第一篇：河流生态系统修复
河流生态系统修复技术研究进展
摘 要：河流生态系统受到人类活动的干扰和损害，河流生态系统修复技术日益受到重视。本文介绍国外河流生态修复理念和工程技术的发展历程，阐述我国河流生态修复的现状和实践。通过我国河流生态修复的成功实践案例，对河流生态修复技术和方法进行了简要介绍。
关键词：河流生态修复技术进展
1 导论
河流是物质流、能量流和信息流的载体，是一个一个连续的系统，同时也是连接生物系统的廊道，河岸植物群落对生态系统起着保护作用。但随着我国经济社会发展、科学技术的进步，人们重新认识和利用河流。从生态、环境保护等多维的角度，系统地研究和整治河流，已经成为水利工作者必须面对的重要课题。
人类活动直接影响着河流生态系统，特别是城市河流生态系统，主要体现以下几方面：(1)人类生产生活排放的废物，主要表现在污水对河流水质的污染;(2)人为对河道状况的改变，如挖砂作业，水泥护岸，河床的硬化以及河道的裁弯取直和断面形式单一化等;(3)对流域内生物组成部分的过度利用，如过度捕捞，流域内植物的破坏等;(4)对水资源的过度利用，使河流的径流量不能满足基本生态功能的需要，如水电站的兴建。
2 国外的研究进展
随着修复实践的开展，河流修复已经从单纯的、结构性修复发展到整个系统整体的结构、功能与动力学过程的综合修复。 如Ernst Bitttmann在莱茵河用芦苇和柳树进行生态护坡试验。随着河流生态修复技术方法的日渐成熟，发达国家于20世纪90年代尝试开展流域尺度下的河流生态修复工程。例如，美国已经开始对基西米河、密西西比河、伊利诺伊河、凯斯密河和密苏里河流域进行了整体生态修复，并规划了未来20a长达60万km的河流修复计划。
国外广泛应用于河流修复实践主要有8项措施，这些措施是：(1)恢复缓带;(2)重建植被;(3)修建人工湿地;(4)降低河道边坡;(5)重塑弯曲河谷;(6)修复浅滩和深塘;(7)修复水边湿地、沼泽地森林;(8)修复池塘。
3 国内的研究进展 我国对河流生态修复的研究虽仅有二三十年的时间，我国生态学和水利学的学者开始从不同角度开展河流生态修复研究，探索修复受损河流生态系统的技术手段。董哲仁于2003年提出了“生态水工学”的概念。郑天柱等人分析其修复效果，认为河流流量、含氧量、生物多样性是河流生态修复的关键因素;高甲荣等在分析传统治理概念的基础上，提出了河溪的自然治理原则，并探讨其应用的基本模式。有学者从河流廊道的空间结构和生态功能的分析出发，提出了河流生态修复的概念和技术。赵彦伟等人研究了河流生态系统健康的概念、评价方法和发展方向，提出河流健康评价包括水量、水质、水生生物、物理结构与河岸带5大要素的指标体系。近年来，张博等人研究水培植物对城市污染河道水体净化效果分析，表明水插生根培育的植物对污染水体净化效果良好，可作为城市河道生态修复技术中的生态浮床工程，一种实用的植物培育栽种方式进行推广使用。
目前，不少城市河道对生态河堤的构建，也都取得了良好的生态和社会效益。比较成功的案例有：江苏镇江市运粮河生态堤岸示范工程，长沙市洋湖湿地公园等工程。
4 河流生态系统修复技术 4.1多方位生态修复技术体系
随着城市化进程的加快，河道水环境受到了不同程度的破坏，严重制约了城市水生态的可持续发展。由于各地区河道的污染源不同，污染状况的多样性和复杂性使得单纯依靠物理修复、化学修复或生物修复技术均无法有有效保障河道水环境得到彻底改善。多方位生态修复技术体系，是一种多管齐下的水环境整治模式，以“综合治理、技术集成、统筹管理和长效运行”为基本原则，采取“外源截留、内源控制、人工净化和自净强化”的关键措施。
4.1.1控制污染外源
对水质污染严重的河道必须进行源头治理，控制入河污染物。通过工程措施控制点、面源污染，采取雨污分流排水的方法，来达到减少河流污染的目的。根据河流自净的特点，制定合理的排污计划，包括排污口位置和排污时间等内容，并按照现场的实际情况，对水体的环境容量进行合理利用，从而逐步改善河道水质。
4.1.2内源污染控制技术 内源污染主要指进入湖泊中的营养物质通过各种物理、化学和生物作用，逐渐沉降至湖泊地质表层并积累在底泥表层的营养物质，底泥疏浚是水域污染治理中普遍采用的措施之一，疏浚底泥意味着将污染物从水域系统中清除出去，可以较大程度削弱底泥对上覆水体的污染贡献率，进而解决内源释放而造成的二次污染。物理疏浚的方法较为简单，而且应用已较多。生态疏浚仍处于研发中，但已经有一些生态疏浚的方法和技术被投入使用。随着生物技术的发展，大规模大面积地利用植物、微生物来修复污染底泥前景广阔。综合经济和处理效果来看，底泥修复应发展疏浚和生物处理相结合。
4.1.3河流稀释
通过水量调度、增加污染河段水量来降低污染物质在河流中的浓度，对水质的变化具有决定性的影响。
4.1.4人工强化生物技术
(a)河道曝气、复氧：河道曝气技术即人工向水体充入空气或纯氧，加速水土复氧过程，强化水体的自然净化过程，去除河流中的污染物从而改善河流的水质。利用过水建筑物复氧，利用河水流经过水建筑物时的翻腾、紊动等实现复氧，促进河流的自净，改善河流的水质。
(b)砾间生物膜法：砾间生物膜法主要是以砾石为填料，在其表面形成生物膜，水中的污染物在砾间流动过程中与砾石附着的生物膜接触，被吸附，氧化分解，从而使河流的水质得到改善。
(c)生态浮导技术：生态浮岛对水质净化最主要的功效是，利用水培植物的根系吸收水中的富营养化物质，使得水体的营养得到转移。
4.2一般河道生态修复技术
一般河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区地貌、植被恢复和生物强化修复等技术。
4.2.1缓冲区地貌、植被修复
缓冲区是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡带，受地表水以及地下水的影响具有明显的边缘效应。植被可以通过影响河流的流动、河岸抗冲刷强度、泥沙沉积、河床稳定性和河道形态而对河流生态系统产生很大的影响。同时，合理分布的植物还有助于减轻洪水灾害、净化水体、截留来自农田氮和磷以达到保护水质的目的，并可提供景观休闲场所和多种生态服务功能。
4.2.2生态护坡和生态沟渠
生态护坡是利用石头、木材、多孔环保混凝土和自然材质制成的柔性结构等构建，对河岸进行加固，防止河道淤积、侵蚀和下切，同时多孔护岸材料为植物的生长提供了有力条件，为水生动物提供栖息地。护岸的透水性也保证了地表径流与地下水之间的物质、能量的交换。生物强化生态沟渠充分利用现有沟渠条件，在不同渠段选择利用砾间接触氧化、强化生物接触氧化等措施，逐级净化水质，在达到分级净化水质功能的同时，将净化设施与地表景观融为一体，美化河流景观。
生态护坡是与周围环境相协调，与现代文明发展相适应的开放性生态系统，其设计应综合考虑各方面的因素，遵循水力稳定性原则、生态和谐原则、因地制宜以及经济高效的原则。生态护坡设计的方法与材料主要有四大类，植被护坡、土工材料复合种植基护坡、生态基护坡以及植被型生态混凝土护坡等。
5 结束语
在我国河流生态系统修复的实践中，借鉴发达国家经验的同时，应立足国情，综合考虑我国的发展状况以及自然条件，研究适合的战略方针、理论技术。应充分利用生态系统自身的调控功能，实现生态系统的自我修复，重点是减轻对河流生态系统的胁迫，包括治理和控制水污染，保持最低生态需水量等。在不断探索河流生态修复技术的同时，还应加强对修复后生态河流的维护和管理，从而实现河流生态系统长期的健康和稳定。
参考文献
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第二篇：金相灿：城市河流水污染控制及生态修复基础与技术
金相灿，中国环境科学研究院水所所长、研究员。
国际湖泊环境委员会常务理事、联合国全球陆地观测系统专家组成员，国际水污染研究与控制协会中国委员。国际杂志：《LAKES RESERVOIRS》, 国际湖泊环境委员会主办 编委。
中国科技部“863“主题专家组专家，中国环境学会水环境分会理事长，中国疏浚协会副理事长，全国环境监测技术委员会委员，中国环境地学专业委员会委员。主持多项国家863项目，多次获得国家级、部级科学技术进步奖奖。
摘 要：城市河流是水环境的重要组成部分，我国城市河流的水质及水生生物环境随着近二三十年城市化的迅速发展而严重恶化。本文从城市河流治理理念与思路角度，阐述了城市河流的问题诊断、城市河流污染治理思路、控源对策、城市河流生态修复技术以及城市河流的管理对策。
关键词：城市河流;污染控制;生态修复
1、城市河流的概述
城市河流是我国水环境的重要组成部分，是广大城市居民生活生产的水资源基础，也在社会经济发展中发挥着巨大的作用，城市水环境质量的好坏会直接制约地区乃至全国整个国民经济的持续发展。
一般认为，河流指地表上有相当大水量且常年或季节性流动的天然水流;而对于城市河流，有的学者认为是指发源于城区或流经城市区域的河流或河流段，也包括一些历史上虽属人工开挖、但经多年演化已具有自然河流特点的运河、渠系，也有研究者认为城市河流水环境是指城市中的线状水体(自然河流、人工渠道、护城河)及其水循环空间。
