如何做好河道生态治理及环境修复工作

1 概述

　　随着社会的不断发展，人们对河道的开发力度日益变大，对水资源的需求也日益增加，关于河流管理的问题面临着诸多的挑战。人们在开发过程中，既要发挥河流发电、航运、水利、浇灌、旅游等传统功能，又要保证河流系统的生态平衡，保持自然环境和经济效益相互平衡的目标要求，既要做到合理地利用河道资源，又要做到对河道资源的充分保护。以往的护坡工程由于要满足人们的发展需求，更要兼顾工程的安全性能，所以常常采用硬质的不透水的结构材料作为设计主材料，这种方式对河道的环境保护和生态修复的重视力度远远不够，所以河道的渠道化问题对河道治理及生态修复来说是需要解决的重要问题。由此可见，对河道治理和生态的修复是保证河道健康发展的重要内容。基于以上观点，文章以河道健康发展的观念为基点，对河道的治理及生态修复问题进行了分析。

　　2 河道治理及生态修复

　　21 河道的现状

　　最近几年，我国在河道管理方面采取了很多措施，但是河道生态环境仍然存在着很多问题，严重的水体污染、水资源的紧缺、偶尔发生的洪涝灾害等都严重影响着经济的发展。虽然在水利工程建设方面的进步是有目共睹的，但在成就的背后也存在着改变原来河流生态系统的问题。河水逐渐干涸、日益被破坏的水生态环境、持续降低的河流功能、不断加重的水污染就是其表现所在。由以上现象可以看出，为了社会的正常发展以及国际社会对环境保护问题的日益重视，河道的治理和水资源生态环境的修复工作已刻不容缓。

　　河道的自然环境的好坏对生态系统有着十分重要的作用，自然的结构形态对自然界的生物孕育和成长都是有着十分有利的影响。由于河道自身具备自我修复的能力，过多的人力干预，如进行人为的河道改造和修复，反而可能起到不利的作用。所以过多的人为改造势必会造成水质、河水流量等方面的改变，从而引起河道的生态平衡被打破，导致对河流依附性很强的生物由于生态环境的破坏而被迫迁徙、死亡甚至灭绝。

　　在对河道进行治理的过程中，势必会改变河道原本的形态，如经常应用于河道治理方面的河流截断、挖深、束窄、加宽、弯曲、拉直等手段都会在一定程度上使河道的整体面积和硬化范围缩小，同时造成河床的不透水体积增加，导致城市的供水不足，这会严重影响城市的自来水供应，导致居民生产生活用水不足。自然河道多为蜿蜒盘旋类型，可以起到储蓄调洪的作用，减小洪水的冲击力度，但是现代河道由于人为的改造，对河道进行了钢筋水洗修筑，导致河道水流流动性的严重减弱，水体不能进行自由交换，严重地增加了洪涝灾害的发生率，同时降低了河道的泄洪能力，对城市的防洪防涝系统造成重大影响。

　　自然河流的周边多伴有大量的植被，在对河道进行治理的过程中，势必会对河道周围的植被环境造成破坏，河流沿岸的自然风光也会大打折扣，这对以河流文化为主题的城市旅游业有着毁灭性的打击，同时也对城市的经济造成不利影响，如果这一问题在治理过程中得不到充分的重视，不能有效地控制河流周围环境的保存率，将会造成恶性循环，严重影响城市的发展。

　　22 河道治理的原则

　　河道是水资源的重要载体。河道的治理要满足生物多样性的需求，为两栖以及水生动植物提供有利的生存环境，这样既保护了河道的水生态环境，又会对河流的自净能力有利。从经济、社会、生态、人文等多方面考虑河道的整体治理，不仅要满足人类生存的条件，也要具备修复自然河道的功能。

　　221 平原河道治理原则。在平原河道的治理过程中，要做到既能达到河道体系的防护标准，又能保证河道的自然恢复能力不被破坏。因此，在治理过程中要根据正常行洪、岸坡稳定、材质自然、成本经济、表面异质以及内外透水性等多原则进行治理，既能保证河流的自然性得到最大程度的保留，也能满足人类的需求。这样不仅对自然河道水流的流速、流量、环境外观以及冲淤平衡的影响达到最小，也使得河流周围动植物赖以生存的自然生态环境得到最大保护。

　　222 山区河道治理原则。治理山区河道，要对整个山区河道进行细致的勘察，做到对河流上下游以及整个流域之间相互关系的统筹把握，根据实际情况进行综合的治理，一定要做到遵循自然规律，充分发挥天然河道的功能。因此，在实际治理过程中，要保护水土资源，对流域内的水土采取退耕还林、封山育林等措施，尽量减少泥沙进入河流。同时，在河道治理过程中，在河道的上游修筑一定的大坝，以阻挡泥沙的流入，在下游疏导河道，保持河道的畅通无阻。对河道周围的生态平衡问题要严格遵循自然规律，尽量不要使河道的自然特性发生改变，以起到保护天然河道的作用。

　　23 污染源处理及水质改善

　　河道的水质改善措施是整个河流生态系统修复的重要环节，在进行水质改善的过程中要严格遵守相关的制度，严格控制生产和生活污水进入河流，以此来保证河流水质改善的成功进行，保证取得良好的成效。

