水生态修复工程技术篇1
1技术概述
多方位生态修复是一种以多管齐下为方针的水环境综合治理模式，将不同的治理技术结合到一起，并通过管理的统筹，实现长效运行，目前主要包括四个方面，即对外源污染进行截留、对内源污染进行控制、人工净化以及对水体自净能力的加强。其中，对外源污染进行截留指的是通过雨污分流和生态驳岸的建立将外源污染截留于河道范围以外；对内源污染的控制指的是采取河道清淤及生物酶对不同类型的内源污染进行控制与消减；人工净化指的是利用超微净化等新方法对已经被污染的水体实施净化；水体自净功能的加强是指通过生物群落构建或完善来提高水体的自净能力[1]。这项技术完全摒弃了过去单一、落后的治理方式，在当前的水环境综合治理工作中具有很多优势。例如，它能有效截污，避免污染物直接进入河道，防止富营养化，实现源头控制；采用周期性的清淤方式，河道淤泥不再逐年累积，防止内源污染；采用人工净化的措施，当水质的恶化情况比较严重时，立即启动，对水体迅速净化，尽快恢复透明度；完善河道的水生态系统，在净化水质的基础上，增强景观效果。最近几年以来，各个行业发展迅猛，带动全球经济的飞速发展，从生产角度来分析，由于各大工厂建设规模的逐渐扩大，日用品种类越来越多，工业生产量日益增大，对水体产生较大的污染。当前，大部分的湖泊，包括水库边缘，经常会出现一些绿色、悬浮物体，很多鱼塘的表面漂浮大量死鱼，农村的小水沟内部水体变黑，发出恶臭味道。在城市居民楼附近，一些景区用水的含氧量特别低，会滋生大量细菌与病毒，而变质水体当中繁殖较多的蚊虫，使得河道水环境治理难度越来越大。多方位生态修复技术的出现，不仅能够有效提升河道水环境治理效果，而且可以实现全方面实施，减少生活污水量，保证水体更加清洁。该技术能够从多个方面对河道水环境污染进行有效修复与治理，以便早日实现生态平衡目标。
2外源污染的控制
暴雨初期，雨水造成的污染可能比生活污水严重，只对点源污染进行控制无法从根本上改善水环境。基于此，针对面源污染，覆盖多个方位的综合生态修复手段可以设置自动膜率装置，起到有效控制的作用。它属于工程化处理手段，以超低压膜过滤为核心，能在前处理的基础上实现膜过滤，系统独立且紧凑，能对雨水径流中存在的污染物进行高标准和高效率的去除。该装置的滤芯采用折叠式结构，过滤面积较大，能在截污基础上使装置正常过水。过滤系统还设置了过滤后水体的临时储存装置，可以在暴雨之后对滤芯进行自动反冲洗，进而减少污染物累积，延长滤芯寿命，降低装置的维护成本。这一装置主要安装在管网进入河道以后的末端，对携带大量污染物的雨水实施过滤，然后排入水体中，避免河道直接遭受污染，能从根本上解决二次污染问题[2]。对于没有排入管网的雨水，可以借助滞留系统使河岸具有可渗透性，以此减少直接进入水体的径流量，实现对污染负荷的有效控制。过去，驳岸仅重视水运和防洪，使得生物多样性与生态环境都受到很大的破坏。在这种情况下，人们可以采用生态驳岸的方式，形成一个具有良好渗透性的界面，绝大部分植被都能起到应有的稳定水土作用，并涵养水源。另外，生态驳岸还支持栖息地与生物走廊等的修建，以此进一步提高驳岸整体生态调控能力。该系统采用建立渗透性驳岸的方式，把陆地、水面和驳岸连成一个整体，将植物的间隙、所有类型的空隙与孔洞都视作能量及物质的传输途径，而且流速带还能加强水和空气之间的接触，增加氧的溶入，提高水体净化水平[3]。
3内源污染的控制
底泥污染是外源污染在进入河道后不断沉淀形成的，对城市河流水质有很大的影响，属于二次污染源。即便对外源污染进行了有效控制，但底泥含有的污染物会释放到水体中，对覆水体的水质造成影响，产生二次污染。对此，可采用机械设备清淤和生物酶修复充分结合的技术来有效控制这一污染，即将生物和物理措施相结合，这不仅具有很高的去除效率，而且能达到可持续起作用的目的。机械设备清淤能改善底泥及水体理化性质，但成本比较高，所以只能在面积较小但污染负荷很高的水域中使用。在面积较大但污染负荷不高的水域，可利用生物酶对底泥进行修复，它的修复机理为：酶具有的活性先激活了底泥微生物的活性，以此提高微生物的污染降解性能。提高微生物自身活性以后，微生物还能对之后产生的底泥进行持续处理，实现可持续净化修复的目标。
4人工净化体系
如果外界的污染物以较快的速度进入河道中，河道系统此时还处在不稳定的状态或失衡的状态，人们要采取应急措施，立即净化恶化水体，使水环境系统保持完整。对此，应采用人工净化方式来干预，提高河道对干扰的应对和抵抗能力。现阶段较为主流的人工净化方法为超微净化，它属于界面技术，利用超高压进行气水混合，处于超饱和条件生成气泡，以此对藻类、有机物与重金属等进行有效氧化，提高含氧量，保证水体的能见度，这是一种对污染水体进行净化的有效工艺。这一工艺能逐步消除包含重金属、黑臭水和水体浑浊与发绿等在内的各项问题。比如，对于已经发绿的水体，采用微米级气泡能快速将藻类黏附清除干净；对于比较浑浊的水体，采用超微气泡，能对水体中的泥沙及胶体进行快速吸附与分离；而对于黑臭水，采用超微气泡能对自由基与氢氧基进行沉降，最终实现对有机物的有效分解及氧化处理。
5水体自净能力的强化
从河道水体自身角度讲，生态系统能强化它的净化能力，现在已经在修复工程大量应用。水生植物群落的建立可能涉及浮叶植物、挺水植物与沉水植物。其中，挺水植物和浮叶植物不仅能提高景观效果，还能净化水质。沉水植物可以使河道的生态系统保持稳定，保持生物多样性，这是生态修复工作的核心，可以促进能量及物质的循环。对于岸边水深较浅的区域，可以布置水下草皮，采用四季常绿的低矮型苦草；在中部水深较大的区域，可采用水下森林的形式，植物的选择遵循四季常绿与体型较高的基本原则，这样能有效提高景观度，弥补深水区缺乏景观的缺陷。以上群落构建方式的作用机理为：首先，采用沉水植物对富营养物质进行吸收，如氮磷等；其次，对水体中存在的硝化及反硝化予以加强，起到清除总氮的作用；再次，加速悬浮物质的沉降，对底泥的二次悬浮进行控制，减少其氮磷等物质的释放；同时，促进植物光合作用，增加氧的释放量，使底质含有的磷和铁、铝充分结合，从而加快磷的沉积速度；最后，加强化感效应，通过对沉水植物的布置，释放出很多化感物质，这些物质对藻类植物生长繁殖有明显的抑制作用。另外，还应充分考虑水生动物群落，如浮游类、大型鱼类与底栖类等。其中，大型鱼类的布置遵循完善生物链和保证景观效果的基本原则进行；合理布置底栖动物能沉淀和过滤水体，动物能捕食底质中的腐败残体与有机质，以此减少底质的营养物质产生量；建立浮游类动物的群落是指向河道中投加水蚤等浮游生物，水蚤可以对水体中的细微腐泄物质及蓝藻进行捕食，以此保证水体的透明程度，加快生态系统的形成与完善。除此之外，浮游生物还能作为鱼类饵料，使水体中含有的有机物及蓝绿藻都变成动物蛋白质，为鱼类提供营养，最终形成一条良性的生态链。
6实例分析
本文主要以排渠河道为例，此河道位于两交通大道交汇位置，其中，示范区的河道位于某交通道上部，长度为330.0m，宽度为30.0m，水深为0.6m。在河道示范区内部，原来的水体为黑色，发出恶臭味，透明度比较低，水体当中的CoD、nH3-n含量分别是295.8mg/L、13.87mg/L，超过地表水质指标，属于重点治理水质。为了保证河道水体得到更好净化，相关单位决定采取多方位生态修复技术进行治理。因为该河道上游沿线并没有采用截污方案，周围居民的生活污水和雨水均排入河道中，然后顺着沟渠输送至指定的河道内。针对这一实际情况，有关部门要遵循外源截留原则，结合使用聚酯纤维膜和土工膜，以此形成一个隔膜导流全新模式，把这一隔膜布置于和南岸距离2km的部位，在内层铺设土工膜，在外层铺设聚酯纤维膜。把污水导流至指定区域下游，能够有效减少示范区污水量，保证进入示范区河道中的非溶解性污染物得到更好拦截。长时间没有处理的雨污水排入河道中，导致示范区河道底泥含有大量的内源污染物质。为了减少内源污染的出现，人们要有效消减底泥内源污染，可以在河道内部投入适量的生物酶，保证水体与底泥微生物活性得到充分激活，增强底泥微生物呼吸强度与新陈代谢能力，使得河道底部的黑臭底泥得到有效处理，真正达到河道底泥原位治理的目标。通过成功构建水体生态系统，人们能够有效提升河道水生动植物的存活率。因此，在构建河道水体生态系统之前，相关人员需要在河道的上游位置设置处理量80.0m3/h的超微净化设备，保证河道内部的水体得到有效净化，实现循环净化目标。采用良好的人工净化方案，能够保证河道水质得到良好改善，进而为河道水体生态系统建设创建稳定的生存条件，满足河道水生动植物的生长发育需求。引入生态修复措施，可以保证水体修复成果，使河道水体具有的自净功能和景观效果都得到充分发挥。有关单位可以在实际工作中向河道内抛洒种子和育苗，形成动植物群落。要大力建设水生态工程，从本质上改善水质，使水的颜色从淡绿或深绿变为无色，并使水更为清澈透明，降低所有污染物指标，基本满足地表水环境标准要求，河道水体具备的自净功能将得到显著提升。
水生态修复工程技术篇2
关键词：水环境修复；河流；湖泊水库；地下水
水环境是流域内储存、传输和提供水资源的水体，是水生生物生存与繁衍的空间，也是各种污染物的最终归宿。根据水的地理位置，将流域中的水环境分为地表水环境和地下水环境。地表水环境指河流、湖泊、水库、海洋、沼泽、冰川等以暴露在地面的水为主的水域；地下水环境指泉水、浅层地下水、深层地下水等存在于包气带以下底层空隙的水域[1]。
人类不合理的生产和生活方式对水环境造成了不同程度的损害，世界水资源委员会指出，全世界有50%以上的水域已被污染，水域生态系统遭到严重破坏。我国水环境受损也比较严重，超过60%的河流、湖泊和湿地生态系统的结构与功能遭到不同程度的破坏[2]。
水环境修复，就是利用生态系统原理，采取各种技术手段，提高水体质量，修复生态系统结构，使流域生态系统实现整体协调、自我维持和自我演替的良性循环[3-5]。
