河道生态修复技术

河道生态修复技术

摘要：指出了随着社会的快速发展，人类活动对河流的结构、生态系统造成了诸多负面影响，河流生态修复已经成为国内外生态环保领域的重点工作。总结了国内外河流生态修复技术，为我国河流生态修复工程领域提供参考。在此基础上展望了河道生态修复的发展方向。

关键词：河道；污染；生态修复

1引言

河道是包括河堤、护坡、河床、水体、微生物和动植物的复杂生态系统，既是防洪排涝、引水抗旱的重要通道，又是休闲娱乐和观赏旅游的场所。自从进入工业革命之后，人们一味追求经济的发展，大量工业废水、农业污水和生活污水直接排入河流，加上河流管理和维护的缺失，河道普遍出现形状单一、河道结构硬化、水环境恶化、河流生态系统严重破坏、河道景观严重散失等问题[1]。然而，河道环境基础设施的建设远远滞后于经济的发展，如何进行河道生态修复建设是当前河道生态修复亟待解决的问题。因此，河道生态修复技术的进步对于河道生态修复具有十分重要的意义。

2河道生态修复的原则

河道生态修复是在坚持自然原则、生态原则、整体景观原则的

基础上达到改善河流水质、优化河流景观、设计合理的空间的目标[2，3]。

2.1自然原则

自然原则是河道生态修复的关键。河道生态修复材料的选择方面应尽量运用自然材料，例如，运用木桩、抛石、沉石进行护坡护岸，在河堤上采用乔、灌、草立体防护，河道内可以通过营造适宜的生物栖息环境来净化河道水资源，在一定程度上可以改善河道污染的现状，缓解河道污染的问题。

2.2生态原则

生态原则，就是要充分考虑河流的生物多样性。在采取因地制宜发展稳定塘、人工湿地及生物栅等处理技术的同时，应重视河岸植被建设，为水生动物的生存繁衍提供合理空间，确保水体适合分解微生物的生存。水生动植物和微生物可以提高水域生物净化能力，从而有效控制水体污染物，使河道生态系统的物质循环和能量流动处于良性状态。

2.3整体景观原则

整体景观原则，就是从整体景观的宏观概念出发，整体上把握河道景观的现状以及河道污染情况，将治理、修复、净化与环境景观美化有机结合，进行立体修复，进而实现生态环境、社会以及经济效益的最大化。

3河道生态修复技术

河道生态修复主要目标是净化水质、优化河流景观和设计合理

的空间。目前改善河流的水质主要技术手段有物理修复、化学修复和生物修复3种方法，优化河流景观和设计合理的空间包括生态工程修复、生态护堤和河道景观设计等措施。

3.1净化河流水质技术

3.1.1物理修复技术

物理修复主要是采取各种工程措施改善受污染河道的水文条件和底泥环境条件，从而达到河道生态修复的目的[4]。目前物理修复技术主要包括底泥疏浚、底泥稀释和冲刷、引水换水、机械除藻、水力调度、气体抽提、空气吹脱等技术，这些技术有目的明确、见效快等优点，但同时存在工程量大、成本高、治理不彻底等不足。

3.1.2化学修复技术

化学修复就是向受污染的河道中投入化学改良剂，通过药剂学改良剂能够与污染物发生化学反应，生成对环境无害的中性物质，以达到净化水质的目的[4]。该方法常用于处理突发性水污染，有速度快、效果好等优点，但治理效果不佳，也不能从根本上解决问题，因此化学修复只能作为一种辅助治理手段。

3.1.3生物修复技术

生物修复技术是充分利用水体中的植物、水生动物和微生物的吸收、降解和转化作用，将水体中的有害污染物浓度降至最低，实现河道水质生态恢复的目标。

（1）植物修复。植物修复法是利用高等水生植物及其根际微生物的共同作用去除水体中的污染物，其净化机理是植物的直接吸收、

植物根茎部释氧、生物化感、植物根系微生物降解。研究表明，水麻、一年蓬等植物能高效吸收重金属镉；水芹菜、马尾草等植物能富集水体中N、P；金鱼藻、眼子菜等水生植物向水体中释放的化感物质能抑制藻类的大量繁殖[5]。

（2）微生物修复。微生物作为生态系统中的分解者，不仅能够清除水体污染物，对水中营养成分的循环也起着重要作用，一些有特殊分解转化能力的微生物在河流生态修复中倍受欢迎。微生物修复技术包括两个方面：一方面是投加营养物质或曝气增氧等方式，目的是促进土著微生物的生长；另一方面是直接向水体中投加高效降解菌。目前应用广泛的有：①微生物强化法（通过调控污染水体中的溶解氧浓度、pH值、营养盐浓度等，促进土著微生物吸附、吸收和降解河道中的污染物）；②生物膜技术（由细菌、真菌、原生动物和藻类等组成生物膜，通过与污水充分接触，降解其中的污染物）；

③投菌法（向污染水体投加针对不同污染物性质的高效菌种，如有机污染物高效降解菌、硝化细菌、光合细菌等，从而达到净化水质的目的）。这些技术在国内外河流污染治理工作中得到了广泛应用[6]。

（3）复合生物修复。植物修复和微生物修复都是单独研究植物和微生物在净化水质的过程中发展的河道水质净化技术，单独运用某一种植物或微生物是很难达到理想效果，因此，在实际应用中，人们会将各种生物修复技术进行整合，多种生物合理配置，从而使修复效果达到1+1>2的效果。目前国内外广泛应用的复合生物修复技

术主要有人工浮岛技术（由人工设计建造漂浮在水面上供动植物、动物和微生物生长栖息繁衍的生物生态设施）和人工湿地技术（由人工基质和生长在上面的多种水生植物组成）[7]。这两种方法都是利用基质填料、微生物和水生动植物之间的协同作用，实现对水体中绝大部分有害物质，如重金属、有机物等，进行分解吸收，达到净化水体的目的[8]。

3.2优化河流景观和设计合理的空间

3.2.1生态工程修复技术

生态工程修复主要把握好三个方面的内容：一是降低边坡坡度；二是配置凹岸和凸岸、浅滩和深塘；三是修建池塘。凹岸和凸岸、浅滩和深塘的交替出现，一方面增加流水的紊动，促进了河水充氧，另外，浅滩、深塘和池塘的底层有大量底沙和淤泥，为水生动物提供了主要栖息地和保护区，以及觅食空间，保护了生态多样性[3]。另外，河坝、混凝土河道等对河流生态系统有一定的负面影响，在河道生态修复中应尽量避免。有很多新兴生态环保材料，如生态砖、生态水泥和生态混泥土等都能够提高河流的生态效益。

3.2.2生态护堤技术

生态护堤技术分为植物护坡技术和植物工程复合护坡技术。植物护坡主要通过植被根系的力学效应（深根锚固和浅根加筋）和水文效应（降低孔压消弱溅蚀和控制径流）来固土防止水土流失，在满足河道生态环境需要的同时，还能进行景观造景[5]。生态护堤技术可以防止单一工程型护坡技术带来的呆板和负面生态效应，极其有利