水生態(tài)修復技術對河道治理的實用性

時間:2022-01-25 09:13:32

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水生態(tài)修復技術對河道治理的實用性

摘要:水生態(tài)修復技術利用水體環(huán)境中的動植物以及生物群落來降解、轉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用價值。文章在分析了水生態(tài)修復技術產生的背景和特性的基礎上,探討了水生態(tài)修復的主要技術類型及其在河道治理中的應用方法和應用效果,結果證明水生態(tài)修復技術不僅可以提高水質,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。

關鍵詞:水生態(tài)修復;河道治理;環(huán)境修復

1水生態(tài)修復技術產生的背景

我國經(jīng)過多年的發(fā)展,雖然經(jīng)濟水平有了很大的提升,但同時河流生態(tài)系統(tǒng)也受到了較嚴重的破壞,人類的各種活動對水生態(tài)造成了十分嚴重的干擾,已經(jīng)開始影響人們的正常生活。在這樣的形勢下出現(xiàn)了生態(tài)治水的新理念,開始建立水生態(tài)修復系統(tǒng)。水生態(tài)修復技術正是基于這種情況下產生的,也是當下進行水生態(tài)治理,恢復、保護自然生態(tài)環(huán)境的一項重要技術[1]。

2水生態(tài)修復技術的特性

水生系統(tǒng)包括水生動植物、原生動物以及微生物等,水生態(tài)修復技術就是通過培養(yǎng)這些水生動植物和微生物,利用生物方法來降解和轉化水中的污染物,對水環(huán)境進行改善與修復。這種技術的特性主要表現(xiàn)在以下兩個方面:(1)具有良好的凈化效果,在利用這項技術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,然后再利用該技術對水體進行修復與治理,經(jīng)過治理以后水質標準能夠達到Ⅲ級。(2)修復成本較低,多數(shù)的治理技術并不能有效治理整條河道,而且需要投入較大費用建設管道、運轉水泵以及系統(tǒng)設備,而水生態(tài)修復技術對于設備的依賴性并不高,在治理過程中的投入也要少很多。

3水生態(tài)修復技術的主要類型

3.1生物處理技術

生物處理技術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,掌握好曝氣時間來培養(yǎng)能夠對污染物進行分解的微生物,使其比較快速地去除氨氮、COD和有機氮等污染物。水體的面積、流速、污染程度都是在制訂具體技術方案時需要考慮的因素。比較常用的是原位生物修復技術,在水體污染很嚴重時一般會采用這一技術來凈化水質。生物處理技術流程圖如圖1所示。

3.2修復生態(tài)岸坡

進行水生態(tài)修復是為了修復被污染和被破壞的水生物環(huán)境,如今,我國進行水利工程建設時已經(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,有了更加先進的生態(tài)治理理念,更多的是建設生態(tài)型的河道岸坡[2]。河坡不再是直立的剛性結構,而是建成比較緩的河坡,然后在上面種植植物對土壤進行固定,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的場所。在進行河道治理時,也逐漸開始使用天然材料、多孔材料。某生態(tài)岸坡修復成果如圖2所示.

3.3生物修復技術

生物修復技術是利用水中的生物,即水生動植物及微生物對污染物進行分析及轉化,以此修復、改善水環(huán)境。應用這一技術時可能使用多種生物,雖然不同動植物及微生物在進行水體修復時的表現(xiàn)形式不一樣,但都可發(fā)揮凈化水體的作用。

4生態(tài)修復技術在河道治理中的應用

4.1優(yōu)選植物種類

水生態(tài)修復技術有多種類型和修復方案,能夠適用于多種類型的水體污染的治理。在設計修復方案時應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)修復技術中,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,種植在河道兩側比沉水植物更高的一級區(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到以前的狀態(tài)需要投入巨額資金。在進行修復時應該盡量使其恢復原生的自然生態(tài)。河流形態(tài)具有多樣性,因此在進行修復時需要保持河流的自然形態(tài)。同時,還應該使河槽與護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)境中的動植物、微生物之間關系密切,如果這種關系被破壞,水環(huán)境凈化污染物的能力也會降低。如果水生態(tài)已經(jīng)被破壞,就要重新構建環(huán)境中的生物關系,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物,在生態(tài)系統(tǒng)恢復以后,其凈化水體的能力也會恢復。

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。復合人工濕地系統(tǒng)由垂直潛流濕地、一級和二級水平潛流濕地組成。該濕地復合系統(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)建獨特優(yōu)美的復合人工濕地系統(tǒng)景觀。在放養(yǎng)水生動物中,充分考慮水生動植物的營養(yǎng)和空間結構進行,合理設計底棲動物、濾食性浮游動物、魚類以及蝦類放養(yǎng)的數(shù)量和種類。通過科學、合理的動植物組合為微生物的繁衍營造一個好的環(huán)境,從而實現(xiàn)水質凈化的目標。這不僅確保了生態(tài)效益,還具有良好的經(jīng)濟效益以及社會效益。

5河道治理效果分析

2016年4月,某地相關政府部門通過運用水生態(tài)修復技術治理某一河道,并得到了理想的效果。治理工作中主要運用了以下修復技術:(1)生態(tài)護坡技術,這一技術將原有河擴寬了30~50m,河道寬窄度不一樣,具有豐富的線型,且充分運用自然土坡,依據(jù)河岸綠化景觀及河道的寬度合理調整邊坡比,岸坡面運用的是具有良好透水性的石料,并將大量水生物質種植在空隙部位,對水中的有害物質進行沉淀和吸附,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)化構建技術,這一技術主要包含兩大系統(tǒng),一是采用投放和人工培育方法構建的生物體系,二是主要以沉水植物為重點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。(3)生態(tài)浮毯技術,這一技術經(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,還可以使水質得到更好的凈化。

6結束語

針對我國現(xiàn)階段水環(huán)境的污染而言,生物生態(tài)技術具有一定的發(fā)展優(yōu)勢。水污染的處理技術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)水利工程的技術從現(xiàn)階段單純的河段結構性修復向河流甚至流域整體結構系統(tǒng)、生態(tài)過程及功能綜合修復的方向發(fā)展,不斷擴大水生態(tài)修復的尺度,相信未來水生態(tài)修復技術一定會發(fā)展出更多先進并與之配套的技術,從而為治理河道提供更好的解決措施。

參考文獻:

[1]石磊.城市水環(huán)境生態(tài)修復問題及解決辦法[J].工程技術研究,2020,5(13):242-243.

[2]高菲.基于生態(tài)修復技術下彌勒東風韻小鎮(zhèn)創(chuàng)意園區(qū)山地景觀設計[D].昆明:昆明理工大學,2020.

[3]金星,強超,閆東宇,等.水生態(tài)修復技術在河道治理中的應用與研究[J].珠江水運,2021(13):6-8.

作者:趙勇 單位:貴州梵禹建設工程有限公司