水环境治理中水生态修复工程技术的应用

发表时间:2020/8/18   来源:《城镇建设》2020年4月12期   作者:余超
[导读] 随着工业化和城市化的快速发展,水环境生态持续恶化

         摘要:随着工业化和城市化的快速发展,水环境生态持续恶化,小河道的治理步伐相对较慢,水生态修复问题亟待解决。在设计水生态修复方案前首先掌握这些基本工艺的原理、步骤及优缺点,然后根据技术可行性、治理周期、土地规划用途和处理经济性等多种限制因素筛选基本处理工艺,按照“一河一策”的治理思路,结合流域的具体污染状况、技术可行性和工程实施难度来确定具体技术方案。
         关键词:水环境;水生态;修复技术;应用
         1导言
         近年来,随着我国经济的发展以及城市化和工业化进程的不断加快,人民的生活水平不断提高。然而由于河道流域产业结构和布局不合理及人们对环境认识的不足,使得大量未经处理或者处理后未达到排放标准的城市污水排入城市内河中,超出了河道水体的自净能力,导致水体发黑发臭,严重影响了城市水体的景观和人民生活。水生态修复技术作为现代河道治理中的一项新技术,能有效修复水体,提升水资源质量,突出人与自然和谐相处的观念。
         2河长制水生态治理模式简述
         我国的水环境目前呈现出“分块治理”、“各管一摊”的现状,各个管辖地域的政策和治理方案也不尽相同,主要问题是“上游治理得力,下游无人问津”,全国范围内的污水处理、水资源保护没能形成全国统一规划,不仅造成人力物力财力的浪费,而且已经严重影响到了居民饮水安全,国家高层已经注意到了问题的严重性,并在15年提出了“水十条”行动计划,明确指出各部门要联合整治水环境,对于我国水资源的重大问题要做好协调工作。河长制在水环境治理上注重目标的多元化,强调水资源、水质量、水生态等多个方面考量,另外还强调水的战略发展,也就是说管理政策的制定不能局限于眼前,要以更加长远的目光看待治理方案。
         从水环境的管理范围来看,河长制并没有单一的进行划分水体,而是从空间的维度上包含了全部水体,在一个地域内的水体以综合性的方式对水环境进行记录,包含其物理、化学、生物、生态多个方面,并根据水资源的使用进行分析,使用功能从食用、工业、农业、观赏、运输、防洪等多角度进行评价。河长制针对于不同市之间的分割水资源跨界的协调和管理,其工作内容不仅包括对水环境的治理、开发、保护、科研、社会规划、引导利用等方面。
         3小流域河道及其治理发展历程
         小流域河道因其流域面积小,河道短,坡降大,河道宽度变化大等特点容易水质恶化,增加治理的难度。我国早在20世纪50年代,便开始了对小流域河道的治理探讨,并在陕西等地开展生物和工程措施相结合的小流域河道治理试验。到20世纪90年代初期,一批效益显著的河道治理工程在各地区得到推广,同时暴露出新的小流域治理问题。现总结多年小流域河道治理经验,提出以经济效益为中心,生态修复为重点的模式,使小流域河道的治理逐步纳入市场经济的发展轨迹。
         4水生态修复工程技术的应用
         拟治理河道为太湖入湖河流二级支浜,河道全长1.1公里,平均宽度约8米,水域面积约9800平方米。东侧为断头河,下游与其他河道自然连通。东段河道周边以老小区为主。2019年以来,该河道开展生态清淤、控源截污、活水引流等工程,但仍存在沿岸地表径流污染,水生态系统缺失,河道周边居民环保意识弱、缺乏专业的第三方管护等问题。河道整治前,水质呈现劣V类,氨氮、总磷浓度较大,经整治后水质得到一定改善,可稳定在IV~V类。为进一步提高河道水环境质量,拟在前期河道疏浚、调水引流等整治工程基础上,实施生态修复工程。
         4.1底质改良
         河道底质改良是指通过添加具有物理活性、化学活性或者生物活性的药品,降低河涌水系中影响水生动植物生长繁殖的有害物质(如氨氮、亚硝酸盐、硫化物、悬浮物等)的量,从而使水体更适合生物生境构建的需要。底质改良也是缓解目前清淤后二次污染的有效途径之一。
         4.2生态浮床技术
         生态浮床是指将植物置于浮在水面的床体上,利用植物根系吸收水体中的污染物质从而达到净化水体的目的。生态浮床不仅能够吸收氮、磷等营养物质,而且还具有一定的景观美化作用。