　　对水质污染严重的河道必须进行源头治理，控制点、面源污染，通过清除河道淤泥，保持水面洁净，对进入河流的污染物进行有效控制，采取雨污分流排水的方法，来达到减少河流污染的目的。要对各个河段进行实时的监测，严格控制必须排出的污水的流量。如有必要，要执行更为严格的排放标准，即对河流采取深度处理的措施。如可能排入有毒物质，且此物质易积累，则要采取果断措施，防止有毒物质进入河道。在治理过程中，根据河道的自净特点，制定合理的排污计划，包括排污口位置和排污时间等内容，并按照现场的实际情况，对水体的环境容量进行合理利用，从而逐步改善河道水质。

　　24 河道生态修复的方法探究

　　为了保护河道的自然环境不被破坏，根据河道治理的原则，对河道生态环境的修复提出几点可供参考的意见，以达到河道治理及生态修复的目的。对一些废旧的拦河堰、拦河坝进行拆除处理，通过缓坡或者低坡的手段，使跌水得到改造，以此来控制河床的变化，达到使河道供水连续性得到恢复的目的;向河道内投入沙包或者大石，人为制造河流内部的沟壑和浅滩，使得河流的多向性流动得到恢复;对河水的流动空间进行改造，尽量增加其流动空间，从而使得河道的防洪防涝能力得到提升。

　　3 结语

　　水是人类赖以生存的重要资源，是孕育人类文明发展的不可或缺的因素，而河流作为水的重要载体，在人类社会发展中有着不可磨灭的作用。在过去的几十年间，人类为了得到高速的发展而忽视了河道这一重要资源，对河道的生态环境造成了许多破坏，从而导致河道问题反过来制约经济的发展。人们开始意识到对河道的治理和对河道生态环境修复的重要性，然而对河道的治理和生态修复并不是一朝一夕就能完成的，它需要我们持之以恒地坚持下去，不断深入探索更为有效的新措施，努力开创经济增长与环境保护齐头并进、相辅相成、共同发展的新局面。

一、河道治理的方式有有三种，分别是物理方法、化学方法、生态--生物方法生态--生物法(包括河道曝气复氧、生物膜法，生物修复法，土地处理法、水生植物净化法)

1、物理方法

物理方法主要是指疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤和调水等。疏浚污染底意味着将污染物从(河道)系统中清除出去。可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率，从而改善水质。调水的目的是通过水利设施(如闸门、泵站)的调控引入污染河道上游或附近的清洁水源以改善下游污染河道水质。此类方法往往治标不治本。

2、化学方法

化学方法如混凝沉淀、加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等方法。研究表明，这种方法对浊度、eoD、ss、TP去除效果较好，对TN、重金属等也有一定的去除效果，日药剂用量少。但该河道污水治理方法易造成二次污染。

3、生态--生物方法生态--生物法(主要包括河道曝气复氧、生物膜法生物修复法，土地处理法、水生植物净化法等)

（1）生物修复技术

是指利用微生物及其他生物，将水体或土壤中的有毒有害污染物质现场降解为c02和水，或转化为无毒无害物质的工程技术系统。用于河道污水治理的生物修复技术主要有两类。一类是直接向污染河道水体投加经过培养筛选的一种或多种微生物菌种，试验证明cOD去除率口丁达9096以上。另一类是向污染河道水体投加微生物促生剂(营养物质)，促进“土著”微生物的生长。投放药剂后，通过促生作用，促进污染物降解微生物的生长，河道中微生物由厌氧向好氧演替，生物由低等向高等演替，生物的多样性不断增加，使污染水体的BOD5，COD迅速下降，溶解氧明显上升，黑臭消除。这种方法对于消除水体黑臭、增加水体溶解氧作用明显。

（2）土地处理技术

土地处理技术是一种古老、但行之有效的河道污水治理技术。它是以土地为处理设施，利用七壤、植物系统的吸附、过滤及净化作用和自我调控功能，达到某种程度对水的净化的目的。

（3）水生植物净化法

该方法是充分利用水生植物的自然净化机能的污水净化方法。例如采用浮萍、湿地中的芦苇等在一定的水域范围进行净化处理。但是生活污水的排入会产生臭气、害虫和景观影响等问题，因此选用时要综合考虑上述问题，如选择在春夏季下风口的位置种植芦苇等。

（4）河道曝气法

人工曝气复氧是指向处于缺氧(或厌氧)状态的河道进行人工充氧以增强河道的自净能力，改善水质、改善或恢复河道的生态环境。河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。该工艺具有设备简单、机动灵话、安争可靠、投资省、见效快、操作便利、适应性广、对水生生态不产生任何危害等优点，适合于城市景观河道和微污染源水的治理。

（5）生物膜技术

是指使微生物群体附着于某些载体的表面上呈膜状，通过与污水接触生物膜上的微生物摄取污水中的有机物作为营养吸收并加以同化，从而使污水得到净化。目前，常用于河道污水治理的生物膜技术主要有砾间接触氧化法、持水沟(渠)的接触氧化法、生物活性炭填充柱净化法、薄层流法和伏流净化法，用得比较多是接触氧化法。

