河流生态修复1

浅谈河流生态修复汇报人：汇报时间：2016.01.101•河流生态修复的概念2•生态修复遵循的原则3•河流生态修复的内容4•国内外研究现状5•河流生态修复具体措施6•案例分析-永定河目录1.河流生态修复的概念•河流生态修复是生态工程学的一个分支，利用综合方法，使河流恢复因人类活动的干扰而丧失或退化的自然功能。恢复河流系统健康，实现河流和人类的和谐发展是河流生态修复的总体目标。通过河流生态修复重建健康的水生生态系统，形成各种生物群落配比合理、结构优化的河道生态系统，并且使河流生态系统实现整体协调，自我维持、自我演替的动态平衡过程。•美国土木工程师协会——河流恢复目的是促使河流系统恢复到较为自然的状态，在此状态下，河流系统具有可持续特征，并可提高生态系统价值和生物多样性。（ASCE，2003）2.生态修复的遵循原则•(1)遵循自然原则。根据河流生态系统的自我调节能力，合理利用，适当的进行人为改造，保证河流系统自然、健康发展，构建河流与人类的和谐关系。•(2)功能协调原则。在河流的不同时期和不同河段有着不同的功能需求，因此主要功能要优先考虑，各项功能相互协调。•(3)生态循环与平衡原则。生物多样性是维持河流生态系统平衡和健康的基础，增加河流系统的生物多样性使河流系统的物质和能量处于良性循环。•(4)景观美化原则。经过河流生态修复后，可以给人们带来美好的享受。依据景观生态学原理，增加景观异质性，保留原河道的自然属性，运用植物以及其他自然材料塑造亲水的河流景观，突显城市地方特色与文化。生态修复工作内容水质改善水文情势改善水利工程生态调度地貌景观修复物种保护/恢复濒危/珍稀特有物种3.河流生态修复的工作内容河流水系生态修复的任务：(1)改善水质、水文条件。包括水力学条件、水量等方面的改善，合理配置水资源，维持最小生态需水量。控制污染源头，提倡清洁排放改善水质。(2)改善河流地貌特征。恢复河流的横向连通性和纵向连续性，扩大滩地，防止河床材料硬质化。(3)物种保护/恢复。恢复水陆交错带植被，注重河流生物栖息地的建设。•1.与欧美日本等发达国家相比，我国在河流生态修复技术方面起步较晚，尚处于初级阶段。•2.本世纪初，首次提出“生态水工学”的理论框架，认为在水工学的基础上，吸收、融合生态学理论，以满足在防洪安全的前提下恢复河流系统健康。•3.从2002-2008年，在河北、北京、广东等地逐渐出现了一些河流生态修复工程案例。•4.为了修复我国受损的河流生态系统，国家水利部计划到2020年，通过分阶段、分重点实施，实现由河流水质功能达标向河流生态系统完整性过渡的国家河流污染防治战略目标，为此也紧急启动了国家重大科技专项“水专项”。4.国内研究现状5.河流生态修复技术与措施措施与技术缓冲区生态修复措施水生生物群落恢复水生植物底栖动物鱼类河流底泥疏浚原位修复异位修复疏浚底泥处置河流调水河流曝气复氧5.1河流缓冲区域生态系统修复措施•河流缓冲区域：是指河流-陆地交界处的两边，直到河水影响消失为止的地带，包括湿地﹑湖泊﹑草地﹑灌木﹑森林等不同类型景观，呈现出明显的演替规律。•修复河流缓冲区域的主要措施包括稳定堤岸、恢复植被、改变河床形态等。•美国某河流上的活木桩及植物纤维垫护岸效果•缓冲区修复可起到分蓄和削减洪水的功能。其次,河流与缓冲区河漫滩之间的水文连通性是影响河流物种多样性的关键因素。此外,河岸缓冲区还具有其他修复作用,包括将洪水中污染物沉淀、过滤、净化,改善水质；截留、过滤暴雨径流,净化水体；提供野生动植物的生息环境;保持景观的自然特征；为人类提供良好的生活、休闲空间等。5.2河流水生生物群落恢复•1、水生植物的恢复•1）先锋物种选择原则：适应性原则、本土性原则，净化能力原则，可操作性原则等•2）群落配置：主要根据河流历史的植物群落结构为模板，适当引入经济价值较高、有特殊用途、适应能力强及生态效应好的物种，建立稳定、多层、高效、稳定的植物群落。——防止生态入侵5.2河流水生生物群落恢复•2、底栖动物恢复•影响底栖动物的主要因素：底质、流速、水深、营养元素、水生植物等。将上述因素调整到底栖动物能够接受的范围内，实现底栖动物的恢复。•3、鱼类恢复•首先，恢复河流生态系统的物理环境；包括河流水文、水动力学特性以及物理化学特性等；•其次，采取增殖放流的措施，促进鱼类繁殖和建立比较适宜的生物链，从而实现鱼类的恢复。（1）原位固定／处理•原位固定主要有原位掩蔽技术；•掩蔽：在污染底泥表面放置一层或多层覆盖物，使底泥与上覆水体隔离，防止污染物向水体迁移。•采用的覆盖材料主要有清洁底泥、沙、砾石或人造地基材料等。（2）异位修复技术•该技术是将底泥疏浚后进行转移再进行处理，消除底泥对水体的危害。•宜与底泥疏浚同时使用，可融合疏浚和生物—生态修复技术的优点于一身。