辽河保护区坑塘湿地恢复技术研究

辽河保护区在清河口—马虎山段100多km河道上的沙坑为建设坑塘湿地提供了基本条件,阐述了辽河保护区坑塘湿地恢复方法、水系连通技术、生态系统恢复技术及建设工程设计方案。在铁岭段、沙宝台段和石佛寺段建设30个坑塘湿地,通过修建宽2~3 m的连通渠实现坑与坑及坑与河道之间的水系流动,可形成三大坑塘湿地群。通过湿地下垫面整治、植被恢复、生境恢复及水文调控与管理恢复坑塘湿地生态系统,通过河流湿地水网建设和水生植物群落重建工程进行坑塘湿地建设,能够实现对干流悬浮物、COD_Cr和氨氮的有效去除,增加蓄水量909万m³,有效改善辽河流域生态环境。     

辽河保护区牛轭湖湿地恢复技术研究

在分析辽河保护区牛轭湖分布情况及特点的基础上,阐述了辽河保护区牛轭湖湿地恢复技术及建设工程设计技术。根据辽河干流橡胶坝分布及湿地网整体水利调控措施,在福德店—柳河河口选择典型牛轭湖33处,中心区总面积87.83 km2进行湿地恢复。利用已建成的河道蓄水工程并辅以下垫面修整等措施,使其形成具有水生、沼生、湿生、中生的多种生境。根据不同生境特点引入适当先锋种和建群种,使合适的土著水生植物成为优势物种。在巨流河橡胶坝—毓宝台橡胶坝段构建面积36.93 km2的大型牛轭湖湿地,通过自然封育和水生植物恢复引导牛轭湖重新形成生物链完整、系统稳定和自我恢复的牛轭湖湿地生态系统。经过牛轭湖湿地的净化作用,使进入辽河干流的水质达到Ⅳ类标准。     

辽河保护区坑塘湿地恢复研究

辽河保护区在清河口—马虎山段100多km河道上的沙坑为建设坑塘湿地提供了基本条件,阐述了辽河保护区坑塘湿地恢复方法、水系连通技术、生态系统恢复技术及建设工程设计方案。在铁岭段、沙宝台段和石佛寺段建设30个坑塘湿地,通过修建宽2~3 m的连通渠实现坑与坑及坑与河道之间的水系流动,可形成三大坑塘湿地群。通过湿地下垫面整治、植被恢复、生境恢复及水文调控与管理恢复坑塘湿地生态系统,通过河流湿地水网建设和水生植物群落重建工程进行坑塘湿地建设,能够实现对干流悬浮物、COD Cr和氨氮的有效去除,增加蓄水量909万m3,有效改善辽河流域生态环境。     

辽河保护区河岸带生态恢复技术研究

在分析干流河岸带现状及生境区域的基础上,阐述了辽河保护区河岸带的生态恢复对策、方法及技术。辽河保护区河岸带生态恢复应根据其特点确定河岸缓冲带的宽度,筛选适宜的植被类型,进行缓冲带的生态结构设计,重建河岸缓冲带草生、草灌、林木阻控带等植物群落系统。辽河保护区河岸缓冲带最小有效宽度设置为30 m,当河岸斜坡所占缓冲带比例15%时,河岸缓冲带宽度增加15 m。在河岸带生态系统恢复方法上,辽河保护区福德店—三河下拉段、柳河口—盘山闸段采用正常恢复法,清河口—拉马河口段采用坑塘湿地为主恢复,三河下拉—清河口段采用牛轭湖湿地为主恢复,石佛寺—柳河口段采用自然湿地为主恢复。     

辽河保护区支流河口湿地构建

针对过去几十年中支流污染及生态用水匮乏导致的辽河保护区天然湿地破坏问题,统筹考虑水利工程、生态修复、生物多样性保护等因素,提出在9条污染支流构建以表流牛轭湖湿地、坑塘湿地为主的湿地群,以实现水质良好、生态健康、景观优美河流构建。河口人工湿地面积由支流污染负荷和枯水期水量计算而定,枯水期水力负荷一般选0.01~0.1 m3(m2·d),丰水期水力负荷一般选择0.1~1.5 m3(m2·d),停留时间5~7 d,洪水期1 d。经过河口人工湿地后,设计出水COD Cr降至50 mgL以下,氨氮浓度降至5 mgL以下。支流河口湿地的建设为辽河干流水环境持续改善提供了保障。     

