湖泊生态修复技术篇1
关键词：湖泊湿地；湿地保护；湿地修复；研究进展
中图分类号：S157：tV213.4文献标识号：a文章编号：1001-4942（2017）05-0151-08
ResearchprogressonprotectionandRestorationofUrbanwetlands
YanXiong，weiXianliang，weiQianhe，wangChen，pengerrui
（CollegeofHydraulicengineering，YunnanagriculturalUniversity，Kunming650201，China）
abstractinthispaper，weanalyzedtheproblemsfacedbylakewetlands，suchaswaterpollution，areashrinkage，biodiversityloss，seriousbiologicalinvasion，singleresearchmethod，ambiguousdirection，laggingeducation，imperfectlegalsystemandmanagementchaos.Startfromthefunctionalityoflakewetlands，eightmajorprinciplesconcerninglakewetlandsprotectionandrestorationwereputforward.inaddition，theresearchprogressofwetlandrestorationbothathomeandabroadwasalsosummarizedfromthreeaspectsofphysicalmeasures，chemicalmeasuresandbiologicalmeasures.intheend，weraisedtheoverallframeworkoflakewetlandsprotectionandoverallplanning，focusingonintegrationwitheco-hydraulics，marketoperationmechanismandotherprotectivecountermeasures.withthepurposetopromotetheresearchonlakewetlands，andtheoveralldevelopmentofthesubjectofwetlandsprotectionandrestoration，thefuturewasexpectedfromecologymonitoring，systemregulation，degradationdiagnosis，evaluationmechanism，scientificplanning，deepeningresearch，strengtheningmanagementandotheraspects.
KeywordsLakewetlands；wetlandprotection；wetlandrestoration；Researchprogress
《竦毓约》中的湿地定义：“陆地上所有的水体、湿地内水深超过6m的水域和低潮时水深不超过6m的海滨”[1]。照此定义，湿地应包括湖泊、沼泽、水库、池塘、水田、蓄滞洪区、湿草甸、河流河口三角洲以及低潮时水深浅于6m的海域部位，其中湖泊湿地包括永久性淡水湖、咸水湖、内陆盐湖和季节性淡水湖、咸水湖[2]。
湖泊湿地作为一种重要的自然资源，发挥着供水、灌溉、调洪、养殖、畜牧、航运、旅游、维护生物和遗传多样性、降解污染、净化水质和控制侵蚀等多种功能，在维持区域生态平衡和促进区域社会经济发展中发挥着重要作用[3]。然而近20年来，人们在开发利用湖泊资源的过程中，忽视了对湖泊的有效保护和管理，致使出现了以下新情况：湖泊湿地的水体污染加剧、富营养化严重；生物入侵严重、多样性下降；大规模围垦种植、面积萎缩等，这些现象使湖泊湿地生态系统逐渐丧失其功能，造成了严重的环境问题。因此，采取积极有效的措施，促进湖泊湿地生态环境保护与生态功能恢复，已是当务之急。
从19世纪起国外学者就开始了对湖泊湿地的保护与修复研究工作，而我国在2006年也制定了《全国湿地保护工程规划》，明确了湿地保护工作的指导原则、任务目标、建设布局和重点工程，但湖泊湿地的保护和修复工作在上述规划中并没有被突出强调，也没有引起相关专家学者的足够重视。
1湖泊湿地面临的主要问题
通过归纳前人的一些研究成果，本研究对湖泊湿地生态系统有了相对比较全面的功能界定，其最主要的功能在于其生态功能和社会功能（见表1）。
近几十年来，人们对湖泊湿地功能缺乏了解，保护意识淡薄，在短期利益驱动下，违背自然规律，不合理开发，使湿地功能受到严重干扰和破坏。
1.1水质污染，富营养化日趋严重
虽然国家对保护环境逐年重视，环境治理力度也不断增加，但是治理速度远远跟不上水体污染的步伐。2014年我国污废水排放总量达716.2亿吨[8]，在监测的28个重点湖泊中，满足Ⅱ类水质要求的只有1个，而其中滇池、巢湖和太湖等均处于不同程度富营养化状态[9]。陈小锋等[10]对中国典型湖泊的富营养化情况进行调研，表明近30年是我国湖泊富营养化的高速发展阶段。
1.2面积萎缩，生态功能衰退
湖泊湿地面积萎缩，导致湿地生态系统的调蓄洪水、水体净化等各项功能逐渐丧失。近30年来，我国面积大于1.0km2的新生湖泊有60个，但原面积大于1.0km2的湖泊却消失了243个[11]。2000―2010年全国最大面积超过1000km2的湖泊共有12个，但其中6个在萎缩，鄱阳湖萎缩速率最快，为54.76km2/a[12]，其中东北地区，湖泊面积由12234.02km2锐减至11307.58km2[13]。
1.3生物多样性下降，资源锐减
湖泊湿地中水陆交错的自然生态系统，是各种动植物的栖息地，然而人类对湖泊湿地的无序开发，造成生境和物种群落多样性下降、生物资源退化，尤其是造成珍稀动物资源面临濒危和灭绝的危险。例如：1998―2003年期间，洪泽湖底栖生物原有76种，减至50种，鱼类减少29种；鸟类原有194种，减至146种，其中Ⅱ类重点保护鸟类减少14种[14]。鄱阳湖由于围垦和排水开垦等原因，鱼类、越冬候鸟等生物的生境大量减少，导致生物多样性严重破坏[15]。
1.4生物入侵严重
在湖泊湿地生态系统中，盲目引进外来物种，致使本地物种濒危的现象，已成为21世纪全球性环境问题[16]。例如，在水生生态系统中，最为突出的入侵物种有凤眼莲[17]和水花生[18]，目前它们已经对湿地和水生生态系统造成了极大危害，特别是滇池湿地受凤眼莲之害，治理难度大。在陆生生态系统中，紫茎泽兰[19]、豚草[20]和大米草[21]的入侵，严重影响了当地物种的生长，其中大米草在东南沿海局部地区对当地生物多样性造成破坏。薇甘菊[22]在浙江、广东大面积入侵农田，暴发成灾。另一方面，引进外来鱼类对土著鱼类也造成危害[23]。综上所述，随意引入外来物种，其后果在短期内是不可预见的。
1.5研究手段较单一，研究方向不清晰
目前大部分湿地恢复研究主要围绕局部湿地格局恢复和调整的模式，缺乏对流域尺度格局与水生态过程的系统研究[24]，很难建立对湿地进行整体性水生态过程恢复和调控的机制。另一方面，n、p和CoD主要源于生活污水、工业废水、农田施肥和水产养殖业及畜牧业等[25，26]；而在没有做到控源截污的前提下，只是片面强调通过采用生态恢复措施来净化湖泊湿地水环境[27]，竟然一度成为湖泊富营养化治理的主流方向。
1.6宣传教育滞后，法制体系不完善，管理混乱
目前我国湿地合理利用与保护的宣传、教育工作严重滞后于现阶段资源保护形势和经济发展的要求，且其强度和辐射范围均不够，人们对湿地的保护意识和对湿地价值的全面认识尚有所欠缺[28]。此外，目前我国没有专门针对湖泊湿地规范利用与保护的法律、法规。已有的相关法律、法规中有关湖泊湿地规范利用和保护的条款较为分散、不成体系、不够全面，并且各法条间相互交叉、重复的情况并存，很难发挥其实质效能[29]。最后，湖泊湿地开发利用及保护管理牵涉面广、涉及部门多，尚未完全形成良好的内部协调机制，且管理手段和方法滞后[30]。
2湖泊湿地保护与修复的研究进展
2.1湿地修复原则
①生态效益与经济效益相统一原则。即湖泊湿地的效益是综合性的[31，32]。目前国外的生态功能―经济效益综合评价缺乏定量方法，采取描述或D形表示两种形式，我国董哲仁等[33]提出经济效益和生态功能综合评价矩阵方法，建立了一种数学表达方法，实现湖泊湿地功能和效益综合评价的定量化；②风险最小和效益最优原则[34]。在湖泊湿地修复规划中权衡方案，对被恢复湖泊湿地进行全面的综合分析、论证，在考虑生态、经济、社会效益最大化的同时，兼顾风险和投资；③整体性原则。湖泊湿地恢复不仅应促进退化湿地构成要素的原位恢复，还应重视恢复湿地所处集水区域内的横向水文联系、与所处流域上下游之间的纵向水文联系以及地下水和地表水系统的垂直方向的水文联系；④地域性原则。制定湖泊湿地修复计划前，应全面掌握湿地类型、气候条件、地理条件、经济基础等修复区的相关信息。充分分析修复计划对湖泊区域经济和生态价值的影响，突出地域性特征，最大可能维持地带性植被，减少对当地生物群落的破坏；还需尊重当地传统乡土文明，保护自然生态环境的成分，维持地域性的生态平衡[35]；⑤稳定性原则。保护和修复湖泊湿地应重视系统内部各组成要素之间和系统环境之间的协调及统一程度、生物群落的组成、群落功能和结构的完整；⑥可行性原则。在湖泊湿地保护与恢复工程实施前，应考虑项目的环境可行性和经济可行性；⑦优先性和稀缺性原则。湖泊湿地保护与修复项目需突出针对性，应优先保护濒临灭绝物种的生物栖息和地稀缺湿地[36]；⑧景观和美学原则。李春晖等[37]人将水质、生态和景观定为湿地修复的三大目标，阐明恢复湿地景观和添增美学效果的重要性。
2.2修复技术与进展
总结国内外湖泊湿地修复的研究成果，湖泊湿地修复技术可分为物理措施、化学措施和生物措施三大类共13种（见表2），且这些技术已在国内外湖泊湿地修复工程中得到广泛应用。
