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网赚河流湿地水环境污染控制指南

发布时间:2020-08-02 19:07

  本条描述了河流湿地、水环境污染控制、污染底泥、环保疏浚、生态护岸、河流缓冲带、河床、河漫滩等术语的定义。

  3.1 本条描述了河流湿地水环境污染评估的技术路线 综合污染指数评价项目选取:总磷、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、透明度、氧化还原电位、挥发酚、汞、铅、石油类等项。

  其中为综合污染指数,Ci为污染物实测浓度,Coi为污染物评价标准,Wi为权重系数,n为污染物个数。

  3.3 在具体进行河流湿地生态系统健康评价时,无论采用何种评价方法,都应按一定的评价方法进行,本条文为推荐评价技术方法。

  湿地生态系统健康评价指通过研究湿地生态系统的结构(包括组织结构和空间结构)、功能(生态功能和各项服务所对应的功能)、适应力(弹性)和社会价值等综合特性来判断其健康状况,可以对由于自然和人类干扰引起的湿地生态系统破坏或退化程度进行诊断,以此发出预警,可为管理者、决策者调整策略提供科学依据,以期更好地保护、恢复或重建、合理利用湿地资源。只有充分理解和定量评价湿地生态系统的组成、结构和功能过程,才能制定出适应性的管理策略,以恢复或维持湿地生态系统的整体性和可持续性。

  生态系统健康指数(Health Index,HI)的度量指标和方法如下:

  针对河流湿地生态系统的特征,根据生态系统健康指数应用扩展,河流湿地生态系统健康评价主要包括湿地压力评价,湿地状态评价,湿地响应评价三个方面的内容,通过应用扩展,得到评价模型:

  式中:EHI为总健康指数;Wi为各指标的权重;Xi为各指标数据的归一化值;n为指标项数。

  指标选取的原则:1)在确保合理性和可能性的基础上,指标层选取了一些可获得、操作性强的指标变量;2)为避免单一要素的片面性和监测的不精确所造成的误差,指标主要以综合指数形式表示。

  指标权重的确定采用层次分析法(AHP),首先在专家咨询的基础上构建判断矩阵,然后计算判断矩阵的特征向量和最大特征根,确定要素层和指标层的单排序权重,最后计算出指标层相对于目标层的总排序权重,并进行一致性检验。根据权重计算结果,得到各层次指标归一化后的权重。

  农药、化肥施用强度:以每年每公顷施用农药量、化肥量统计,单位为kg/hm2。

  河岸稳定性:河流岸线平面位置的稳定程度,用河岸侵烛度或横向稳定系数表示。

  河岸土壤有机质:单位体积土壤中含有的有机物质的数量,以有机质占干土重的百分数表示。

  初级生产力:根据《中国湿地保护行动计划》,一般湿地的初级生产力为1000~4000 g/m2,可根据具体情况选取,按面积计算。

  湿地面积变化:以现有湿地面积内退化湿地面积的百分比来表示,可以湿地的盐碱化,沙化,植被退化面积来衡量。

  科考、旅游功能:科研价值、景观美学价值的高低,由参加科考旅游人数来反映/以娱乐日的增加数或减少数来表示。

  对上述指标按照适宜的标准开展数据归一化处理到[0~1]区间范围,根据各指标的权重值计算得出湿地生态系统的健康评价值(介于0~1之间)。根据生态系统健康评价指标数据,可以判断研究区的生态系统健康状况。

  3.4 湿地的生态服务功能是指湿地生态系统所具有的潜在或实际维持、保护人类活动以及人类未被直接利用的资源,或维持、保护自然生态系统的过程的能力,是湿地生态系统在生态过程和生态结构之间发生的相互作用的结果。湿地生态系统服务功能常用的评价方法如下:

  (1)市场价值法:指对有市场价格的生态系统产品和功能进行估价,用产品或功能的市场价格来计量湿地生态系统提供的产品或服务价值。

  (2)影子工程法:是指以人工建造一个工程来替代生态功能或原来被破坏的生态功能的费用。

  式中:V为湿地调节功能的价值,v为湿地生态系统气候调节的计算量,h为达到相同效果的人工替代工程的单位造价。

  (3)造林成本法:计算湿地生态系统所固定的CO2和释放的O2的量。根据年总生物量换算年固定的CO2和释放的O2,再根据国际和国内对CO2排放收费将生态指标换算成经济指标,得出CO2的经济价值,根据国内工业氧的现价,得出O2的经济价值。

  (4)生态价值法:生物栖息地功能是指生态系统为野生动物提供栖息、繁衍、迁徙、越冬场所的功能。根据美国经济生态学家Robert Costanza的研究成果,即全球湿地生态系统中单位面积上的湿地功能和自然资本价值来推算。湿地的避难所价值的价值量为每年每公顷304美元。

  (5)费用替代法:湿地通过物理、化学、生物等过程吸附、交换、吸收水中的污染物以降解污染、净化水体。根据进入湿地的未经处理和处理不达标的废水污水总量,乘以污水处理厂处理的平均价格,可得到湿地降解污染、净化水质的价值。

  通过比较湿地肥力与因土壤侵蚀而废弃的土地肥力之差,折算成化肥价格。计算公式如下:

  式中:V为湿地减少土壤肥力流失的价值,S为湿地面积,h为无植被的土壤中等程度的侵蚀深度,R1为土壤容重,R2为单位土壤养分的平均含量,P为我国化肥的平均价格。

  (6)旅行费用法:休闲娱乐功能的价值估算常采用旅游费用法,采用旅游者费用支出的总和(包括交通费、食宿费等一切用于旅游方面的消费)作为该景观旅游功能的经济价值,公式如下:

