河道生態修復技術

廖思紅　陳亮　王超

摘要：指出了隨著社會的快速發展，人類活動對河流的結構、生態系統造成了諸多負面影響，河流生態修復已經成為國內外生態環保領域的重點工作。總結了國內外河流生態修復技術，為我國河流生態修復工程領域提供參考。在此基礎上展望了河道生態修復的發展方向。

關鍵詞：河道；污染；生態修復

中圖分類號：X143文獻標識碼：A文章編號：16749944（2014）10002402

1引言

河道是包括河堤、護坡、河床、水體、微生物和動植物的復雜生態系統，既是防洪排澇、引水抗旱的重要通道，又是休閑娛樂和觀賞旅游的場所。自從進入工業革命之后，人們一味追求經濟的發展，大量工業廢水、農業污水和生活污水直接排入河流，加上河流管理和維護的缺失，河道普遍出現形狀單一、河道結構硬化、水環境惡化、河流生態系統嚴重破壞、河道景觀嚴重散失等問題[1]。然而，河道環境基礎設施的建設遠遠滯后于經濟的發展，如何進行河道生態修復建設是當前河道生態修復亟待解決的問題。因此，河道生態修復技術的進步對于河道生態修復具有十分重要的意義。

2河道生態修復的原則

河道生態修復是在堅持自然原則、生態原則、整體景觀原則的基礎上達到改善河流水質、優化河流景觀、設計合理的空間的目標[2，3]。

2.1自然原則

自然原則是河道生態修復的關鍵。河道生態修復材料的選擇方面應盡量運用自然材料，例如，運用木樁、拋石、沉石進行護坡護岸，在河堤上采用喬、灌、草立體防護，河道內可以通過營造適宜的生物棲息環境來凈化河道水資源，在一定程度上可以改善河道污染的現狀，緩解河道污染的問題。

2.2生態原則

生態原則，就是要充分考慮河流的生物多樣性。在采取因地制宜發展穩定塘、人工濕地及生物柵等處理技術的同時，應重視河岸植被建設，為水生動物的生存繁衍提供合理空間，確保水體適合分解微生物的生存。水生動植物和微生物可以提高水域生物凈化能力，從而有效控制水體污染物，使河道生態系統的物質循環和能量流動處于良性狀態。

2.3整體景觀原則

整體景觀原則，就是從整體景觀的宏觀概念出發，整體上把握河道景觀的現狀以及河道污染情況，將治理、修復、凈化與環境景觀美化有機結合，進行立體修復，進而實現生態環境、社會以及經濟效益的最大化。

3河道生態修復技術

河道生態修復主要目標是凈化水質、優化河流景觀和設計合理的空間。目前改善河流的水質主要技術手段有物理修復、化學修復和生物修復3種方法，優化河流景觀和設計合理的空間包括生態工程修復、生態護堤和河道景觀設計等措施。

3.1凈化河流水質技術

3.1.1物理修復技術

物理修復主要是采取各種工程措施改善受污染河道的水文條件和底泥環境條件，從而達到河道生態修復的目的[4]。目前物理修復技術主要包括底泥疏浚、底泥稀釋和沖刷、引水換水、機械除藻、水力調度、氣體抽提、空氣吹脫等技術，這些技術有目的明確、見效快等優點，但同時存在工程量大、成本高、治理不徹底等不足。

3.1.2化學修復技術

化學修復就是向受污染的河道中投入化學改良劑，通過藥劑學改良劑能夠與污染物發生化學反應，生成對環境無害的中性物質，以達到凈化水質的目的[4]。該方法常用于處理突發性水污染，有速度快、效果好等優點，但治理效果不佳，也不能從根本上解決問題，因此化學修復只能作為一種輔助治理手段。

3.1.3生物修復技術

生物修復技術是充分利用水體中的植物、水生動物和微生物的吸收、降解和轉化作用，將水體中的有害污染物濃度降至最低，實現河道水質生態恢復的目標。

（1） 植物修復。植物修復法是利用高等水生植物及其根際微生物的共同作用去除水體中的污染物，其凈化機理是植物的直接吸收、植物根莖部釋氧、生物化感、植物根系微生物降解。研究表明，水麻、一年蓬等植物能高效吸收重金屬鎘；水芹菜、馬尾草等植物能富集水體中N、P；金魚藻、眼子菜等水生植物向水體中釋放的化感物質能抑制藻類的大量繁殖[5]。

