多种河流修复技术中试工程应用研究

通过建立模拟河道生态修复中试工程,研究不同生境条件下,不同植物类型及河岸带类型下河流系统对水质净化效果。结果表明:建立浅滩,深潭交错的生境类型,努力恢复沉水植物和挺水植物植被,对原有的泥土堤岸进行生态修复,整个系统对水质净化效果良好,TN去除率为50%左右,24 h后去除率达到90%;TP去除率达到70%左右,24 h后去除率达到80%以上;NH+4-N去除率80%左右,24 h后去除率在85%以上。对重度污染的河水起一定的净化、稀释作用,减缓下游河流或湖泊的直接污染。     

生态工程综合治理系统对农业小流域氮磷污染的治理效应

以典型农业小流域——开慧河流域源区为研究对象,基于研究区农业面源污染的主要排放特征,建立以生态湿地为主的小流域面源污染生态工程综合治理系统,重点探讨其对水体氮磷污染物的去除效果.结果表明,畜禽养殖业是开慧河流域源区水体氮磷污染物的主要来源,需要重点防控.组合生态湿地处理工程对农村分散式生活与养殖混合废水总氮(TN)、总磷(TP)的平均去除率为87. 1%和90. 9%;多级人工湿地拦截工程对农田排水与分散式养殖混合废水TN、TP的平均去除率为85. 7%和84. 9%;景观型生态湿地净化工程对末端汇水区水体中TN、TP的去除率在27. 1%～67. 4%和13. 3%～81. 5%之间.整个生态工程综合治理系统对流域TN和TP污染物的总拦截量分别为5 292 kg·a~(-1)和1 054 kg·a~(-1),占研究区农业面源TN、TP总污染负荷的35. 3%和43. 6%.因此,构建的生态工程综合治理系统对流域农业面源氮磷污染具有较好的治理效应,适合在我国南方小流域水环境治理中推广应用.     

陆丰A油田恩平组上段辫状河三角洲沉积特征及油气控制

基于对陆丰A油田恩平组上段储层岩性、岩石成分、岩石结构、岩石粒度、沉积构造、测井相及砂体分布特征的综合分析,认为恩平组上段是较强水动力条件下牵引流沉积的产物,其沉积环境为辫状河三角洲,发育三角洲前缘的水下分流河道、河道侧缘、分流河道间、席状砂、河口坝5种沉积微相。恩平组上段整体上表现为一个海进的过程,早期,海平面低,以发育厚层宽条带状水下分流河道为主;中期,随着海平面上升,波浪改造作用增强,研究区东南部河口坝、席状砂分布增多;晚期,海平面达到最高,分流河道分叉增多,前端河道呈窄条带状,河口坝、席状砂分布连片。沉积微相对储层物性、含油气性的控制作用明显,水下分流河道、河口坝物性最好,是油气聚集的主要相带,下一步井网部署应优先考虑。     

黑臭河道生态修复技术实验研究

针对黑臭河道特性,开展生态修复技术实验研究。根据污染物去除效率及工艺组合,将实验区分为预处理调节区、强化净化区、自然修复区,运行监测结果显示,各项污染指标去除效果良好。对轻度黑臭水体,COD、NH_3-N、TN和TP去除效果分别达到36.40%、53.65%、46.83%和61.64%。对重度黑臭水体,COD、NH_3-N、TN和TP去除效果分别达到67.11%、49.43%、47.36%和45.62%。并在自然修复区开展了5种水生植物培育试验,优选出的蜘蛛兰、风车草具备较好的耐盐、耐淹、耐污和水质净化能力,得以正常快速生长。研究结果将为黑臭河流开展生态修复提供一定技术支撑。     

河道水体原位生态净化现场试验

介绍了现场试验河道以"缓流沉淀+生态河床+悬浮生态岛+生态滤坝"为主要工艺的河道水体原位生态净化工程,重点描述了工程的主要构筑物、技术参数以及功能作用,工程建成后,对微污染河水的实际净化效果进行研究。实践证明,采取河道水体原位生态净化措施对水质具有较好的净化效果,对COD、NH_3-N、TN的平均去除率分别为25. 26%、32. 19%和17. 72%,改善了水体溶解氧环境,系统下游出水水质基本稳定能达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准。     