辽河保护区支流河口湿地研究

针对过去几十年中支流污染及生态用水匮乏导致的辽河保护区天然湿地破坏问题,统筹考虑水利工程、生态修复、生物多样性保护等因素,提出在9条污染支流构建以表流牛轭湖湿地、坑塘湿地为主的湿地群,以实现水质良好、生态健康、景观优美河流构建。河口人工湿地面积由支流污染负荷和枯水期水量计算而定,枯水期水力负荷一般选0.01~0.1 m³/(m²?d),丰水期水力负荷一般选择0.1~1.5 m³/(m²?d),停留时间5~7 d,洪水期1 d。经过河口人工湿地后,设计出水COD_Cr降至50 mg/L以下,氨氮浓度降至5 mg/L以下。支流河口湿地的建设为辽河干流水环境持续改善提供了保障。     

辽河保护区七星湿地生态系统健康评价

以辽河保护区七星湿地为研究对象,采用主成分分析法与相关性分析法筛选湿地生态系统健康评价指标,构建了由化学需氧量（COD_Mn）、总磷（TP）浓度、氨氮（NH₃-N）浓度、叶绿素a（Chl-a）浓度、溶解氧（DO）浓度5个指标构成的湿地生态系统健康综合评价指标体系,以表征湿地生态系统的水环境质量、水生生物和栖息地环境质量特征;运用综合指数法对七星湿地生态系统健康状况进行评价。结果表明：七星湿地13个采样点中,6个为亚健康等级,6个为一般病态等级,1个为疾病等级;七星湿地总体生态系统健康状况为亚健康等级。     

辽河保护区七星湿地水质评估及模型模拟

支流已经成为辽河干流的重要污染源,在支流河口建设大型人工湿地可以阻控支流污染物.为揭示辽河保护区七星湿地的净污效果,在对七星湿地水质、水量进行监测的基础上,采用内梅罗污染指数法对其有机物和营养物状况进行评价,并计算污染物在湿地中的去除量,最后利用归趋模型对污染物变化情况进行模拟.结果表明:内梅罗污染指数在支流河入口处较高,万泉河污染最严重;支流水体在经过湿地净化后,水体污染程度有所下降.植物生长期内(5—10月)七星湿地对COD去除总量为26.83 t,削减率为35.3%;对氨氮的去除总量为2.63 t,削减率为37.9%;对总磷的去除总量为0.40 t,削减率为52.9%.衰减方程模型对于COD、TP及不同形态氮拟合效果一般;多元参数回归模型及Monod机制模型较好地模拟了湿地Cout(NH+4-N)和Cout(NO-3-N)的变化.对Monod机制模型参数进行计算可得:kNH+4=24.987 L·m-2·d-1,kmax,NO-2=77.696 mg·m-2·d-1,KS,NO-2=0.114 mg·L-1.相关模型参数可用于湿地氨氮与硝氮浓度的预测.因此,多元参数回归模型及Monod机制模型可应用于类似湿地Cout(NH+4-N)和Cout(NO-3-N)变化的模拟及预测.     

辽河保护区干流自然生境恢复措施研究

由于人类对辽河干流自然资源的过度开发、污染物排放等原因造成辽河断流干涸、水质恶化和生物多样性下降等一系列生态问题。为了恢复辽河干流自然生境,进而改善整个干流的生态环境,提出了干流植被恢复、野生动物生境恢复和干流滩地农业面源污染控制三方面的具体实施方案和措施。辽河干流自然生境的恢复依托于辽河干流各类湿地的建设和恢复体系之中,并且考虑了当地自然社会条件、经济发展水平和目前修复技术水平。     

辽河干流闸坝回水段自然湿地恢复技术研究

针对辽河干流水污染加剧,水生态系统遭受严重破坏的现状,为恢复辽河河流型湿地状态,进一步改善干流水质,开展了辽河干流闸坝回水段自然湿地恢复工程。通过在辽河干流构筑橡胶坝,提高生态水面,及在闸坝回水段开展河道底泥生态清淤、河滩地平整、水生植物群落重建等工程措施,进行湿地自然恢复,并起到改善水质的作用。石佛寺生态蓄水工程净水效果明显,2011年5月和7月,工程下游的马虎山断面COD Cr比上游断面分别下降了55%和41%。     