随着水环境恢复理论地不断完善和深入，近年来水环境恢复研究发展较快。美国有关受损水环境的修复研究，自1970年起由cleanlakeprogram（clp）组织实施，投入经费逐年增加[6]。欧洲一些国家也从20世纪70年代开始水环境治理和修复工作。如荷兰在1990年对aldefeane地区水环境进行修复，成效显著[7]。20世纪80年代，我国开始了对水环境恢复的研究工作，并在巢湖、太湖等不同地区开展了水环境恢复的研究与实践[8-10]，取得了许多成功的经验。
为了保证人类的可持续发展，开发切实可行的技术对受损水环境进行修复，成为了环境科学与技术领域的研究热点之一。水环境修复的对象不仅包括水体，还有水体相关的生物地理环境。而不同的水域形式，因其物理环境、化学环境以及生物环境的不同，需要不同的修复技术体系。河流、湖泊水库和地下水是与人类生产生活密切相关的水环境，本文将从这3个方面，综述其最新的水环境修复技术，为水环境修复技术的研究提供基础。
1河流修复技术
河流修复是指使河流生态系统恢复到未被破坏前的近似状态，且能够自我维持动态均衡的复杂过程[11]。河流修复技术多种多样，①物理技术：河道引水技术、生态防渗技术、底泥疏浚与物理覆盖技术、人工增氧技术等[12-15]；②化学技术：投加絮凝剂促进污染物沉淀、加石灰脱氮、投加化学药剂除藻、调节ph值对重金属进行化学固定、原位化学反应技术等[16]；③生物-生态技术：微生物修复技术、水生动植物修复技术[17-19]、人工湿地技术以及多自然型河流构建技术等。
本文将重点介绍以下方法：河道引水技术、原位化学反应技术和水生植物修复技术。
1.1河道引水技术
河道引水技术是指引进外部清洁水源来改善河道水质[20]，在水源允许的情况下，引进外部清洁的水源，增加河水水量，不仅可以人为地缩短水在河道中的停留时间，增加浮游植物的生物量[21]，使污染河水不易黑臭，同时水体复氧量也会增加，提高河道自净能力。利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的处理工程。
1.2水生植物修复技术
水生植物在水环境修复中的作用方式主要包括物理过程、吸收作用、协同作用和化感作用[22]。水生植物修复技术利用水生植物及其共生的微环境去除水体中的污染物质并恢复永生生态系统[16]。水生物修复技术的核心是将植物漂浮种植到水面上，利用植物生长从水体中吸收利用大量污染物[23]。生物浮床是其典型的技术应用之一。
1.3原位化学反应技术
原位化学反应技术是指通过化学反应和生物反应（氧化、还原、吸附、沉淀、有机金属络合等），在受污染的地点，原地使重金属离子固定下来的方法。常用的物质包括石灰[ca（oh）2]、灰烬（koh）硫化钠na2s）等。此外，化学氧化可以将有机物转化为无毒或者毒性比较小的化合物，常用的氧化剂为二氧化氯、次氯酸钠或者次氯酸钙和臭氧等[3]。
2湖泊水库修复技术
湖泊水库水质恶化主要有2个原因：一是外界输人的大量营养物质在水体中富集，二是内
源性负荷。因此湖泊水库修复可从外源性污染物质的控制和内源性污染物质的控制2方面展开。外源性污染物的控制技术主要有：清洁生产、退耕还林、改变消费模式[4]、废水集中处理技术[3]等；内源性污染物的控制技术主要有稀释和冲刷、底泥疏浚和覆盖、水力调度技术、气体抽提技术、空气吹脱技术、投加石灰法、水生植物修复技术、生物调控技术、生物膜技术、微生物修复技术、仿生植物净化技术、土地处理技术、深水曝气技术等[3]。外源性污染物控制技术中清洁生产是一项有效技术，内源性污染物控制技术中底泥疏浚是修复湖泊水库的一项有效技术，这不同于河流的修复。
2.1清洁生产
清洁生产是指通过原材料和能源的调整替代、工艺技术的改进、设备装备的改进、过程控制的改进、废弃物的回收利用、产品的调整变更等措施，达到污染物的源头削减、过程控制、提高资源利用效率的目的，减少或者避免生产和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境危害的技术[24]。清洁生产技术主要包括源头控制、过程减排和末端循环3类技术。源头削减应尽量采用无污染、少污染的能源和原材料；过程减量应尽量采用消耗少、效率高、无污染、少污染的工艺和设备；末端循环时对必须排放的污染物，采用回收、循环利用技术，回收其中有利用价值的资源。清洁生产可以产生环境和经济双重效益，使得汇入湖泊水库中的外源性污染物浓度大大减少，达到修复的目的。 2.2底泥疏浚
底泥是湖泊水库中的内污染源，有大量的污染物质积累在底泥中，包括营养盐、难降解的有毒有害有机物、重金属离子等[3]。底泥中的有害物质释放到水体中会使水质急剧恶化。底泥疏浚可以彻底去除其中的有害物质。一般有2种形式的疏挖，一种是把水抽干，然后用推土机和刮泥机进行疏挖，另一种是采用带水作业。第1种方法存在一定的技术限制，第2种方法应用性更强。带水疏挖可以采用机械式疏挖，也可以采用水力式疏挖。疏浚技术主要包括确定疏挖底泥体积、选择挖泥机、计算压头和功率、设计底泥堆放场以及底泥利用几个部分。疏浚时应注意防止底泥泛起以及底泥的合理处置，避免二次污染。欧洲多国均采用过该技术对湖泊水库进行修复，并且效果显著。例如瑞典的trummen湖，清除表层1m厚的底泥后，水深增加1.1～1.7m，tp浓度迅速下降，这种状态维持了18年[25]。
3地下水修复技术
地下水具有多种功能，与人类生活密切相关。随着工农业的快速发展和人民生活水平的提高，地下水受到了严重污染。因此，对受污染的地下水环境修复变得越来越重要，其修复技术的研究已引起国外学者的广泛关注[26]。
根据其主要工作原理地下水修复技术可大致归并为4类，即物理技术、化学技术、生物技术和复合技术[27]。物理技术包括水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法、水力破裂处理法等[27]；化学技术包括有机粘土法[28]和电化学动力修复技术[29]；生物技术包括原位生物修复技术例如bs技术，和异位生物修复技术例如堆肥式处理法、预制床法、厌氧处理法、生物反应器法等；复合技术包括渗透性反应屏法、抽出处理法、注气～土壤气相抽提（sev）法[27]。复合法修复技术兼有以上2种或多种技术属性，例如抽出处理法同时使用了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术，综合各种技术有点，在修复地下水时更加有效。抽出处理技术，简称b&t技术，是最常规的污染地下水治理方法。该方法采用水泵将含水层中地下水面附近的地下水抽取出来，把水中的有机污染物质带回地表，然后在地面用地面污水处理技术对其进行净化处理，最后将处理好的水重新注入地下或排入地表水体，以防止地面沉降，或海水人侵，并且可以加速地下水的循环流动。地面污水处理技术方法很多，最常用的包括以下7种：沉淀、膜分离、交换树脂、活性炭吸附、空气吹脱、化学氧化和生物降解[30]。由于液体的物理化学性质各异，p&t技术只对有机污染物中的轻非水相液体去除效果很明显，而对于重非水相液体来说，治理耗时长而且效果不明显[27]。
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水生态修复工程技术篇3
关键词：滦平县；潮河；生态治理
随着城市经济的蓬勃发展，城市人口数量不断增加。为了满足生产和生活的用水需求，人们积极进行河道治理。在实际操作的过程中，由于治理方式不符合自然规律，导致河流生态系统遭到破坏，因此需对河流进行生态修复。文章主要以滦平县域内潮河为例，探讨河流生态治理修复的问题和具体方法，保证城市居民安全用水。
1河道现状与问题
潮河发源于丰宁县上黄旗哈拉海沟，在古北口入北京市密云区后注入密云水库。滦平县域内河长64.1km，是北京的重要水源地。目前，潮河水域内并没有颇具规模的水利工程。现存的干砌石河堤由当地百姓自发修筑，缺乏一定的稳定性，而且面临年久失修的问题，一旦发生洪水，就会对本地村庄、耕地造成较大的威胁，还会影响水库的水质，导致水库中的泥沙增加[1]。目前，我国河道水体整体呈现出日益恶化的局面，许多城镇的河道水体质量较低。由于河道的水体流动性比较差，导致面临污染的河道无法得到有效的循环，部分中小河流也缺乏有效监管。随着城镇建设规模的不断扩大，城市居民越来越多，但是并未设置更加完善的排水管网，导致污水无法得到及时有效的收集，许多污水在未经处理的情况下就直接排入河道中，影响河流的水质。此外，许多河流与农田的距离比较近，如果河流面临污染，就会对农业生产造成威胁，甚至会影响周边居民的正常生活。由于人们长期从事各种生产活动，许多行为已经对自然河道造成了严重的影响，从而影响了河流景观的多样性。在河流中包含多种水生动植物，其对温度、有机物浓度的要求不同，若一味地设置硬质护岸，不仅会影响水生动植物的正常生长，还会导致水流速度下降，使得环境日益恶化[2]。尽管自然河道具有一定的自我净化能力，但若长期面临污染，水体就会处于缺氧或者厌氧状态，影响好氧微生物的生存，从而降低河道的自我净化能力。此外，人们大量地修建护坡工程已对河道周边的天然湿地造成破坏，会进一步降低河流的自我净化能力。由于城镇化进程不断加速，人们积极在城市土地中兴建各种建筑，导致城市用地愈发紧张，也使得许多中小河流面积不断缩小，数量急剧下滑。由于河流日益萎缩，生物多样性面临破坏，天然河道景观不复存在，生态系统遭到严重的破坏。此外，正是由于行洪断面不断下降，才会导致洪涝灾害频繁发生[3]。
2河道治理与生态修复原则
2.1生态治理
在进行河道治理与生态修复时，需遵循生态治理这一原则。由于人们长期从事各种生产和经营活动，对自然资源过度开发，导致自然环境日益恶化，河道生态系统面临严重的破坏，因此，在进行河道治理时，要最大限度地保留原有的生态系统，避免对其造成破坏。此外，要及时对生态系统进行修复，如在河岸种植合适的植物[4]。
2.2远近结合