二、河道治理中常用的水生植物有：

1、香菇草：多年生挺水观赏植物，株高5～15cm，叶互生，长柄、盾形，直径2～4cm，缘波状，草绿色，叶脉放射状。常作水体岸边丛植、片植，是庭院水景造景，尤其是景观细部设计的好材料。

2、大聚草：多年生挺水或沉水草本，植株长度50～80cm，茎上部直立，下部具有沉水性，叶轮生，多为5叶轮生，是观赏价值很高的水生花卉。将其成簇栽种，当植株形成后在环境重便又多了一片悦目的绿色。

3、紫芋：植株高可达12m，地下有茎球，叶柄及叶脉紫黑色，十分醒目。叶片巨大，主要作为水缘观叶植物。

4、伞草：又名水竹，多年生湿生植物，高40-150cm，茎秆粗壮，直立生长，茎近圆形，丛生，花期7-9月。常配置于溪流岸边假山石的缝隙作点缀，别具天然景趣。

5、再力花：多年生挺水植物，植株高2～3m株幅2m花期7月，生长强健，喜湿怕旱，适合用于水体浮台造景种植。株形美观洒脱，叶色翠绿可爱，是水景绿化的上品花卉。

6、花叶美人蕉：株高50～80cm，叶黄绿相间，宽大，总状花序自茎顶抽出，花期7～10月，全年绿色期240天。花红灼灼、叶色鲜艳。除了点缀，还能起到净化空气和水质的作用。

7、美人蕉：株高可达到100～150cm，叶互生，宽大，阔椭圆形，花色丰富艳丽适合湿地浅水栽植。具有净化空气、保护环境作用。是绿化、美化、净化环境的理想花卉

8、紫叶美人蕉：株高100～150cm，叶紫色，宽大，椭圆状披针形，总状花序自茎顶抽出，花期7～10月，全年绿色期240天。

9、花叶芦竹：秆高1～3m，茎部粗壮近木质化，叶宽1～35cm，具白色条纹，地上茎挺直，有间节，似竹。主要用于水景园背景材料,也可点缀于桥、亭、榭四周，可盆栽用于庭院观赏。

10、梭鱼草：多年生挺水或湿生草本植物，叶大，高20～80cm，叶形多变，花蓝色，花葶直立，通常高出叶面，花期7～10月。梭鱼草叶色翠绿，花色迷人，花期较长，可用于家庭盆栽、池栽，也可广泛用于园林美化。

11、西伯利亚鸢尾：株高40～59cm，花期5～6月，该品种最大的特色是终年常绿，是水生花卉中难得的司机常绿的品种，既可观叶，亦可观花，是观赏价值很高的水生植物。

12、黄菖蒲：多年生宿根性直立草本，喜温暖，较耐寒，怕干旱，花期4～6月，观叶观花，是水生花卉中的骄子，花色黄艳，花姿秀美，如金蝶飞舞于花丛中，观赏价值高

13、花菖蒲：多年生宿根挺水型水生花卉，长50～80cm，花大紫色，中部有黄斑，花期4月下旬至5月下旬。花大而美丽，色彩也丰富，叶片青翠似剑,观赏价值高。

14、睡莲：多年生水生花卉，叶丛生，浮于水面，直径6～11cm，花白色，直径3～6cm，花期为5月中旬至9月。大面积种植，长势旺盛时，可呈现壮美景观。

根据湿地的构成和生态系统特征，湿地的生态修复可概括为：湿地生境修复、湿地生物修复和湿地生态系统结构与功能修复三个部分，相应地，湿地的生态修复技术也可以划分为三大类：

1湿地生境修复技术

湿地生境修复的目标是通过采取各类技术措施，提高生境的异质性和稳定性。湿地生境修复包括湿地基底修复、湿地水状况修复和湿地土壤修复等。湿地的基底修复是通过采取工程措施，维护基底的稳定性，稳定湿地面积，并对湿地的地形、地貌进行改造。基底修复技术包括湿地基底改造技术、湿地及上游水土流失控制技术、清淤技术等。

湿地水状况修复包括湿地水文条件的修复和湿地水环境质量的改善。夹河湿地水文条件的修复是通过疏通水系等水利工程措施来实现；湿地水环境质量改善技术包括污水处理技术、水体富营养化控制技术等。需要强调的是，由于水文过程的连续性，必须严格控制水源河流的水质，加强夹河上游及相关支流的生态建设。土壤修复技术包括土壤污染控制技术、土壤肥力修复技术等。

2湿地生物修复技术

该技术主要包括物种选育和培植技术、物种引入技术、物种保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、群落结构优化配置与组建技术、群落演替控制与修复技术等。

3生态系统结构与功能修复技术

该技术主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。湿地生态修复技术的研究既是湿地生态修复研究中的重点，又是难点。