辽河保护区七星湿地磷的空间分布特征

为明确七星湿地水体和沉积物中磷的迁移转化过程,分析了上覆水和间隙水中磷的浓度及分布,研究了沉积物中磷的形态分布特征,计算了沉积物-水界面正磷酸盐(PO43--P)的扩散通量,并对水体及沉积物中不同形态磷进行了Pearson相关性分析。结果表明,水体和沉积物中总磷(TP)空间分布特征为在西小河和万泉河汇入口处二者浓度均较高;在羊肠河处二者浓度均较低;在湿地出口处,干流中TP浓度有所降低。沉积物中的TP以无机磷(IP)为主,所占比例为68.27%~87.41%。IP中各形态磷所占比例为金属(水合)氧化物结合态磷(NaOH-rP)钙结合态磷(HCl-P)残渣态磷(Res-P)有机质和腐殖质中的磷(NaOH-nrP)氧化还原敏感态磷(BD-P)。沉积物-水界面PO43--P扩散通量为正值,表明沉积物是上覆水中磷元素的重要来源。Pearson相关性分析结果表明,沉积物中BD-P是水体中磷的重要来源之一,NaOH-rP是沉积物中TP和IP的重要控制因子。     

辽河保护区河道清障技术研究

辽河历年来洪涝灾害频繁,虽然过去开展过多次河道恢复工作,但近年随着阻水障碍物等的违规发展,其行洪安全问题日益引起关注。通过对历年辽河保护区河道清障情况的分析,结合河障实地踏勘成果,确立了辽河保护区河道清障的范围与目标;同时研究了远近期辽河保护区河道清障技术,探讨了河道的清障效果;并针对研究过程中发现的问题,提出了一些建议。辽河保护区河道恢复工作的顺利实施是解决河道行洪安全问题的关键途径,可实现辽河保护区的防洪安全和生态安全双赢的效果。     

辽河保护区分散式污水处理技术应用与展望

分析辽河保护区分散性污水排放特点,探讨推广人工湿地、稳定塘、无动力地埋式污水处理系统、一体式污水处理装置等分散式污水处理技术的问题。对分散式污水处理设施在运行中存在的问题进行了分析并且提出解决对策,指出加强对分散式污水处理设施的管理,使其与生态、节能、景观等相结合是分散式污水处理系统发展的方向。     

辽河保护区人工湿地微生物群落结构及分布规律

利用高通量测序技术,研究了辽河保护区盘锦段3种类型人工湿地(支流汇入口湿地、坑塘湿地、牛轭湖湿地)底泥和芦苇根际微生物群落结构与分布规律。结果表明: 3种类型人工湿地底泥微生物多样性、丰度和操作分类单元(optical transform units,OTUs)数目均大于芦苇根际微生物,且底泥和芦苇根际微生物多样性受季节变化影响,秋季高于春季;不同类型人工湿地微生物群落结构及分布大致相似,变形菌门(Proteobacteria)为相对丰度最高的优势种,以变形菌门为主的革兰氏阴性菌在人工湿地净化过程中起重要作用;不同类型人工湿地变形菌纲及其相对丰度不同,支流汇入口湿地以α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)为主;坑塘湿地以γ-变形菌纲和α-变形菌纲为主;牛轭湖湿地中不同纲的微生物分布较均匀。     

辽河保护区七星湿地水体溶解性有机物紫外吸收光谱研究

双组分模型假定吸收紫外光的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)由2种组分(A和B)组成,组分A对紫外光有强烈的吸收,主要为芳香族化合物且具有疏水性;组分B对紫外光吸收较弱,具有亲水性。对七星湿地水样DOM进行紫外光谱扫描,采用双组分模型对溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)浓度进行模拟预测,并研究组分A所占比例(f A)与DOM性质的关系。结果表明,双组分模型可以较好地预测七星湿地水体中DOC的浓度(rmsd为2.18 mgL,R2为0.963),相应模型参数E A,254为95.04 L(g·cm),E B,254为0.15 L(g·cm),E A,340为30 L(g·cm),E B,340为0。f A随着水样中DOC浓度升高呈下降趋势,并且与特征吸光度(special UV absorbance,SUVA)SUVA254、SUVA280有较好的线性关系(R20.900)。f A可以反映DOM中不饱和共轭双键、苯环类化合物及芳香族化合物的变化,但不能反映DOM的分子量大小。因此,利用双组分模型可以实现对DOM定性及定量的分析。     

