歐洲河流修復簡介

(1.中國科學院 重慶綠色智能技術研究院，重慶 401122；2.重慶大學 城市建設與環境工程學院，重慶 400030)

環境與生態

歐洲河流修復簡介

楊吉祥1茍堯2方芳2郭勁松2

(1.中國科學院 重慶綠色智能技術研究院，重慶 401122；2.重慶大學 城市建設與環境工程學院，重慶 400030)

河流修復對環境、社會和經濟方面都具有積極的意義。介紹了河流修復在歐洲的驅動力、進展、修復準則、技術手段、修復效果及案例。通過《歐盟水框架指令》等一系列指令的推動，歐盟境內河流的生態狀況得到了很大改善，對我國的河流修復工作具有一定參考意義。

河流修復；生態修復；修復準則；修復效果；歐盟水框架

河流修復是通過綜合采用生態、物理、空間管理等手段，提高河流的生物多樣性，使河流具備休閑、防洪和景觀等多項功能[1]。河流修復并非是使河流恢復到受人類活動影響前的原始狀態，而是將其修復至對社會和環境有積極影響的狀態。河流的環境、社會和經濟價值表現在3個方面： ①改善景觀和生態多樣性，提供休閑場所，對周邊居民和動物的健康有積極影響；②改善氣候，降低洪水危害；③提高飲用水水源、灌溉用水質量。近年來，我國在進行大量的黑臭水體修復工作[2]。通過總結歐洲河流修復經驗，對我國黑臭水體治理工作具有一定的參考價值。

1 政策依據

人類活動在削減河流帶來經濟價值的同時，對防洪、排水、廢棄物管理和公共空間的質量也會帶來負面影響。歐洲河流的修復工作始于20世紀80年代，初期的河流修復內容僅將其恢復到初始狀態而不涉及生態修復。歐盟頒布了一系列相關規定，要求歐盟成員國采取特定措施進行河流修復，以降低洪水的危害及增強對野生動植物的保護[1]。《水框架指令》(Water Framework Directive)、《防洪指令》(Floods Directive) (2007年)和《棲息地指令》(Habitats Directive)是歐盟境內推動河流修復的主要政策依據。《水框架指令》旨在修復歐盟境內的河流、湖泊、小型水體和濕地。《防洪指令》要求歐盟境內成員國評估所有河道和海岸線上發生洪水的風險。《棲息地指令》則支持在歐盟境內保護野生動植物及其棲息地以獲得具備生物多樣性的自然環境。其中，2000年頒布的《水框架指令》包含了明確的實施進度，見表1。該指令要求所有水體生態環境質量在2027年前達到良好水平，相關工作以6 a為1個周期循環開展，例如，2009～2015年為第一個周期，2015～2021年為第二個周期。

表1 《水框架指令》實施進度[3]

目前，大部分歐盟國家正按照《水框架指令》實施進度表的要求執行，并已進入到流域管理的第二個階段。

2 修復準則

通過借鑒時間跨度長達27 a的《水框架指令》內容，我國在2015年頒布了《水污染防治計劃》，推動了國內黑臭水體的治理工作。從已有文獻資料看，國內將黑臭水體修復工作視為一項短期工程項目[2，4-7]。相關機構人員提出了“外源減排、內源清淤、水質凈化、清水補給、生態恢復”的技術路線，并采用了多種技術手段進行落實[5]。歐洲部分河流流經多個歐盟成員國，因此在修復過程中需要多個國家協作完成。經過長期實踐，各成員國均獲得了寶貴的經驗，并提煉出了以下8項修復準則[8-9]。

(1) 識別、掌握和利用河流的自然凈化能力。通過識別河道中復雜的物理、化學和生物等自然凈化過程，有利于掌握導致河流生態功能退化的原因。在此基礎上可以提出修復河流最為有效的手段。同時，河流修復應充分利用該凈化能力。生態修復法是近年來在國內外均得到快速發展的一種河道水體修復技術。