基于工艺经济、技术稳定、管理简便的设计原则，综合考虑生态保护与水质净化相协调、环境效益和经济效益并重、湿地建设和农村产业结构调整相统一，根据夹河的地形地貌特征，来确定湿地生态修复工程方案。在全面查清夹河湿地资源本底和环境状况的基础上，重点保护好现有湿地资源和湿地环境，局部疏浚淤积湿地，实施退耕还湿工程，修复湿地植被，加强保护设施建设，为夹河湿地的全面保护和持续发展奠定基础。

湿地生态修复工程首先是对水域实施疏浚连通工程，增加湿地水域面积，增加湿地蓄水量。其次，对水域土驳岸和混凝土护岸实施生态护坡和湿地植物栽种工程，主要为生态护坡、栽种湿地植物，形成河道滞留塘，在保证河流水质净化效果的基础上兼顾景观开发。

4湿地建设的主要工艺方案

该方案本着既要保障河水水质安全，又要促进经济发展和社会稳定原则，在河流综合整治过程中需采取科学的治污之路，即从流域内每一条汇水河流入手，按照目标、总量、项目、投资四位一体的小流域控制思路，实施“治”、“用”、“保”并举策略，综合运用经济、法律、科技和必要的行政手段，注重发挥市场机制、宏观管理机制和公众参与机制的作用，全面推进流域内经济结构调整、城市环境基础设施建设、清洁生产、污染治理、污水资源化、生态保护和建设等各项工作，扎实推进流域污染综合治理。

所谓“治”，即污染治理。是指以循环经济理念和工业生态学为指导，综合采用结构调整、清洁生产、末端治理、环境基础设施建设、面源污染治理、清淤疏浚等全过程污染防治措施，解决流域内环境污染问题。

所谓“用”，即行政辖区内水资源的充分循环。是以节水为基础，因地制宜，分类指导，充分利用闲置荒地及废弃河道，建设中水调蓄设施，合理规划污水回用工程，最大限度地实行水资源的流域内循环，减少污水排放量。

所谓“保”，即流域生态修复与功能强化。是在污染治理和污水资源化的基础上，采用湿地建设、水土保持、小流域开发治理、自然保护区建设等生态修复、重建技术，对流域的生态恢复过程进行强化，使之向提高自净能力、改善水质与生态环境、恢复自身应有生态功能的有利方向尽快转变。

从治理技术的内在属性和特点上来讲，污染河流的净化技术一般分为物理/化学技术和生物/生态技术。

物理/化学技术是目前在城市河道治理中比较常用的应急技术，主要有河道曝气、底泥疏浚、引水冲污和投加化学药剂等。物理/化学技术短期效果好，但是费用高，只能处理小型河流或者景观价值较高的河流，对环境有一定的副作用，生态效果不理想，难以长期应用。

生物/生态技术目前主要有生物过滤、人工湿地、滞留塘、多自然河道和植物浮床等。

（1）生物过滤技术

生物过滤技术属于污染河流的强化治理技术，特别适合于严重污染河流支流的水质净化。生物过滤技术结合了生物膜的降解特性和填料的过滤作用，既具有生物膜处理技术的处理效率和抗冲击负荷较高的特点，又具有过滤技术的稳定性（对不同种类及大小的污染物，在不同环境条件下都具有一定的去除能力），技术的适用性和持续性比较强；生物过滤技术还可以通过对运行条件的调整，实现多种污染物去除功能（如脱氮除磷等）。

（2）强化人工湿地技术

湿地是陆地和水体之间的过渡地带，具有独特的生态结构和功能，是自然环境中自净能力很强的区域之一。人工湿地可以利用天然或人工构筑水池或沟槽，在底面铺设防渗层，并充填一定深度的土壤和填料组成填料床，表面种植一些生长快速的耐水植物（如芦苇、香蒲等），形成一个含多种基质和生物的独特生态环境。因而人工湿地是一种良好的污染河水的生态净化技术。

根据水流方式，人工湿地可以分为潜流（SSF）和表面流（FWS）两种。其净化机理主要有：①过滤和沉降；②吸附和离子交换；③污染物的降解；④植物对营养物质的吸收；⑤对病原体的灭活。

表面流湿地类似于天然沼泽湿地，污水在人工湿地床体的表层流动，水位较浅，一般在01～06m左右。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点。缺点是占地面积大，水力负荷低，去污能力有限，受气候影响较大，夏季会孽生蚊蝇、散发臭味。除了改善水质外，表面流人工湿地还给人们提供美学价值和为水生野生动植物提供栖息地的功能。表面流人工湿地常用于湖泊、河流的水质净化与生态修复。

在潜流湿地系统中，污水在湿地床体内部流动，可以充分利用基质层表面生长的生物膜、丰富的植物根系及基质截留等作用，有效延长水力停留时间，提高湿地系统的处理效果和处理能力，同时由于水流在土壤层以下流动，故具有保温性较好，处理效果受气候影响小、卫生条件较好等优点，是目前研究和应用较多的一种湿地系统。相对于表面流湿地，潜流型人工湿地存在易阻塞、管理复杂，投资较高及环境友好型较差等缺点。