  式中:Pa为湿地休闲娱乐功能价值,TV为旅游费用支出,Pb旅游时间价值,Pc为其他消费,t为年度。

  (7)替代价值法:湿地的科研价值通常根据湿地的科研投入估算,或利用我国湿地平均科研价值382元/hm2和全球湿地功能价值861美元/hm2的平均值3897.8元/hm2作为科研价值,按湿地面积进行估算。

  点源污染中确定工业污染源负荷的计算方法主要有实测法、物料平衡法和单位负荷法。

  通过实地测量废水中的污染物浓度及其流量,计算出各污染物的绝对排放量。计算公式为:

  对于无法进行实测的情况,可依据质量平衡定理,采用物料平衡法。计算公式为:

  既不可以实测,又缺少衡算所需的数据而无法进行物料平衡计算时,可采用较为简单的单位负荷法技术。根据生产实际中取得的经验数据,计算得出污染物的排放量。计算公式为:

  点源污染中确定生活污染源比较可靠的方法是实测法,在无条件进行实测时,可采用比率法进行估算,计算方法如下:

  当生活污水与其他污水混杂难以实测时,可经过统计,求得生活污水量与废水总排放量的比率。排水总量乘该比率即为生活污水排放量。计算公式为:

  K为生活污水占废水总排放量的比率,范围为0.1(工业区)~0.9(居民区),通常取0.2~0.3;

  面源污染的定量化主要有两种途径,一是通过受纳水体所接受的污染物量进行观测、分析和计算,推算汇水区域的污染物输出量;另一种是通过对面源污染污染物输出过程的模拟,计算污染物的输出量。主要方法为单位负荷法与模拟法。

  1)单位负荷法。采用样区污染负荷量方法计算,由于暴雨径流过程,径流量大且变化急剧,污染物输出量高且变化大,故需对样区进行较高频率的水质、水量同步观测,参考降雨强度过程线,绘出样区准确的径流量和污染物浓度变化过程线,通过积分求出对应于暴雨过程的污染物量。

  2)模拟法。大部分内容是对水文循环的模拟,通常包括集中参量法和分散参量法两种途径。

  ①集中参量法,是把整个集水面积或其中需要的一大部分看成一个单元,把集水面积的各种特性集中在一起,用经验方程式将参量的最终形式和数量加以简化,把所模拟的单元表示成一个均匀系统。模型经过验证后便可得到一种反映不同水文和气象条件下的输出值。

  ②分散参量法是将集水面积分成性质相近、面积较小的单元,各单元分别模拟,然后将各单元结果相加,就是总的输出结果。

  污染底泥释放负荷是指单位面积单位时间内沉积物-水界面氮磷的扩散通量,其随时间迁移和环境条件改变,时刻发生着变化。计算公式如下:

  旅游产生的污染负荷主要包括船上生活污水,包括人类粪便、厨房废物和洗浴水,一般可取37.8 L/人天,22.7 L/人天,90.8 L/人天。

  4.2 控源截污措施。纳管截污从源头控制污水向水体排放,沿岸铺设污水截流管线,并合理设置提升(输运)泵房,将污水截流并纳入污水收集和处理系统。对存在跑冒滴漏现象的雨污合流制管网,应加强管网维护并沿岸布置溢流控制装置。

  城镇生活污染的防治应建立完善的城镇生活垃圾收集、中转运输和处理系统,加强城镇生活垃圾的分类回收与资源化利用,提高生活垃圾处理率和资源化利用率。

  ①生物塘。具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。其缺点是是占地面积大,可能产生臭气,处理效果受气候条件影响等。适用于有可供利用土地、地价较低、气温适宜、日照良好的地方。

  ②生活污水净化槽。特点是占地少(可埋于地下)、安装简易、管理方便,出水效果好等。它可用于无下水道地区的生活污水处理,也可作为宾馆、饭店、住宅小区、旅游别墅等的污水处理设备。

  ③厌氧滤池(沼气净化池)法。水力停留时间为1~2d,水温要求10~12℃以上。对污染物的去除效率较高,适用于普及水冲式厕所的地区,运行费用低,建设投资省,适宜在农村推广。

  ④生物接触氧化法。具体技术内容参照《生物接触氧化法污水处理工程技术规范(HJ 2009-2011)》执行。水力停留时间8~12h,填料层高度宜为2.5m~3.5m,有效水深宜为3~5m,对污染物去除效率较高。

  ⑤膜生物反应器技术。具体技术内容参照《膜生物法污水处理工程技术规范(HJ 2010-2011)》执行。该技术具有处理效率高、出水水质好、占地面积少、抗冲击负荷能力强等优点。

  ①氨吹脱法。用于处理高浓度氨氮废水,具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点,实用性较强。

  ③折点加氯法。该法具有基建费用低,稳定性好,且不受水温的影响的优点。缺点是处理规模大时,运行费用很高,残余氯必须进行处理,有可能产生有害的氯胺。

  ④离子交换法。此法氨氮去除率可达90%~97%,具有去除率高,不受水温影响等优点。缺点是再生时排出的高浓度含氨液必须进行处理,水中钙离子时有干扰,运行成本高等。

  ⑤生物脱氮法。去除效率高,效果稳定,且不产生二次污染。缺点是运行管理麻烦,低温时效率较低,占地面积大等。常用的生物脱氮工艺有活性污泥法、氧化沟,生物膜法,流化床法,生物转盘法等。