但对于城市河流的环境修复而言，城市河流应理解为一个流域的或区域的概念，在随着区域的城市化与土地利用改变，河流的基本形态、水动力、补给来源与方式、水功能、水质量以及水生态均会发生变化，因此在研究城市河流环境时，应当考虑地区性与整体性，以及综合性。在对城市河流水污染研究及生态修复的此讨论中，认为河流不仅指水体本身，也包括河岸环境、河道周边环境、河流水体的循环空间(包括地下水源)、补给区的城市化建设;同时，由于城市河流所
处位置的特殊性，对城市河流的研究必须与城市社会经济、生产力的发展以及人类活动及干扰等综合起来一并进行，才能比较准确的把握其真蒂与内在规律。
2、我国城市河流的主要环境问题
城市河流是随着近二三十年以来城市迅速发展而出现一系列环境问题，据调查，我国城市河流、湖泊及景观水体普遍出现水污染与生态退化等问题，有的城市河流问题呈现越来越严重的态势，突出表现为水质恶化乃至黑臭、水生态严重退化甚至破坏、堤岸人工化、河流形态几何化、城市水灾频发、河流景观极大伤害，成为我国水环境污染中的重灾区。
实际上，城市河流的环境问题的出现并不能简单地归结为排污的后果，我国70年代随着改革开放，城市化进程加速发展，带来人口压力增强，城市地面硬质化地面比例增加，自然植被覆盖率下降，地下水位降低，水资源过度开发，城市污水排放量急剧增加等一系列后果。
由于城市河流水质恶化，很多城市将河流覆盖变成地下暗河，或修建直立岸、河道人工化、物理化，河岸缓冲带减少，水域栖息生物减少或消失;河滨生物栖息地网络被分割、孤立，河岸自然生物群落消失、绿地人工化，生物多样性受损。城市人口的增加，经济的发展，使城市非透水地面增加，造成地下水补充不足，城市地表径流增加，因此该城市带来水灾，在北京，每年暴雨季节都会发生雨水淤积，进而影响交通，造成大量的经济损失，并给人们的生活带来不利影响。
随着城市化步伐的加快，城市河道基本功能受到损害，大量工业废水、生活污水不经处理直接排放到城市河流中，致使城市水体水质迅速下降，。目前,全国80%以上的城市河流受到污染。据全国2222个监测站的统计,在138个城市河段中, 符合Ⅱ、Ⅲ类水质标准的仅占23%，超过Ⅴ类水质的占到38%。归纳起来，我国城市河流所面临的主要环境问题有：
(1)水质污染严重，COD、BOD
5、氨氮、总氮、总磷等超标严重;
(2)水体溶解氧低下，部分区域已经处于厌氧状态，河流自净能力丧失;
(3)堤岸硬质化，城市河流面积减少;
(4)河流生态退化甚至遭到破坏，生物多样性减少;
(5)河道透明度下降，河流景观差。
3、城市河流的治理理念与思路
河道是城市生命有机体的重要组成部分，使城市居民与认为活动的综合结果，城市河流的治理应从城市高度与流域范围进行思考、规划、设计、实施。城市河流的修复则应以控源为主，生态修复要以自然修复为主。
(1)综合规划，合理布局
首先，城市规划与社会经济结构应合理布局;实行控源，改善城市河流水质，生态修复，景观重建，进行长效管理最终达到城市河流功能的恢复。
(2)确定近期与远期目标
城市河流治理与修复应当统一规划，分期实施。对于污染严重的河流，目标制定可分为近期与远期。这样有利于治理信心的建立与资金的投入。
近期目标为：解决河水的黑臭问题，提高河水透明度，改善水体水质，建设生态堤岸，改善河区生态景观。
长远目标为：水质洁净优良;生态系统良性;河流防洪安全;景观文化永续。
(3)目标制定的依据
水生生态保护与修复的目标可依据河流目前的状况确定。对自然环境良好的河流，应以与河流密切相关的指标优先如：固有物种、一旦破坏很难恢复的物种、生态机能高，影响生物多样性的物种等;对污染严重的河流，则采用类比的方法确定目标如：过去清洁时期河流的指标、邻近地区污染较轻河流的指标以及同一条河流上下游污染较轻段的指标。
4、城市河流问题诊断
城市河流的治理与修复的前提是对城市河流问题进行诊断。只有深入了解城市河流的主要环境问题及其原因，才可能做到“对症下药”，有的放矢地进行河流污染控制及生态恢复。
河流问题的诊断应从以下几个方面来进行：
(1)河流的历史沿革;
(2)城市化进程的发展;
(3)河流污染源调查;
(4)水质下降和恶化过程;
(5)土地利用的改变;
(6)地形地貌调查;
(7)河流水动力学变化过程。
在诊断的基础上, 提出城市河流的水污染的控制方案。
5、城市河流污染治理的思路
城市污染河流的治理应分类进行，对于不同污染程度的河流或河段应采用不同的治理方法和手段。
(1)轻度污染河流
对城市轻度污染河流采取的治理对策有：沿河污染源控制对策(村镇污水土壤净化槽、面源控制、人工湿地等);河水水质改善对策(河水增氧、生态砾石床、富营养化水华防治等);河流生态修复对策(生态堤岸、岸边带、生物多样性建设等);河道防洪对策(与城市防洪规划相结合);文化景观与景观保护对策(水文化、文化古迹、生态景观)以及生产与消费结构优化调整(促进绿色消费、清洁生产)。
(2)重度污染河流
对城市重度污染河流或河段(黑臭水体)的治理概念则应包括：严格控源;入流水体控源对策;水体宏观层面的改善对策;局部水质强化净化对策;水体生态修复对策;景观建设与保护管理对策。
黑臭段水体的治理手段主要有：河滨污水净化系统;河道曝气增氧;河道陆生浮床;网状生物膜;生态修复与净化。对于中污染段河道水体的治理手段主要有：除沙/藻技术;河滨污水净化系统;河道曝气增氧;河道陆生浮床;生态护岸景观恢复。
通过以上手段，使大部分水体达到地表水规划目标。
6、控源(控制污染源)对策
造成河流水污染的主要原因是外界环境输入到河流的污染物质过量，在河流中累积，因而最根本的控制措施是减少河流污染负荷的输入量，即通过对河流外
源负荷和内源负荷的控制来实现的。
① 减少COD与氮、磷的入河排放量
首先应该计算河流COD与氮、磷环境容量，采取总量控制。削减点污染源和非点污染源的入河负荷，采取有效措施解决污染源入河的根本问题。② 控制河内污染源
河流内源是河流污染的又一重要污染源，控制河内污染底泥、旅游污染、船舶污染和养殖污染等是控制河内污染源的主要任务。
7、城市河流生态修复技术
生态修复是城市污染河流控制必不可少的措施，建立健康的生态系统的良性生态平衡。也是城市河流治理的最终目标。生态修复对策应包括河流陆域和水体两部分：
① 恢复河流水体生态系统，
包括河流滨岸带生态恢复和浅水区沉水植物生态恢复，它们是巨大的污染物的累积场所并具有净化作用，对波浪的缓冲、生态系缓冲和泥沙的缓冲等功能，恢复生物栖息场所(产卵场、生物多样性)等。
② 恢复河流沿岸上生态系统
保护河区周围及上游的森林植被，防止营养物质的过多流失，减少非点源的污染物入湖量。
主要的城市河流治理的生态修复技术有：增氧曝气技术、生态浮床技术、生态复合填料技术、河道生态砾石床、河道的生态修复、生态堤岸修复、以污泥作基底的直立堤岸植物修复技术以及河流滩潭水质净化技术。
8、城市河流的管理对策
河流污染治理既需要工程措施又不缺少管理对策，因此，根据国情和经济实力提出切实可行的、有效的管理对策，也是城市河流污染控制的关键任务之一。首先应对河流制订出水质管理规划，确定水环境和河流生态目标，同时制订保护河流的法规，加强对群众的宣传教育，建立河区管理机构，制定保护河流的法规条例, 切实保证治理措施和管理措施的实施。
特别应当指出的是，对于污染已经相当严重的河流应当进行综合的工程治理和有效的管理，这是河流水质修复最有效的措施。
主要参考文献
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Proceedings of Symposium on “Limnological Comparison of Chinese and Japanese Eutrophic lakes”at Hokkaido University in July 1990, 95～96
第三篇：城市河流修复技术研究范文
环境污染与防治网络版第7期2008年7月
城市河流修复技术研究
王雪莲1
(北京锦绣大地农业股份有限公司，北京100049)
摘要面对城市河流生态系统退化的现状，综合国内外对于城市河流生态修复技术的研究进展和实践经验，指出中国目前在此领域存在的不足，并展望了未来城市河流生态修复技术的发展方向，为城市河流生态修复技术的发展提供理论依据。
关键词城市河流生态修复 发展方向
Research of technology about river restoreWang Xuelian. (1.Beijing Glorious Land Agricultural Company Ltd., Beijing100049)
Abstract:Facing to the current situation of river biogeocenose degenerating, in this article, it collects the domestic and oversea research improvement or practice experience on the technology of river ecological restoring in cities, points out the insufficiencies in this field in our country, and shows the theory base and expectation of the technology of river ecological restoring in cities.
