作用。隨著社會的發展,由于自然干擾和人類破壞,造成了水環境的不斷惡化并嚴重制約了社會發展。如何在維持水環境生態結構的前提下滿足人類的可持續發展,是擺在我們面前的迫切課題。在未來的水環境修復中我們應盡量做到:(1)堅持水環境領域的基礎研究,掌握水體污染物產生的原因及來源,采取有效措施阻止外源污染,進而為內源污染的治理提供保證。(2)進行政策引導和立法控制,加強環境保護,強化源頭控制,提倡創新技術,依據成功經驗,制定出符合當地實際情況的水環境修復技術。(3)強化水環境綜合修復的技術理念,水環境修復已從單純的水域治理,擴展到水域及其周邊陸域的綜合治理,并從單一的水體治理擴展到流域的綜合治理。因此在水環境修復的具體實施中必須強調環境生態中各個部分的統一及協調。
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水利工程是一項浩大的土木工程,工程建設涉及道路修建、場地平整、取土采料、大壩基礎、岸坡開挖、棄土棄渣堆放、移民安置等項目。具有土石方量巨大、占地范圍較廣、施工周期較長、棄渣量多、點線布置等特點。例如北京市永定河生態治理工程,河段治理長度M.2km,土方開挖455.6萬m3,回填種植土148萬m3,綠化面積278萬m2,整個工程區域面積達608hm2,充分體現了上述水利工程的各項特點。因此,在土石方量巨大,施工范圍廣的情況下,水土流失在水利工程中變得不可避免,且具有以下幾個特點:
1.1水土流失以點狀、線狀分布
水利工程場內外的施工道路線路長,道路布設多沿江河兩岸布置,施工中土石方易滾落至下游,占壓植被,甚至滾落入河,破壞沿線植被,形成邊坡,造成水土流失。同時,大壩、料場、渣場及生產生活等設施呈點狀布設,大壩壩基、岸坡開挖、場地平整、料場開采、棄渣堆棄均將擾動原地貌,破壞占壓植被,形成面,引發水土流失。
1.2破壞占壓植被,經擾動后增加植被恢復難度
水利工程占用林草地大,工程占地不僅破壞了原有植被,而且改變了其利用現狀,而且水利工程中有大量的永久占地,永久占地被硬化或建筑物占壓,難以恢復植被,使原有水土保持功能損失。同時,經施工擾動后的地表被壓實,且多為土石混合,使土壤肥力下降,增加植被恢復難度。
1.3土石方量大、棄渣多,人為水土流失嚴重
水利工程的特點決定了工程本身會產生大量的土石方挖運。例如北京市通州區運潮減河治理工程,其土方開挖量為303.54萬m3,土方回填量為28.42萬m3,棄渣量為123.73萬m3。大量的土石方挖填、堆棄不僅形成面,為水土流失創造條件,而且松散堆猹體成為人為水土流失的重要源頭。
1.4工程項目多,水土流失形式多樣
水利工程項目涉及道路、場地平整、土方開挖回填等眾多施工項目,因工程施工可能引發的水土流失形式多樣,主要表現為由水力和重力作用引發的滅蝕、面蝕、溝蝕、山洪侵蝕、崩塌、滑坡,甚至可能引發石洪、泥流。
1.5水土流失重點時段為施工前期
水利工程在“三通一平”等工程施工期為土石方挖填的高峰期,在項目施工的同時,水土保持措施尚未實施或未完全發揮固土保水的功能,地表面,是水土流失的重點時段。
2水利工程水土保持生態修復的幾項技術
我國水利工程水土保持建設主要以工程措施為主,措施布設先是滿足主體工程的要求,對不穩定邊坡、堆體、場地等擾動區多采用工程治理,導致水土資源保護、生態措施沒有得到有效落實,防治模式難以滿足我國生態環境建設形成的要求。按照生態修復理論,水利工程水土保持生態修復應注重保護、轉變觀念、重視改良、合理配置重建結構。下面通過北京市永定河生態治理工程這一案例,分析幾種主要的生態修復方法和措施:
2.1保護表層種植土,確保生態修復植物重建旳土壤資源
土壤是生態修復措施必不可少的重要資源,土壤資源的數量、質量同生態修復的效果密切相關。在水利工程“三通一平”等工程施工時,表層種植土往往同開挖棄渣堆至渣場,或被回填掩埋,因開挖、回填施工具有不可逆轉性,在后期跡地生態修復植被重建時,短缺的表層種植土成為重要制約因素,直接影響到植物措施實施的質量,甚至能否實施也是個問題。因此,開展表層種植土收集儲存是水利工程實施水土保持生態修復的重要前提。永定河是北京的母親河,歷史悠久,河道經過長時間逐漸形成了許多大大小小的沙坑,由于坑壁陡峭,大部分卵礫石地表,部分地段分布有雜填土,因此,在河道主體工程施工之前,特別區分了雜填土和原有種植土,將雜填土運棄后,留下了原有種植土,為后期綠化工程做好了準備。
