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1、前言
青獅潭水庫位于桂林市漓江上游靈川縣,是一座集城市供水、農業灌溉、漓江補水、防洪、發電、生態環境調節等綜合利用的大型水利工程,是桂林市重點應急備用水源地。是桂林市水生態系統保護與修復試點工程“六江四庫四湖一濕地”中唯一一座已建成并發揮重要生態調節作用的大型水庫。水庫水質從建庫至上世紀90年代中期均為國家地表水環境質量標準Ⅱ類。90年代中期以后由于水庫大規模的網箱養魚和旅游度假區的開發,致使水質污染日趨嚴重,已降為目前的Ⅲ--Ⅳ類。為切實凈化水庫水質,實現為國際旅游勝地桂林市提供優質水源的目標,對青獅潭水庫實施水源地保護與生態修復工程是十分必要的。
2、青獅潭水庫水源地水質現狀
2.1水庫水環境評價標準及水環境質量狀況
按照《廣西壯族自治區水功能區劃》要求,青獅潭水庫水質目標為Ⅱ~Ⅲ類,水質評價采用地表水環境質量標準(GB3838~2002)中的Ⅲ類水質類別作為評價基準。桂林水環境監測中心提供的青獅潭水庫的水質情況為:2011年為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ類水質。其中Ⅱ類為3月,Ⅲ類為1、2、6、11、12月,Ⅳ類為5、7、8、10月,Ⅴ類為9月,劣Ⅴ類為4月。2012年為Ⅲ、Ⅳ類水:其中Ⅲ類水質有10個月,Ⅳ類水質有2個月(即6月、11月)。超標的主要成份為:高錳酸鹽指數、總磷、總氮、PH值。
2.2水華現象頻繁,危機初步顯現
水華出現的時段主要在春夏換季、國慶節前后庫水位較低和氣溫升高的時候。主要特征是水體呈黃綠色,透明度低,有粘滑感,懸浮物多,腥味臭味大,有死魚現象。2011年4月1—7日水庫出現了最寬面積為14平方公里水華現象,占當時整個庫水面的73%,庫面死魚量大,水質達到劣Ⅴ類,速度很快,整個水面幾乎成了藍藻的世界。
3. 水源地污染嚴重的原因分析
3.1大規模網箱養魚是造成嚴重污染的罪魁禍首
2010年7月調查表明:青獅潭水庫水面有網箱養魚226戶2970箱,面積68840平方米,比2005年底增加84%,網箱數量大且增長很快。
3.2旅游休閑度假污染水體,燈光誘捕導致藻類天敵的消失
在庫區周邊和入庫河兩岸有29個休閑山莊,庫區有16個采礦點,庫區生活污水、群眾用于生產的農藥、化肥及生活廢水直接排入水庫,致使水庫水質中氨氮、總磷嚴重超標。2010年7月青獅潭庫區有燈光誘捕魚類設施408處,面積60041平方米,對野生大頭魚、白鯽魚等食藻魚種大量捕撈和誘殺,加劇藻類的泛濫,降低了水庫的自凈能力。
3.3管理體制不明,監督缺位
水庫雖然運行了50多年,但工程管理范圍沒有真正地確權劃界,目前只局限于法律層面文字表述。歷史的情況是:上世紀80年代中期之前由水庫管理單位負責水面養殖,80年代后期由地方政府成立聯合管理委員會負責水面養殖,2005年后基本上沒有單位負責管理。由于缺乏明確的管理主體,庫區養殖和旅游管理基本處于無政府狀態,缺乏有效監管。一些別有用心的養殖戶打著庫區移民的旗號趁機而入,為了一已私利或將來獲得政府的拆遷補償,大肆建造網箱,致使水庫網箱面積呈現爆炸式增長。
4.技術和管理措施
4.1總體目標
工程總體目標:2015年青獅潭水庫水源地水質基本達到飲用水水源的Ⅲ類水標準,2020年水功能區水質達標率100%,水源地水質基本達到飲用水水源的Ⅱ類水標準,水量和供水保證率達到供水生態規劃目標要求。2025年水源地得到有效保護,水源地水質全面達到飲用水水源的Ⅱ類水標準。
4.2技術和管理措施
4.2.1從源頭抓起,實施水源地隔離防護工程。在保護區邊界設立隔離防護設施,防止人類活動等對水源地水源保護區水量水質造成影響,攔截污染物直接進入水源保護區。在水源地周圍選擇適宜的樹木種類進行營造防護林。在入庫河口設置淤積壩、滲濾池、沉沙池、集水設施和水處理設施等,保護農田不被洪水沖刷,防止洪水把污染物帶到庫中,減少泥沙的淤積。推廣應用太陽能殺蟲燈。重點實施生態護岸、水源地隔離防護工程、水源保護區界標、警示標志和宣傳牌、配套設施建設。