2.2.1物理措施刘华丽等[38]分别从外源污染、沉水植物、作业区域和深度3个方面，研究了对沉积物疏浚技术效果的关键影响因素；张杰等[39]基于Dem和土地利用土地覆盖的适宜性分析为湿地恢复提供了理论依据；张修峰等[40]通过使用SteLLa软件，构建了三湿地水体tp变化生态模型并成功的进行了模拟研究，结果表明对底泥不同程度的疏浚，会影响对水质改善效果；万玉文[41]通过采用柱形管槽静态的模拟塘堰湿地，模拟了不同水深处理下的底泥氮磷释放对上覆水水质的影响，结果表明水流的扰动会导致底泥中磷的释放加速；夏红霞等[42]利用页岩空心砖构建自动增氧型湿地系统，增强了系统内部供氧能力和湿地系统的除氮能力；潘继征等[43]研发了人工增氧复合型湿地工艺，其对不同水力负荷和污染负荷都展现出了较强的缓冲调节能力和很高的净化效果；黄等[44]利用遥感技术对湿地恢复及生态调水进行实时动态监测，及时掌握宏观地表下的快速变化，也为长期的区域生态效应评价提供技术支持；董张玉等[45]结合GiS/RS，对湿地恢复潜力从地貌条件、河流及道路密度、景观结构因子、湿度指数、耕地生产力五方面进行空间分析，明确了东北地区湿地修复的优先、次优先区域，并利用景观指数、作物生产与湿地协调发展指数验证恢复效果。国外学者也做了相关研究，Kowalski等[46]通过采用便携式围堰技术，恢复了伊利湖湖滨湿地挺水植被；tian等[47]在密西西比―俄亥俄―密苏里河盆地进行湿地水文恢复，其中的“牛轭”设计，有效降低了水体中可溶性活性磷、硝态氮、总磷和总氮的含量；Zedler[48]对有关湿地恢复理论做了全面的总结，认为湿地恢复应遵循生态位理论、岛屿生物地理学理论、种群理论和营养级理论；malson等[49]通过田间和温室试验，利用苔藓配子体片段进行湿地恢复。
2.2.2化学措施黄洁慧等[50]提出采用“径流雨水汇集、渗流、预处理+河水造流生化预处理+主湖造流生化+构建全湖生物多样性”的全生态组合技术，应用于湖泊中；郑骏宇等[51]采用化学强化―复合人工湿地组合工艺，对湿地的大量颗粒悬浮物和水体中的CoD、BoD5和tp的去除效果明显；徐轶等[52]针对海新河污染特点，采用絮凝沉淀结合人工湿地技术进行修复，效果良好；张帅等[53]探讨了生物水处理系统和加载絮凝沉淀技术相结合的研究方法；李晓威等[54]通过试验确定了最佳絮凝效果时间，并且推算出絮凝剂与泥浆绝对浓度的函数关系，以及泥浆与絮凝剂的最佳配比。按照得出的函数关系配比絮凝剂，可以缩短絮凝时间，提高脱水和施工效率。李星等[55]通过研究复合除藻剂，表明了其对藻类具有很好的去除效果；刘爱民等[56]研究了链霉菌wH63的抑藻效应，效果明显；周全等[57]研究了藻存量削减和磷营养控制两种方法，均能在水华形成的早期对小型富营养化水体蓝藻水华起到阻遏作用；李静会等[58]通过进行化学除藻剂治理蓝藻水华的试验研究，结果表明，除藻剂除抑蓝藻效果显著；王正兴等[59]利用国外新型除藻剂―去藻247，研究滇池水藻类污染的治理，并通过线性回归方程来拟合水体中叶绿素a和总磷的相关性。
2.2.3生物措施吴国旭等[60]研究表明，生物接触氧化工艺可以实现降解有机物，并利用类似曝气池的曝气方法提供氧气，同时起到混合搅拌的效果；李少华等[61]采用调水补水、生物调控等技术对沧州湿地水环境修复；李静[62]提出水解酸化―人工湿地处理技术；马秋莎等[63]通过利用长链烷烃的微生物降解作用，对湿地进行研究；邓志强等[64]通过植物刈割、水生动物强化法、优势植物筛选、微生物强化技术等途径，解决了人工浮床技术净化能力差和适用范围有限的缺陷；朱鸣鹤等[65]通过研究潮滩植物中翅碱蓬对重金属累计效应，发现铜、锌、铅、镉4种重金属在不同潮滩中均有明显的累计效应；王曙光等[66]用真菌生产生物菌肥，不仅能增加农作物产量，还减少了面源污染对湿地水体的污染；吴迪等[67]在上海青浦大莲湖湿地修复示范工程中，采用改变土地利用模式、水系改造和植被配置等技术，使湿地生境结构和生物多样性组成都分得到改善；张明祥等[68]根据研究区的水文条件、土地利用现状、海拔和受威胁程度的不同，通过研究结果可知在黄河郑州段的二滩、嫩滩和部分老滩区域均可以采用溪流型、蓄水型、多塘型湿地恢复模式；董凯凯等[69]在黄河三角洲芦苇湿地，通过比较退化区与淡水恢复区的土壤pH值、盐分、全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳的含量变化，阐明了湿地恢复对土壤碳氮含量的影响；王国栋等[70]采用温室萌发法，对天然湿地、不同开垦年限湿地种子库的规模和结构进行了研究，详细地阐述了湿地种子库的特征及其在植被恢复中的潜力；中国科学院通过研究固定化增殖氮循环细菌群SBR法，对富营养化湖泊进行水质净化，实现总氮量和CoD下降了75%，氨氮量下降了91.5%[71]。黄磊等[72]研究了空心菜和菖蒲等植物在净化微污染潜流人工湿地中对n、p的不同去除效果；tuncsiper[73]对水平潜流式、自由水表流式、表面流式的人工湿地进行研究，发现此三种形式的湿地系统对nH4+-n的平均去除率为49%～52%，其中表面流式湿地系统的平均去除率为58%，水平潜流式人工湿地对tp的平均去除率为60%，效果明显。
2.3湖泊湿地保护对策研究
2.3.1制定湖泊湿地保护总体框架，明确功能定位，分类型、分层次保护根据湖泊湿地所处范围内的自然环境特点和社会经济层次，制定湖泊湿地保护目标和总体框架，确定不同区域、类型湖泊湿地保护的路径和侧重点；在此基础上，明确湖泊湿地的功能定位及其保护对象、目标和范围，继而整治与其功能定位不相符且不合理的开发行为，逐步恢复其被破坏功能，保证其生态功能的完整性和系统健康；划分重要开发利用区、缓冲区、保护区等，分层次进行有效保护，从而引导和规范湖泊湿地资源的可持续利用，并且维护和提升湖泊湿地的主导功能。
2.3.2从流域整体性角度，进行全面湿地修复规划湖泊往往与池塘、渠道、河流等部分组成复杂的湿地水生态系统，各部分间互相影响，相互制约[88]。因此，对湖泊湿地修复规划，应从流域的层面上进行整体性考量[3，89]。近10年来，国际上学者突出湿地生态系统整体恢复和调控思想，从大尺度上考虑毗邻集水区域和湖泊湿地所处整个流域的生态系统结构和功能完整性[90]。长江中游的“重建江湖联系，恢复湿地生命网络”和鄱阳湖的“山江湖”等示范项目，即是在流域尺度上的湿地保护与修复的研究[91]；“莱茵河行动计划”湿地修复项目就是以流域尺度为出发点，进行水生态过程和水环境修复，取得显著效果[92]。Hermoso等[93]研究表明湿地恢复过程中，地下水深度变化对土壤和植被类型影响很大，湿地恢复除应强调流域之间连接性的修复外，还应考虑到地下水与地表水之间的水文联系。
2.3.3湖泊湿地修护侧重与生态水工结合20世纪90年代开始，美国在南佛罗里达大沼泽区域的湿地恢复项目，应用生态水工学，将人工直线型重新恢复曲线型河道，减缓了区域内雨季水体的排泄速率，实现了大沼泽竦厣态需水补给[94]。日韩等国提出“与自然亲近工程”的修复理念，如采用新型生态材料建造人工岛，为动物提供栖息地[95]。在湖泊湿地修复工程中，结合生态水工学原理，在一定程度上保持其原有自然生态水文过程，在满足安全的条件下，改善湿地的生态功能，采用有益于湿地生态系统及生物多样性保护的施工规范和标准，作为湖泊湿地修复重要思路之一[96]。
2.3.4完善湖泊湿地修复市场运作机制美国20世纪90年代基于“无净损失”湿地恢复与保护政策发展了“湿地银行”等湿地恢复市场机制[97]。“湿地银行”商业化的市场运作模式，使土地开发与湿地保护形成一种良性互动；美国密西西比河流域湿地恢复提出一种“氮农业”的运作模式，鼓励农民恢复建立湿地以降低输入海湾的氮负荷，其中政府向个人提供补贴，用于恢复可储蓄洪水的湿地，且建立了“氮农业”交易市场，促进各方参与交易，最后评估得到去除1吨氮的湿地相当于2500美元的补贴价值[90]。该市场机制在减轻农业从业者对政府补助依赖的同时，还减少了这些区域的农业非点源污染，及增强了防洪安全。
3研究展望
3.1加强湖泊湿地生态系统监测与调控
结合3S技术，收集其生态特征的变化指标，建立信息数据库，及时动态掌握其环境状况，针对性的采取科学的保护与修复措施，实施调控。
3.2建立湖泊湿地退化诊断与评价机制
研究湖泊湿地结构和功能的退化过程，探求其驱动因子和关键过程，辨析湖泊湿地退化机制和模式。将实体模型与数值模拟相结合，剖析水循环过程对湿地演变的作用机制，模拟湖泊湿地生态系统的结构、特征、规模对人类活动的响应，建立湖泊湿地评价机制。
3.3科学规划，恢复河湖连通性
基于河湖水系在水文和水环境等方面的复杂性，目前对河湖水系连通及其区域系统间相互影响还缺乏充分认识，迫切需要针对自然因素和人类活动因素造成的连通性削弱或中断问题以及河湖水系间连通性方面的战略需求，开展河湖水系间生态连通规划关键技术研究，在基础理论、工程体系、仿真平台及效果评估等方面创新研究，构建河湖湿地水系间生B连通规划技术体系。
3.4建立湖泊湿地生态经济的可持续管理模式
可持续管理模式具体措施如下：加强湿地旅游管理；加大宣传教育力度，普及湿地及其保护的知识、法律法规，强化民众的湿地生态忧患和保护意识；进行湿地立法，及完善地方法律法规，使湿地保护或开发利用进入有序和法制状态；制定湖泊湿地经济发展规划时，突出生态经济可持续发展。
3.5加强国际交流与合作，深化湿地科学研究
加强湿地的基础和应用技术研究，及时掌握国内外湿地修复学术动态，总结并推广开发利用及保护的成功经验；扩大合作领域，建立国际交流机制，开展多课题、多学科综合研究。
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湖泊生态修复技术篇2
关键词湖泊污染；特征；修复
湖泊是地球上重要的淡水蓄积库，地表上可利用的淡水资源90%都蓄积在湖泊里。因此湖泊与人类的生产、生活密切相关，具有很重要的社会、生态功能，如调水防洪，生产、生活水源地，水产养殖，观光旅游等。同时，一些湖泊还是生物多样性最为丰富的湿地生态系统的一部分，为各种生物提供了宝贵的栖息地。湖泊可分为自然湖泊、人工湖泊（水库）。由于湖泊特定的水文条件，如流速缓慢、水面开阔等，使湖泊在水环境性质、物质循环、生物作用等方面与河流等水环境有不同的特征。
1湖泊污染现状
近20年来，随着我国经济的快速发展，对湖泊资源的开发、利用规模和速度都大大加强，影响了湖泊的自然进化过程，对湖泊生态系统造成严重的破坏。随着我国社会经济和城市化进程的快速发展，湖泊水环境污染问题日益突出。根据全国水资源综合规划评价成果，全国84个代表性湖泊营养状况评价结果表明：全年有44个湖泊呈富营养化状态，占评价湖泊总数的52.4%，其余湖泊均为中营养状态。湖泊保护与污染治理已成为我国环境保护的重点，加大污染源控制在一定程度上遏制了污染和生态环境恶化的势头，但根据国家的经济发展和未来规划，湖泊污染和退化的形势不容乐观。
