水环境修复

污染河流修复的可行技术路线的认识河流是水文循环中最重要的环节，河流系统是自然界最重要的生态系统之一。人类不仅依傍河流而生，而且利用和开发河流，谋求社会经济的发展。在远古时代，人类对河流的利用仅为简单的农业灌溉和日常生活取水，河流系统的许多功能尚未被人类认识、开发和利用，人类与河流基本和谐相处。

随着人类经济、社会的发展，对河流的索取不断增加，不合理的开发利用和污染更使人类赖以生存的生命之河屡遭劫难，造成了目前全世界的绝大多数河流均处于“病态”之中，有些甚至已“病入膏肓”，河流目前生态系统的健康状况正面临前所未有的考验。根据国家有关部门的统计， 我国90%以上的城市河流受到了不同程度的污染。同时由于资源的不当利用和气候等因素， 部分河流的生态环境严重退化。而河流污染主要包括点源污染和非点源污染。对于点源污染，采用物化、生物及其相关组合技术方法，目前已能较为有效的控制;对于非点源污染，由于土地利用方式的多样性，加之农业非点源污染控制的难度，非点源在一定范围内仍将长期存在并处于主导地位。因此，如何对受损河流生态系统进行修复，使河流重新回到健康状态已经成为人类亟待解决的环境问题之一。

1 河流生态系统修复的含义

严格来说， 修复包括恢复( Restoration)、重建( Reconstuction)等几个方面的含义。恢复是指受损状态恢复到未被损害前的完美状态的行为， 即包括回到起始状态又包括完美和健康的含义；重建是将生态系统的现有状态进行改善， 结果是增加人类所需要的特点， 使生态系统进一步远离它的起始状态。河流生态修复。是在遵循自然规律的前提下， 控制待修复生态系统的演替方向和演替过程， 把退化的生态系统恢复或重建到既可以最大限度地为人类所利用， 又保持了系统的必要功能， 并使系统达到自维持的状态。通常没有必要也难以将河流修复至完全自然的状态， 而是根据经济技术条件

修复至人类所需要的合适状态。

人类对河道的治理在经历了工程治理、自然改造阶段后， 逐渐发展到生态修复阶段。20 世纪80 年代以后， 河流生态修复成为国际上的热点。欧洲、美国、日本等国家， 河流生态修复的相关研究与实践开展得较多， 修复技术已相对比较成熟。自20 世纪90 年代末， 我国进入河流综合治理和生态修复阶段， 相继开展了河流的修复工作。

2 河流生态修复理念及目标

2.1 河流生态修复的理念

河流生态修复是指利用生态系统原理，采取各种方法修复受损伤的水体生态系统的生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，并能使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。

.2 河流生态修复目标

（1）防洪和恢复健康的水循环系统

河流生态修复同传统河流治理一样，首先是防御洪水，保护居民的生命财产，同时还要确保生态系统和让水循环处于健康状态，尽量处理好洪水期的防洪和平时的河流生态系统、景观、亲水性的关系。也就是说，没有必要用同一尺度保护城市、道路、农地和森林等，洪水时无须刻意考虑河流生态系统和亲水性，平时也没有必要考虑防洪问题。

（2）提高河流自净能力保护水质

河流生态修复的最终目的是通过健康的河流生态系统提高河流水体的质量。但提高河流水质必须从流域尺度出发，一般需要通过防止面源污染，建设完善的下水道、污水处理场和植被缓冲带，提高河流的自净能力这3 个阶段才能够实现。要提高河流的自净能力，保持河流形态的多样化和丰富的水生生物是很重要的。

