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「水生态环境治理」水环境治理技术大整合:水体生态修复

作者: 必源环保 编辑: 来源:必源环保官网 发布日期:2019-05-04 11:02:18
信息摘要:
水体净化之后,为维持 水环境治理 效果、水质长期稳定达标,须对治理区域内的水生态系统进行修理和恢复,使其良性循环,实现生态经济同步发展。本文对水体生态修复技术做梳理…
  水体净化之后,为维持水环境治理效果、水质长期稳定达标,须对治理区域内的水生态系统进行修理和恢复,使其良性循环,实现生态经济同步发展。本文对水体生态修复技术做梳理介绍,包括生态缓冲带与生态植草沟技术,生态护坡护岸技术,生态基、人工浮岛与水下森林技术。
  技术一
  生态缓冲带与生态植草沟
  生态缓冲带与生态植草沟主要利用植被吸收雨水径流导致的污染物,避免受污染的雨水直接排入自然水体,影响水治理效果,并兼具景观美化功能。
  1.生态缓冲带
  生态缓冲带是在河道与陆地、农田交界的一定区域内建设“乔-灌-草”的立体植物带,一方面控制水土流失,防止河床冲刷,减少泥沙进入河道;另一方面利用缓冲带植物的吸附和分解作用减缓初期雨水与地表径流中的氮、磷、农药、化肥等污染物进入河道。生态缓冲带坡度一般为2%-6%,费用低廉、维护方便、截污高效,也美化了河流景观与生态环境。
  2.生态植草沟
  生态植草沟设置于人行道路一侧,介于人行道路与绿地之间,从上到下依次为植被层、种植土层、砌块砖层、渗排水管和砾石层,收集人行道路上的降雨径流,去除径流污染物,就地净化。其中渗排水管一端连接雨水口或溢流井,另一端封闭,可收纳降雨径流、实现错峰调蓄;降雨径流进入砾石层,缓慢下渗可净化水质、补充地下水、减少绿地浇灌用水等。
  技术二
  生态护坡护岸
  生态护坡护岸是指利用植物或者植物与土木工程相结合,对河道坡面进行防护的一种河道护坡形式,是集景观、生态和蓄水防洪功能为一体的复合岸线,强化堤岸的陆生生态系统,减小地表径流等面源污染对水体的影响。生态护坡类型主要包括植物型护坡、土工材料复合种植基护坡、生态石笼护坡、植被型生态混凝土护坡、生态袋护坡、多孔结构护坡、自嵌式挡土墙护坡等。
  1.植物型护坡
  植物型护坡是在岸坡种植植物,利用植物发达的根系发挥深根锚固和浅根加筋的作用,同时可以降低坡体空隙水压力、降雨截留、削弱溅蚀和控制径流与土粒流失,植物也能净化空气、美化生态景观。
  植物型护坡抗冲刷能力较差,主要适用于水流较为平缓的中小河流、湖泊港湾,选择耐酸碱、耐高温干旱、存活能力强且价格经济的固土植物。
  2.土工材料复合种植基护坡
  土工材料复合种植基护坡主要包括土工网垫固土种植基护坡、土工单元固土种植基护坡和土工格栅固土种植基护坡三种类型。
  土工网垫固土种植基护坡:由网垫、种植土和草籽构成,固土效果好、抗冲刷能力强且经济环保,但是面对暴雨抗冲刷能力较差,不适用于在水位线附近或以下的坡岸。
  土工单元固土种植基护坡:由聚丙烯等片状材料热熔粘连成蜂窝状网片,在网片中填土植:,具有材料轻、耐磨抗老化、抗冲击力强,施工、运输方便等特点,适用于坡度、水流较为平缓且水位变动不大的河道。
  土工格栅固土种植基护坡:格栅由聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压形成二位或三维网格的屏栅即土工格栅,抗冲刷能力较强,抗老化、抗高低温,能有效防止河岸垮塌,而且造价较低、施工简单、运输方便,但须注意经太阳暴晒容易缩短使用寿命,部分材料遇火可能燃烧。
  3.生态石笼护坡
  生态石笼包括石笼格网护垫和石笼格网挡墙两种结构。石笼格网护垫是厚度为0.15~0.3m的网箱结构,石笼格网挡墙是厚度为0.5~1.0m的格网网箱堆砌而成的挡土墙结构,替代传统的浆砌石或混凝土挡墙,用于陡峭岸坡的保护。石笼格网由高抗腐蚀、高强度并具备一定延展性的低碳钢丝包裹PVC材料机械编制而成,抗冲刷、渗透性和适用性较好、施工费用较低,既防止河岸被水流、风浪破坏,又保持水体与坡下土体的自然对流交换,实现生态平衡。
  生态石笼护坡主体以填充石块为主,石块可就地取材,因而适用于大量石材供给的地区。
  4.植被型生态混凝土护坡