2湖泊主要污染问题及特征
2.1富营养化
导致湖泊富营养化的污染源、途径非常多，包括城市生活污水、工业废水、污水处理厂排放物、地表径流、农业生产排水、大气干湿沉降等。湖泊富营养化是湖泊污染最常出现的一种状况。富营养化是湖泊水体由于接纳过多的氮、磷等植物营养盐物质、使湖泊生产力水平异常提高的过程，表现为藻类及其他生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧含量下降，导致水质恶化，影响了湖泊的供水、养殖和娱乐等功能。水生植物的大量繁殖，还加速湖泊的淤积、沼泽化过程。
2.2湖泊有毒有机物污染
工业污染源是目前最大的有机物污染来源，包括工业“三废”排放、农业中各种农药的大量使用、生活废水的直接排放。这些有机物通过地表径流、大气—水体交换、大气干湿沉降和地下水渗入而进入湖泊。进入湖泊的有机物由于物理、化学及生物过程而迁移、转化。生物迁移和转化是湖泊系统中有毒有机污染物产生环境危害的重要方式，这些物质具有疏水性，可以在生物脂肪中富集。因此，即使湖泊中含量很低，也可以通过水生食物链，造成持续性的毒性作用，甚至通过食物链为害人体健康。
2.3重金属污染
重金属通过工业废水、农业排水等污染源，进入到湖泊水体中。湖泊中的一些重要过程控制着重金属的迁移转化和环境毒性效应，如颗粒物的沉积作用、沉积物再悬浮、泥—水界面反应等。水环境中的重金属倾向于从溶解相转移到固相。湖泊的静水环境加强了湖泊悬浮颗粒物的沉积。湖泊中的悬浮颗粒物吸附重金属而沉积到底泥中，这个作用可降低重金属的生物有效性。对于扰动强烈的湖泊，沉积物的再悬浮使重金属回到上覆水体，增加了水体中重金属的生物有效毒性，成为污染内源。
2.4湖泊酸化
工业生产和生活中各种能源使用产生的So2、氮氧化合物被氧化后产生的酸性物质，通过大气干湿沉降进入水体，当湖泊水体的pH值小于5.6时，水体呈酸化状态。
水体酸化，主要对水生生物造成危害，当pH值小于5.5时，鱼类生长会受阻，甚至造成鱼类生殖功能失调，繁殖停止。同时，还会引起沉积物中有毒重金属元素的活化，导致湖泊水环境中重金属浓度升高和生物活性增强。转贴于
3污染湖泊修复技术
湖泊污染源可分为外源和内源。从一开始，湖泊外源污染的控制和治理就引起人们的重视。经过多年的研究和实践，外源控制技术已取得了一定实效。但外源控制并没有实质性改变湖泊受污染的状况，很多研究表明，这是由于湖泊沉积物中污染物的释放造成的，特别是内源磷释放造成的湖泊富营养化问题。因此，内源控制技术逐渐引起人们的重视。
不同污染物内源释放机制不同，如沉积物中氮释放主要与沉积物中有机氮化合物的分解程度、速率以及随后细菌参与的无机形态氮的相互转化有关；沉积物中磷、重金属元素与沉积环境的氧化——还原条件有关；生产力高的富营养化湖泊表层有机质分解的磷释放可能是沉积磷活化更新的主要机制；而沉积物中的持久性有毒有机污染物则与底栖生物毒性暴露和食物链传递有关。不同类型湖泊中，污染物的影响方式和程度也不同，浅水湖泊中风浪引起的悬浮作用是沉积物中污染物释放的主要过程，而深水湖泊中污染物的释放主要与物质形态、湖泊季节性分层和理化性质有关。因此，不同类型、主要污染因子不同的湖泊，其内源控制技术及污染恢复技术也不同。根据近年来的研究和实践，主要有以下几种污染恢复技术。
3.1湖泊沉积物疏浚
湖泊沉积物疏浚被认为是降低湖泊污染物负荷最有效、直接的措施。瑞典trummen湖通过疏浚工程降低90%总磷负荷，而美国的Lilly湖疏浚后总磷的消减率达到55%。但是，并不是所有的疏浚都能达到理想的效果，1998年南京玄武湖清淤，采取沿湖污水停止输入、抽干水清淤的方法，清淤后半年内湖水的透明度、CoD和总磷基本不变。疏浚底泥的环境效果与疏浚方法有关，疏浚主要考虑降低沉积物中的污染负荷。因此，要对沉积物中的污染物种类、含量分布、剖面特征、沉积速率、化学及生态效应有详细的调查和分析，确定疏浚的范围和深度。
3.2沉积物覆盖技术
在污染沉积物表面覆盖一层物质，把沉积物和水体隔开，达到控制污染物释放的目的。覆盖物可以是低污染的沉积物、沙砾，或各种材料组成的复合层。起作用的机制主要是颗粒物对污染物的吸附作用，减少水动力或生物扰动，覆盖层造成的无氧环境利于某些厌氧细菌对有机污染物的降解。覆盖技术相比别的控制技术，花费低，适用于有机、无机处理，对环境潜在的危害小；但其工作量大，需要大量的清洁泥沙，来源困难。同时覆盖会增加底泥的量，使湖泊库容变小，因而该技术不太适用于湖泊底泥污染的治理。
3.3湖泊理化性质改善
湖泊的理化性质影响着湖泊中各种物理、化学及生物过程，进而影响各种污染物的内源释放。通过投加一些化学试剂以改善湖泊的理化性质，如酸碱度和溶解氧含量，以达到控制内源释放的目的。向湖泊投加铁盐、铝盐，可以通过吸附或絮凝作用与水体中的无机磷酸盐共沉淀；但沉淀的铁磷化合物在还原条件下有可能重新活化再次释放。而铝盐与磷酸盐结合相对牢固，可在变化范围较大的水环境中稳定存在，甚至在完全氧化的环境中也较稳定。如果铝的加入量足够大，al（oH）3可在沉积物表层形成“薄层”，从而阻止磷释放。
3.4污染湖泊的生态恢复
3.4.1湖滨带生态恢复。湖滨带是湖泊水域与流域陆地生态系统间的过渡带，是湖泊重要的天然屏障，不仅可以有效滞留陆源输入的污染物，还有净化湖水水质的功能。湖滨带生态恢复的目的是恢复湖泊的完整性，包括湖滨带物理环境的修复、挺水植被的快速组建和水生群落的优化三大方面。
3.4.2水生生态恢复。湖泊水生植被是由生长在湖泊浅水区和湖周滩地上的沉水植物群落、浮叶植物群落、漂浮植物群落、挺水植物群落及湿生植物群落共同组成。水生植被的演化随湖泊环境的变迁而演化，同时也能反作用于湖泊环境，在一定程度上影响湖泊环境的演化方向和速度。因此，湖泊水生植被恢复是根据湖泊生态环境条件和需要，在生态系统受损的湖泊环境基础上重构良性的水生生态，包括湖泊环境的工程改造和水生植物恢复两方面内容。
4小结
湖泊作为陆地上重要的淡水储蓄库，与人类的生产、生活密切相关。人类过度的、不正确的开发和使用破坏了湖泊的生态平衡，严重的污染使湖泊丧失了原有的生态功能，这也影响了湖边周围人群的生产、生活。湖泊污染可由两方面原因引起，一是污染物通过不同途径进入湖泊；二是沉积在湖泊底泥中的污染物在环境条件改变的时候，重新释放进入上覆水体。
湖泊是一个由物理环境、化学物质和水生物共同组成的复杂体系，其结构和功能受到诸多因素的影响，引起湖泊系统退化的因素也很多。因此，污染湖泊的恢复不能只有单一手段完成，而要根据实际情况，综合使用多种技术措施。
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湖泊生态修复技术篇3
近20年来，随着我国经济的快速发展，对湖泊资源的开发、利用规模和速度都大大加强，影响了湖泊的自然进化过程，对湖泊生态系统造成严重的破坏。随着我国社会经济和城市化进程的快速发展，湖泊水环境污染问题日益突出。根据全国水资源综合规划评价成果，全国84个代表性湖泊营养状况评价结果表明：全年有44个湖泊呈富营养化状态，占评价湖泊总数的52.4%，其余湖泊均为中营养状态。湖泊保护与污染治理已成为我国环境保护的重点，加大污染源控制在一定程度上遏制了污染和生态环境恶化的势头，但根据国家的经济发展和未来规划，湖泊污染和退化的形势不容乐观。
2湖泊主要污染问题及特征
2.1富营养化
导致湖泊富营养化的污染源、途径非常多，包括城市生活污水、工业废水、污水处理厂排放物、地表径流、农业生产排水、大气干湿沉降等。湖泊富营养化是湖泊污染最常出现的一种状况。富营养化是湖泊水体由于接纳过多的氮、磷等植物营养盐物质、使湖泊生产力水平异常提高的过程，表现为藻类及其他生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧含量下降，导致水质恶化，影响了湖泊的供水、养殖和娱乐等功能。水生植物的大量繁殖，还加速湖泊的淤积、沼泽化过程。
2.2湖泊有毒有机物污染
工业污染源是目前最大的有机物污染来源，包括工业“三废”排放、农业中各种农药的大量使用、生活废水的直接排放。这些有机物通过地表径流、大气—水体交换、大气干湿沉降和地下水渗入而进入湖泊。进入湖泊的有机物由于物理、化学及生物过程而迁移、转化。生物迁移和转化是湖泊系统中有毒有机污染物产生环境危害的重要方式，这些物质具有疏水性，可以在生物脂肪中富集。因此，即使湖泊中含量很低，也可以通过水生食物链，造成持续性的毒性作用，甚至通过食物链为害人体健康。
2.3重金属污染
重金属通过工业废水、农业排水等污染源，进入到湖泊水体中。湖泊中的一些重要过程控制着重金属的迁移转化和环境毒性效应，如颗粒物的沉积作用、沉积物再悬浮、泥—水界面反应等。水环境中的重金属倾向于从溶解相转移到固相。湖泊的静水环境加强了湖泊悬浮颗粒物的沉积。湖泊中的悬浮颗粒物吸附重金属而沉积到底泥中，这个作用可降低重金属的生物有效性。对于扰动强烈的湖泊，沉积物的再悬浮使重金属回到上覆水体，增加了水体中重金属的生物有效毒性，成为污染内源。
2.4湖泊酸化
工业生产和生活中各种能源使用产生的So2、氮氧化合物被氧化后产生的酸性物质，通过大气干湿沉降进入水体，当湖泊水体的pH值小于5.6时，水体呈酸化状态。
水体酸化，主要对水生生物造成危害，当pH值小于5.5时，鱼类生长会受阻，甚至造成鱼类生殖功能失调，繁殖停止。同时，还会引起沉积物中有毒重金属元素的活化，导致湖泊水环境中重金属浓度升高和生物活性增强。
3污染湖泊修复技术
湖泊污染源可分为外源和内源。从一开始，湖泊外源污染的控制和治理就引起人们的重视。经过多年的研究和实践，外源控制技术已取得了一定实效。但外源控制并没有实质性改变湖泊受污染的状况，很多研究表明，这是由于湖泊沉积物中污染物的释放造成的，特别是内源磷释放造成的湖泊富营养化问题。因此，内源控制技术逐渐引起人们的重视。
不同污染物内源释放机制不同，如沉积物中氮释放主要与沉积物中有机氮化合物的分解程度、速率以及随后细菌参与的无机形态氮的相互转化有关；沉积物中磷、重金属元素与沉积环境的氧化——还原条件有关；生产力高的富营养化湖泊表层有机质分解的磷释放可能是沉积磷活化更新的主要机制；而沉积物中的持久性有毒有机污染物则与底栖生物毒性暴露和食物链传递有关。不同类型湖泊中，污染物的影响方式和程度也不同，浅水湖泊中风浪引起的悬浮作用是沉积物中污染物释放的主要过程，而深水湖泊中污染物的释放主要与物质形态、湖泊季节性分层和理化性质有关。因此，不同类型、主要污染因子不同的湖泊，其内源控制技术及污染恢复技术也不同。根据近年来的研究和实践，主要有以下几种污染恢复技术。
