河流水环境保护与修复

篇一：河流生态修复

河流生态修复

摘要：河流生态修复的理念逐渐被人们所认知，一些符合生态修复理念的规划设计方法在工程建设中被逐步采用。在水利部科技创新项目和地方政府的支持下，一些河流生态修复示范工程取得了很好的建设效果并发挥了良好的示范效应。文中结合几个案例，介绍近几年在河流生态修复技术和实践方面所取得的部分进展。

关键字：生态 修复 技术 20世纪70年代以来，一些发达国家的科技界和工程界针对水利工程对于河流生态系统产生的负面影响，提出了如何进行补偿的问题，在此基础上产生了河流生态修复的理论与工程实践。

我国的河流生态修复正处于起步阶段，在理论和实践方面也进行了有益的探索。按照生态水利工程学理论，河流生态修复的任务，一是水文条件的改善，二是河流地貌学特征的改善(董哲仁，2003，2004)。其目的是改善河流生态系统的结构与功能，标志是生物群落多样性的提高。一些地区结合河流整治和城市水利工程建设，即与防洪、排水、疏浚、供水、城市景观、水文化、人文历史等工程相结合，开展了河流生态修复示范工程建设。这类工程既具备特定的水利功能，可以满足经济社会发展的需求，同时也兼顾河流生态系统健康和可持续性的需求，以实现水利功能与生态系统功能的统一。本文主要介绍我国近几年在河流生态修复技术和实践方面所取得的部分进展。

1.水库多目标生态调度

河流是生态系统物质流、能量流和信息流的载体，是一个连续的系统。自然河流的连续性不仅包括水文过程的连续性，还包括营养物质输移的连续性、生物群落的连续性和信息流的连续性。大坝工程对河流生态系统的影响主要表现在顺水流方向的非连续化问题，即水文过程和营养物质输移的非连续化。大坝对于河

流生态系统的影响包括两个方面：一是大坝与水库本身带来的负面影响；二是在大坝运行过程中对生态系统的胁迫。前者的影响主要造成大坝上下游河流地貌学特征的变化，后者的影响主要造成自然水文周期的人工化。

通过改善水库调度进行筑坝河流的生态修复是河流生态修复工作的一项重要内容。通过改进水库调度，可以避免和挽回大坝对自然环境的潜在危害，恢复河流已丧失的生态功能或保持自然径流模式。但改进后的调度不宜显著改变传统水利工程的功能，即减小原有的灌溉、发电和防洪效益。

目前，我国在水库多目标生态调度技术方面的研究仅处于初步阶段，有很多关键性课题需要结合具体水库工程深入开展研究，概括为如下几方面的内容：(1)水库下游维持河道基本功能的需水量确定方法；(2)模拟自然水文情势的水库泄流方式；(3)水库泥沙调控及水库富营养化控制技术；(4)大坝孔13的合理运用模式及克服温度分层影响的技术；(5)恢复增强水系连通性的调度方法；(6)应对水污染突发事故的水库应急调度预案；(7)水库多目标生态调度法规体系和协调机制。

2.河道整治工程

随着生态水利工程学和河流生态学理念逐步被人们认知和接受，在我国的一些河道工程规划中，强渊自然河道平面形态的保护和修复，遵循宜弯则弯 宜宽则宽的原则。堤防工程建没要兼顾防洪和生态保护，正确处理土地利用和生态保护的关系，尽可能保留河漫滩区域。岸坡侵蚀防护采用生态工程技术，如植被护坡、具有良好反滤结构的抛石和空心混凝土块等。以下结合3个案例说明这些理念和技术的应用情况。

2．1 浙江辛江塘河道整治工程

辛江塘河道位于浙江省海宁市，河道全长22.5 km，是海宁市“六横九纵”河道网络框架中西引东泄的主干河道，亦是横贯东西的一条水上运输通道。辛江塘常水位时水面宽27.0 m，河道总宽度42.5 m。

辛江塘河道为平原河网水系，平时水流流速较缓，且河道通航功能在逐渐消退。因此，辛江塘河道岸坡侵蚀的主要原因是水位变动区以上部分雨水冲刷引起表层土流失和水位变动区处波浪淘刷造成边坡坍塌。据初步统计，河道淤积中约60％ 为边坡崩塌，30％为表层土流失、10％为动植物腐烂物。

2．1．1 工程规划设计

在辛江塘的河道治理规划设计中，遵循了5个方面的设计要点：(1)保持河道自然平面形态。在辛江塘建设中，本着尊重历史、尊重自然的原则，基本保持现有河道平面形态。拆除阻水建筑物，以满足河道排涝泄洪过水和抗旱引水要求。河道宜弯则弯，宜宽则宽，并增设河滩和岸边湿地等。(2)采用多样性断面。在满足河道功能的前提下，尽可能保持辛江塘天然断面，在保持天然河道断面有困难时，按复式断面、梯形断面、矩形断面的顺序选择。辛江塘大部分河段可用天然河道断面，在通过主要集镇时采用梯形、矩形断面。(3)增加水域栖息地多样性。在治理规划中，保留了一些河边静水区和湿地，营造多样性水域栖息地环境，使之具有不同的水深、流场和流速，适于不同生物发育和生长需求，如图1所示。

(4)采用植被进行岸坡侵蚀防护。通过引入植被，应用生态工程技术措施进行岸坡侵蚀防护是辛江塘河道整治的中心环节之一。河岸带植被虽对行洪具有一定影响，但它有很多其他功能，这些功能源自于河岸带生态系统内的环境过程，如正常发育的河岸带植被对河道岸坡有一定的加固作用，可以提供遮阴从而降低河流水温，在营养物质循环和水质改善方面也具有重大作用，为野生动物提供多种栖

息地环境，并可以增加河道两岸的美学价值。(5)选择适宜的植物物种。河道植物的选择以辛江塘和邻近河道自然植被的植物种类为主体，如杉类、松类、竹类、桑、栾树、椿类等，它们经过了自然界适者生存、劣者消亡的过程，最能适应河道边生态环境、且病虫害较少。根据水位变动情况，进行植物分区。在河道常水位线以下种植水生植物，它的功能主要是净化水质和为水生动物提供食物和栖息场所。沉水植物、浮水植物、挺水植物按其生态习性混合种植和块状种植相结合。高杆、蔓延快的植物(如芦苇等)控制种植。在常水位至洪水位的区域下部以种植湿生植物为主，上部以中生但能短时间耐水淹植物为主。植物配置种植应群落化，物

种问生态位互补，上下有层次，左右相连接。种植多年生草本、灌木和乔木树种(如水杉、垂柳、落羽杉、枫杨等)。洪水位线以上配有占总量50％ ～60％的常绿树种．以增加河道观赏性。