（3）使河流具有一定的侵蚀—搬运—堆积作用

在满足一定防洪标准的同时，留给河流一定的侵蚀—搬运—堆积等自然作用的空间，是河流生态修复的重要课题。因为只有通过河流自

身的运动，河流才能自然演变为具有蛇行、浅滩和深潭、周期淹没等多样性的河流形态。河流形态的多样性，意味着生息地和生态系统的多样性和形成美丽的天然河流景观。留给河流多少侵蚀—搬运—堆积的自然作用空间，主要取决于保护土地不被洪水淹没的程度、冒洪水风险程度、设计修复目标的自然化程度这3 个因素。

（4）重建河流景观

水体是河流景观最重要的构成要素，目前，河流景观的重要性已引起水利学家的重视。河流的生态修复除了生态效益之外，还有视觉和心理上的景观效益，单方面强调河流的生态功能是不充分的。在河流生态修复设计中，必须考虑景观结构的要素，通过对原有景观要素的优化组合，新的景观成分的引入，调整或构造新的河流景观格局，创造新的高效、和谐的近自然河流景观格局。

（5）增加河流的亲水性

所谓亲水性就是通过对河流的亲身体验，实现与河流的“对话交流”，从而达到保健休养的目的。河流是动植物不可缺少的生息场所，同时也是人类生息休养的空间，河流具有解除人类各种烦恼的特殊功效。河流的亲水性不仅要考虑人类的需要，同时还要考虑为野生动植物提供生息空间的生态修复。

（6）降低经济成本

河流生态修复由于尽量避免了没必要的过高的防洪设计标准，采用近自然的修复技术及材料，实现最终目标的时间延长等原因，其成本要比混凝土式河道护岸等传统水利工程低廉。

2 河流生态修复技术及方法

河流生态修复是在遵循自然规律的前提下，控制待修复生态系统的演替方向和演替过程，把退化的生态系统恢复或重建到既可以最大限度地为人类所利用，又保持了系统的必要功能，并使系统达到自维持的状态。对河流的生态修复主要包括水质改善、防洪排涝（护岸）和生态景观建设3 方面。

3.1 水质改善

针对被人类污染的水质而提出的河流修复方法较多，归结起来主要包括物理修复、化学修复和生物修复3 大类，具体的技术方法有：

3.1.1 物理修复

河道治理的物理方法包括人工曝气、底泥疏浚和调水等。

（1）河道曝气技术

水体供氧和耗氧失衡是引起水体发生黑臭的主要原因之一。曝气复氧被认为是治理河道污染的一种有效措施，可以提高水体中的溶解氧含量，强化水体的自净功能，促进水体生态系统的恢复，目前已在工程实践中得以应用。河道曝气技术即人工向水体充入空气（或纯氧），加速水体复氧过程，强化水体的自然净化过程，去除河流中的污染物，从而改善河流的水质。该技术在满足某些短期需要和突发污染事件应急处置方面具有较好的发展前景。根据治理河道条件（包括水深、流速、河道断面形状、周边环境条件等）和污染源特征（如长期污染负荷、冲击污染负荷等） 的不同，河道曝气复氧的主要方式有鼓风- 扩散曝气增氧、水面转刷曝气增氧、射流曝气增氧和船载移动曝气增氧等。

（2）底泥疏浚

底泥是河道中污染物的“汇”与“源”，所以底泥疏浚是被广泛应用的一种河道治理技术，常用的底泥疏浚主要有干床清挖、船载抓斗清挖和水力冲挖等方式，目的在于较大程度地控制内源污染、增加河道槽蓄量、提高水体泄洪和自净功能。研究结果表明：底泥疏浚可以使水体的有机质、磷、总悬浮物、叶绿素a 以及水体透明度有明显下降，是缓解水体黑臭和富营养化的有效手段。但是，目前在底泥疏浚治理黑臭河道的效果问题上国内外争议颇大，尤其是疏浚能否对河道污染物具有长效的控制以及是否对底栖生境产生负面影响。另外，大量疏浚底泥需要妥善处置，避免造成二次污染。

3.1.2 化学修复

河流治理的化学方法主要包括强化絮凝、化学氧化和化学沉淀