(2) 與當地社會經濟發展相協調。河流修復應與當地的城市、工業發展、防洪和供水等方面有機地融合。同時，在人類需求和自然環境供給、河流修復與水資源管理方面做到有機的統一。國內有學者提出，河流修復應當與海綿城市、智慧城市的建設相結合[4]。

(3) 合理控制修復范圍以構建有效的生態結構及實現功能恢復。河道生態環境受眾多因素的影響，若河流修復范圍過小，那么影響河道生態質量的主要因素可能因未被涉及而導致河流修復的失敗。

(4) 設置清晰、可實現和可量化的目標。目標應在各方面反映河流修復的效果，若有可能，還應考慮社會、經濟等方面因素。然而完全逆轉數十年人類活動的負面影響需要較長的時間，因此，需要設置短期目標以體現河流修復的效果。

(5) 為未來發展預留空間。河流修復需要關注修復區域未來在景觀、規劃等方面的變化，例如土地利用、污染負荷、水力演變等。由于未來存在不可預測性，河流修復應為一些不可測的因素預留一定的空間。

(6) 考慮修復成果的可持續性。河流系統處于動態變化中，這意味著河流修復的效果在修復工作結束后較難維持。國內在實踐中也考慮了修復成果的可持續性并通過一定的組織管理體系加以確保[5-6]。

(7) 各利益相關方共同努力。利益相關方包括政府各個相關部門、土地所有者、居民和相關團體。

(8) 監測、評估、完善和分析修復成果。根據河流修復的目標設置監測計劃可以有效地對河流修復過程進行監管。通過監測數據可判斷河流是否恢復了健康的生態結構及其功能、是否取得了一定的社會經濟效益。監測工作應在河流修復工作完成之后持續一段時間以評估河流修復的有效性。

從以上準則可以看出，歐盟境內的部分河流修復是一項長期、系統的工作而非短期的工程項目。

3 修復對象、手段和經濟效益

圖1為對歐盟境內約23 000條河流修復項目所提出的目標，其中，改善河內水質的項目占項目總數的55%，河岸修復項目數占23%，改善河內水流和棲息地的項目各占11%。圖中所示的修復目標很難在對某一河流的修復實踐中一并實現，而是需要根據河流現有狀態，在進行技術經濟比較之后選擇恰當的修復目標。例如，對河道狹窄且水量較大的河流，在河道內構建生物棲息場所顯然是不恰當的。

圖1 河流修復目標[8，11-12]

河流修復所采用的技術手段多種多樣。圖2給出了對不同河流修復的目標以及對應的修復手段。河流水質在通過截留細沙進入河道、氮磷去除、遮陰及沉積落葉等多種方式作用下得以提高。由于河岸上的植被與河道中的水接觸相對較少，對去除水中的氮、磷作用很小，但是岸邊樹木提供的遮陰作用以及進入河中的樹干為水生動物提供了良好的棲息場所。國內相關專家認為河岸生態系統是聯系陸地和水生兩大類生態系統的紐帶, 邊緣效益顯著, 對河流變化極為敏感, 所以河岸修復是河流生態修復的重點[7]。這一觀點在圖1中也得以充分體現。河內棲息地的修復可以采用制造淺灘、小池子、人工擋板或木堰等方式。河道水流的修復方式是改變河水的流態，例如，拆除現有的水壩或者改變水壩的運行方式使得河水的流動狀態更為自然[10]。但是這一技術手段在國內鮮見運用，這可能與國內黑臭水體修復工作的對象主要集中在城市內河有關[2，4-7]。圖2中大部分技術手段較為常規，在國內運用廣泛。但是圖2顯示歐洲的河道修復技術體系更為成熟。河流修復還可能涉及雨水管理、流域管理等河道外的工作。歐洲的河流修復理念囊括了我國現有黑臭水體修復工作以及正在進行的海綿城市的建設工作。歐洲河流修復不僅提升了河流水質，而且在水量、生態上均達到健康狀態。

圖2 河流修復技術手段[8]