要积极学习发达国家的经验，将河道治理视作长期的事业。制订合理的规划方案，分阶段展开治理。结合地形特征与城市的实际情况，选择恰当的治理措施，明确治理时间，使治理工作更有针对性。
2.3与区域规划保持一致
进行河道治理时，要认真分析城市的情况，重视细节，了解生态环境现状，充分做到以人为本。一旦人与自然发生冲突，需仔细权衡，将生态环境保护放在重要位置，避免环境继续恶化。要将河道治理与城市规划相结合，明确治理目标和治理计划，这样才能为人们创造良好的环境。
3河流生态修复的意义
3.1改善河流生态
进行河道治理时，技术人员会利用河流与河道的规律，结合实际情况对水流的位置进行调整，使河流的条件得到改善。为了进一步满足灌溉与航运的需求，技术人员会采用相应的措施，使河道得到有效治理。但在实际操作的过程中，虽然能够实现对河道的治理，但忽视了对生态环境的保护，导致河流生态面临不同程度的破坏[5]。一旦发生这种情况，就会影响河流内部水生动植物的正常生长，不利于生物多样性的构建；频繁发生洪涝灾害，也会影响人们的正常用水；同时，河流沿岸的气候发生变化，当地植被被破坏，水土流失，会影响河道景观的完善，甚至导致景观消失。因此，进行河道治理时，技术人员应采用恰当的生态恢复措施，以保证河流恢复活力，改善河流生态，实现人与自然和谐共生。近些年，人们愈发重视河流生态保护，认真分析人与自然之间的关系，采取了有效的修复措施。对潮河生态进行治理时，要严格遵循国家的要求，积极开展生态文明建设，重视生态修复。通过改善河流生态，可以推动区域经济发展，优化人们的生活环境，提高人们的生活质量，使社会更加稳定，更好地对当地民俗文化进行保护，实现对潮河生态文化的弘扬。
3.2进一步发挥河流功能
滦平县位于北京市和河北省承德市的交界处，是国家重点生态功能区，因此要高度重视滦平县潮河生态保护与修复。潮河是首都重要的饮用水源地，其生态功能定位是京冀地区的生态屏障与水源涵养区。滦平县区域内的植被、地质、水文条件将直接影响京津地区的生态安全。因此，对滦平潮河的生态环境进行治理符合生态环境保护的需求，同时对促进京津冀协调发展具有重要的作用。通过开展河道治理与生态修复，可以进一步发挥出河流的作用。河流的功能主要有航运、防洪、灌溉、供水等，制订合理的治理方案，可以使河流实现上述功能。但若要保证其功能维持较长的时间，就要开展生态修复工作。比如，修复河流生态，有利于灌溉。从防洪角度来看，河流生态得到了进一步保障，则会进一步提高植被的覆盖率，使植被能够发挥出自身的调节作用，降低洪涝灾害发生的可能性。
4河道治理与生态修复技术
4.1水质调整
要对水库进行合理调度，改变水质，及时恢复河流的生态功能，保证生态平衡，保护自然径流。此外，也可对水利设施进行调控，在下游污染比较严重的区域引入上流水体，改善水质。我国著名的南水北调工程就是通过这种方式达到改善水质的目的。在改善水质时，人们经常会将生态和生物相结合，也会使用化学法、物理法。其中，生态与生物相结合这一方法比较常见，应用范围最为广泛，常见的技术有以下三种。第一，生物膜技术。生物膜技术主要是对河床中的生物进行过滤。通过载体填充或者填料，确保细菌生长，由此形成生物膜[6]。由于载体和滤料的表面积较大，微生物数量繁多，因此可确保河流拥有良好的自我净化能力。第二，生物浮岛技术。该技术主要采用生态工学原理，对水中的磷和氮等物质进行降解处理，从而有效改善水质，还起到抑制藻类生长的效果。该技术能够发挥出植物根系的功效，可吸收大量的富营养化物质，将水中的营养转移，提高河流水体的自循环能力。第三，人工湿地建设。进行湿地培育时，主要是通过人工培育湿地的方式达到修复的目的。在具体操作中，需发挥出微生物、水生植物的作用，及时对河流中的污染物质进行降解与吸附，确保河流生态尽快得到恢复[7]。利用这一技术可对污水进行有效的处理。在特定的洼池中，将填料和土壤进行混合处理，形成填料床，保证污水在床体表面自由流动，可在床体表面种植寿命长、适应能力强的水生植物。
4.2河道曝气
一旦河道产生突发性污染，就可采用河道曝气这一手段。如果河水水质下降或者遭到严重的污染，将会消耗水质中的有机物，导致有机物出现分解现象，呈现无氧状态，还会产生许多有害物质，这些物质味道较重，会对水质造成严重的影响。采用河道曝气这一手段，向河水中注入空气，能够加速水体中有机物的分解，有效改善水质，提高河流的自我调节能力。
4.3植物维护
进行河流生态修复时，要发挥出水生植物的维护作用。植物维护成本较低，不会造成较大的能源消耗，而且具有广阔的发展前景。在许多河流污染区域，人们使用这种方式进行生态修复，可达到事半功倍的效果。采用水生植物进行维护时，可及时吸附水体中的重金属等污染物质。同时，在光合作用下，植物产生的氧气能够提高溶解氧的含量。
4.4堤防建设
加强堤防建设，建设生态护岸，可减少水土流失的现象发生。在堤岸建设中，主要是通过种植植被及设置木材、石材等方式达到护岸的目的。开展堤防建设时，需将其与生态环境保护相结合，以此实现生态平衡，预防水土流失，提高当地经济效益。
5生态修复技术的主要应用方向
5.1在抗洪方面的应用
在抗洪方面，河流生态修复技术主要用于洪水后退工程。在尚未实施该项技术之前，河流流向均遵循自然规律，一旦发生暴雨，就会造成河流中的水溢出，从而形成洪涝灾害。实施洪水后退生态修复技术可确保溢出的河水得到有效治理，使河流恢复到原有的状态。进行河道设计时，要避免河床有淤泥堆积，这样才能确保河流得到真正的恢复。洪水后退技术具有一定的使用要求，需确保河流区域尚未进行河堤建设。
5.2在堤防建设中的应用
在堤防建设中使用河流生态修复技术，要维持河道的多样化形态，这样才能达到控制自然灾害的目的。需将恢复工程放在重要的位置，重视绿化植被种植，使植物可以正常生长，提高河流的自我净化能力。
5.3两级河道建设
将河流生态修复技术与两级河道相结合，主要是将两级河道作为主要的河道形式。上部分河道可发挥出泄洪功能，另一个河道可用来预防淤泥堆积，使河流的生态环境得到有效保护。为了进一步提高两级河道的社会效益，可将上部分河道设置成娱乐休闲场所，满足人们的休憩需求。在设置另一个枯流河道时，要保证其拥有自然流向[8]。
6生态治理修复在潮河治理中的应用措施
6.1对河床断面与护岸进行修复
要重视河床表面的清淤疏浚与整治，确保清理工作具有针对性。在具体操作中，需对营盘村和后湾村的潮河干流进行清理。选择开阔的河段，在河道两侧种植睡莲、荷花等植物，建造完善的景观河道，提高河道景观的美观性。进行护坡建设时，要种植比较低矮的灌木，选择合适的花草，提高河道的绿化效果。同时，要重视对年久失修的护岸的修复，对其进行加固处理；还可采用干砌石等材料设置透水坝，避免使用混凝土等不透水的材料，完善护岸的性能，实现对生态环境的有效修复。
6.2对河道形态进行修复
在河道治理与生态修复工作中，要将河道形态的修复放在重要位置，可在河流中设置辅助水道，确保河道连续。为了不影响河道的行洪功能，提高生态环境的安全性，需根据河段防洪的标准建设河道护岸，及时对各类淤积物进行清理。为了确保水体正常流动，要将石头放入河堤中，或者修建生态石笼跌水坝。
6.3重视河岸绿化与湿地建设
要重新构建灌草植被过滤带，结合河流的水位情况保留常水位以上的区域，保证植被完整，还要补充种植灌木与花草，凸显出植物的层次感，营造良好的植物空间环境。可选择迎春、景天、金叶女贞等灌木，还可选择芦苇、水生鸢尾等水生植物，适当扩大绿化规模，增强河岸的绿化效果。在河岸两侧种植植物时，主要选择连翘、丁香等灌木，撒播合适的草籽，如白三叶、无芒雀麦。要考虑到河边公路的绿化，在沿岸公路栽植国槐、旱柳等比较高大的乔木。通过合理增加植被，加强人工湿地建设，不仅可以起到有效的缓冲作用，还能提高河流的自我净化能力，避免出现水土流失，及时修复生态环境。
6.4护岸生态修复
进行河道护岸修复时，要加强对叠石护岸的改造，或者新建生态坝结构式护岸，确保河道形态得到有效的恢复。对护岸进行加宽处理，使河道具有良好的排涝与泄洪功效。
6.5河道生态生物膜处理
对潮河支流的河道进行治理时，可选择生物膜处理技术，确保河流中的污染物及时降解，提高水质，使河道生态环境得到有效修复。如果河道面临的污染比较严重或者河流水体中包含的有机物较多，可采用生物膜技术进行处理，确保水体中的污染物在第一时间内得到处理。
7河道生态修复技术展望
7.1制定完善的技术规范
为了进一步发挥出河流生态修复技术的作用，要制定完善的技术体系和相应的规章制度。现阶段，该项工作缺乏明确的参考标准和依据，这样会增加河流的修复难度。因此，要考虑到每一个修复环节，重视细节，对各项制度和标准进行调整和改进，从而确保河流生态系统得到进一步发展，维持生态平衡。
7.2制定明确的评价标准
河流生态修复是一项持久、复杂的工程，在较短的时间内并不能看到成效。部分河流面临的污染比较严重，需经过一段时间方可看到治理成效。为了进一步验证最终的修复效果，需制定完善的评价标准，定期对修复情况进行监测。
7.3重视综合性修复
随着河流的迅速发展与生态环境的改变，河道治理工作愈发复杂。若采用某种单一的生态修复技术，则很难保证治理与修复达到预期效果。因此，要进一步完善修复技术，综合多个学科知识，采用完善的河流生态修复理论，确保河流生态得到有效的修复。7.4对水生植物进行合理配置为了进一步提高河流的自我净化能力，要选择恰当的水生植物。首先，需对水生植物的抗性进行分析。然后，对水生植物进行合理分类，进一步发挥出植物的功效，降低治理成本，提高净化效果。
8结束语
河流的情况比较复杂，在进行河道治理与生态修复时，需考虑生态系统的实际情况，采取有效的治理与恢复技术，确保河流生态环境得到进一步改善。
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水生态修复工程技术篇4