  含磷工业主要是指磷化工行业,排放污水中含有磷酸盐、氟化物、二氧化硅等物质。目前含磷废水的处理工艺主要有以下几种。

  ①混凝沉淀或混凝气浮过滤。在原污水或二级处理出水中投加混凝剂生成磷的化合物沉淀而被去除,除磷效率很高,运转的灵活性较大,但成本高,产生的污泥量大。

  ②晶析除磷法。该法的原理是钙离子与磷酸盐结合生产磷灰石,利用溶解度随pH值升高而降低的特性除磷。优点是不产生污泥、与混凝沉淀法相比运行成本低、除磷效果稳定。缺点是需增加新的处理设施、必须有脱碳酸池和过滤等前处理工艺等。

  ③生物与化学并用法。在曝气池中投加混凝剂,有机物与磷同时被去除,该法除磷效果稳定,且可以利用已有的处理设施。缺点是产生的污泥量大,当原水中含磷浓度高、投加的混凝剂浓度高时对生物相有影响。

  ④厌氧-好氧法。该法利用厌氧状态释放磷、好氧状态摄取磷的特性除磷。优点是能够利用已建成的处理设施,不必投加药剂。缺点是比物理化学法的除磷效率低,必须控制排泥量。

  ⑤Phostrip系统。该系统采用厌氧-好氧和化学法组合流程除磷。优点是除磷效果稳定,经济性较高。缺点是必须增加除磷设施等。

  ①透水铺装。按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装,嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。其结构应符合《透水砖路面技术规程》(CJJ/T188)、《透水沥青路面技术规程》(CJJ/T190)和《透水水泥混凝土路面技术规程》(CJJ/T135)的规定。主要适用于广场、停车场、人行道以及车流量和荷载较小的道路,如建筑与小区道路、市政道路的非机动车道等,透水沥青混凝土路面还可用于机动车道。

  ②绿色屋顶。也称种植屋面、屋顶绿化等,根据种植基质深度和景观复杂程度,绿色屋顶又分为简单式和花园式,基质深度根据植物需求及屋顶荷载确定,简单式绿色屋顶的基质深度一般不大于150 mm。设计参考《种植屋面工程技术规程》(JGJ155)。适用于符合屋顶荷载、防水等条件的平屋顶建筑和坡度15的坡屋顶建筑。

  ③生物滞留带。指在地势较低的区域,通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。生物滞留设施分为简易型生物滞留设施和复杂型生物滞留设施,按应用位置不同又称作雨水花园、生物滞留带、高位花坛、生态树池等。主要适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周边绿地,以及城市道路绿化带等城市绿地内。

  ④雨水花园。指在城市地势较低的地方种植乔木、灌木和花草等植物的一种工程设施,其雨水利用院里是将雨水通过植物的截流与土壤的下渗作用过滤、净化雨水,以达到消减雨水径流量的作用。雨水花园的类型雨水花园根据不同的控制目标可以分为以控制径流污染为目的的雨水花园和以控制径流量为目的的雨水花园两种类型。

  ⑤生态树池。一般由种植土层、砂滤层、排水系统以及灌乔木组成。适用于用地较紧张的场地建设,如城市道路分隔带、人行步道、停车场,以及公园、广场等。

  ⑥雨水湿地。利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水,是一种高效的径流污染控制设施,雨水湿地分为雨水表流湿地和雨水潜流湿地,一般设计成防渗型以便维持雨水湿地植物所需要的水量,雨水湿地常与湿塘合建并设计一定的调蓄容积。适用于具有一定空间条件的建筑与小区、城市道路、城市绿地、滨水带等区域。

  ⑦调节塘。也称干塘,以削减峰值流量功能为主,一般由进水口、调节区、出口设施、护坡及堤岸构成,也可通过合理设计使其具有渗透功能,起到一定的补充地下水和净化雨水的作用。适用于建筑与小区、城市绿地等具有一定空间条件的区域。

  ⑧植草沟。指种有植被的地表沟渠,可收集、输送和排放径流雨水,并具有一定的雨水净化作用,可用于衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。除转输型植草沟外,还包括渗透型的干式植草沟及常有水的湿式植草沟,可分别提高径流总量和径流污染控制效果。

  ⑨植被缓冲带。为坡度较缓的植被区,经植被拦截及土壤下渗作用减缓地表径流流速,并去除径流中的部分污染物,植被缓冲带坡度一般为2%~6%,宽度不宜小于2 m。适用于道路等不透水面周边,可作为生物滞留设施等低影响开发设施的预处理设施,也可作为城市水系的滨水绿化带,但坡度较大(大于6%)时其雨水净化效果较差。

  ①化肥减量化技术。为了减少施肥对农田面源污染发生的影响,应从循环经济理念出发,从养分平衡和施肥技术出发,科学制定环境友好的养分管理技术。科学施肥是通过合理减少农田养分投入,提高氮磷养分利用率,从而减少农田面源污染。主要包括精准化平衡施肥技术、科学施肥方式、大力推广缓释肥料等。

  ②氨挥发控制技术。施用缓控释肥、氮磷钾平衡施用或有机无机肥混施等能有效减少田间氨挥发损失;添加保水剂有利于减少农田氨挥发;根据不同农作物不同生长期内对氮肥的利用率来考虑施肥量有助于减缓氨挥发;基于作物阶段氮素吸收增加追肥比例和施肥次数的优化施氮能有效减少农田氨挥发损失。土壤氨挥发速率与气温显著正相关,田间氨挥发的高峰期主要发生在白天11:00-13:00之间,避免在中午施肥有利于减少氨挥发损失。

