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水环境治理中的河道生态修复实践与挑战

2024-11-16 124 上传者：管理员

摘要：本文首先介绍了河道生态修复的技术实践与应用，包括生态护岸技术、水质净化技术、水生态系统修复技术，以及河流形态与流态调控技术。随后，分析了河道生态修复所面临的技术挑战，如技术选择与适应性、环境复杂性与不确定性，以及技术实施与运维等，并提出了相应的解决策略。通过综合应用这些技术并应对挑战，可以更有效地推进河道生态修复工作，提升水环境治理水平。

关键词：
技术实践
技术挑战
水环境治理
河道生态修复
解决策略
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水作为生命之源，对于维系生态平衡和人类生存具有不可替代的重要性。然而，随着工业化的快速推进和城市化的不断发展，水环境遭受了前所未有的污染和破坏，河道生态系统尤为受损。因此，水环境治理与河道生态修复成为当今环境保护领域的重要议题。河道生态修复不仅关乎水质的改善，更涉及生态系统的恢复与生物多样性的保护。一个健康的河道生态系统能够自然净化水质、调节水流、减少洪涝灾害，并为众多生物提供栖息地。因此，开展河道生态修复工作对于保障水资源安全、促进生态平衡和增进人类福祉具有重要意义。

1、河道生态修复的技术实践与应用

1.1生态护岸技术

生态护岸技术是现代河道治理的重要组成部分，它强调在保持河岸稳定、防止侵蚀的同时，实现生态功能的恢复与提升。在护岸材料的选取上，天然石材、木材和植被等因其耐久性、抗冲刷性和生态友好性而被广泛应用。优化材料组合使用，如结合植被根系的固土作用和石材护坡，能有效实现稳固与生态稳定的双重目标。植被恢复作为生态护岸的核心环节，通过种植本地适生植物来恢复河岸植被，进而增强土壤保持能力。同时，土壤生物工程利用土壤与植物间的相互作用，通过植物根系和微生物活动来加固河岸，提高其稳定性。在护岸结构的设计中，平衡稳定性与生态功能至关重要[1]。这意味着护岸结构既要能在洪水等极端情况下确保安全，又要能保持河流与河岸的自然连通性，为水生生物提供必要的栖息环境。因此，多孔性、透水性强的护岸结构被广泛采用，以促进水生态系统的恢复与健康发展。

1.2水质净化技术

水质净化技术综合运用了自然与人工的多种方法来提升水质。自然净化技术巧妙地借助湿地和生态浮岛等生态系统的自然净化机制，通过物理、化学和生物的综合作用，有效去除水体中的污染物，如湿地植物吸收营养物质来抑制富营养化，生态浮岛上的植物则依赖根系微生物降解有机物。对于自然净化能力较弱的水域，人工强化净化技术的应用尤为关键，其中微生物处理技术是通过特定的微生物种群降解有机物，而高级氧化技术则利用臭氧、过氧化氢等强氧化剂分解难处理的有机物质。为了实时响应水质变化，水质在线监测与自动化控制系统也被引入，这些系统能持续监测水体的关键指标，如pH值、溶解氧和浊度，并通过数据分析和模型预测，自动调整净化设备的操作参数，从而实现水质的动态、精准管理。

1.3水生态系统修复技术

水生态系统修复技术致力于恢复和维护水域生态系统的健康与稳定。关键在于水生生物种群的恢复与重建，这包括通过增殖放流和引入本地适生生物来增加生物多样性，提高系统的稳定性，并针对受损种群采取特殊保护措施。此外，确保食物链与生态链的完整性也是至关重要的，修复策略着眼于恢复关键物种、调整物种组成与比例，以及优化能量流动与物质循环。同时，底栖生物与浮游生物的平衡调控也不可或缺，通过改善底质环境、控制污染物输入，以及调整水体营养结构和引入竞争性或捕食性浮游生物，实现水生态系统的整体平衡与稳定。这些综合措施共同促进了水生态系统的恢复与健康发展。