在具体的应用中，可以通过选择不同的基质（土壤和填料），根据实际情况种植不同的植物，利用系统中不同基质、植物、微生物和动物形成的独特生态环境，对污染河水进行净化。

（3）滞留塘技术

滞留塘技术在国外的应用和研究最早出现于20世纪60年代，并逐渐受到重视。在美国、加拿大、日本等国已大规模应用于控制暴雨径流污染和污染河流的自净能力强化，并形成了成熟的应用技术，获得了大量的设计、运行和管理经验和参数。在国内也有很多类似的河道稳定塘应用，河流滞留塘技术通过直接在河床上建堰拦水，可以延长河水在单位距离上的停留时间，促进颗粒污染物的自然沉降，提高河水的透明度；可以利用河滩、河岸以及塘内的植物吸收和微生物吸附降解作用，降解河水中的有机污染物，削减氮磷等诱发水体富营养化的物质；可以利用拦水堰上的跌水，加强河水自然复氧，最终提高单位距离上的河流自净能力。河流滞留塘技术相对易于实施，管理简单，比较适合于河滩宽阔的小型河流的污染治理和修复。

（4）多自然型河道技术

“多自然型生态河道”即指“多种动植物及微生物可以共存、繁殖的河道”。构建多自然型的生态河道主要通过河道环境条件的天然模拟和强化，在再生河道生物群落的同时，创造良好的生态环境与自然景观。

天然河道是一个复杂的生态系统，由不同的生物群落所组成。河道物理结构广义上可分为：水体的河床部分（水生生物区）、河滩部分（水交换区，两栖区）和受水影响的河岸区。构建多自然型的生态河道，即从这三个层次上通过环境条件的天然模拟和强化，营造适于各种生物栖息繁衍的环境条件，再生各种生物群落，恢复和强化河道的自净能力，重建河道良好的生态系统。

（5）植物浮岛技术

生物浮岛技术是利用生态工程学原理，在受污染河道，用木头、泡沫等轻质材料搭建浮岛，以浮岛作为载体，在水面上种植植物，构成微生物、昆虫、鱼类、鸟类、植物等自然生物栖息地，形成生物链来帮助水体恢复，降解水体的COD、氮、磷的含量，主要适用于富营养化及有机污染的河流。除此之外，还具有为生物提供生息空间，改善景观以及消波护岸的功能。生物浮岛依据浮岛植物是否和水接触分为干式浮岛和湿式浮岛两种。

植物浮岛技术的核心是将植物种植于水体水面上，利用植物的生长从污染水体中吸收大量污染物质（主要为氮、磷等营养物质），并通过收获植物体的方法将其搬离水体。还可以在植物根部放置软性填料，进一步促进植物生长，去除水中污染物质。

生态浮岛可就地处理河流，工程量小，投资省；处理效果好，自然景观和谐；实现资源持续利用；使用寿命长，维护简单；避免重复污染，重复治理，实现一次投资长期受益。2002年6～11月和2003年5～10月在北京永引渠罗道庄桥上游设置了5000m2的生物浮岛，所植物种为美人蕉、旱伞草，取得了较好的水质修复效果，同时营造出美好的景观效果。但是植物浮岛技术费用较高，且适用性有所限制。

（6）生态护坡技术

河道走廊的生态修复延伸到水环境综合整治中，生态护坡以保护和创造生物良好的生存环境和自然景观为前提，在再生生物群落的同时，建设具有设定抗洪强度的河流护堤工程，能够提高水系功能和改善水的质量，把受人类严重干扰和破坏的河道修复成为水体与土壤、水体与生物相互涵养，适合生物生长的近自然状态的河道。因而，生态护坡技术在水环境综合整治中逐步得到了应用和发展。

（7）其他

包括投加生物制剂和生物操纵法等，主要是通过在人工条件下强化微生物对污染物质的降解能力，来达到净化水质的目的。

生物/生态技术的主要优点：

1）基建、运行费用低，管理方便，经济可行。生物/生态技术可以利用太阳能作为污染净化系统的能源，通过微生物和动植物的自然生长来降解、吸收、转移河水中的污染物，较少需要输入人工的能源和物质。其次，微生物和动植物在一定条件下都能按照一定规律自行生长繁殖，发挥水质净化作用，较少需要人为管理以维持净化系统的运行。

2）副作用小，对环境没有危害或者危害很小。生物/生态技术利用自然界原有的或者经过略微改造的生物，而非人工物质来净化河水，环境相容性好，不存在对环境的二次污染。稳定的河水生物/生态净化系统其内部的物质转换和能量流动处于平衡状态，各种生物之间相互依存，相互制约，不容易对外界环境造成冲击。

3）能自我调整，适应环境的变化。微生物有很强的变异能力，植物也具有一定的自我调节能力，因此当河水的污染物发生改变时，生物/生态技术在一定程度上仍旧能够发挥水质净化作用，同一种技术对不同类型的河流水质污染有较好的适用性。

4）可与亲水景观建设相结合，外在表现形式自然亲切，更富人性化。生物/生态技术利用天然的生物，而非人工的化学物质或机械等来净化河水，能较为容易地与原有自然环境相融合。

由于具有以上优势，生物/生态技术在污染河流治理中得到越来越多重视和实际应用。目前实施人工湿地和滞留塘技术对受损河道进行生态修复和水质净化已逐渐推广起来。

人工湿地水质净化工程的建设，是流域“治、用、保”综合治理思路的关键环节之一，也是净化流域内污染物的最后一道屏障。人工湿地水质净化工程建设的成败，直接关系到能否实现流域水质的目标。