（3）疏浚底泥处置•常用方法有固化填埋和农用•对污染较重的疏浚污泥，必须采取物化、生物方法进行处理，常用颗粒分离、生物降解、化学提取等。须防止二次污染5.3河流底泥疏浚4.3河流底泥疏浚•滇池上进行底泥疏浚作业巢湖污染底泥疏挖及处置二期疏浚工程5.4河流调水•采取引水冲污稀释等辅助措施，科学有效地增加流域水资源量，加快水体有序流动，利用水体自净功能，降低水体污染程度，提高水环境承载能力，使有限水资源发挥最大效益•引水的直接作用是加快水体交换，缩短污染物滞留时间，从而降低污染物浓度指标，使水体水质得到改善。“六湖连通”工程：武汉市投资十亿元，在汉阳六大湖泊全面展开“引江入湖”工程：从琴断口闸引汉江水入龙阳湖，然后分两路流经墨水湖、三角湖，最后从南太子湖导出汇入长江。5.5河流曝气复氧•1、河道曝气机理•河道曝气一般应用在以下两种情况：•第一种是在污水截流管道和污水处理厂建成之前，进行人工充氧；•第二种是在已治理过的河道中设立人工曝气装置对付突发事件。•2、曝气在国内外河道治理中的应用•1）德国：早在20世纪80年代德国Enscher河进行纯氧曝气复氧。•2）英国泰晤士河：1850年有关部门在泰晤士河中安装大型充气设备，增加水体中的溶解氧。•3）美国：20世纪70～80年代初期，圣克鲁斯港大量鱼死亡，然后在河口处安装曝气设备，解决了这一问题。•4）澳大利亚：帕斯是澳大利亚西部的最大港口，在河沿岸固定地点进行复氧曝气和河流移动式曝气，使溶氧率达到90％，来改善当地水质。•5）中国：上海苏州河支流新泾港下游是一条严重污染河道，对其进行纯氧曝气来有效降低黑臭水体中的COD浓度。案例分析——北京永定河为例•永定河：永定河是海河水系最大的一条河流，流域总面4.7×10⁴km²，北京境内流域面积约3200km²，占总流域面积的6.7%，永定河全场747km，其中北京段长约170km，流经门头沟、石景山、丰台、大兴和房山5个区。按河道不同特征和防汛特点，分为官厅山峡段、平原城市段、平原郊野段。20世纪70年代以来，由于北京市把永定河主要作为泄洪河道，一定程度上忽视了其生态涵养和城市景观的作用，使得永定河及沿岸的生态环境逐步恶化，严重影响了其作为北京“母亲河”的形象。目前面临：流域内水量减少、水质变差、河道生态环境恶化、防洪堤坝受破坏等问题。•规划理念和目标•根据《永定河绿色生态走廊建设规划》，永定河北京段自上而下建设溪流-湖泊-湿地连通的健康河流生态系统，形成山峡段源于自然、城市段融入自然、郊野段回归自然的空间景观布局。其中，城市段是河道的核心区段，其总体目标及定位是:生态河道的示范区、临水相依的景观带、流域文化的展示廊、经济发展的新空间。•在生态方面，以生态修复为主，通过“以水养绿，以绿净水”的理念，营造“丰水多蓄，水少则绿”的河滨带景观，对河床、滩地、堤防进行生态修复，形成水面溪流连通。通过治污蓄清，增加河道蓄水，形成溪流，重点区域和交通节点形成水面。•河床的生态修复1.纵向连通性—梯田式跌水引起顺水流方向的非连续化，整体考虑到堤内、外和上、下游的景观效果。通过几十座曲线形跌水的变化，塑造以溪流、沼泽、河港、湖面为主体空间的生态水景，形成层层的“梯田生态净化”及曝气、缓坡沉沙，并设计能使鱼类洄游的通道，是左右堤岸沟通的水中游廊。2.横向连通性—柔性护岸技术在大部分区域，以生态自然的防护为目的，采取植物的“柔”与材料的“刚”多种组合的形态的水岸处理方式，只在少部分为大量人群游憩活动提供服务的区域内采取硬质材料砌筑护岸。3.垂直连通性—生态减渗技术在分析永定河减渗对地下水回补影响及再生水作为生态用水对地下水影响的基础上，比选了以下几种减渗措施:硬化处理、复合土生态减渗、土工膜防渗、膨润土防水毯防渗、黏土防渗。•滩地的生态修复1.种植模式根据堤顶、坡面、坡底部、河滩、浅水湾及生态岛屿等不同的区域，分成4个层面：乔木层、灌木层、地被层、水生植物，实现“丰水多蓄，水少则绿”的自然河滨带景观。2.土壤改良模式针对不同土壤质地类型，提出相应的土壤改良措施模式：（1）河道基质为砾石类占主体的地段（2）沙质土类为主体的地段（3）壤土类为主体的地段•堤防的生态修复1.修复结构工程通过铅丝石笼及土工石笼袋作为基础及框架，形成网格结构，保证生态修复整体工程稳定。2.覆土工程在上述结构基础上，根据堤防现状的陡、缓程度，确定为全覆盖和半覆盖两种覆土方案，使既有硬质边坡坡度变缓，弱化堤防概念，种植土上铺设麻椰毯以防止水土流失及增强土壤肥力。3.堤坡绿化工程按照河道种植的通体要求，通过乔、灌、草结合对堤坡进行绿化，同河床、滩地和堤外的布局协调一致。•针对干旱条件下的水资源利用的研究和实践表明，永定河蓄水将实现水的循环重复利用，使水的效益最大化：•向下加强与地下的水流交换，净化水体;•向上:形成水面景观，改善气候和环境;•向两侧:以水带绿，并向城市渗透，带动水岸经济发展!