  ①生态田埂技术。农田地表径流是氮磷养分损失的重要途径之一,也是残留农药等向水体迁移的重要途径。现有农田的田埂一般只有20 cm左右,遇到较大的降雨时,很容易产生地表径流。将现有田埂加高10~15 cm,可有效防止30~50 mm降雨时产生地表径流,或在稻田施肥初期减少灌水以降低表层水深度,从而可减少大部分的农田地表径流。在田埂的两侧可栽种植物,形成隔离带,在发生地表径流时可有效阻截氮磷养分损失和控制残留农药向水体迁移。

  ②生态拦截带技术。生态拦截带技术主要用于控制旱地系统氮磷养分、农药残留等向水体迁移。将旱地的沟渠集成生态型沟渠,同时在旱地的周边建一生态隔离带,由地表径流携带的泥沙、氮磷养分、农药等通过生态隔离带被阻截,将大部分泥沙,部分可溶性氮磷养分、农药等留在生态拦截带内,拦截带种植的植物可吸收径流中的氮磷养分,从而减少地表径流携带的氮磷等向水体迁移。

  ③生态拦截沟渠技术。生态沟渠用于收集农田径流、渗漏排水,一般位于田块间。生态沟渠通常由初沉池(水入口)、泥质或硬质生态沟框架和植物组成。初沉池位于农田排水出口与生态沟渠连接处,用于收集农田径流颗粒物。生态沟渠的空穴密度,沟底及沟板植物种植密度、植物种类和植物生长,沟长度、宽带、深度和坡度,水流速度及水泥性质等影响生态沟渠对农田污染拦截效率。

  ④缓冲带构建技术。河流湿地应在水体岸边设立缓冲带,缓冲带的宽度应根据当地的植被、土壤类型、地貌、气候、水道宽度以及周边土地利用方式确定,缓冲带植物群落应种植本土植物。缓冲带一般设置在下坡位置,与地表径流的方向垂直。对于长坡,可以沿等高线多设置几道缓冲带以削减水流的能量。充分利用自然石做成有落差的河道,并将落差分为几段或做成坡道式,不同的落差可为不同的鱼类游动提供方便。可在水流较缓处设置河滩地,高水位时,为鱼类及其它生物提供避难场所,低水位时,可种植芦苇等湿生植物。

  ⑤生态护岸边坡技术。根据河流湿地所处的不同特征、群落类型和水深条件,以及不同的群落形态,生态堤岸的植物配置如下表所示。

  ⑥前置库技术。前置库技术因其费用较低、适合多种条件等特点,是目前防治面源污染的有效措施之一。前置库技术通过调节来水在前置库区的滞留时间,使径流污水中的泥沙和吸附在泥沙上的污染物质在前置库沉降;利用前置库内的生态系统,吸收去除水体和底泥中的污染物。前置库通常由沉降带、强化净化系统、导流与回用系统3个部分组成。在设计过程中要考虑光照、温度、水力参数、水深、滞水时间、前置库库容、存贮能力、污染负荷大小等因子。对氮的去除率是滞水时间和氮磷比的函数,一般氮磷比越小,去除率越大。

  ⑦旁路多级人工湿地技术。在河流湿地的河道周边修建人工湿地,利用地势高低或机械动力将河水部分引入湿地净化系统中,污水经净化后,再次回到原水体的一种处理方法。通常由预处理单元和人工湿地单元组成。预处理单元包括双层沉淀池、化粪池、稳定塘或初沉池。多级人工湿地可由一个或多个人工湿地单位组成。每个湿地单元包括配水装置、集水装置、基质、防渗层、水生植物及通气装置等。

  ⑧砾石床技术。砾石床的设计包括可控渗流和净化效果两部分。可控渗流主要涉及透水坝的渗流计算、坝体结构、渗透系数等;净化效果主要涉及径流在透水坝中的停留时间、筑坝材料、植物等。应用渗流力学中的渗流方程和达西定律,结合砾石床的水流方式进行,表面流和潜流可以用矩形模型和梯形模型来计算,垂直流用垂直流模型来计算,进行砾石床的几何尺寸、渗流量、停留时间等参数的推导,并确定砾石的级配和床体结构、植物的种类等。考虑到与砾石床的基建成本,构筑材料可以选用石灰石和鹅卵石等天然石块,推荐粒径:10~20 cm。砾石床的植物应选用根系发达、株秆粗壮、枝叶茂盛的种类。推荐使用美人蕉、香蒲、香根草、菖蒲,再力花,芦苇。

  ①物理化学方法包括沉积物氧化、化学沉淀、底泥覆盖等,原理都是将磷束缚于底泥之中,从而抑制内源磷的释放。底泥覆盖指采用薄膜或颗粒材料(如粉煤灰、沸石等)覆盖淤泥,可以有效控制底泥中氮、磷等营养盐的释放,也可控制重金属及苯酚等持久性有机物的释放。

  ②安全覆盖是在污染的底泥上覆盖一层或多层未污染的底泥、沙、砾石或人造地基材料,隔离污染底泥与水体,防止底泥污染物向水体迁移。安全固化是直接采用石灰等固化剂对底泥进行固化,以消除底泥污染。