2．1．2 施工技术

草本植物通过种植种子进行培育，乔木则通过移植进行培育，灌木则通过栽种活枝条进行培育，如图2所示。

施工中，将活体枝条(长

0.8～1.0 m、直径10～25mm)置于填土土层之间或埋置于开挖沟渠内。从边坡的底部开始，依次向上进行施工。用上层开挖的土料对下层进行同填，依次进行。填土坡和开挖坡的施工程序有所不同，但其原则是一致的。梢料层安放层面应该稍微倾斜(水平角约10°～30°)。枝条以与岸线正交的形式安放，并使其顶端朝外，其后端应插入未扰动土20cm左右。在枝条上部进行回填，并适当压实。

篇二：第二节水生态环境保护与修复规划

第十章专项规划

第二节水生态环境保护与修复规划

摘要：本文通过对一些有关水生态环境保护和修复方面论文的阅读，理解，整理出水生态环境保护修复的目的、原则、内容和方法等。以及如何合理的制定完整的水生态环境修复规划。并简单列出修复水生态环境的规划措施及水源净化方法。

关键词：水生态环境 河流 环境保护 修复规划 治理

一、 水生态环境保护与修复规划概述：

生态环境保护是关系到我国社会经济持续健康发展的战略问题，而水资源是生态环境系统中最重要、最活跃的因子，可以说，水资源数量的多少和质量的优劣直接影响到生态环境系统的质量。然而随着经济社会的高速发展和人口的快速增长,水生态环境承受越来越大的压力。一些地方出现河道断流、湿地消失、江河湖泊水污染和富营养化、大面积的水体被覆盖, 河道被硬化、渠化, 人工与自然的比例不协调, 河流原有生态系统被破坏, 河流自净能力丧失等问题,导致城市居民生活环境质量下降，制约了区域经济社会的可持续发展。开展水生态环境的保护与修复, 维护江河湖泊的健康生命, 实现人与自然和谐相处, 已得到全世界的广泛关注。世界上许多国家对破坏河流自然环境状态的河流整治工程进行了反思, 并逐步对已改造的河流进行了回归自然状态的再改造。

水生态环境保护与修复的基本内容有两项, 即保护水生态环境和修复水生态系统。保护和修复同步进行, 保护推动修复, 修复促进保护。其一, 保护水生态环境就是对水体及涉水部分进行保护, 包括保护水量水质, 防治水污染, 使其质量不再下降。同时保护水系和河流的自然形态, 保护水中生物及其多样性, 保护水生物群落结构, 保护本地历史物种、特有物种、珍稀濒危物种, 保护生物栖息地。此外, 还要注意保护水文化。其二, 对已经退化或受到损害的水生态环境采取工程技术措施进行修复, 遏制退化趋势, 使其转向良性循环。水生态环境保护和修复的工程技术措施应是综合性的, 可利用现有的或建设湿地保护区、水土保持、水污染防治(控制点源和非点源等) 、清除内污染源(受污染的淤泥二次释放, 还有藻类和其他水生物残体等) 、相机以水工程科学调度调水释污、河道整治、水系调整、建设江河湖泊生态护坡护岸工程、滨水生态隔离带工程(包括滨水景观绿化带) 、河道曝气、前置库等各项工程技术措施, 进行合理选配。目的是要起到削减污染物产生量和进入水体量、提高水体自净能力的作用, 增加水环境容量,改善水质, 使水生态环境进入良性循环。同时要有相应的保障措施配套, 确保工程技术措施的全面实施, 发挥其最大的水生态环境保护与修复效

【1】果。

1、水生态环境保护与修复的原则。

水利部《关于水生态系统保护与修复的若干意见》提出的基本原则包括: 遵循自然规律原则、经济社会现实可行原则、保护与修复长期性原则、保持水生态环境的完整性和多样性

【2】原则。

(1) 遵循自然规律是水生态环境保护与修复的关键。健康江河湖泊应该是生态功能与开发利用功能和谐统一的, 既有良好的生态, 又能够合理利用, 造福人民。维护江河湖泊的健康, 既要维持其良好的生态环境, 又要可持续开发利用其使用功能, 为区域经济发展提供可靠支撑。生态环境的各种要素相互依存、互相作用、相互制约、互为因果。要树立与江河湖泊和谐共处观念, 处理好人与环境的关系, 特别是人与水的关系。国内一些湖泊的治理经验表明, 要慎重采取换水和清淤的措施来改善水生态环境, 否则, 都极有可能带来意想不到的严重后果, 要深化对江河湖泊的自然生态规律的研究, 充分利用自然生态系统的自我修复

能力。

(2) 经济社会现实可行是由于水生态环境保护与修复是系统工程, 除将保护措施融入各项水利和其他经济工作中, 还要建设一些治理和修复工程, 庞杂且费用大、周期长。要从经济社会发展的实际出发, 确定合理适度, 现实可行的水生态环境保护与修复目标和工程措施。在实施中, 应该用生态的观念和流域与区域相结合的观点, 系统地进行综合分析研究。既要考虑水利工程建设和安全运行, 又要考虑生态环境的改变, 既要考虑水量, 又要考虑水质, 既要考虑经济效益, 又要考虑社会效益、生态效益。水生态环境修复工程涉及到环境工程、水利工程、地质工程、土木工程、生态工程等多门学科。难点之一在于其复杂性和不可重复性,不可能有控制地进行反复试验。修复工程不确定性大, 工程失败容易造成不可挽回到损失。

(3) 水生态环境保护与修复工作具有长期性,不是集中一段时间就能完成。因此, 要长期坚持不懈, 并将保护与修复工作贯穿于水资源开发利用规划、设计、施工, 运行、管理等各个环节。

(4) 保持水生态环境的完整性和多样性, 这是保护与修复的目标之一。河流湖泊的开发利用势必影响到水生态环境的完整性和稳定性、水生生物的多样性、湿地功能及水资源保护等。因而须将开发利用中对水生态环境的累进影响降低到最低。同样, 在进行水生态环境保护和修复对工程措施中, 也要注重保持水生态环境的完整性和多样性。要重视引进、推广高新技术成果, 例如控制化肥流失技术、水体氮磷藻移出技术, 以及生物净化技术等等。

二、水生态修复规划内容与方法：

在“河流生态恢复”的目标方面，学术界存在着不同的表述，这些表述也反映了不同的学术观点，从过程、目标到相关措施都有很大的差异。对于河流生态恢复定义有以下主要表述：

“完全复原” (Full restoration)，定义为“使生态系统的结构和功能完全恢复到干扰前的状态”（Cairns,1991)。完全复原首先是河流地貌学意义上的恢复，这就意味着拆除大坝和大部分人工设施以及恢复原有的河流蜿蜒性形态。然后，在物理系统恢复的基础上促进生物系统的恢复。

“修复”（Rehabilitation），定义为“部分地返回到生态系统受到干扰前的结构和功能”。通过生态修复方案的实施，在大多数情况下，具有重要功能的可持续的生态系统和栖息地仍可以被重建。

“增强”，（Enhancement），定义为“环境质量有一定程度的改善” （National Research Council 1992）。典型的增强措施包括改变具体的水域、河道和河漫滩特征以补偿人类活动影响。比如改变河流内鱼类栖息地结构等。但有的学者认为，这些增强措施虽能提供改善栖息地条件的机遇，但缺乏生态学基础，其有效性受到置疑（Beschta et al. 1994）。

