污染修復與生態(tài)工程技術范文
時間:2024-01-12 17:49:45
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篇1
關鍵詞:土地整治;工程技術;發(fā)展前景
土地整治工程技術的應用,可以使得土地提高利用率,確保土地有較高的產出率,處于這樣的技術環(huán)境中,中國的土地可以被充分利用起來,做到物盡其用,以使得土地資源應用中所創(chuàng)造的利益實現最大化。從當前中國土地工程技術應用情況來看,在土地整治方面所獲得的成效顯著,但是在實踐操作的過程中依然存在不足之處,這就需要從實際應用需要出發(fā)不斷完善整治工程技術體系,實現土地資源可持續(xù)利用。
一、土地整治工程技術基本介紹
(一)應用土地整治工程技術
將非農用土地改為農用土地將非農業(yè)用地經過技術改造之后使其成為農業(yè)用地,就是將無法用于農業(yè)的土地資源或者暫時不能用于農業(yè)的土地資源經過整治之后合理利用,對土地的現狀予以改變,進一步完善土地狀態(tài),使得土地資源用于農業(yè),也就是將土地變成適用于農用的土地資源。將中國的非農業(yè)土地改變?yōu)檗r業(yè)土地,在技術上依然存在滯后性,在具體的實施中需要采用先進技術和設備,保證工作質量,提高工作效率,在此過程中,還要確保非農業(yè)土地改為農業(yè)土地的過程中技術的先進性,使得技術被合理利用,能夠跟得上時代變更的節(jié)奏。
(二)應用土地整治工程技術整頓建筑用地
保證建設用地使用和開發(fā)的合理性,有效提高建設質量,對保障人民群眾的生命財產安全具有一定的作用。但是,為了保證建設用地整改的順利實施,我們需要非常嚴格的程序保障。首先,需要政府工作人員積極合作。其次,需要確保政府的權威性。只有擁有強大的權威性,才能更好地改善土地和保證建設的安全。因此,在施工現場整改技術的實施中,需要加強政府管理,提高政府重視程度,才能真正有效地解決土地資源的實際問題。只有這樣才能提高建設用地整治項目的開發(fā)效率,從而確保土地資源整治的程序和技術更加合理。
(三)應用土地整治工程技術改造污染土地
物理改造方法,即通過一些正常的物理過程,改善現有土壤和受污染土壤的物理特性,以達到控制土壤污染物的目的?;瘜W轉化方法,即在被污染的土地上加入一些有效的化學試劑或化學物質,以達到控制污染物和改善土壤質量的效果。生物土地污染治理技術主要是利用生物原理和技術來改善被污染的土地資源,其主要優(yōu)點是不會對現有土地資源造成損害,能夠豐富現有土地的生物分布,實現生態(tài)平衡。
二、應用信息技術做好土地資源測繪工作
(一)應用野外數字測量技術進行測繪
應用野外數字測量技術開展測繪工作的時候,根據對測量所獲得的數據信息詳細分析,在項目中如果有大比例尺地形圖測繪,就能夠被及時發(fā)現。在開展測繪工作中,工作人員在野外進行,由于工作環(huán)節(jié)多,工作內容復雜且環(huán)境艱苦,大比例尺地形圖測繪的時候進度慢,需要消耗很長時間。合理應用三維激光掃描技術進行調查測繪,利用天寶SX10進行數據的掃描,利用TBC、TrimbleRealWorks軟件處理點云數據,生成相應立面圖等成果,就可以獲得各測區(qū)土地資源的信息數據。
(二)全球定位技術的應用
在對土地資源進行調查的過程中,對影像模糊及影像拍攝時點后新增地物進行補測。補測主要采用簡易補測法和儀器補測法,如果地形地貌不明顯,可以使用北斗或GPS調繪儀器進行補測,地形地貌明顯的地方可采用簡易的補測技術。根據需要補測圖斑實地情況,確定合適的補測方法。
(三)地理信息技術的應用
在地籍測量中如果將地理信息系統(tǒng)和全球跟蹤系統(tǒng)結合起來應用,在測量的過程中可以獲得更加全面的信息,包括土地的所屬類型以及面積,以在土地規(guī)劃建設中獲得更加準確可靠的數據信息。在應用這兩種技術的同時結合使用遙感技術,各種地形特征都可以獲得,基于地理信息系統(tǒng)技術還可以明確地理坐標位置。
三、土地整治工程技術的未來發(fā)展趨勢