  ③原位修复技术主要包括浮岛技术、曝气技术等,可在较短的时间内降低水体中的有机污染物,提高水体溶解氧的浓度,增强水体的自净作用及改善水和沉积物的性状,一定程度上恢复水体生态系统的生物多样性。主要适用于污染严重、溶解氧含量低、水位较深、透明度低,底质为硬质或污染严重的淤泥,水生植被难以恢复的区域。对透明度较低、污染严重的景观水体应采用人工浮床、人工水草、曝气等方法实施原位修复工程。

  ④环保疏浚技术。包括疏挖范围及规模的确定、疏浚作业区的划分及工程量计算、污染底泥存放堆场选址、疏挖设备选配、疏挖施工工艺流程确定、堆场围埝及泄水口设计等。

  航运污染防治。加强航运船舶污染防治,加强运营管理;加快油船改造,使用清洁能源等;建立航运船舶油污水和垃圾收集处置长效机制等。可通过有计划地实施旅游活动,加强对旅游垃圾等的收集,加强宣传活动和经济管理措施,提高旅游者环境意识和环境道德水平,甚至采取经济管理手段,减少旅游污染。

  旅游船舶的控制方案设计应尽量遵循如下原则:①一般不考虑在船上安装污染物处理设施;②船上所有的污染物都应收集、贮存起来,不向水体中排放或抛弃;③收集、贮存设备应标准化,保证通用性;④岸上配合相应的中转运输系统;⑤污染物的处置应因地制宜;⑥管理系统完善。

  针对运输、渔业等船舶的污染,在控制方案设计中应考虑如下几点:①一般不考虑在船上安装污染物处理设施,但应配备污染物的收集、贮存系统;②收集、贮存设备应轻便化、标准化;③含油废水与生活废水应分开;④码头配备相应的中转、运输系统;⑤一般考虑与旅游船只共用污染物处理系统;⑥防止船舶运送物资散漏入库中。

  根据河型、平面形态和河段特点分类,不同类型河段生态治理的形态保持技术重点和相关要求总体如下:

  ①顺直型河段。在分析浅滩演变规律的基础上,进行必要的整治,稳定现有河势,并满足安全通过设计泄洪流量和航运相关要求。侧重河岸的生态化改造或保留稳定的自然岸坡,突出自然属性,并充分保护河段浅滩所具有的生境条件。当有利于形成稳定的河槽时,也可采取必要的疏浚措施改善浅滩。

  ②弯曲(蜿蜒)型河段。从水利防洪角度,弯道水流所遇到的阻力比同样长度的顺直河段要大,对宣泄洪水不利。此外,曲率半径过小的弯道,汛期水流不平顺,形成顶冲凹岸的现象,危及堤岸安全。从航运角度,河流过于弯曲,航道弯曲半径将不满足航行安全要求,且航行视线不利,弯道往往也形成不利航行安全的流势、流态。一般情况下,对适度的弯曲型河段宜维护、稳定现有的河型、河势,可根据情况采取如下措施:

  a.稳定现状,防止其向不利的方向发展。当河湾发展至适度弯曲时,采用防护工程或控导工程控制凹岸发展及改善弯道,防止弯道继续恶化。

  b.改变现状,使其向有利的方向发展。即因势利导,通过人工裁弯工程将迂回曲折的河段改变为有适度弯曲的连续河湾,从而稳定河势。

  从生态保护角度,弯曲(蜿蜒)型河段形态蜿蜒曲折,是自然河流的重要特征,河流的蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生境,形成丰富多样的生物群落。生态治理工程应在满足河道水利防洪、航运等行业综合整治基础上,尽量顺应河道平面形态的蜿蜒特征,保持岸线和河槽的适度弯曲形态。平面形态布置在充分调查和论证基础上,可采用经验关系推算、模拟复制、模型研究等技术方法,确定适宜的布置方案。

  ③分汊型河段。从河段整治的角度,分汊型河段的整治技术措施一般主要有:汊道的稳定、改善与堵塞。从生态保护角度,分汊型河段作为一种常见的天然河道形态,可形成较为丰富多样的生物群落,应侧重汊道生态流量的研究,保护河流生态环境,维持河流健康,科学开发和利用水资源。可采用水文学方法、水力学方法、生物栖息地或生境模拟法,以及合适的模型研究方法等,提出汊道不同季节适宜的最小、最大生态流量要求。

  ④游荡型河段。从河段整治的角度,游荡型河段的整治应采取逐步缩小主流的游荡摆动范围、稳定河势及流路的工程措施,工程布局宜以坝护湾、以湾导流、保堤护滩。从生态保护角度,游荡型河段应充分利用水利工程逐步稳定下来的河势,采取必要的工程、生物等措施,发挥河漫滩及边滩丰富的生态价值,并利用部分滩地串沟,尤其是堤防临水侧堤脚附近的水沟,构筑生态水槽,提供良好的生物栖息条件。

  根据地区分类,不同类型河段生态治理的形态保持技术重点和相关要求可综合体现如下:

