小流域河道治理生态系统修复技术研究

周正媛

(贵州省水利水电工程咨询有限责任公司，贵州 贵阳 550081)

关于小流域河道生态恢复方法有很多，大致可以分为三类，即物理修复方法，化学修复方法和生物修复方法，虽然这三类河道生态恢复方法都起到了治理的效果，但是这些方法各有缺点，如物理修复方法治理效果相对差一些、化学修复方法会对修复的河道易产生二次污染、生物修复方法则需要很长的修复时间。为此，本文针对上述三种方法的缺点，提出一种“物理治理+生物修复” 的组合性修复技术，该技术通过的物理治理在减少河流污染物的同时，使用生物方法加快其生态恢复速度。二者双管齐下，不仅提高小流域河道治理效果，同时也加快治理效率，使得小流域河道生态系统功能尽快恢复。

1 小流域河道治理生态系统修复

1.1 小流域河道物理治理技术

本文将小流域河道治理工作分为两个阶段，第一阶段的治理工作，位于河道上游。小流域河道物理治理技术有很多，在这里采用截污法进行大型污染物处理。截污法是指通过拦截污染物来进行河道治理，其拦截结构为可渗透性反应墙[1]。

可渗透性反应墙，简称PRB，其原理是通过在河道中间树立一道活性材料墙体，使得通过该墙体的水流中污染物被拦截下来，降低污染浓度[2]。这种方法对大的、羽状体污染物有很好的治理效果，但是对一些微生物污染则处理效果较差，因此还需要后期生物处理方法进行补充[3]。目前，可渗透性反应墙结构类型主要有三种，如表1所示，示意图如图1所示。

表1 可渗透性反应墙结构类型对比表

图1 反应墙结构示意图

1.2 小流域河道生态治理技术

可渗透性反应墙治理后，较大的污染物会被拦截下来，但是其中的微小的污染物则无法被拦截，因此还需要生态治理技术对污染河道进行二次治理，以提高修复效果。目前，小流域河道生态治理方法有很多，在这里采用生物膜法和植物修复法进行污染处理[4]。

(1)生物膜法。生物膜法是指通过挂在膜上的微生物分解污染物质来达到污染治理的目的，如图2所示[5]。这种方法能极大降低污水中的微生物数量并修复水中生态系统。

图2 生物膜净化原理

(2)植物修复法。植物修复法针对的并不是河道污水中的污水净化，而是通过植物的作用来恢复河道生态系统。河道被污染后，河道中的很多植物已经死亡，无法再进行水体净化作用，导致污染恶化[6]。这种恶性循环才使得河道污染问题越来越严重。这种情况下，在净化水质的同时，也需要尽快恢复河道生态系统，恢复河流生态系统平衡。为此，需要通过植物修复法对破坏的生态系统进行修复。植物修复中，需要考虑当地河道水生植物的特点、种类和习性，合理选择一定数量的水生植物，以恢复河道生态[7]。

2 小流域河道治理生态系统修复效果分析

为证明上述“物理治理+生物修复” 的组合性修复技术的应用效果，需要进行进一步的实例验证。

2.1 小流域河道概况

贵州省某县河道得到了大力开发，经济水平有了很大的提高，但是与此同时河道污染问题也越加严重，生态系统遭到了严重破坏。

2.2 河道水质情况

(1)河道水质检测结果。河道水质检测结果如表2所示。

表2 河道水质检测结果

2.3 小流域河道治理方案

(1)可渗透性反应墙构建方案。根据该河道基本参数构建可渗透性反应墙。安装位置为河道上游；结构类型为串联式反应墙；规模为长276 cm、宽72 cm、高120 cm；方位为东—西；渗透系数为2.8 m/d;介质材料及其配比为铁屑∶焦炭∶沸石=1∶2∶1，如图3所示。

图3 可渗透性反应墙实体

(2)生物膜法治理方案。填料类型为纤维束、L-J 型组合填料和立体弹性填料；填料填充率为75%；曝气时间为84 h；气水比为24∶1，如图4所示。

图4 生物膜法实体

(3)植物修复法方案。植物类型为玄武岩纤维生态草；每根长度为30 cm；单侧丝长度为16～17 cm；单丝直径为7 μm；布置方式为以悬挂方式浸没于水下 5 cm，下端以重物固定，如图5所示。

图5 植物修复法实体

2.4 生态修复效果

按照上述给出的方案进行河道治理、生态系统修复，治理时间为期3个月，其结果如表3所示。

表3 生态修复效果

从表3水质指标对比结果可以看出，所研究的“物理+生物” 组合性修复技术应用后，水质情况明显要好于三种单一修复技术，证明了所研究技术的处理效果，能够更为明显改善水质。

3 结 语

中国水流众多，分出了很多小流域河道，给周围的居民饮水、灌溉等提供了重要的水资源，但是随着地区发展，河道污染情况越加严重，使得部分河道生态遭到了严重破坏。为此，小流域河道治理生态系统修复具有重要的现实意义。本文将两种单一的修复技术结合起来，构建一种“物理+生物” 组合性修复技术。该技术先通过可渗透性反应墙进行过滤，去除较大的污染物质，然后利用生物膜法进行二次去污，最后再利用植物修复法帮助恢复河道生态。经过测试，证明了所研究技术的应用效果，达到了研究目的。