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生态修复在中小河道整治中的应用

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：付雪茹

[导读] 摘要：本文从生态护坡技术以及河流水质优化等两个方面来对中小型河道的生态修复进行了定向分析，以上海市中小型河流为例，提出了改善中小型河流水质的新思路和新方法。

        上海宏波工程咨询管理有限公司上海市 201700
        摘要：本文从生态护坡技术以及河流水质优化等两个方面来对中小型河道的生态修复进行了定向分析，以上海市中小型河流为例，提出了改善中小型河流水质的新思路和新方法。
        关键词：全新思路；技术指导；河流水质
        河流生态修复，是指利用生态工程原理和技术，通过控制河流水污染、水量和流量模式，对河床底面和路堤坡度的形态结构进行生态改造，恢复河流生物多样性，并对河流生态系统进行构造重建，实现良性自然生态平衡的能力。面对社会发展的要求以及建设新的节水工程理念，如何更好地再生和发展中小河流的各种功能，有必要为此全面展开讨论。
        一、上海市中小河道生态改善现状
        上海市河网密布，根据相关资料显示，全市共有河道43424条（段），总长28811.44公里，总面积494.32平方公里；湖泊40个，总面积72.64平方公里；小微水体55864个，总面积70.61平方公里。
        在上海市河网水系生态改善中，市区和集镇主要强调水景观作为生态景观，作为沿海城市，上海地区主要强调水生态作为纯生态。在中心城区，城市发展态势良好，在建设生态河流、改善水质的基础上，同时应强调景观，注重与周边区域的环境融合；在郊区及城乡结合区域，城市发展对生态环境破坏程度较小，原生生态环境较好，河道进行生态修复也较为轻松，同时部分土壤库也得到了修复。
        在修复过程中，要注意加强对水质具有良好净化作用的沉水植物的灵活运用，限制河流生态保护的范围，从而保持生态平衡。在建设过程中，河流与区域协调发展，各个区块相结合，同时区块也成为共同发展的中心。在具体实施中，对尚未整修的中小河流，恢复其原始生态环境，进行水环境整治或配套绿化等生态工程综合建设。
        二、生态护坡技术
        生态护坡是一种集防洪效果、生态效果、自净效果和景观效果于一体的新型河岸保护技术。该技术融合了工程学、环境学、生物学、生态学等多个领域的相关技术。它在极大程度上对河道及其水质的广空以及发展进行了有效的推动。
        2.1 中小河流生态护坡原则
        上海市中小河生态护坡建设因地制宜，强调亲近自然，重建河道植被缓冲带。其构造原理如下：（1）生态坡创造诸多的陆地植物、两栖植物和水生植物。（2）在确保航道顺畅、牢固的情况下，尽可能地减少工程建造成本，优先选用纯天然的建造材料，降低刚性结构的用量，从而降低对于环境的再次污染。（3）对于河道两侧护坡进行植被覆盖时，对相关植被的选取进行严格分析，充分确保所选植被能够和周边人文环境、地理环境、生态环境相协调，尽量选择土壤需求低、抗病虫能力强、易于维护的植物类型。
        2.2 生态护坡类型
        生态护坡是一个全面性的整合工作，不但要保证对河道两侧岸坡起到稳定作用，同时还要维持河道两侧的生态平衡。总体上看，该技术能够大致归类为三种。
        2.2.1 自然型护岸
        全天然路堤护岸，又称全植被路堤护岸，是指在平坦的路堤边坡上种植各种护坡植物而形成的路堤护岸。植物根系的机械和水平力绞合作用，可用于保护基底和防止土壤侵蚀，同时具有良好的景观效果，同时与自然生态环境融为一体，极大程度上弱化了工程痕迹。
        采取土壤生物技术和水生植物技术，实施全天然堤防保护技术，以生态修复和边坡稳定化为目标，管控有关河流，同时其水土流失问题得到了显著的缓和，相关坡岸的土壤结构得到了稳固，与此同时，相应的生态环境也有了明显的改善。相关的植被迅速覆盖，从而增加了生物的多样性，致使相关的植物群落变得更加复杂、多样。
        天然堤岸的植被保护能力有限，抗冲刷能力较弱，因此适用于边坡防护角小、河道通畅、防洪要求低、水流缓慢的河段。同时，这种岸线在其自然状态下对斜坡的平衡生态系统影响很小，拥有极为强烈的亲和力，进而可以使陆地与河流可以进行有效的物质、能量和信息的能力交换。
        2.2.2 半自然护岸
        半天然护坡采用特定的工程措施，同时结合相关的植物措施以及使用天然材料（例如石头、木材等），从而使斜坡具有一定的防洪能力，并为植被生长提供合适的物质基础。

