水环境治理中水生态修复工程技术的应用

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月(上)10期   作者:马桂敏
[导读] 本文结合相关案例,分析水环境治理中水生态修复工程技术的应用要点。

        马桂敏
        深圳市广汇源环境水务有限公司  518000

        摘要:我国地广物博,水资源总量丰富,但随着生产活动广度及强度的加深,在水环境生态中出现了一些问题,如河道污染及水质破坏等。基于此,为了有效推进水环境治理水平,水生态修复工程技术得以应用并取得了显著效果。本文结合相关案例,分析水环境治理中水生态修复工程技术的应用要点。
关键词:水环境治理;水生态修复技术;应用

        随着用水量的激增,水环境也同步面临着河流污染及河流水质下降的问题。由于水环境及河流水系统在治理上带有较强的复杂性,为提高水环境治理效果,水生态修复工程技术及其应用,逐渐成为行业关注热点。
一、水环境治理及水生态修复工程技术概述
        水环境从概念及组成上看,主要指自然生态中的江河、湖泊等水体以及湿地共同构成的生态系统。水环境是水生生物群落生存的主要空间,在人们生产生活范围逐渐扩大的背景下,水资源开发利用趋于频繁,水环境及微生态遭受了不同程度的破坏。据调查,我国各类河流、湖泊以及湿地系统,受损比例高于60%,为此,国家水利部门开展专项河湖水生态保护及修复工作,力争在黑臭水体的消除上加快进度,这就需要有效的治理技术加以保障。水生态修复工程技术属于生态工程技术范畴,以水生态系统形式及功能的完整性恢复为目标,借助水生生态学理论及恢复生态学,对水环境中存在的结构及功能损失或缺陷进行恢复。从技术类型上看,水生态修复工程技术可分为生物生态方法及生态水利方法等两大类[1]。
        