“创造”，（Creation），定义为“开发一个原来不存在的新的河流生态系统，形成新的河流地貌和河流生物群落”（National Research Council，1992）。创建新的栖息地的做法是一种管理手段，试图把丧失栖息地的影响降到最低或弥补这种影响。

“自然化”（Naturalization），由于人类对于水资源的长期开发利用，已经形成了一个新的河流生态系统，而这个系统与原始的自然动态生态系统是不一致的。在承认人类对于水资源利用的必要性同时，强调要保护自然环境质量。通过河流地貌及生态多样性的恢复，达到建设一个具有河流地貌多样性和生物群落多样性的动态稳定的、可以自我调节的河流系统（Rhoads and Herricks，1990）。

（一）、 河流生态修复的任务

河流水系生态恢复的任务有三大项：一是水质条件、水文条件的改善，二是河流地貌特征的改善，三是生物物种的恢复。总目的是改善河流生态系统的结构与功能，主要标志是生物群落多样性的提高。

水质条件、水文条件的改善包括：水量、水质条件的改善，水文情势的改善，水力学条件的改善。通过水资源的合理配置以维持河流河道最小生态需水量。通过污水处理、控制污水排放、生态技术治污、提倡源头清洁生产、发展循环经济以改善河流水系的水质。提倡多目标水库生态调度，即在满足社会经济需求的基础上，模拟自然河流的丰枯变化的水文模式，以恢复下游的生境。

河流湖泊地貌学特征的改善包括：恢复河流的纵向连续性和横向联通性；保持河流纵向蜿蜒性和横向形态的多样性；外移堤防给洪水以空间并扩大滩地；退耕还湖和退渔还湖；采用生态型护坡以防止河床材料的硬质化。

生物物种的恢复包括：濒危、珍稀、特有生物物种的保护；河湖水库水陆交错带植被恢复；包括鱼类在内从水生生物资源的恢复等。

（二）、 规划原则[3]

河流生态修复规划的指导思想是：以可持续发展理念为指导，评估河流的生态状况，确定河流开发与保护的适宜程度，提出改善河流生态系统结构与功能的工程措施和管理对策，促进人与自然和谐相处。

1、河流生态修复与社会经济协调发展原则

（1）．统筹生活、生产和生态用水需求

遵循的原则应该是：在满足社会经济发展需要的前提下，兼顾生态系统的健康需求。

（2）．具备社会经济与生态双重功能

河流应该满足特定的防洪、供水、发电、环保、旅游等社会经济功能，同时需要具备良好的生态服务功能。因此，生态修复规划应强调整体优化观点。

（3）．统筹协调与相关规划的关系

河流生态修复规划属于水资源保护类的专业规划，河流生态修复规划必须服从综合规划并在综合规划的指导下编制，成为综合规划的一个有机的组成部分。河流生态修复规划也要与相关规划相协调和衔接，这些规划包括：防洪规划、水环境保护规划、城市建设规划、自然保护区规划、社会主义新农村建设规划等，都需要统筹考虑，相互衔接。

（4）．河流生态修复与河流综合治理相结合

河流生态修复应与防洪、河道整治、水污染控制和水环境整治、城市景观建设、旅游资源开发、新农村建设等工程相结合，使项目的资金使用效率提高，发挥“事半功倍”的作用。在一些情况下，河流生态修复规划也可以不单独形成独立的规划，而成为防洪、河道整治、环境整治、市政建设等规划的一个组成部分。

2、 提高空间异质性的景观格局原则

（1）高景观空间异质性，增强物种多样性[]

提高景观空间异质性，有利于生物多样性的增强，有利于生态修复。

（2）改善流域尺度的河流景观格局配置

在流域尺度下需要研究改善全流域景观的空间格局配置，达到河流生态修复的目的。需要以缀块－廊道－基底模式的空间景观理论为基础，合理规划各种类型的缀块的数量、几何特征、性质，充分发挥河流廊道连接孤立缀块的功能。还要研究河流廊道与其它形式的廊道的协调关系。运用边缘效应、临界阈值理论、渗透理论、等级理论、岛屿生物地理学理论等景观生态学理论，采取调整土地利用格局，增加景观多样性，引入新的景观缀块，建立基础性缀块，运用不同尺度的缀块的互补效应等措施，谋求提高景观格局的空间异质性。

（3）河流廊道尺度下提高景观空间异质性

在河流廊道尺度下，提高景观空间异质性可以实现生物群落多样性的恢复。

在河流廊道尺度下，提高景观空间异质性的途径有：在河流平面形态方面，恢复其蜿蜒性特征；尽可能外移堤防以恢复河流原有的宽度，给洪水以空间，同时在汛期保持主流与河

滩、河汊、池塘和湿地的连接。在河流横断面上，恢复河流断面的多样性，在水陆交错带恢复乡土种植被。在沿水深方向恢复河床的渗透性，保持地表水与地下水的联通。通过这些景观要素的合理配置，使河流在纵、横、深三维方向都具有丰富的景观异质性，形成浅滩与深潭交错，急流与缓流相间，植被错落有致，水流消长自如的景观空间格局。

3、流域尺度规划原则

河流生态修复规划的尺度应是流域。换言之，应该以流域为空间单位制定河流修复规划，而不是以区域或河段为单位。如果以区域或河段作河流生态修复规划，不仅忽视了河流上下游、左右岸之间的紧密关系，也忽视了以河流廊道为纽带以流域为基质的生态景观的基本特征。所谓流域，在水文学中可以定义为地面分水线包围的汇集降落在其中的雨水流至出口的区域。

确定河流生态修复规划的时间尺度，必须考虑河流生态系统的演进过程是一个渐进的过程，形成一个较为完善的新的生态系统需要足够的时间。因此，规划中制定的时间尺度具有几种不同的类型，包括河流生态修复的时间尺度；项目实施的时间尺度；项目监测时间尺度；项目区管理时间尺度。

地球上没有两条相同的河流，因此要因地制宜地制定规划。河流生态修复要充分尊重每一条河流的个性，包括水文、气象、地貌和生物多样性等自然属性；开发、利用、防洪的功能属性；人文、历史和休闲等社会属性，采取个性化的规划理念，寻求最佳的河流修复规划方案。

4、以生态自我修复为主，人工适度干预为辅原则

河流生态系统对待外来干扰的反应总是力图恢复到原来的状态，表现出一种自我恢复的功能。自我恢复的过程表现为食物网随时间的发展过程和生物群落的自适应能力。其结果是在新的条件下形成动态平衡，恢复原有系统的结构和功能某些特征。

5、生态修复工程与资源环境管理相结合原则

技术，是实现维护河流健康目标的重要手段，但不是唯一的手段。除了技术支撑以外，河流生态修复工作还需要包括立法保障、执法监督和机制体制改革、推行水资源的一体化管理等一系列措施。