4.2.2從生態凈化入手,做好生態修復與保護工程。一是投放生態魚苗(鰱魚、鳙魚、草魚、鯉魚等),完善水體生物鏈。二是在水庫周邊正常蓄水位225m至多年平均運行水位之間的消落區,種植香根草,保護庫岸,凈化水質。重點在三個鄉(鎮)入庫河段,規劃清理阻水屏、河道內源污泥,河道兩側排污口,疏浚河道,整治河岸垃圾場,增加水體復氧,減少污泥、垃圾、污水進入水庫。主要實施內容:生態修復保護、清障截污、生態護岸工程及建立水源地水生態水質監測系統。
4.2.3立竿見影之策,堅決取締網箱養魚。認真貫徹落實《廣西壯族自治區漓江流域生態環境保護條例》,從切實保護好桂林市人民群眾飲用水安全的高度,把整個水庫水面全部按一級保護區標準進行管理。痛下決心,排除干擾,堅決果斷地把網箱養魚和燈光誘捕設施全部拆除。對非法礦山開采企業、廢舊輪胎冶煉加工及違法建筑進行查封拆遷,對上游及庫區周邊度假村、休閑山莊限期整改,確保污水達標排放。
4.2.4長遠之計,體制改革長效管理。及時研究制定保護青獅潭水庫水質的長效管理方案。成立青獅潭水庫水源地保護領導小組,制定水庫水源地保護管理辦法,建立執法機構,明確責任,落實三定方案,確定人員編制、經費。充分發揮庫區群眾的積極性,推廣有利于水質保護的生態養魚,成立養殖合作社,科學管理,群防群治,有效經營。對庫區生產、生活、基礎設施、社會事業進行實地幫扶,形成長效投入機制。對青獅潭水庫綜合治理和水源地保護納入執法監督考核范圍。嚴格按照《廣西水利工程管理條例》完成青獅潭水庫工程管理范圍、保護范圍的確權劃界,以確保水庫工程的安全管理。
4.2.5啟動民生工程,實現青獅潭水庫向桂林市城區供水。青獅潭水庫調蓄能力大,水量豐富,無論是從水量、水資源的分布情況,還是供水位置和工程地質條件看,都完全可以作為城市供水的首選水源地。實施“引青入城”的最大好處是徹底斬斷“備而不用”的觀念,市民也絕對不會自己在自己的水缸里“投料”。為此,建議市政府及時啟動“引青入城”工程(青獅潭水庫向桂林市城區供水)規劃并擇機實施。使這一福庇子孫后代的工程,盡快地造福于桂林人民。
哪種修復方法適合松花江的水生態修復,要根據松花江的實際情況和具體特點有針對性的選擇。
1)人類社會的發展已經不可能把河流恢復到原始狀態。完全復原意味著對所有上下游及濱河帶的輸入輸出(水質、水量、泥沙、生物有機體)的改變、復原,由于河流和流域的聯系,只有在對整個河流系統和絕大部分流域都進行完全修復的時候,才有可能實現。在松花江多年的治理實踐中,修建了大量水資源利用工程、防洪工程等(如取水口、排污口、攔河壩、堤防、河流裁彎取直、渠化等),加之各種人為破壞和干擾,河流原始形態和面貌已發生巨大變化,不可能再建立過去的那種原始條件。
2)生態系統是一個動態的整體,生態平衡是一個動態的平衡。生態系統是在保持動態平衡時,不斷發展演化的。河流生態修復并不意味著絕對的穩定性。正相反,河流系統必須依賴于一定程度的洪水、侵蝕和水質變化的擾動,來保證其多樣性。河流的退化正是由于河流生態系統失去了動態平衡。隨著時間的推移,河流生態系統在自然力與人類共同作用下,已經形成了新系統的動態平衡。因此,沒有必要讓河流恢復到原始狀態。因此,松花江水生態修復的目標應該是結合防洪、河道整治和城市景觀建設等工程規劃,對河流系統惡化甚至喪失的(或即將要惡化和喪失的)必要生態功能和社會功能進行修復,完善河流自調節機制,并使其達到新的動態平衡。
2松花江水生態系統修復的任務
2.1松花江地貌學特征的改善地貌學特征的改善包括恢復河流的縱向連通性、橫向連通性和豎向連通性;對松花江而言,就是要保持其縱向蜿蜒性和橫向形態的多樣性;實施退耕還濕,恢復灘涂生態系統;加強溝通水系,增強過洪能力;加大恢復植被力度,增強灘涂生態功能;修復緩沖區,控制人為干擾和過渡利用;采用生態型護坡,避免河道直線化和河岸的混凝土化,使其具有作為河流的自然形態。
2.2水質、水量、水文、水力條件的改善水質條件的改善要通過污水處理、控制污水排放、生態技術治污、源頭清潔生產、發展循環經濟等改善河流水系的水質。水量條件的改善是通過水資源的合理配置以維持河流河道最小生態需水量(和最低生態水位)和最大流量(最高水位)。水文情勢和水力條件的改善是盡量保持自然河流豐枯變化的模式,使河流兩岸水陸交錯帶以及灘涂濕地有適當的洪水的干擾,以保持生態系統的生物多樣性,以及結構和功能的穩定。