  ①山区(包括高原)河流。因山区地形和地质结构复杂、气候差异悬殊、自然条件恶劣,山区河流具有暴雨后洪峰出现时间短、洪峰流量大、河道坡降陡、洪水洪枯变幅大、洪水冲刷力强、河岸植被脆弱、水土流失严重等显著特点。山区性河流的保护整治宜首先满足河道水利防洪整治的需要,以易垮塌、易冲刷、决口损失较大的地段为重点部位。对河道的岸线、堤线进行上下游、左右岸统筹布置,河道转弯半径不宜太小,适度调整河势和流向,充分发挥天然河道的作用,提高堤防护岸迎水面的防冲能力。

  a.在流域内采取水土保持措施,退耕还林,封山育林,拦截地面径流,减少泥沙进入河段;

  b.进行河段整治,科学采取上堵、下排措施,修建堤防、护岸工程。上堵就是在河道上游修建一定的拦沙坝、谷坊坝等拦截泥沙;下排就是疏浚河道,清除阻水障碍,保持河道畅通;

  c.关键河段修建堤防或护岸工程,约束水流,保护岸坡稳定;适宜的水文、地质条件下可选择生态型护坡型式。

  ②平原河流。平原地区一般人口稠密,农业和经济发达,地形地势平坦,易成为洪涝灾害的多发地。平原河流具有线状分布里程长、河道周边农田分布广、自然河流和人工运河交叉密布(包括行洪、排涝、灌溉等渠道)、水流受人工泵闸调控等显著特征。

  从河段整治的角度,平原河流以提高地区河道防洪、除涝标准为主,采取的措施一般有:分洪道(灌渠)或人工运河开挖、河道疏浚、弯道裁弯取直、护岸堤防建设等。

  从生态保护角度,排洪、除涝、设闸等措施可能导致污染转移、河道原有水文条件改变、水体流动性变差、纳污能力下降以及对地下水水质造成不利影响等情况。根据平原河流的相关特征,生态保护治理工程技术应注重如下:尽量保持河道岸线原有的自然形态,对改善行洪排涝条件的人工运河、排洪渠、裁弯取直河段以及灌溉渠等宜进行生态化改造或建设。结合堤防或护岸建设要求,河道两侧尽量留有一定宽度的缓冲带范围(一般不宜少于15 m),改善河岸带生境条件。进行护岸、堤防建设时,应在满足河岸稳定的基础上,尽量采用生态护坡形式。

  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。基底恢复技术包括湿地及上游水土流失控制技术、湿地基底改造技术等。主要应用于土壤较为贫瘠或缺少壤质土的退化湿地的恢复。通过工程措施对营养贫瘠区域回填壤质土,增强湿地基质储存水分和营养物质的能力,为植被提供良好的营养条件,为鸟类等动物提供栖息地。

  湿地基质恢复技术主要包括:分层回填壤质土、种植坑回填壤质土和种植槽回填壤质土。分层回填技术是在土壤贫瘠的开阔区,分层回填符合湿地植被生长要求的土壤,恢复湿地基质。种植坑回填技术是在恢复区范围内,挖掘不同规格的种植坑回填壤土,恢复湿地基质。种植槽回填技术是在土壤贫瘠的岸带,挖掘种植槽,回填壤土,恢复湿地基质。

  包括湿地水文条件的恢复和湿地水环境质量的改善。水文条件的恢复通常是通过筑坝(抬高水位)、修建引水渠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,必须加强河流上游的生态建设,严格控制湿地水源的水质。

  湿地水域恢复技术应用于水文条件遭到破坏的退化湿地。主要是通过工程措施对水体形状、规模、空间布局进行调整,稳定水域面积,优化湿地恢复区域内水资源分配格局,重新建立水体间良好的水平联系和垂直联系,改善湿地生态环境,保证湿地生态系统营养物质的正常输入输出,调节湿地生物群落的水分条件。

  湿地水域恢复技术主要包括:扩挖小水面、沟通小水面、局部深挖和区域滞水四种技术。扩挖小水面技术是对过小水面的岸边进行挖掘,扩大水面浸润区域,增加淹水面积。沟通小水面技术是通过对相邻的过小水面进行连通,增强水体间自然渗透,增加水体联通性和稳定性。局部深挖技术是对水体较浅的区域进行局部深挖,增强垂直方向的水文联通,增加湿地局部水量。区域滞水技术是在区域下游地带修建小型滞水、留水设施,控制水的流失,增加区域水体面积以及水量的稳定性。

  根据河流湿地的功能要求、水环境状况,综合确定河流湿地水位优化调度和水环境控制的目标。以水资源供需分析为手段,对各种可行的水资源配置方案进行生成、评价和比选,兼顾水资源、水生态、水环境保护目标,制定与防洪、用水安全相适应的流域水资源优化配置方案,维持合理的河流湿地生态水位。

  根据河流湿地的蓄水量、水量交换周期,确定水利工程调度周期T和调度时段n。根据河流湿地功能要求及主要环境问题,确定n时段的水质控制目标,作为n时段优化调度的目标函数。以上组成整个优化调度数学模型,采用动态规划法求解,可得到调度周期内各时段的最优水位过程和其对应优化调度方案。

  包括退耕还湿与生态农业技术、坡面工程技术等。退耕还湿与生态农业技术是指将被开垦的湿地退耕还湿,减少对环境的破坏,可以显著增加土壤肥力,增强湿地植物的生长能力。对于无法还湿的区域,鼓励发展生态农业,降低农业生产过程中产生的污染和对环境造成的危害。坡面工程技术是在坡面挖设水平沟和鱼鳞坑,能够改善微地形,拦截地表径流,提高土壤含水量,为植物的恢复提供合适的环境。

  湿地地形改造技术应用于退化湿地地形的改造,营造湿地生物生存的适宜环境。主要通过工程措施削低过陡或过高的地貌、平整局部地形(适合鸟类等需要)、营造生境岛、规整小型水面的形状,改善和营造湿地植被和水鸟的生存环境,增加湿地生境的异质性和稳定性。