Keywords:city; rivers; ecological restore; development way
近几十年来，河流汇水区植被覆盖下降，城市各类污染排放，河流库坝工程建设，水资源过量开采，河流渠化、人工化、裁弯取直等对河流生态系统的结构、功能与动力学过程造成严重破坏，引发全球范围的河流生态系统退化与服务功能下降[1]。因此，如何对受损河流生态系统进行修复，使其重新回到健康状态已经成为人类亟待解决的环境问题之一[2]。
1城市河流生态修复的国外研究进展
1.1修复理论研究进展
最早的河道修复技术“多自然型河道”生态修复技术起源于欧洲，出于土木工程对生态环境破坏的反省，重点研究如何把生态学原理运用于土木工程，创建新的土木工程理论和技术。1938年德国SEIFERT首先提出近自然河溪治理的概念，它是指能够在完成传统河道治理任务的基础上，可以达到接近自然、经济并保持景观美的一种治理方案[3-6]。1962年由ODUM等提出将自我设计的生态学概念用于工程中，首次提出的生态工程概念[7]。1989年美国MITSCH和JORGENSN正式探讨生态工程概念并赋予定义，正式诞生了生态工程[8]。之后不断论证了生态学原理运用于土木工程中的理论问题，奠定了“多自然型河道生态修复技术”的理论基础。20世纪90年代以来，美国将兼顾生物生存的河道生态恢复作为水资源开发管理工作必须考虑的项目，1998年出版了《河道廊道的恢复：理论、内涵与实务》[9]。当今欧美经济发达国家已普及了“多自然型河道生态修复技术”，以实现、再生“自然与人的和谐共处”的生态环境建设生态河流、生态道路及生态城市。近年逐渐推广应用到世界各国。 1作者：王雪莲，女，硕士研究生，工程师，主要从事湿地设计、运行、维护和管理以及湿地除污机制的研究。
日本在1965年围绕河流引起的问题开展了新的河流治理，推行了“城市综合治水对策”，河川管理目标为“治水、利水与环境”。日本河流研究者将河流水域、河洪空间及河畔居民社区当作一个有机的整体，认为河流管理对象应该包括河流水量、水质、河流生态系统、河流水循环、河流水洪空间、河流与河畔居民社区的关系。20世纪90年代，日本实施了“创造多自然型河川计划”，强调用生态工程方法治理河流环境、恢复水质、维护景观多样性和生物多样性，形成良好的河流景观与滨水环境，建设城市水网并加强绿化，水边空地要具有舒适开阔的空间，为各种娱乐活动提供适宜的场所，并重视生物多样性。
在城市建成区，沿河流规划的生态网络，则通常与滨水景观改造和水环境整治相结合。如加拿大多伦多市曾于1998年完成《加里森溪流链接规划》。该计划结合城市排水系统整治，试图恢复一条因城市开发而消失的小河，重现河流及两岸景观，同时通过建设沿河绿带，沟通和连接现有公园绿地，在城市中心区构建融休闲、交通、绿化于一体的生态网络[10]。
1.2修复技术与实践
在河流生态系统修复策略方面，1965年德国的Emst Bittmann在莱茵河用芦苇和柳树进行生态护岸实验，可以看作最早的河流生态修复实践，此后著名的塞纳河、多瑙河等都采用了近自然的河流治理方法。
20世纪70年代末瑞士Zurich州河川保护建设局将生态护岸法发展为“多自然河道生态修复技术”[11]，对河流治理重视恢复植被和建设自然护岸，并于1983年颁发的河流保护法规中明确的规定了在河流整治中，应该从生态学的观念出发，在河道整治工作中应对生态和景观方面存在缺陷的河流双方面同时予以改善。
有研究表明，欧盟进行城市河流生态修复主要分为以下4类[12]：
(1)对消逝的自然景观的恢复，主要的措施包括软化河渠，重新恢复河流的自然曲线。允许河流在洪水高峰期进行可预期的洪泛。保留边渠，开挖U型湖泊与河道，更多的恢复河流漫滩地，恢复建设河流的怡人与舒适的景致。
(2)结合防洪与生态环境保护，建设双赢策略。扩大漫滩地的面积，增加防洪的蓄水量，降低地面，定期的洪泛，恢复原始自然的地形特征，为生物提供多种生境。
(3)为鱼类提供更多能够产卵的生境，重现建设河流渠道，设置鱼类游走路线，铺设砂砾及沙子岸滩等。
(4)重置那些没有更大经济效益的耕地，将其改变为河滩地。肥沃的耕地可以转化为蕴含丰富营养物质的河漫滩，可以协助河流改善水质。
随着修复实践的发展，河流修复己经从单纯的结构性修复发展到生态系统整体的结构、功能与动力学过程的综合修复。从修复的范围来说，河流修复不光包括河道本身，还应扩展到河漫滩乃至流域[13]。河流生态系统的退化是人为干扰与自然干扰累积作用的结果，修复规划中必须考虑两者之间的相互作用机制[14]。有人提出了“目标期望”的思想[15]，将保证生态系统的完整性作为修复的指导思想与目标。从管理角度对此进行论述，河流及
其水资源的管理方式也是河流修复能否成功的重要影响因素[16]。还有人借鉴景观生态学的等级思想，分别以河岸带与流域两个尺度开展研究，提出了与各自尺度相对应的群落组织和景观组织水平的修复措施[17]。河流修复是一项综合性、系统性的活动，必须综合考虑水文、土地利用、地貌、水质、生物与生态等，甚至娱乐、经济、文化等方面[18]。
在城市河流生态修复的方法与具体措施上，很多学者也相继开展了研究，如FISCHENICH[19]提出了城市河流修复与流域管理的相关技术，详细阐述了城市化对城市河流的影响、城市河流水环境质量下降的经济损失及城市河流生态修复面临的挑战等;DEASON [20]提出了被污染的城市河流净化的方法，为其他河流污染治理提供了参考;CASAGRANDE[21]对人类活动在湿地生态修复中的重要作用进行了剖析;UDZIEL 等[22]运用条件价值法(CVM)对城市盐碱湿地修复的非市场价值进行了评估;TENT等[23]针对Hamburg河直线化严重、生物多样性消失的现状，采用非政府组织、公众参与的方式，对该河中畦鱼的生活习性进行了研究，以期通过改善其生活条件来达到修复河流生态的目的; JORMOLA[24]对国际上利用流域洪水过程改善城市河流生态环境的历史进行了简要回顾，并列举了利用洪水管理修复城市河流的实例;BRI11Y[25]研究了修复城市河流鱼类栖息地的方法等等。很多的国家都认识到湿地对建设生态城市的重要，各种关于城市河流保护、恢复、重建、规划等方面的研究项目和研究组织相继出现，并取得了一定的研究成果。
综合来看，河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区恢复、植被恢复、河道补水、生物—生态修复、生境修复等技术。其中，生物—生态修复技术是目前河流生态修复的重要方法[26]。相关研究主要集中在生态系统修复策略及生态系统中的水质、水量、滨水区等要素的修复方面。尽管相关生态修复工作己进行了大量的理论研究和实践探索，而关于恢复中的生态学过程和机理的研究很少，缺乏证明恢复过程中的生态系统是如何进行及如何自我调节的理论和实验体系，尚未形成比较系统的河流生态修复的理论与方法体系。 2我国城市河流生态修复的研究与实践
2.1理论研究进展
我国对城市河流生态修复治理的研究也是从“水利工程”角度逐渐引申过来，逐渐产生了“生态水利”、“生态水工学”等概念。同时也有从“环境整治”“景观设计”角度研究城市河道、滨水区、湿地的修复建设。
刘树坤[27-35]在其访日报告中，就自然环境的保护和修复、湿地生态系统的生态修复、水电站建设中的生态修复、大坝建设中的生态修复、河道整治与生态修复、河道景观建设和管理等进行了探讨，其中包括比较具体细致的修复思路、步骤、方法、措施等，为今后我国开展河流修复工作提供了参考。阎水玉[36]指出保持河流的自然地貌特征、维持自然水文过程、控制城市河流水污染、综合规划城市河流与城市建设的关系是发挥城市河流在城市生态系统中作用的基本方法。董哲仁[37]提出了“生态水工学”的概念，分析研究了人类对