2.3生物物種多樣性恢復生物物種多樣性恢復包括瀕危、珍稀、特有生物物種的保護、水陸交錯帶植被恢復、魚類等水生生物資源的恢復等。
3河流生態修復的原則
3.1社會服務功能和生態功能同時修復松花江水生態修復應在滿足防洪、供水、發電、旅游等社會服務功能的同時,具備良好的生態功能。
3.2與防洪規劃等相關規劃相協調松花江水生態修復應該符合社會發展總體規劃,特別要與松遼流域和哈爾濱市的防洪規劃相協調,還應與有國家和區域經濟發展規劃、流域綜合規劃、水環境保護規劃、城市市政建設規劃、自然保護區等規劃相銜接。
3.3自然自我修復為主、人工干預為輔松花江水生態修復要充分利用生態系統的自組織功能,當外界干擾未超過生態系統的承載能力時,可以按照自組織功能靠自然演替實現自我恢復目標。當外界干擾超過生態系統的承載能力時,則需要輔助人工干預措施創造生境條件。然后,充分發揮自然修復功能,使生態系統實現某種程度的修復。
3.4確保生態系統用水需求應在水資源承載能力范圍內,規劃社會經濟發展用水,應在滿足社會經濟發展需要的前提下,確保生態系統的用水需求。
3.5確保河流水質達標污水達標排放,控制面源污染,確保河流水質達標。
4松花江水生態修復措施建議
目前的松花江哈爾濱市區江段,現有江道形態已失去天然河道的特點,這是哈爾濱市城市、社會、經濟發展的需求造成的。在河流生態修復過程中,應從尊重歷史的角度出發,在滿足防洪安全的前提下,進行適當修復,建議如下:
1)雖然受兩岸堤防限制,整個江道形態固定,但江道內河流的蜿蜒形態依然存在。同時,鑒于現有堤防是多年歷史形成的重要防洪體系,而且目前還達不到100年一遇標準。因此,建議兩岸堤防位置不變,保持現有江道水流形態的蜿蜒性以及兩岸堤防的非自然形態。
2)江道內已有不少灘島、淺灘和深潭,地表景觀較為豐富,具有多樣化的水生環境和動植物棲息地,不易再造淺灘和深潭,而應結合《松花江流域防洪規劃》和《黑龍江省哈爾濱市防洪規劃修編報告》,清除主江道有礙行洪、惡化航道及嚴重影響城市環境的淤積灘涂,增強河流的泄洪功能。
3)現狀堤防已將江道嚴重縮窄,最窄處僅有1.5km,不宜為了土地開發利用或順直堤防。將堤防向江道內推進,進一步擠占河流的空間和洪水的行洪空間,不利于河流的防洪功能和生態功能的修復。
4)鑒于現狀堤防、大壩等人工構筑物破壞了江道水流的橫向和豎向連通性,可采取措施恢復或改善,修復松花江兩岸水陸交錯帶生態系統,使該江段河流廊道成為具有生命源泉意義的百里生態長廊。
5)由于大頂子山航電樞紐的建設以及松花江7個規劃梯級的建設,河流縱向連通性修復困難,但需加強河流水生魚類等生物的生態監測,一旦發現有發生生態問題的趨勢,及時進行科學研究并采取適當修補措施。
[關鍵詞]景觀水體;生態修復;生態系統;微生物
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)06-0380-01
1 緒論
1.1 選題的理論意義與實際意義
近年來,我國江河湖泊的水體污染和富營養化問題日趨嚴重,因此對受污染的江河湖庫水體進行治理是社會經濟發展及生態環境建設的迫切需要。
景觀水體是社會人居環境中的重要組成部分,但由于多數為靜止或流動性差的緩流水體,水體的自凈能力弱,容易成為居民生活污水、雨水和垃圾的受納體,導致不同程度的污染和富營養化,致使水體中藻類大量繁殖,水體變黑變臭,有些水體甚至成為死水潭、臭水池,嚴重影響周圍的自然環境和居民的生活環境。因此,治理乃至修復被污染的景觀水體已經到了刻不容緩的地步。
1.2 論文綜述
景觀水體生態修復技術(Ecological Restoration Technology)是國內外近20年開發,并已成功地應用于治理被污染土壤、地表景觀水體及近海洋面的一種新技術。
近10年來,環境生物技術發展迅速,研究領域不斷擴大,工程實踐表明其已成為解決復雜環境污染問題的有效手段之一。由于用生物方法處理污染物的最終產物為無毒無害、穩定的物質,如二氧化碳、水、氮氣和甲烷等。且可一步到位,避免了污染物的多次轉移,因此生物技術又是一種消除污染安全而徹底的手段。
2 生態修復技術的研究
2.1 人工濕地技術