规划区降水量较多、水热条件较好，只要消除人为因素干扰，绝大多数水土流失地都可以在较短时间内恢复植被。在植被较好、轻度水土流失为主的典型小流域，开展水土保持治理应以生态修复为主，工程措施为辅，侧重于生态效益和社会效益。生态修复措施主要包括封育管护、能源替代、舍饲养畜、生态移民等。

5541 封育管护

封育管护是恢复林草植被、防止水土流失、改善生态环境的重要措施之一。

按《水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术》(GB/T164533—2008)标准，在有水土流失的疏幼林地、新造未成立林、灌木林地实行封禁管护措施，通过封禁治理，恢复林草植被，提高林草效益。

项目区封禁治理措施主要包括：落实管护人员，设置网围栏，设立封禁标牌，对现有疏林地进行补植。封育管护措施还包括：按1km2落实1名管护人员，在每个小流域封禁区域显著位置按2km2设置1个封禁标牌，并在适当地段设置网围栏，划定禁伐禁牧区，有效地阻止人畜进入，真正起到封禁预期效果。并有计划加强管护人员技术培训，提高抚育管理水平，保证封禁治理成果。同时要发展沼气，以气代燃料，进行生态移民等措施，减轻人为活动对生态环境带来的压力，加快封禁区域内植被的恢复速度，改善整个项目区的生态环境。

5542 能源替代

农村可利用的能源有农作物秸秆，薪柴、煤炭、电能和太阳能，要因地制宜地发展沼气等能源保护现有植被，为生态修复创造条件。

根据南水北调中线河南水源区调查，建一座8～10m3的沼气池，户均年产沼气300m3，一年可节约柴草25 t，相当于033hm2薪炭林一年的生长量，使用清洁的沼气能源，可有效地解决农村因烧柴而毁树伐木的问题，保护森林资源，改善农业生态环境，实现山川秀美。故本规划能源替代措施主要为发展沼气池和省柴灶，主要布设在封育管护区内以薪柴为主要生活用能的农户，同时在该规划区要加强封育管护措施，以达到人与自然和谐。

5543 舍饲养畜

舍饲养畜是改变传统生产方式的重要内容之一，要解决好水源区牲畜的安置问题。

根据项目区养畜习惯和畜群结构调整方向，结合规划养畜规模，采取联户或单户的方式统一标准建设畜舍。畜舍主要布设在封育管护和项目区内有散养牲畜习惯的自然村庄。

以小流域为单元建设小流域水保治理措施防治标准体系，对水源区水源涵养、保持良好水质、保持和改善生态环境、促进区域经济社会发展、确保南水北调工程效益充分发挥具有重要意义。

但小流域水保治理工程是一项涉及面广、长期而复杂的系统工程，因此要保证规划目标的实现，规划区各县市必须加强领导和组织协调；制定并完善水源地保护法规，严格制度建设；加强项目建设的协调和运行管理；各级执法部门加强执法监督；提高科技支撑力量，做好技术培训；依托省级水土保持监测部门进行生态监测等多项规划保障措施，以确保小流域防治措施治理效益的发挥和治理目标的实现。

一般使用的河道改善（污水处理）方法有三种，物理方法、化学方法、生态--生物方法。

物理方法

物理方法主要是指疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤和调水等。疏浚污染底意味着将污染物从(河道)系统中清除出去。可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率，从而改善水质。调水的目的是通过水利设施(如闸门、泵站)的调控引入污染河道上游或附近的清洁水源以改善下游污染河道水质。此类方法往往治标不治本。

化学方法

化学方法如混凝沉淀、加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等方法。研究表明，这种方法对浊度去除效果较好，对重金属等也有一定的去除效果，日药剂用量少。但该河道污水治理方法易造成二次污染。

生态--生物法(包括河道曝气复氧、生物膜法，生物修复法，土地处理法、水生植物净化法)。

河道曝气法

人工曝气复氧是指向处于缺氧(或厌氧)状态的河道进行人工充氧以增强河道的自净能力，改善水质、改善或恢复河道的生态环境。河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。该工艺具有设备简单、机动灵话、安争可靠、投资省、见效快、操作便利、适应性广、对水生生态不产生任何危害等优点，适合于城市景观河道和微污染源水的治理。

生物膜技术

是指使微生物群体附着于某些载体的表面上呈膜状，通过与污水接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机物作为营养吸收并加以同化，从而使污水得到净化。

生物修复技术

是指利用微生物及其他生物，将水体或土壤中的有毒有害污染物质现场降解为C02和水，或转化为无毒无害物质的工程技术系统。用于河道污水治理的生物修复技术主要有两类。一类是直接向污染河道水体投加经过培养筛选的一种或多种微生物菌种，另一类是向污染河道水体投加微生物促生剂(营养物质)，促进“土著”微生物的生长。投放药剂后，通过促生作用，促进污染物降解微生物的生长，河道中微生物由厌氧向好氧演替，生物由低等向高等演替，生物的多样性不断增加，溶解氧明显上升，黑臭消除。这种方法对于消除水体黑臭、增加水体溶解氧作用明显。