從圖2可以看出，歐洲的河流修復是一項系統性工程，工程成本一般較高。在歐洲，河流修復的資金源自歐盟專門的項目(例如歐盟“LIFE”計劃)以及相關組織和政府機構。河流修復的效果通常從社會、環境和經濟利益3個方面進行綜合考慮。雖然河流修復需要耗費大量的資金，但是它也能產生巨大的經濟價值。例如，英國投入460萬歐元對美士布陸(Mayesbrook) 公園環境進行了修復。經過測算，在40 a內，英國從醫療、娛樂和旅游方面受益約3 000萬歐元。20世紀90年代，紐約市的供水系統受到城市發展和農業面源污染的威脅。經過評估，若新建一套供水系統，成本在60～80億美元，采用修復供水點上游流域的方法僅需要10～15億美元。由此可見，生態修復的方法成本相對較低[13]。

4 修復效果

通過總結不同河流多年的修復效果可知，河流修復對水生植物的多樣性、河內魚類和大型底棲生物等保護效果顯著[14]。河流修復的效果受周邊農業、河道寬度、修復后的時間影響很大。河道的拓寬對水生植物影響較明顯，而在河內采用相應的技術措施對魚類和大型底棲生物的影響較大。若流域中存在大量的農業用地，那么修復效果會受到負面影響，這可能與農業中使用的肥料進入河道有關。同時，修復效果與修復完成后的時間息息相關，修復效果在一段時間后可能會減弱甚至消失。由于修復效果受到各種因素影響，河流修復效果需要根據具體的情況采用相應的手段進行維護。

5 歷史修復案例

20世紀70年代，萊茵河是一條污染嚴重的河流。在經受了一次汞污染事件之后，萊茵河的生態系統被徹底摧毀。在80年代，由于向河內排放的污水量的減少及污水處理水平的提高，萊茵河的水質得到了一定程度的改善。然而在1986年，萊茵河的水質再次受到嚴重的化學污染，經過約20 a的努力，通過一系列生態修復措施，萊茵河水質最終得以有效恢復。

英國的泰晤士河也曾是一條被嚴重污染的河流，其生態系統在1957年幾近完全摧毀[15]。生態修復工作費用高達數十億英鎊，經過修復，泰晤士河目前被認為是歐洲境內最為清澈、生態多樣性最豐富的河流[16]。然而在2014年，經過《歐盟水框架指令》的評估，泰晤士河流域內的397條支流中僅有83條的生態狀況被評為“優”，237條河流為“良”，61條河流為“較差”，其余16條為“差”。由此看出，河流的生態修復是一項耗資巨大、難以在短時間內各項指標均達標的工程。

通過總結歐洲河流修復歷史可以發現，歐洲河流的修復工作計劃用27 a完成，這與修復需要多個國家參與、大量資金投入且河流修復具有耗時長、見效慢的特點有關。目前，大部分歐洲國家均按照《水框架指令》進度表進行境內河流的修復工作，且在增加水生動植物多樣性方面取得了很大成效。從修復目標看，改善河流水質和河岸修復是工作的重點。盡管在河道內采用的技術手段較為常規，但歐洲修復河流的技術系統比國內更為全面，包括雨水管理、水系重構等。在經濟效益方面，國內關于河流修復收益的相關報道比較罕見。從歐洲國家經驗可以看出，河流修復雖然需要大量的資金，在醫療、娛樂、旅游方面得到的收益甚至可以超過修復的成本。

6 結 語

河流修復是一個涉及經濟、社會、環境等多方面因素的系統工程，其耗時長、社會影響大。通過《水框架指令》等一系列指令近30 a的實施，歐盟境內河流的水質、生態得到了極大改善。歐盟的河流修復經驗對我國黑臭水體的治理具有一定的參考價值。

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2017-09-15

國家科技支撐計劃“池塘養殖水質凈化和修復技術研究與示范”(2015BAD13B03)；自然科學基金項目(51408583)

楊吉祥，男，中國科學院重慶綠色智能技術研究院，副研究員.

1006-0081(2017)12-0001-04

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(編輯：李曉濛)