2.1.1 人工濕地
人工濕地技術是為處理污水而人為地在有一定長寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如礫石等)混合組成填料床,使污水在床體的填料縫隙中流動或在床體表面流動,并在床體表面種植具有性能好,成活率高,抗水性強,生長周期長,美觀及具有經濟價值的水生植物(如蘆葦,蒲草等)形成一個獨特的動植物生態體系。
2.2 生物浮島技術
2.2.1 生物浮島概述
生物浮島技術是模擬適合水生植物和微生物生長的環境,在被污染水體中利用人工的栽培設施種植水生植物,構建適合微生物生長的棲息地,利用植物吸收、微生物分解等多重作用凈化水質的技術。生物浮島一般由浮島載體、基質和植物3部分組成。
生物浮島的技術發展至今經歷過三次技術革新,人們已逐步找到了既經濟又環保的取代品。即園藝凈水生物浮島(挺水植物)、圈養式生物浮床(浮水植物)和組合式生物浮島(分載體和植物的組合)。它們各有優缺點,都有著廣泛的應用空間。
2.2.2 園藝凈水生物浮島(挺水植物)
園藝凈水生物浮島具有獨特的通氣孔,提高水體的表面復氧作用,時臺階式種植杯具有富氧段,即使在缺氧的黑臭水體中,水生植物仍然能正常生長。
2.2.3 圈養式生物浮床(浮水植物)
圈養式浮床(浮水植物)將傳統生物浮島的功能進一步拓展,研究表明浮水植物(鳳眼蓮、金錢草、大漂、杉葉藻等)生長及繁殖能力極強,比如鳳眼蓮聚集生物量的能力是花葉美人蕉的8倍,吸收氮的能力是花葉美人蕉的6倍。但由于浮水植物由于繁殖失控很容易造成二次污染,被誤解為“公害”植物,最近這些理解逐漸被正名了。太湖正在實施的萬畝鳳眼蓮工程,滇池的大規模圍養經驗,證明浮水植物是生態凈水的最佳選擇之一。
3 生態修復技術的應用
3.1 微生物制劑技術
3.1.1 微生物制劑概述
微生物制劑技術,其核心是將治理對象水體的“土著微生物”,通過實驗室篩選,馴化并擴大培養,組成數量巨大、種類齊全、“粗生”的微生物種群,重新投入水體中,加強水體內凈化水質的細菌種類和數量,投入的優勢菌群相互協同作用,形成一條消除底泥、凈化水質的生態反應鏈,達到快速消除底泥,凈化水質的目的。
選育高效菌株經過人工干預制成微生物復合制劑處理污染水體。其過程以酶促反應為基礎,通過生物體內產生的具有催化功能的特殊蛋白質作為催化劑,凈化污水、分解淤泥、消除惡臭。
3.1.2 微生物制劑技術的特點
1.針對性強,標本兼治
造成河涌黑臭的污染源是底泥,只有除泥才能治本。
2.除泥速度快
通過投放的優勢菌和補充碳源,在特制的曝氣機作用下,使優勢菌和碳源能夠充分進入底泥中,發揮優勢菌的硝化反硝化作用,在2個月內使底泥快速減少,底泥厚度為處理前的20%左右。
3.河涌水質明顯好轉,水體透明度高
4.維持時間長
在取得除泥的效果后,通過繼續投放優勢菌群和必要曝氣等措施,對河涌持續保養,及時消除每天在累積的污泥,做到長時間維持除泥成果。打破了傳統的“清淤-污泥沉積-清淤”怪圈,徹底解決了河涌污泥和水體反復黑臭難題。
3.2 景觀水體生態系統的恢復
3.2.1 景觀水體生態系統的概況
景^生態系統指景觀水體的生態系統。屬靜水生態系統的一種。景觀水體生態系統的水流動性小或不流動,底部沉積物較多,水溫、溶解氧、二氧化碳、營養鹽類等分層現象明顯;湖泊生物群落比較豐富多樣,分層與分帶明顯。水生植物有挺水、漂浮、沉水植物;植物物上生活各種水生昆蟲及螺類等;淺水層中生活各種浮游生物及魚類等;深水層有大量異養動物和嫌氣性細菌;水體的各部分廣泛分布各種微生物。各類水生生物群落之間及其與水環境之間維持著特定的物質循環和能量流動,構成一個完整的生態單元。
3.2.2 景觀水體生態系統恢復概述
景觀水體生物多樣性的恢復與生態系統的重新建立是水體修復的關鍵。人工濕地、生態浮床、優勢菌種的應用和水下生態系統的重新構建等都是近年來在國內外采用的用于水體生態修復的方法;利用微生物和水生動植物組合,進行污染水環境治理具有工藝簡單,對污染位點的干擾、破壞小、見效快、降解徹底、不易造成二次污染等優勢,也被認為是一項很有前景的水污染治理技術。
