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珠江三角洲城市河涌生物—生态修复工作初探

王现方  崔树彬

(珠江水利科学研究院  广东 广州  510611

 

摘要:本文对珠江三角洲地区开展城市河涌生物—生态修复工作的必要性和基本思路、技术路线等方面进行了探讨。认为:该地区实施生物—生态修复应当认真调查研究,区分河涌自然条件、污染程度、污染类型和生态、景观问题,筛选先进适宜技术,循序渐进地开展工作。

关键词:生态修复  城市河涌  珠三角

一、  生物—生态修复技术及工作的必要性和基本思路

1、生物—生态修复技术

城市河涌生物—生态修复技术包括生物修复技术、生态修复技术和生物—生态修复复合技术。生物修复技术主要有:①河涌内,包括坝、陂前的河道内增氧技术;②用于改善或处理河流水质的河道傍侧工程、河道底部工程;③直接向河道内投放特效菌种、高效菌种或利用特种、高效菌种直接净化河流水质的工程技术等。生态修复技术主要包括:①生态护岸工程、生态堤防工程、人工湿地工程等;②水生植物修复技术、水生动物修复技术,生物增殖、放流技术,人工产卵场、越冬场、育幼场、回游通道等。生物—生态修复复合技术包括:①微生物修复与植物、动物修复复合技术;②微生物修复与生态河岸、生态堤防复合技术;③生态、生物修复与保育、管理技术复合;④河道内生态修复与河道外湿地修复技术复合;⑤陆地水土保持、生态修复与河流生态修复技术复合,等等。

2、工作的必要性

珠江三角洲有大小河涌一千多条,随着城市化发展,这些河涌污染问题愈来愈加突出,严重影响城镇居民生活质量和生态、景观环境质量,对该地区的社会经济可持续发展和建立和谐社会十分不利。广东省委、省政府和各个城市的市委、市政府对河涌整治和治理工作十分重视,早在2001年,省委、省政府就提出了从2003年开始,“一年初见成效、三年不黑不臭、八年江水变清”的目标。广州、深圳、佛山、珠海、中山、东莞、江门等城市都已制订了城市污水治理规划,投入了大量资金。但效果不甚显著,城市河涌、河道依然黑臭。以深圳市的情况为例:深圳特区为新建城市,城市建设完全采用成片规划、成片开发,雨水、污水管网采用完全分流制,整个排水系统基本完全实现了雨、污分流;截至2003年,已经建成的污水处理厂有:罗芳、滨河、南山、蛇口四座,设计污水处理总规模为142m3/d,与当年的污水排放量125m3/d相比,高16.6%。然而直至目前,深圳特区内大小河涌的污染依旧,又黑又臭。究其原因,除了城市截污不能彻底和污水处理厂的处理深度不能达到环境用水要求之外,该市所采用的治污技术单一,没有能够很好研究和采用河涌污染生物—生态修复技术也是其中的重要因素。

3、基本思路

由于河涌生物—生态修复技术措施较多,并且其间又相互复合而产生不同的特色和不同的适应性等情形,从而使得研究该技术在珠江三角洲的作用变得非常重要。同时,河涌生物—生态修复技术又是一项具有投资省、见效快,并且基本不占用城区土地和干扰居民生活、生产的新技术,从而更使得该项技术的开发和研究单位众多,容易造成鱼目混珠,真伪难辨。为此,研究生物—生态修复技术在珠江三角洲城镇河涌污染治理中的适应性及其效果和示范是非常重要的和必要的,对于社会经济可持续发展和打造山、水、城、海、田和谐社会具有重要意义。在此基础上,编制珠江三角洲城市河涌生物—生态修复工程技术导则,具有更为重要的社会、经济和环境效益。

二、  国内外研究概况和工作重点

1、生物修复技术研究概况

河流生物修复技术的核心是微生物及微生物的养育和使用。自上世纪70年代以来,发达国家就十分重视生物技术在环境领域的应用,并开展了大规模的科研活动。目前已开发了一系列的环境生物技术及其产品,并在世界上广泛应用于污水处理、大气净化及污染环境介质治理等诸多方面。例如,美国Charabarty构建的超级细菌可快速降解土壤和水体中的石油组分,该技术已获得专利,并在海湾战争中得到了应用。目前,英、法、德、荷等国已取得大量实用性的环境生物技术研究成果,部分已经商品化。如英国ICI公司的生物可降解塑料等环境友善产品(EnvironmentallyFriendlyProducts),在世界上具有广泛影响。荷兰在环境生物技术的研究及应用中在欧洲居领先地位,自1982年以来,已利用环境生物技术治理并恢复了6000多处污染地,一批公司,如GistBrocedes公司已迅速发展起来。

将微生物修复技术应用在河湖污染直接净化或生态恢复中,以日本和韩国的实例较多。以日本为例,60年代中期,日本城市水系有机污染问题开始抬头,日本政府在治理上采取了污染源对策和河流环境改善对策(包括河床的清淤疏浚和引入清洁水体稀释)。经过治理后的水质有所改善,但很多水系仍未达到水质环境标准。从70年代中期开始,在各地开展了多种河流、湖泊生物修复研究。1983年,日本第一个河流生物修复设施在吉野川开始正式投入使用,此后在各地逐渐推广,女口平濑川、古崎川、高良川、大倔川、富雄川等都先后开工兴建了河流生物—生态修复工程。进入90年代,日本建设省在全国范围提出并实施了规模浩大的河流综合水质保障"清流再生21"计划。其主要内容就是直接普及、推广和实施河湖污染生物—生态修复技术。