3.1湖泊沉积物疏浚
湖泊沉积物疏浚被认为是降低湖泊污染物负荷最有效、直接的措施。瑞典trummen湖通过疏浚工程降低90%总磷负荷，而美国的Lilly湖疏浚后总磷的消减率达到55%。但是，并不是所有的疏浚都能达到理想的效果，1998年南京玄武湖清淤，采取沿湖污水停止输入、抽干水清淤的方法，清淤后半年内湖水的透明度、CoD和总磷基本不变。疏浚底泥的环境效果与疏浚方法有关，疏浚主要考虑降低沉积物中的污染负荷。因此，要对沉积物中的污染物种类、含量分布、剖面特征、沉积速率、化学及生态效应有详细的调查和分析，确定疏浚的范围和深度。
3.2沉积物覆盖技术
在污染沉积物表面覆盖一层物质，把沉积物和水体隔开，达到控制污染物释放的目的。覆盖物可以是低污染的沉积物、沙砾，或各种材料组成的复合层。起作用的机制主要是颗粒物对污染物的吸附作用，减少水动力或生物扰动，覆盖层造成的无氧环境利于某些厌氧细菌对有机污染物的降解。覆盖技术相比别的控制技术，花费低，适用于有机、无机处理，对环境潜在的危害小；但其工作量大，需要大量的清洁泥沙，来源困难。同时覆盖会增加底泥的量，使湖泊库容变小，因而该技术不太适用于湖泊底泥污染的治理。
3.3湖泊理化性质改善
湖泊的理化性质影响着湖泊中各种物理、化学及生物过程，进而影响各种污染物的内源释放。通过投加一些化学试剂以改善湖泊的理化性质，如酸碱度和溶解氧含量，以达到控制内源释放的目的。向湖泊投加铁盐、铝盐，可以通过吸附或絮凝作用与水体中的无机磷酸盐共沉淀；但沉淀的铁磷化合物在还原条件下有可能重新活化再次释放。而铝盐与磷酸盐结合相对牢固，可在变化范围较大的水环境中稳定存在，甚至在完全氧化的环境中也较稳定。如果铝的加入量足够大，al（oH）3可在沉积物表层形成“薄层”，从而阻止磷释放。
3.4污染湖泊的生态恢复
3.4.1湖滨带生态恢复。湖滨带是湖泊水域与流域陆地生态系统间的过渡带，是湖泊重要的天然屏障，不仅可以有效滞留陆源输入的污染物，还有净化湖水水质的功能。湖滨带生态恢复的目的是恢复湖泊的完整性，包括湖滨带物理环境的修复、挺水植被的快速组建和水生群落的优化三大方面。
3.4.2水生生态恢复。湖泊水生植被是由生长在湖泊浅水区和湖周滩地上的沉水植物群落、浮叶植物群落、漂浮植物群落、挺水植物群落及湿生植物群落共同组成。水生植被的演化随湖泊环境的变迁而演化，同时也能反作用于湖泊环境，在一定程度上影响湖泊环境的演化方向和速度。因此，湖泊水生植被恢复是根据湖泊生态环境条件和需要，在生态系统受损的湖泊环境基础上重构良性的水生生态，包括湖泊环境的工程改造和水生植物恢复两方面内容。
4小结
湖泊作为陆地上重要的淡水储蓄库，与人类的生产、生活密切相关。人类过度的、不正确的开发和使用破坏了湖泊的生态平衡，严重的污染使湖泊丧失了原有的生态功能，这也影响了湖边周围人群的生产、生活。湖泊污染可由两方面原因引起，一是污染物通过不同途径进入湖泊；二是沉积在湖泊底泥中的污染物在环境条件改变的时候，重新释放进入上覆水体。
湖泊是一个由物理环境、化学物质和水生物共同组成的复杂体系，其结构和功能受到诸多因素的影响，引起湖泊系统退化的因素也很多。因此，污染湖泊的恢复不能只有单一手段完成，而要根据实际情况，综合使用多种技术措施。
湖泊生态修复技术篇4
关键词：水体富营养化；治理措施；展望
中图分类号：Q178.5文献标识码：a文章编号：
近20年来，随着经济和社会的发展，江河湖海的富营养化也日益严重。据调查，我国有大小湖泊24800多个，而处于富营养化的占湖泊总量的65%，处于中营养化转化富营养化的湖泊占湖泊总量的20%[1]。水体富营养化不仅使当地饮用水源地受到威胁，水质普遍恶化，而且也制约了当地的社会经济的可持续发展和人民的生活，因此，如何防治水体富营养化具有非常重要意义[2]。
1、水体富营养化的含义
水体富营养化（eutrophication）是指水体中含有过多的氮、磷等可溶性营养物质，导致水体中的藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，水质恶化，鱼虾等生物大量死亡的现象。严重的整个水面被藻类覆盖而形成水华（海洋中出现称为赤潮）。水体富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。自然条件下，水体可接收由降水、地表土壤侵蚀和淋溶等途径带来的氮、磷等营养物质，使水体发生自发的富营养化过程，但过程很缓慢。人为富营养化则是在人类活动的参与下，使水体富营养化快速发生，藻类等浮游植物短时间内种群数量大爆发，水质恶化较迅速的现象。
水体富营养化是一个十分复杂的过程，受很多因素影响，其中氮、磷等营养物质增多是一个重要的因素，那么为什么氮、磷等营养物质充足易导致藻类大量繁殖？藻类大量繁殖为何会影响水质呢？
首先从藻类生长繁殖所需的外界条件说起。温度、光照、无机盐、Co2等都是藻类繁殖必需的，藻类利用光能，通过光合作用制造有机物，以满足自身生长繁殖所需。光合作用中所需要的叶绿素、藻蓝素等光合色素及许多酶需要氮、磷等元素，氮、磷等含量增多时会提高这些物质的含量，进而提高光合效率，制造较多有机物，繁殖也更快一些。对于藻类等浮游生物大量繁殖影响水质的大致过程可用下图表示：
图1水体富营养化产生机理
从图1中，我们可以看到，水体富营养化后，会发生恶性循环，干扰了水体正常的溶氧平衡、降低了供水质量、影响渔业等生物资源的利用、破坏了水体生态平衡。所以防止氮磷污染，防止水体富营养化对经济的可持续发展、人类的和谐生存至关重要。
2、水体富营养化的防治
富营养化的防治可分别根据外源性营养物质和内源性营养物质来控制：
2.1、外源性营养物质输入的控制
大部分水体富营养化是由于外界输入的营养物质在水体中富集造成的，从长远的观点看，水体富营养化的防治应着重减少或者截断外源性营养物质的输入。控制外源性营养物质的措施有：制定营养物质的排放标准和水质标准，监测排入水体的氮、磷等污染物质的含量；根据水体的氮磷含量，实施总量控制；实施截污工程或者引排污染源，去除、降低污水中氮磷含量，以控制电源污染与面源污染；制定或出台禁止或限制含磷洗涤剂的政策，大力提倡不含磷的洗涤剂，从而减少外源性物质向内源性物质转变的可能性。
2.2、内源性营养物质的控制
进入诸如湖泊，河流等水体的营养物质，在水体分布中是十分复杂的。营养物质在进入水体以后，大致被分为三种状态：被水中的藻类吸收，成为水生植物的一部分；也可能被湖泊河流等的底泥积聚，被水生植物的根部固定，或由不溶性铁盐的保护层固定，在缺氧的条件下又被重新释放至水中；或者氮磷营养物质直接进入水体溶解与水中。由上述可知，减少内源性营养物负荷，有效地控制湖泊内部磷富集，应视以上三种不同情况，采用不同的方法。大致分为物理方法，化学方法和生物修复三种：
2.2.1物理方法
物理方法主要包括挖掘底泥、深层曝气、注水冲稀以及底泥表面敷设塑料等。挖掘底泥，可减少以至消除潜在性内部污染源；可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧，使水与底泥界面之间不出现厌氧层，经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷释放。此外，在有条件的地方，用含磷和氮浓度低的水注入湖泊，可起到稀释营养物质浓度的作用。[3]物理方法的缺点是成本高、不经济，不能从根本上排除营养成分对藻类的刺激作用。
2.2.2化学方法
该方法主要包括凝聚沉降和使用除藻剂。一般用于絮凝的化学物质包括各种铝盐和铁盐，它能与磷酸盐生成不溶性沉淀物，从而减少了水体中磷的含量。而近年来人们采用较多的是合成有机聚合物，Leuschner(1984)称加入阳离子聚合物后浮游生物的絮凝性能明显提高。使用除藻剂能及时有效地对藻类的生长进行短期控制，这种方法适合于水华盈湖的水体，常有的除藻剂有硫酸铜。但是使用化学制剂除藻，向水中引入新的化学成分，有些不仅对藻类有抑制性，对其他生物也存在毒性。[4]有实验表明，硫酸铜的毒性与很多环境因子有关，其毒性随水温的提高而增加，在35℃以上时很容易导致鱼类死亡，使用上存在一定的安全隐患。另外，对大型和具有流动性的水体来说，使用杀藻剂的工作量大，费用较高，效果难以保证；一旦杀藻剂被分解或被稀释，藻类很快会大量繁殖，形成恶性循环。[5]
2.2.3生态治理
国内外对富营养化进行生态恢复的研究与实践，形成结论:(1)恢复或重建湖泊水生植被是富营养化浅水湖泊生态恢复的重要环节。(2)多稳态理论、生物操纵理论以及上行控制和下行控制理论是恢复或重建水生植被、实现由藻型到草型转变的重要理论基础。(3)生态恢复的前提是控制外源营养负荷，然后再在实施综合措施的基础上如疏浚或钝化底泥控制内源负荷，通过生物操纵或理化手段控制藻类等恢复或重建水生植被。
(1)沉水植物的修复
水体富营养化生态治理最常用的是水生植物修复技术。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体，植物和根区微生物共生，产生协同效应，净化污水。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒，同时对重金属分子也有降解效果。目前，有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。
（2）人工浮岛修复
生态浮岛技术就是人工把水生植物或改良驯化的陆生植物移栽到水面浮岛上，植物在浮岛上生长，通过根系吸收水体中的氮磷等营养物质，从而达到净化水质的目的。
（3）微生物修复
微生物生态技术主要是通过调节污染物场所微生物的生存状况，从而提高土著微生物降解有机污染物的能力。①固定化光合细菌:是将游离的光合细菌利用固定化材料将其固定，用于处理污染水体的一种方法。②固定化氮循环细菌修复:固定化氮循环菌在参与水体的氮素循环中起着重要的作用，研究表明，接种固定化氮循环菌可去除富营养化水体中过量氮素。③深水曝气修复:通过向湖底曝气来补充氧气，使水与底泥界面之间经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷的释放。④em制剂修复:有效微生物群是从自然筛选出各种有益微生物，用特定的方法混合培养所形成的微生物复合体系，其微生物组合以光合细菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌为主。该微生物制剂对去除水体中的有机物、叶绿素a,氨氮和提高溶解氧等均有显著效果。⑤C1ear2Flo系列菌剂修复:专门用于湖泊和池塘生物清淤、养殖水体净化流修复及污泥去除，效果很好，可阻止藻类生长，污染因子大幅下降[7]。
