小流域河道治理生态系统修复方法研究

湖南省邵阳市城步苗族自治县农业农村水利局 吴宙航

小流域河道是水系源头，在我国社会经济不断发展的背景下，工业、化工等行业通过多渠道广泛利用水资源，对不可再生的水资源造成了较为严重的污染问题。河道水污染问题关系到人们的身体健康以及日常生活，因此，加强河道水治理工作极其重要。生态修复技术运用于河道水环境治理工程能够有效改善河道水质环境，有效提高河道水环境治理效果，因此，应重视探究生态修复技术在河道水环境治理工程中的应用。

一、小流域河道治理现状

我国河流治理主要分为四个阶段。第一阶段是依靠自然环境进行治理，主要是在已有的自然条件下开展治理工程，但是其治理作用较小，无法有效地进行防洪蓄水。第二阶段是生产与河流的争地阶段，主要是修建河道治理工程、提水灌溉工程、堤防建设工程，但是由于治理手段单一，发挥的作用较小。第三阶段是经济治理阶段，主要是加大资金支持，对河道进行道路建设，保护耕地，排放污水、废水等，但是由于资金的缺乏，治理效果不够显著。第四阶段是和谐治理阶段，主要手段是在发展经济的同时促使河道保持生态功能和社会功能，考虑到生活品质和保护环境的要求，从而实现了可持续发展。综合我国的整体情况来看，大部分达不到第四阶段的要求，河道治理仍旧落后，导致我国大部分地区的河道系统出现了很多环境问题，严重的甚至影响生态系统，加强生态修复治理刻不容缓。

二、水生态修复技术概述

为了加强小流域的生态环境建设，河流的生态管理越来越受到重视。水生态修复技术是近年来在小流域生态环境建设中逐渐推广的修复技术，其技术类型较多，能够修复已经遭到破坏污染的生态系统进行。水生态修复技术主要的工作原理是对已经造成破坏的生态系统进行修复，将环境内部的生态系统的构成进行分解，转化处理分解后的产物，对整个生态环境系统进行合理化分配，利用动植物本身具有的净化功能对水体进行净化处理，加快生态系统的修复速度，使其得到修复。基于以上工作原理，在水体中，植物自身的净化作用能够对整个水生态系统起到重要作用，因此，对动植物的培养是使整个生态系统恢复如初的关键点，此方式虽然能够达到很好的修复效果，但还具有一定缺点，主要是对动植物的生长速度不能够加以严格把控，其生长速度、生长状况以及净化功能等都是人为不可控的，所以利用水生态修复技术，可以采用人工植物浮床技术，在促进动植物生长的同时，对水体的黑臭现象进行进化，可以加快动植物的生长速度。水生态修复技术主要包括针对微生物处理技术、曝气复氧技术、人工植物浮床技术等多种技术类型，能够将河道的整体生态系统进行修复重组，以此恢复生态环境良好的城市河道。为此，本文针对水生态修复技术对小流域河道治理问题的难点，对其进行策略分析。

三、生态修复技术在河道水环境治理工程中的应用原则

（一）自然生态应用原则

在河流水环境治理工程中应用生态修复技术，必须充分考虑河流生态系统的自我调节功能，建立在河流自然发展规律的基础上，保证河流资源获得合理运用，构建人类与自然和谐的生存环境，进而为河道水系统健康发展奠定良好基础。

（二）可持续性应用原则

在运用生态修复技术开展河道水环境治理工作的过程中，一定要系统并且科学合理地分析各项工作方案以及工作手段的经济性特点、适用条件、长期有效性特点、抗风险性特点等，这种情况下才能够使得河道水环境治理工作的可持续性得以保障。

（三）物种多样性原则

用生态水利治理河流，要注意物种的多样性，这是保证河道未来发展的重要条件，与生态环境的实现有较大的关系。物种的多样性原则主要是在小流域河道治理工作中对水利生态项目的建立注重对生命系统和非生命系统的保护，为河道环境具备有效的稳定发展效果提供保障，并且大幅度提高整个环境空间的复杂性，只有这样才能保证河道环境中的物种越来越多样，提高生态体系的稳定性。

（四）景观和谐性应用原则

在河流水环境治理过程中，必须充分重视整体景观的宏观概念，同时还要结合河道水污染的实际情况，优化生态修复技术的应用，这种情况下能够实现修复、净化以及治理等一系列相关内容与景观美化之间的有效统一。

四、小流域河道治理生态系统修复技术的应用

（一）小流域河道物理治理技术

小流域河流治理分为两个阶段，第一阶段位于河流上游。小流域河流有许多物理治理技术，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。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，使得通过该墙体的污染物被拦截下来，降低污染浓度。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的处理效果较差，因此还需要后期生物处理方法进行补充。

（二）小流域河道生态治理技术

经渗透性反应墙处理后，较大的污染物会被拦截，而微小的污染物无法拦截。因此，污染河流的二次处理需要生态处理技术，以提高修复效果。目前，小流域河道生态治理方法有很多，比如，生物膜法和植物修复法。⑴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，这种方法能极大地减少污水中的微生物。⑵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，而是利用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，这种恶性循环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，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。

（三）生态护岸

所谓生态护岸是指能够恢复生态功能的天然河岸，除此之外，生态护岸还可以是透水性的人工护岸。生态护岸在实际运用的过程中不仅能够保证河道水环境以及河岸的物质能力交换，还能够保证河道水自净能力不被弱化，同时还具有观景功能以及行洪功能。在通过生态护岸开展河道水环境治理工作的过程中，其主要工作原理是通过水体溶解氧的增加以及生物栖息地地提供使得河道水环境周边生物的水陆缓冲带的连续性得以保障，还能够保证其多样性。建立在生态护岸结构材料不同的基础上，可以将生态护岸分为以下几大类：人工型生态护岸、半自然型生态护岸、自然型生态护岸。