隨著土地整治技術的不斷創(chuàng)新,任何行業(yè)都需要對技術不斷改善,以滿足各種新的需要,這不僅要求技術具有時代性,而且還要保證理念與實際需求保持一致。如此才能使得中國未來的土地整治工程技術獲得全社會的認可,從而從根本上確保中國未來人口與土地利用之間成正比例關系,保證土地資源的合理利用?,F代土地修復工程技術的主要價值在于,使中國未來的土地更加規(guī)劃和設計。同時,可以使用最新的材料和技術,從而確保未來的土地整治工作能夠在最嚴格的信息和監(jiān)控系統(tǒng)下提高建設標準。目前,我國土地修復工程技術的發(fā)展不僅局限于自身的發(fā)展,還與許多相關領域結合起來。在中國土地整治技術的應用中,主要涉及三個方面的內容,即傳統(tǒng)的土地整治、礦區(qū)土地復墾和污染土地修復。其一,傳統(tǒng)的土地整治技術。由于缺乏先進的工程技術支持,傳統(tǒng)的土地整治導致農田道路、溝渠使用壽命短,土地平整質量難以滿足現代農業(yè)發(fā)展的需要,部分耕地生態(tài)環(huán)境質量退化。此外,由于區(qū)域不同,土地類型不同,利用方式不同,對溝道設計強度、使用周期等要求存在明顯差異,一些關鍵景觀斷裂點的修復也缺乏精細化的工程技術支持,影響了土地修復的可持續(xù)性和工程效益的發(fā)揮。為此,開發(fā)適合農田建設的規(guī)劃設計新技術,應用激光技術進行精細平整,自主開發(fā)高標準基本農田建設的新材料以及施工工藝,加強高標準基本農田保護工程建設將是未來農田建設工程技術的主要發(fā)展趨勢。其二,礦區(qū)土地復墾工程技術。經濟發(fā)達國家將復墾項目視為礦區(qū)的一部分,高度重視生態(tài)恢復、復墾項目與周邊景觀的協(xié)調以及復墾土地的跟蹤、監(jiān)測和評價。因此,礦區(qū)土地復墾工程技術未來的主要發(fā)展方向是礦區(qū)復墾土壤的地表穩(wěn)定與侵蝕控制技術、植被重建與生態(tài)恢復技術等。其三,污染土地修復工程技術。經濟發(fā)達國家的污染土地修復項目主要采用實驗室研究中試或現場試驗研究大規(guī)模工程應用的基本模式。將修復基質山的單一土壤修復轉化為土壤和地下水的綜合治理。修復技術所涵蓋的內容包括三個方面,即物理、化學和生物修復類型。因此,未來污染土地修復的發(fā)展趨勢是發(fā)展綠色可持續(xù)的單一修復工程技術、多種修復方法和組合技術。
四、結束語
篇2
[關鍵詞] 生態(tài)恢復工程技術 內河治理 福州白馬支河
1 前言
璃因瑪遜生態(tài)工程技術是根據工程學和生態(tài)學原理,按照河流的特征,采用生態(tài)浮島凈化系統(tǒng)技術,進行保護與修復河道的一項生態(tài)工程技術。福州白馬支河段試點工程是加拿大亞奇公司利用該技術在福州內河的一項生態(tài)修復工程案例,是福州內河水環(huán)境修復與保護的一次有益嘗試。目前我國還有相當部分的舊城區(qū)沒有下水管網,在近期無法完善管網的情況下,為如何利用現有河道與水域進行水體恢復,改善城市水域環(huán)境質量提供了新思路;其次對于生態(tài)修復水體技術從感性到理性有了一個實際認識,對于今后福州甚至國內進行水體生態(tài)保護與修復的進一步發(fā)展起到借鑒作用。同時,通過該項目的實際運行跟蹤,結合其應用理論研究的探索,針對目前實際工程中影響水體生態(tài)恢復效果的主要因素進行了探討,提出了進一步強化恢復水體生態(tài)效果的幾點建議。
2 基本情況
白馬支河是福州42條內河中的一條斷頭河,位于福州市西二環(huán)路上海新村附近,全長547米,寬4-8米,深約1.5-4米,周邊人口約1.6萬人,匯水面積40公頃左右。該河無潔凈源頭水,穿梭于居民區(qū)內,河岸距周邊居民樓最近處不到5米,最遠距離不過20米,地理位置環(huán)境比較敏感,每日接納約5000噸未經處理的生活污水,污水主要包括居民生活污水、餐飲業(yè)污水等。本項目水體生態(tài)修復治理技術主要由兩部分組成,一是在河道設置人工浮島,水生植物利用浮島作為固定床體,在生長的同時恢復水體生態(tài)從而凈化河水,據介紹目前生態(tài)浮島上栽培的植物有近40種,有沙草、蒙草、三白草,也有福州市常見的水竹、美人蕉、馬齒莧等;二是在河道布置曝氣機,通過對河水進行機械曝氣充氧,提高水體溶解氧,以促進河水生物菌群的生長與有機污染物的降解,從而達到水體生態(tài)恢復、河水凈化的功效。