河流生态系统的胁迫，从生态系统需要角度，提出了改善河流生态系统、修复河流生态环境的工程措施及思路。罗新正[38]阐释了还河流生存空间、疏浚水网通道等河流生态建设的原则。叶亚平等[39]则以扬州为对象，提出了水资源保护、水环境改善、水安全保障、水生态建设为主体的水生态系统建设对策。王超[40]则比较全面地提出了水安全、水环境、水景观、水文化、水经济五位一体的城市水生态系统建设模式。
另外国内对河流的植被结构、功能及管理的研究工作也较多。黄瑜[41]融合水文、经济、生态学等相关知识，分析城市小水系生态系统重要服务功能，提出城市小水系生态服务功能价值评估方法及其在城市规划管理工作中运用的初步设想。季永兴[42]分析了城市河道建设与生态城市建设之间的关系，认为城市河道的建设与整治是城市规划的一个重要内容。何松云等[43]提出城市河流生态恢复的尺度包括工程安全尺度、生态系统尺度、景观尺度、亲水尺度、时空尺度和经济尺度，同时指出为顺利开展河流生态修复实践,需要在理论、技术、水利工程设计规范、水利法等方面进行深入研究工作，认为留给河流一定的侵蚀、搬运、堆积自然作用空间是河流生态修复的重要课题，主张创造条件发挥河道生态系统的自我恢复功能。白世强等[44]从水、土、生物、功能4方面诠释了健康河流的概念，并认为城市河道生态修复的目标是恢复其健康，应依据健康的标准采取工程和生物手段进行修复。
总的来说，国内对城市河道的生态修复研究工作集中在近十年，除水利、环境、景观等层面进行研究生态修复外，还考虑了“文化”、“经济”层面的修复目标，并提出河道修复与城市规划建设之间密切关联。
目前国内研究在某些方面还存在不足：(1)缺乏对河流生态过程修复的机理研究;(2)缺乏从大尺度流域角度考虑河岸、河内、上下游的整体生态修复;(3)当前的研究大多只停留在对河流某一指标(鱼类指标、流量指标、水质指标、生物栖息地指标等)的生态修复，未考虑河流整体生态系统修复。
2.2修复技术与实践
目前，我国很多城市都相继开展了城市河流修复工作。
北京市近20年对城区河湖水系的治理大致可分为3个阶段[45]：
(1)以防洪建设和供水建设为主的阶段。20世纪80年代，北京为解决城市供水和防洪排水问题对城区河湖进行整治。
(2)以水资源保护及景观建设为主的阶段。1999年北京市完成筒子河和“六海”的清淤工程;2000年完成京密引水渠昆玉段、长河和双紫支渠治理工程;2001年完成昆玉河、玉渊潭、南护城河、通惠河和清河一期综合整治工程; 2002年治理万泉河、小月河和菖蒲河。该阶段对河湖水系采取污水截流、底泥清淤、两岸绿化、河底采用混凝土衬砌防渗等工程措施进行整治。
(3)生态修复为主的阶段。前一阶段对河道的改造，尽管使河边有了林带、绿地，但硬化堤岸的建成割裂了水体与土壤的关系，导致水体自净能力下降。因此，从2002 年
起北京开始生态河道建设，并于2003年竣工;2003年开始温榆河绿色生态走廊的建设;2004年末进行凉水河生态河道的建设等。这阶段的主要特点是采用卵石和叠石加固河堤、设计部分生态堤岸、设置生物浮岛和放养食藻的鱼类等。经过生态修复的河道，景观效果和生态功能都有明显的改善。
四川成都府南河的治理是城市河流治理的成功范例。府南河公园是一个以水的整治为主题的生态环保公园，受到污染的水从府南河抽取上来，经过公园的人工湿地系统进行自然生态净化处理，最后变为“达标”的活水，回归河流。该公园的创意由美国贝·达蒙女士提出，该项目也获得了世界人居奖等3项国际大奖。
合肥的护城河经过多年的改造和建设，如今形成了由逍遥津、包河公园、银河公园、鱼花塘、玻泊山庄等组成的环形风景区，成为城市中心区市民日常休憩的开放式公园，也使合肥市得到了园林城市的美誉。
苏州市在城市发展建设中，保持了三纵三横加一环的河网水系及小桥流水的水城特色，保持了路河平行的基本格局和景观，城市改造取得了很好的效果。著名华裔建筑师贝聿铭曾这样评价苏州：“苏州之所以成为苏州的关键在于水，建筑物还是其次的”。
其他大中城市如沈阳、哈尔滨、太原、天津等也相继开展了城市河道生态修复和景观重建工作等等。
国内的城市河流治理仍处于探索阶段，很多工作仍着眼于修复河流某一方面的功能，如国外在兼顾景观的同时，更侧重生态修复和重建等方面的工作，国内则较多地考虑景观建设，生态修复工作还有待加强。城市河流生态修复和景观建设缺乏相应的理论指导，未形成系统的河流建设和管理模式，未综合考虑河流建设与经济社会发展、水资源、旅游、居民需求、文化等方面的关系。
3未来城市河流生态修复技术的发展方向
(1)城市河流建设要更多地考虑其与所在地区之间的关系，根据城市的发展规划制定合理的建设目标、策略、方法等;
(2)城市河流建设要更多地考虑如何推动当地经济发展和满足城市居民的需求，探索如何使生态修复、景观建设和文化有机融合的方法;
(3)城市河流生态景观建设要充分结合当地的经济基础、经济发展需求及水资源特点，寻找适合地区特点的城市河流景观建设策略;
(4)重视河流景观建设的管理工作，探讨合理的管理机制，实现河流景观建设“投资一收益—更多投资—更大收益”的良性循环;
(5)结合水利与生态学等相关学科，开展有关流量过程与生态修复之间密切联系的研究，从机理上修复包括河流流量、生物等在内的整个生态系统;
(6)形成完善的生态系统修复评价的指标体系，从宏观上能够对生态系统修复状况准确把握;
(7)积极开展相关问题的实践活动，为相关理论的研究积累经验和奠定基础。
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责任编辑：陈泽军(收到修改稿日期：2008-01-21)
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第四篇：修复在河流以及城市中的应用
“什么是复原”
从城市复原热潮中的启示(1998) 安·李·莱利 编者介绍
19世纪晚期和20世纪中期的早期环境运动主要关注自然土地、资源、和物种的“保护”与 “保存”。与此形成鲜明对比的是，许多都市环境组织在1980年左右才开始将关注点放在以前被破坏的都市环境系统的复原上。“复原”因此渐渐成为城市可持续发展议程的流行词汇。复原活动可能会有好多种形式，但是关注点通常都是清理受污染的土地(经常被人们称为“褐色土地”)，重新种植天然植被和复原小溪、湿地或者其他有水浇灌的元素。
在这个章节中，修复潮流先锋安·李·莱利围绕都市环境修复，特别是水道的修复进行了几个重要方面的讨论。她叙述了什么是复原而什么不是复原，而且还给小溪修复的过程。这是一个美国西部尤其活跃的一个运动。例子包含了在加利福尼亚州穿越圣路易斯中心的圣路易斯小溪。这个小溪是Berkeley Strawberry小溪的部分流域，例子中还包含了San Jose的Guadalupe河。复原天然物种和栖息地和运动紧密相关，在干旱和半干旱的城市和乡村作为一种节水技术的花园(用耐旱的植物)。其他关于复原主题的文章用到自然物种和永久培养，这些包括了《人类环境系统设计：景观、土地利用和自然资源》，还包括Rutherford H. Platt, Rowan A. Rowntree和Pamela C. Muick编写的《生态城市：保护和修复都市生物多样性》，Bill Mollison的《可持续景观结构：户外绿色建筑引导》，和 Andre F. Clewell和James Aronson写的《生态修复：准则、价值和新兴职业的结构》。
社会对生态复原做了一个定义，即意图改变地点来定义一个本土的历史生态系统的一种进程。这种进程的目的是模仿这种规定的生态系统的结构，功能，密度和动力
[其他]加入了更多人和社会的组成部分的有趣的定义是：意图修正人类对生物多样性和本土生态系统带来的破坏，通过和一种可以导致将自然和文化重新建立可持续和健康关系的自然再生进程。