（1）河流生态修复与资源环境管理相结合

河流生态修复工作应与建设资源节约型和环境友好型社会建设相结合。规划中应包括节水型社会建设的措施、生态和环境管理措施以及规划实施后项目区环境维护管理措施。

（2）建立河流生态修复的多部门合作机制

河流生态修复必然涉及到各个政府部门和诸多行业，包括发展计划、水利、环保、国土资源、林业、建设、农业、交通、科技、旅游等部门，需要跨部门的合作，建立统一规划和实施的机制，具有坚实的组织保障。

（3）建立河流保护公众参与机制

水环境治理关系到流域环境质量和人居环境，与全流域居民的切身利益息息相关。水资源的开发与保护涉及到不同的利益集团和社会公众利益，需要建立一种协商机制，在河流的开发者、保护者及社会公众之间达成河流健康标准的共识，形成一种被各方可以接受的折衷方案。需要扩大公众参与的范围和深度，保障公众的知情权、参与权和决策权。

（三）、规划编制的技术流程[5]

编制河流生态修复规划的主要内容包括四部分，即现状及历史调查与分析；制定生态修复目标；提出规划对策；经济－生态效益评估。

规划编制的技术流程包括：1）明确规划的总体思路，包括指导思想和遵循原则，体现可持续发展观和人与自然和谐的理念。2）现状与历史的调查与分析，包括社会、经济及水资源状况、水文气象、地貌地质、河流演进历史和形态、生物物种状况和河流生态系统退化

原因调查分析。3）在调研的基础上，制定河流生态修复目标。4）确定规划范围、时间与空间尺度以及总体格局。5）确定工程任务主要包括：水文条件的恢复；生物栖息地保护和修复；生物群落的恢复及保护。6）建立河流生态监测系统和河流健康评估系统。7）制定管理办法。 8）对于规划进行经济－生态效益综合评估。 确定工程范围、工程目

的、相关限制等提出问题

前期调查

合分析

初步构想自然地理调查水文气象调查地质地貌调查社会经济调查生态调查民意调查等

初步设计

水力分析

安全分析

生态分析

经济分析等

民意反馈等

细部完善的细部设计反馈监测维护等选择目标物种设定检测指标河流形态、土壤特性、生物群、岸坡型式、河床型式、岸边过渡带等评估

要区分两类被干扰的河流生态系统。一类是未超过本身恢复力的生态系统，是可逆的。当去除人类活动造成的胁迫因子，比如采取污染控制、水文条件的改善、改造河流的人工渠道化工程等措施以后，有可能靠自然演替实现自我恢复的目标。另一类是被严重干扰的生态系统，它往往是不可逆的。在去除胁迫因子或称“卸荷”后，还需要辅助以人工措施创造生境条件，进而发挥自然修复功能，实现某种程度的修复。

一般来说，河流生态修复工程措施可以归纳为三类：水文恢复措施、地貌多样性修复措施及栖息地恢复措施。水文措施的实施主要是为了调节径流模式，如改变水库运行调度方案、调整河流取水方式、调水工程等。地貌多样性修复措施包括多项技术，其目的在于使河道具有一定的自然地貌特征，主要措施包括：河岸带廊道的修复；河流蜿蜒性特征的修复；河流断面多样化特征的修复；创建深潭-浅滩序列；河道内局部地貌特征的改善；生态型岸坡防护技术。栖息地措施包括在河床、河岸、河岸带上设置一些结构物，改善河流的生态功能，以及在河流内设置遮蔽物、开挖枯水河道、进行岸边带植被和改善河床底质等。

在确定利用某种修复措施后，应在理解其结构、功能及特征的基础上根据相关资料进行细部设计，比如，深潭-浅滩序列的修复和重建必须建立在对河道历史情况进行调查的基础

篇三：河流生态修复应注意的几个问题(杨海军-2013)

河流生态修复应注意的几个问题

杨海军1,2,3，姚会文3，张振兴1, 向洪勇1, 何春光1,2 *

摘要：河流孕育着生命和文明的成长，同人类之间形成了非常密切的关系。但是自工业革命以来，世界范围内，由于人类对河流的利用多于任何其它生态系统，河流退化甚至成为社会经济可持续发展的瓶颈。近30年来的中国高度经济发展不仅了导致江河水系污染严重，城市的居住环境也不断恶化。

中国以迎接第29届奥运会（2008年北京奥运会）北京奥运会为契机，开始实践了河流生态修复，诞生了第一个生态河道。这一实践给中国的河流生态修复提供了可参考的范例，并推动了全国受损河流的生态修复进程。但是目前已有的河流生态修复案例仍是以水质改善、河道两岸的美化绿化和景观建设为主，河流应如何进行生态修复仍在探讨中。通过笔者的长期河流生态修复经验，本文在论述了中国生态河流建设的历史、理念、方法和实践的基础上，指出了中国河流生态修复应注意的几个问题，即：1）恢复河流的水文过程；2）恢复河流的传承文化的载体功能；3）将河流作为生态教育的场所；4）公众的参与与和谐发展。

关键词：河流生态修复；河流文化；生态教育；公众参与

1. 中国河流生态修复进展

中国近30年的改革开放取得了举世瞩目的经济成就。其却导致了90%流经城市的河段受到污染，超过40%的河流受到严重污染（陈宜瑜等，2007）。

缺乏生态工程思想的经济发展，使未经处理的工业和生活污水直接进入河道，这是造成河流污染的根本原因（吉川＆伊藤，2008）。而用钢筋混凝土包裹河道及将河道直线化的全国统一治理河流的传统工程模式，则使河流与居民之间存在着距离，使河流既不属于城市居民的日常生活，也不属于传统文化的一部分，河流已失去了创造文明和传承文化载体功能（杨海军，2010）。为了平衡经济发展和河流保护之间的利益，自1998年起，水利部门内部首先开始了反思水利工程弊端，探讨生态治河的理念（汪恕诚，2003；董哲仁，2007）。1998-2002年为生态治河理念的探索阶段，建设了一些景观河道，例如上海的黄浦江和苏州河（杨海军＆李永祥，2005）。

北京市以迎接第29届奥运会（2008年北京奥运会）为契机，开展了生态河流建设（河流生态修复）理念的探索，2003年开始实践了生态治河理念，将1970年填埋的北京转河重新挖开进行生1东北师范大学植被生态科学教育部重点实验室

2东北师范大学国家环境保护湿地生态与植被修复重点实验室

3深圳市鸿和达水生态科技有限公司

*通訊作者，E-mail: he-cg@nenu.edu.cn

态修复，并诞生了中国第一个生态河道，其代表作是北京转河（许士国等，2006；吉川＆伊藤，2008）。自2003年以来，北京在全市推广生态河流建设，例如北京永定河绿色生态走廊建设（总投资170亿元，2010年—2014，长约170公里）。2003年—2011年，北京市建设了10条生态河道，总长约100公里（蒋庆云等，2011）。上海市于2003年开始学习北京的经验，为了迎接第41届世界博览会（2010年），开展了大规模生态河流建设。2003年—2007年，共建设了5900条生态河道，总长约6800公里（桑保良等，2007）。广州市以迎接第16届亚运会（2010年）为契机，实施了大规模的生态河流建设，至2010年，共完成121 条生态河流建设，总长388.52公里（李碧清等，2011）