目前該項目自試運行開始,已經兩年有余,從實際運行情況看,內河水體質量顯示出比較好的恢復程度,有機物降解明顯,生物總量有所恢復,沿岸環(huán)境空氣質量明顯好轉,基本改變了以往河水發(fā)黑、發(fā)臭的現象,但從部分水質參數監(jiān)測數據上看,與預期效果還有一定差距。
3 應用分析
3.1 原理分析
從理論上看,該項目應該屬于一項生態(tài)恢復系統(tǒng)工程技術,該技術采取了水生植物塘的一些基本原理,即利用有效的一種或幾種水生植物栽植于池塘,污水在其中停留較長的時間(相對于常規(guī)污水處理工藝而言),通過多種機理,包括同化和貯存污染物,向根區(qū)輸送養(yǎng)分和為微生物提供活的載體等,使污水得到有效的凈化,這是國外發(fā)達國家在上世紀70年代起發(fā)展起來的一項污水自然處理新技術。其次,該技術還利用了常規(guī)好養(yǎng)塘工藝的一些基本原理,即對水體的充氧,培養(yǎng)適宜好氧菌,通過細菌膠團對營養(yǎng)物的生物降解、合成以及礦化等形式對污水的凈化方式;第三,該技術還利用了生物化學作用,即通過植物的光合作用、呼吸作用等,在滿足生物的生長條件的同時,完成對有機物的合成與分解,進而實現污染物降解,達到污水的自然凈化作用;第四,該技術還應用了生物循環(huán)食物鏈的作用,通過放養(yǎng)或其他方式生長的高等動物,逐級消耗營養(yǎng)及有機物,最終起到消減有機污染物、達到污水凈化的目的。
3.2 應用分析
水體的生態(tài)防護與修復一直以來都是世界各國重點研究與發(fā)展的課題,發(fā)達國家自上個世紀70年代開始已經建成數千項生態(tài)水體防護與修復項目。一般來說,河流生態(tài)防護與修復系統(tǒng)包括水體防護修復、河道及岸坡的保護與修復、水生生物的保護與修復及底泥的修復與氧化技術等幾個部分。從目前國外應用分析看,發(fā)達國家對河流的背景保護比較好,如水體背景水質較好,生物量與多樣性比較好,河道自然性及沿岸保護帶等都保持較好,所以應用生態(tài)防護與修復效果相對比較明顯,可持續(xù)性與穩(wěn)定性都有不錯的表現。
該方法作為河道水體保護與修復工程技術應該說是一項比較適宜的系統(tǒng)組合技術,無須投加化學藥劑,能耗不高,利用自然,貼近自然。但是從實際應用中的表現,還是有一定的適用局限性,尤其應用在福州白馬支河,在一些方面尚無法達到比較完善的境界。
3.2.1 底泥問題:白馬支河是一條半封閉內河,也就是俗語說的斷頭河,該河段沒有新鮮水補充,只有降雨期間地表徑流不定期匯入,長期以來,底泥的污染富集程度比較嚴重,而底泥是污染物聚集的集中體,可以說底泥是一項最大的隱藏污染源,從目前看底泥的生態(tài)修復還無法有效解決,因此,河道水體的修復從根本上還需要深層次考量。
3.2.2 污染負荷問題:一般的生態(tài)修復技術,污染負荷都不高,這是生物生長環(huán)境的要求,同時也是自然凈化技術的一個局限性??紤]到白馬支河,基本上可以說進入河體的都是污水,雖然該項目運用了機械充氧,人為增加了水體補充氧,但是還遠未達到河體凈化要求的程度,而且從目前的現狀看也很難達到,主要原因是水深與底泥以及河道整體不規(guī)則形狀的限制。
3.2.3 物理結構因素:福州白馬支河五百多米長,沿程高差、河寬、岸坡等均有較大差異,這是河道的自然構造,但同時也對該技術從理論設計轉化工程實踐產生局限。浮島水生植物鏈畢竟設置在表面層,河道的物理結構也決定了機械曝氣只能在淺層增氧,這就決定了底層仍然大部分處于厭氧狀態(tài);其次,河道的天然構造也意味著更多的死角與盲區(qū),這是天然河道與水處理構筑物的最大差別,自然構造的不規(guī)則性也決定了該項目實際工程與理論設計的差距。
4 討論與建議
