水生态修复技术在河道治理中的应用与研究

金星 强超 闫东宇 金扬泉 江苏省水利勘测设计研究院有限公司

王克磊 山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心

在众多学者的研究中指出，水生态修复技术强调自然生态与环境的恢复，强调利用水生态系统中的动植物、微生物来降解、转化以及吸收河道中的污染物。该技术的良好运用能够为水生物创造出一个良好且适合的生存环境，同时，还能有效推进水生态系统的建立以及保护，推动城市水环境的可持续发展，为构建环境友好型社会作出积极贡献。

1.水生态修复概念

在学者黄鑫宗（2016）研究中指出，完整的水生态系统需具备水生植物群落以及水生动物、微生物群体等等，而水生态修复技术正是运用栽培植物以及微生物的方式来达到降解污染物的目的，进而使得水生态环境得以恢复，起到净化水环境的作用。在该学者的研究中指出此技术的运用具有着成本低的优点，受到众多水环境治理人员的关注。而在一座城市中，由于工程建设、工业污染等等，对于河道中的水生物以及水环境治理造成了较为严重的影响，最终使得城市水生态系统不断退化。为有效推进城市水环境的治理，除了要依靠水体的自净能力之外，更需要充分利用水生态修复技术。

2.水生态修复技术的种类

水生态修复技术从诞生之初发展至今已经有多年的历史了，水生态修复技术在城市水环境治理中得到了较为广泛的运用，且在总的水生态修复技术体系下还有着生物处理技术、人工湿地处理技术、人工浮岛技术等等，这些都需要水生态治理人员更多地去了解，认知每一类技术的特点与具体的运用，进而根据城市水环境的具体情况来选择合适的修复技术，切实推进水环境治理。

2.1 生物处理技术

生物处理技术是水生态修复技术中最为常用的一种，在学者刘莎（2019）研究中指出生物处理技术其实就是利用人工筛选微生物的这一方式来获取具有特定功能的微生物菌种，在筛选微生物时，需要结合城市水体的实际情况，结合城市河道中污染物的排放性质，让特定的微生物菌种发挥积极作用。一般情况下，利用生物处理技术来对河道进行处理需要以人工的方式进行增氧，营造好微生物生长的良好环境，让微生物能够在适宜的水体环境中生存、繁衍，进而发挥其最大作用。但同时，在具体的运用过程中，还需要依据城市河道的污染面积，水流情况等等进行综合考虑。图1为微生物处理污水的具体示意图。

图1 微生物处理污水示意图

2.2 修建生态岸坡

合理修建生态岸坡能够较好地发挥治理河道的作用，且在一定程度上还能起到美化环境的作用。经过长时间的发展，生态岸坡的形式以及作用已经和以往大不相同了，其作用更加多元化，区别于传统的防洪、排涝，现阶段下生态岸坡的修建更具有安全、生态的作用。其在修建的过程中，强调了恢复原有的自然规律，因而生态岸坡的修建需要贴合自然环境，在修建过程中要能够不断吸收原有的环境保护理念，保证生态岸坡能够发挥其原本的作用。而在部分学者的研究中指出岸坡的植物选择，边坡的形式以及材料等等的选择都会对最终的成果产生较大的影响。因而在利用生态岸坡修建的这一方式进行水环境治理时，更需要让水环境治理人员学习相关知识，充分考虑到城市河道的具体情况，进而选择适宜的生态岸坡进行修建，深入贯彻环境保护的理念，积极发挥其原本的作用。图2为某地区生态岸坡的修建示意图。

图2 某地区生态岸坡

2.3 人工湿地处理技术

相比于以上两种水生态修复技术，人工湿地处理技术则是一项更具综合性质的生态修复技术。在人工湿地处理技术的实施过程中，需要将生态系统中的化学、生物、物理等等各方面的相互作用进行有机结合，并以此来达到对水环境的净化作用。在相关学者的研究中，指出人工湿地处理系统需要具有一定的坡度区域，这样才能方便工作人员的施工，共同打造湿地，发挥湿地的积极作用。在人工湿地的组成中，需要有着微生物、植物群体，除此之外，还需要合理选择人工填料。在填料的这一过程中，需要留有一定的缝隙，这是为了给水的流动提供一定的空间，以此来达到水循环的作用，进而做到保持水土。在部分学者的研究中指出了积极打造好人工湿地能够很好地维持水环境中的生物多样性，由此能够为水环境中的各类生物提供良好的生存环境，通过人工湿地、水体环境、水生物共同营造良好的水生态系统[3]。且人工湿地还具有着美化环境的积极作用，由此，人工湿地处理技术在多个城市中得到了广泛的运用，很多城市中的环境治理部门都利用人工湿地处理技术的优势来积极打造人工湿地，以达到美化城市的环境，净化城市空气的目的。