保持生态系统完整性和多样性的原则生态系统的修复主要目的就是恢复当地生态系统的完整性和多样性,只有这样才能达到恢复原有生态系统的目的。以干旱地区土地资源的生态修复为例,除了要重视各种植被与水资源的恢复与保护之外,还应在方案中对土地资源的生态化开发和利用提出具体的措施,并综合利用各种工程、生物措施,使方案能够保持当地生态系统的独特性和多样性。在保护措施上应该体现出针对性和特殊性,决不能照搬所谓其它地区的成功经验,而是应该在消化这些经验的基础上形成自己独特的措施方案。
修复模式长期化的原则一个地区生态系统的恢复绝不是一朝一夕就能完成的,需要持续性的生态修复措施才能慢慢的恢复以前的生态系统。这就需要长期不懈的坚持各项生态修复措施,将生态系统保护的观念贯彻到当地各级政府和人民群众当中去,制定详细的生态修复规划,全面设计生态修复的设计、施工、运行和管理各个关节,并能长期执行下去,只有这样才能看到生态修复的效果。
根据现有的研究资料和笔者对干旱地区生态破坏形式的认识,认为干旱地区的生态修复主要有四种模式。具体内容如下。
工矿园区生态修复模式新疆是我国资源大省,蕴含着各种丰富资源,而目前正处于各种工矿园区的开发建设,由于气候干旱在资源开发利用过程中受到自然因素的影响很容易造成生态环境破坏。不仅如此,资源开发开采过程中受到开发形式、粗放生产等方面因素的影响,会给这些地区的生态系统造成严重的破坏,对于工矿资源开采引发的生态系统破坏的修复,应该采取工矿生态修复模式。在这种模式当中主要是要根据当地的土壤、地貌条件,结合水土保持和生态修复的一般要求,重点做好工矿区水土保持和保水护土工作。这些措施既可以保证生态修复的进程和效果,又可以恢复干旱地区土地的生产能力,还可以为下一步的植被恢复创造条件。目前,工矿区的生态修复技术措施主要有以下几种。(1)非生物或环境要素的恢复技术,这种技术主要适用于工矿区土壤的恢复,包括表土转换、土壤改良等措施。(2)生物生态修复技术,这种技术包括先锋种种植技术、土壤种子库引入技术等等,主要是合理配置工矿区的固氮生物、消费者和分解者。(3)生态系统的整体规划设计修复技术,这种生态技术是综合利用各种生态修复技术,从中找到最适合工矿区生态修复需要的措施。
水生态修复工程技术篇5
（1.沧州旺发生物技术研究所，河北沧州061001；2.河北工业大学海洋科学与工程学院，天津300130；3.沧州市运河区农业局，河北沧州061001；4.邯郸市水产技术推广站，河北邯郸056002）
摘要：介绍了水体污染生物修复技术的概念、方法、特点及应用实例。概述了近年来国内外生物修复技术的研究应用现状，指出生物修复技术存在的问题和研究方向。
关键词：生物修复；微生物修复；植物修复
近年来，随着我国沿海工农业和海洋产业的发展，人口的增加，城市规模的不断扩大，以及在海洋航运的快速发展，造成大量工矿废水，生化污水排入江河湖海，以及在海损事故中石油、烃等有害物质的泄漏，使地表水、地下水、土壤以及海洋受到有毒有害物质的严重污染。污染的水体极大地损害了生态环境，破坏了生态平衡，而且，对人类健康构成极大威胁。但是对于污染水体，尚缺乏有效的治理手段，主要依靠自然生态的自我净化。
目前，生物修复被认为是一种具有广泛应用前景且可靠的环保技术。简单讲，生物修复（bioremediation）是指生物尤其是微生物催化降解环境污染物，减少或最终消除污染的受控或自发过程[1]。与其它物理、化学治理相比，生物修复的优点是：投入低，操作简便，可就地处理，对周围环境干扰少，不会造成二次污染，而且对于传统治理技术难以处理的环境（海洋），具有广泛的应用前景。
1生物修复研究概述
生物修复技术的应用研究也不过30多年，主要集中于水体、土壤和地下水环境污染。史料记载的首次使用生物修复是1972年美国宾夕法尼亚州管线漏油事件。1989年，首次大规模应用生物修复技术修复了美国阿拉斯加石油污染问题，其具有里程碑意义[2]。20世纪80年代以后，基础研究的成果逐渐应用于大范围的环境污染，并取得一些成果，进而发展成一种新的环境污染治理技术。目前，生物修复技术在清除或减少土壤、地表水、地下水、废水、污泥以及工业废弃物中的化学有害物的研究已取得很多成果，如有研究人员研究了北极冻原油滴污染土壤，原位接种抗寒混合菌种进行生物修复，一年后，土壤中的油浓度有了明显降低[3]。还有whiteley[4]进行了生物修复酚污染环境中的细菌生态学和生理学研究。我国研究人员也对受酚污染的地表水的生物修复方法进行了研究[5]。此外，一些研究者进行了有关石油烃类污染的生物修复方面的研究，如张旭[6]实验模拟研究了生物修复石油烃污染土层的研究。李丽[7]对石油烃类化合物降解菌进行了研究。总之，这些研究表明，利用微生物进行生物修复的可行性，而且在这一领域具有广阔的应用前景。
生物修复技术虽然只有30多年的应用研究史，但是生物修复从最初的主要利用细菌治理石油、农药之类的有机污染，逐渐应用到地下水、土壤、海洋、污泥等环境污染的治理上。生物修复已由细菌修复拓展到真菌修复，植物修复和动物修复，有机污染物的生物修复拓展到无机物的的修复。如：numat[8]培育了一种新型微生物，可在24h内降解30mg/L的三氯乙烯，这种菌对有机卤代化合物和芳香族化合物均有降解作用。另外，植物修复也是一种很有前景的修复技术，植物具有吸收重金属，净化水体、纳污、清除放射性核素，调节生态功能，利用这种能力，可有效对污染水体进行修复[9]。有研究者通过静态试验和现场试验水雍菜和水芹菜对手污染水体的研究显示：水生植物不仅可以去除污染物中的磷、氮盐，改善水体状况，还可美化水体环境；提高生物多样性，而且其经济效益也相当可观[10]。此外，动物修复污染水体也处于不断摸索研究阶段，如罗固源[11]等证明了采用合理的间歇方式用蚯蚓处理养殖污水技术上可行。还有研究人员利用藻类治理河道污染和黑臭问题，且河水中Do值有了很大的提高[12]。
2污染水体生物修复应用与进展
2.1海洋污染的生物修复
海洋污染尤其是海洋有机污染是当今世界沿海国家普遍关心的环境问题之一，虽然，现代工业和海洋运输业的发展极大地提高了人们的生活水平，但其带来的环境负作用也越来越明显，如赤潮、石油污染、多环芳烃有机污染等。
海上石油的开发以及石油产品的生产、使用及排放，海上溢油事故频发，使得石油污染已成为海洋环境的主要污染物之一。实验证明，微生物是降解石油污染的主要治理方法，主要有加入高效降解菌；使用分散剂；使用氮、磷等营养盐。1989年，美国环保局利用细菌降解石油污染的生物修复技术，成功去除威廉王子湾的石油污染。目前，生物修复正朝着构建特定且快速降解污染物的工程菌方向发展，并且科学家已分离到了具有多种降解功能的超级微生物[13]。
多环芳烃作为广泛分布于海洋环境中的有机污染物，其具有毒性、致癌性以及致畸诱变作用。对人类健康构成潜在危害。多环芳烃主要来源于人类活动和能源利用过程，通过地面径流，污水排放及机动车等燃料不完全燃烧的废弃物随大气颗粒沉降进入海洋环境中。目前，微生物降解是去除多环芳烃的主要途径，该方法利用微生物将海洋中的多环芳烃转化为无害物，或降解为Co2和H2o。还有赤潮灾害的生物防治；海洋环境中病原菌污染的生物修复等。可见生物修复技术是治理海洋环境污染和海洋生态系统功能紊乱的一副防治结合的良药。
2.2河流湖泊污染的生物修复
地表河流、湖泊污染的生物修复，主要有微生物和植物修复法。对于浅水湖泊，在水中加入营养盐，用曝气法混合，底泥中的有机污染物可作为碳源被微生物利用，污染的湖泊得以修复。华东师范大学的研究人员采用曝气复氧，投加高效菌剂和促生液，放养水生植物等，对苏州河严重污染支流进行了原位污染的治理和修复[14]。结果显示：严重污染的水体消除了黑臭，Do值上升明显，透明度增加，水质得到明显改善。另据报道，像大榕草、水芹、黑麦草等都对水体中n、p有去除作用[15]。
2.3废水污染的生物修复
目前，废水污染的生物修复主要有对重金属离子的修复和有机污染物的修复。美国科学家已对废水中金属离子锑、铬、铜、汞等有效去除效果的微生物进行了研究[16]。此外，对废水中重金属离子的去除主要通过水生植物，如凤眼莲、破铜钱等。它们都能从水体吸收铅、铜、铬等金属。孙铁珩等人研究表明：水葫芦对污水具有一定的净化效果，水芹菜对黄金废水具有净化作用[17]。有研究人员[18]使用含假单胞菌的生物转盘处理矿物废水，铜和铁去除率分别达到95%、98%，并可使氰由4mg/L降低到0.06mg/L。总之，生物修复技术在废水处理、生态平衡的协调中具有重要应用价值。
2.4水体底泥污染的生物修复
水体底泥污染是一个重要的环境问题。由于底泥的污染直接影响着水生动物、植物的生长，同样也影响着水质。所以治理好底泥污染，污染水体也会得到净化。底泥污染物主要通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体，最后沉积到底泥中逐渐富集，使底泥受到严重污染，最后底泥变成污染物的汇集地。由于底泥是底栖生物主要的生活场所和食物来源，污染物可直接或间接对上覆水生物产生致毒致害作用，并通过富集，食物链放大进一步影响陆生生物和人类健康。目前，水体底泥污染的生物修复主要通过物理和化学方法，如疏浚、引水、掩蔽等，但工程量大，耗财耗力，不是很理想，而化学方法对生态环境破坏较大，而生物修复有无可比拟的优势，具有节省费用，对环境影响小，最大限度降低污染物浓度，而且可原位进行修复，不易造成二次污染的特点。运用水生植物和微生物共同组成的生态修复系统能够有效去除多环芳烃的污染，高等水生植物可提供微生物生长所需的碳源和能源，根系周围好氧菌数量多，使得水溶性差的芳香烃在根系旁迅速降解。种植水生植物的根茎能控制底泥中营养物的释放，而在生长后期又能较方便地去除[19]。
3生物修复应用前景和存在的问题
近年来，生物修复技术在国内外皆取得了较快发展，一些新技术特别是生物技术，如基因工程、酶工程、细胞工程的发展，不断提高了污染水体的处理效率。为进一步提高生物修复治理效果，获得突破。其发展前景在于合理利用微生物，植物以及动物等生物修复手段，并且与物理、化学方法相结合的综合治理手段；以及利用基因修饰、改造、克隆与基因转移等现代生物技术获取特殊降解功能的工程菌，从而减少污染物在水体中的积累，保持生态平衡；另外，采用新工艺和新手段，生产易于生物降解产品也是研究人员需关注的领域。可以预见，生物修复技术在治理和防治水体污染方面的作用越来越重要，且应用前景十分广阔。