生態修復技術是指對生態系統停止人為干擾,以減輕負荷壓力,依靠生態系統的自我調節能力與自組織能力使其向有序的方向進行演化,或者利用生態系統的這種自我恢復能力,輔以人工措施,使遭到破壞的生態系統逐步恢復或使生態系統向良性循環方向發展。主要指致力于那些在自然突變和人類活動影響下受到破壞的自然生態系統的恢復與重建工作。
4 結論
在人類社會發展的同時,被污染水體的治理也勢在必行。采用工業和工程措施進行修復具有速度快、治理效果明顯等優勢,但同時高耗能,高投入與二次污染制約著工業工程手段的利用。
采用生物修復技術,雖然在速度上和短期效益上與工業工程手段存在差異,但由于無二次污染,治理的徹底性注定了生物修復的長期可行性。在生物修復過程中,一定要注意引入生物的安全性,從生態安全的各個方面進行考慮,避免造成生物入侵。同時,針對不同地區不同類型的湖泊污染水體,應根據當地自然與生物狀況,選擇合理的修復方案。
景觀水體生物多樣性的恢復與生態系統的重新建立是水體修復的核心。
參考文獻
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[2] 武琳慧,吳林林,黃民生等,人工浮床及其在污染水體治理中應用進展[J].凈水技術.
關鍵詞:水電站;生態修復;生態環境;水利工程
1引言
水電能源一直被認為是可再生的、綠色環保的。但近年來,世界水電工程的發展與環境生態保護的關系日益產生矛盾。如今對于小水電建設項目是否“環境可承受,社會公眾可接受”日益成為相關各部門研究其能否大規模建設的關鍵問題。近年來,許多國外學者對小水電建設在對追求經濟利益的同時所引起的生態環境變化方面做了很多研究,提出了“建立與生態環境友好的小水電工程體系”,并指出“小水電科研必須廣泛涵蓋生態工程,并與環境結合”。目前,國內小水電站建設發展快速,小水電站周圍區域的生態、環境等方面出現的問題不容忽視。例如,本項目研究區域內一些水電站位于自然保護區核心區和緩沖區,嚴重破壞了生態環境,現在需要拆除,在拆除過程中出現的生態環境保護和生態修復問題;一些水電站的修建存在生態環境方面問題,現需全面整改,在整改過程中使用的方法措施對生態環境的保護和生態修復問題;一些水電站現需保留,在以后的運行過程中對生態環境的保護和生態修復問題。這些問題急需解決,否則將會對生態環境造成嚴重破壞。
2小水電站生態環境問題現狀
經過對研究區已建小水電站的實地調研,發現研究區小水電站大多是引水式梯級水電站。這些水電站生態環境問題復雜,如不及時進行生態修復會對生態環境造成危害。2.1不滿足生態流量要求。引水式水電站的建設,特別是梯級水電站首尾相連,致使整個河流存在較長的減水河段,導致河流下泄流量減少,河床,甚至導致河流斷流,不滿足水電站下游生態流量需求。如不及時進行生態修復,對下游水生生物的生存將會存在極大的影響。2.2存在安全隱患。經調研發現,研究區還存在一些年代久遠、運行管理存權存在爭執的水電站,這些水電站的運行存在安全隱患,危及水電站的正常運行及公共安全。如不及時進行安全管理,后期會對生態環境造成危害。2.3存在水環境污染或水生態破壞。經調研發現,研究區一些建設中的水電站,由于施工組織的不利,施工棄渣場處理不當、建筑垃圾堆放不合理等,存在嚴重的水環境污染或者水生態破壞。如不及時進行相關施工組織措施的修正,水電站建成后會對河流水生態環境造成危害。2.4對周邊生態環境存在嚴重破壞。水電站工程的施工,特別是引水式電站需修建相應的引水隧道,隧道的施工以及施工棄渣對周邊山體破壞嚴重,致使山體,植被消失,嚴重破壞了周邊生態環境;如果不及時進行生態修復會引發水土流失、泥石流等自然災害。
3小水電站生態修復的意義及作用