土地处理技术

土地处理技术是一种古老、但行之有效的河道污水治理技术。它是以土地为处理设施，利用土壤、植物系统的吸附、过滤及净化作用和自我调控功能，达到某种程度对水的净化的日的。

水生植物净化法

该方法是充分利用水生植物的自然净化机能的污水净化方法。例如采用浮萍、湿地中的芦苇等在一定的水域范围进行净化处理。但是生活污水的排入会产生臭气、害虫和景观影响等问题，因此选用时要综合考虑上述问题，如选择在春夏季下风口的位置种植芦苇等。

1 环境水生态修复的概念与特点

　大自然在长期发展变化过程中具有自净能力，因此自然界可以持续发展。人类活动所造成的污染超出自然界本身的修复能力时，生态环境就遭到破坏。环境水生态修复技术就是按照自然界的自身规律使水体恢复自我修复功能，强化水体的自净能力，修复被破坏的生态环境。

　微生物是构成生态系统的基本要素。生态系统内物质循环主要依靠微生物来完成，最终产物是无毒无害的稳定的物质，一步到位，避免了二次污染。因此它是安全而彻底的方法。这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显著的优越性在于，它是一个纯生态的过程，从根本上保证生态环境的可持续发展。

　环境水生态修复的特点是：①综合治理，标本兼治，节能环保；②设施简单，建设周期短，见效快；③因地制宜，擅长解决现有水体的水质问题；④综合投资成本低，运行维护费用低，管理技术要求低；⑤生物群落本土化，无生态风险；⑥生物多样性强，生态系统稳定；⑦对污染负荷波动的适应能力强。

　环境水生态修复系统能够程度恢复水体生物多样性，用生态学诺贝尔奖获得者Edward OWilson博士的话来说：“生物多样性越强，则生态系统的稳定性越好”。正是基于这一原理，从整个水体生态系统着眼，使水体中有益的水生植物、微生物、鱼类等都得到充分发展，使水体生物多样性达到化，从而使得水体生态系统长期稳定，提高水体的自净能力，最终获得人与自然的和谐。

　2 环境水治理的方法

　对受污染的环境水体进行生态修复，已是经济社会和生态建设的迫切需要。目前，环境水治理的方法主要有4类：化学方法、物理方法、生物方法和生态方法。

　21 化学方法

　（1）投絮凝剂。投加絮凝剂促进磷的沉淀，使其不能成为藻类的营养物质，常用的絮凝剂如铁盐、铝盐等。此种方法见效快，有2次污染，需反复投加，但不能解决水体富营养化的根本问题。

　（2）投除藻剂。常用的除藻剂有硫酸铜、二氧化氯、臭氧等，这些除藻剂可以较快地杀死藻类，效果明显、但需反复投加，价格较高，而且容易产生2次污染，不能从根本上解决问题。

　（3）投除草剂。这种方法会产生2次污染，不能去除污染源和解决根本问题。

　22 物理方法

　（1）深层曝气。由于藻类的疯长，消耗大量的氧气导致水体表层以下呈厌氧状态，使其他生物由于缺氧而死亡。用机械搅拌或曝气来增加水体中的溶解氧含量，这种方法资金投入较大，运行费用高，影响水体的景观功能。

　（2）表面气浮。在污水中引入大量微小气泡，气泡通过表面张力作用粘附于细小的悬浮物上，形成整体比重小于1的絮凝体，由于浮力的作用浮至水面实现固液分离，污水得以净化。这种方法的前期投入大，运行管理不便，不能彻底解决水体的富营养化问题。

　（3）流场扰动。封闭的水体不流动，水体容易腐败、发黑、发臭，并且藻类在静止的水体中更容易过度繁殖，为了使水体流动起来，则需要在水中人为扰动。但是单独使用这种方法效果缓慢，而且运营成本高。若与其他方法结合则效果较好。

　（4）注水稀释。在水资源日益紧缺的今天，这种方法既不节水也不经济，而且水体中的污染物总量没有减少，不能解决根本问题。

　（5）池底清淤。底泥中的有机污染物往往成为水体的内源性污染源，所以，很多时候采取清淤的措施。但是，这种方法的工程量大、费用高，甚至会破坏水体底部的生物和水生植物，对环境的负面影响大，不能彻底解决问题。

　（6）机械除藻。这种方法的短期效果显著，但运行费用高，不能从根本上解决水体富营养化问题。

　（7）电子灭藻。利用电磁波使藻细胞分子发生震动造成细胞破裂而死亡。这种方法具有能耗低、操作简便的特点，可选择性使用，但不能从根本上解决水体富营养化问题。

　23 生物方法

　这类方法是利用生物的生命代谢活动，对水体中的有机污染物进行转移、转化和降解，从而降低水体的有机物浓度，使水体得到净化。

　（1）生物制剂。向水体中投加微生物制剂，微生物与水中的藻类竞争营养物质，从而使藻类缺乏营养而死亡。生物制剂的选择十分严格，价格昂贵，需定期投放，同时存在外来物种破坏水体生态系统的风险。

