摘要:水生態(tài)修復(fù)技術(shù)利用水體環(huán)境中的動(dòng)植物以及生物群落來降解、轉(zhuǎn)化或者吸收水中的污染物,從而改善水環(huán)境,在治理水污染中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。文章在分析了水生態(tài)修復(fù)技術(shù)產(chǎn)生的背景和特性的基礎(chǔ)上,探討了水生態(tài)修復(fù)的主要技術(shù)類型及其在河道治理中的應(yīng)用方法和應(yīng)用效果,結(jié)果證明水生態(tài)修復(fù)技術(shù)不僅可以提高水質(zhì),提高河流自凈能力,還能美化河流周圍的環(huán)境,具有極大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞:水生態(tài)修復(fù);河道治理;環(huán)境修復(fù)
1水生態(tài)修復(fù)技術(shù)產(chǎn)生的背景
我國經(jīng)過多年的發(fā)展,雖然經(jīng)濟(jì)水平有了很大的提升,但同時(shí)河流生態(tài)系統(tǒng)也受到了較嚴(yán)重的破壞,人類的各種活動(dòng)對(duì)水生態(tài)造成了十分嚴(yán)重的干擾,已經(jīng)開始影響人們的正常生活。在這樣的形勢(shì)下出現(xiàn)了生態(tài)治水的新理念,開始建立水生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)。水生態(tài)修復(fù)技術(shù)正是基于這種情況下產(chǎn)生的,也是當(dāng)下進(jìn)行水生態(tài)治理,恢復(fù)、保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的一項(xiàng)重要技術(shù)[1]。
2水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的特性
水生系統(tǒng)包括水生動(dòng)植物、原生動(dòng)物以及微生物等,水生態(tài)修復(fù)技術(shù)就是通過培養(yǎng)這些水生動(dòng)植物和微生物,利用生物方法來降解和轉(zhuǎn)化水中的污染物,對(duì)水環(huán)境進(jìn)行改善與修復(fù)。這種技術(shù)的特性主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:(1)具有良好的凈化效果,在利用這項(xiàng)技術(shù)之前需要清理河道中的污染物,控制水生態(tài)環(huán)境的污染源,然后再利用該技術(shù)對(duì)水體進(jìn)行修復(fù)與治理,經(jīng)過治理以后水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)能夠達(dá)到Ⅲ級(jí)。(2)修復(fù)成本較低,多數(shù)的治理技術(shù)并不能有效治理整條河道,而且需要投入較大費(fèi)用建設(shè)管道、運(yùn)轉(zhuǎn)水泵以及系統(tǒng)設(shè)備,而水生態(tài)修復(fù)技術(shù)對(duì)于設(shè)備的依賴性并不高,在治理過程中的投入也要少很多。
3水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的主要類型
3.1生物處理技術(shù)
生物處理技術(shù)主要有三種處理方式,分別為好氧分解處理、厭氧生物降解處理,以及兩者的組合。通過控制微生物的品種、數(shù)量和生長環(huán)境,掌握好曝氣時(shí)間來培養(yǎng)能夠?qū)ξ廴疚镞M(jìn)行分解的微生物,使其比較快速地去除氨氮、COD和有機(jī)氮等污染物。水體的面積、流速、污染程度都是在制訂具體技術(shù)方案時(shí)需要考慮的因素。比較常用的是原位生物修復(fù)技術(shù),在水體污染很嚴(yán)重時(shí)一般會(huì)采用這一技術(shù)來凈化水質(zhì)。生物處理技術(shù)流程圖如圖1所示。
3.2修復(fù)生態(tài)岸坡
進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)是為了修復(fù)被污染和被破壞的水生物環(huán)境,如今,我國進(jìn)行水利工程建設(shè)時(shí)已經(jīng)不只是專注防洪、排澇功能,而是更多地考慮安全、生態(tài)及資源,有了更加先進(jìn)的生態(tài)治理理念,更多的是建設(shè)生態(tài)型的河道岸坡[2]。河坡不再是直立的剛性結(jié)構(gòu),而是建成比較緩的河坡,然后在上面種植植物對(duì)土壤進(jìn)行固定,減少水流沖刷的影響,提高岸坡的穩(wěn)定性,這樣還可為水生生物建立活動(dòng)的場(chǎng)所。在進(jìn)行河道治理時(shí),也逐漸開始使用天然材料、多孔材料。某生態(tài)岸坡修復(fù)成果如圖2所示.
