水系生态化改造技术要点初探

水系生态化改造技术要点初探

摘要：随着社会的进步，城市文明对水系生态资源在质与量两方面的需求都急剧上升。水系的生态资源性对于城市的基础功能作用贡献越来越大。城市水系生态环境质量对于城市水系生态环境建设与保护非常重要。本文从水系生态价值入手，分析了城市生态水系的特征要素，并指出了水系生态化改造技术的要点。

关键词：城市水系；水生态；改造

引言

水生态是整个自然生态系统中重要的一个重要组成部分，按照它固有的规律实现着动态平衡。但人类社会在逐步的发展过程中，在开发和改造自然的过程中，水生态系统受到自然和人类的双重影响导致变化。相比较而言，近一百年来，因为人类活动导致的变化已经远远超出了自然力量引起的变化，而且，这种变化往往是负面的、不可逆转的。在今天进行的城市化过程中，如何来避免对生态环境的破坏，恢复、重建适合新的形势下的水生态系统，是如今必须认真加以研究和解决的问题。

一、水系生态价值

水系是城市生态的基础，随着社会的进步，城市文明对水系生态资源在质与量俩方面的需求都急剧上升。水系的生态资源性对于城市的基础功能作用贡献越来越大。建立城市水系生态环境质量标准对于城市水系生态环境建设与保护非常重要，由于各城市基础条件和发展目标的不同，应该在国家标准总则的基础上针对不同地域和城市分别制定，作为各个城市规划建设和管理的依据。

水系的生态价值体现在水系空间水域生态系统和陆地生态系统的交接处，是城市中最富有生命力的部分，具有两栖性的特点，受到两种生态系统的共同影响，呈现出生态的多样性和边缘效应。城市中的湿地更是许多珍稀鸟类生活和迁徙的重要生境。

二、城市生态水系的特征要素

在河流健康问题提出以前，伴随经济社会的发展对河流提出更多的水量和水质需求，河流治理思想大致从单纯的兴利（开发利用）、除害（洪涝等灾害）到兴利除害相结合、寓除害于兴利之中的发展变化。随着经济社会发展到一定规模，继之而来的则是河流出现水紧缺、水质差、水生态恶化等诸多问题，反过来影响河流兴利功能的发挥。为了更好地支撑经济社会的可持续发展，人们逐步意识到系统解决河流问题的重要性。在这一过程中，河流治理思想也经历了从节约用水、治污、保护水质等发展到河流生态恢复，注重河流自身健康的质的转变。尽管对河流健康的概念还存在方方面面的争议，但涵盖了水生态系统与满足社会服务价值的理解被认可、接受的程度较高；而对生物和生态系统的关注，是目前河流保护、管理活动的重要内容。

三、水生态改造修复技术探析

1、水生态修复及改造的目的和作用

水生态修复就是通过一系列措施，将已经退化或损坏的水生态系统恢复、修复，基本达到原有水平或超过原有水平，并保持其长久稳定。其目的和作用如下：

1.1 水生态修复目的是修理恢复水体原有的生物多样性、连续性，充分发挥资源的生产潜力，同时起到保护水环境的目的，使水生态系统转入良性循环，达到经济和生态同步发展。

1.2 水生态修复主要作用是通过保护、种植、养殖、繁殖适宜在水中生长的植物、动物和微生物，改善生物群落结构和多样性。增加水体的自净能力，消除或减轻水体污染；生态修复区域在城镇和风景区附近，应具有良好的景观作用，生态修复具有美学价值，可以创造城市优美的水生态景观。

1.3 湿地的水生态改造一般需要经过较长一段时间才能趋于稳定并发挥其最佳作用。种植水面植物（含生态浮床和浮游水面植物）能在较短时间发挥作用，可作为先锋技术采用；水生态修复一般需要经过较长一段时间才能发挥作用，3-5年可初步发挥作用，10-20年才能发挥最佳的作用。治理工作必须立足长治久安，遵循生态学基本规律。