  湿地地形改造技术主要包括:营建浅滩湿地、规整小型水面和营造生境岛。浅滩湿地营建技术是通过对临近水面起伏不平的开阔地段进行局部土地平整,削平过高的地势,营造适宜湿地植被生长和水鸟栖息的开阔环境。小型水面规整技术是通过规整小型水面的形状,增加湿地的稳定性。生境岛营造技术是针对不同种类水鸟的栖息环境要求,基于原有的地形条件,在距离岸边一定距离的开阔水面处营造适宜水鸟栖息的岛屿。

  河流湿地岸坡恢复技术与岸坡条件关系密切,不同的坡度、坡高、岸坡物质等条件直接影响采用何种恢复措施。根据湿地岸坡护坡采用的技术手段和护坡材料的差异,湿地岸坡护坡分为木桩护坡,块石护坡,生态砖、生态混凝土护坡,生态袋护坡,植物护坡,生物工程护坡等方法。

  植被重建能否成功很大程度上取决于植物种类的选择,常用的湿地植被恢复的植物包括以下几种:挺水植物:芦苇、茭白、菖蒲、香蒲、水葱、李氏禾等。浮叶、浮水植物:莕菜、野菱、莲、水鳖等。沉水植物:金鱼藻、狐尾藻、眼子菜、黑藻、菹草、红线草等。浮岛植物:多选择根系发达的美人蕉、茭白、葱、旱伞竹、李氏禾、狐尾藻等。根据湿地的具体受损情况和环境条件,选择恢复所使用的植物。筛选完植物后,采用组织培养或快速繁殖方法进行培育,生长至一定程度后移植到现场。

  根据不同的物种和湿地环境特点采用不同的栽植技术。直接播种技术,可有效模仿自然状态下种子散播过程和苗木自然更新过程,具有成本低、效率高、播种时间弹性强、易于大面积作业等优点,但是其竞争力较低。繁殖体移植技术,针对无性繁殖的植物物种,使用根或者茎作繁殖体直接移植栽种,能够有效提高移植成活率。该技术需要较长的工作时间,成本较高。裸根苗移植技术,裸根苗种植与直接播种相比,其受杂草竞争、啮齿动物、草食动物及浅水水涝的影响较低,具有容易监测、成功率高和初期生长快等优势,但适宜的种植季节较短。容器苗移植技术,具有培养时间短、种子利用率高、可以为苗木嫁接菌根、可在生长季节种植、成功率高等优势,但其成本高、费时、操作困难、难以大规模种植。草皮移植技术,利用未受到干扰区域的原始植被,移植到受损或退化的湿地中,使其作为先锋种恢复湿地植被。

  种子库作为重要的用于植被恢复的工具,具有区域特有的物种组成和遗传特性,能够使用自身资源恢复退化或受损湿地的植被,并对维持物种多样性具有十分重要的意义。主要包括两种方法:第一种方法直接利用本地土壤或基质中残留的种子库以及从附近环境相似的地区移植种子库;第二种方法是把含有种子库的土壤通过喷洒等手段覆盖于受损湿地表层,然后利用土壤中存在的种子完成湿地植被的修复和重建。

  被污染的水体的水生生物群落重新营造时,应选择抗污染和对水污染具有生态净化功能的植物群落。为水生植被的恢复创造适宜的环境条件,利用多样化的技术方法,适度恢复水生植被,并同时合理配置水生植被的群落结构。主要包括沉水植物恢复技术、挺水植物恢复技术和浮叶植物恢复技术。沉水植物恢复技术包括生长床-沉水植物移植技术、浅跟系沉水植被恢复技术和深根系沉水植被恢复技术;挺水植被在恢复时首先要对基底进行改造,做平整处理后再进行地形地貌再造,引入先锋物种,改善环境条件,逐步营造其他挺水植物群落;浮叶植物恢复技术,浮叶植物生长和生存对水质和光照无特殊要求,可直接种植或移栽。

  结合整地程度、种植效率、物种特性、物种存活率等因素,通过估计达到目标植被覆盖率的目前所需的植物密度。

  主要有两种种群竞争控制的方法-耕作和除草剂。耕作主要是对进行恢复的湿地进行翻地,可以显著提高滩地阔叶苗林木的生存率和生长力。除草剂能够有效抑制草本植物间的竞争。一般在种植前采取控制措施,其他措施如整地、施肥、控制食草动物破坏等,需根据恢复地的环境条件决定是否采取。

  除了种植水生植物恢复湿地植被外,还应尽量栽种防护林,可以减缓风速,降低水分蒸发量,拦截污染物,涵养水源,为野生动植物提供适宜的栖息环境。防护林的宽度一般以30~50 m为宜。可采用滴灌技术、保水剂技术、集水造林技术、加深土壤熟化层技术、秸秆和地膜覆盖造林技术等方法提高种植的成活率。