  植被型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土壤构成,具有高透气性,抗冲刷能力较强,能为动植物和微生物生长繁殖提供适宜环境,但是强度与耐久性不足,且护岸价格偏高。
  生态混凝土面临降碱处理的问题,我国缺乏低碱度的水泥,一般采用普通硅酸盐水泥配置多孔混凝土,高碱性导致植物无法生长,须采取降碱措施。
「水生态环境治理」水环境治理技术大整合:水体生态修复
  5.生态袋护坡
  生态袋是指以聚丙烯或聚酯纤维为原材料经滚压针刺等工序制成的无纺布袋,生态袋里装有一定配比的肥料、草种和保水剂,允许水从袋体渗出,但土壤不能泻出,达到水土保持效果。
  生态袋护坡施工简单、稳定性较强,利于生态系统快速修复,但具有易老化、袋内种子再生、袋内物质易被水流冲刷出袋体造成沉积等影响坡岸稳定的缺陷。
  6.多孔结构护坡
  多孔结构护坡是指利用多孔砖的孔隙植草,多孔结构透气透水,生长的植物根系也可以发挥对基础坡体的锚固作用,具有较强的水循环能力和抗冲刷能力,适用于坡度不大、河堤坚固的区域,不适合砂质土层及河岸弯曲较多的河道。
  7.自嵌式挡土墙护坡
  自嵌式挡土墙是一种新型的拟重力结构,依靠挡土块、反滤土工布、分层铺设土工格栅和带有后缘的自嵌块自身重量抵抗动静荷载,使坡岸稳固,护岸孔隙间可种植植物增加景观美感。
  自嵌式挡土墙护坡抗震性能好,防洪能力强,可根据河岸不同形态设计不同造型,施工简单、后期拆除方便。因河流弯道承受水流冲击较大,挡土墙后面的泥土易被水流带走,产生墙体垮塌等安全隐患,此类生态护坡适用于平直的河道。
  技术三
  生态基、人工浮岛与水下森林
  生态基、人工浮岛与水下森林均是为水体打造多样性、良性循环的自然水生生态系统,使水体拥有自净能力,微生物、动植物等自然生长,持续吸收降解水体污染物,长久维护水治理效果。
  1.生态基
  生态基也称人工水草,是一种新型高效的生态载体,用于水质修复与维护。将生态基放置在水中,立即会吸附水体中及附着于植物根系的微生物,从而培养起种类更加丰富、数量更加巨大的微生物群,形成细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物等一体化的生态系统,有效吸收分解水体的有机物、营养盐等污染物,改善水质并保持良好稳定的状态。
  生态基技术见效快、效果持久,且纯生态方式培育本土微生物,安全污染,可广泛应用于黑臭水体、湖泊、水库的治理与生态修复。
  2.人工浮岛
  人工浮岛是一种生长有水生植物或陆生植物的漂浮结构,适用于:
  水位波动较大的水库;
  因波浪原因难以恢复岸边水生植物的的湖沼;
  景观要求较高的池塘等封闭性水域。
  人工浮岛上的植物能吸引鸟类、昆虫、两栖类动物等,提供良好的生存繁衍空间,水下的微生物也能为鱼类等水生动物提供丰富的饵料,从而打造浮游植物-浮游动物-滤食性鱼类等各营养级的生物链,恢复治理水域生境的生物多样性,恢复与重建水体高自净能力的生态系统。
  目前研发出的强化型人工浮岛技术,大幅扩大微生物附着的膜表面积,增强污染物降解能力,比普通人工浮岛效率高100%~200%。
「水生态环境治理」水环境治理技术大整合:水体生态修复
  3.水下森林
  水下森林是打造沉水植物为主的水下立体生态系统,有效组织底泥污染再生和水体富营养化,促进水体自净、水质长期稳定。
  水下森林构建出沉水植物-底栖动物-鱼类-微生物的完整水生态系统,水下生物相生相克、相辅相成,形成水下生态平衡,实现水质清澈、生态和谐的优美景观。
  沉水植物一般选择亚洲苦草、马来眼子菜、金鱼藻、黑藻、狐尾藻、菹草等,吸收、积累、位移、转化水体营养物质、有机物、重金属等污染物,净化效果彻底明显。
  结  语
  从黑臭水体底泥处理、面源点源污染治理到水质净化和水体生态修复,整个水环境治理过程及相关工艺技术介绍基本完成。水环境治理是一项系统工程,尤其目前应用PPP模式全局规划、整体打包治理片区水环境的广阔市场已经呈现在社会资本面前,金融机构、央企国企以及拥有专业技术和运营管理经验的民营企业都能从中找到充分发挥自己能力优势的机遇,需要各类社会资本精诚合作、互补共赢,最终让社会民众享受到安全、美丽的水生态环境。
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