3.1小水電站生態修復的意義。本項目根據研究區小水電站現狀調查,分析研究區水電站的建設及運行對周邊生態環境的影響,研究影響生態環境的對象、影響的范圍等,提出相應的治理措施以減緩水電站建設對原始生態環境的破壞及影響的范圍;并建立相應的工程措施修復周邊生態環境;為后期小水電站建設中的生態修復問題提供一定理論依據。研究成果對于今后不同地區小水電站開發建設在生態修復方面起到參考作用;從而可以減少和避免生態問題對小水電站建設運行帶來的不利影響;研究水電站生態修復,使小水電站建設達到水利防洪、發電灌溉、保護生態、改善水質、美化環境等多重功效,為發展我國的小水電站建設提供參考借鑒。3.2小水電站生態修復的作用。3.2.1減少自然災害。水電站的建設改變了原有的生態保護,在水電站周邊造成地表水土流失,促使泥石流等自然災害頻繁發生。對水電站周邊進行人工生態修復可以促使地表植被快速生長,以保持水土流失,減少自然災害的發生;在水電站上下游修建一定的生態修復工程,恢復河流的自然流態,可以有效地減少和避免自然災害的發生。由此可見,適時的對小水電站進行生態修復能減少自然災害的發生。3.2.2提高水電站經濟效益。小水電站的建好后,隨著水電站的運行,以及對水資源的重新分配和控制,水電站周邊水土流失以及自然災害接踵而來。這樣河流水資源就會持續減少,而應用生態修復后,就可以減少自然災害的發生,有效控制水土流失,提高需水量,不但會使水電站的使用壽命有所增加,也會大大提高水電站的經濟效益。
4生態理念水電站工程建設中的應用
由于水電站的開發建設對生態環境造成嚴重危害,所以應該在水電站開發設計時就引入生態理念,樹立環保意識,在傳統設計的基礎上加入生態設計理念,以達到在水電站開發建設運行工程中對環境的保護;在水電站施工過程中,樹立生態理念、環保意識,采用適當的措施減少水土流失,減少對生態的破壞;在水電站建成運行后要及時對周邊進行生態修復,使水電站工程可持續長久發展。4.1加強水電站工程邊坡防護設計。邊坡防護是水電站工程開發建設中最重要的一個環節,對整體建設質量具有直接影響。在傳統的邊坡防護設計過程中,主要是采用噴混凝土或者漿砌石護坡的方式,該方式能夠起到一定的邊坡防護效果,但不利于對植被的保護,會造成一定的生態破壞。因此,為了減少水土流失現象的發生,可在邊坡防護設計中采用噴混植被混凝土護坡方式,即達到邊坡的防護,又能有效促進植被生長,可有效地預防水土流失。此外,還可將邊坡防護與周邊的自然景觀結合,增加水電站工程生態景觀的觀賞性。4.2保持水電站工程周邊水土。水電站工程在施工過程中會對周邊區域產生較嚴重的生態破壞。特別是引水式小水電站,修建引水隧洞,施工區域較長,施工時間也較長,在施工過程中應及時對地表進行防護,避免雨水對地表的直接沖刷,造成不必要的水土流失。在施工結束后對永久占地地表及時進行生態修復,以恢復植被。對于施工臨時道路,應采取灑水等措施,以減少揚塵等風蝕危害。在施工場地的周邊,應修建臨時排水設施。以達到對水電站工程周邊的保護,減少生態破壞。4.3優化工程結構設計。在傳統的水電站擋水建筑物設計中,特別是對于小水電站過程,一般采用土石壩。但修建土石壩會對地表產生嚴重破壞,造成水土流失。所以,為了保護生態環境,在條件滿足設計要求時,優化工程結構。例如,水電站擋水建筑物設計可采用混凝土壩,或者橡膠壩,或者擋水閘門等,以此減少土石開挖,降低水土流失。再例如,在小水電站施工過程中采用鋼結構圍堰代替土石圍堰;引水式小水電站采用渡槽工程代替引水隧洞等。最大限度的對水電站工程進行結構優化,減少地表水土流失,保護生態環境,促進小水電站工程的可持續發展。4.4樹立環保意識。在小水電站工程開發建設的同時,應該從工程的開發建設到施工以及后期的運行,自始至終貫穿環保意識,以達到對水電站工程的生態環境保護,使得小水電站工程成為真正意義上的綠色環保,可持續發展的工程。首先,在小水電站工程的設計中加入生態環保理念,增加一定的水土保持生態設計,提高水土保持意識,可以有效地減少水電站修建對生態的破壞。其次,在水電站施工過程中樹立環保意識,對于施工地表要及時進行覆蓋,施工結束后要采取一定的措施及時進行修復,以達到水土保持的目的。再次,在水電站運行過程中,也要樹立環保意識,要在運行盈利的同時對周邊環境進行修復治理,最終恢復水電站建設之前的生態環境。
5已建水電站生態修復的措施