中国首批设立的经济改革特区——深圳市也开始学习北京的经验，自2005年开始拆除被混凝土包裹的4条（观澜河、福田河、新洲河、大沙河）河道，进行了生态修复。

在全国范围内，以中小河流为对象的生态河流建设工程在2009—2011年，共建设了1700条生态河道，总长约6300公里，计划在2012-2016年，建设5000条生态河道，总长约60000多公里（中华人民共和国水利部水利部，2011）。

2012年11月中国共产党十八大报告中提出建设“生态文明”和“美丽中国”，并将被污染的河流列为首位生态文明建设问题，在全国范围内，大力推动生态河流建设（中华人民共和国水利部, 2013）。

虽然中国的河流生态修复（生态河流建设）取得了重要进展，但是目前已有的河流生态修复案例仍是以水质改善、河道两岸的美化绿化和景观建设为主，河流生态修复的目标还不明确（杨海军＆李永祥，2005；杨海军，2010）。

笔者认为，河流生态修复或生态河流建设的目标是将河流作为公众空间，并使之成为集生态、文化教育、社会经济等多种用途为一体的区域，恢复属于当地的文化历史、水文和生态景观的属性。为了能够为今后更好地进行河流生态修复，发挥河流的功能，本文阐述了中国河流生态修复应注意的几个问题。

2. 河流生态修复应注意的几个问题

2.1 恢复河流的水文过程

水流和泥沙协同运动是河流维持生物多样性的基础（杨海军＆李永祥，2005）。但是，中国在1998年之前，采用顺直河道、用混凝土硬化河岸等工程措施，虽然提高了防洪标准，却限制了水流和泥沙协同运动的空间（朱晨东，2003；许士国等，2006）。

目前已实施生态修复后的河道，虽然在水质和景观方面得到了改善，但却忽略了水流和泥沙协同运动规律，即水文过程的修复。水流和泥沙协同驱动是河流生态修复的内在动力，与森林等生态系统不同，河流生态系统必须依赖于水流泥沙的协同运动作用不断调节着河流的生态过程，从而保证其生境和生物群落的多样性（杨海军＆李永祥，2005）。为了修复受损河道的水文过程，河流生态修复设计应该采用“整合人类社会和自然环境双方需求的可持续性生态系统设计”的生态工程原理（Mitsch，2012），发挥河流水流和泥沙协同运动的自我设计与自组织功能（林宪德，2005；杨海军

＆李永祥，2005）。为了实现这一目标，在河岸设计上，为了创造多样的水流结构，应使用块石呈凸凹形式布设在河岸，或设计各种形式的多空隙透水型护岸结构，栽植芦苇、柳树等河岸原生植物以缓冲水流对河岸的冲击的同时，依靠水流和泥沙协同运动的水文过程，也能营造出多样的栖息地（杨海军＆李永祥，2005；许士国等，2006；杨海军，2010）。在河床设计上，针对降雨时河道有流，无降雨时河道断流或少流的中国河流存在普遍的问题，基于生态工程原理，为了维持河道的正常水文功能，防止洪水发生，应设计可调节的闸门、橡胶坝、溢流堰等水流调蓄设施。

2.2 恢复河流的传承文化的载体功能

文化功能（如美学、艺术、教育及宗教等）是生态系统的服务功能之一（R.Costanza, 1997）。河流是人类文明的发祥地，同时也是文化传承的载体。但是，目前的河流生态修复更注重防洪和景观功能（杨海军＆李永祥，2005；许士国等，2006）。而中国的节日、民间信仰、传说及谚语等同水和河流有着密切关系。中国古代特别注重中华文化的传承，将中华文化象征符号融入河流治理工程中。如明朝洪武年间（1368年—1398年）在四川省泸州市泸县龙华村的九曲河上建造的桥梁，其融入了中华文化的象征符号——龙，称为龙脑桥（图-1），被列为全国重点文物保护单位。但是目前已完成的生态河道只关注河道水质的改善、河岸的生态化、岸边空间的园林式美化绿化，却没有考虑河流传承文化的载体功能的恢复。

图-1将象征中华文化的龙符号融入桥梁设计中（四川省泸州市泸县大田乡龙华村的九曲河）

为了传承中华文化或具有地域特色的文化，保护中国文化遗产和促进旅游经济发展，进行河流生态修复设计时，应继承和发挥图-1所示的这种将民族元素融入河流治理中，利用河流传承文化的技术方法。

2.3 将河流作为生态教育的场所

河流景观不仅是城市的构成因素，也是一种文化遗产。文化遗产是社会和公众幸福指数的重要组成部分（Tweed C. & Sutherland M.2007）。因此，城市河流是市民和旅客经常访问的休闲空间。公众接近河流的动机是追求河流具有的娱乐和精神效益（畔柳昭雄＆渡邊秀俊，1999）。例如，欣赏水

的表情、欣赏两岸景观、观察水边生物（樋口忠彦，1975）。

但是中国1998年以前的河流治理工程却没有考虑公众这种对河流的诉求（杨海军，2010）。而目前已完成的生态修复后的生态河道仅仅是满足了居民戏水、垂钓、休闲的需求。

而只是追求这种需求就有众人来访，例如，2010年开始实施了“北京永定河绿色生态走廊建设规划”（总投资170亿元，2010年—2014，长约170公里）（水世界网, 2010），已建成的永定河河道公园开放两个多月来接待游人近18万人次（中国网络电视台网, 2011）。

修复后的生态河道也可以被用来作为一种全新的教育方式，来增强人们的生态保护意识，能够教育和告之人们自然与人和谐相处的重要性。如日本京都的鸭川、韩国首尔的清溪川的生态修复不仅改善了水质和景观，也恢复了河流的水文过程，更重要的是将历史文化和河流生态知识通过墙壁或展板的形式展示给民众，极大地发挥了河道的生态教育功能（杨海军，2010）。但是中国的河流生态修复还没有认识到生态河道的教育功能。今后应学习国外成功的案例，发挥生态河道的教育功能，将之建成宣扬生态文明的室外自然教室。

2.4 公众的参与与和谐发展

河流生态修复不仅要依赖于政府的力量，而且也需要当地居民的理解与支持。公众参与能将各种利益和选择结合一起，使设计更具可操作性（C.T. Morris，2007；Vincent L. et al, 2012）。但是，中国在河流生态修复上，公众参与程度很低（陈宜瑜等，2007）。生活在河流附近的民众能给设计者和决策者提供很多看不到的信息。例如，河流原有的社会、风土及文化的信息。最近中国频发的河流水污染事件一般是民众通过网络途径对政府和企业进行监督，在对政府和企业监督和反馈信息方面是是一个有效途径（Reuters, 2013; South China Morning Post, 2013）。为了保证生态河流建设社会共通资本投资的有效性和其成果管理的可持续性，应提高并创造公众的监督与参与的机会（吉川＆伊藤，2008）。

