水生態修復技術在河道治理中的應用與研究

金星 強超 閆東宇 金揚泉 江蘇省水利勘測設計研究院有限公司

王克磊 山東省海河淮河小清河流域水利管理服務中心

在眾多學者的研究中指出，水生態修復技術強調自然生態與環境的恢復，強調利用水生態系統中的動植物、微生物來降解、轉化以及吸收河道中的污染物。該技術的良好運用能夠為水生物創造出一個良好且適合的生存環境，同時，還能有效推進水生態系統的建立以及保護，推動城市水環境的可持續發展，為構建環境友好型社會作出積極貢獻。

1.水生態修復概念

在學者黃鑫宗（2016）研究中指出，完整的水生態系統需具備水生植物群落以及水生動物、微生物群體等等，而水生態修復技術正是運用栽培植物以及微生物的方式來達到降解污染物的目的，進而使得水生態環境得以恢復，起到凈化水環境的作用。在該學者的研究中指出此技術的運用具有著成本低的優點，受到眾多水環境治理人員的關注。而在一座城市中，由于工程建設、工業污染等等，對于河道中的水生物以及水環境治理造成了較為嚴重的影響，最終使得城市水生態系統不斷退化。為有效推進城市水環境的治理，除了要依靠水體的自凈能力之外，更需要充分利用水生態修復技術。

2.水生態修復技術的種類

水生態修復技術從誕生之初發展至今已經有多年的歷史了，水生態修復技術在城市水環境治理中得到了較為廣泛的運用，且在總的水生態修復技術體系下還有著生物處理技術、人工濕地處理技術、人工浮島技術等等，這些都需要水生態治理人員更多地去了解，認知每一類技術的特點與具體的運用，進而根據城市水環境的具體情況來選擇合適的修復技術，切實推進水環境治理。

2.1 生物處理技術

生物處理技術是水生態修復技術中最為常用的一種，在學者劉莎（2019）研究中指出生物處理技術其實就是利用人工篩選微生物的這一方式來獲取具有特定功能的微生物菌種，在篩選微生物時，需要結合城市水體的實際情況，結合城市河道中污染物的排放性質，讓特定的微生物菌種發揮積極作用。一般情況下，利用生物處理技術來對河道進行處理需要以人工的方式進行增氧，營造好微生物生長的良好環境，讓微生物能夠在適宜的水體環境中生存、繁衍，進而發揮其最大作用。但同時，在具體的運用過程中，還需要依據城市河道的污染面積，水流情況等等進行綜合考慮。圖1為微生物處理污水的具體示意圖。

圖1 微生物處理污水示意圖

2.2 修建生態岸坡

合理修建生態岸坡能夠較好地發揮治理河道的作用，且在一定程度上還能起到美化環境的作用。經過長時間的發展，生態岸坡的形式以及作用已經和以往大不相同了，其作用更加多元化，區別于傳統的防洪、排澇，現階段下生態岸坡的修建更具有安全、生態的作用。其在修建的過程中，強調了恢復原有的自然規律，因而生態岸坡的修建需要貼合自然環境，在修建過程中要能夠不斷吸收原有的環境保護理念，保證生態岸坡能夠發揮其原本的作用。而在部分學者的研究中指出岸坡的植物選擇，邊坡的形式以及材料等等的選擇都會對最終的成果產生較大的影響。因而在利用生態岸坡修建的這一方式進行水環境治理時，更需要讓水環境治理人員學習相關知識，充分考慮到城市河道的具體情況，進而選擇適宜的生態岸坡進行修建，深入貫徹環境保護的理念，積極發揮其原本的作用。圖2為某地區生態岸坡的修建示意圖。

圖2 某地區生態岸坡

2.3 人工濕地處理技術

相比于以上兩種水生態修復技術，人工濕地處理技術則是一項更具綜合性質的生態修復技術。在人工濕地處理技術的實施過程中，需要將生態系統中的化學、生物、物理等等各方面的相互作用進行有機結合，并以此來達到對水環境的凈化作用。在相關學者的研究中，指出人工濕地處理系統需要具有一定的坡度區域，這樣才能方便工作人員的施工，共同打造濕地，發揮濕地的積極作用。在人工濕地的組成中，需要有著微生物、植物群體，除此之外，還需要合理選擇人工填料。在填料的這一過程中，需要留有一定的縫隙，這是為了給水的流動提供一定的空間，以此來達到水循環的作用，進而做到保持水土。在部分學者的研究中指出了積極打造好人工濕地能夠很好地維持水環境中的生物多樣性，由此能夠為水環境中的各類生物提供良好的生存環境，通過人工濕地、水體環境、水生物共同營造良好的水生態系統[3]。且人工濕地還具有著美化環境的積極作用，由此，人工濕地處理技術在多個城市中得到了廣泛的運用，很多城市中的環境治理部門都利用人工濕地處理技術的優勢來積極打造人工濕地，以達到美化城市的環境，凈化城市空氣的目的。