5.1退出類水電站。針對研究區退出類水電站,水工建筑物需拆除或者整改,以實現水電站所在流域的生態景觀恢復;清除河道淤塞,提高河道的泄洪能力。這些水工建筑物在拆除的時候會對生態環境造成不必要的二次破壞以及發生一些安全生產事故等安全隱患問題;針對這些問題提出相應的生態修復、環境保護施工措施,以避免造成新的生態環境破壞和安全隱患。5.2整改類水電站。針對研究區未拆除的水電站,但是需要對其進行生態修復,提出相應的工程設計及施工措施。對于研究區不滿足生態流量要求的水電站,需分析河流流量以及河流生態現狀,提出相應的改造措施,確保下游的生態流量以保障下游水生物的生存環境;對于研究區存在安全隱患的水電站,需對其現狀進行分析,提出相應的工程改造措施,使其能夠安全運行;對于研究區存在水環境污染或水生生態破壞的水電站,通過對水電站上下游污染水源的水質化驗分析及底質化驗,研究出相應的治理措施,使其水環境及水生態得到改善;對于研究區對周邊山體存在嚴重破壞的水電站,需設計相應的生態恢復治理方案,積極組織有關部門進行生態修復。5.3保留類水電站。針對研究區保留及整改完成的水電站,需要監督后期的生態流量問題。提出一些生態流量監管設施,確保生態流量下泄;以及下泄生態流量是否會導致水電站發電效益減少以及應對的措施等研究。
6結束語
綜上所述,小水電站生態環境問題嚴重。水電站生態環境如果不加以治理,將會使得河流流量不滿足生態流量,對水電站下游河流生物的生存環境造成影響;還會導致水電站周圍水土流失;還會導致水電站周邊生態環境嚴重破壞。由此可知,當前水電站建設對生態環境的影響較大,需要通過生態環境修復來降低水電站建設對生態環境的破壞,進而逐步實現水電站工程與生態環境的共存。針對研究區域小水電站工程的現狀,對于不同的工程采用不同的生態修復措施;研究水電站工程設計及施工組織等的優化措施;對水電站周邊環境生態修復加大投入,增加植被覆蓋率;并進行綜合恢復,重視土壤改良和植物配置;進而可進一步加強水土保持,促進我國水電站工程更好的發展。
參考文獻:
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關鍵詞:大石埠水庫;水生態修復;措施
中圖分類號 TV697 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2013)14-103-02
大石埠水庫位于江蘇省東海縣西部丘陵地區的高流河支流桃林河上游,距東海縣城30km,水庫設計以防洪和灌溉為主,結合水產養殖等進行綜合利用。另外,通過龍良河為東海縣的賀莊水庫、昌黎水庫、西雙湖水庫等中、小水庫提供水源,對解決東海縣西部水源問題有著重要意義。根據最近幾年的水質監測評價結果,大石埠水庫水質不穩定,局部時段出現了總磷、總氮較嚴重超標現象,水質達到了中營養――輕度富營養化程度,存在著一定的安全隱患。
保護水生態系統是水利事業的新課題,也是環境水利的重要體現。在當前“實行最嚴格水資源管理”制度的形勢下,為扼守“三條紅線”,特別是第三條紅線提出的“加強水生態系統的保護與修復”的目標任務,保證人民群眾的用水安全,改善水庫庫區的生態環境,保持良好的水質,對大石埠水庫進行水生態修復顯得極其迫切和重要。本文結合最近幾年對大石埠水庫的實地勘查,對大石埠水庫的水生態修復措施進行初步的探討。
1 應遵循的原則
在編制水生態修復方案工作中,應遵循如下原則:
1.1 改善水庫水質的原則 水庫庫區生態修復措施及工程措施實施以后,能夠有效減少入庫污染物總量,使水質得到逐步改善。
1.2 建立生物隔離帶和濕地相結合的原則 利用防護隔離帶的攔截作用,防止農田的地表徑流所攜帶的污染物進入水庫水體,防護隔離帶的植物的根系能固土護岸,減少水土流失。通過庫區及河口濕地建設,增加生物的多樣性,充分發揮濕地的自然凈化功能。通過土壤和植物的吸附、截流及交替氧化還原和微生物降解等措施,使水質逐步凈化。
1.3 結合實際的原則 在生態修復方案中,對濕地、林地和水庫庫區水生植物的選擇,既要考慮對當地氣候及地理、地型條件的適應能力,也要考慮其吸收凈化污染物的能力,還要考慮維持整體的生態平衡和注重景觀美化效果。
1.4 充分發揮經濟效益的原則 在隔離帶和濕地建設中,要充分利用本地的原有物種和經過改良后的引進物種,布局有較好經濟價值的植物,為庫區的老百姓創造經濟效益。堅持以項目維護和經費投入最小化的運作方式,努力做到經濟效益的最大化。
1.5 分步實施推進的原則 水庫的水生態修復工程量較大,生態修復項目的實施,可采取近期與遠期相結合的方法,科學規劃和制定實施方案,分期、分批實施項目。
2 大石埠水庫水環境現狀及原因分析