3. 讨论

中国目前的水污染和大气污染是近30年来重视经济发展，忽略了对自然资源投资和管理的结果。“先污染，后治理”的莱茵河教训在中国的重演表明，在河流整治中，平衡社会经济发展与河流保护的需求对人类社会来说，一直是一个挑战。河流生态修复（生态河道建设）得到认可，是因为它整合河流自然功能与人类社会发展两者利益的，对受损河道进行的可持续生态系统设计，能同时最大化保护环境并鼓励可持续的社会经济发展。但是，这种“双赢”设计却不容易达到，因为河流是涉及到政府（发电、灌溉、城市用水）、企业（用水与排水）、公众（娱乐休闲、文化）、河流（生态）等多方利益的复杂开放系统（董哲仁，2007；杨海军＆李永祥，2005）。因此，对河流生态修复来说，标志性挑战是平衡经济发展与环境保护的需求。非物质经济的最大优点在于节能和环保，对文化资本的投资与管理能够促进环境和经济的可持续性发展（叶舒宪，2012）。中国有56个少数民族，都有各自的文化。因此，将民族文化元素融入到河流治理工程中，建设具有民族特色的生态河流，是

积累文化资本的一环。今后的中国河流生态修复仍需在考虑河流自然特征和人文特征的前提下，在治水、利水、自然环境、文化间保持平衡（岛谷幸宏, 2000）。

尽管河流生态修复的应用推广能够满足社会经济发展中的环境和文化保护的需要，并逐渐应用于中国其它地区，但这种方法的推广仍有一定程度的挑战。1）河流空间被挤占。城市河流的两岸已被房地产等商业性开发所挤占，农村河流两岸已被农地所挤占，想要收回这些土地用于生态河流建设非常困难。2）河水污染严重。生态河道的先决条件是干净的水质。中国城市的雨水、污水未能完全分流，河流已成为接纳污水的渠道。今后为了恢复河流生态，必须彻底地进行河流沿岸的污染防治。3）生态与防洪的权衡。生态河道建设是高难度的技术，许多生态护岸必须在抗洪结构与河岸生态结构之间做出平衡。4）生态河道需要更多的维护管理。传统的三面光混凝土河道不需要管理，但是生态河道要想达到“零管理”是不可能的，因为需要管理植被而利于行洪，同时也需要人为帮助生态系统发挥自组织功能，向人类需求方向发展。因此，为保证长期生态健康和这种生态技术的可持续性，管理过程需要严格执行。

中国今后重点发展的城镇化建设规划目标则给生态河道建设提供了应用的途径。同时也给中国生态工程的发展提供了舞台。

本文提出的问题为中国河流设计者提供机遇和挑战，同时也给其提供了生态学、景观生态学实践的机会，使他们将历史文化、教育功能和生态学整合到中国河流生态修复案例中，给生态工程输入了“新鲜的血液”。