用这些定义，修复者需要处理的第一个问题就是什么历史和本土条件需要被修复。在一些环境很可能是在一个特定历史条件下的针对自身条件的对水道的实践修复。例如当它成为正式地成为中心公园的WPA整体的进入城市景观。修复计划包括：例如溪流自然植物的修复和在历史WPA岩石对水道没有伤害的情况下对它的修复。可能有从17世纪晚期到现在的历史的水道已经作为一个降解工业污染的沟渠。你可能想用上个纪元的记录或者地图来决定修复的目标。
这在制度上或生态上可能不能在欧洲殖民这将景观改造成另一种东西来修复一个水道景观现有条件。例如，当我们客观的选择芝加哥河去修复，我们以前为了开凿船道已经对低洼地带进行了人工疏浚，现在我们不能让它变回原来的浅而且大片的草原湿地了，我们对于这个问题的办法就是利用河边的模型来引导对河道进行修复和恢复一些以前欧洲殖民地时期的湿地物种。
在城市方面，修复需要复杂的妥协和此消彼长，这种过程是在现今的土地利用和生态系统的基础上基于自然和人类建造历史的一种过程。一个好的惯例就是参考熟知当地原始景观的专家的意见来看是否有些许保存下来能提供一个已经退化的水道修复模型的自然河流、小溪、水道、或者湿地。
在生态和人类殖民地两个方面，如果我们要创造一个景观，我们需要努力创造一种比现存条件更好的可以自我持续发展的景观。这意味着水道会变得更平衡。对一个河流和小溪而言，这种平衡条件通常意味着不会过度腐蚀和有生锈沉积物。(腐蚀和生锈对小溪来说是天然的;我们只在我们已经在现存条件下建立极度的条件是才开始干涉)。这也意味着它有丰富的生物多样性而且不会经历极端温度、营养物、藻类生长，或者其他化学参数。如果水道的自然物理条件变回原来的样子，它将不会需要过多的介入来改正腐蚀，生锈或者污染问题。
河和小溪的物理条件包括溪边的树和灌木，河道和它的宽度，深度，池塘，浅滩和曲流。这条河也包括它的泛滥平原和特色平台，这些平台通常很老，而且坐落于现今废弃的泛滥平原之上。这些物理“结构”在河流生态系统中都有功能表现，包括水的走向和沉积物，洪水的储存和运输，还有就是创造陆生植物群落和野生动物的栖息地和水生动物的栖息地。最终，小溪动力包括沉淀物的运输，水的运输，河道的形成，泄洪平原和平台;和湿地的土地利用和植被种植。复原的目的是尝试还原这些结构，功能和动力来尽可能突破我们现代景观发展的限制。
有时，它帮助我们重新定义什么是复原而不是阐述他的主题。渔场修复不是一个鱼类孵化场，在这里我们花费很多在一定的容积把鱼养大，然后把它们放回河流，小溪或者湖泊中。大部分有贮存的鱼的河流或者湖泊不能供给鱼类的生命循环。结果，鱼类只能再度贮存。渔场复原需要再建一条河流、小溪或者湖泊野生遗传贮存，这是一个能够维持自足的可持续鱼量发展的地方，在这里鱼类可以根据自然条件选择适合生存的基因。上面说的修复意味着重新放种，重新选栖息地，重新移动栅栏进行迁徙;重新修复在这些条件下适合种群进化的遮蔽处，适宜温度和水质，并且这些物种可以靠他们自己生存下来。
修复不是景观，好的景观意味着要创造一个可以提供避难所、冒险、记号、娱乐、环境还有物质的场所。对修建高速公路，办公室结构，停车场，和房屋发展和水工程结构来说，景观是一种土地利用的改变。专业景观经常利用种植设计来构图、对混乱或者丢失树荫的补充或者覆盖，这是通常是我们不想看到的。尽管这些项目都是合法的，但这些不是复原。小溪的复原也不是创造一个有水穿过的“自然花园”。
沿着河道边种树和灌木的工程不是一种复原。即使这项工程用了天然的植被也不算。那些在洪水渠种植或者覆盖在上面的植被，或者试着去减少些对野生动物和祖先们来说的原始河流的已经丢失的价值但是已经不能作为自然水边系统的一部分的植被，都可以叫做景观。 在这种情况下，我们不能修复。我们只能努力的减少或者补充这个项目对环境带来的伤害，然而，如果植被功能可以作为小溪生态环境的一部分，而且能够帮助减少水的流速，加强堤岸建设，创造漩涡冲刷泳池，阻止芦苇等杂物对河道的腐蚀，或者为鸟、鱼或者其他用过这些栖息地的哺乳动物创造栖息地。
[……] 当我们什么都不做的时候修复是能被感知的。自然的修复力通常是根据流域条件变化而变化适应的。作为修复的专家的一部分是批判，就是知道什么时候可以允许自然靠自身的变化进行调节，有多种人类活动可能导致溪流的改变，这些活动包括修建大把，规整溪流流向，分流水系，城市发展，火灾或者木材收集，挖电缆管道或者水渠的重新定位。像洪水，飓风地震，台风等自然灾害也可能影响，溪流会对上述影响作出反应，这些自然作出的调整往往得不到我们想要的结果。一个修复方面的专家可以给当地居民指出优势和修复所需要用的花费。在多数情况下，溪流会找到一种不需要介入的新的平衡。其他情况下，小溪会反抗那些试图操纵它吹出来、侵蚀或者通过精心设计的堤岸保护项目。有时候自然植被重新回归自然，比我们种植它的时候更有活力。这些不确定的因素强调了与当地的地质学家、水文学家和其他对当地小溪动力有专业知识的人的沟通。这对于溪流来说可能是一个很大的误导鄂工作项目，一个对纠正失衡的渠道和分水岭弊大于利的项目。
[……] 我们正在进入一个政府管控目的性和价值性很强的公共项目的纪元。利用多种目的性的理论对泛滥平原的管理已经在过去的几十年中在河流工程管理上得到广泛认可。这个概念,这是最大的社会效益管理河流冲积平原和洪水易发地区范围的目标包括减少洪水造成的损失,保护野生动物的栖息地,保护或改善水质、生态修复、侵蚀控制,提供娱乐,等等。 [……] 创新在规避环境影响和现存问题的洪水管制项目中进行多次试验。河边散步被保留了下来，泛滥平原被改造成可以储存盒运输更多水量。再种植系统已经被混凝土、乱石、溪流堤岸上的桩材、海滨和湖滨所代替。复原的方法可以以一种令人兴奋地方式替换老方法，这种方法经常可以解决因为降性能伤害和提供环境优势的重要工程问题。他们试着回复小溪的自身结构(河边森林、曲流、水池、浅谈和其他物质特征)、自身功能(溪内栖息地，洪水储地，环境平衡、野生动物栖息地)、和它自身动力(即被它自身的形式，规模和蜿蜒程度所决定的)。通过做这些，修复可以减少过多的腐蚀，复还鱼类栖息地，帮助溪流从污染中复原，甚至减少洪水的破坏，作为一个双赢的方法。
城市化是如何改变流域和小溪的
在城市地区流域的概念变得更加复杂,因为受到了自然地形打扰; 水可能会使通过雨水渠流走，在某些情况下可能会被转移流入其他盆地。在排水系统中一个通过自然或者雨水渠给特定点提供径流的区域被认为是一个流域的一部分。作为一个住在平坦部分的城市居民, 我等待着下雨，然后观察水怎样流入雨水管道从而识别我的雨水管道流入了哪个沟渠，这样来找出我的房子在哪个流域。
城市流域最糟糕的可能是泥泞的沉积物;使堤坝动摇蜕皮、植被稀疏;把油、汽油、和城市废物带入雨水道管; 和住宅的倾倒垃圾地,庭院残骸包括家具、床垫、汽车电池。没有大树的树冠可能使河道比正常情况下更多的暴露在阳光下, 鼓励芦苇和藻类的增长。这些可以“窒息”通道,造成积水和水流交织。购物车在城市流域中有着很好的预测性，所以加利福利亚州的溪流委员会把购物车分类到城市小溪的“指示生物”。 委员会因此指定金购物车奖为其最高奖项。
最糟糕的城市水域的物理改造是渠道的改性和支流地下洞涵的降级。河岸区域(沿着河流植被被很好浇灌的区域,与相关动物) 被从河道淘汰或分开。删除河边地带植被导致水生生物营养物质的损失, 损失了阴影遮挡,增加堤坝侵蚀,河道的横向运动, 增加沉降,减少池深度。冲积平原与河道分开,因为渠道已经被下切或加深, 或之前的土地利用实践增加了大层土填补冲积平原, 或者是这些事情共同作用的结果。结构性障碍如堤坝、防洪墙、渠道化也是这种分离的原因。冲积平原是流域系统中最具生物生产力的部分也是洪水的存储和运输区域，但他们往往受到城市化的影响。
在所有的可以影响一个流域及其水文的土地使用变更中，城市化是迄今为止最重要的。这样的发展增加表面的不透水性,如沥青、混凝土、产生大量的雨水径流,比一个吸收雨水的正常流域更快的冲刷地面。城市化会增加流动的数量和峰值。水流通过径流流向小溪在降雨开始之后变得“光鲜”，减少降雨和洪水流的高峰阶段之间的延迟时间。