2、生态修复技术研究概况

河流生态修复技术起源于“河岸工法”或称“生态水工学”。发达国家科技界和工程界针对水利工程对于河流生态系统产生的负面影响,提出了如何进行补偿的问题。20世纪50年代德国正式创立了“近自然河道治理工程”,提出河道的整治要符合植物化和生命化的原理。河川的生态工程在德国称为“河川生态自然工程”,日本称为“近自然工事”,或“多自然型建设工法”,美国称为“自然河道设计技术”(naturalchanneldesigntechniques)19996月,美国陆军工程师团完成了《河流管理-河流保护和恢复的概念和方法》(Stream Management- Concepts and Methods in Stream Protection and Restoration)研究报告,对河流生态保护与恢复方面的问题进行了系统阐述;20019月出版了《河流恢复工程的水力设计》(Hydraulic Design of Stream Restoration ProjectsERDC/CHLTR-01-28);2001 4 月,澳大利亚水和河流委员会出版了《河流恢复—澳大利亚西部河流的自然保护、恢复和长期管理导则》( RiverRestoration A Guide to the Nature, Protection, Rehabilitation and Long-term Management of Waterways in Western Australia);英国于20024月发布了《河流恢复技术手册》( Manual of River RestorationTechniques)。从而可见,国外河流生态恢复或修复的水工学方法日渐成熟。

3、工作重点

河流或河涌的生物修复技术与生态工学修复技术的复合或结合,是目前世界各国争相研究或正在开发应用的一个新领域。珠江三角洲城市河涌自然条件复杂,污染程度不一,污染物类型甚多,生态和景观破坏的形式也多种多样,同时又受潮汐水流和咸淡水混合的影响。因而,生物—生态修复工作难度大。为此,建议城市河涌生物—生态修复工作分两个阶段进行。第一阶段重点对三角洲河涌参数现状进行研究分类,同时研究国内外不同生物—生态修复技术对不同类型河涌的适应性,确定河涌分类治理的技术路线、工程方案和工艺流程。第二阶段是选择典型河涌,开展示范工程研究和编制珠江三角洲城市河涌生物—生态修复工程技术导则。

三、  工作内容和技术路线

1、工作内容

第一阶段工作内容应包括:

①珠江三角洲城市河涌现状调查及治理技术评价

建议通过遥感卫星图片和现场调查、资料收集相结合的方法,研究识别珠三角城市群现有城市河涌的河道水文基本情况、污染现状和治理、整治情况,并根据水文情势、污染程度、潮汐影响、环境容量、整治措施和治理水平等要素进行分类和分析评价。

②国内外城市河涌生物—生态修复技术调查及适宜性评价

建议通过查阅文献资料、实地踏勘,以及走访专家、请求指导等方式,收集国内外主要城市河涌的生物—生态修复技术资料,并结合珠江三角洲城市河涌的实际情况,对其在本地区的适宜性进行分析评价与研究,优选典型的治理工程与技术。

③珠江三角洲城市河涌分类治理方案研究

建议在城市河涌现状调查、分类研究和国内外技术现状调查、适应性评价的基础上,确定珠江三角洲不同类型城市的生物—生态修复技术路线、工艺流程和工程方案,编制珠江三角洲城市河涌生物—生态修复技术研究阶段报告,并组织专家进行评审和阶段验收。

第二阶段工作内容:

建议选择一条或两条具有代表性的河涌,研究2~3套生物—生态修复技术方案,分别进行工艺流程设计,工程方案设计和初步设计与施工设计,并通过专家评审和优选,建设1~2处河涌生物—生态修复示范工程,研究工程运行参数和处理效果,通过与国内外和本地区已有实例工程的类比与分析研究,推荐珠江三角洲城市河涌生物——生态修复工程的技术路线、工艺流程和设计参数,编制珠江三角洲城市河涌生物—生态修复工程技术导则和项目研究技术报告(总报告)。

2、技术路线

四、  结论

在国外,城市河涌整治的生物—生态修复技术基本成熟,珠江三角洲是我国社会经济发展最具活力的地区之一,城市化发展速度惊人,由此带来的河涌污染蔓延、景观生态破坏随处可见,实践已经证明,单靠城市污水处理厂不能解决城市河涌污染和景观、生态破坏。

珠江三角洲河网密布,城市河涌众多,问题类型复杂。实施城市河涌生物—生态修复应当循序渐进,认真开展调查研究,区分河涌自然条件、污染程度、污染类型和生态、景观问题;认真筛选国内外的先进技术,研究适合不同类型河涌的工艺技术路线和工程技术方案,在总结经验的基础上,制定本地区河涌生物—生态修复技术导则,有计划、有步骤、分阶段和分期、分批地开展河涌生物—生态修复工作。

 

参考文献

[1] 崔伟中,日本河流生态工程措施及其借鉴[J].人民珠江,2003(5).

[2] 李洪远 鞠美庭,生态恢复的原理与实践[M].化学工业出版社,2005.

[3] 董哲仁,生态水工学的理论框架[J].水利学报.2003(1).

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[5] National Research CouncilRestoration of  Aquatic  Ecosystems  [M] National Academy Press,Washington D.C  1992.

[6]. 董哲仁等,受污染水体的生态修复技术[J].水利水电技术,北京,2002(2).

[7] 崔树彬 刘俊勇等,论河流生-生态修复技术的内涵、外延及其应用[J].中国水利,2005(21)

 

 

王现方,男,河北石家庄,195610月,高级工程师,硕士。

2006-08-24
 
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