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篇四：保护与修复水生态系统

探讨如何保护与修复水生态系统

摘要：本文主要结合笔者的实际工作经验就水生态系统保护及修

复进行简要的探讨，希望能推动生态修复工作持续、稳定、健康地

发展。

关键词：水生态保护；修复

中图分类号：s891+.5文献标识码：a 文章编号：

0.引言

近些年以来，随着水资源短缺与经济社会快速发展对水资源保障

的要求日益提高形成尖锐矛盾。而且在我国逐渐出现了洪涝灾害、

干旱缺水、水污染、水土流失等水问题对我国的经济发展形成了致

命的威胁。因此国家对水问题的认识不断的进一步深化，采取了相

应的措施。加强水生态环境保护，修复受损的水生态系统，成为促

进水资源可持续利用、生态环境良性循环和经济社会可持续发展的

重要任务之一。近年来，治水理论又有了不断的更新的发展，使得

治水实践发生了巨大地变化。

1.水生态环境禀赋不优越

水是不仅仅是生态系统的重要组成部分，更是生物群落生命的载

体，同时也是能量流动以及物质循环的介质。由于受到气候以及降

雨量的影响，我国现大概有39%的面积属于干旱、半干旱地区，人

类活动易引起土壤侵蚀、沙漠化和盐渍化；在半湿润、湿润地区，

也有一部分地区生态环境相对脆弱，约有占国土面积10%的地区属

土壤侵蚀中度敏感区，占国土面积2%以上的石灰岩地区易发生石漠

化；再加上高寒缺氧的青藏高原等由于特殊地貌和气候等因素造成

的生态脆弱地区。长期以来，在经济建设和水资源的开发利用方面，

由于对人和自然的和谐共处重视度不够。对水资源的无节制开发利

用，以及过度的强调防洪，洪灾发生更加频繁；河道工程中大量的

使用混凝土、浆砌块石等硬质材砌筑河床，导致河流被完全人工化、

渠道化；并引发江河断流、地下水超采、地面下沉；过度围湖造地，

侵占河道，降低了河湖的调蓄能力和行洪能力，加剧了洪水灾害；

不注意生态保护，乱砍滥伐，造成水土流失严重，江河湖库淤积。

人类既要适当控制洪水，改造自然，又必须主动适应洪水，协调人

与洪水的关系，这样才能保证可持续发展。因此要约束人类自身的

各种不顾后果、破坏生态环境和过度开发利用土地的行为，从无序、

无节制地与洪水争地转变为有序、可持续地与洪水协调共处。认识

到生态环境用水的重要作用，提出水资源的开发利用既要满足经济

用水、生活用水的需要，也要充分考虑生态用水、环境用水。

2.生态环境用水体系及其分类

我们根据对流域生态系统中水循环过程的分析探究，得出水汽凝

结以降水形式降落到地表的过程中，其中有一部分会被植被拦截或

被植物散发掉；另外一部分会渗入地下转变为地下径流；而其他的

部分降水则会形成地表径流。地表径流和返回地表的地下水，最终

沿江河水系或地下水系注入海洋或蒸发到大气中去。在流域的整个

水循环过程中，可以概化成形成水资源之前和形成水资源之后的生

态环境用水循环过程，则可分为四个方面。

（1）降水在形成水资源的过程中，有很大一部分水量被天然生态

系统所利用，主要形成流域的蒸散发量，以维持流域的天然生态系

统。降水是维持区域天然生态系统结构功能、稳定性和多样性的主

要水源，这部分生态环境消耗量对流域天然生态状况起着决定性的

作用。

（2）降水形成的河川径流，在人类用水以及沿途汇入支流和与地

下水发生转化的过程中，需要一定的水量以维护河流生态环境健

康，河道内生态环境用水是指维持河湖给定目标下生态环境系统一

定功能所需要保留在河道内的水量，河道内生态环境用水兼具航

运、发电、水产等河道内生产功能。

（3）降水形成的地下水系统具有一定的环境地质和生态功能，为

了维护这种生态功能，需要维持一定的地下水水位或维护一定的地

下水循环而需要的水量。

（4）河道外生态建设的用水，专指保护、修复或建设生态环境需

要进行人工补充的水量，包括城镇生态环境用水、农村生态环境用

水和林草植被建设用水等。

3.水资源承载能力是经济社会发展的前提，坚持合理开发水资源，

强化水资源节约、保护、配置工作

首先，我们要搞清楚水资源承载能力，是经济社会健康发展的首

要条件。水资源承载能力即是在一定的流域或区域内，其拥有的水

资源能够持续支撑经济社会发展规模并维系良好的生态系统的能

力；如果经济社会发展超出了水资源承载能力，就会失去必要的物

质基础，就会造成生态的破坏，发展就是不可持续的。

其次，我们必须要看到水资源的承载能力是可以提高的。对水资

源进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护和综

合治理，可以大大提高水资源的承载能力。为此，提出了一系列带

有方向性的对策措施。如：节约和保护水资源是我国的一项重大国

策；节约用水是减少地表水和地下水资源消费的手段之一；大力推

行节约用水措施，发展节水型农业、工业和服务业，建立节水型社

会；通过节约用水，减少无效用水需求，减轻供水压力，减少污水

排放，减轻污水处理的费用；加强水资源管理，提高用水效率，建

设节水型社会是水行政部门的重要职责等。

4.水生态保护与修复路线图

水生态保护与修复的主要工作内容包括水生态环境调查与问题分

析、目标分析与标准确定、生态环境用水配置和主要对策措施等内

容。

5.发动群众，建立健全公众参与生态系统保护和修复的机制

单靠我们水利专业的人去治理这些河流是远远不够，只有不断去

增强公众的水生态环境保护和修复意识。不断去增强各级干部和广

群众的环境意识、生态理念和法制观念。列入工作计划，大张旗鼓

地传生态保护工作的方针政策和法律法规，及时报道和表扬先进

典。各级教育、宣传、劳动及其它有关职能部门要重视生态系统方

面知识教育、培训，面向社会、面向基层，让可持续发展战略深入

人心，把生态环境保护和修复建设变成全体公民的自觉行动。鼓励

公众参与生态环境保护和修复建设。坚持专门队伍和群众参与相结

合的工作思路，积极发动、组织和引导人民群众参与环保工作，形

成做好生态环境保护和建设的广泛群众基础。建立和完善公众参与

制度，涉及群众利益的规划、决策和项目应充分听取群众的意见。

切实维护人民群众的合法权益，继续实行有奖举报制度，积极探索

调动群众参与生态环境保护和建设的机制。

切实维护人民群众的合法权益，继续实行有奖举报制度，积极探

索调动群众参与生态环境保护和建设的机制。如何有效地做好保护

与修复工作提出以下四点建议：

（1）充分重视水在水土保持生态建设中的作用。搞好水资源的利

用是实施生态修复的关键和保证，立足当前，着眼长远，把生态修

复这一新思路、新举措落到实处。

（2）明确思路，扎实推进水土保持生态修复工作。水土保持生态

修复是一项全新的工作，其实施的内容、组织管理方式与通常的水

土流失综合治理工程有着显著的差别，同时，在不同的区域，生态

修复的建设内容各异。

（3）因地制宜、综合治理，基于创新的生态修复要进一步创新。

篇五：城市水环境污染控制与修复技术研究

浅论城市水环境污染控制与修复技术

摘要：

水污染研究是我国控制水体污染和改善环境质量的重要保障。本文从城市水环境污染控制技术领域的新型技术、城市周边流域/区域水体污染研究及修复模式、城市湖泊富营养化研究及生态修复技术三方面介绍了城市水污染控制、研究级修复的现状，特别是近年来在湖泊富营养化控制、河流综合整治、城市水环境保护等方面取得的研究进展！

关键词：城市、水环境、污水、修复技术、修复模式

引言

城市水环境是人口，经济，社会发展的物质载体，由于城市发展面临着规模过大，产业结构不合理，生产布局不适当，环境保护措施不得力等问题，所以城市水污染成为我国城市面临的严重环境问题。城市水类型分为城市湖泊，城市河流。而城市水体的污染控制和河流湖泊的生态修复成为当前城市水环境研究的重要内容。

（一）城市水环境污染控制技术领域的新型技术

1城市污水处理技术

（1）一体式生物反应器（CIBR）/波形潜流人工湿地工艺。湿地生态处理技术城市污水时存在占地面积大，使用寿命短等问题。为此，运用生物，生态组合工艺处理城市污水成为国内外的污水处理工艺的研究热点，其中生物单元采用一体式生物反应器（CIBR）,按曝气，搅拌，静沉交替进行，实现初步脱硫出磷，并降低污泥回流与硝化液回流能耗；生态处理单元采用波形潜流人工湿地，相比于传统人工湿地，其增加了有效床深，波形流态又增加了有效床容，可提高水力负荷并减少占地面积。

（2）砂虑—臭氧生物活性炭紫外线（SFOBACU）工艺。该工艺采用直接砂虑的方式，不投加絮凝剂，降低投资和运行费用，减轻反冲洗的强度和难度。臭氧—生物活性炭深度处理技术，集臭氧化，活性炭吸附，生物降解，臭氧消毒于一体，在污水处理厂水质深度处理方面有一定的应用潜力。

（3）膜生物反应器（MBR）技术，该技术是利用膜分离的选择性和高效性，同时又利用生物处理工程的有效性和彻底性，将水中的有害物质最大限度的除去。MBR工艺的特点

是用膜分离代替了普通活性污泥法中的二沉池，分离活性污泥混合液中的固体微生物和大分子溶解性物质，通过膜的分离过滤，得到系统处理出水。

（4）天然净化系统。该系统主要包括生物稳定塘，土地处理系统和人工湿地废水处理技术.