辽河保护区七星湿地表层水与间隙水中氮的时空分布

将大型人工湿地工程技术应用于支流河口,可以有效减轻干流污染物负荷。研究了辽河流域典型支流河口湿地的营养盐迁移转化特征。利用2012年5—7月的采样监测数据分析辽河保护区七星湿地表层水和间隙水中不同形态氮的时空分布规律。结果表明,氨氮浓度为表层水小于间隙水,而硝氮和亚硝氮浓度为表层水高于间隙水;氨氮、硝氮以及亚硝氮浓度随空间的变化趋势均体现为支流河入口处浓度较高,湿地中部及出口处浓度明显降低。水体氨氮浓度表现出随时间推移呈逐渐下降的趋势,硝氮和亚硝氮浓度呈现波动。七星湿地3个月内的氨氮总去除量为1.99 t。     

辽河干流闸坝回水段自然湿地恢复研究

辽河保护区在清河口—马虎山段100多km河道上的沙坑为建设坑塘湿地提供了基本条件,阐述了辽河保护区坑塘湿地恢复方法、水系连通技术、生态系统恢复技术及建设工程设计方案。在铁岭段、沙宝台段和石佛寺段建设30个坑塘湿地,通过修建宽2~3 m的连通渠实现坑与坑及坑与河道之间的水系流动,可形成三大坑塘湿地群。通过湿地下垫面整治、植被恢复、生境恢复及水文调控与管理恢复坑塘湿地生态系统,通过河流湿地水网建设和水生植物群落重建工程进行坑塘湿地建设,能够实现对干流悬浮物、COD_Cr和氨氮的有效去除,增加蓄水量909万m³,有效改善辽河流域生态环境。     

辽河保护区生态系统多样性研究进展

2010年,辽宁省划建辽宁省辽河保护区,成立保护区管理局,是我国第一个以大河为保护对象的流域管理机构,标志着辽河污染治理与生态保护进入了一个新阶段。综述了近年来辽河保护区河道、泥沙与水体、生态系统等方面的研究进展,为进一步开展辽河保护区生态系统完整性评价奠定基础,也为保护生物多样性、制定土地利用规划、开展环境影响评价提供参考。     

浅析豫北黄河故道国家级保护区湿地资源恢复与保护对策

湿地资源的保护和利用已成为当今国际社会关注的重要课题。2002年3月10日,江泽民主席在中央人口资源工作座谈会上就湿地保护作出了重要指示:“加强湿地保护刻不容缓,要采取抢救性措施,建立一批湿地保护区,同时要管好已建立的湿地保护区”。在此背景下,本文以豫北黄河故道湿地鸟类国家级自然保护区的湿地资源为研究对象,阐述了该区域湿地资源退化的原因,由此提出恢复湿地工程的有效途径和可持续利用的保护对策。     

辽河保护区河流健康修复与管理技术入库流程设计

为构建辽河保护区河流健康修复与管理技术库,将近年来产出的技术成果应用于流域系统治理,在总结与梳理辽河保护区修复技术和管理技术的基础上,提出辽河保护区河流健康修复与管理技术的入库流程设计。设计流程主要包括技术收集、技术分类、技术评估、入库审核4个程序:首先对国家水体污染控制与治理科技重大专项研究产出的成果进行收集与整理,按照技术性质对其进行分类;其次将技术创新性、技术引领作用、技术就绪度这3个维度的评估结果作为技术入库的审核条件;最后将同时满足技术创新性评估得分大于60分,技术引领作用评估得分大于50分,技术就绪度6级及以上的修复类技术,技术就绪度4级及以上的管理类技术形成技术清单,纳入技术库。