水体生态修复模式在黄河流域兰州段的应用研究＊

2020-10-09崔永峰赵培强瓦桃莉

甘肃科技 2020年16期

崔永峰，赵培强，瓦桃莉，王振

（1.甘肃省环境监测中心站甘肃兰州 730020；2.甘肃省生态环境科学设计研究院，甘肃兰州 730020）

1 概述

水体生态修复是生态工程与水利工程结合形成的一个分支，是采用各种技术方法修复受损的水体生态系统，以构建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的重要手段和方法[1-3]。其基本原则是以治为主，多种技术手段综合运用，建立统筹治理机制，通过污染源控制，在自净的前提下，利用人工措施，达到治理目标[4]。水体生态修复的主要功能是维护河流的生物多样性，保护河流的自然生态环境，并进一步保护活水源头、促进水资源的可持续发展、提高人民生活品质[5-7]。

发源于青藏高原，青海省巴颜喀拉山脉的黄河，全长5464km，是中国第二长河，其中有近152km穿越兰州市，是兰州市唯一一条穿城而过的“母亲河”，黄河肩负着兰州市生态屏障构建和社会经济发展，其生态功能十分重要，是兰州人民赖以生存的“生命之河”。近年来，随着兰州市社会经济的发展，黄河流域兰州段水体生态环境承载力逐渐下降，河道污染事件时有发生，生物多样性减少、水体生态环境不断恶化，生态功能退化较为明显。为保护黄河“母亲河”，兰州市各级政府和管理部门不断强化黄河水体生态修复和治理工作，但由于黄河水环境污染历史欠账较多，管理制度不够完善，治理技术相对落后，资金投入有限，因此，黄河流域兰州段水环境综合治理没有达到预期的目标。本研究通过资料收集，现场调研、结合流域水环境治理目标，提出有效的，适合兰州市水环境综合治理的生态修复模式，为兰州市政府及管理部门供技术参考。

2 常见的水体生态修复模式及有缺点

2.1 常见的水体生态修复模式

国内外水体生态修复的技术方法很多，通过分析归纳，总体可以分四种类型，分别是物理法、化学法、生物法、生态法[8]。

1）物理法。物理修复法是通过机械工程的手段，将水体中的淤泥、藻类及杂质清除的一种方法，水体生态修复物理方法很多，常见的方法有机械除藻、稀释冲刷、控制污染源、疏浚底泥、深层排水等。

2）化学法。化学法是根据河流污染物的理化性质，向水中投放各类药剂（如氧化剂、脱硝剂、除藻剂等），使其污染物与药剂发生絮凝、沉淀、分解等化学反应，以降低污染物的浓度或清除污染物。化学修复法常见的技术是杀藻技术和沉淀钝化法。

3）生物法。生物修复技术是当前国内外发展起来的新型环境清洁方法，其主要是特效微生物对水污染物进行吸收、转化、降解，降低污染物在水体中的浓度，达到清除污染物目的，以恢复生态功能。常见的植物修复、微生物修复等。

4）生态法。生态法是利用水中生物体的相互作用，增加水环境的适应能力、组织效果及调节功能，加快水环境的恢复。生态修复技术方法很多，其中生态景观比较常用的修复方法有生态护岸法，水质净化比较常用的修复方法有人工湿地和人工绿地法。

2.2 各类修复方法的优缺点

目前国内外各种水体生态修复法在实践中得到应用，实践表明，各类生态修复方法均存在一定的优缺点，具体分析见表1。

表1 水体生态修复优缺点一览表

3 黄河流域（兰州段）水体生态修复模式

参考国内外河流水体生态修复模式成功的经验，结合黄河流域兰州段水体生态现状和水体生态恢复目标，研究建议地方政府和管理部门分三个阶段构建黄河流域兰州段水体生态修复模式。

3.1 水体生态现状调查与分析评估阶段

只有前期对黄河流域兰州段水体生态现状开展调查与分析评估，才能选择科学合理的、有针对性的水体生态修复模式。此阶段包括生态现状调查和分析评估两方面工作

1）生态现状调查。调查阶段主要是通过现场调研、座谈取证、资料收集等多种途径了解黄河流域兰州段自然环境概况、社会环境概况、流域污染源及治理状况、流域生态系统状。

2）分析评估。分析评估阶段主要是在前期调查的基础上，结合国家及地方法律法规、各类发展规划，分析水体生态现状、分析存在的环境问题及与保护目标的差距，制定可行的水体生态修复方案。

3.2 水体生态修复阶段

黄河流域兰州段支流较多，水体生态现状复杂，既有受农业面源污染和污水污染的黑臭水体，也有水质相对良好，但水生生物多样性比较单一，水体抗污能力较差的河道，因此在生态修复治理方法的选择上，要因地制宜，多种生态修复模式嵌套进行，才可取得良好的生态效益。参考国内外河道划分的相关技术方法，根据水质标识指数评价体系法和水体恢复治理的诉求，将黄河流域兰州段水体生态恢复治理划分为黑臭治理类水体、水质改善类水体、生态功能恢复类水体、景观美化类水体和水资源恢复类水体。

1）黑臭水体的生态修复模式。对于黑臭水体的恢复治理，先要对污染源进行消除或截断，加强排污综合治理，再就参考成功的经验，运用各种综合的治理模式，可取得较好的成效。黄河流域兰州段的黑臭水体，建议采用多种修复技术相结合的修复模式。

2）改善水质生态恢复模式。对于改善类型河流，污染程度较黑臭型河流低，水中沉积物氮、磷含量较高，TOC和营养物质的含量稍低，沉积物表面缺氧情况较轻。对此类河流治理，水体污染会加重，有转化为黑臭型河流的风险。这类水体主要是污染物（内源和外源）的排放，因此，水体恢复的重中之重是严控污染源，同时以生物-生态方法进行综合治理。

3）功能恢复治理模式。黄河支流的水体治理，水质达标后，要重点关注水体的生态功能，使其发挥自身的生态作用。建议在水质达标后采用生态植物、浮游动物、底栖动物、鱼类投放及生物多样性建立等方法进行水体治理。

4）景观恢复美化模式。景观恢复美化首先要坚持保护优先的原则，在确保生态原貌，功能不变的前提下，进行恢复治理。其次，景观恢复美化要坚持统筹原则，将河道当成一个有机整体进行谋划，各支流要无缝衔接、体现特色，形成整体。对于景观恢复美化，还要根据流域气候和动植物习性，将各类特征性生物进行等有效搭配，达到景观有序协调的效果。

5）水资源恢复治理模式。目前，国内外对于水资源的恢复多从宏观调控和节约用水的角度进行治理，通过水量调配，工业、农业节约用水，市场化管理等多种手段加强水资源的恢复。对于黄河流域兰州段水资源保护与管理，建议地方政府及各级管理部门要加强优化水资源配置，不断完善水利执法体系和用水法规体系，完善节水管理体系，大力推广灌区农业节约用水，强化城镇节水和工业节水措施。