都柳江河道急流-深潭-沙(砾)滩系统水质差异研究

河流是流域生态系统的重要组成部分,河流形态结构与水质变化间关系研究可以为河流生态修复提供理论依据。河流是由急流-深潭-沙(砾)滩不断重复出现构成的系统,急流-深潭-沙(砾)滩是河流的基本结构单元,并以都柳江上、中、下游9个急流-深潭-沙(砾)滩单元为对象,测定了水质指标,分析了山区典型河道基本结构单元与水质变化之间的关系。结果表明:都柳江深潭水体中氮素浓度与pH值大于急流,其浓度分别是总氮0.97mg/L和0.87mg/L;硝酸盐氮0.60mg/L和0.56mg/L;氨氮0.22mg/L和0.20mg/L;pH8.22和8.14。而磷素、溶解氧、BOD5和COD则是深潭小于急流。其浓度分别是总磷0.0187mg/L和0.0202mg/L;正磷酸盐0.0070mg/L和0.0085mg/L;溶解氧11.93mg/L和13.50mg/L;BOD53.75mg/L和5.36mg/L;COD10.986mg/L和12.807mg/L。电导率深潭与急流相等,均为169.7μS/cm。方差分析表明,深潭与急流水体总氮和硝酸盐氮在夏季差异极显著;磷素和pH在春季差异极显著;电导率在秋季差异极显著;氨氮、溶解氧、BOD5和COD差异均不显著。研究工作显示,河流形态结构变化影响着水环境质量,急流-深潭-沙(砾)滩不断重复出现使河流水质得到改善,在河道生态修复中需要遵循河流形态结构规律以便提高河流的自净能力。     

原位生态净化集成系统对二级生化尾水的处理效果

为研究原位生态净化技术对微污染河水的净化效果,选择某硬质纳污河道作为研究对象,以二级生化尾水作为水源,考察生态河床-生态滤坝集成系统对水质的净化情况。结果表明:在水力负荷为5 m/d条件下,集成系统对二级生化尾水中COD、NH~+_4-N、TP和TN的平均去除率分别为26.26%、16.09%、11.48%和10.15%;与常规人工湿地相比,虽然集成系统在去除率方面较差,但在去除污染物总量方面具有一定优势。集成系统中生态河床和生态滤坝对COD、NH~+_4-N、TP、TN污染物去除总量的贡献率分别为14%、34%、60%、44%和86%、66%、40%、56%。通过在生态河床中合理搭配种植植物类型,以及在生态滤坝中添加具有缓释碳源功能的净水基质,能够增强净水效果,进一步提高生态河床和生态滤坝在集成系统中去除污染物的贡献率。     

马仲河流域污染状况及其生态修复分析

根据马仲河流域污染状况,通过采取河道底泥治理、排污干管截流、建造人工湿地和河道护岸等一系列生态修复措施来恢复马仲河流域生态功能,并以此达到净化河流的目的。本文为北方地区中小河流及支流河的全面达标提供了可借鉴的成功经验。     

水生态修复技术在黑臭河道治理中应用

黑臭河道对水域周围的经济、社会、民生发展有着十分恶劣的影响,严重影响着人们的生产生活方式,为了进一步去除黑臭河道,文章选取郑州市城郊区域的一段黑臭河道利用生态修复技术,通过生态构建、景观提升、底泥净化等手段改善河道水环境,经过三个月以上时间发现,通过该工艺可以改善水环境质量,使河道水体达到排放标准。     

巢湖十五里河河床地貌单元沉积物硝化速率及污染特征

2017年7月~2018年3月,在巢湖流域十五里河城市段河床地貌特征丰富的两处河段,就深潭、浅滩、砾石滩、点砂坝和常规流水区等5种地貌单元类型,按季节采集表层沉积物样和水样,解析不同地貌单元沉积物硝化速率及其变化性,并开展不同地貌单元硝化速率的差异性和影响因素分析.结果表明:(1)十五里河中上游河段氮磷污染严重,且水体氧化还原电位(ORP)值基本都低于零,表明河水处于显著的还原状态.(2)5种地貌单元沉积物的PNR变化范围为0.002~0.079μmol·(g·h)-1,均值为0.023μmol·(g·h)-1,高低排序依次为:深潭点砂坝浅滩砾石滩流水区,相应的季节变化规律基本表现为:夏季春季秋季冬季.(3)5种地貌单元表层沉积物ANR变幅为0.140~13.543μmol·(m2·h)-1,均值为3.658μmol·(m2·h)-1,总体表现为浅滩最高,常规流水区次之,砾石滩和点砂坝大体相当,深潭最小,且季节变化规律与PNR相似.(4)差异性分析表明,深潭、浅滩与其他4种地貌PNR均存在显著差异性,超过半数的地貌单元ANR呈极显著差异性.(5)回归分析表明,5种地貌单元的PNR、ANR与上覆水水质指标的相关性相对较强,而与沉积物理化指标的相关性略弱.     

岸边带生态系统研究进展

水环境恶化,水资源紧缺是全球共同面临的重大环境问题之一,合理进行水资源的开发利用和水环境的管理是当前国际研究的热点.岸边带作为重要的水陆交错带,无论从经济评估角度还是生态学、景观学或者社会科学等方面对人类社会环境都具有重要的作用.国内外大量研究表明:岸边带生态系统具有廊道功能、缓冲功能和植被护岸功能,尤其在非点源污染和土壤侵蚀防治方面具有不可替代的作用.当前,岸边带理论在生态学、景观修复与管理领域仍然是科学前沿,从岸边带的定义、岸边带的结构、岸边带的管理系统理论和模型及岸边带系统的保护和恢复几方面对当前国内外岸边带的研究情况进行介绍.     