河道與水體的地域差異性,決定了生態(tài)防護與修復技術在不同地區(qū)應用,難以有明確的可比性。相對比較成功的有廣州匯景新城、珠海華發(fā)新城、揚州海德公園等地的區(qū)域水環(huán)境生態(tài)恢復保護案例。從這些比較成功的案例看,應該說生態(tài)環(huán)境的保護與修復,早期規(guī)劃與污染預防還是必須優(yōu)先考慮,畢竟生態(tài)修復與生態(tài)(生物)治理有著本質的差異。生態(tài)修復技術作為水體保護和可持續(xù)發(fā)展的一種補充手段應該比較適宜。
生態(tài)系統(tǒng)修復是一項長期的生物成長、生態(tài)平衡過程,通過近幾年的實際應用,白馬支河的水環(huán)境質量相比較已經有了比較大的改善,說明生態(tài)修復已經取得了初步效果;當然系統(tǒng)完全恢復內循環(huán)生態(tài)自凈過程的功效可能需要相當長時期。但就目前而言,加強控制參數的監(jiān)測跟蹤,考核系統(tǒng)參數量化水平能力,從而為該技術下一階段在福州內河治理過程中進一步適應與發(fā)展提供有效的技術保障,建議如下:
4.1 對該河道進出水水質、水量實行長期跟蹤監(jiān)測、分析,從而考核項目穩(wěn)定處理效果和適宜處理負荷。
4.2 定期監(jiān)測溶解氧、底棲生物、水體浮游生物、水生植物的生長變化,考核季節(jié)水質恢復的條件與程度。
4.3 加強監(jiān)測不同間距與季節(jié)的臭氣濃度,合理規(guī)劃區(qū)域衛(wèi)生防護距離。
4.4 加強監(jiān)測底泥基質與容積,考核污泥的富集與降解程度,從而制定清淤的頻率。
4.5 結合城市景觀功能建設,合理規(guī)劃整體河段修復措施,強化生態(tài)人居環(huán)境中的水系統(tǒng)建設。
參考文獻
[1] 沈耀良,王寶貞. 廢水生物處理新技術理論與應用[M]. 北京: 中國環(huán)境科學出版社,1999.
[2] 汪大翠等. 水處理新技術及工程設計[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社.
[3] 德萊塞特爾•赫伯特,格勞•迪特爾,盧德維格•卡爾.德國生態(tài)水景設計[M]. 任靜、趙黎明譯,遼寧科學技術出版社,2003.
篇3
關鍵詞:煤礦區(qū);林業(yè);復墾
中圖分類號:X751
1.林業(yè)復墾優(yōu)勢
1.1有效恢復礦區(qū)經濟與生態(tài)功能
林業(yè)復墾投入成本低、回報較高,可有效恢復礦區(qū)經濟與生態(tài)功能。陳新生等在采煤塌陷區(qū)運用層次分析法,對農業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和旅游業(yè)等4種典型復墾模式研究后發(fā)現,無論塌陷區(qū)深淺、積水有否,林業(yè)復墾的生態(tài)效益均為最佳,綜合效益也僅次于農業(yè)復墾(積水較深除外)。借鑒國外礦區(qū)復墾優(yōu)先考慮生態(tài)功能的原則,塌陷區(qū)應以林業(yè)復墾為首選,并可推廣至露天采區(qū)。
1.2保持水土
荒漠化地區(qū)常運用工程技術和生物技術恢復植被。工程技術利用化學物質固結土壤后植樹植草,成本高且難以長期保持、易造成次生污染,優(yōu)勢不如生物技術。生物技術通過培植根系發(fā)達、耐風蝕沙埋、固氮能力強、生長迅速的植物,來達到保持水土、治理土地荒漠化目的。在地質災害易發(fā)礦區(qū),可通過植樹來固結土壤、減少坡面流,以阻止泥石流和滑坡的發(fā)生。
1.3促進煤礦污水利用
煤礦污水不僅是對地下水的極大浪費,而且易造成次生污染。但若用于林業(yè)復墾,則可事半功倍。煤礦污水含豐富有機物和多種礦質營養(yǎng)元素,可補充復墾區(qū)肥力和水分??煽紤]將煤礦污水適當沉淀處理,用底部淤泥作為復墾肥料,上部清水用于灌溉。既可提高煤礦污水利用率,又節(jié)約復墾成本,一舉兩得。
1.4修復和再造土壤