3、展望
在利用生物治理水体富营养化过程中遇到了一些问题。如利用动物中得到的产品没有质量保证，植物可能在部分富营养化水体中不能生长，有些微生物去除n、p能力低或不能大量在广阔的水面上接种等，相信这些都会在今后的研究工作中得到解决。
生物防治水体的富营养化有重大的发展空间。建立生物治理富营养化水体系统，可以利用水生动物、植物及微生物，综合建立水体生物链，重复利用不同生物之间的腾点，取长补短，发挥各自的优势和互相配置优势，多种类、复合型生物治理体系是最有效、最有前景的途径[8]。
4、结束语
水体富营养化已严重制约我国的经济发展，影响了人们的日常生活和生产，水体富营养是亟待解决的问题，它的治理具有重要的社会意义和经济意义。在处理水体富营养化问题时，应因地制宜、从点源到面源、结合国内外先进技术手段，制定出科学合理的整治方案，为水生动植物创造更为优化的水体环境，重建生态平衡，恢复水体自净[9]。
参考文献：
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范成新.太湖水体生态环境历史演变[J].湖泊科学.1996(04)
湖泊生态修复技术篇5
过去，汉阳湖泊间的沟渠畅通，曾发挥过重要的航运功能。随着环境污染的加剧和城市建设的发展，加之管理条块分割，湖泊水网已名存实亡。随着武汉经济技术开发区的高速发展，加上汉口地区的用地日趋紧张，汉阳地区的发展迎来了新的机遇。武汉市政府适时作出了“开发大汉江、建设新汉阳”的城市发展战略，水环境的保护和改善成为该地区发展的原动力。“武汉新区六湖水系网络工程”是湖泊水质改善及水系生态恢复技术研究和示范的重要内容之一，修复城市受污染湖泊水体，对于提升城市形象、弘扬水文化具有重要意义。构建“六湖连通”的生态网络，通过改造原有沟渠与新建部分沟渠，将墨水湖、南太子湖、北太子湖、龙阳湖、三角湖、后官湖连接贯通，构建六湖连通的内部河网水系，通过东风闸和东湖泵站连通长江，形成“襟江带湖”的内外部水系连通体系，使静水变动水，增强湖泊的自净能力，改善湖泊水质。
六湖水系网络工程设
计理念及目标总体设计原则：全面规划，分期实施；湖渠连通，注重生态；湖渠疏浚，生态修复；结合现状，控制投资。将景观、生态、人文紧密地联系在一起，力求做到景观回归自然，人水和谐共处。①按照全面规划、分期实施的原则，结合现状渠道扩宽整治，确保城区排水。②景观设计充分体现“滨水•绿地•生态城市”的设计理念，结合沿岸用地规划，建立点、线、面相结合的城市绿地系统，凸现江城滨水特色，丰富城区绿化景观空间。③采用工程、生态、生物等水体修复技术对渠道、湖泊水体实施综合整治，对现状明渠、湖泊底泥进行疏浚及处理，并将疏浚淤泥进行资源化利用，采取“治本”的相关措施，力争从根源上改善水环境。④设计中充分考虑湖泊的生态效益，提升湖泊的生态、人文功能。同时合理利用现有设施控制投资，使项目的社会、经济和环境效益达到最佳统一。通过新区六湖水系网络工程的实施，为新区水环境治理和水景观建设确立统一的指导方针，使新区的水环境得到改善，动态水网形成，滨水滨湖景观初步建成，旅游业进一步发展，最终建立一个“活、净、文、秀、游、益”的健康循环水系统。“活”———联江河通六湖，形成动态水网；“净”———切实控制污染，实现水质达标；“文”———激活城市记忆，彰显文化内涵；“秀”———塑造湖光山色，展现丽水景观；“游”———发展生态旅游，打造城市名片；“益”———创造宜居环境，提升城市功能。
河道、湖泊工程治理
1.渠道断面设计生态护坡，渠底不护砌，保持原状土，边坡种植根系植物来实现护坡固土，在防止水土流失的基础上，同时满足生态环境的需要，还可进行景观造景。固土植物可以根据地区气候选择适宜的品种，如芦苇、野茭白、菖蒲、龙须草、伞草、金银花、常青藤、蔓草等。水生类植物的选用不但起到划分水面、净化水体的作用，也使整个岸线更显生态、活泼以及生趣，整个渠道显得自然、疏落、得体。此外，还通过在沉水植被恢复区放养大型软体动物（如螺和蚌），丰富功能摄食类群，增加物种多样性，从而构建完善的水生生物食物链，为恢复健康稳定的水生态系统打下坚实的基础。本工程采用底栖动物2种，分别为铜锈环棱螺与无齿蚌。产品购置时要求做好生物活性检查，产品运输车辆均需全面消毒，工程实施场所需设置临时贮存水槽，以保证待投动物的生长活性。投放均采用船上人工投放，投放过程须做好记录，条件允许时各湖区交叉作业，并在投放两周时间内进行底栖生物多样性调查，以实时掌握投放效果，并及时补投。
2.水下环保清淤工程排泥场距清淤区间高程差别不大，结合现场具体情况采用绞吸式挖泥船配多级接力泵站串联，直接采用排泥管输送至排泥场。沿湖面采用浮筒布设排泥管线，施工中根据挖泥船的施工进度，等间距串联接力泵站。挖泥船清出的淤泥通过排泥管线输送到接力泵站的吸泥管口，接力泵站再将污染底泥通过无堵塞砂泥泵输送到指定的排泥场内。
3.疏浚底泥处置本工程河道施工需要大量的土方进行回填，以形成渠顶道路，因此可结合工程实际情况，将疏浚底泥经脱水固结一体化设备进行干化处理，达到回填强度要求以后，作为渠顶填方材料。
4.雨水面源控制六湖水系范围内面源污染控制规划建设模式的指导思想是“源—运移—汇”，即对污染径流产生的源头、污染物的运移途径，一直到污染物汇入的河道和湖泊进行全过程控制和截污，采取促渗、过滤、截留等自然生态措施进行控制，同时需加强相关方面的监督和管理。采用传统的雨水排放模式会进一步加剧受纳水体水质的恶化，与武汉新区生态的规划理念相悖离。因此减少道路径流对受纳水体的污染，应因地制宜，合理采用“生态植草沟+雨水管道+滞留塘（前置库）一体化”生态型排水模式（见图1和图2），解决六湖水系周边道路及附近建设用地的排水问题。在该排水模式作用下，降雨初期的雨水冲刷道路路面形成径流后，挟带污染物进入生态植草沟，经植物吸附和土壤、滤料净化初步处理后，由透水管收集至雨水管道系统，而降雨中后期的雨水水质已有所改善，可通过透水管或溢流井收集至雨水管道系统。经过初步处理的雨水经管道输送后，再利用地势高差纳入滞留塘或前置库进行二次生态处理，处理后的雨水经管道系统排入湖渠，从而避免对六湖水系的湖渠产生污染。另外在设计时，结合雨水排放口的位置，布置水生植物，以形成滞留塘系统，对入湖（渠）雨水进行进一步的处理。
景观工程总体设计
景观绿化工程建设在六湖水系网络工程中不可或缺，不仅是展示六湖水系网络建设成果的最佳平台，同时对于水生态修复有着良好的促进与强化作用，具有重要的生态效益，主要体现在以下几个方面：1.控制水深水生态修复以动植物净化为主，通过合理控制水深，设计漫滩、湿地等不同水体环境，为各种动物提供丰富的生境，增大水生态修复的面积，丰富水生态修复的形式。2.丰富岸线渠道岸线设计中，在满足功能的前提下，宜曲则曲，较长的平直岸线段，通过架设水上栈道，为水生植物种植提供条件。驳岸以自然护坡为主，生态自然。3.水质监测作为武汉第一个水生态修复系统工程，六湖水系网络工程具有示范性意义。因此，应在相应点位设置观测平台，满足水质监测和水景观赏的功能。4.生态护岸渠道生态修复的一大要点就是利用水生植物做好生态护坡，同时两岸植被对生态修复的影响亦不容忽视，如构树等浅根性树种不仅是两岸土层稳固的隐患，更存在着落果等影响水质的情况。本工程对两岸现状植被作出分析，替换部分不利于水生态修复的现状植被，以利于固土护坡。5.面源污染控制绿化植被能对地表径流起到很好的过滤和净化作用，是控制面源污染的有力举措之一。本工程范围内的部分渠道局部地段现状植被严重缺失，无法满足滞留和净化的要求。工程将结合现状作出有针对性的景观绿化设计。6.生态修复及配景本工程为生态修复的示范性工程，良好的景观视觉效果很重要。因此有必要结合水生植物做好近岸的景观绿化设计，展现成果与效果。7.中远期景观建设平台水体工程建设有蓝线、绿线及黄线之分，为确保中远期景观绿化建设不对渠道生态修复产生干扰与影响，本次设计将包含滨水及近岸的部分景观建设，为远期的景观绿化搭建良好的生态平台。按照六湖地区总体景观空间构想及分区原则，可分为北部的历史文化风情区（墨水湖及周边地区）、南部的水上休闲运动区（南太子湖、北太子湖地区）和西部的湿地景观文化区（龙阳湖、三角湖和后官湖）等三个功能组团。这三个组团通过两条滨江景观轴、四条城市发展轴和一系列水系、绿化景观轴相连，构成一个有机整体。#p#分页标题#e#
湖泊生态修复技术篇6
关键词：水生植物；水体富营养化；系统修复
中图分类号：tB文献标识码：a
文章编号：1672―3198（2014）16―0186―02
2007年，中国197个河流监测结果显示；其中过半的河流受到硝酸铵、高锰酸和石油的严重污染。超过60%的中国大型湖泊，其无机矿物元素浓度过高导致植物体大量繁殖（特别是藻类），水体溶解氧减少进而使得湖泊众多鱼类和其它有机体大量死亡。在我国严峻的水资源现状条件下，湖泊富营养化问题已经成为突出的社会经济问题，它所导致的藻类水华爆发给我国经济发展和环境安全带来了巨大影响。伴随着水体富营养化，对于维持淡水生态系统的平衡有重要意义的沉水植被迅速退化。原有的生态系统平衡被打破，引发了各种环境问题。例如：2007年，太湖、巢湖和滇池发生大片水华导致当地居民饮水安全受到影响。
富营养化引起水生生态系统失衡的机理是：富营养化的体中氮磷含量较高，高水平的np因子与光照、水温等环境因素综合作用在一定条件下会引发水华暴发，进而导致水体溶解氧大量消耗，水体透明度下降，有些藻类还会产生影响其它水生生物的生长和繁殖的有毒物质，破坏生境的平衡引起水质恶化。n、p的升高使得湖泊的类型有草型转变为藻型，而藻型湖泊由于其n、p的循环速度极快会打破原生态系统的平衡引起水生环境的退化。
水生环境退化的重要表现就是，其水生植被的退化。水生高等植物在湖泊系统生态系统中有重要的生态功能，水生植物的消退与过量生长都会导致湖泊生态系统的不稳定。有研究者认为良性的湖泊生态系统要求：水生植物的生物量要大于1000g/m2，覆盖度要大于30%。同时不同类型水生植物间的合适比例对于维持水生态系统的稳定也有重要意义。
总而言之，我国水体富营养化问题严重，由其所引发的各种环境社会问题已经引起人们的关注。同时，水体富营养化对水生植物的生长而言是灾难性的，它导致大面积水域的水生植被退化，特别是沉水植被。