资源型城市工矿用地系统修复的生态安全格局构建

资源型城市可持续发展的关键是对其工矿用地进行系统修复,在空间上统筹工矿用地的生态修复,使其从整体上参与区域生态安全格局构建十分必要。基于生态安全格局与电路理论,以典型资源型城市内蒙古自治区乌海市为例,分别识别2000年、2005年、2011年、2017年生态廊道和关键点,根据优先修复程度设置修复分级方案。研究结果表明：（1）2000-2017年,廊道路径上工矿用地面积增加和城市扩张导致生态廊道质量下降、位置发生变化。7条最小耗费路径总长度从120.74 km增加到125.71 km;加权耗费总距离从692.58 km增加到1162.28 km。（2）识别出2017年障碍点14处,总面积为16.06 km²。其中关键点12处,总面积14.09 km²。 （3）修复区域为识别出的2000-2017年四期生态廊道和2017年关键点,共划分三个修复等级,总面积为475.86 km²。研究通过区域生态安全格局理念统筹工矿用地生态修复,使之成为国土空间系统修复的有机整体,为资源型城市可持续发展提供决策参考。     

基于“源-流-汇”的非常规水源补给河流水质改善与水生态修复专刊序言

北运河是北京市重要的绿色生态走廊，贯穿联络京津冀协同发展多个关键节点.北运河主要由来自于城市污水处理厂排水等非常规水源补给，其水环境治理和水生态修复不仅是支撑京津冀生态文明建设的核心，而且是支撑北京城市副中心等重点区域水生态环境改善的重要环节.本专刊是国家水专项"北运河项目"团队近年来科研成果的总结，从"源-流-汇"全过程污染防控的角度出发，在"源削减"-多源污染防控、"流改善"-河流水质改善与生态修复、"汇景观"-库区水质改善与生态修复三个方面对研究和实践进行了梳理总结，以期为北运河流域绿色生态廊道构建提供科技支撑.     

长三角地区城市化对典型生态系统服务供需的影响

长三角地区快速城市化进程影响了生态系统服务供需的平衡关系,为实现长三角一体化高质量发展需要探究城市化对生态系统服务供需的影响。基于生态模型、Pearson相关性、随机森林、局部空间自相关等方法分析城市化和生态系统服务供需间的影响关系、敏感性与空间交互关系,提出生态管理措施。研究发现：2000—2018年间,长三角地区城市化综合水平上涨133.33%;各典型生态系统服务供需比均为正但均呈下降趋势,平均下降幅度22.39%;城市化对生态系统服务供需比具有显著的负向影响,2000—2018年间,影响强度平均上升82.34%;食物生产对人口城市化敏感性较强,碳储存和生境质量对经济城市化敏感性较强,水源涵养和PM_2.5去除则对空间城市化敏感性较强;城市化与生态系统服务供需比存在较大的空间错配性。由此建议将长三角地区划分为生态利用区、生态重构区、生态源地区和生态修复区,并结合城市化和生态系统服务供需特征提出生态优化管理措施。     

塔里木河下游输水前后NDVI差异分析

运用统计方法分析塔里木河下游英苏、喀尔达依、阿拉干三断面输水前后归一化植被指数(NDVI)的差异大小并推测河畔植被对输水的响应程度。结果表明:随着输水进行,研究区NDVI与地下水埋深逐渐呈负相关趋势,NDVI增幅随地下水埋深减小逐渐增大;输水前后相同断面NDVI差异极显著,根据输水前后NDVI差值大小确定植被恢复速度为:英苏>喀尔达依>阿拉干;各断面NDVI在输水前没有差异,输水后断面间NDVI差异显著,根据差异大小确定恢复程度顺序为英苏>喀尔达依>阿拉干;以大西海子水库周边NDVI为参照,确定经7年8次生态输水英苏、喀尔达依、阿拉干三断面植被恢复度分别为20.2%、18.4%和8.4%。以上研究表明,研究区植被恢复仍然有限,坚持持续输水很有必要。     

河岸带中荆三棱的生长特性及其腐烂规律研究

为了了解在河岸带生态恢复中植物的生长及其作用,在中试规模上对河岸带中的荆三棱进行了1 a研究.荆三棱在不同水深区域的生长高度与密度表明荆三棱对水深的耐受性不强,更适合于在浅水域生长.秋季收割与不收割的对比表明秋季收割有利于荆三棱第2年的生长与发芽.荆三棱生物量及其中的N、P在地上、地下的分布表明地下荆三棱的生物量比地上多大约55％,地下荆三棱生物固定的N、P总量分别大约比地上荆三棱生物固定的N、P总量多50％和126％.在河岸带通过收割荆三棱可以分别带走荆三棱所固定的全部N、P的40.5％和30.6％.地上荆三棱经过130 d的浸泡,其重量损失率有27.10%, TN、TP的损失分别为40.80%和76.80%.浸泡植物释放出的污染物基本没有积累现象.     

