河流生态修复技术现状及展望

河流生态修复技术现状及展望

水利部国际合作与科技司

2005年10月

目前，我国江河、湖泊和水库普遍受到污染，并仍在迅速发展。水污染加剧了水资源短缺，直接威胁着饮用水的安全和人民的健康，影响到工农业生产和农作物安全。据初步估计，水污染造成的经济损失约为国民生产总值的1.5%～3%。水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。水污染防治已成为国民经济可持续发展的关键保障。

随着温饱问题的基本解决，人民对生活质量的要求日益提高，改善生态环境，修复污染水体，恢复优美的自然景观已成为建设小康社会、和谐社会的重要内容，是摆在各级政府部门面前的一项重要任务。

水利部高度重视河流健康生命和河流生态修复问题。汪恕诚部长在2004年全国水利厅局长会议上的工作报告中明确指出，“流域机构要义不容辞地担负起河流生态代言人的重任。要从生态保护和维护河流健康生命的角度来确立工作方针、原则和规划，正确处理好开发与保护的关系，把工作的制高点放在维护河流的健康生命上……”。过去的几年，水利部及省市水利部门在河流生态系统的保护和修复方面进行了很多有益的探索。通过河流源头的水土保持、调水、湿地修复等措施，使一些地区的生态系统得到明显改善。很多科研单位针对一些关键科学技术问题也开展了很多研究工作，在河流水质调查、采用生物措施进行河流污染防治、河流生态系统修复技术措施及示范工程建设等方面均取得了很多有价值的成果。

一、国内外河流生态修复技术现状及发展趋势

河流生态修复是指使用综合方法，使河流恢复因人类活动的干扰而丧失或退化的自然功能。河流生态恢复的任务，一是水文条件的改善，二是河流地貌学特征的改善，目的是改善河流生态系统的结构与功能，标志是生物群落多样性的提高，与水质改善为单一目标相比更具有整体性的特点，其生态效益更高。水文条件的改善包括：通过水资源的合理配置维持最小生态需水量；通过污水处理，控制污水排放以及提倡清洁生产改善河流水质；水库的调度除了满足社会需求外，尽可能接近自然河流的脉冲式的水文周期等。河流地貌学特征的改善包括：尽可能恢复河流的纵向连续性和横向连通性;尽可能保持河流纵向和横向形态的多样性;防止河床

材料的硬质化。

（一）国外河流生态修复技术现状

上世纪90年代，水生态与水环境问题已经成为《世界水论坛会议》、《国际大坝会议》、《国际水利学会议》等一系列国际学术会议的核心议题，这些会议有力地促进了水生态与水环境科学在全球的交流与发展。上世纪70年代以来，一些发达国家的科技界和工程界针对水利工程对于河流生态系统产生的负面影响，提出了如何进行补偿的问题，在此基础上产生了河流生态修复的理论与工程实践。

目前国外河流生态修复技术有很多种，主要包括：在河流整治中，结合洪水管理，贯彻“给河流以空间”的理念，通过建设分洪道和降低河漫滩高程等措施予以实施；河流连续性的恢复，包括纵向的连通和河道与河漫滩区的横向连通，包括建设低坝并设置鱼道、堤防拆除或后退等；河流蜿蜒性的恢复；河道岸坡生态防护；河流深槽和浅滩序列的重建；洪泛区湿地特征的创建；河流内栖息地加强结构（如遮蔽物、遮荫、导流设施等）；亲水设施的建设；河道浚挖泥土的利用；多孔和透水护岸材料和结构的开发和应用及工程施工技术等。此外，结合河流生态修复规划和设计，一些规划设计模型和方法也被提出。在筑坝河流上，针对改善下游河流的生态系统状况，有关水库优化调度方式的研究和示范在一些国家也进行了一些研究，并初步取得一些成果，如河流生态需水量评价技术，洪水过程对鱼类繁殖的影响，自然水文过程模拟等。

同时，国外很多国家利用生态学理论，采用生态技术修复河道内受污染水体，恢复水体自净能力，具有工程造价少，能耗和运行成本低、净化效果显著等特点，积累了很多实践经验。生态方法修复受污染水体主要包括人工湿地处理系统、河道直接净化技术、氧化塘处理系统、

植物-土壤处理系统、水生植物处理系统、生物操纵技术等。如美国的北卡罗来纳州的摩罗赫德市的氧化塘污水处理、日本霞浦湖边上的生物公园、波兰Wariak湖中放养鱼类控藻等工程。

19世纪中期，在欧洲阿尔卑斯山区，大规模的河流整治工程造成了生物多样性降低，人居环境质量有所恶化，河流生态工程设计理念和方法开始引起人们的重视。20世纪50年代德国创立了“近自然河道治理工程”，提出河道的整治要符合植物化和生命化的原理。其突出特点是流域内的生物多样性有了明显增长，生物生产力提高，生物种群的品种、密度都成倍增加。治理后另一个特点是河流自净能力明显提高，水质得到大幅度改善。

20世纪80年代开始的莱茵河治理，为河流的生态工程技术提供了新的经验。莱茵河保护国际委员(ICPR)于1987年提出了莱茵河行动计划（Rhine Action Program），以生态系统修复作为莱茵河重建的主要指标，到2000年鲑鱼重返莱茵河，这个河流治理的长远规划命名为：“鲑鱼一2000计划”。沿岸各国投入了数百亿美元用于治污和生态系统建设。到2000年莱茵河全面实现了预定目标，沿河森林茂密，湿地发育，水质清澈洁净。鲑鱼已经从河口洄游到上游（瑞士）一带产卵，鱼类、鸟类和两栖动物重返莱茵河。

2000年，欧共体颁布了“水资源框架指南”，其目标是在2015年之前，使欧洲所有的水体具有良好的生态状况或具有这方面的潜力。每个成员国必须针对本国情况制定具体目标，并采取各类措施确保目标实现。英国早在20世纪90年代就在一些河段进行生态修复工程建设，获得了广泛关注并最终得到了大多数人的认同。成立了英国河流修复中心，制定了“河流修复指南”，在流域尺度下进行河流的生态修复。

在美国，有关河流生态修复的研究和实践也取得了很好的经验。1992年出版了“水域生态系统的修复”。1998年出版了“河流廊道修复”，指导河流修复工作。美国陆军工程师团水道试验站在1999年6月完成了《河流管理－河流保护和修复的概念和方法》研究报告。日本，澳大利亚等国，也进行了大量研究。日本建设省发布的《河川砂防技术标准（案）及解说》，提出河道岸坡的防护结构有生态和自然景观等环境功能，护岸应采用与周围自然景观协调的结构形式，即“近自然工事”，或“多自然型建设工法”。澳大利亚水和河流委员会于2001年4月出版了《河流修复》一书，为河流修复工作提供技术指导。