2城市污水处理厂恶臭气体去除技术

（1）恶臭去除技术——恶臭的被动控制。

1）掩蔽，稀释法是在恶臭源附近喷洒化学物质以掩盖臭味。掩蔽法有两种类型，一种是掩蔽法与恶臭物质不发生化学反应，只是以掩蔽剂的气味盖过恶臭物质，；另一种是掩蔽剂与恶臭物质发生化学反应，破坏恶臭物质的发臭集团。稀释法是通过强大气湍流，扩大臭气源和受污染点之间的距离，从而降低影响范围内的臭气浓度。

2）生物处理法是指在好样条件下，利用微生物降解恶臭物质，达到去除臭味的方法。常见的生物脱臭法有生物过滤脱臭法和活性污泥脱臭法两种。生物过滤脱臭法按滤料形式分为生物滤池和生物滴滤池脱臭法。活性污泥脱臭法按气液接触方式分为曝气式和洗涤式.。

3）土壤层过滤法是在臭气通过土壤层时，利用土壤中生存的微生物氧化分解臭气物质，达到除臭目的的，属于生物除臭法。

4）化学洗涤法是利用臭气成分与化学药液的主要成分间发生不可逆的化学反应生成新的无臭物质，达到脱臭目的。

5）高能离子法。低温等离子中去除恶臭的最主要大的反应可分为电子，离子，自由基及分子碰撞4种。在电极间外加高压高频交流电，生成许多电子，离子，稳态粒子及自由基等高强活性物种，这些高能，高活性物种可克服能阶的障碍，使气流中原本相当稳定的恶臭气体分子断键，促使气态反应快速进行，从而去除恶臭。

（2）恶臭去除发展方向——主动控制技术。恶臭的主动控制技术使优化调整污水处理工艺，包括添加化学药剂，改变微生物环境和优势菌种，调整运行控制参数等，在满足污水水质处理效果的同时，抑制污水处理过程中恶臭物质的产生。

1）液相控制法。液相控制法是通过向污水收集系统的不同位置投加氧化剂，沉淀剂，生物抑制剂或PH调节剂等化学药剂，以控制臭气的形成。

2）无臭的污水处理工艺采用常规的生物法污水处理工艺，不可避免的要产生臭气，因此研究新的污水处理工艺，减少厌氧环境，以及改变有机物降解的途径，回避恶臭物质的生成过程等，将是彻底的恶臭控制措施。

（二）城市周边流域/区域水体污染研究及修复模式

1城市周边流域/区域水体污染研究。

在海河流域，生态环境研究中心等以流域复合污染的形成过程?蛳转移转化?蛳生态响应?蛳控制修复为主线，深入开展了河流污染特征与水环境质量演变机制、复合污染的动力学过程与生态健康效应以及饮用水安全评价研究。广州地化所等对东江流域有机氯农药、多环芳烃、多氯联苯及多溴联苯醚等典型持久性有机污染物（POPs）分布特征、来源、输入途径及污染历史等进行了系统的研究。沈阳应用生态所、东北地理所等对松辽水系工业复合污染所致的环境质量演变规律、复合污染毒理过程、水体生态修复原理等进行了系统的研究，为松辽水系污染治理和区域可持续发展提供了科学依据。地理所等对淮河流域的洪水问题、闸坝影响等特征开展了大量的研究工作，分析了淮河流域水环境恶化的根本原因，科学评估了闸坝等水工程活动对河流污染造成的影响。

2城市周边流域/区域水体污染修复模式。

城市人口集中，开发强度较大，城市河流生态系统受到严重的干扰。以防洪与航运为目的的河道裁弯取直、堵塞岔流等，河道生态流量的挤占，点源与非点源污染的高强度排放，城市建设对河流廊道的侵占，河岸与河道的固化等严重降低了河流的自净能力，破坏了生态栖息环境，影响河流生态系统良性发展（L.N.Poff,D.Allan）。长期以来，景观建设得不到应有的重视，阻碍了城市居民亲水愿望的实现，河流的整体生态效应与功能日益衰退。综合以上问题，赵彦伟提出了城市河流生态系统的八元修复模式（见图1）。截流

图I 城市河流生态系统的八元修复模式

（三）城市湖泊富营养化研究及生态修复技术

1.城市湖泊富营养化研究

湖泊富营养化是人类社会活动对湖泊影响导致的湖泊自然演变过程的浓缩。开展我国浅水湖泊富营养化的特征、生态演化过程与发生机制研究，认识湖泊富营养化与生态系统退化机理，对探索我国湖泊富营养化的有效控制技术，开展规模化工程治理具有重要意义。南京地湖所、水生所等通过多年对浅水湖泊的物理、化学、生物和沉积环境的系统研究，深入研究了太湖等流域生源要素循环驱动机制及其失衡机理，分析了蓝藻水华的生消动力学、水生植被的生态系统功能和富营养化导致水生植物消亡的原理，提出了蓝藻生长形成水华的4阶段理论，基于多年治理实践，总结出了湖泊治理要先控源截污、后生态恢复的战略路线，并在太湖、滇池等湖泊治理中贯彻和实施，为我国湖泊大规模治理提供了有力的理论指导，奠定了我院在湖泊科学理论和治理实践方面的引领地位。

2湖泊水体污染修复及技术

（1） 湖泊水体污染修复。

在太湖流域，南京地湖所、水生所、南京土壤所等研发了消浪、控藻、改造底质、水生植被恢复、湖滨湿地修复等治理技术，创造性地提出的一系列技术集成和配套的水质改善成套技术，如消浪与水质净化相结合的生态消浪技术、物理与化学及生物相结合的组合控藻技术以及基于仿生原理的非生物净化技术等，并施之于工程示范，取得良好的效果，建立了太湖梅梁湾水源地水质净化示范工程，面积达7平方公里，是我国迄今为止实施的湖泊生态修复及水质净化最大规模的水质改善示范工程。

控制面源污染，是防治湖泊富营养化的重要途径。南京土壤所等在太湖典型河网区开展了面源污染控制研究，研发集成了生活污水、化肥农药等污染控制技术、面源污染控制的前置库技术、沟渠河网的水质净化技术和河口水生态修复技术等，建立了面积20平方公里的示范工程，形成河网区面源污染控制的技术集成方案。

在滇池流域，水生所、南京地湖所、南京土壤所等针对滇池大规模的蓝藻水华问题，开展了生物控藻、机械除藻、湖岸生态修复、蓝藻检测和脱毒、湖泊生态系统管理、城郊面源污染控制、入湖河口水质净化等技术研发，建立了多项示范工程。

（2）城市湖泊富营养修复新技术

1）水下森林。水下森林是系统中治理底泥的方法，其是对湖泊中种植沉水，挺水等水生植物的形象说法。水下森林是常规处理方法，由于富营养化湖泊的波动性，目前此方法研究大多集中在筛选适合的植物上。对比沉木植物，挺水植物具有更强的抑制蓝藻功能，但由于沉水植物对水环境胁迫最为敏感，筛选合适的沉木植物在实际富营养化湖泊修复中更具意义。

2）人工生物浮岛。人工生物浮岛是系统中治理水体及修复景观功能的方法。人工将高等水生植物或改良的陆生植物以浮床作为载体，种植岛富营养化水体的水面，通过植物根部的吸收，吸附作用和种族竞争相克机理，减少COD、N、P的浓度从而达到净化水质的效果，同时又可营造水上景观。浮岛的构建方式主要有泡沫板栽培和人工蛭石袋培等。

3）生物操纵。生物操纵是系统治理水体及实现经济效益的方法。经典生物操纵论石通过添加肉食性鱼类或减少浮游生物食性鱼类使浮游动物生物量增加以控制蓝绿藻生长。

4）人工湿地。人工湿地是系统中治理外来污水和湖水，实现经济效益及景观效益的方法。人工湿地技术简单、运行可靠，能够同时硝化和反硝化脱氮。目前在城市湖泊河流水域治理及景观营造上有大面积应用。

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