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        上海市青浦区白鹤镇草莓园及部分生态农庄的河道利用草木、水生植物和木桩，打造出具有江南水乡特色的水景，半自然生态坡道为居民提供了休闲的空间，并发展了旅游业和农业。抛石护岸是一种降低成本并方便施工的施工技术，施工工艺简单，边坡稳定性及抗冲刷性能比自然土坡更具优势，但后期养护困难，抛石间隙容易引起垃圾搁浅堆积，养护打捞困难。
        在半自然保护中，以石材和木材等天然材料作为一定的框架和加固物，在提高路堤边坡的稳定性和抗冲蚀性后，对植被的根、茎和叶也进行加固和缠绕以缓冲边坡压力，同时其能量吸收作用可以有效抑制大雨的侵蚀或是冲刷。
        2.2.3 多自然护岸
        多自然护岸是采用工程措施将人造材料（例如混凝土、聚合物材料）与植物结合在一起，以形成具有更高耐腐蚀性的护岸结构。
        随着材料科学的进步，多种类型的结构出现在多个自然护岸上。金山区山阳镇卫东杨家河使用生态石笼护岸结构，使用网状塑料结构框架，填充结构石块，致使新型护岸结构兼具景观、生态和亲水功能。生态袋主要由高分子聚丙烯结合其它耐腐蚀、抗紫外线、抗变质、植物友好型的材料制成，具有过滤土壤的功能，不仅可以防止填料（土壤和营养成分）的流失，而且可以实现土壤的正常水体交换。随着根系的增长，边坡稳定性增强，维护成本降低。
        多自然护岸对生态影响很大，施工过程也极为复杂，工程成本也偏高，但对于河岸两侧的好处也极为显著，主要用于堤岸兼具抗冲击性的河岸边坡。
        三、水生态修复技术
        3.1 活水循环
        通过对相关引调水设备及口门建筑物的运行管理，调活区域水体，增强水动力，进而使得水质环境得到显著的完善，而中小型河道治理正在为水质改善寻找根本原因，内河闸正在积极地转换水源和改善水质。以上海市青浦区为例，青松大控制片及片内圩区多处均建设了泵闸、水闸等口门建筑物，通过对口门建筑物运行管理模式的优化，加强对区域水资源调度的管控，调活水体的自净能力。
        3.2 曝气复氧
        经过整治发现，部分河道深层淤泥淤积、藻类污染严重、水质不达标等问题突出，而生物处理、曝气和复氧等作用，可以逐步恢复水生生态系统，解决河道的自净问题，进而使水质得到很大改善。具体方法如下：一种是使用“生态大坝”方法来堵塞和过滤污水，以创建相对独立的水质环境；另一种是在河流中安装曝气和氧气供应装置，以增加水中的氧气含量；第三种是在水的边缘、表面和水下种植“三种水生植物”，以释放植物的自净能力，并将蜗牛、鱼、虾和贻贝进行放养，以优化水中水生生物的多样性，创造一个良好的水生动物、植物、微生物和谐共生的优质生态圈。
        3.3 底泥疏浚
        底泥疏浚是水污染控制中最常用的措施之一。通常底泥疏浚，就是把受污染的底泥及沉积物从水系统中清除，这可以显著减少沉积物堆积及部分厌氧微生物带来的不良影响。在上海地区，结合河道河口宽度、淤积深度、是否有通航需求、景观及水质要求是否严苛等因素，可以选择水力冲淤疏浚、抓斗式挖泥船疏浚、绞吸式挖泥船疏浚等多种疏浚方式。另外，底泥疏浚之前，要做好前期底泥检测工作；同时，结合底泥检测结果，对底泥进行合理化处置，避免对周边环境造成二次污染。
        3.4 生物修复技术
        生物修复是受控的或自发的过程，通过该过程，生物（尤其是微生物）吸收或氧化分解环境中的污染物，以减少或最终消除环境污染。水污染生物净化技术主要是一些常规净化方法，例如添加细菌、添加营养、提高生物利用度、人工放置动物或移植植物，相关技术包括铸造技术、植物净化技术、生物处理技术、人工生物膜技术、湿地净化技术等。
        四、结束语
        生态恢复是中小河流治理长期的发展方向和必然需求，这意味着水利工程的发展已进入新的历史阶段，河道治理必须回归生态。在崇尚自然和整治生态河流的工作中，不仅要满足防洪的基本需求，而且要从生态治理和可持续发展的角度处理中小河流整治中的生态恢复问题，同时要注意创建人水和谐、自然宜居的水生态环境。河流生态修复是多学科的，必须从许多方面改进修复计划。今后，在保护河流生态环境的前提下，应进行对中小河流的开发和管理，同时也要大力避免不合理的修复模式。
        参考文献：
        [1]杨平平.水污染控制与生态修复的策略研究[J].科学技术创新，2020
        [2]孙国升. 投身永定河综合治理与生态修复[N]. 首都建设报，2020
        [3]康学增. 开创永定河综合治理与生态修复新篇章[N]. 首都建设报，2020