1.4河流形态与流态调控技术

作为河道生态修复中的一项关键技术，河流形态与流态调控技术主要是通过精细调整河流的物理形态和水流特性重塑并维系健康的河流生态系统。在河流形态恢复方面，该技术强调模仿自然的河流特征，如曲折、深浅与宽窄的多样变化，通过拆除直线河道、恢复自然弯曲，并利用天然材料构建河岸，以增强稳定性与生态交互。在流态调控方面，关注水流速度、水深和流向的调控，通过优化河床坡降、河道断面形状及尺寸，配置导流结构，以及实施合理的水位管理，来降低对河岸的冲刷侵蚀并满足水生生物需求[2]。同时，该技术高度重视河流的连通性，包括纵向、横向和垂向的连接，采取拆除拦河建筑、恢复漫滩过程和建立生态廊道等措施，以促进水生生物迁徙和生态系统完整性的维护。

2、河道生态修复面临的技术挑战与解决策略

2.1技术选择与适应性挑战

河道生态修复涉及的技术种类繁多，每一种都有其独特的适用场景和限制条件。这种多样性使得在实际应用中，如何根据具体的河道问题和环境条件选择最适合技术的问题变得异常复杂。在筛选技术时，首先需要考虑的是河道的物理特征，如河床的材质、河道的宽度和深度、河岸的稳定性等。这些特征直接影响到哪些技术可以安全有效地应用。例如，对于河床材质松软的河道，可能需要采用能够增强河床稳定性的技术，如生物工程技术或石块加固等。其次，生态需求也是选择技术的重要考量因素。不同的河道生态系统有其独特的生物群落和生态过程，修复技术需要能够支持这些生态需求，促进生态系统的恢复和健康。例如，在鱼类丰富的河道中，选择对鱼类友好的修复技术，如生态鱼道或鱼类栖息地恢复技术，就显得尤为重要。技术性能的评估也是技术选择过程中不可或缺的一环。这包括对技术的效率、效果、稳定性和可持续性的全面评估。例如，某些技术在短期内效果显著，但长期来看可能存在稳定性问题或对环境产生负面影响。因此，在选择技术时，需要权衡各种因素，选择那些既能满足短期需求又能确保长期效益的技术。此外，技术的适应性评估和改进对于确保技术的成功应用也至关重要。由于不同地区的河道条件和环境特征存在差异，直接套用其他地区成功应用的技术可能并不奏效。因此，在应用新技术之前，需要对其进行适应性评估，识别潜在的问题并进行必要的改进和优化，以提高技术在本地条件下的适应性和效果。最后，河道生态修复作为一个综合性问题，往往需要融合多个学科的知识和技术来共同解决。跨学科的技术集成与创新可以开发出更加高效、综合的修复技术，应对复杂的河道生态问题。例如，通过将水利工程学、生态学、环境科学等学科的知识和技术相结合，可以开发出既能满足河道水文条件又能促进生态恢复的综合性修复技术。这种跨学科的合作与创新是推动河道生态修复技术不断发展的重要动力。