1富营养化水体n、p含量对沉水植被恢复影响研究进展
我国水体富营养化问题严重，同时由其所引发的各种环境社会问题已经引起人们的关注。水体富营养化对水生植物的生长而言是灾难性的，它导致大面积水域的水生植被退化，特别是沉水植被。对富营养化水体对沉水植物重建的研究主要集中在：沉水植物与富营养化水体中n的关系、沉水植物与富营养水体中p的关系和利用沉水植被修复富营养水体技术等方面。
1.1水生植物对水体中n的关系
富营养水体中的氮形态包括：硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮和有机氮等。不同的物种对不同形态的氮有不同的响应。总体而言，在较低浓度范围内，氮盐的增加可以促进水生植物的生长。但当浓度过高时则会对水生植物的生长产生抑制作用甚至导致其死亡。即对于每个物种而言都有促进其生长的合适的n盐浓度范围。相关的研究进展如下：
叶春等使用nH4no3作为氮源，对马莱眼子菜、苦草和黑藻进行了45天的水培实验，研究不同总氮浓度对三种沉水植物生长的影响，发现当以nH4no3作为氮源时，在2-16mg/L浓度范围内，三种沉水植物的生物量均显著增加且马来眼子菜生物量增量最大，苦草次之，黑藻最小。同时三种植物的株高和鲜重与总氮浓度正相关，而根长则表现出相反的规律。
金相灿等通过狐尾藻和黑藻研究水体氮的浓度和形态对沉水植物的光合特征影响，发现黑藻在总氮低于4mg/L、狐尾藻在总氮低于3mg/L时，其各个光合特征指标随总氮浓度的增加而增大，即在此范围内总氮的增加有利于植物体光合作用的进行。如果总氮含量超出这个范围会对着两种沉水植物的光合作用产生抑制。结合我国的湖泊氮浓度水平，研究者认为大部分湖泊中的氮素不会对这两种沉水植物的光合作用产生直接危害，但由于水生植物对于氮形态的喜好不同，所以在富营养水体修复过程中，应根据水质条件选择合适的先锋物种。
水体中的氮盐含量对水生植物的生长有影响，同时水生植物对水体氮盐的形态转换亦会发生影响。王圣瑞等在室内模拟条件下研究沉水植物黑藻对水-沉积物界面的氮形态影响发现：水体中氮不同形态含量的顺序为：有机氮>氨氮>硝态氮，其中氨氮为主要的可交换态无机氮。沉水植物黑藻并没有该变这种形态格局，但降低了硝态氮和氨氮的扩散通量。
1.2水生植物对水体中p的关系
水体中适量的磷盐可以促进水生植物的生长，但磷含量过高会使藻类过度繁殖进而引起水质条件的恶化，影响水生植物特别是沉水植物的生长。磷是影响水体中藻类生长的重要生长因子，按其来源可分为外源性磷和内源性磷。在富营养湖泊修复过程中，当控制好外源性磷之后，内源性磷的治理就成为治理的重点。而内源性磷主要集中在富营养的底泥中，对于底泥磷释放的研究对湖泊修复就显得尤为有指导意义。
关于水体中磷盐含量与沉水植物生长之间关系的较多，研究结果显示外源性磷增加会使得磷在上覆水和底质的分配比例趋于平衡，同时外源性磷形态决定平衡点。同时沉水植物对磷在底质和上覆水中的分配有重要影响，而底质的吸附作用则对磷分配影响相对较小。
底泥中磷的释放设计物理、化学、生物等多方面的相互作用，是一个复杂的过程。姜敬龙等分析认为：溶解氧、温度、pH值、扰动是主要的物理环境影响因子。而沉水植物则是影响底泥磷释放的一个重要的生物因子。胡俊等研究苦草和狐尾藻对沉积物中不同磷形态间转化的影响发现：沉水植物能够有效降低沉积物中的磷含量，但对其形态并不产生影响。吴振斌等在武汉东湖的大型围隔系统中研究沉水植被对水体营养盐水平的影响，经过一年的实验周期发现：沉水植物苦草、菹草、狐尾藻重建后水体的氮磷含量水平明显降低，并认为恢复水生植被，特别是沉水植被可以有效降低营养盐循环速度进而抑制浮游植物的过度生长。
2利用沉水植被修复富营养水体技术问题
关于沉水植物修复技术的研究涉及的问题较多例如：水体营养盐最优氮磷比的确定、沉水植被修复植物收获问题以及修复先锋物种的选择和不同水生植物的搭配问题。文明章等研究富营养水体中不同的氮磷比对苦草生长的影响发现：当水体营养浓度不对苦草产生胁迫时，较12.5：1和50：1，tn/tp为25：1时，苦草的生物量增长速度最快，生长状态最好。
湖泊底质积累的磷通常远大于水体在的磷含量，有些湖泊中底质中的磷含量含量可以高达水体中的100倍，所以即使切断了外源性的磷，内源性的磷释放控制任务依然艰巨。陈春花分析武汉东湖底子磷释放，认为东湖底泥磷释放对水体磷水平的贡献达25%，并预测在无外源性磷输入情况下，东湖的内源磷释放会使得水体在近20年内保持高的磷含量水平。
对于特定的环境，不同的种修复效果存在差异。高镜清、熊治廷、张维昊等，研究包括金鱼藻、伊乐藻、菹草、湖尾藻和苦草的六种沉水植物对武汉东湖重度富营养化水体磷的去除效果发现：五种沉水植物均能较好吸收上覆水中的磷，抑制底泥中磷的释放保证水体磷浓度处于低含量水平。
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湖泊生态修复技术篇7
关键词：湖泊;富营养化;污染
我国的湖泊众多，分布较广，目前约有4880个。在现代文明社会中，由于人类活动影响加剧，湖泊由贫营养向富营养的演化过程大大加快。特别是近几年，由于湖区工农业生产迅速发展和人口的剧增，排入湖泊的营养物质大量增加，使得我国一些重要湖泊的与营养化进程大大加快。据统计，我国目前有一半以上的湖泊受不同程度富营养化污染的危害。
1、中国湖泊富营养化的特点
1.1湖泊营养程度上升快。据资料显示，太湖水体[1]的富营养化程度每15年上升一个级别。
1.2城郊湖泊的营养化尤为突出。据对我国31个城市湖泊评价，营养程度均呈富营养水平，其中11个湖泊达到重富营养程度。如目前的杭州西湖、武汉东湖、南京玄武湖、长春南湖、济南大明湖、广州大明湖等，均呈富营养程度。
1.3大型淡水湖泊的富营养化问题令人担忧。在我国五大淡水湖泊中，巢湖[2]和太湖已达富营养水平，洪泽湖、鄱阳湖、洞庭湖目前虽处于中营养状况，但是总氮、总磷的含量普遍较高，处于向富营养的过渡阶段，这种大型湖泊富营养化所造成的危害将十分严重，治理将更加困难。
1.4我国湖泊营养程度的提高与磷含量的增加关系密切。在我国绝大多数湖泊中，磷已成为生物（包括藻类）的限制性营养元素，氮磷比普遍高于10:1的比值，其中东部平原和云贵高原的湖泊营养化问题，绝大多数是由于磷含量过多而招致湖泊营养程度上升到。
2、中国湖泊富营养化的原因
2.1工业废水排放
近年来，随着湖区经济的迅速发展，直接或间接排入湖泊的工业废水不断增加，是我国湖泊富营养化进程达到加快的重要原因之一。我国湖泊污染物点源排放主要来自流域。在点源当中，又以湖河道为主要来源。据对全国35个主要湖泊纳污量的初步统计，每天排入湖泊的废水量约为5.646×106t，占入湖废水总量的89.0％，湖区工矿企业和城镇污水的入湖量为6.19×104t/d，占入湖废水量的11.0％。
2.2生活污水排放
据发达国家调查结果表明，每人每天排放n,p量分别为1.3～5.0g和12～14g，城市生活污水中p的质量浓度高达40.0/L，我国目前每人每天排放p、n量分别是0.5～1.0g和8～12g，随着湖区人口的增加和生活水平的提高，特别是家用洗涤剂用量的迅速增长，生活污水对湖泊富营养化影响的程度亦日益增大。
3、中国湖泊富营养化的防治对策
3.1加快重点湖泊富营养化污染的治理工程
目前，我国已达富营养化的湖泊有数十个之多，富营养化污染已经给当地观光浏览、水产养殖和自来水厂的供水造成严重的损失，当前，除了实施有效的外部污染的控制，还应积极地采用有效的湖内治理措施甚至工程，使湖泊水质迅速恢复到良好状态，满足人民生活和生产活动的基本要求。因此在当地经济能够承受情况下，可开展湖泊富营养化治理工程。当前较为成熟的湖内治理的工程技术主要有：
（1）引水工程在有条件的地方修建引进外部清洁水源入湖的水利工程，通过清洁水稀释自净作用，减少湖泊内源的负荷。
（2）底泥疏浚工程富营养型湖泊底泥中，通常都含有丰富的营养物质，是造成湖泊二次污染的主要污染源，通过清淤疏浚，将会有效地减少湖泊内源的负荷，将挖出的淤泥作为有机肥料用于农田，还可以增加农作物的产量。
（3）水生植被恢复与利用技术在富营养化污染的湖泊中，采用恢复大型水生植物的方法，一方面可以抑制藻类的繁殖生长，另一方面，可以通过以水中营养物质养草，以草养鱼和鱼产品供应市场的利用模式，既可以减少湖泊营养物质的负荷，而且可以收获大量的鱼产品。
（4）生物化学控制技术主要有加沉淀剂、深层水排放技术、循环爆气技术、底泥覆盖技术等，各地在湖内治理技术的选用中，应考虑工程费用最小的原则，因地制宜地采用一种或多种治理技术相结合的治理方案，已收到事半功倍的效果。
3.2加强湖泊的环境管理
由于湖泊富营养化是由于集水域内自然、社会、经济等多种原因引起的，因而富营养化问题的解决，除了实施上述湖泊内外控制和治理措施外，还必须采用经济、技术、法律、教育和行政等多种综合管理措施才能实现，根据我国湖泊环境工作的现状，建议切实加强下述方面的管理工作：
（1）建设和健全湖泊环境管理机构目前，我国在湖泊富营养化的管理上存在着管理责任不明，管理机构不健全和无机构、无人员管理的局面，难以适应当前湖泊生态环境与湖区经济建设协调发展的要求，各地应依据湖泊管理需要，建设以政府为主，以部门系统为辅的管理委员会，真正做到有职有权，使湖泊富营养化的控制与治理措施落实到实处。
（2）加强湖泊富营养化外源控制的管理已经制订外源控制措施的重点湖泊，严格检查工程实施的进度，监督工程质量，协调解决实施，一般湖泊亦根据已有的防治规划要求，落实相应的控制措施。
（3）做好湖泊内环境治理工程的管理对已经确定环境治理工程的富营养化湖泊中，组织对综合治理方案的科学论证，协助筹集治理费用，落实各项工程措施，监督工程质量和进度及工程建成后运转情况，实行全过程的科学管理，使各项治理技术发挥预期的功效。
（3）加强湖泊富营养化监测和科研管理及时制订湖泊富营养化动态监测的工作方案，颁发富营养化趋势的预测、预报，组织制订湖泊营养化问题研究的科研课题，为湖泊营养化问题的最终解决提供科技储备。
4、结语
我国大多数湖泊富营养化程度已经比较严重，这不仅需要管理机构有效的治理措施，更需要我们每个人在日常生活中减少废水直接排放到湖泊中，还大家一个干净的水环境。
参考文献
湖泊生态修复技术篇8