2.4 人工浮岛技术

人工浮岛技术同样是一项具备着综合性质的水生态修复技术，如在学者张磊（2015）研究中就明确指出了在城市中利用人工浮岛技术来积极打造生态浮岛，充分利用水生植物以及浮床作为载体，通过水生植物的根系来对河道中的污染物进行吸附，进而达成降解污染物，美化环境的积极作用。在该学者的研究中指出了人工浮岛技术的运用需要水环境治理人员了解人工浮岛的特性，根据城市河道中的污染程度，水体流动等来合理选择水生植物，切实将微生物固定于浮岛材料中。由此，人工浮岛技术的运用相对较为灵活，浮岛的修建也较为简单，除此之外，浮岛的维修并不需要耗费过多的时间与人力。由于人工浮岛的这些优点，使得该项技术在城市河道治理中的运用越发广泛。人工浮岛的大面积运用对保护河岸，改善城市水环境同样有着积极作用。在很多时候，人工浮岛的修建与具体运用，甚至成为了城市中的一道风景线。透过对人工浮岛技术的分析，发现人工浮岛主要用于解决河道近2m高水位落差的这一情况下，采用湿式浮床，并结合水体条件来培养出根茎繁殖能力较强的浮岛植物，这样一来，既能很好地降解河道中的污染物，起到净化水体作用，同时也使得这些植物形成一道特殊的风景。而选用的植物主要有着千屈菜、旱伞草、鸢尾等等。图3是某地区人工浮岛示意图。

图3 人工浮岛示意图

3.水生态修复技术在河道治理中的具体运用分析

3.1 合理选择植物

水生态修复技术中，不论是人工浮岛、人工湿地或是生态岸坡的打造都需要利用各类植物，由此，合理选择植物是有效运用水生态修复技术的关键一环。选用植物的种类需要体现出一定的优势，同时也需要符合城市中河道水体污染的具体情况。选用的植物要能够针对城市河道中的水污染进行有效治理，植物的根系要能够提取河道中的污染物质，且将各类污染物质进行有效的降解与吸收。因每一个城市的污染排放不同，生产出来的污染物不同，对于城市河道水体的影响也不尽相同，若是盲目地依据其他城市在利用水生态修复技术中所用到的各类植物，产生的效果也将大不相同，同时，也难以发挥水生态修复技术在城市河道治理中的具体作用。在选择植物的时候，需要结合城市河道的水环境状况，以多种植物相配合的方式来进行河道治理，这样一来，既能够保证城市河道水体中生物的多样性，又能够很好的增设景观效益。比如成都白马湖就采用了高耐污的水生植物来进行水质净化，而在人工湖生态系统基于稳定之后，水下森林以及水下草皮的覆盖率基本能够达到60%，进而在城市水环境中增设了水下景观。

3.2 注重河流形态的多样性以及生物群落的多样性

水生态修复技术的运用与其他的河道治理技术有着本质上的区别，运用该技术进行河道治理时，相关人员需要考虑到城市河流所具有的不同的生态系统，若在修复过程中破坏了河流自身的生态系统，将会对后续工作造成不可逆的不良影响。如在自然状态下，很多河流都会呈现出蜿蜒曲折的形态，这对于保障河流中的生物群落多样性有着积极意义。而城市发展过程中，为了更好地对河道进行管理，通常会对河道进行整顿，使得城市河道与自然状态下的河道有着明显的区别，加之城市污水、污染物的排放等，都将对河道的水体环境造成危害，河流形态的多样性以及生物群落的多样性都将受到影响。而水生态修复技术的运用，则要求相关人员在注重河流形态的多样性以及生物群落多样这一基础上合理选择水生植物、微生物、藻类植物等等，利用鱼、虾等水生动物共同构建一个良好的水循环系统。除此之外，还需要积极建立人工水草设施、修建生态护岸等等，以此来共同展开对河道中污染物的降解、吸收等工作，净化水体环境。在利用水生态修复技术进行河道治理工作时需要注意的要点如图4所示。

图4 水生态修复技术的运用要点

4.结语

总而言之，随着国家对于环境保护的越发重视，构建环境友好型社会已经刻不容缓。而城市发展中由于各类污染物、废水的排放，对城市河道水体环境造成了较大的影响，破坏了城市水体的生态系统。如何治理河道，修复水生态系统则成为了该领域专家、学者们的研究热点。水生态修复技术能够在河道治理的过程中发挥积极作用，有效治理河道污染，且能在此基础上起到美化环境，净化空气的作用。以上论述主要说明了水生态修复技术的种类及运用要点，希望能够引起相关人员的重视，并切实发挥水生态修复技术的作用来展开河道治理工作。