本次工程设计浮床的种植面积为500m2,其中挺水植物浮床300m2,浮水植物浮床200m2;覆盖面积比纯植物措施覆盖面积要小,约占总水面面积的8%左右。浮床以长方形和六边形为主,沿河岸间隔排列。本次方案中使用的植物是浮水植物粉绿狐尾藻和圆币草,挺水植物为黄菖蒲、常绿水生鸢尾和美人蕉。
         4.3基于河长制打造现代水生态保护队伍
         探索河长制水生态环境保护管理工作创新,人才占据着首要地位。在探索河长制水生态环境保护管理创新中,很多地方对于环保人才梯队都不够重视,导致出现人才断档和断层的现象出现。作为环保工作人员和管理者,要重视打造现代人才梯队,一方面要加大优秀人才的吸引力度,从制度侧层面吸引优秀专业人才和档案管理人才参与到河长制水生态环境保护工作创新中,保障人才待遇,提升人才管理的科学性,实行更加行之有效的人才激励管理策略,提升人才管理效能,助力河长制水生态环境保护工作向前发展。另一方面,要注重对于现有水生态环境保护管理人员的培训工作。在工作实践中,由于缺乏探索创新意识,在开展河长制水生态环境保护管理中,很多工作人员存在理念落后、技能掌握不到位的情况,通过多种方式培养他们的职业素养,通过拓展训练、开展培训等模式提升人才培养效能,对于河长制水生态环境保护而言具有重要意义。
         4.4水生态系统构建
         水生态系统构建主要在水体中:(1)种植沉水植物、挺水植物、浮叶植物。沉水植物主要以改良的四季品种密齿苦草为主(改良后不开花、不结籽,不长出水面,扩繁速度快、四季长绿),辅以其他功能沉水植物,构建水下森林,用以固土、净化水质;沿河道两侧杉木桩种植挺水植物,用以拦截初期雨水径流污染、美化景观;在河道两侧局部区域及暗涵出口段区域种植较耐污的浮叶植物,用以保证景观效果、初步净化。(2)投放水生动物,调控滤食性鱼类控制浮游植物的数量,重建平衡的水生生态系统,提高透明度,辅助水生植物的恢复、稳定,增强与浮游藻类的竞争力。在河道底层选择螺、蚌等底栖动物,滤食水中藻类和悬浮物质,提高水体透明度;中层选择鲴鱼等食碎屑性鱼类,摄食有机碎屑;上层选择鲢鱼等滤食性鱼类,摄食浮游藻类,有效控制蓝藻水华。
         4.5人工湿地
         湿地是一种具有使用价值和多种功能的生态系统,临介于水生环境和陆地之间的过渡地带。人工湿地处理系统是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能,而且可以人为控制监督的废水处理系统,是一种集合化学反应、生化反应、物理过程为一体化的废水处理技术;一般由人工类基质及生长在其上面的水生类植物组成,是一个微小生物、植物、土壤组成的独特综合生态系统。在实际设计的过程中,为了保证人工湿地生态环境系统的稳定性,提高湿地的处理能力和处理寿命,经常将湿地进行多层级组合或附加部分预处理、后处理设施构成比较完整的污水处理系统。
         人工湿地由砂石填料、砂石级配填料、特殊填料和水生植物组成,在填料和植物根系组成的载体上生长着大量的微生物,通过筛滤、吸附、沉积、微生物的降解、植物的根系吸收,来实现对污染物的高效率分解和净化,去除水中的有机物、悬浮物、N、P等污染物。清除SS的作用表现为湿地系统真正成熟后,植物根系和填料表面将由于大量微小生物的生长从而形成生物膜,当废水流动经过生物膜时,大量SS逐渐被植物根系和填料拦截停留;主要通过生物膜的吸收、同化及异化作用对有机物进行去除;对于P和N的去除主要通过湿地系统中由于植物根系对氧气的传递释放,使得好氧、缺氧、厌氧状态依次出现其周围的环境中,保证了废水中的P和N不仅能通过植物和微生物被作为营养吸收,而且还可以通过反硝、硝化作用将其去除,最后湿地系统收割栽种植物或更换填料来将污染物最终除去。人工湿地不仅可用于污水处理,还可以用于景观营造、恢复自然湿地等。
         结束语
         综上所述,小流域治理涉及的问题多而广、工作量大,需要探讨出切实可行的方案。在开展水资源保护工作过程中,要提升对河长制工作的重视程度,构建现代水生态修复与保护工作体系,提升环保工作效能,适应当前社会环保发展趋势。
         参考文献
         [1]葛文宏,侯平.水生态修复技术在河道治理中的应用探索[J].现代园艺,
         2018(22):166.
         [2]宋浩静,宋贤萍.基于河长制视角的河南农村水生态文明建设思考[J].陕西水利,2019(11):1-2,6.
        
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