        图 水环境生态修复技术示意
二、水环境治理中水生态修复工程技术的应用
(一)水环境治理中生物修复技术的应用        
        生物修复技术主要是通过发挥生物自身具备的新陈代谢功能,净化并处理受损水体环境中的磷元素及氮元素等。该技术较为常用,其技术构成主要有土地处理技术、人工湿地技术、水生植物处理技术、生物浮岛技术、高效微生物技术等。土地处理技术较为传统,以土地为单位,发挥土壤中植物根茎及微生物的净化功能达到水体治理效果。土地处理技术具备较低的成本,操作层面较为简便快捷,但同时不具备较高的处理效果及能力。人工湿地技术将收集的生产生活污水及废水进行技术处理,如吸附、降解及转化等,快速高效地将水体中的病原微生物、有机物及金属元素进行降低,技术方法一方面可广泛适用多种水体环境,另一方面需要占据较大面积的土地作为处理空间,成本相对较高。水生植物处理技术及生物浮岛技术主要是通过水生植物,如芦苇或凤眼莲等,对水体中存在的污染物加以降解及转化,但需要在适宜植物生长的季节开展,存在一定的植物生物入侵风险,从而对水体环境带来负面影响。高效微生物技术较为新颖,针对性强,是将经过专门培育的微生物及酶放置在需处理的水体部位,借助微生物及酶浓度的提高,达到水体局部治理的效果。
(二)水环境治理中生态修复技术的应用
        水环境治理的主要目的之一是对水体环境完整性进行提升,而生态修复技术通过恢复及重建水体中缺失成分,达到水生态结构的完整恢复[2]。从技术应用频率上看,沉水植物重建技术及生物操纵技术较为有效。沉水植物重建技术需要根据水环境具体特点选择适宜的沉水植物,然后通过植物修复功能,对水域范围进行修复。生物操纵技术主要是为了抑制水体富营养化,对数量过多的藻类进行消除,常用的手段是在待修复水体中引入相应的鱼类。从优势上看,生态修复技术因为与水体保持了较为紧密的联系,其治理作用较为有效。例如,在太湖区域内,要对一些浅水区域富营养化问题进行治理,生态修复技术的应用产生了较好的效果。需要注意的是,生态修复技术本质上是对自然水体施加后天影响,在具体治理实践中应做好规划,如治理过程技术应用不当或计划不到位,容易引发水环境及水生态的崩溃。
(三)水环境治理中生态水利工程技术的应用
        水环境与水利工程相辅相成,通过水利工程的建设,发挥工程对水环境的影响作用,也能够同步起到水环境治理作用。但需要考虑到水利工程建设当前及长远可能给周边环境造成的不利影响,采取相应的建设及补救措施。从该技术的应用范围看,主要通过河道、周边、河岸部位配套设施的使用,实现水利工程的敷设带动功能。
        第一,河道修复技术。对水环境中存在的河道等硬件方面问题,借助水利工程建设及采矿作业等,改变并修复河道的组织结构,如再造河床,对水体中的某个河段进行水流流量的控制,或者在获取河道水文变化周期规律的基础上,通过水利工程的作用,沉淀及净化待处理河段内的各类污染物,然后针对性修复河漫滩等部位,可以达到水环境及水空间的再造。在河道修复技术中,需要用到混凝土及钢纤维等,应掌握并精准控制混凝土抗拉强度数值、钢纤维含量特征数值等参数。第二,河岸修复技术。河岸修复技术通过对河床进行稳定性加固,实现对水体环境进行不破坏状态下的修复。在应用中,可以因地制宜选择采用枝条栽种、透水材料使用、加装鱼巢砖等方式达到修复目的。第三,土地利用开发修复技术。造成水环境受损的一个主要原因是生产生活活动对植被等自然环境带来破坏,加剧了水体环境内水土流失的速率,从而带来地表径流问题。为此,本着对河流水质加以改善的目的,可以采用人工管理方式,如植物种植及季节性封禁,为水体恢复赢取时间。
(四)水环境治理中多方位生态修复技术的应用
        在治理水环境时,在控制河流水体的污染方面可以采用内外源污染控制技术。例如,采用雨水处理技术,通过装设雨水原位自动膜滤装置,在超低压膜过滤技术的辅助下,可以高效去除雨水径流污染源[3]。再比如,通过生态驳岸的修建,打造具备高渗透性的水陆交界面,可以形成水体、路堤、驳岸相结合的滞留系统,实现净化水体的目标。在内源污染控制上,采用机械清淤作业及生物酶底泥修复技术,能够提高水体污染物的修复能力。在具有低含氧量、水体浑浊黑臭、重金属超标的水环境中,采用超微净化处理技术,可以将水体中多余的黏附藻类分离,然后对水体泥沙及胶体进行吸附,借助氢氧基作用对黑臭水体中的成分进行分解转化。例如,在某市水环境治理工程中,河流长度为13.24km,经勘测,COD及NH3-N浓度数值为290mg/L,12.6mg/L,通过在河道部位设置隔膜导流处理工艺,分割受污染的水体,然后借助生态修复技术,如在相应河道内投入生物酶等,达到了清淤及治臭的作用,水环境及生态系统得到净化。为了巩固净化效果,再采用鱼类群落投放及沉水植物群落设置等方法,修复了水生态系统。经数据勘测,水体由浑浊变为清澈,COD及NH3-N参数指标为23.5mg/L,8.1mg/L,达到了水环境治理目标。
结语
        水环境构成要素众多,如庞杂丰富的河道及城乡河湖水系等,在农业生产及工业现代化进程中,水环境作为基础条件愈显其重要性。在具体开展水环境治理时,因根据实际情况选择相应的治理技术及修复工程手段,多管齐下,提高水环境生态多样性。

参考文献:
[1] 李王芳. 分析河道治理改造中水环境保护现状及对策[J]. 低碳世界,2021,(1):15-16.
[2] 方美清,王明艳. 乡村振兴背景下盐城市农村水环境景观治理对策[J]. 水利规划与设计,2021(3):15-18.
[3] 张岩,徐凌云,史云鹏. 基于层次分析法的太湖水环境治理技术效果综合评估[J]. 绿色科技,2021,(4):71-75.
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