研究表明:生物修復技術是最有生命力的土壤重金屬污染修復技術,目前已發(fā)現400多種植物可超量富集重金屬。農業(yè)復墾與林業(yè)復墾均可實現重金屬的生物修復,但從食品安全角度出發(fā),林業(yè)復墾更為合適。露天采煤大量損毀土壤,導致其部分或完全傷失生產力。但是通過種植速生喬灌木、草本植物(尤其是豆科),可使剝土快速形成腐殖質層,重新恢復肥力。德國學者Katzurk等發(fā)現混植赤松、落葉松、歐洲櫟等樹種有利于土壤形成。另有研究表明,豆科植物復墾可快速穩(wěn)定堆土表面、控制水和風力侵蝕、改善土壤理化和微生物性質、促進根系層水分與養(yǎng)分積累。
1.5凈化空氣
森林可滯納粉塵、吸收化學物質,固定毒害氣體(CO2、SO2等)。森林滯納粉塵能力是裸地的75倍,每公頃森林每年可滯塵數百噸。青楊、桑樹、黃金樹、榆樹、刺槐等林木的樹葉還可吸收粉塵中鉛、鎘,1Kg青楊干葉可吸收鉛616mg。森林是自然界最豐富、最穩(wěn)定的碳貯庫,每年每公頃可吸收約400T CO2,20世紀80年代至今已吸收CO2工業(yè)總排量的24%-36%。每公頃森林每年還可吸收0.15T SO2以及大量致癌物質。
2.林業(yè)復墾技術途徑
礦區(qū)復墾按工藝可分為有覆土復墾和無覆土復墾。有覆土復墾指因礦區(qū)土壤理化性質(粒度、孔隙度、酸堿性及水養(yǎng)鹽含量等)不適宜植物生長而在地表覆土的復墾模式,多用于采空塌陷區(qū)、露天采坑、塊狀煤矸石堆放地復墾;無覆土復墾指礦區(qū)土壤適合宜或經改良后適宜物生長而無需覆土的復墾模式,多用于堆土場、松散狀煤矸石堆積場復墾。目前一般采用有覆土復墾。礦區(qū)復墾按階段分為前期工程復墾和后期生物復墾(圖1)。工程復墾先行,由礦企對破壞土地進行工程恢復,包括場地平整、表土覆蓋(無土復墾不需要)和土壤改良等;生物復墾隨后,包括樹種選擇、林木栽培、撫育和生態(tài)維護等。
2.1工程復墾
2.1.1場地平整
礦區(qū)平整場地類型主要包括低洼區(qū)與堆積區(qū),前者主要指采空變形區(qū)和露天采坑,場地平整宜采用挖深墊淺法,并修筑保水和排澇設施;后者主要指煤矸石堆放區(qū)和排土區(qū),削減坡度后進行梯田化改造,之后覆蓋有潛在肥力巖土。
2.1.2表土覆蓋
(1)機械覆土法。用碎土機粉碎土壤后,使用排土機撒布,最后用推土機推平。為防止覆土與基底存在光滑面,覆土前應粗糙化地面。
(2)水力覆土法。將土壤和水混合后形成泥漿,之后泵入復墾區(qū),待土壤沉淀后排出水分。水力覆土法較機械覆土法快且經濟,土壤孔隙性好,有利植物生長,曾在德國成功運用,值得推廣。
2.1.3土壤改良
(1)客良是利用外區(qū)土壤改良本地巖土,如在具潛在肥力的巖土中摻雜外地細粒土,改良其機械組成。
(2)化學改良是加入化學物質以改良土壤,如在水土流失區(qū)加入瀝青乳液和棉籽醇樹脂乳形成水土保護膜;重土和輕砂土加入粉煤灰提高孔隙度和持水性;酸性土壤ph值較低時加入石灰、過低時加入磷礦粉;堿性土壤施用肥料及其他化學劑。
(3)生物改良是利用生物技術改良土壤,主要包括重金屬污染修復和土壤固氮。重金屬污染生物修復包括微生物修復和植物修復(植物提取、揮發(fā)、過濾、鈍化等),植物提取技術最具前景;礦區(qū)土壤普遍缺乏營養(yǎng)元素,尤其缺氮,可利用固氮植物如豆科植物(草木樨、雜交苜蓿、野豌豆等)達到聚氮目的。生物改良還包括微生物改良和菌根接種技術等。
2.2生物復墾
2.2.1樹種選擇
應選擇適合當地土壤、地形和氣候條件的“鄉(xiāng)土樹種”,尤其是老礦區(qū)復墾。應選擇抗污染、易獲取養(yǎng)分、保水土、速生、郁閉快的“先鋒樹種”。固氮樹種尤其是刺槐、胡頹子、錦雞兒、灰赤楊、黑赤楊、沙棘等能適應嚴酷的立地條件,可作為復墾先鋒樹種。若將固氮樹種與常綠松混植,則會有更好效果。
2.2.2林木栽培
林木栽培包括樹坑尺寸設計、造林密度設置和樹種配置。樹坑邊長宜為0.5m左右,如黃檀為0.3m、赤桉0.45m、銀樺0.6m。造林密度設置和樹種配置應根據土壤適宜性、樹種生物學特征、自然生態(tài)和經濟條件等確定,如土壤貧瘠區(qū)針葉樹間距為0.8m×1.0m、楊樹為4m×4m;樹種配置傾向于主要樹種+伴隨樹種+灌木混成,實踐證明最佳配比為60%、20%和20%。
2.2.3林木撫育