虽然污染水体的生物修复技术已取得巨大的进展，但也存在一定的局限性，如：①修复速度慢；②生物难降解污染物（如重金属）的存在导致水体修复困难；③微生物对污染物的专一性使得并非所有污染物都被去除，存在降解极限；④微生物易受温度、酸碱性等环境因素影响；⑤大规模的工程菌的应用可能影响生态系统。总之，受污染地表水体的修复是一个极为复杂的系统工程，需要综合治理，防治结合。
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水生态修复工程技术篇6
关键词：水利施工；水土保持；生态修复技术；运用方法
水利工程施工建设的目的是为了开展防洪蓄洪工作，具体的施工项目包括兴建水库、大坝施工、护坡建设工作等多个环节。这属于城市基础设施建设工作中的关键一环，基于新时期城市化发展进程的重点任务就是节约资源及保护环境。因此，如何在水利施工工作中科学运用生态修复技术，从而达到保持水土的目的，就是目前工作的难点所在。
1水利施工工作在水土保持方面存在的问题
目前，水利工程施工单位在开展水土保持工作时，还存在一些难点问题需要解决，具体可以从以下两个方面展开分析。
1.1员工水土保持意识
在开展水利工程施工工作时，大多数施工单位都没有定期对员工进行专业工作能力及工作素质的教育培训工作，导致许多员工仍然在使用传统的工作方法进行各项施工操作。而且，员工自身缺乏对水土保持工作重要性的认识，其思想还停留在过去先破坏后治理的理论层面上。在这种情况下，容易由于施工操作引发的灰尘和污染等问题，对河流两岸植被的健康生长造成不良影响。同时，施工中土石方易滚落至下游，形成裸露边坡，造成水土流失问题。这些都是现阶段施工单位在工作过程中需要解决的重点问题。
1.2水土流失形式多样
水利施工工作流程相对较为复杂繁琐，涉及到的工作环节有很多。比如，混凝土混合制作，材料运输，软土地基加固以及土石方开挖等工作。因此，在工程施工中，容易出现的水土流失问题也较为复杂多样。主要表现为由水力和重力作用引发的山洪侵蚀、崩塌、滑坡，以及石洪、泥流等问题，不同的问题实际的处理方案不同。而结合实际工作情况可以看出，生态修复技术是新时期各个地区在开展水利施工工作时，较常使用的一种水土保持技术方法，有着良好的应用效果及发展前景。
2水土保持生态修复技术的应用优势及技术操作原则
生态修复技术在水利施工水土保持工作中有着较高的应用价值，想要推动施工工作的顺利开展，还有一些技术操作要点需要遵守。
2.1应用优势
水土保持指的是防止水土流失，并对山区、丘陵以及风沙地区的水土资源进行有效的利用，提高土地的生产力，充分发挥土地的经济效益和社会效益。而生态修复工作的目标就是结合可能会出现或者已经出现的水土流失问题，结合自然生态环境的发展规律，通过人工方法来恢复生态系统。现阶段，比较常见的就是土壤加固以及植被种植工作等等，水利施工单位应当充分意识到，科学开展生态修复工作可以全面促进城市生态系统的可持续健康发展，这符合时代的发展需求。
2.2操作原则
在开展水土保持生态修复工作时，会涉及到生物学、环境学、地质学等多门学科。技术操作难度较高，因此，对施工人员的专业工作能力提出了较高的要求。这就需要施工单位对工作人员展开教育培训工作，并定期进行考核，结合考核结果分配具体的工作任务。还可以利用责任监督机制来规范员工的工作行为，保证生态修复技术应用价值的充分发挥。同时，在水利工程设计工作中，工作人员应当遵循经济适用性的原则，拟定经济预算方案，在保证工程质量的基础上，提高水利工程建设工作的经济效益。最后，施工单位要开展施工安全管理工作，消除施工安全隐患。并重点结合工作经验，研究优化技术操作流程，提高技术应用效果的可行方案。
3运用生态修复技术解决现存问题的具体方法
生态修复技术的种类有很多，具体开展技术操作时，应结合实际需要处理的问题进行合理的选择。
3.1绿化种植技术
在生态修复工作当中，应用范围最广且应用效果最好的方式就是绿化种植技术。水利施工单位首先要结合当地的气候特点以及水土流失情况对绿化植物的类型进行合理的选择，目的是提高植被的存活率，避免造成经济的浪费。其次，施工人员应当将植被种植在河堤两岸，通常以生态护坡的形式出现。工作人员需要先确定水利工程护坡建设工作的角度和面积，以美化环境及水土保持为基本目标开展施工工作。基于护坡覆土较厚，土壤条件干燥，应以各种旱生草本组合搭配灌木的施工方式为主。乔灌下较阴处，种植耐阴的单一品种，如麦冬、二月兰、白三叶等。在阳光充足的地方种植各种旱生草本组合，形成缀花草坪，提高美观性。最终通过这种方法来有效解决现阶段水利施工工作中存在的水土流失问题。
3.2土壤保护技术
造成水土流失的主要原因也与自然地质条件有一定的关系，由于河流两岸的土壤长期接触水源，因此，地质结构层当中的含水量就相对较高。在这种情况下，就容易出现地质结构稳定性差的问题，在洪水来临或者河水水流相对湍急时，不仅会引发水土流失问题，而且会污染水资源。基于此，运用水土保持生态修复技术开展水利施工工作时，施工人员就应当开展科学的土壤加固工作，将软弱土质层换填为符合施工要求的土壤，并合理调整土地利用结构。这可以为后续植被种植工作提供便利，需要操作专业的挖掘施工设备来完成这项工作。此外，施工单位需要对员工进行水土保持重要性的宣传教育工作，让员工在施工环节做好对原有自然植被的保护工作，营造良好的河流生态环境。
3.3技术创新研究
运用生态修复技术必须要结合当地的实际水利工程施工情况进行分析，不断总结工作经验，开展技术的创新研究工作。这就涉及到对施工人员创新意识的提升，基于我国已经进入了信息化时代，相关资料信息可以利用网络技术进行查找和分类。能够实现信息共享，共同推进我国各地区水利施工水土保持工作的可持续健康发展。目前，主要的生态修复技术创新方向就是对人工修复工作所使用的材料进行合理的创新研究。以边坡裸露问题为例，基础的施工方法是采用喷锚措施进行防护。这种方法虽然能够有效缓解水土流失问题，但是无法提高土地的综合利用率，因而无法达到修复自然生态系统的目的。这就要求工作人员对施工材料及施工技术方法进行创新，现阶段常见的材料主要是以连柴柳枝与各种柔性护岸相互结合，最终达到合理解决现存问题的目的。
3.4完善监督管理机制
想要充分发挥出生态修复技术在水利施工水土保持工作中的应用价值，施工单位还应当在内部建立健全的监督管理机制，安排管理人员全程参与到管理工作环节中去。监管制度的建立需要与国家相关管理条例结合起来，以此来提高施工工作的科学性和合理性。同时，为了减轻员工的工作压力，施工单位也可以建立信息工作平台，加大资金技术投入引进计算机工作设备。通过在现场安装一些具备感应功能及监控功能的装置，及时智能的掌握水利工程施工过程中造成的水土流失问题。以便于及时发现问题，找到引发问题的根本原因，最终采取科学有效的处理措施，降低水利施工工作的难度，推动施工行业各项工作的稳步发展。
水生态修复工程技术篇7
关键词：河道；生态修复；探索
中图分类号：tV85文献标识码：a文章编号：
什么是生态修复？
生态修复主要是依靠大自然的自我修复能力，并辅助于适当的人工措施，加快破坏了的生态系统的恢复功能，它是一个长期而复杂的系统工程。
河道生态系统是流域生态系统的重要组成部分。我们在水、河流的利用研究和开发都已经达到了非常高的水平。但是近几年来，随着水污染情况的加剧，水的生态修复学研究才被提上日程。
河道生态修复的目的是消除河流域生态系统的不良影响，保持河流生态系统可持续发展。西方一些比较发达的国家和日本在河道修复研究起步较早。他们在实践的基础上，总结了河流生态修复的八项措施：
恢复缓冲带；
重建植被；
修复马蹄形湿地；
降低边坡；
重塑弯曲河谷；
修复浅滩和深塘；
修复水边湿地；
修复河塘。
目前，我们国家经过一些地区对河道生态修复研究和探索，概括了两大类河道生态修复的措施：一类是植物保护法，一类是植物保护同工程技术措施相结合。我国的河道生态修复工作仍然是在初始阶段，缺乏多层次的全方位的生态恢复研究，更没有系统的科学的学习的理论作指导。
以江苏省赣榆县为例。江苏省赣榆县大概有15条河流，在这15条河流中沭河、朱吉河、沙汪河、龙王河这四条河流污染严重。龙王河、沙王河水的质量更是没有达到灌溉农田的程度，几乎寸草不生的河道，各种生物几乎灭绝。因此近些年来，江苏省开始全面进行河道疏浚整治工作。利用这样的时机，开展河道生态修复技术的研究，探索在河道整治过程中，采取那些技术措施，才能既保护河堤坡体结构的稳定性设置，又改善水质，同时提高河流的生物种群，也提高河道其自我净化功能。建立一个与周围环境协同发展的关系，保持社会经济良性循环的可持续发展的系统。
本文以青口河为载体，对河道生态修复技术进行思维构思。
工程调查青口河是赣榆县代表河流之一，全长64公里，在赣榆县长47.5公里，通过赣榆县县城，整个流域面积493平方公里，经过丘陵面积267平方公里，最大洪峰流量约2140立方米/秒。这条河流经区域85％的为山区，地面落差为150米以上，上游河道宽度200〜500米，比降1/400〜1/600的比例；下游河道宽60〜80米，比降7/10，000；滩面完整，为50年一遇的防洪标准。市区内均为水泥路；河坡滩面以下为砌筑的用于保护的坡面，缺乏植被生长的土壤养分状况。下游部分是含盐量很高的土壤，土壤含盐量为0.4％〜0.7％，及其不利于生长植物和动物的繁衍。
河流生态恢复的原则
1自然性原则我们不可能把这条河完全恢复到原始状态。但是在河道生态修复时我们尽量模拟自然的状态，创造良好的环境和景观，促进自然生态系统的良性循环。具体措施如:
使用抛石、木桩等护坡固堤；
在河堤上使用乔木、灌木、草相结合的立体防护；
创建合适生物栖息之地；