3.3生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)技術(shù)是利用水中的生物,即水生動(dòng)植物及微生物對(duì)污染物進(jìn)行分析及轉(zhuǎn)化,以此修復(fù)、改善水環(huán)境。應(yīng)用這一技術(shù)時(shí)可能使用多種生物,雖然不同動(dòng)植物及微生物在進(jìn)行水體修復(fù)時(shí)的表現(xiàn)形式不一樣,但都可發(fā)揮凈化水體的作用。
4生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用
4.1優(yōu)選植物種類
水生態(tài)修復(fù)技術(shù)有多種類型和修復(fù)方案,能夠適用于多種類型的水體污染的治理。在設(shè)計(jì)修復(fù)方案時(shí)應(yīng)該組合使用多種生物,這樣既符合生物多樣性的要求,又比較具有觀賞性。例如,在徐州小沿河水源地的生態(tài)修復(fù)技術(shù)中,建造了濕生—挺水—沉水植物濱岸帶。沉水植物主要選取了伊樂藻、刺苦草、龍須眼子菜、水毛茛、輪葉黑藻、狐尾藻,種植在河道兩側(cè)較低的區(qū)域;挺水植物選取了再力花、水蔥、茭草和黑三棱,種植在河道兩側(cè)比沉水植物更高的一級(jí)區(qū)域;濕地植物選取了千屈菜、西伯利亞鳶尾、黃菖蒲等,種植在河道兩個(gè)最高的區(qū)域。植物層次分明,既發(fā)揮了植物吸收污染物的作用,又體現(xiàn)了植物對(duì)環(huán)境的美化作用[3]。
4.2河流形態(tài)的多樣性及生物群落多樣性
各種河流的生態(tài)系統(tǒng)并不一樣,在被破壞以后想要完全地恢復(fù)到以前的狀態(tài)需要投入巨額資金。在進(jìn)行修復(fù)時(shí)應(yīng)該盡量使其恢復(fù)原生的自然生態(tài)。河流形態(tài)具有多樣性,因此在進(jìn)行修復(fù)時(shí)需要保持河流的自然形態(tài)。同時(shí),還應(yīng)該使河槽與護(hù)堤在橫向斷面上形態(tài)保持一致。保持河流中原本的植物、石頭以及岸邊的植被的多樣性。除了形態(tài)要有多樣性,水環(huán)境也必須多樣化。水環(huán)境中的動(dòng)植物、微生物之間關(guān)系密切,如果這種關(guān)系被破壞,水環(huán)境凈化污染物的能力也會(huì)降低。如果水生態(tài)已經(jīng)被破壞,就要重新構(gòu)建環(huán)境中的生物關(guān)系,首先要種植水生植物,為微生物的生長創(chuàng)造適宜的環(huán)境,之后再投入魚蝦等水生動(dòng)物,在生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)以后,其凈化水體的能力也會(huì)恢復(fù)。
4.3布置人工濕地
人工濕地是通過把植物、石頭、小島等人工景觀組合在一起,形成優(yōu)美的景觀,通過水體的凈化美化環(huán)境。復(fù)合人工濕地系統(tǒng)由垂直潛流濕地、一級(jí)和二級(jí)水平潛流濕地組成。該濕地復(fù)合系統(tǒng)充分考慮了植物的凈化效果、觀賞性、抗逆性以及耐污性,通過不同品種之間的搭配創(chuàng)建獨(dú)特優(yōu)美的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)景觀。在放養(yǎng)水生動(dòng)物中,充分考慮水生動(dòng)植物的營養(yǎng)和空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行,合理設(shè)計(jì)底棲動(dòng)物、濾食性浮游動(dòng)物、魚類以及蝦類放養(yǎng)的數(shù)量和種類。通過科學(xué)、合理的動(dòng)植物組合為微生物的繁衍營造一個(gè)好的環(huán)境,從而實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化的目標(biāo)。這不僅確保了生態(tài)效益,還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。
5河道治理效果分析
2016年4月,某地相關(guān)政府部門通過運(yùn)用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理某一河道,并得到了理想的效果。治理工作中主要運(yùn)用了以下修復(fù)技術(shù):(1)生態(tài)護(hù)坡技術(shù),這一技術(shù)將原有河擴(kuò)寬了30~50m,河道寬窄度不一樣,具有豐富的線型,且充分運(yùn)用自然土坡,依據(jù)河岸綠化景觀及河道的寬度合理調(diào)整邊坡比,岸坡面運(yùn)用的是具有良好透水性的石料,并將大量水生物質(zhì)種植在空隙部位,對(duì)水中的有害物質(zhì)進(jìn)行沉淀和吸附,這不僅提高了土壤的穩(wěn)固性,還防止了沖刷問題的出現(xiàn)。(2)水生去富營養(yǎng)化構(gòu)建技術(shù),這一技術(shù)主要包含兩大系統(tǒng),一是采用投放和人工培育方法構(gòu)建的生物體系,二是主要以沉水植物為重點(diǎn)的水生植物的凈化系統(tǒng),采用這兩大系統(tǒng)提高了河道的流動(dòng)速率,防止了水體營養(yǎng)鹽富集,使水體自凈能力得到了有效的提高,并且抗逆性極強(qiáng)。(3)生態(tài)浮毯技術(shù),這一技術(shù)經(jīng)常用于水生植物的人工圈養(yǎng),不僅可以使河道生態(tài)環(huán)境得到改善,還可以使水質(zhì)得到更好的凈化。
6結(jié)束語
針對(duì)我國現(xiàn)階段水環(huán)境的污染而言,生物生態(tài)技術(shù)具有一定的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。水污染的處理技術(shù)正在逐漸向著源頭化、深度化污水處理的方向發(fā)展。生態(tài)水利工程的技術(shù)從現(xiàn)階段單純的河段結(jié)構(gòu)性修復(fù)向河流甚至流域整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、生態(tài)過程及功能綜合修復(fù)的方向發(fā)展,不斷擴(kuò)大水生態(tài)修復(fù)的尺度,相信未來水生態(tài)修復(fù)技術(shù)一定會(huì)發(fā)展出更多先進(jìn)并與之配套的技術(shù),從而為治理河道提供更好的解決措施。
參考文獻(xiàn):
[1]石磊.城市水環(huán)境生態(tài)修復(fù)問題及解決辦法[J].工程技術(shù)研究,2020,5(13):242-243.
[2]高菲.基于生態(tài)修復(fù)技術(shù)下彌勒東風(fēng)韻小鎮(zhèn)創(chuàng)意園區(qū)山地景觀設(shè)計(jì)[D].昆明:昆明理工大學(xué),2020.
[3]金星,強(qiáng)超,閆東宇,等.水生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用與研究[J].珠江水運(yùn),2021(13):6-8.