2.1 大石埠水庫水質狀況 通過收集整理大石埠水庫近4a的水質監測資料,并按照《地表水環境質量標準》進行類別分析,按照《地表水資源質量評價技術規程》進行營養狀態評價,結果表明:在近4a的50次水質監測中,Ⅱ類水15次,占評價總測次的30%,Ⅲ類水25次,占評價總測次的50%,Ⅳ類水10次,占評價總測次的20%;水庫水體一直處于中營養至輕度富營養狀態。自2009年起,大石埠水庫曾連續出現中度富營養狀態,富營養狀態頻次增加較為明顯,水庫水質富營養化程度日趨嚴重。
2.2 存在問題的原因分析 (1)大石埠水庫的總體水環境質量尚好,但是水體的富營養程度相對較高,已經達到了中度富營養化水平。(2)通過近幾年的實地調查,大石埠水庫存在網欄養殖問題,特別是在入庫徑流河口地段的網欄養殖。由于養殖餌料的投放,造成水庫水體的內污染源較重,而這些內污染源對水生態環境的影響,無法通過具體的工程措施進行有效的修復。(3)水庫上游及周邊是桃林鎮政府所在地及附近村莊。由于人們的日常生產及生活,使入庫支流產生各類污染物,特別是在汛期,這些污染物流入水庫庫區,對水庫的水質安全造成了一定的影響。(4)庫區上游地帶的大量土地被開發成為農田,并種植農作物和經濟作物,由于目前農藥和化肥的廣泛應用,農田的面源污染給水庫的水質帶來隱患。(5)大石埠水庫是山地形水庫,水庫的岸線較長,水庫的形狀為狹長型,由于水庫的防護帶有缺失現象,特別是水庫靠馬陵山地段缺失較多,造成水土流失現象較為嚴重,以致形成的徑流直接入庫,從而影響了水庫的水體水質。(6)大石埠水庫在水流力學作用下,造成了一定程度的庫岸淘刷現象,有的易造成塌岸,因而影響了水庫庫區周圍的生態環境和防洪安全。(7)由于水庫上游是馬陵山的丘陵地帶,大量的灌木和原有的林地被附近的村民開發種植,原有的生態體系被破壞的現象較為嚴重。雖然近年來政府有關部門提出了調整產業結構,但是短時間內很難恢復原有的生態系統,從而也對大石埠的生態穩定帶來影響。
3 大石埠水庫水生態修復措施
3.1 總體思路和具體目標 根據大石埠水庫的實際情況,從發揮區域生態功能出發,充分利用水陸植物的生態作用,以植物修復、重建和優化調整為重要手段,實行水庫的上游地帶、淹沒地帶、消落區域和水下區域的有效結合,進行庫區生態修復建設。通過截留和凈化污染物,保護生物物種的多樣性,涵養水源,防止水土流失,建設生物景觀等措施,推動庫區社會經濟的發展,增加庫區農民的經濟收入,同時也兼顧庫區的生態效益。
具體的目標是:減少水庫周圍不必要的人為干擾因素,降低入庫的污染物數量。依靠生態系統的自然調節能力,輔助以人工措施和工程措施,使遭到破壞的水庫生態系統逐步得到恢復,并向良性循環方向發展,逐步將其建設成為優質的水源地。
3.2 大石埠水庫水生態修復的具體措施
3.2.1 防護帶修復 建設3條防護帶,種植喬木、灌木和果樹。即在水庫西10km左右,靠馬陵山山體頂部,種植耐干旱和貧瘠的馬尾松等,種植長度3km;在山體的坡耕地種植蘋果、板栗等果樹。
3.2.2 建設隔離帶 利用土地整理開發和小流域綜合治理等工程,在水庫周圍建設隔離帶。通過工程措施的配套和鄉村河塘的綜合整治,以及村容村貌和村莊環境建設,特別是周邊村莊生態環境的優化,為水庫的生態修復起到了較大的促進作用。
3.2.3 建造生態浮床 采用木棍和鋼絲固定一塊水面,其中種植蘆葦和荻草等。每個浮床大約為10m×3m。建浮床地點,一是在大石埠水庫西岸的小桃林村附近,建造放置10個浮床;二是在水庫西岸靠彭才村附近水面建造投放10個浮床;三是在水庫東岸靠關汪村附近建造投放10個生態浮床;四是在水庫東岸軍民翻水站附近建造投放10個生態浮床。
3.2.4 恢復與擴建濕地 恢復原黑龍潭水庫到大石埠水庫的濕地,協調處理歷史留下的圈圩,進一步擴大濕地面積,擬擴建濕地30hm2。
3.2.5 生態護坡 利用生態混凝土和生態磚種植蘆葦和香蒲等。具體的生態護坡地段為,庫區上游靠小桃林村兩岸約6km,庫區西岸靠彭才村約2km,庫區東岸靠關汪村及軍民翻水站約2km,水庫管理所至西石埠村地段和道埝翻水站約2.5km。
3.2.6 河道整治 對大石埠水庫的入庫河道桃林河進行河道整治工作。具體措施為打撈水花生和水葫蘆,對河道進行淺表清淤。整治河道的長度約3km。