（四）合理配置生态修复的水循环设置

植物生态浮床后形成一个简单的生态系统，其中需要配置生态修复的水循环，使外界资源合理有效地帮助水生动植物维持生态系统的平衡。水循环的配置应该考虑河道水体内部的水生动植物的种类，活动及生长规律。水循环的合理配置能够使生态系统保持平衡，增加生态系统的多样性，自身具有一定的保护能力，能够对生态系统内的有害物质进行筛选与净化。进行曝气复氧技术后，水体内部具有大量充足的氧气，满足了水生动植物对氧气的需求，加快代谢净化活动，因此需要加快水循环速度，保障代谢活动过程中有干净的水源。

（五）利用河流自然条件

河流是河流生态系统的基础，具有非常重要的地位。河流及其周围环境共同构成了河流生态系统。河流主要是由水和泥沙构成，是河岸和河道内各种生物生存的重要资源，如果河流遭到破坏，会导致这些生物难以生存，并且水环境遭到严重破坏。所以在进行河道治理工作时要优先考虑河流生态系统的修复。可以对河流进行自然化建设，主要是对河岸治理和护岸治理进行建设，主要体现出独立的个性特点，丰富自然环境，尊重地域特点，提高河流的自净能力，改善河流的水质，形成有魅力的河流，建设顺应大自然并且多样的自然河流，营造出朴实简洁的河流景观。

（六）恢复河道自然环境

在水利生态河道整治中，应考虑河流的滩地特征和生物多样性，不仅要提高防洪蓄水的功能，还需要将周围环境还原成自然状态。要将河道的多样性元素作为河道环境自然状态恢复的主要因素，将河道的岸线设计为不同的形状，并且根据当地的地势特点和水文环境，对河道进行错落设计，减弱河流对河道的冲刷和侵蚀，形成自然状态下的河道环境，为生态环境的良好发展提供优势条件，并为河道生物创造一个和谐完美的生存环境。还应该将河道生态系统与陆地生态系统进行结合，拓宽生态系统的食物链范围，在河岸周边增加绿色植物的覆盖面积，完整地构成整个河道的生态系统。

（七）水体自净系统

建立河流水体自净系统是在河流水环境污染治理过程中运用多项生态修复技术的重要措施之一。在实际运用的过程中，通常情况下都是通过水生动物以及水生植物两者之间共同组成的自然生态链，这种生态链对于河道水污染能够起到转移、降解的效果。与此同时，生态链还能够吸收水体中的有用物质，这种情况下还能够对水体起到净化作用。挺水植物群落、沉水植物群落以及浮叶植物群落是水生植物中的主要群落类型，其中，浮叶植物群落以及挺水植物群落主要发挥水质保持的功能价值和生态美观的功能价值。而沉水植物群落，是决定河道水体生态功能修复的重要因素，与此同时，沉水植物群落也是影响生态系统以及生态环境多样性、稳定性的关键因素。一般情况下可以在浅水区域进行常绿矮型的水下草皮的种植，可以在河道水中部或者是深部水域进行四季常绿的种植，在河道水当中形成水下森林，并且水下森林还具备易活的特点。要想达到将水体杂质过滤以及沉淀的效果，可以在河道水当中投入海螺、青虾以及河蚌等相关动物。不仅如此，河道水当中的浮游生物还可以摄取水中的相关腐蚀物以及漂浮物等，这种情况下能够促使水体的清澈度有效提升。

（八）人工湿地处理技术

在小流域河道污染和水环境修复过程中，人工湿地处理技术不可或缺。人工湿地处理技术需要考虑的因素是区域环境和气候，在生态系统中通过物理、化学和生物方法进行水质净化。这种人工湿地处理技术能够调节地表径流方式，维持生物多样性，让水中微生物能够净化污染物。通过应用人工湿地处理技术，可以保持泥土含水量，提升气温和空气湿度，不仅使生态环境变得美观，还能够使水体污染物得到快速降解，以此实现水体净化的功能，减少水中污染物。基于此，需要建立适应该标准的湿地环境，将土壤和卵石填充进有坡度的洼地中，形成一个床体，在床体上可以种植强韧草等根植系植物，例如，性能好的芦苇，这种植物在床体流动性好的环境中生长得更快，以此对受污染的水体进行治理，保障小流域河道污染得以有效控制。

（九）控制外源污染

一场暴雨过后，河水的污染程度远远高于生活污水。不仅如此，这种情况下还不能够运用单点源的控制来开展河道水环境治理工作，因此，在进行河道水环境治理工作过程中，通常情况下都会运用雨水原位自动膜滤设备。雨水原位自动膜滤设备属于一种超低压过滤膜，是一种前处理以及膜过滤一体化的系统。雨水原位自动膜滤设备在实际使用过程中能够去除雨水当中的污染物，不仅如此，还可以净化水体。雨水原位自动膜滤设备中的设备滤芯能够将雨水进行反复过滤，这种情况下还能够有效减少污染物的累积量。

五、结束语

我国河流众多，分割出许多小流域，为周边居民饮水灌溉提供了重要的水资源。然而，随着发展，河流污染越来越严重，一些河流受到严重破坏。为此，小流域河道治理生态系统修复具有重要的现实意义。水生态修复技术作为科学发明，在同类整改措施中性价比极高，能够以低成本、高效果的特点进行水体污染控制和优化，利用水中培育的微生物降解，以此达到修复河道生态系统的目的。