（一）科学编制规划。针对墨水湖等湖泊现状和存在的突出问题，我区委托武汉市水务科学研究院编制“一湖一策”方案，制定河湖治理保护与管控的行动路线图，强化湖泊管理保护、改善湖泊生态环境、维护湖泊健康生命、实现湖泊功能永续利用。目前墨水湖的“一湖一策”方案编制已基本完成，通过治理，使湖泊水质全面提升，整个湖区氨氮、CoD、总磷等主要指标达到iV类，逐步提升到Ⅲ类水平。
（二）加快项目建设。按照全覆盖、重实效理念，我区今年墨水湖水质提质的相关项目总投资1.97亿元，目前已完成1.32亿元。墨水湖七里庙段清淤已完工，清淤总量17.32万立方米；墨水湖周边区域雨污分流改造已完成雨污水管道5.4万米，完成投资90%，可按计划10月完工；墨水湖生态修复项目已完成可研和立项批复，正在上报初设；墨水湖南岸清淤，计划对墨水湖南岸湖域清淤35万方，目前正在实施epC招标，年内可完成总工程量的50%。
（三）实施综合治理。年初，墨水湖完成水生态环境修复项目建议书的编制，计划沿湖混流排口全面实现截污，完成重点区域清淤，在湖泊内建设临时水处理站，目前已在南国明珠处和七里庙泵站处各建成一座水处理站，进行面源污染拦截及生态净化，减少初期雨水及面源污染对湖泊水质影响，促进水体循环流动。同时对局部水体进行生物菌剂处理，提升湖泊水质。目前，各项工作正顺利推进，10月可实现湖泊全面截污，年内重点部位清淤可全部完成，临时水处理站可建成并投入使用。在长效管理方面，
“三长三员”全覆盖已全面完成，湖段长全面延伸至社区一级，区水务局与社区联动，有效杜绝污水乱接混接和乱排乱放；区城管委与社区联动，沿湖增设果皮箱10处，加大巡查力度和保洁频次，确保湖岸环境整洁。区园林局加强墨水湖公园和绿道沿线植物的精细管养，对长势不佳的绿植及时更换，对黄土裸露地块及时补植补栽，确保了湖泊优美景观效果。通过增设通透式绿化护栏和导流槽式路障等设施，加强湖泊周边的秩序管理。目前，正在增设绿道沿线的休闲座椅和标识标牌，已满足使用条件的4座公厕已全面对外开放，并派专人进行保洁管理，方便市民游湖赏景。
二、存在困难
目前，我区墨水湖水质提质相关项目还存在一些瓶颈和困难,主要表现在：
（一）墨水湖周边区域雨污分流改造涉及占用主次干道施工约300处，交通疏导难度较大，影响了工程的进展。
（二）湖泊长效管理要从水中延伸到岸上。湖岸边乱耕乱种现象屡禁不止，面源污染仍未得到有效控制；入湖雨水管网沿线洗车、餐饮和小区改建门面的污水乱接乱排，严重影响我区雨污分流成效，污染入湖雨水排口水质。
（三）湖泊雨水排口初期雨水治理还缺乏有效手段。
三、下一步努力方向
湖泊水质提质是一项复杂的系统工程，需坚持不懈，长效推进，更需要创新思维，久久为功，方能实现可持续发展。
（一）坚持问题导向，强化统筹协调。严格实施河湖长巡查制度、联席会议制度和信息共享制度，重点工作一事一议，破解议案办理过程难点问题；完善督查制度、考核激励制度和工作验收机制，确保各部门各单位全力推进，高标准完成。
湖泊生态修复技术篇9
我国河流污染问题严重，已深深影响到人身健康和经济发展，治污迫在眉睫。本文将综述国内外河流污染治理与生态修复技术的最新研究进展，并对各种技术的特点及其对不同类型河流的适用性进行了分析，从众多污染治理技术原理中，归纳总结了物理、化学及生物/生态三大类技术，并分别阐述了各自的特点和优劣性。
关键词：河流污染；治理技术分类；物理技术；化学类技术；生物/生态技术
abstract:thispapersumupthelatestprogressofthedomesticandinternationalriverpollutioncontrolandecologicalrestorationtechnology,andanalyzesavarietyoftechnicalcharacteristicsandtheapplicabilityofdifferenttypesrivers,tosummarizedphysical,chemicalandbiological/ecologicalthreemaintypesoftechnologiesanddescribedtheirowncharacteristicsandadvantagesanddisadvantagesfromanumberofpollutioncontroltechnologyprinciples.Keywords:riverpollution;controltechnology;physicsandtechnology;chemicalclasstechnology;biological/ecological
中图分类号：X52文献标识码：a文章编号:a
前言
河流为城镇提供了饮用水源和农业灌溉用水，对城镇的社会形态和经济发展起着重要的作用。然而，随着工业化和城市化的迅猛发展，作为城镇赖以生存的河流，却成为城镇的排污管道，遭到日益严重的污染，危及人类的健康和生态环境。而随着经济快速发展、城市扩张和人民生活水平的提高，水资源的需求量也越来越大，对河流的水质要求也越来越高，因此河流污染治理和生态恢复问题摆在各级政府和专业技术人员面前。
河流污染治理与生态修复技术种类繁多，但从技术原理上看，可分为物理、化学和生物/生态技术三大类。
1物理技术
物理方法往往治标不治本,污染物只是得到了转移而并没有消除.
1.1调水
调水是通过水利设施(如闸门、泵站)的调控引入上游或附近的清洁水源来改善下游污染河道水质[1]，其实质是由于清洁水的大幅增加使污染物得到稀释从而改善水质，但并未减少河道的污染物通量(总量)。对于上游或附近具有充足清洁水源、水利设施较完善的河网地区，该技术不失为一种投资少、成本低、见效快的治理方法。
1.2曝气复氧
人工曝气复氧技术是根据受污染河流缺氧的特点,人工向水体中充入空气或氧气,加速水体复氧过程,以提高水体溶解氧水平,恢复和增强水体中好氧微生物活性,使水体中污染物得以净化,从而改善河流的水质。人工曝气通过物理吸附、生物吸收和生物降解等作用以及各类微生物和水生生物之间功能上的协同作用去除污染物,并形成食物链去除有机物。
应用形式主要有固定式充氧站和移动式充氧平台两种[2]。主要应用于过渡性措施使用和对付突发性河道污染使用。该技术由于设备简单、易于操作而被许多国家优先选用净化中小型河流。实例有英国泰晤士河，德国emscher河，韩国釜山港湾，美国圣克鲁斯港，北京清河，上海上澳塘，上海苏州河等。
另外,有研究表明采用人工复氧技术并投加生物制剂及底质改良剂,放养水生动植物等集成技术治理河道,效果比单纯复氧更好。[3]
1.3底泥疏浚
底泥疏浚是解决河流内源污染的重要措施，其主要是通过底泥的疏挖去除底泥中所含的污染物，清除污染水体的内源，减少底泥污染物向水体的释放，主要适用于富营养化河流的治理。应用形式有放水作业和带水作业两种。[4]
底泥疏浚因能将污染底泥永久性去除，因而被较多用于湖泊和小型河流。然而，底泥疏浚技术并不一定能从根本上使水环境得到改善。此外，疏浚河道的缺点：一是工程量大，耗资巨大；二是疏浚河道工程的环境后效存在很大的不确定性。
2化学类技术
2.1化学絮凝处理技术(Cept)
化学絮凝处理技术(Cept)是一种通过投加化学药剂(一般为混凝剂)去除水体污染物，改善水质的处理技术，较适用于污染严重、较为封闭的地表水体。且由于其除磷效果良好，特别是低泥磷的释放[5]，有一定效果，也适用于富营养化河流。一般通过直接将药剂投加到水体中或者是将河水用泵提升至建于岸边的永久(或临时)构筑物中，再投加药剂进行河水的化学一级强化处理。
2.2化学除藻
化学除藻是控制藻类生长的快速有效的方法,在治理湖泊富营养化中已经有应用，也可以作为严重富营养化河流的应急除藻措施。但常用化学除藻剂会对鱼类、水草等生物产生危害甚至导致死亡,甚至具有致癌作用；化学除藻虽可使水质暂时得到改善，但不能从根本上解决湖泊富营养化问题[6]，且会造成二次污染，一般不采用。
3生物/生态技术
3.1生物强化技术
生物强化技术，是直接向污染水体中接种外源的污染降解菌，利用其唤醒或激活水体中原本存在的、但被抑制而不能发挥其功效的微生物，并通过它们的迅速增殖，强有力地钳制有害微生物的生长和活动，从而消除水体有机污染及富营养化，消除水体的黑臭以及硝化底泥。目前国内外常用的有集中式生物系统、高效复合微生物菌群及固定化微生物等技术[7]。
在营养化污染水体中，原位修复投菌技术逐渐受到关注[8,9]。日本、韩国、澳大利亚等国采用定期向水中投放光合细菌，由于光合细菌能利用光能和氧将微污染水或废水中的无机和有机碳源及其它营养物质转化为菌体，从而能起到净化水质的作用。
3.2生物促生技术
生物促生技术是通过向污染河流投放解毒剂、降解污染物的多种酶、有机酸、微量元素、常量元素、维生素等，以减轻环境中的毒性，对自然界中污染物降解土著微生物起到促生作用，为之创造一个能顺利完成其自然降解功能的环境，强化污染环境的自净能力，加速对有机污染物的分解。
3.3生物浮岛技术
生物浮岛技术[10]是利用生态工学原理，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。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。
3.4生物膜技术
生物膜法[11]是根据天然河床上附着的生物膜的净化及过滤作用，人工填充填料或载体，供细菌絮凝生长，形成生物膜。利用滤料和载体比表面积大，附着微生物种类多、数量大的特点，从而使河流的自净能力成倍增长。它非常适合于城市中小河流的直接净化。生物膜法具有较高的处理效率，对受有机物及氨氮轻度污染水体有明显的效果。有机负荷较高，接触停留时间短，减少占地面积，节省投资。
3.5稳定塘技术
稳定塘技术是利用天然水体的自净能力，将被污染的河水在一种类似于池塘的处理设备内经长时间缓慢流动和停留，通过生物的代谢活动降解有机污染物的修复技术，适用于富营养化河流。用于河水处理的稳定塘可以利用河边的洼地构建，对于中小河流，还可以直接在河道上筑坝拦水，这时的稳定塘称为河道滞留塘。一条河流可以构建一级或多级滞留塘。
3.6人工湿地技术
人工湿地系统利用土壤填料，植物及粘附在它们上的微生物的物理、化学和生物作用，通过过滤、吸附、沉淀、絮凝、离子交换、植物吸收和微生物分解等多种途径实现对污水的高效净化[12]。从20世纪80年代起，人工湿地在河流污染治理的作用逐渐受到重视，得到越来越多的应用。