2.2环境复杂性与不确定性挑战

河道生态系统是一个高度复杂且动态变化的系统。它受到众多自然因素和人为因素影响，如气候、水文条件、地质构造、城市化进程、工农业排放和水资源开发等。这些影响因素之间相互作用，使得河道生态系统的变化难以预测，给河道生态修复技术带来了巨大的挑战。首先，气候变化对河道生态系统的影响不容忽视。全球气候变暖导致极端气候事件频发，如洪水、干旱等。这些极端气候事件不仅改变了河道的水文条件，如水位、流量、流速等，还可能引发水质恶化、生物多样性减少等一系列生态问题。因此，在河道生态修复过程中，必须考虑气候变化的影响，并采取相应的应对措施，如设计更具弹性的河道结构、选择适应性更强的植被种类等。其次，人类活动对河道生态系统的长期影响也不容小觑。随着城市化进程的加速和工农业的快速发展，大量污染物被排放到河道中，导致水质恶化、生态系统退化。此外，不合理的土地利用方式和水资源开发也可能对河道生态系统造成长期累积性损害。在修复过程中，必须充分考虑这些影响因素，采取综合措施控制污染源、恢复河岸植被、改善土地利用方式等，以减轻人类活动对河道生态系统的压力[3]。为了应对环境复杂性和不确定性带来的挑战，建立动态监测与适应性管理系统至关重要。通过实时监测河道生态修复过程中的关键指标，如水质、生物多样性、水文条件等，可以及时发现问题并采取相应的调整措施。同时，利用现代信息技术和大数据分析手段，可以对监测数据进行深入挖掘和分析，为修复策略和技术方案的调整提供科学依据。这种动态监测与适应性管理的模式有助于确保河道生态修复效果的稳定性和可持续性。

2.3技术实施与运维挑战

河道生态修复不仅仅是技术的简单应用，更涉及技术的长期实施和运维管理。这一过程中，多种因素共同构成了对技术稳定性、可持续性以及经济性的严峻考验。长期稳定性与可持续性是所有河道生态修复技术必须考虑的核心问题。一种技术可能在短期内展现出显著的修复效果，但如果其长期稳定性不足，那么之前的投入很可能会付诸东流。因此，在技术实施前，必须对其进行全面而深入的评估，包括考察其在各种环境条件下的耐久性、抗干扰能力以及对未来环境变化的适应性。这样的评估有助于筛选出那些更为稳定、更有可能实现长期可持续性的技术。与此同时，运维成本和技术更新也是不可忽视的因素。河道生态修复往往是一个长期的过程，需要持续的投入和管理。这就要求在选择修复技术时，不仅要考虑其初次投入的成本，还要考虑长期的运维费用和技术更新的需求。理想的技术应该是在保证修复效果的同时，尽可能地降低运维成本，并且能够适应未来技术的发展和更新。通过不断的技术创新和研发，我们可以期待找到那些既经济又高效的技术解决方案。然而，技术的实施和运维管理都离不开人的参与。因此，加强技术培训和专业人才队伍建设是提高技术实施和运维管理水平的关键。针对河道生态修复技术的复杂性和专业性，必须对相关从业人员进行系统的培训和教育，提高他们的技能水平和专业知识。只有这样，才能确保他们能够胜任复杂的河道生态修复工作，为技术的成功实施和长期运维提供有力的人才保障。

3、结论

在水环境治理中，河道生态修复作为重要的实践领域，已经取得了显著的技术进展。通过生态护岸技术、水质净化技术、水生态系统修复技术以及河流形态与流态调控技术的综合应用，我们能够有效地恢复河道的自然功能，提升水质，保护生物多样性，并促进河流生态系统的健康与稳定。然而，河道生态修复仍然面临着一系列技术挑战。首先，技术选择与适应性问题要求我们根据具体情况制定合适的修复方案，确保技术的可行性和长期效益。其次，环境复杂性与不确定性挑战则强调了对河道生态系统的深入研究和监测，以便更好地理解和应对各种自然和人为因素的影响。最后，技术实施与运维挑战提醒我们重视项目的可行性和可持续性，确保修复措施的有效实施和长期维护。为了克服这些挑战，我们需要进一步加强科研和技术创新能力，提升河道生态修复的技术水平和效果。同时，增加政策支持和资金投入，促进技术成果的转化和应用。此外，强化跨学科和跨部门的合作与交流，形成合力，共同推进河道生态修复事业的发展。综上所述，水环境治理中的河道生态修复实践既取得了积极成果，也面临着一些挑战。通过不断的技术创新、政策支持和合作交流，我们有信心克服这些挑战，实现河道生态修复的可持续发展，为保护和改善水环境做出更大的贡献。

文章来源:凌海.水环境治理中的河道生态修复实践与挑战[J].黑龙江环境通报,2024,37(11):115-117.