2.4 人工浮島技術

人工浮島技術同樣是一項具備著綜合性質的水生態修復技術，如在學者張磊（2015）研究中就明確指出了在城市中利用人工浮島技術來積極打造生態浮島，充分利用水生植物以及浮床作為載體，通過水生植物的根系來對河道中的污染物進行吸附，進而達成降解污染物，美化環境的積極作用。在該學者的研究中指出了人工浮島技術的運用需要水環境治理人員了解人工浮島的特性，根據城市河道中的污染程度，水體流動等來合理選擇水生植物，切實將微生物固定于浮島材料中。由此，人工浮島技術的運用相對較為靈活，浮島的修建也較為簡單，除此之外，浮島的維修并不需要耗費過多的時間與人力。由于人工浮島的這些優點，使得該項技術在城市河道治理中的運用越發廣泛。人工浮島的大面積運用對保護河岸，改善城市水環境同樣有著積極作用。在很多時候，人工浮島的修建與具體運用，甚至成為了城市中的一道風景線。透過對人工浮島技術的分析，發現人工浮島主要用于解決河道近2m高水位落差的這一情況下，采用濕式浮床，并結合水體條件來培養出根莖繁殖能力較強的浮島植物，這樣一來，既能很好地降解河道中的污染物，起到凈化水體作用，同時也使得這些植物形成一道特殊的風景。而選用的植物主要有著千屈菜、旱傘草、鳶尾等等。圖3是某地區人工浮島示意圖。

圖3 人工浮島示意圖

3.水生態修復技術在河道治理中的具體運用分析

3.1 合理選擇植物

水生態修復技術中，不論是人工浮島、人工濕地或是生態岸坡的打造都需要利用各類植物，由此，合理選擇植物是有效運用水生態修復技術的關鍵一環。選用植物的種類需要體現出一定的優勢，同時也需要符合城市中河道水體污染的具體情況。選用的植物要能夠針對城市河道中的水污染進行有效治理，植物的根系要能夠提取河道中的污染物質，且將各類污染物質進行有效的降解與吸收。因每一個城市的污染排放不同，生產出來的污染物不同，對于城市河道水體的影響也不盡相同，若是盲目地依據其他城市在利用水生態修復技術中所用到的各類植物，產生的效果也將大不相同，同時，也難以發揮水生態修復技術在城市河道治理中的具體作用。在選擇植物的時候，需要結合城市河道的水環境狀況，以多種植物相配合的方式來進行河道治理，這樣一來，既能夠保證城市河道水體中生物的多樣性，又能夠很好的增設景觀效益。比如成都白馬湖就采用了高耐污的水生植物來進行水質凈化，而在人工湖生態系統基于穩定之后，水下森林以及水下草皮的覆蓋率基本能夠達到60%，進而在城市水環境中增設了水下景觀。

3.2 注重河流形態的多樣性以及生物群落的多樣性

水生態修復技術的運用與其他的河道治理技術有著本質上的區別，運用該技術進行河道治理時，相關人員需要考慮到城市河流所具有的不同的生態系統，若在修復過程中破壞了河流自身的生態系統，將會對后續工作造成不可逆的不良影響。如在自然狀態下，很多河流都會呈現出蜿蜒曲折的形態，這對于保障河流中的生物群落多樣性有著積極意義。而城市發展過程中，為了更好地對河道進行管理，通常會對河道進行整頓，使得城市河道與自然狀態下的河道有著明顯的區別，加之城市污水、污染物的排放等，都將對河道的水體環境造成危害，河流形態的多樣性以及生物群落的多樣性都將受到影響。而水生態修復技術的運用，則要求相關人員在注重河流形態的多樣性以及生物群落多樣這一基礎上合理選擇水生植物、微生物、藻類植物等等，利用魚、蝦等水生動物共同構建一個良好的水循環系統。除此之外，還需要積極建立人工水草設施、修建生態護岸等等，以此來共同展開對河道中污染物的降解、吸收等工作，凈化水體環境。在利用水生態修復技術進行河道治理工作時需要注意的要點如圖4所示。

圖4 水生態修復技術的運用要點

4.結語

總而言之，隨著國家對于環境保護的越發重視，構建環境友好型社會已經刻不容緩。而城市發展中由于各類污染物、廢水的排放，對城市河道水體環境造成了較大的影響，破壞了城市水體的生態系統。如何治理河道，修復水生態系統則成為了該領域專家、學者們的研究熱點。水生態修復技術能夠在河道治理的過程中發揮積極作用，有效治理河道污染，且能在此基礎上起到美化環境，凈化空氣的作用。以上論述主要說明了水生態修復技術的種類及運用要點，希望能夠引起相關人員的重視，并切實發揮水生態修復技術的作用來展開河道治理工作。