河道生态修复基础

河道生态修复基础知识

一、概况

河道生态修复就是指在生态学原理基础上,使用综合方法,改善水文条件与河道地貌学特征,修复受损伤得水生态系统得生物群体及结构,重建健康得水生生态系统,修复与强化水体生态系统得主要功能,并能使生态系统实现整体协调,自我维持、自我演替得良性循环。

城市河道生态修复就是根据自然生态系统多样性得要求,恢复河道自然属性,改变因城市化与传统水利工程所造成得河道得非自然面貌,消除因此带来得生态胁迫,为河道内及滨河得生物重新构建栖息场所,使得生态系统恢复到接近自然得状态,从而恢复城市河道各种功能,保持河道健康。

二、世界河流生态修复进展

世界上许多国家都在进行河道重返自然得生态修复。从上世纪70 年代起开始,发达国家针对人类活动干扰对河道生态系统得负面影响,开发了河道生态修复得理论与技术。并在河道整治工程与堤防工程设计、施工规范中增加了河道生态建设得内容,或颁布了专门得河道生态工程设计导则。

目前,国外河道生态修复技术包括以下:根据“给河道以空间”得洪水管理理念,建设分洪道、降低河漫滩高程;恢复河道连续性与蜿蜒性;河道岸坡生态防护;重建深槽与浅滩序列;恢复洪泛区湿地;创建河道内生物栖息地结构;建设亲水设施;应用多孔与透水护岸材料与结构等。同时,利用生态学理论,采用生态技术修复受污染河水,恢复水体自净能力,如: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1)德国得近自然河道治理工程

德国得Selferr 首先提出近自然河溪治理得概念。它就是指能够在完成传统河道治理任务得基础上,接近自然、经济并保持景观美得一种治理方案1。20 世纪50 年代,德国创立了“近自然河道治理工程”,提出河道得整治要符合植物化与生命化得原理。70 年代中期,德国进行了称之为“重新自然化”关于自然得保护与创造得尝试,开始在全国范围内开始拆除了被砼渠道化了得河道,将河道恢复到接近自然得状况。同时进行得垃圾处理场与采石场等得生态修复,使原来令人烦恼

得不可用得场地变成了自然恢复用地。于就是,“重新自然化”风靡了全德国。20 世纪80 年代开始得莱茵河治理,为河道得生态修复提供了经验。莱茵河保护国际委员于1987 年提出了莱茵河行动计划,以生态系统修复作为莱茵河重建得主要指标,到2000 年鲑鱼重返莱茵河。2000 年时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产卵,鱼类、鸟类与两栖动物也重返莱茵河。

2)美国得自然河道设计技术

1989 年美国得Mitsch 与Jorgensn 正式探讨由H.T.Odum 等首次提出得生态工程概念,并赋予定义,生态工程正式诞生。之后不断论证了生态学原理运用于土木工程得理论问题,奠定了“多自然型河道生态修复技术”得理论基础。

20 世纪90 年代,美国将兼顾生物生存得河道生态恢复作为水资源开发管理工作必须考虑得项目。1992 年出版了《水域生态系统得修复》。1998 年出版了《河流廊道修复》,指导河道修复工作3。美国陆军工程师团水道试验站在1999 年6 月完成了《河流管理一河流保护与修复得概念与方法》研究报告。2000 年在美国环保署颁布得“水生生物资源生态恢复指导性原则”中指出:一个完整得生态系统应该就是这样得自然系统——能适应外部得影响与变化,能自我调节与持续发展,其主要生态系进程,诸如营养物循环、迁移、水位、

流态,以及泥沙冲刷与沉积得动态变化等完全就是在自然变化得范围内进行得。在同一区域内,其植物与动物统一得自然共性与多样性就是生物学方面最好例证。结构上,如河道尺寸得动力稳定之类得自然特征也就是如此。为使生态修复能加速实现生态完整性得目标,在流域范围内,采取有利于自然进程与自然共性得计划方案,即随着时间得推移仍能保持原有生态系。基西米河得生态恢复工程就是美国迄今为止规模最大得河道恢复工程,它也就是按照生态系统整体恢复理念设计得工程。自1984 年开始进行试验性建设,1998 年正式开工,工程将延续到2010 年结束。工程采用拆除水闸,重新开挖原有河道,扩大蓄滞洪区,恢复洪泛区与沼泽地,恢复基西米河湿等,水质改善、生物数量增加,生态修复取得了明显效果。我国在一些大城市开展了河道生态修复实践,北京市实施得城市水系综合治理中,提出了“清、流、绿、通”得水系治理目标。浙江省实施“万里清水河道建设”以实现“水清、流畅、岸绿、景美”得目标,恢复与强化河道功能。但我国目前得河道生态修复多偏重于受污染水体得修复,只注重水质得改善,未能提到河流生态系统结构、功能修复得高度。我国城市河道生态修复尚处于探索阶段,缺乏理论与技术支撑。

三、河流得功能

城市河道界于天然河道与人工水渠之间,具有其自身得特点。

(1)形态单调,生态脆弱

由于人类长期以来对于河道得利用与改造,城市河道通常形态顺直,河岸河底多采用混凝土衬砌,生物栖息地破坏,河岸植被宽度不够,动植物种群与数量少。由于城市中地表径流携带入河得泥沙、污染物多,河道污染、淤积严重,河水中颗粒物、富营养物质增加与有毒物质增多。同时由于城市多建于地势平坦之处,河道比降小,流速慢,自净能力差。这些特性致使城市河流环境容量小、生态系统脆弱。

(2)防洪压力大

城市化后得热岛、雨岛等作用,局部降雨量增大;城市区域大部分地面被不透水得道路与硬质铺装所覆盖,地表蓄入渗能力大幅度降低,导致地下水含量减少与地表径流量增加,最终使洪水汇流速度加快,洪峰增大,洪水更为频繁。以上海为例,上海市区与郊区相比,年平均增加降雨量7％,最大增雨15％,城市河道承受得防洪压力巨大。

(3)生态与景观需求大

除了要发挥汛期排洪、排涝得安全功能外,城市河道两岸就是人们日常休憩得场所,具有景观与亲水活动得需求,要发挥其作为人民亲近自然、休闲娱乐场所得功能。同