增设鱼道；
调整河道结构；
浅滩和沙洲的恢复等。
2生态性原则
以生态为原则，不仅可以降低成本，还能实现对污水处理厂难以处理或处理成本较高的污染物有效果的控制，同时要具有景观效果，并且还可以改善当地的气候，加强生物多样性，保护生态平衡。具体措施如下：
因地制宜地发展池塘、人工湿地、生物栅、生物浮岛等处理技术；
注重河岸植被建设；
河流生态走廊建设；
治理与控制河堤的水土流失；
在水域内,种植各种喜水、耐水植物；
发展水生动物,提高水域生物净化功能。
河道生态恢复技术设计构想1基本思路根据青口河，地理位置和特点，对河流生态修复必须从以下几个方面进行修复：
进行河道生态修复后,既不能影响整个河道的行洪能力,还要在不破坏原坡面的情况下进行生态修复；
对河堤及滩面进行修复时,应选择快速覆盖，根系发达、抗冲刷能力强,适应本地区的乔、灌、草种；
岸坡消落带的生态修复应考虑到防水浪冲刷及适合鱼巢的功能,同时对消落带植物的选择要重点考虑；
对河道整体结构的调整要回归自然,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩和深塘,修复河边湿地；
在不同河段内放养水生动物和微生物,种植水生植物,以分解吸收水体中的营养液,达到净化水体的功能；
对沿线的污水口截流分流,使污水雨水分流,杜绝污水入河；
在物种的选择上要注意选择适宜本地区气候环境,同时不造成外来物种入侵，抗逆性好，管理粗放,植物根系发达,固土能力强;环保效果好,能有效地消除油污、烟尘和有毒化学物质的植物种类。
2生态修复技术
总结制定青口河清淤整治工程修复方案后得出：河道生态修复技术应该“尊重自然”、“人水相亲”、“和谐自然”的思路。在保证水利工程正常作用的前提下，修复河道结构、恢复河道生态平衡功能。使退化的河道生态系统得到修复，达到河流域的生态平衡。
上，中游的河流的特点及整改措施：
上、中游段,按照“谁承包,谁管理、收益”的原则，签定承包合同。
上游和中游的河流情况：
河面较宽,
有不少浅滩,深塘等,
具体措施为：
采取疏通河道中泓；
修复浅滩、深塘水边湿地；
重塑弯曲河谷等工程措施,
调整河道结构。
植被措施布设为,
河堤、滩面以用材林、经济林为主。主要栽植杨树、水杉、板栗、银杏。
堤肩以银杏、水杉间种,间距4米,滩面及内外堤坡栽植杨树、板栗,
河道水面放养水生动物和微生物,种植水生植物,
在浅水区、湿地区种植湿生植物,草种选择菖蒲、水葱、扁杆草、、毛莨等。
河道生态修复项目不是一个孤立的系统，它是一个完整的生态系统。河道生态修复技术也包括植物修复、动物修复、微生物修复相互作用，相互统一。河道内部生物系统和相邻生物系统之间的所有产生的物质与能量的动态互动。
河道生态恢复的真正意义应是在保证边坡稳定的基础，以生物多样性为目标；保证护堤、疏通河道，使河道平衡和谐发展；使水、土壤、生物，形成良性循环；不仅恢复河道景观效果，而且恢复河道的自我修复功能；还应恢复被污染的河水，提高河流的自净能力；从而使整个河流生态系统健康稳定发展。
此文只是以一条河流为范例进行分析，其他河流的河道生态修复技术也应从植被措施、工程措施、水产养殖、生物多样化这些技术入手。
水污染环境的治理是河流生态修复过程中最棘手，最有难度的一项工程。工业废水，生活废水的大量排泄，远远超过了河流的自净能力，是河道生态修复的重要工作之一，也是目前生态修复技术研究的热点和难点。现在仅仅靠人工干预的措施治理河道水污染，这样对水环境的恢复是难以维持的，因此，河流生态修复后的水生系统的稳定性管理技术也还有待进一步研究。
河道生态修复技术需要探索的路还很长，因此目前情况下，我们一定要爱护环境、保护环境，使人和自然和谐相处，走可持续发展道路。
参考文献。
水生态修复工程技术篇8
由于湖滨带建设中对基地的处理存在较大的随意性，导致工程量及投资大而生态恢复效果不佳。笔者在湖滨湿地自然生态特征的基础上，注重基底的多样性和人工的适当干预，从吹填造滩技术、生态护岸技术以及生态清淤技术3个方面开展适宜的基底修复相关技术研究，旨在为湖滨带基底修复工程提供技术依据。
1吹填造滩技术
目前应用于湖滨带湿地基底改造技术主要有吹填造滩技术、将鱼塘等改造为生物塘技术以及简单的人工作业处理陡坎地形技术，该文主要探讨吹填造滩技术。由于我国许多湖泊的湖滨带存在很多不合理的水利设施建设，使得湖滨带形成水桶式的跌坎地形，湖泊沿岸原有的天然滩地大量消失，水深增大及消浪作用下降，湖滨带生境条件急剧恶化。采取底泥吹填技术进行人工造滩，使在湖滨带湿地基底修复区形成缓坡浅滩，改善湖泊沿岸的自然条件，为湖滨带生态修复创造良好条件。该研究采取的吹填造滩技术工艺步骤主要包括基底修复工程区的确定、底泥源的确定、底泥疏浚工程量和疏挖范围的确定、档泥围埝建设、底泥疏浚及吹填等过程［6－7］，见图1。
1．1工程区及其疏挖工程量
1．1．1工程区的确定。基底修复工程区主要是指示范区基底修复设计中确定需要进行湖泊生态修复的湖滨沿岸的水域。
1．1．2疏挖工程量的确定。根据生态恢复的要求，对吹填工程区基底高程进行设计。疏挖工程量可按照疏浚工程技术规范中吹填工程施工土方量计算公式进行计算后确定。
1．2泥源及疏挖设备的选取
1．2．1泥源选取。由于基底修复后底泥性状直接影响水生植物的定植，因而选取用于基底修复的泥源应综合考虑5个方面:①位于湖区内且距离基底恢复区较近;②营养盐含量低;③无有毒有害物质;④富含水生植物种子及营养繁殖体;⑤底泥吹填后能快速沉降并形成一定的致密度且为利于植物扎根生长的黏土质底泥。实际工程应根据用于基底修复的泥源的选取要求，结合工程修复区周围湖区的实际情况进行用于基底修复工程区的泥源选择。
1．2．2设备选取。利用底泥吹填技术进行人工造滩以恢复湖滨带湿地基底时，其选取的设备应满足费用低、施工简便、对泥源区和吹填区水环境的污染小。目前国内外广泛应用的疏挖设备为环保绞吸式挖泥船，该设备具有制作工艺简单，对土质的适应性较好，在生产率及排距的选择上较为灵活，工作效率较高，能耗和成本较低，污染程度较低等优点。1．3挡泥围埝建设挡泥围埝的作用是使吹填的泥浆在围埝与岸堤之间空间沉降，减少吹填泥浆的流失，促进泥浆的沉降和基底的稳定。考虑到经济性和生态环保要求，挡泥围埝应以木桩或竹桩为骨架，以竹排为墙体置于骨架内侧，竹排上铺设固定土工织物;在围埝迎风侧设立加固铁锚，加强挡泥围埝的稳定性。由于高风浪湖区风浪对泥面淘蚀与泥浆的流失，设计挡泥围埝顶高程一般高于吹填滩面设计标高0．4～0．7m，在完成生态修复工程后应将围埝顶削除［6，8］。
1．4基底设计及吹填方式
一般在风浪较大的低透明度湖区，1m左右的水深比较适合水生植物恢复。因此，工程实施后，基底的高程应满足平均水深为1m左右。考虑到吹填后新形成基底的脱水压实作用和风浪侵蚀的影响，设计吹填后验收的泥面高程应使平均水深在0．6～0．8m［7］。由于吹填后新形成的基底松软，易形成平坦的泥面，很难控制吹填后的地形。为了创造多生境条件，采用输泥管沿湖岸铺设，管口布设与围埝垂直，边吹填、边延伸移动管口的方式进行基底修复区分片吹填作业。根据底泥沉降情况随时调整吹填口确保滩面吹填均匀，经余水外排湖泥自然沉降固液分离过程后，形成近岸侧稍高、远岸侧稍低、沿湖岸交错起伏的湖滨自然浅滩。
2生态护岸技术
传统的湖滨带堤岸护坡工程隔绝了土壤与水体之间的物质交换，使整个湖滨水带生态系统的食物链断开，原先在湖滨水带生长的湿生植物及水生植物难以在硬化的堤岸上继续生存;湖滨带的一体化使水生动物丧失栖息场所;城市生活污水(通过下水道进入废水处理系统的除外)没有经过任何消减作用沿堤岸坡面直接进入湖泊，造成水质污染、富营养化［9］。生态护岸是指湖滨带基底改造形成边坡以后，通过种植植物，利用植物与土壤的相互作用(根系锚固作用)对边坡表层进行防护、加固，使之既能满足对边坡表层稳定的要求，又能恢复被破坏的自然生态环境的护坡方式，是一种有效的护坡、固坡手段［10］。通过生态护岸技术可以防止湖滨带边坡的水土流失，而选择合适的护岸材料是生态护岸技术的关键。目前应用于生态护岸材料主要有生态混凝土材料及绿色植物，可根据护岸区的实际情况进行选择。
2．1生态混凝土材料［11］
该类生态材料为一种多孔型无砂混凝土砖，由粗砂砾料或碎石、水泥加混合剂压制而成，具有透水、透气的特点。生态混凝土材料主要包括透水砖、鱼巢砖、生态墙砖、植物砖。
2．2绿色植物
绿色植物的护坡功能是通过它的水文效应与根系力学来实现的。植物的根系对边坡基质起加筋、固锚及支撑作用，同时提高基质的抗拉及抗剪能力，增强边坡的稳定性。选取的绿色植物主要包括野牛草、结缕草、早熟禾、黑麦草、扁穗冰草、近岸挺水植物(如芦苇、菖蒲等)以及耐湿陆生植物(如杨柳等)［11］。该类生态护岸材料主要特点为植物适应性广、对土壤要求不严、根系发达。
3生态清淤技术
生态清淤技术主要是利用环保清淤设备在除去湖泊中富含污染物的底泥和浮淤的同时尽可能保护水生生态系统恢复生境条件。生态清淤技术的关键是清淤设备的选取及施工设备定位、生态疏挖、管道输送及淤泥固化。
3．1设备的选取
生态清淤设备应具备:①疏浚精度高，挖深精度要控制在10以内;②对底泥扰动要小，吸入浓度高;③疏浚底泥输送过程中不泄漏［12－13］。目前，国内外采用的环保清淤设备广泛应用的是环保绞吸式挖泥船。
3．2施工设备定位
将施工图电子文档输入环保清淤监测软件，根据GpS卫星信号的指示，将环保绞吸式挖泥船在疏挖施工区内定位。
3．3生态疏挖
施工设备定位完成后，开始进行挖掘淤泥工作，根据施工实际调节环保绞刀头的挡泥导板及水平调节器，使密封罩处于挖掘作业区的合理位置，同时控制挖掘施工时，绞刀对周围水体的扰动范围最小。开挖采用扇形横挖法作业，即底挖泥船将定位桩打设在湖泥层中，实现对船体中心定位，并通过定位桩台车的液压轴臂的伸缩，实现定位桩台车在船尾滑道内相对船体的位移，使船体在反作用力下短线推进，每次推进距离1．0～1．5m，最大推进距离3．5m，并依靠挖泥船前端左右绞车收放锚缆，使船身以船尾定位桩为中心，船长为半径，绞刀头呈左右扇形移动，实现挖泥船扇形横挖法作业［14］。