流域管理和修复程序可以解决城市化的影响,减少径流的增加，侵蚀和沉积。现场滞留的雨水(靠近建筑物、停车场)使用地点设计如自然流域等措施, 保存湿地、植树造林、雨水蓄水池和缓冲区可以延迟径流达到的峰值时间和减少峰值的总量, 在水输入流和河道之前过滤。
河岸恢复项目可以帮助增加为适应更大的城市流动的河道的稳定性。河岸的缓冲区和园林道路可以防止正在城市化影响下调整和扩大水路的结构的损害。原生林地和植被可以回到流域的斜坡。
确定你的溪流的需求
对于那些目标是有一个健康的流来增强他们的社区或城市的来说有五个主要关心的领域。你的第一个值得关注的问题应该是通过土地使用法规在新的城市发展的影响下保存现有健康的溪流。溪流常见的摧毁者是建筑物的布置太靠近河岸，造成侵蚀和洪水灾害因而产生费用，这些费用通常是由社区纳税人承担。如果你是常见的情况,你必须调和溪流和现有结构的冲突, 你的第二个问题是使用可行的最环保和审美敏感的技术用来保护溪流和结构。第三个需要你可能是为了由工程官员来维护的河道的环境敏感性谈判。你也或许会发现,为了恢复溪流, 最后需要删除涵洞、混凝土衬砌物, 你可能需要通过传统的处理设施和恢复方法来解决水污染问题和流域中生物充足水供应的需求。
所有五个问题将要求你与许多学科的专业人士交流, 他们都有自己的语言、传统、甚至文化和价值观。
首先,不管怎样,你需要确定你的溪流在不久的将来已经或可能面临的问题,你的目标在与管理或避免这些问题。在土地利用变化中你是否需要保护你的溪流，还是已经受到城市化的严重影响,你需要控制河岸侵蚀?您可能需要考虑以下的一个或多个作为你的管理目标: 计划和控制溪流的走廊
土地使用规划和地点设计可以保护自然水路由轻率的城市发展引起的典型退化，远离危险区域例如冲积平原和曲流河等区域。计划可以将危险区域指定为社区开放空间,公园,休闲区,小径,徒步旅行和自行车道,交通走廊。
地点设计标准和规范可以通过土地使用计划为一旦开发位于社区时如何正确地设计开发提供指导。地点设计保护措施可以叫溪流-走廊缓冲区, 最小化不透水表面和原生植被的影响以及探测雨水的管理。使用缓冲区的自然河边地带植被和自然洼地以及雨水滞留区域而不是下水道，通过减少雨水流和径流污染大大减少开发对溪流流的影响。缺点要求地点结构远离小溪，从漫滩流和改变溪流蜿蜒中降低未来财产损失的风险。适当的土地使用规划和地点设计通过避免问题的发生为一个社区节约成本。
第二个基本土地使用规划的表弟是轨迹规划。
沿着溪流流慢跑者和徒步旅行者的休闲步道很容易集成为可再生资产。计划在没有现有的未开发公共通行权后添加一个小道后来是很困难的, 但作为使城市和郊区中心更宜居的园林道路的一部分却正在进行中。
使用环境敏感的洪水、水土流失和通道不稳定性的解决方案 许多地区没有足够的缺点要求。如果你承接了结构在洪水灾害地区或者容易受到蜿蜒和侵蚀堤坝的溪流的损害的情况，你将要寻找可行的最具环境敏感性的技术对溪流和结构进行保护。通常,替代的修复可以代替传统的工程实践,以减少洪水和侵蚀破坏。
主流在城市环境中通常是失去平衡的导致了过度侵蚀或过度沉积。过度侵蚀是从平坦的表面增加径流引起的，如道路、车道和停车场。过度沉积通常是由上游建设、放牧、或砍伐引起的。流一般经过对城市化两个周期的主要调整。他们往往首先从建筑工地充满沉积物。之后通道变大以负荷建成城市的平整表面增加的径流。河和湖滨水区往往有水土流失问题,因为沿水路的多产自然植被被移除了。最适合补救这些问题的方法是再生长水道。有时候也需要改变航道。
使用环境敏感性维护策略
如果你有一个信道流已经变直,其自然的树和灌木物种也被移走来增加洪水在中通道流动的空间。你需要寻找方法来挽回它的一些环境和审美价值。如果你的溪流现在被官员分类作为防洪通道, 你将不得不在联邦和地方的标准下维护管道, 这些标准通常旨在最大限度地减少原生植被的生长。作为一个防洪通道,分配给你溪流的主要目的就是为洪水提供一个泄洪通道 。老式的,传统的防洪项目在他们的目标不包括美学或生态价值。这意味着你将不得不提出一个替代的河道维护系统,允许你与防洪目标集成环境目标。而不是常规的每隔几年切除大部分管道的植被来增加信道容量,允许百分之15 - 25的植被保持并维持在这一水平会更环保。这可以提供一些环境价值的同时保持洪水的泄洪。此外,清除垃圾,碎片,家具,冰箱,旧靴子,购物车和其他物品,不仅提高了流的美学,还可以解决水土流失问题,增加泄洪通道的能力。这样清理项目是一个显而易见的让恢复启动的办法。 用更自然的环境取代混凝土涵洞、通道
在许多城市,只有残留的之前修复的河岸环境依然存在。溪流经常被埋涵洞、地下作为雨水下水道。如果没有埋,它们包含在贫瘠的混凝土渠道中和被锁在链接的栅栏里。许多城市后悔失去的小溪和河流的历史、美学、环境价值试图减小一些伤害。威斯康辛州密尔沃基市,制定计划把混凝土从林肯溪镇的中心移走。普罗维登斯、罗德岛、为了恢复城市的滨水区移除了桥接一条河的混凝土板。埃尔塞里托到,城市纳帕,伯克利,加州;盐湖城犹他州,圣安东尼奥,德克萨斯州,普罗维登斯,罗得岛,已经挖开了小溪和河流和恢复了自然的通道。华盛顿贝尔维尤,圣。保罗,明尼苏达州,波特兰,俄勒冈州,丹佛,科罗拉多州,这些城市,计划让小溪见到“日光”要用手提钻钻开混凝土。
改善水质、供水和溪流生物栖息地
到目前为止,大多数在恢复溪流环境中关注的是水质和鱼类栖息地的改善。在过去的十年里,河流恢复项目涉及溪流堤坝修复和恢复已经成为国家和地方符合1987清洁水法案的修正案非点源污染控制要求的一部分。西北地区的adopt-a-stream网络在华盛顿特区的lzaak沃顿联盟等组织可以提供一个广泛的文献监测，文中的溪流生物获得充足的水供应问题可能涉及到一个复杂的水权制度,各州法律也不同。
第五篇：生态修复
1 生物质能秸秆发电的工艺流程
农作物秸秆在很久以前就开始作为燃料,直至1973年第一次石油危机时丹麦开始研究利用秸秆作为发电燃料.在这个领域丹麦BWE公司是世界领先者,第一家秸秆燃烧发电厂于1998年投入运行(Haslev,5Mw).此后,BWE公司在西欧设计并建造了大量的生物发电厂,其中最大的发电厂是英国的Elyan发电厂,装机容量为38Mw.
1.1 秸秆的处理、输送和燃烧
发电厂内建设两个独立的秸秆仓库.每个仓库都有大门,运输货车可从大门驶入,然后停在地磅上称重,秸秆同时要测试含水量.任何一包秸秆的含水量超过25%,则为不合格.在欧洲的发电厂中,这项测试由安装在自动起重机上的红外传感器来实现.在国内,可以手动将探测器插入每一个秸秆捆中测试水分,该探测器能存储99组测量值,测量完所有秸秆捆之后,测量结果可以存入连接至地磅的计算机.然后使用叉车卸货,并将运输货车的空车重量输入计算机.计算机可根据前后的重量以及含水量计算出秸秆的净重.
货车卸货时,叉车将秸秆包放入预先确定的位置;在仓库的另一端,叉车将秸秆包放在进料输送机上;进料输送机有一个缓冲台,可保留秸秆5分钟;秸秆从进料台通过带密封闸门(防火)的进料输送机传送至进料系统;秸秆包被推压到两个立式螺杆上,通过螺杆的旋转扯碎秸秆,然后将秸秆传送给螺旋自动给料机,通过给料机将秸秆压入密封的进料通道,然后输送到炉床.炉床为水冷式振动炉,是专门为秸秆燃烧发电厂而开发的设备.
1.2 锅炉系统
锅炉采用自然循环的汽包锅炉,过热器分两级布置在烟道中,烟道尾部布置省煤器和空气预热器.由于秸秆灰中碱金属的含量相对较高,因此,烟气在高温时(450℃以上)具有较高的腐蚀性.此外,飞灰的熔点较低,易产生结渣的问题.如果灰分变成固体和半流体,运行中就很难清除,就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输.严重时甚至会完全堵塞烟气通道,将烟气堵在锅炉中.由于存在这些问题,因此,专门设计了过热器系统,已经用在最新的发电厂中.