人工湿地的分类：按植物的存在形态分为挺水植物，沉水植物和浮水植物[11,20]；按系统布水方式的不同分为表面流人工湿地（surfaceflowwetlands，SFw）、水平潜流人工湿地(HorizonialSubsurfaceFlowConstructedwetland，简称HSF)和垂直潜流人工湿地(VertiealSubsurfaceFlowConstructedwetland，简称VSF)。[13]
3.7土地处理技术
土地处理技术是指利用土壤－微生物－植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能来净化被污染的河水，使河水水质得到不同程度的改善，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产实现污染河水的资源化和无害化。根据水力负荷、污水路径、布水方式、土壤－植物系统结构以及再生水收集方法，土地处理系统可分为慢速和快速渗滤、地表漫流、地下渗滤等主要类型。
3.8多自然河流构建技术
多自然河流构建是要保持、重现及创造河流原有的、多姿多彩的自然风情，使河流充满自然气息。包括生态河床的构建以及生态护岸的建设。
3.8.1生态河床的构建
构建手段主要有：恢复蛇形河槽；利用植石和浮石带法设置深沟和浅滩；在河床比降较大的地方，设置人工落差；设置粗柴捆床等。
3.8.2生态护岸的构建
生态护岸是结合治水工程与生态环境保护而兴起的一种新型护岸技术，在水陆生态系统之间跨起了一道桥梁，对两者的物流、能流、生物流发挥着廊道、过滤器和天然屏障的功能。在治理水土污染、控制水土流失、加固堤岸、增加动植物种类、提高生态系统生产力、调节微气候和美化环境方面都有着巨大作用。生态护岸的特点是进一步加固堤防，滞洪补枯；修复水域生态系统；为城市景观添光增色。
发展趋势
截污是从根本上解决河湖污染的关键，只有污染源从源头上得到控制，才能真正使河湖水质状况得到改善，故此有关部门应加大管理力度，在科学管理的基础上提高河湖污染治理的技术水平。
在治理技术上，生物处理技术因其净化费用低，环境影响小，污染物降解效果好，在污水处理中倍受青睐。高效、无二次污染的生物处理技术及产品的开发研究，尤其是对具有特殊分解能力的菌种的培养筛选也将成为河流湖泊防治技术的发展趋势。向水体中投加具有特殊分解能力的菌种，将水体中有毒有害的物质分解为无毒无害的物质，加速毒性物质的分解转化，不仅可提高对河流湖泊的净化效率，还可实现对河流湖泊的生态修复。
另外，随着河流湖泊水体富营养化问题的日趋严重，以脱氮除磷为主要目标的植物修复技术将成为河流湖泊污染治理的热点，尤其在城市内河污染水体的治理中将发挥重要作用。在城市内河水体中种植水生植物，一方面可以通过植物发达的根系有效地吸收，达到减轻和遏制水体富营养化的趋势，另一方面，通过水生植物的种植和培养，还可以起到美化改善城市景观的作用。[14]
我国的河流污染治理和生态修复起步晚，在制定适合我国河流污染特点的技术路线时，可以参考外国的治理经验，同时考虑治理技术的有效性、长效性、经济性和生态相容性。根据不同河流污染和生态破坏的特点，选择合适的治理技术并加以组合使用，使各种技术之间合理组合，充分发挥各自的优越性。
[1]章营军，孙从军．浅谈污染河道水体治理．造船工业建设，2001
[2]孙从军，张明旭．河道曝气技术在河流污染治理中的应用．环境保护，2001
[3]苏冬艳,崔俊华,晁聪,张建辉,王培宁污染河流治理与修复技术现状及展望河北工程大学学报(自然科学版)2008
[4]魏高峰．江河湖库污染内源治理中的环保疏浚．浙江水利科技，2002
[5]何淑英,李继香,徐亚同污染河流的治理技术研究进展河南师范大学学报(自然科学版)2008
[6]李静会,高伟,张衡等除藻剂应急治理玄武湖蓝藻水华实验研究环境污染与防治,2007
[7]徐海娟，冯本秀河流污染治理与生态恢复技术研究进展广东化工2008
[8]GRommenR,HaUteGHemiV,wamBeKemV,etal.animprovednitrify-ingenrichmenttoremoveammoniumandnitritefromfreshwateraquariasystemsaquaculture,2002
[9]VeZZULLiL,pRUZZoC,FaBianom.Responseofthebacterialcommunitytoinsitubioremediationoforganic-richsedimentsmarinepollutionbulletin,2004
[10]介绍日本的湿地净化技术－人工浮岛2005
[11]田伟君，翟金波．生物膜技术在污染河道治理中的应用．环境保护，2003
[12]el-Khateeb,m.a.,etal.,Useofwetlandsaspost-treatmentofanaerobicallytreatedeffluent.Desalination,2009
[13]R.Haberl,R.p.a.H.m.,Constructedwetlandsineurope.waterScienceandtechnology1995
[14]董晓丹，周琪，周晓东我国河流湖泊污染的防治技术及发展趋势地质与资源2004
湖泊生态修复技术篇10
面临污染和缺水双重压力
对于雄安新区的环境治理，首先要提到的应该是被称为“华北之肾”的白洋淀。白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊，现有大小湖泊143个，水域面积366平方公里。在新区规划中，白洋淀处于核心位置，因此白洋淀有望成为新区核心水环境治理区。据河北省环保厅于2016年6月公布的数据，白洋淀水质为劣Ⅴ类，属重度污染。2017年2月河北省水质月报显示，白洋淀4个断面总体水质为Ⅳ类，水质问题突出。
此外，白洋淀还有一个重要问题是生态缺水。白洋淀入淀水量小，且富营养化严重。历史上流入白洋淀的9条河流大部分已断流，唯一流入白洋淀的府河却工业污染严重。白洋淀依靠引黄入冀补淀工程、穿府济淀工程，维持白洋淀生态用水需求。就在4月5日，保定市王快、西大洋两大型水库开始联合向白洋淀进行为期两个月的生态补水，白洋淀收水量将超过3300万立方米。
白洋淀的生态环境治理，成为建设雄安新区首先要解决的难题。京津冀协同发展专家咨询委员会组长徐匡迪表示，新区开发建设要以保护和修复白洋淀生态功能为前提，白洋淀生态修复也离不开整个流域的生态环境改善。要从改善华北平原生态环境全局着眼，将白洋淀流域生态修复作为一项重大工程同步开展工作。
国家发改委主任何立峰透露，下一步，将加快组织规划编制工作，指导河北省和有关方面高标准高质量编制雄安新区总体规划、起步区控制性规划、启动区控制性详细规划，以及白洋淀生态环境治理和保护规划，确保一张蓝图干到底。
针对白洋淀目前严重的水质和生态问题，河北省先后出台了《白洋淀h境综合整治与生态修复规划（2015―2020）》和《河北省白洋淀和衡水湖综合整治专项行动方案》。其中，专项行动方案提出，到2019年白洋淀区除南刘庄点位水质达到地表水Ⅴ类标准外，淀区其他区域水质达到地表水Ⅲ类标准。规划中推出大力抓好河流整治、生态修复等10类156个项目，总投资近246亿元。
三条主线治理水生态环境
建设雄安新区对区域生态环境质量提出了更高的要求，将为白洋淀乃至整个京津冀生态环境治理带来新的契机。广发证券环保分析师郭鹏认为，雄安新区的设立，破解了京津冀环境治理的长期困局――河北依赖现有产业结构发展经济，而北京较高环境要求依赖周边治理之间的矛盾。这意味着京津冀地区生态环境治理出现重大突破，对该区域推进环保治理和供给侧改革给予了强力支撑。
中国环境科学研究院专家表示，由于雄安新区的整体规划目前还未出台，环境治理市场空间还存在不确定性。目前可以确定的是水环境治理，白洋淀水生态治理有明确要求。不同于传统的水务处理技术，雄安新区的环保规划将采取超前的意识和技术，推动更多创新环保技术实现产业化。
光大证券的研报认为，以白洋淀为点带动整个河北省流域甚至海河流域生态治理，及其衍生的工业点源、农村面源控制、节水及引水工程，市场空间在几千亿元以上。
水生态环境治理主要体现在三条主线上。第一条主线是黑臭水体治理及水生态修复方面。如北京通州区水环境的项目，包括6个河道综合治理项目，6个河流生态带修复工程，20余个生态湿地及公园，总投资逾850亿元。
e20环境产业研究院执行院长薛涛认为，白洋淀的水环境治理存在不少难点。目前，湖泊治理国内还没有特别成熟的技术路线，主要还是依靠岸上截污和河道治理。滇池前后投入了500亿元进行治理，但效果不是很明显。
中国环境科学研究院专家表示，白洋淀未来要达到地表水Ⅲ类的目标，意味着有些重点河流水质要达到Ⅱ类。而目前国内能达到Ⅱ类水治理效果的公司比较少。同时，白洋淀拥有39个纯水村、89个半水村，农村生活污水的治理是一个技术难点。此外，不同于太湖、洱海这些藻型富营养化湖泊，白洋淀属于草型富营养化湖泊，可参考的治理经验较少。
“目前水污染治理方面，到2020年核心目标还是消灭黑臭水体，从黑臭水体治理到实现水生态一步到位的技术储备还不够。”薛涛说，“黑臭水体治理就像西医治标，使水体从癌症到亚健康状态。而水生态修复就像中医调理，实现从亚健康到健康的状态，需要的时间较长。”
第二条主线在市政领域的环保基础设施建设方面。新区的供水、污水、环卫、市政管廊建设和运行维护都将采取高标准。目前雄安新区仅有3座5万吨/日污水处理厂，没有再生水厂。未来新区内人口的增长将带来用水量与城市污水的增长，进而带来水务的新增建设需求。
京津冀协同发展专家咨询委员会副组长邬贺铨估计，雄安新区的三个县加起来大概130万人口，如果未来雄安新区承接非首都功能，加上创新创业的人拥入，人口可能有200万到300万。
薛涛认为，未来雄安新区相当于苏州、宁波这样一个中等城市的市场空间，将有百亿元的投资运营规模，大概率采用ppp模式运行。
第三条主线是引水工程及沿岸的生态维护工程。未来将打通白洋淀和大清河生态廊道建设，通过白洋淀域外调水和域内调水，保障白洋淀的水量。这将带来大量的工程施工及生态园林建设需求。
ppp龙头及技术型企业将受益
瑞银证券中国首席策略分析师高挺认为，雄安新区基础设施投资空间大，20年内社会固定资产投资规模将达到4万亿元，将给水泥、钢铁、铁路、交通等行业带来明显增量需求。雄安新区未来的建设方式之一，可能是近年来大热的ppp模式。
另一方面，作为部级新区，雄安定位为发展高端高新产业，一批具有高新技术的环保产业将在雄安新城落地。中信证券研报认为，与以往的环保订单相比，政府资源将相对弱化，对于整体解决方案和治理技术要求会更高，技术型公司相应受益将更加突出。