　（2）生物介质。为微生物提供生物附着表面积，有利于微生物的栖息、繁衍，它上面和周围的微生物将水体中的污染物进行代谢分解，平衡水体内部的营养成分。这种方法设施简单，建设周期短，投资成本低，运行费用低，无生态风险，适应能力强，单独使用效果不显著。

　（3）人工湿地。水体中的不溶性污染物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以被截留，进而被微生物利用；水体中的可溶性污染物可以通过植物根系生物膜的吸附、微生物代谢降解过程而被分解去除。这种方法的运行费用低，占地面积大、见效慢。同时，存在着水生植物生长失控、湿地堵塞或瘫痪的隐患。

　24 生态方法

　生态方法是以生物法为主、物理法为辅，着眼于生态平衡的综合治理措施。该措施以建立水环境生物链为手段，以提高水体自净能力为目的，以获得人与自然的和谐为宗旨。

3 环境水生态治理的应用模式

　31 农村生活污水处理

　随着农村城镇化进程加快，农村生活污水的排放量大大增加。由于我国广大农村的污水处理设施和管网建设严重滞后，大量没有经过处理的生活污水直接排入农村河道。并且，排污总量大大超过了天然水体的自净能力，造成了严重的水体污染。运用环境水生态中立方法处理农村生活污水时要因地制宜，就近处理，充分利用现有池塘和闲置荒地；同时，还要掌握就地处理，就地回用的原则，兼顾系统的功能性和景观性。这种方法特别适用于低耗能、低费用和低噪音的场所。

　32 城市生活污水处理

　迅猛的城市化进程带来的主要矛盾之一就是人类活动造成的环境污染和解决环境污染所需的巨额资金之间的矛盾。发达国家每万人1座污水处理厂，而我国13亿人口仅有不足1000座污水处理厂。在个别经济发达地区，虽然市政污水的处理能力已经接近或达到当地居民生活污水的排放量，但是由于城市扩张速度太快，污水收集管网建设滞后，同样难以避免直接排污的尴尬。所以，寻求一条适合我国现阶段国情的城市污水治理之路十分必要。

　利用环境水生态治理方法处理城市生活污水行之有效。该方法可以实现住宅小区生活污水“零排放”，降低市政配套费用；实现污水处理系统“零占地”，提高小区景区面积。环境水生态治理方案应做到前期规划，化整为零，分期建设，节约投资；应遵循就地处理、就地回用的原则；并保证系统的功能性，满足小区绿化、保洁和景观用水；同时兼顾系统的景观性，配合建设湿地、鱼塘、喷泉或景观水池。

　33 养殖业高浓度污水处理

　养殖业污水中的污染物主要来自残饵、粪便和圈舍冲洗等。养殖家禽、家畜的污水会产生富含营养物和细菌的排泄物，尤其是水产养殖业的养殖环境中的有机污染物不能被及时分解转化而积累，导致养殖池的生态环境严重恶化。这也是造成养殖动物病害发生的主要原因，所以要重视对养殖业高浓度废水的处理。选择生化能力强的生物介质，提高生化降解率；利用导流系统延长滞留时间，降低系统占地率；根据工程实际优化系统设计，增加投资回报率。

　34 人造景观水体生态修复

　随着城市建设和人们生活水平的提高，人们越来越追求高标准的居住环境。水景已成为生存环境中必不可少的组成部分，人造景观水体满足了人们的亲水性，改善了周边环境。但是由于水资源的短缺，富营养化的突显，人造景观水体的尴尬局面随处可见。环境水生态处理系统可修复人造景观水体。应做到统一规划，分期实施，同步建设；坚持因地制宜、就地处理、当地受益的规划原则，贯彻追求效果、兼顾环境、注重人文的设计思想，充分利用水体的自有功能，降低系统造价，提高工程的性价比。

　35 区域自然生态系统建设

　市政建设，环境先行；环境治理，生态优先。环境水生态治理措施对于建设区域性自然生态系统同样有效。进行区域性社区规划时，必须考虑区域的生态系统，应该同步建立区域的水生态和陆生态环境，充分体现自然生态的多样性与和谐发展。同步建设自然环境和人文环境，确保区域经济的可持续发展。此外，还应兼顾区域内的市政用水和景观用水，实现水资源有效使用和循环经济。

　36 水源地生态保护

　饮用水源地是供水载体，直接关系到人们的生活质量，必须予以充分重视。利用环境水生态治理的概念进行水源地生态保护，应把握综合治理，标本兼治，饮水安全至上的原则。对水源地的保护应防治结合，以防为主，提高预警能力；对受污水体的治理应将集中治理与自然修复相结合，以自然修复为主。

　环境水生态治理系统是从纯自然生态的角度出发，不用铺设集中管网，施工简单，建设周期短。施工完成后调试时间短，系统出水稳定且优于一般工艺。这种系统的运行费用少，管理中的技术含量低，无需专门技术人员的维护。

　环境水生态治理系统是以提高水体的自净能力，通过食物链的作用有效地转化污染物，以自然界中生态循环的方式创造人与自然和谐的环境。