林木撫育是通過人工培育促進林木生長發(fā)育的過程,林業(yè)部門強調“三分種、七分管(撫)”。林木幼小期對環(huán)境適宜能力弱,尤其應加強撫育。撫育工作包括灌排水、施肥、松土和除草等,其中尤以水肥調控最為重要。土壤水分不足或過多均會影響林木根系正常發(fā)育,干旱或水分滲漏區(qū)應注意灌水保墑,積水段或降雨期則應注意排水防澇。復墾地土壤養(yǎng)分和有機質較少,應增施化肥和有機肥。土壤形成硬殼時應注意松土。強風化土壤第一年須進行不少于4-5次除草。
2.2.4生態(tài)維護
林地復墾的最終目標是建立覆蓋充分、良性發(fā)展的森林,而保持穩(wěn)定、善于自我調節(jié)的可持續(xù)林地生態(tài)系統(tǒng)是其關鍵。根據生態(tài)學原理,物種多樣性是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定與發(fā)展的基礎。因此,應在復墾區(qū)使用多物種,構建并維護喬、灌、草、藤立體生態(tài)系統(tǒng)。
2.3林業(yè)復墾效益評價
林業(yè)復墾效益主要包括經濟效益和生態(tài)效益。經濟效益是土地復墾后的經濟產出;生態(tài)效益指復墾后環(huán)境的改善和生物量的提高。生態(tài)效益難以定量評價,卻是發(fā)達國家的關注焦點。目前澳大利亞等國正致力于制定復墾質量檢驗標準尤其是生態(tài)系統(tǒng)建立及自我維持標準。復墾成本也需要充分考慮。一般說來,復墾成本主要取決于工程復墾投入(比例可達90%),因此應通過發(fā)展工程復墾技術來降低復墾成本。
3.結束語
礦山林業(yè)復墾較荒山造林難度大,但只要把握住復墾地的難點和特點,采取相應的技術措施,十年豎木的周期可大大縮短。合理結構的植物群體的社會、環(huán)境、經濟效益即可充分發(fā)揮體現出來。
參考文獻:
篇4
相關資料顯示:被譽為廈門市“城市綠肺”的湖是個咸水瀉湖,曾經一身污穢,惡臭補鼻。為了顯著改善湖及周邊的環(huán)境質量,市政府下了很大力氣,實施了以“截污處理,搞活水體,清淤筑岸,美化環(huán)境”等工程技術為主線、歷時20余年的綜合治理,已基本控制了污染的發(fā)展,使湖區(qū)的生態(tài)平衡逐漸恢復。但是,由于對海洋生態(tài)系統(tǒng)復雜性的認識不足,缺乏恰當的生態(tài)技術配套,湖水富營養(yǎng)化和黑臭問題依然嚴峻,雖嘗試過很多技術,但效果都不理想。黃凌風教授與湖管理中心合作經過五年多的潛心研究,提出了海水生態(tài)浮床技術設想,又在科技部的支持下通過三年多的攻關,取得了令人欣喜的成績。通過課題組自主研發(fā)、國內首創(chuàng)的海水生態(tài)浮床技術應用,湖示范區(qū)水質得到了明顯改善,氮、磷營養(yǎng)鹽分別降低了20-40%,COD、BOD降低了10-20%,葉綠素下降了30-40%,懸浮顆粒物濃度下降了90%以上,良好的水質吸引大量的海鳥駐足、棲息和覓食,在湖區(qū)形成了自然、和諧的生態(tài)景觀。
黃凌風教授作為一名海洋生態(tài)學專家,長期從事海洋生態(tài)學與恢復生態(tài)學的教學和科研工作。他在研究近海生態(tài)系統(tǒng)結構與功能及微食物環(huán)的貢獻,探索海岸瀉湖與海洋淺水濕地的環(huán)境與生態(tài)修復技術方面取得了一系列創(chuàng)新成果,主抓的《海洋生態(tài)學》也是福建省的高校精品課程。最近,這項海水生態(tài)浮床技術的研究與示范成果更是引起了業(yè)內的高度重視。在中國科協(xié)副主席唐啟升院士的推薦下,11月中旬中國工程院第109場工程科技論壇“碳匯漁業(yè)與漁業(yè)低碳技術”組委會特地邀請黃凌風教授來京出席論壇并做報告,探究生態(tài)浮床技術在海水高效低碳漁業(yè)中的應用前景。
生態(tài)浮床技術
生態(tài)浮床技術是一項經濟、高效、對環(huán)境友好、生物安全性高的水域生態(tài)修復技術。生態(tài)浮床技術以前叫人工浮島技術,最早用于水面造景和生物多樣性保護,后來發(fā)現可以吸收金屬與富營養(yǎng)化物質,就演變成一種環(huán)境的修復技術。該技術可以結合經濟作物無土栽培技術,達到水質凈化和農業(yè)生產雙重目標,已在國內外淡水領域普遍應用和推廣,取得了良好成效。但以往受制于修復植物的耐鹽性和浮床載體的耐腐蝕和耐污損能力,在咸水環(huán)境的應用一直沒法有效展開。