平原河网地区土地利用生态适宜性评价——以上海市张江功能区域为例

以上海市张江功能区域为研究对象,借助于ArcGIS和Fragstats的统计分析功能,研究2000～2006年区域土地利用和景观格局动态变化特征,表现为区域工业用地增长过快,水域等自然下垫面明显减少,绿色廊道建设不足,区域景观格局空间分布有待优化。运用生态适宜性评价方法,划分了生态适宜性评价等级及标准,从自然生态和人文生态两个维度,构建了以工业用地,居住用地和河流廊道为主体的土地利用生态适宜性评价指标体系。评价结果表明:生态适宜性综合评价值为0.82,三种用地类型得分处于0.79～0.84之间,均为中度适宜等级;工业和居住用地自然生态建设不足,生物资源保护、环境质量和绿地建设是主要自然限制因子;河流廊道生态效应未能充分发挥,河岸建筑密度、河岸带舒适性、河流廊道连续性和植被结构完整性是主要限制因子。     

基于生态系统服务的汾河源头区域生态安全格局优化

生态安全格局的优化是保障区域生态安全,维护生态系统稳定和提升生态系统服务的重要空间途径。以汾河源头区域为例,定量评估产水量、生境质量、土壤保持量三种生态系统服务,利用热点分析法识别重要的生态源地,考虑到河流在生态系统中复杂的作用机制,构建了两种模式的生态安全格局,并在此基础上提出了综合生态安全格局。研究结果表明：汾河源头区域共19个生态源地,占研究区面积的16.59%,三种模式分别构建了33条、42条、43条潜在生态廊道。网络结构评估结果表明：三种模式均可生成闭合的生态网络,优化后的生态廊道总长度为565.957 km,网络闭合度、节点连接率及网络连接度较高,成本比较小。此外,共识别了35个生态断裂点,明确了生态保护与修复建设的重点区域,以期为区域生态保护与修复规划提供空间指引。     

基于格局-质量-服务的生态保护修复成效评估:以额尔齐斯河流域为例

建立生态保护修复工程实施成效评估方法体系,掌握“山水林田湖草”生态保护修复试点工程实施成效,分析评估结果中发现的问题,对于提出新时期生态环境保护修复的对策与建议具有重要意义. 额尔齐斯河流域具有极其典型的“山水林田湖草”生命共同体特征,额尔齐斯河流域生态保护修复工程的实施为探索西北干旱地区生命共同体保护修复模式提供了示范作用. 基于“山水林田湖草”生命共同体理念,从生态系统格局、质量和服务三个角度建立评价指标体系,通过对比非生态保护修复期和生态保护修复期内评估指标的时空变化情况,综合评估额尔齐斯河流域“山水林田湖草”生态保护修复工程实施生态环境成效. 结果表明:①生态系统类型的生态级别整体由“低”向“高”转变,草地生态系统退化趋势得到遏制且面积得到恢复,水域生态系统面积由2010年的1 802.02 km2持续增至2020年的1 994.84 km2,林地生态系统面积仍有所减少. ②工程建设区生态系统质量指数先降后增,其中生态保护修复期内生态系统质量指数增长相对明显. ③生态保护修复工程实施后,各生态系统服务指标变化率均有所增长,其中防风固沙指数增长最为显著. 研究显示,额尔齐斯河流域“山水林田湖草”生态保护修复工程成效显著,但由于工程建设区内生态本底的差异性,整体上各工程分区生态保护修复成效由北向南逐渐递减. 在后续生态保护修复工作中,建议基于额尔齐斯河流域中部和南部自然地理单元分布等区域特征,采取有针对性的对策措施,进一步恢复生态用地和提升生态系统服务.      

福建省饮用水水源地环境现状及保护对策研究

文章通过对福建省不同类型集中式饮用水源地基本状况和水质现状进行分析,同时分析了饮用水源地工业污染点源、城镇生活污染源和非点源污染现状,针对污染现状分析了水质超标原因和存在的问题,最后提出不同类型饮用水源地保护对策,建议在湖库型水源地保护区及附近区域,建设"生态修复、生态治理、河岸缓冲带建设"三道防线,河流型水源地从加强内河整治力度、合理布局排污口、加强车辆运输管理、合理开发水利水电工程等方面出发,建设生态保护体系。