1.3 汽轮机系统
1.3.1 汽轮机系统
涡轮机和锅炉必须在启动、部分负荷和停止操作等方面保持一致,汽轮机和锅炉,协调锅炉、汽轮机和空冷凝汽器的工作非常重要.
1.3.2 空冷凝汽器
丹麦的所有发电厂都是海水冷却的,西班牙的Sanguesa发电厂是河水冷却,英国的Ely发电厂装有空气冷凝器.在中国,空气冷凝器是一种很成熟的产品,可以在秸秆发电厂中采用.
1.4 环境保护系统
在湿法烟气净化系统之后,安装一个布袋除尘器,以便收集烟气中的飞灰.布袋除尘器的排放低于25 mg/Nm3,大大低于中国烧煤发电厂的烟灰排放水平.布袋除尘器为脉动喷射式,容器由压缩空气脉冲清洁.
1.5 副产物
秸秆通常含有3%~5%的灰分.这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集,这种灰分含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙,可用作高效农业肥料.
目前生物质能秸秆发电技术的开发和应用,已引起世界各国政府和科学家的关注.许多国家都制定了相应的计划,如日本的“阳光计划”,美国的“能源农场”,印度的“绿色能源工厂”等,它们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源战略的重点工程.根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标,至2010年,我国生物质能发电装机容量要超过:300万kw.因此,从中央到地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能技术的发展,加快了技术商业化的进程.随着我国国民经济的高速发展和城乡人民生活水平的不断提高,既有经济、社会效益,又能保护环境的秸秆发电技术的利用前景将会越来越广阔.我国农村的秸秆资源相当丰富,主要的农作物种类有稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类油料作物、棉花和甘蔗.根据我国地理分布和气候条件,南方地区水域多、气温高,适合水稻、甘蔗、油料等农作物生产,北方地区四季温差大,适合玉米、豆类和薯类作物生长,故播种面积大于其他地区.小麦在我国各地区都普遍种植,播种面积以华中、华东地区最多;棉花产地主要是华东和华中地区,其次是华北和西部地区.预计在2000年到2010年期间,我国每年秸秆资源的可获得量为3.5亿~3.7亿t,相当于1.7亿tce.如果将这些秸秆资源用于发电,相当于0.9亿kw火电机组年平均运行5000h,年发电量为4500亿kWh.农作物秸秆直接燃烧供热发电的利用方式,是一条将秸秆转化为生物质能源可行的工艺技术路线.如果秸秆直接燃烧供热发电示范成功,将成为中国最大的支农项目、最大的节能、环保项目,是我国最可能迅速大面积推广的可再生能源项目.正是由于秸秆直燃发电项目拥有以上特点,同时它又可能解决目前许多企业面临的煤炭供应趋紧,价格持续上升的问题,我国启动实施秸秆发电的示范工程引起了国内外业界的极大关注.
由中国龙基电力科技有限公司与北京德源投资有限公司共同合作经营的龙基电力有限公司,是BWE公司“超超临界锅炉”和“生物质能发电”等核心技术、锅炉设备相关技术及其更新技术进入中国的唯一平台.作为BWE公司在中国电力领域的项目发展公司和窗口公司,龙基电力有限公司将在中国境内投资生产世界先进的发电厂设备,逐步把BWE公司的生物质能发电技术引入中国,在国内生产BWE公司的生物质能发电锅炉及全部配套设备.目前,国家发展和改革委员会已正式批准将河北晋州和山东单县的生物质能秸秆发电工程列为国家级示范项目(发改能源[2004]2017号文件和发改能源[2004]2018号文件),旨在示范中完善技术,规范和培育市场,形成新的产业.这正式将秸秆发电技术在国内的推广驶上了一条农村能源全新利用的快车道.河北晋州(1×25MW)和山东单县(1×24MW)两个示范项目都将引进丹麦BWE公司的世界先进秸秆发电技术,龙基电力有限公司作为项目投资和项目实施单位,在当地做了大量的前期调研,力争在吸收丹麦BWE先进技术的基础上,开创出一条符合中国国情的新路.两个示范项目如能成功,将给我国广袤的农村带来前所未有的新能源革命和巨大的经济效益,如河北晋州项目每年燃烧秸秆20多万t,发电1.38亿kWh.按照每吨秸秆100元的收购价测算,将带动农户增收2000多万元/年;与同等规模的燃煤火电厂相比,一年可节约l0万多tce.
国能浚县生物发电有限公司位于河南省鹤壁市浚县黎阳工业集中区，注册资本金0.6亿元，是由国能生物发电集团有限公司投资兴建的、以燃烧秸秆为原料的生物发电厂。浚县地处河南省北部，地理位置：东经：114.33° 北纬：35.41°，处于安阳、濮阳、新乡、鹤壁等市辐射带的中心位置。县域面积1030平方公里，耕地93.4万亩，是以农业为主的产粮大县。
公司的经营范围为：生物质发电，热力、电力销售;生物质压缩颗粒生产与销售，生物燃料运输，生物质原料，灰渣的开发利用。
浚县生物发电项目于2005年经河南省发改委批复核准，是鹤壁市循环经济示范项目，工程建设规模25MW，于2005年10月28日开工建设，工程建设总投资2.82亿。2007年12月1日通过试运行;2008年1月正式投产，年发电量11560万千瓦时，实现产值6500万元，收购秸秆18万吨，支付燃料款5500万元。
2010年公司全年完成发电量21587万千瓦时，全年收购各类燃料33.92万吨，可替代标煤十几万吨，减排二氧化碳约12万吨，可增加农民收入8500万元，燃烧后产生的灰份，可用于生产高品质的钾肥还田使用，社会效益显著。围绕燃料收加储运环节，可直接吸纳农村劳动力1000多人，对促进农民增收、带动农村经济发展、节能减排、清洁乡村意义重大。
国能浚县生物发电有限公司位于河南省鹤壁市浚县黎阳工业集中区，是由位于北京的国能生物发电有限公司投资2.68亿元建设，燃烧秸杆的生物发电厂。该项目的投产将会成为国家电力能源的生力军，将会推动生态、循环、环境友好型社会经济的发展。
生物发电是一个新兴的朝阳产业，是一项利国利民的伟大事业，对于增加农民收入、改善环境和实现能源的持续开发都具有重要的意义，并享受2006年1月1日颁发的《可再生能源法》支持和相关国家政策优惠。为吸引人才，公司将提供相关职位的优厚待遇;而且，鉴于国能生物发电有限公司的开工项目逐年增加，个人发展空间非常广阔。
国能浚县生物发电有限公司位于河南省鹤壁市浚县黎阳工业集中区，注册资本金0.6亿元，是由国能生物发电有限公司和龙基电力有限公司共同投资组建的，总投资预算2.68亿元建设燃烧秸秆的生物发电厂。公司的经营范围为：生物质发电，热力、电力销售，生物质压缩颗粒生产与销售，生物燃料运输等。该项目的投产将会成为国家电力能源的生力军，将会推动生态、循环、环境友好型社会经济的发展。
国能浚县生物发电项目于2005年经国家发改委和河南省发改委核准批复，一期工程建设一台引进丹麦BWE公司的技术生产制造、采用振动炉排方式燃烧秸秆、额定容量为130t/h高温高压参数的电站锅炉和一台额定容量25MW、由青岛汽轮发电机厂生产制造的单级抽汽凝汽式高温高压参数的汽轮发电机组。该项目经过充分的经济技术分析，在可行性研究的基础上，已于2005年10月28日开工建设，工程造价：(根据可行性研究报告)一期工程发电工程静态投资 2.68万元;单位工程投资1.07万元/KW;目前工程建设正在顺利进行，截止目前工程已累计投资16000余万元，计划于2007年7月建成投运。项目建成投产后，每年将燃烧秸秆20万余吨，在节约能源、保护环境的同时，还可以每年增加农民收入5000多万元，有力促进当地经济的发展