黃凌風課題組聯合中科院植物所等單位,實現良好的學科交叉,培育、選育了海馬齒、鹽角草等6種耐全海水的修復植物,研究了修復植物的耐鹽與修復機理,研制了3類5款耐海水的生態(tài)浮床,實施500畝水域的海水生態(tài)浮床技術示范,實現了關鍵技術的突破。
黃凌風教授告訴《中國科技財富》:其核心原理是將陸生植物移植到漂浮的水面浮床上,利用植物根系吸收、吸附和降解水中的污染物質,從而降低水中污染負荷,改善水質,使水體穩(wěn)定下來,讓生態(tài)系統(tǒng)得以發(fā)揮自身的調節(jié)功能;最終達到改善水質,恢復生態(tài)的目的。
在風浪較小的地方,比如內灣、咸水河道、城市中心瀉湖等水體,特別是對懸浮物很高、水動力很弱、污染特別嚴重的地方,生態(tài)浮床技術具有不可比擬的優(yōu)勢。廈門的湖,最大的問題就在于水動力不足,帶入的懸浮物很多,富營養(yǎng)化嚴重,浮游植物過量生長。在主要污染物負荷得到有效控制的前提下,海水生態(tài)浮床技術是使海洋環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)得以恢復的輔助手段。黃凌風課題組抓住問題的核心,用生態(tài)浮床技術降低懸浮物的濃度,通過克生作用,15%的覆蓋率將湖赤潮發(fā)生率降低了50%以上。
生態(tài)浮床還能夠與大型海藻配套使用,實現良好的互補效應。通過生態(tài)浮床技術,把懸浮物過濾沉淀掉,使大型海藻光合作用得到保證,充分發(fā)揮其吸收凈化等方面的能力。此外,該技術還能抑制赤潮藻類的大起大落,使浮游植物數量保持在合理的水平內,從而讓環(huán)境趨于穩(wěn)定。
理念方向的對錯對一項科研成果的水平起到重要作用。有別于其他淡水處理技術的是黃凌風團隊通過使生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定下來,再調動其自我調節(jié)與恢復能力來達到治理的效果。只要在上游區(qū)域設置一定面積的浮床,就能對整個河道流域起到很好的調節(jié)作用。
前景廣闊意義大
有專家坦言:海水生態(tài)浮床技術的成功研發(fā),是海洋環(huán)境生態(tài)修復技術自主創(chuàng)新的重要突破。對滿足我國高污染海水環(huán)境生態(tài)治理的迫切需要,提升我國海洋生態(tài)保護和修復技術研究水平和國際競爭力具有重要意義。
我國沿海城市的很多水體污染是比較嚴重的,特別是有些城市瀉湖、感潮河道,咸潮入侵現象很嚴重。而以往的淡水技術又處理不了這些問題,迫切需要有相當性價比的適用技術。黃凌風上次來北京參加863海洋技術領域中期工作會議時,天津市科技局就對海水生態(tài)浮床技術表現出出濃厚的興趣。
黃凌風一再表示:應用技術的研究過程中,一定要加強對機制、機理的基礎性研究,保障理論支撐才能更好的拓展未來。他們在海水生態(tài)浮床技術的各種修復機理的研究方面不落于淡水生態(tài)技術。
針對咸水環(huán)境中污損生物附著嚴重的問題,課題組主要采取了兩種策略,一是采用對環(huán)境友好的化學防污涂料,另一方面是采用物理防污的方法,使污損生物難以附著生長,或者采用特種材料,使之附著到一定重量后主動脫落。針對營養(yǎng)鹽過剩的富營養(yǎng)環(huán)境,采用種植經濟作物的方法,以變廢為寶,體現經濟效益。在與養(yǎng)殖業(yè)結合方面,他們認為需要兼顧經濟價值與生態(tài)效益,實現技術集成意義重大,他們將在這方面持續(xù)開拓。
生態(tài)浮床技術在受污染海域的生態(tài)修復和耐鹽經濟作物生產中應用前景廣闊。在海水低碳農業(yè)中,尤其是與海水養(yǎng)殖業(yè)相結合,將為海水養(yǎng)殖環(huán)境的改善和灘涂種植業(yè)向海上拓展提供了新思路。此外,由于進行了技術集成,成本只相當于目前淡水景觀水體所用浮床的一半,而且還能抗風浪,具有明顯的技術優(yōu)勢,今后完全可以延伸到淡水生態(tài)環(huán)境的治理。