2.2減少生態植被的破壞,維護其原有生態系統
在水利工程施工中,減少對現有生態植被的破壞,維護其有生態系統是最有效的生態修復途徑。水利工程施工擾動面大,原地表植被被擾動破壞后,將散失其生態功能,被施工地所取代,不僅造成水土流失,而且增加植被重建難度。水利工程施工雖然在征地紅線范圍內進行,但并非紅線范圍內可以隨意進行施工擾動。施工中應避開植被良好區,控制施工占地,提高場地重復利用效率》在永定河河道治理過程中,由于工程的三家店水庫段屬于植被良好的地段,為了避開施工臨時占地對現有植被的破壞,于是將施工臨時占地往下游移動了800m,同時對土方開挖回填重新平衡,避免因施工臨時占地位置變化造成工程投資的增加。
2.3轉變治理模式觀念,采用新型生態修復技術
邊坡遍布水利工程施工現場,根據所處位置和其重要性多采用噴錨等工程措施防護,此類工程措施雖然保證邊坡的永久穩定,但改變了土地利用類型,降水難以滲人,隔離了原邊坡的水汽微循環系統,生態系統難以自我恢復。隨著科學技術的發展,噴混凝土、植生槽等新型技術巳成為開發建設項目生態修復的主要技術方法,并取得良好的效果。永定河河道生態治理采用了新型的護岸材料,主要以連柴柳枝與各種柔性護岸相互結合,柳枝可用作護岸中的柵欄、筑堤的材料,也可以當作附生海苔的材料使用,這些枝條也被稱作“柳木"或“枝柴”,可形成連柴柵欄植物護岸的形式。加工連柴柵欄需要長度約為1.5?3.0m、直徑10?25mm的枝條,并需要應用活木樁(長度約為0.8m)、死木樁(長度約為0.7?0.9m)和粗麻繩若干(直徑5?30mm)對連柴柵欄進行錨固。這種新型的生態護岸,可促進地表水和地下水的交換,滯洪補枯、調節水位,恢復河中動植物的生長,利用動植物自身的功能凈化水體。這種護岸既能穩定河床,又能種植蘆葦、菖蒲、鳶尾等高等級的水生植物和水柳等根系較為發達的樹種等水邊植物,形成自然的水陸過渡帶,使河岸趨于自然形態,從而更好地形成河流生物鏈,同時,水邊植物可以削減波浪對河道沖刷影響。
2.4綜合恢復,重視土壤改良和植物配置
在傳統的水利工程水土保持建設中,人工植物措施類型和植物物種單一,缺乏多樣性,同時,土地經施工擾動后,土壤板結,肥力降低,有機質減少,直接恢復植被將影響其生長效果,以至植被恢復后生態效益低下,易退化。如在水利工程網格梁植草護坡施工時,在網格梁完成施工后,未經土壤改良便散播單一草籽,其邊坡生態效果極差。因此,實際施工中,應在網格梁內先進行除雜整治,然后覆蓋種植土30?40cm,選擇狗牙根、紫花苜蓿、三角梅、黃花槐等進行草、灌配置,效果會非常好。要注意的是,在植被重建前,應對施工跡地進行除雜清理,所有植物根系、種籽需建植在肥沃的種植土上,以保證植物生長效果。
2.5用于水利工程生態修復的植物物種
在水利工程水土保持生態修復植物物種的選擇上,應遵循以下原則:植物物種應適合項目區的自然環境,同當地物種不互克;耐貧瘠、耐干旱、抗逆;速生、管理粗放,應優先考慮能固氮的物種;生態效益明顯,兼具景觀觀賞性;在不同區域的建植時,應考慮植物根系對工程的影響。永定河河道生態治理工程的植物景觀設計理念是形成以溪流濕地為主的生態景觀帶,故此在地被植物材質的選擇上,主要選擇了適合沙質土壤條件的地被植物,如紫花地丁、二月蘭、麥冬等,這些地被具有耐瘠薄、生命力強等多種特點,便于后斯粗放式的養護管理。在植物材質的應用上,以混播為主,打造大色塊的大地景觀效果,形成單一色調,多種材質。同時,將河道根據三年一遇洪水線劃分成多個區域,根據植物的特點合理布置,力求體現自然生態的設計理念。護坡覆土較厚,土壤條件干燥,故此以各種旱生草本組合搭配灌木,形成大面積單一色塊的地被植物效果。三年一遇洪水線以上覆土相對較厚,且離水面有一定的距離,相對來說比較干旱,故此種植主要以灌喬為主。喬灌下較陰處,種植耐陰的單一品種,如麥冬、二月蘭、白三葉等。在陽光充足的地方種植各種旱生草本組合,形成綴花草坪。三年一遇洪水線以內土壤條件比較濕潤,種植以各種濕生組合為主,局部種植單一開花植物品種,如馬藺、鳶尾、花葉芒等。濕生組合以開紅花植物為主,主要為紅蓼、紅花酔架草、沼生柳葉菜按2:1:1的比例混播。湖岸線高程1.5m內搭配多種挺水及浮水植物,豐富水面景觀,形成了門城湖、蓮石湖、宛平湖、曉月湖等幾個重要湖面景觀。主要的植物品種有荷花、荇菜、再力花、梭魚草、鳳眼蓮等。
3結論及建議