  根据湿地的形态、底质、水环境乃至气候等多重条件来确定群落的水平及垂直结构,复合搭配各类生活型的植物物种,丰富物种多样性,加强群落的稳定性,提高群落的适应力。主要包括物种多样化模式、优势种主导模式、水质净化型模式以及景观功能型模式。物种多样化模式:陆生、湿生、挺水、漂浮、沉水等湿地植物依序构成湿地恢复区植被系统的组成部分,并逐步形成一个有机和谐统一的组合体,各组成部分比例协调,景观层次和色彩丰富。如挺水植物选择芦苇、菰、香蒲、旱伞竹、藨草、水葱等,湿生植物包括斑茅、红寥、野荠麦等;浮叶植物主要包括睡莲、荷花、芡实等;沉水植物主要包括竹叶眼子菜、黑藻、穗状狐尾藻等;漂浮植物有水葫芦、浮萍、豆瓣菜等。优势种主导模式:优势种在湿地恢复区起主导作用,是植被恢复工程的主体部分,也是湿地景观的特色部分,其他物种为伴生物种。如在水产池塘中以大片的荷花种植形成的景观,点缀有香蒲、茭白和水葱。水质净化型模式:以净化功能较强的湿地植被为主,水域内点缀少量其它的水生植物,主要以保持水质良好,水体透明为主。如:芦苇、香蒲为主,点缀睡莲、浮萍等。景观功能型模式:主要用于水边的植物配置、驳岸的植物配置、水面的植物配置、堤、岛的植物配置等。配置时要考虑物种搭配和生态功能,做到观赏功能和水体自净功能统一协调。物种搭配应主次分明,高低错落,符合各水生植物对生态环境要求。如种植芦苇、水葱,搭配千屈菜、鸢尾、香蒲、菖蒲、慈菇等,形成多色彩的湿地植被景观。

  包括常水位以上滩地植被带恢复配置模式、常水位以下植被带恢复配置模式、滨水带(水陆交界地带)植被恢复配置模式、隔离带植被配置模式以及固坡及护岸植被带配置模式。常水位以上滩地植被带恢复配置模式。以种植低矮湿生植物的幼苗为主。如:斑茅、红寥、野荠麦等。常水位以下植被带恢复配置模式。以种植高大挺水植物的幼苗或繁殖体为主。如:芦苇、香蒲、水葱等。滨水带植被恢复配置模式。以种植湿生灌木繁殖体或幼苗为主。如:柽柳、旱柳、天目琼花、灌木柳、紫穗槐、榆树等。隔离带植被配置模式。以种植高大乔木和灌木为主。如:杨树、刺槐、柳树、榆树、柽柳、君迁子、紫穗槐等。固坡及护岸植被带配置模式。以种植根系发达的灌木为主。如:紫穗槐、天目琼花、红瑞木、丝棉木等。

  进行植被带恢复时,先在所选区域进行先锋“水草”带建设,通过选用新型、高效的人工载体,将“先锋植物”放置在选定的区域中作为生态基,改善水体环境。

  根据植物种群的特性,将不同生态类型的种群斑块有机地镶嵌组合在一起,构成具有一定时空分布特征的群落,使不同的季节均有植物存活生长并充分发挥其生态功能,综合考虑不同季节物种镶嵌组合栽植以及乔木、灌木、草本植物间的配置比例。

  在对受损或退化湿地进行生态恢复时,可以根据不同的植被特征与环境条件把恢复区划分成多个功能区,之后再分区进行修复与重建。既有利于提高恢复效率,又有利于日后对湿地进行管理和监测。

  湿地生态恢复技术的研究既是湿地生态恢复研究中的重点,又是难点。目前急需针对不同类型的退化湿地生态系统,对湿地生态恢复的实用技术(如退化湿地生态系统恢复关键技术,湿地生态系统结构与功能的优化配置与重构及其调控技术,物种与生物多样性的恢复与维持技术等)进行研究。

  生态系统自我平衡技术。生态系统是否能够健康稳定发展依赖于生态系统结构与功能是否完整,在所有因素中,生态链(食物链)的完整性是完整性和维持自我平衡的关键。因此,湿地修复的同时,应注意选择一些附生功能菌比较丰富的土著物种,提高系统对自身生物残体的降解能力,同时在栽植水生植物时需要注意每类植物的密度,为底栖动物、鱼类留出空间,维护生态系统的平衡。

  5.3 本条描述了河流湿地水环境不同类型的突发污染事件应采取的相应的应急处置措施。

  6.2 湿地监测涉及范围广、类型多,应充分利用3S技术(遥感、全球定位系统、地理信息系统)和专家预测预报系统,采用宏观与微观、点与面、空中与地面、固定监测与连续观测等相结合的监测方法。湿地水环境监测参照《全国湿地资源调查技术规程(试行)》、《自然保护区生物多样性调查规范》、《生物物种监测技术指南》等相关内容。

  我国河流湿地的管理工作存在职能交叉,导致管理机构分工不明确、职责模糊和管理机制不到位的问题,由于不具备完善的责任机制,导致不能落实到人,并且相关的管理机制不能有效衔接。

  我国河道湿地的水污染控制重建设,轻管理,制定的管理制度比较粗放。现有的管理工作重视不够,对破坏河流湿地的处罚力度不够,对河流湿地的保护宣传教育力度不够,给行政执法带来一定的难度。

  群众到管理人员的管理意识薄弱,部分地区仍存在湿地周边的居民或企业随意向湿地内倾倒固体垃圾、废水的行为,加重了水污染,严重影响了湿地水环境健康。

  政府财政资金是河流湿地的管理经费的主要来源,因为资金下达具有一定的额度限制,这使得相关的治理工程不能根据实际的资金幅度进行管理,因而下达的资金只能作为辅助资金来使用,管理资金不足现象严重。

  随着城市化进程步伐的加快,许多地区的水系发生了较大幅度调整,然而,由于部分河流湿地管理部门信息采集滞后,掌握的数据信息与现状脱节。

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