（2） 微生物修復。微生物作為生態系統中的分解者，不僅能夠清除水體污染物，對水中營養成分的循環也起著重要作用，一些有特殊分解轉化能力的微生物在河流生態修復中倍受歡迎。微生物修復技術包括兩個方面：一方面是投加營養物質或曝氣增氧等方式，目的是促進土著微生物的生長；另一方面是直接向水體中投加高效降解菌。目前應用廣泛的有：①微生物強化法（通過調控污染水體中的溶解氧濃度、pH值、營養鹽濃度等，促進土著微生物吸附、吸收和降解河道中的污染物）；②生物膜技術（由細菌、真菌、原生動物和藻類等組成生物膜，通過與污水充分接觸，降解其中的污染物）；③投菌法（向污染水體投加針對不同污染物性質的高效菌種，如有機污染物高效降解菌、硝化細菌、光合細菌等，從而達到凈化水質的目的）。這些技術在國內外河流污染治理工作中得到了廣泛應用[6]。

（3） 復合生物修復。植物修復和微生物修復都是單獨研究植物和微生物在凈化水質的過程中發展的河道水質凈化技術，單獨運用某一種植物或微生物是很難達到理想效果，因此，在實際應用中，人們會將各種生物修復技術進行整合，多種生物合理配置，從而使修復效果達到1+1>2的效果。目前國內外廣泛應用的復合生物修復技術主要有人工浮島技術（由人工設計建造漂浮在水面上供動植物、動物和微生物生長棲息繁衍的生物生態設施）和人工濕地技術（由人工基質和生長在上面的多種水生植物組成）[7]。這兩種方法都是利用基質填料、微生物和水生動植物之間的協同作用，實現對水體中絕大部分有害物質，如重金屬、有機物等，進行分解吸收，達到凈化水體的目的[8]。

3.2優化河流景觀和設計合理的空間

3.2.1生態工程修復技術

生態工程修復主要把握好三個方面的內容：一是降低邊坡坡度；二是配置凹岸和凸岸、淺灘和深塘；三是修建池塘。凹岸和凸岸、淺灘和深塘的交替出現，一方面增加流水的紊動，促進了河水充氧，另外，淺灘、深塘和池塘的底層有大量底沙和淤泥，為水生動物提供了主要棲息地和保護區，以及覓食空間，保護了生態多樣性[3]。另外，河壩、混凝土河道等對河流生態系統有一定的負面影響，在河道生態修復中應盡量避免。有很多新興生態環保材料，如生態磚、生態水泥和生態混泥土等都能夠提高河流的生態效益。

3.2.2生態護堤技術

生態護堤技術分為植物護坡技術和植物工程復合護坡技術。植物護坡主要通過植被根系的力學效應（深根錨固和淺根加筋）和水文效應（降低孔壓消弱濺蝕和控制徑流）來固土防止水土流失，在滿足河道生態環境需要的同時，還能進行景觀造景[5]。生態護堤技術可以防止單一工程型護坡技術帶來的呆板和負面生態效應，極其有利于保護和恢復生態環境，同時也具備傳統護坡的防范、保護功能。生態護堤技術將河流的安全防護和對河道生態環境的保護有機結合，是確保河流安全和生態環保的良好措施[7]。

2014年10月綠色科技第10期

廖思紅，等：河道生態修復技術自然與生態

3.2.3河道景觀設計

河道道景觀設計包括河道形態設計和河岸的綠化美化。河道形態設計首先保障河流安全防護，降低河水流速、削減洪峰流量，在此基礎上應提高河流的空間異質性，為各種生物提供良好的棲息場所[9]。例如橫斷面上避免混凝土和漿砌石的硬質護岸；縱斷面上設置蛇形曲線，合理布置深潭淺溝，盡量恢復河流的生態原貌[10]。在流經城市的河流修復中，河流綠化應考慮將河水和植物合理搭配，從而使得河流生態與城市整體景觀和諧統一。

4展望

河流的污染和結構的破壞是一個全球性的生態問題，加強河流的治理是一個全球性的生態熱點問題。鑒于每一條河道治理的復雜性和不可預測性，應充分考慮“一河一策”的修復理念，關注多種修復技術的聯合作用。尤其倡導以生物修復技術法為主導，物理修復技術和化學修復技術相結合，最大程度實現河道的污染治理、河道景觀美化和沿河居民生活環境的統一。

參考文獻：

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[2]Cechtv.Principles of water resourse history development management and policy[M].NewYork：JohnWiley&Sons，2003：101～135.

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[4]江惠霞，肖繼波.污染河流生態修復研究現狀與進展[J].環境科學與技術，2011，34（3）：138～143.

[5]王雪芬，李志炎.水生植物對景觀水體的生態修復研究進展[J].山東林業科技，211（2）：97～101.

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[10]鐘春欣，張瑋.基于河道治理的河流生態修復[J].水利水電科技進展，2004，4（3）：12～16.