3．4管道输送
挖掘的淤泥通过挖泥船上离心泵的作用，抽吸并提升、加压，泥浆通过排泥管线(浮管、潜管、岸管)全封闭输送，吹填入堆泥场。如排距超过单船核定排距，需加设接力泵船。
3．5淤泥固化
淤泥固化技术是将环保清淤后含水量较高的湖底淤泥通过一系列处理加工，使之成为固化处理土的技术。目前处理淤泥的方法主要有物理脱水固化、加热烧结和化学固化3种。实际工程中应根据工程情况选择合适的处理方法。
水生态修复工程技术篇9
[关键词]生物方法水污染修复应用
中图分类号：tp457文献标识码：a文章编号：1009-914X（2016）21-0397-01
前言：当前，生物修复技术在国际上已蓬勃发展，随着环境污染的日益严重和人们环保意识的增强，对生物修复技术应用的需求也越来越大，生物修复已从单一的环境目标治理，发展为广泛应用于环境保护的各个方面，并且开始影响其他行业。
1生物技术概述
生物技术，是指人们利用现存的生物进行体内物质和能量运动原理生产出对人体及环境有益的物质。通常来说，生物技术是指利用微生物、动植物的生理活动对被污染的物质进行加工、处理和修饰，最后生产出对环境有益的物质。
70年代之后，环境生物技术治理废水进入大发展时期，针对特定高浓度有毒废水已经培育出靶向，较高活性菌种。80年代，国际合作及发展组织就对生物技术有了明确的定义，随着生物技术科学领域的不断发展，现代生物技术作为一种新型的科学技术已经被世界广泛接受和使用，现代生物技术主用包括基因工程、酶工程以及细胞工程。进入90年代通过遗传学改造，菌种更加适应废水处理要求。该技术应用于废水处理中有如下优点：1.生物吸附力强，沉降效果好。2.生物具有很强的降解能力，处理效率高。3.处理量大且方法应用成熟。4.无二次污染。
经过不断地摸索和探究，人们发现利用生物的生理特征可以有效治理水污染，如降解能力、吸附能力，这样既可以节省成本又可以获得高水平的污水处理效果，但由于目前生物技术仍处于初级水平，并不能很好地控制生物在外界因素影响下仍能高效地进行污水净化处理，因此生物技术在水污染治理中仍然存在许多问题有待于进一步优化。
2生物方法再水污染修复中的应用分析
2.1水生植物的应用分析
水生态修复是指在遵循自然规律的前提下，采取各种工程、生物和生态措施使水体恢复自我修复功能，强化水体的自净能力，修复被破坏的水生态系统，使之既可最大限度为人类所利用，又可使系统达到自维持状态。
水生植物是水生态系统的重要组成部分，在物质循环和能量传递方面起调控作用，在水生态修复中的作用方式主要包括物理过程、吸收作用、协同作用和化感作用。其在水生态修复过程中，主要是通过庞大的枝叶和根系形成天然的过滤网，对水体中的污染物质进行吸附、分解或转化，从而促进水中养分平衡；同时通过植物的光合作用，释放氧气，使水体中的溶解氧浓度上升，抑制有害菌的生长，减轻或消除水体污染。按照水生植物的生长特点，应用在水生态修复中的水生植物主要分为挺水植物、浮水植物、沉水植物等三大类。
2.2固定化微生物技术的应用分析
固定化微生物技术是生物工程领域中一个亟待解决的难题，自从二十世纪八十年代开始至今，国内外学者大力钻研这一工作新技术，也是的这一处理技术在工业生产和废水处理中得到了广泛的采用，并且取得了巨大的工作成绩。截至目前，这一技术在应用中有效的形成了以高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等为主的处理方式，且形成了一个系统化的处理流程。这种技术的个一方面为污水处理的提供了高质保障，另外一个方面也为水处理提供了可回收利用基础。
2.3动物修复
动物修复主要是利用水生动物对水体中有机和无机物质的吸收和利用来净化受污染的水体，一般是通过呼吸道、消化道、皮肤等途径。利用生态系统食物链中的蚌、螺、草食性浮游动物和鱼类，直接吸收营养盐类、有机碎屑和浮游植物，可取得显著的效果。浮游动物主要包括原生动物和后生动物，污水处理中常见的原生动物有肉足类、鞭毛类和纤毛类，常见的后生动物有轮虫、甲壳类和昆虫及其幼体等。浮游动物能分泌有利于细菌凝聚的物质，并且本身在沉降过程中挟带细菌下沉，从而改善了污泥的沉降性能；浮游动物能吞食浮游植物和污泥碎片，并能活化细菌；浮游动物对毒物比细菌敏感，可对污水中的毒性起到监测作用。
鱼类能够以浮游植物和浮游动物为食，有效地抑制后两者的过度繁殖，避免二次污染，使修复作用达到最佳效果。动物在水污染修复中主要起辅助作用，但它在处理污染物质的同时增加了经济效益及观赏效益，是传统生物修复的必要补充。
2.4联合修复
随着生物修复技术的发展，单一修复技术优缺点并存的结果已无法满足污水处理的需求，生物联合修复已得到了广泛的关注和应用。人工湿地是通过对自然湿地的模拟形成人工生态系统，其净化机理独特而又复杂。利用污水――微生物――水生植物――水生动物复合生态系统的协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收、微生物分解和动物消费来实现对污水的高效净化，是目前应用比较广泛的生物修复技术。近年来，我国将该技术广泛应用于城市污水处理和景观水体净化方面，并逐渐扩展至处理农业污水、暴雨径流和富营养化水体等。
3生物技术修复水污染问题的未来发展展望
生物技术是一项很有前途的交叉学科，尤其在水污染治理方面，技术应用成熟，治理效果好，适合大规模工业生产的应用。就我个人认知而言，未来环境生物技术在水污染上的
实践突破着重在两方面。第一，在原有的技术基础上开发靶向更强，效率更高的菌种，同时寻找更有效的生化反应催化剂，提高活性污泥技术与生物膜技术对污水的处理能力，以期接近“零排放”。第二，寻找新的环境生物技术，以期能从源头上治理水污染，在工业生产中实现过程中治理，真正阻断废水的产生途径。
对于“三废”中最直接影响人们健康与食品安全的废水，环境生物技术给出的成熟方法不是我们裹足不前的理由。目前，对已经应用的环境生物技术的机理研究还不太成熟，各科研机构的环境生物技术方向的研究员从活性菌种、生化反应器、曝气池等多方面进行研究工作。特别是着眼于微生物与外界环境物质相互作用及新陈代谢的各种生化反应机理、活性菌种的群落功能和其自身结构性质、曝气池厌氧池和高效膜反应器的改进及化工分离单元中滤饼材料的选择应用，这些都将直接影响环境生物技术对污水的处理净化能力以及应用这种技术的经济性。因此，在物理化学和生物化学反应研究的基础上对环境生物技术优化以及再创造是非常必要的，环境生物技术在废水处理领域也必然会发挥越来越重要的作用。
结语：综上所述，目前，有关水生植物在水生态修复中的应用研究，除了考察水生植物生态修复的效率及影响因素外，还应注重水生植物的使用和管理水平，并考虑多物种的组合研究，充分发挥水生植物之间的协同性，以达到水生态修复的目的。而在水生植物资源利用化途径研究方面，由于每种水生植物往往可代谢积累多种产物，具有多种资源利用价值，因此应该注重代谢产物的综合利用，从而提高其生态效益和经济效益。
参考文献：
[1]何慧林.浅析受污染环境的生物修复[J].污染防治技术，2014，（03）.
水生态修复工程技术篇10
（1）道路边坡固坡工程处理技术：道路挖方边坡是土石相间的山体边坡。坡面极易受暴雨冲刷，产生强烈的水土流失。特别是复杂地形、地质结构区，具有裂隙和节理发育，坡体岩土层不完整，存在潜在滑坡、崩塌等地质灾害风险，必须进行工程加固或支挡，确保沿线坡体稳定和行车安全。研究表明[10]，框架锚杆或混凝土骨架梁支护技术适用于结构面发育、岩体风化破碎、坡体中元不良结构面和土质的路堑高边坡；预应力锚索梁加固防护技术适用于裂隙和断层发育的岩石路堑高陡边坡及易滑坡地段、软硬质岩互层路堑高边坡；易坍塌滑坡的土质、软岩或顺层高边坡，宜将抗滑桩与框架锚索防滑加固工程结合使用；风化较严重边坡和坡面稳定的较高土质边坡、路堤边坡，宜采用格子梁护坡。此外，铺挂镀锌铁丝网和锚杆技术，抗拉力强度大，能有效地防止坍塌和碎石掉落，确保道路安全。在满足边坡稳定性和安全性下，宜将边坡工程防护与土壤生态植被防护相结合，尽量避免混凝土封盖、浆砌石护面，以影响生态景观。（2）道路边坡土壤生态修复技术模式：山体边坡具有土壤剖面的完整性。在土壤修复过程中，应根据岩土层次和边坡高度，选择不同的土壤生态修复施工技术。表1说明，低矮土质边坡或填方边坡，可直接喷播灌草种；高陡土质边坡挂em3（三层三维土工网垫）网喷混植生；强风化层挂三维网客土喷混植生；弱风化层或局部岩石层，采取锚杆挂铁丝网、客土喷混植生技术。坡面喷射植生基材前，采取挂三维网、em（三维土工网垫）网、铁丝网（镀锌或过塑）、土工格栅和土工格室，以及铺CF（椰丝纤维）网或植被草毯等，并用锚杆固定。（3）植物选择与种群配置技术：植物种群结构是道路边坡土壤修复重要环节[11，13-14]。经研究，植物种类选择及种群配置的成熟技术主要有：①按气候地带性规律选择植物品种，北方以落叶树种为主，如胡枝子（Lespedezabicolor）、紫穗槐（amorphafruticos）等；南方以常绿树为主，如银合欢（acaciaglauca）、美国刺（Leucaenaleucocephala）、台湾相思（acaciaconfusa）等（表2），以充分利用南方水光热条件。②南方土壤生态重建应坚持生物多样性，种群结构以灌木为主，乔灌草藤结合。③针对路域土壤实际，应以豆科植物为主，多科属配置，以维护低肥力下种群植物养分的常态循环。④以地方植物品种为主，以适应当地生物气候环境，提高成活率。⑤植物应立体配置，形态共生互补，并与周边生态景观相协调。2002年云南元（江）磨（黑）高速公路，我们以坡柳（Dodonaea）、银合欢等为主，灌草结合，第一次做出了乔、灌、草混植示范样板，现与周边热带雨林融为一体，为扭转全国高速公路单一草被生态作出了贡献。