2、水生态改造修复技术

水生态修复技术包括“控源减污、基础生境改善、生态修复和重建、优化群落结构”四项技术措施。水体生态修复不仅包括开发、设计、建立和维持新的生态系统，还包括生态恢复、生态更新、生态控制等内容，同时充分利用水调度手段，使人与环境、生物与环境、社会经济发展与资源环境达到持续的协调统一。

2.1 沿岸植被缓冲带净化技术。在水岸带种植根系发达的植物，由此构成缓冲带，依靠植物吸收营养盐、起过滤效果和依靠减缓波浪的作用进行沉淀、脱氮等，同时缓冲带形成的动物栖息地和景观，起到保护、恢复自然环境的效果。

2.2 人工湿地污水净化技术。利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。根据流态的不同可分为表流湿地和淹没流湿地。

2.3 生态浮床技术。该技术应用上类似于陆域植物的种收办法，在局部水域种植各种适宜的陆生植物和湿生植物。在美化、绿化水域景观的同时，通过根系的吸收和吸附作用，吸收水体中的氮、磷等元素，并通过收获植物体的方式将其带离湖体，从而达到净化水质，改善鼠观的目的。

3、生物-生态改造污水技术

3.1 地面净化。在河滩地建人工地面廊道，选择两种处理方式进行污水处理研究，一种是由不同级配卵石构成的廊道系统，通过自流和动力将污水引入廊道中，水流在卵石间流动，通过接触沉淀、吸附、氧化分解等作用去除水中的污染物，比较不同水力负荷、不同有机负荷和不同停留时间对污水处理的效果;另一种是在廊道内种植多种水生植物，比较不同水力负荷、不同污染负荷、不同停留时间及不同植物种类和收割时间对污水净化效果的影响。

3.2 土地处置。主要包括人工湿地生态处置工程研究和污水灌溉处理工程研究。人工湿地生态处置是在河滩地建造人工湿地，比较不同基质、不同水生植物、不同水深、不同水停留时间的组成情况下对污水的净化效果;污水灌溉处置是选择不同的污灌方式，比较污水慢速渗滤处理、污水快速渗滤处理和污水地表漫流处理的效果、处理量及其对地下水环境的影响。

3.3 快速渗滤。利用生物滤池处理污水的原理，设置多级不同材质和填料组成的人工快速渗滤池，采用串并联的方式交替运行，通过过滤、吸附以及微生物的降解，加快污水净化。研究不同填料和滤材、不同停留时间、不同运行方式的污水处理效果，以及填料的再生水式。

3.4 工程调度研究适宜生态工程处置的排污专道工程调度方案和上游污染物排放控制方案。根据试验效果，其中人工湿地效果明显，运行数据表明，该系统对氨氮的净化率较好，可达到80%以上，对悬浮物的去除率可达到90%以上;稳定塘试验也显示了较好的污水净化效果，对连续出水式和贮水式两种方式运行比较，贮水式效果要略好于连续出水式。

4、生态改造和重建要注意的事项

在生态改造和重建过程中，种植水生植物要选择适合的种类和品种并合理搭配；生态修复要选择适当时机；生态修复要创造适宜的生物生长环境；合理养殖水生动物；提倡乡土品种，防止外来有害物种对本地生态系统的侵害；优化群落结构。

结束语

河流孕育了人类文明是人类社会生存和发展的起源地与人类文明文化和历史戚戚相关。人类活动对河流生态系统的扰动阻碍了河流生态系统的健康发展，生物多样性下降生态系统退化等问题为人类敲响了警钟，改造修复受损环境刻不容缓。为改善水环境，水生态改造也必不可少，水生态修复能够提高河湖自身的净化能力，但也应认识到，水生植物群落恢复、植物自身生存繁衍、水体中生物链形成是一个较为缓慢的过程，对水质的改善效果要经过较长时间才能显现。

参考文献

[1]王爱敏.论城市水系规划的多功能效应[J].华中建筑,2009,27(6):206-210.