2007年10月13日17：37分，我国第一台以小麦秆、玉米秆等黄色秸秆为燃料的生物质直燃发电项目——国能河南浚县项目1×2.5万千瓦机组一次并网成功，实现了我国以小麦秆、玉米秆为燃料的黄色秸秆生物质直燃发电机组建设工作的新突破，填补了国内黄色秸秆直燃发电的空白，标志着国能生物发电有限公司自去年12月1日通过国能单县生物质发电项目的成功投产，在掌握了以棉花秸秆、林木废弃物等灰色秸秆生物质直燃发电技术后，又成功地掌握了以小麦秆、玉米秆等黄色秸秆生物质直燃发电技术，将会对我国农作物秸秆资源的有效利用产生深远影响。 国能浚县成功并网发电，是国能生物发电有限公司积极实践国家电网公司“努力超越、追求卓越”的具体体现，是公司自9月份开展“保投产、抢发电、大干100天，确保完成全年目标和任务”活动以来取得的最丰硕的成果，是公司向党的十七大胜利召开的献礼。
生物质直燃发电，根据燃料种类不同，燃料上料系统也不同，主要分为灰色秸秆和黄色秸秆两大类别。棉花秸秆、树枝、木材下脚料等密度较大的木本类植物属灰色秸秆，需破碎加工后输送至炉膛内燃烧;玉米、小麦等草本类植物属黄色秸秆，因其体积大、重量轻、密度小，为满足锅炉燃烧发热量，保证单位时间内的上料量，需要打捆至规定的体积和重量后输送至炉膛内燃烧。在收、储、运等燃料供应系统诸环节，以黄色秸秆为燃料的生物质直燃发电机组要比以灰色秸秆为燃料的生物质发电机组技术复杂程度和难度大的多。以国能浚县为例，在我国中原地区的农作物一年两熟，黄色秸秆收获季节较短，必须在较短时间内收购、存储全年所需的20多万吨燃料，科学存储和存储场地是一个较大的问题。特别是玉米秸秆的加工打捆问题，是目前一个世界性的难题。
今年以来，国能生物发电有限公司以打通黄色秸秆生物质直燃发电技术路线为全年工作的重中之重，围绕燃料收、储、运以及炉前上料系统等重点技术环节，成立专门工作组，组织精干力量开展了一系列攻关工作，各方面工作取得了重要突破。
众所周知，近些年来，随着我国广大农民生活水平的提高和能源利用方式的转变，秸秆等农林废弃物给农村带来的环保问题越来越突出。每到夏收和秋收时节，大量的小麦、玉米等农作物秸秆因没有有效的利用渠道，村民只好在田间地头直接焚烧，造成严重的环境污染，甚至影响交通安全和人民群众健康，秸秆焚烧已成为我国北方地区的一大公害。将小麦、玉米等农作物秸秆用于发电不但能够有效地解决秸秆焚烧造成的大气污染，减少温室气体排放，而且是目前国内农作物秸秆利用的最佳出路之一。
生物质天然气项目是2004年以河南农大张百良教授为首的一批专家学者，以农业部可再生能源重点实验室为平台，联合鹤壁正道生物能源公司为破解工业化生物质天然气及纤维乙醇发展的瓶颈，在世界上首次研制出了使生物质转化为天然气、纤维乙醇、纤维丁醇的最佳工艺。
该项目采用热转化效率最高的厌氧发酵技术，将各种农作物秸秆、农产品加工废弃物(包括木薯渣、蔗渣、玉米芯、变质农产品、农产品加工剩余物)内的碳水化合物转化为天然气、纤维乙醇、纤维丁醇等，耗能低且无污染排放，是一种低碳经济发展模式。目前该项目技术工艺世界一流，已取得发明专利一项。
考察团一行观看了项目工艺演示，详细了解该项目的的运行原理和进展情况，并对鹤壁市积极探索新能源的开发利该项目属清洁能源产业项目，为国家政策鼓励性环保项目。相对于生物质发电、生物质乙醇等国家严格审批项目，本项目无须行政审批，也无从业资格限制，行业进入无门槛。该项目投资规模伸缩性强，市场规模近乎无限，适合大规模投资，并可实现滚动发展及连锁站点建设。该项目规划建设一座年消耗8万吨生物质(玉米芯、玉米秸秆)、年产天然气2880万立方米的CNG标准站，包括WB-100数码连续起爆流水线两套，XG-2数控脉冲回流消化罐单元120套，CNG加气设备一套，总占地面积150亩，主要面向周边5km半径内的5万亩玉米种植面积，全年生产。用和低碳经济的发展方式表示赞许。
五、工艺流程
本项目工程总工艺流程如下图所示。玉米芯、玉米秸秆等生物质先进入连续汽爆设备进行汽爆预处理。由于数控连续汽爆设备的制造成功，将以前用传统生物质堆沤预处理方维式其效率低、得率低、进出料劳动强度大、发酵过程不能实现工业化自动运行的生物质天然气，推进到生物质转化效益最好的前位。数控连续汽爆不同于人工热喷工艺。它可在0.00875秒的爆速下，方便的以最低的能耗准确定量的将秸秆爆至浆状，为其取得较高的甲烷得率奠定了传质条件。
汽爆处理后的浆状生物质直接进入数控脉冲回流消化罐。由于其活性泥回流接种、混质脉冲传质、无效物清理、pH平衡、发酵温度等均在计算机控制下运行至最佳点，使其单位容积产气率得以大幅提高。整个高效厌氧发酵生产过程为静态全封闭数控运行，实现无人化管理，使生物质天然气在先进的数控装备保障下进入现代化工业大生产阶段。消化罐所产甲烷与二氧化碳混合气体先进入脱硫储气柜进行脱硫暂存，然后由中压压缩机压缩至4~6Mpa，使其中的二氧化碳气体液化并分离，得到纯净的甲烷气体，然后再由天然气压缩机压缩至20Mpa，达到国家车用CNG标准，按照常规CNG加气站规范对外销售。
五、项目运营指标
本项目工程以单台LB-7型连续汽爆设备为生产规模计算单元，现分别列出各主要生产设备的性能指标：
1、 LB-7型连续汽爆机
爆发速度：0.00875 S 汽缸容积：0.075M3/缸
汽缸装料：7.5kg /缸 (物料密度200kg/m3 物料含水量：12%) 当保压时间为90s时： 小时产量：300kg 日产量：7.2吨(干物质原料入料量，当保压时间短时，则产量上升，反之则产量下降) 年产量：300日×7.2吨=2160吨 电机功率：2.2kW 小时理论蒸汽耗量：0.1吨(不包括管道热损，由于干物质原料含水率、入料温度、工作环境温度及种类的不同，其理论蒸汽耗量将有所不同) 计算机配置：戴尔+研华工控
2、 XG-2数控脉冲回流消化罐
产气量： 45m3/h; 干物质消化量： 83.3kg/h; 罐容积： 240m3; 折合甲烷产量： 28 m3/h; 生产强度： 4.5m3/ m3*d;
六、项目效益分析
1、 效益分析基础数据(华北地区) ① CNG市场平均售价：3.6元/m3; ② 工业CO2市场平均售价：2.7元/m3;
③ 生物质收购成本：150元/吨;(玉米芯、玉米秸秆)
2、 产值 ① CNG年销售额
年产气量：28 m3/h × 24h × 3只 × 360天 = 720000 m3 年销售额：720000 m3 × 3.6元/m3 = 259.2 万元 ② 工业CO2年销售额
年产气量：17 m3/h × 24h × 3只 × 360天 = 440640 m3 年销售额：440640 m3 × 2.7元/m3 = 119 万元 年总销售额：259.2 万元 + 119 万元 = 378.2万元
3、 成本 ① 生物质原料
年生物质耗量：0.25ton/h×24h×360天×150元/ton = 32.4 万元 ② 蒸汽、电耗
年蒸汽耗量：0.1ton/h×24h×360天×100元/ton = 8.64 万元 年CNG压缩电耗：720000 m3 × 0.15元/m3 = 10.8 万元 ③ 人工管理
年直接人工量：8人×360天×40元/人天 =11.52 万元 年管理总费用：10 万元
年总成本：32.4 + 8.64 + 10.8 + 11.52 + 10 = 73.36万元
4、 年收益(按新修订企业所得税法规定免税) 378.2万元 - 73.36万元 = 304.84万元
六、市场价格走势及消费趋势
在能源需求及宏观对比方面，生物质天然气存在诸多优势：
① 在总体能源布局方面，相比于固定能源如电、煤等，近年来对移动能源的需求明显突出。且其价格走势强劲，不依赖政府任何价格补贴，并享受优厚的国家税收优惠政策。
② 近年来，由于油气价格长期倒挂，我国天然气价格平均每年上涨8%。2007年11月，国家发改委下发通知，规定了CNG价格与90#汽油价格挂钩，按1：0.75比例实现价格联动。随着国际原油市场价格不断攀高，车用天然气的市场价格将持续走高。
③ 我国天然气储量仅为全球储量的1%，但消费量增长迅速，并对进口天然气的依存度越来越大。目前国内天然气供应较紧缺。
④ 相比于化石天然气，生物质天然气的甲烷成分更加纯净，不含重烷烃，对机动车发动机的保护更为彻底，大为延长机油更换时间。且生物质天然气分散生产、分散销售，无运输管道成本。
⑤ 相比于汽油，车辆燃料费用下降20%以上，替代优势明显;
⑥ 销售方式可直接面对广大CNG及双燃料车辆，无中间环节及费用，不受垄断企业控制，无市场销售风险;
⑦ 此外，天然气可显著降低机动车排放，是政府大力推广的移动能源方向。