（4）可规模化、机械化施工的喷混植生创新技术：路域工程土壤生态修复规模大，工程量多，时限紧。我们自主研发的喷混植生技术，从质量、速率和效益上，适应了国家重大工程项目的需求，已在全国推广。其主体技术优势：①灌草种多品种混合喷播；②添加有机基材、营养物质、粘结剂、保水剂，有利于维护种苗安全生长环境；③增厚客土层，对缺少表土的风化层或母质层更适用。喷混物料厚度10～15cm，每天喷混500～800m28h-1。（5）道路边坡土壤植被后养护技术：“两高”道路建设是国家重点工程，要求土壤生态修复养护期长，一般达2～3年，待植被层稳定后方能工程验收。多年工程实践表明，节水浇灌是后养护主要技术。因此，①在500m内找好固定水源，否则宜打井，寻找地下水源；②配装高压抽水和灌溉机械，抽水系统是固定的，排灌可移动；③前期勤浇，后期间歇。出苗期一天两次，齐苗后一天一次，嗣后逐步减少；④南方湿暖气候下，前期灌溉量3kgm-2左右，后期灌溉量2kgm-2左右，养护2年约需水量800kgm-2，若1×104m2工作面，即需水8000t。一般养护1～2年即可依靠自然雨水维护水分和养分循环。（6）道路边坡土壤生态修复效果的后观察：近两年，对15年来已完成的2000×104m2南方道路边坡土壤生态修复多项工程的实际效果，进行了定点抽样观测（表3），表明：①生物群落的演替总趋势。植物群落是由草本植物群落—灌草混生群落—乔灌草立体群落演变。植物群落立体配置技术，是保持边坡人工植被群落可持续演替和生物多样性的关键。②草被生态的演替过程。20世纪末，多种草种单纯喷播工程，有海南西线、昆玉、玉元、漳龙早期参与的高速公路，人工草被寿命短，3～5年后逐渐被芒箕（Dicranopterispedata）侵化，夹有少量山苍子（Litseacubeba）、黄栀（Gardeniajasminoidesellis）、野茉莉（Styraxjaponicus）丛。可见，道路边坡不宜单纯植草，草本植物水光热利用率极低，植被易退化，延长向自然立体生态演替过程。③乔、灌、草立体生态模式的稳定性。后期考察的相关工程有广惠、开阳、揭普、元磨、昆石、福宁、成南、粤赣粤北段、宁杭、清平等高速主干道，采用乔、灌、草混喷，乔灌木生长茂盛，林下草退化无几，外来侵入种极少。特别提及的种群组合中的金合欢（acaciafarnesiana）、银合欢、山毛豆（tephrosiacandida）等强结实植物，种子成熟后散落地面，产生了多代演替，已成永久性植被。
2城镇化建设中山体土壤生态修复问题
2.1采石过程破坏城市生态景观
2012年末，中国城镇化率达到52.57%，相比于西方发达国家均在95%以上，美国是97%，中国城镇化水平仍然较低，但当前正处于高速增长时期。大规模的城市建设产生了对石料、石材、石灰岩、石英砂等资源的大量需求，在城市周边山体，形成了大量废弃采石场和巍耸的高陡岩石边坡。以深圳为例，城市化初期1953km2的国土面积一度拥有669家采石场，其中3000m2以上456座，边坡总面积超过1000hm2。无序开采曾对城市生态景观造成了严重破坏，给城市和人居环境带来了安全隐患。海南省三亚市是旅游岛建设的重点城市，目前周边有49个废弃的采石场，总面积达250×104m2，其中荔枝沟Ⅱ号采石场面积6.3×104m2，正处于城市发展中央区，边坡高陡，岩石，曾给当地城市景观和生态文明带来严重破坏。这些采石场亟需政府整治和覆绿，但城市岩石边坡，土壤破坏彻底，缺乏水肥土等植物生存的基本条件，土壤生态修复难度极大[12，16]，已成为我国城镇化生态文明建设的研究热点和工程难点[15-20]。
2.2城市山体岩石边坡特征
（1）城市岩体边坡成型特征：从城市岩体边坡成型特征看，①城市房建工程需用大量石料耗材，考虑运输成本，以就地取材为主的采石场，大多以城市中央为轴心，散乱分布在城市近郊或城乡结合部，地势较陡峭、岩体外露的高丘或山地。②采石场石壁、山体宕口多为爆炸成型，采用垂直开采方式，自上而下挖掘，机械与人工结合环形开挖，石壁坡面凹凸不平。边坡坡度在80～90°之间，形成巨大的高低不平的断崖层面，甚至倒坡，岩体相对高度多在80～130m。③为方便石材、石料运输，废弃采石场多呈半环形边坡。坡面受炸药震力作用，局部多有裂痕或节理，但整体岩层结构并未破坏，石壁稳固和安全。（2）岩体边坡立地环境：从边坡环境特征看，采石场立地条件恶劣，高陡石壁坡面缺少平台或平台窄小，残存土壤极少，原生植被破坏，缺乏植被赖以生存的土壤。因此，必须从工程措施上，多途径解决回填种植土问题。同时，采石场环形开采的微地形环境，造成石宕内小气候差异性，形成阴阳坡，坡面温度、蒸发量、辐射热等差异显著，石壁阳坡夏季温度可达50℃以上，阴坡低5～10℃。在南方亚热带气候生物循环旺盛条件下，应利用采石场生物小气候特点，在土壤生态修复和种植养护技术上，加以优势利用。（3）水土流失趋向：从水土保持学特征看，采石场选址确定后，首先采用大型推土机和挖掘机，将土层推平运出，直见结实的岩石层。因此，岩体边坡早期存在水土流失，并出现高峰，但土层清场后，随着采石深度的下移，水土流失趋势减弱。而废弃采石场即使暴雨也只有水的流失，几乎没有土的流失。而且环形盆底容量很大，遇渍水也可通过周边渗漏，对下游区域不构成水土冲刷威胁，保障了下游农田和人居安全。（4）岩体边坡剖面形态：从土壤发生学特征看，采石场边坡不具有完整的剖面特征，腐殖质层（o层）、表土层（a层）及淋溶淀积层（B层）基本被机械铲除，只剩残余的弱风化层（BC）和母岩层（C层）。我们从深圳和三亚观察到由花岗岩母质发育的城市岩体边坡，其周边残留体剖面乔灌植被覆盖良好，表土层（a层）深1～1.5m，风化层（B层）厚度3～4m，母岩层（C层）埋藏在5～6m以下。现状岩体边坡，90%为C层，BC层很薄。因此土壤生态修复过程中，必须靠外来土源输入，既要修接纳槽体，又要全面挂网锚固，工序复杂，工程成本较高，现市场价格达350～400元m-2。但在城市生态文明建设的推动下，技术市场需求仍然广阔。（5）岩体边坡力学性质：从岩体结构力学特征分析，采石场岩体多为近直立的花岗岩高边坡，岩体强度较高。受爆炸及开挖等外力卸荷作用影响，岩体内产生大量节理、裂隙，原生或构造节理张开。在各种节理裂隙作用下，岩体被切割成大块状，坡面岩体结构较破碎，具有危岩落石发生的可能。岩体破坏模式主要为倾倒、坠落及局部崩（滑）塌破坏，造成边坡局部失稳，形成大面积碎石流,采用工程防护措施时应注意这一特点。这增加了城市环境安全治理和生态施工的技术难度。因此，相对于其他山体边坡，特别是道路创伤边坡，采石场岩石边坡生态修复的难度更大。
2.3城市高陡岩石边坡土壤生态修复技术体系
（1）城市岩体边坡土壤生态修复技术：实践表明，岩体边坡视角景观特别是俯视景观太差，生态修复技术难度太大。主要采取：①应以生物遮挡为主，辅以全面覆盖；②以种植苗木为主，结合灌草种子坡面混播；③充分利用边坡及坡底平台，种植高大乔木，以促早成林，发挥绿色遮挡效果；④坡面纵向间隔2m沿等高线设置植生槽，回填营养土；⑤充分利用槽内土壤资源栽植大苗木，建好植生带。（2）V型槽+挂网喷混技术模式：针对80～90°坡度和土肥水皆无的城市高陡岩体边坡的特殊性，单用挂网喷草或喷混植生技术效果很差。采用V型槽技术加挂网喷混植生技术模式，将工程措施与生物技术紧密结合，在垂直坡面上创造植物生长的微环境或植生带。V型槽的作用：①V型槽由钢筋混凝土现浇，深度约80cm，面宽约70cm，并与坡面成45°，2m间距等高线布设，主要功能是接纳回填土和营养土；②分层切割坡面铁丝网和喷植层重力下垂拉力，减少灾害性拉力崩塌；③充分利用V型槽有限土壤资源，种植大苗，建立多层次植物生长带。（3）V型槽技术模式的工艺流程[12]：包括：坡面乱石清理挂铁丝网锚杆固网构筑钢筋混凝土V型槽（搭设脚手架钻孔锚杆制作绑扎钢筋安装模板浇筑混凝土）槽内回填种植土喷混植生（种植基材配置喷基底土层喷播种子无纺布覆盖）V型槽栽种大苗植物带建滴灌系统养护。（4）垂直岩体坡面喷混植生关键技术：南方80～90°岩石坡面推广喷混植生，宜采取：①挂双层铁丝网，并用长、短锚杆固网；②在有机基材混合料中添加粘结剂，为降低成本，粘结剂可用国产胶粉，甚至可用硅酸盐产品替代；③在网下垫草把或喷pe（聚乙烯）丝，可增加喷植层孔隙度和粘结力；④保障喷混层厚度10～15cm，可分2～3次喷基底，待物料凝结后再喷，以避免泻底；⑤在喷播灌草种过程中，宜加入少量藤本种子，以加快覆绿，并攀缘局部倒岩。（5）V型槽种植带建植技术：根据深圳、广州南沙、海南三亚8个岩体边坡治理工程实践认为：①在回填土中加入营养基质，由腐殖质土、禽畜有机肥、复合肥、蘑菇肥及保水剂等组成，创造良好的根际土壤肥力环境；②针对南亚热带和热带气候特点，种植带建植坚持生物多样性，强调以豆科、灌木、常绿及乡土植物为主的原则（表2），增强植物的适应性和抗逆性；③加大藤本植物配置比例，组成乔、灌、藤、草人工生物群落；④提倡高密度种植，大苗、袋苗移栽。槽内分两排进行种植，内侧种植爬藤类，间距20cm；外侧间隔50cm栽植灌木袋苗，每米段栽植苗木株数5～7株，主栽苗木为台湾相思、小叶榕（Ficusmicrocarpa）、勒杜鹃（Bougainvilleaglabra）等，藤本植物包括爬山虎（parthenocissusplanch）和葛藤（puerariaphaseoloides）。（6）节水滴灌养护技术：水肥管理是V型槽及边坡植物生长的安全保障。V型槽种植和喷混施工完成后，原工作台、架拆除，养护工作困难，且不安全。因此，采用节水滴灌技术势在必行。节水滴灌系统由高压抽水泵站，蓄水池，pC（聚碳酸酯）主管、分管及滴水支管组成。蓄水池多设在山顶，以增加下泄压力，或自流灌溉，直接将水滴送入植物根际。必要时可添加水溶性复合肥，水利用率高、工作方便，非常适合采石场边坡水肥调节。同时做好缺苗修补、雨后追肥、防治病虫鼠害等。养护2～3年，即可依靠自然雨水维护植被生长。
3结论