在黃凌風教授的組織管理下,課題組合作關系很和諧,參研單位一再表示希望在十二五期間能持續(xù)合作下去,盡量在提高生態(tài)浮床性能和降低成本方面有進一步的突破,使成果能得以很好的應用。黃凌風告訴記者:這是一種輔助配套技術,可以與多種水治理技術搭配使用。目前該研究的框架性體系已基本建立,今后將推動細節(jié)的完善。
篇5
然而,隨著我市工業(yè)化、城市化的快速推進,經濟發(fā)展給全市資源消耗和環(huán)境污染帶來的壓力在進一步加劇,水、電、土地等要素供給壓力持續(xù)上升,部分區(qū)域環(huán)境污染嚴重,生態(tài)日漸惡化。環(huán)境保護和生態(tài)市建設的面臨形勢更加嚴峻,難度在進一步加大。主要表現為:一是水環(huán)境方面,生活污水、工業(yè)廢水的大量排放以及農業(yè)非點源污染依然嚴峻,主要湖庫、河流、河網的水質富營養(yǎng)化程度加劇,水質總體上逐年惡化,20*年*流域的水質達標率僅為80%,甚至還出現了水質性缺水現象;二是大氣環(huán)境方面,盡管總體良好,但是各種常規(guī)污染物濃度水平仍在逐年上升,酸雨污染問題突出;三是固體廢棄物,特別是垃圾填埋場、城市污泥的處理還沒有好的技術措施,對生態(tài)環(huán)境造成相當大的威脅;四是海洋環(huán)境形勢不容樂觀,近海海域水質明顯惡化,鎮(zhèn)海、北侖港區(qū)的監(jiān)港工業(yè),以及象山港海域水產養(yǎng)殖對海洋水體的污染嚴重。
依靠科技創(chuàng)新,提高全市環(huán)境保護領域的科技水平,轉變經濟發(fā)展方式,是解決以上這些問題的根本途徑,直接關系到生態(tài)市建設的總體目標是否能夠實現,關系到全市能否實現科學發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。多年來,我市一直重視環(huán)境保護領域的科技發(fā)展和技術創(chuàng)新,也取得了一些成績,但與市委市政府提出的“要將*建設成為空間布局合理,基礎設施完善,自然系統(tǒng)服務功能強大,生態(tài)經濟發(fā)達,生態(tài)環(huán)境優(yōu)美,生態(tài)人居和諧,生態(tài)文化繁榮,具有發(fā)達的現代產業(yè)體系、高度國際化開放格局、濃郁江南水鄉(xiāng)特色、適宜于創(chuàng)業(yè)發(fā)展和生活居住的生態(tài)型現代化國際港口城市”的目標要求還有很大的差距。目前的科研工作基本上處于被動跟蹤狀態(tài),對全市面臨的重大環(huán)境問題,以及生態(tài)市建設中面臨的關鍵性技術還缺乏系統(tǒng)研究,科技儲備不足,技術支撐能力不強,迫切需要加快科技創(chuàng)新,提高生態(tài)市建設科技支撐能力。
二、總體思路與發(fā)展目標
(一)總體思路
深入貫徹黨的十七大精神,以科學發(fā)展觀為指導,全面落實“兩創(chuàng)”戰(zhàn)略,以《*市科技發(fā)展中長期規(guī)劃》、《*生態(tài)市建設規(guī)劃》和《*市十一五環(huán)保規(guī)劃》為依據,以改善全市生態(tài)環(huán)境質量,促進人與自然和諧統(tǒng)一為目標,針對*當前面臨的主要環(huán)境問題,從水環(huán)境保護與水資源利用、大氣污染控制和廢氣治理、固體廢棄物污染控制、環(huán)境安全與綜合管理等方面開展技術研究與集成示范,組織實施一批重大科技項目與示范工程,開發(fā)與推廣一批具有國內先進水平的成套技術、與工藝裝備,建立我市污染物控制、生態(tài)修復和環(huán)境綜合管理科學決策技術體系,提出解決我市生態(tài)環(huán)境問題的戰(zhàn)略思路和技術措施,為生態(tài)市建設提供科技支撐。
(二)發(fā)展目標
計劃到2011年,通過本專項的實施,著力在5個重點領域組織實施20余個重大重點科技項目與科技示范工程,突破50余項關鍵技術,示范推廣100余項先進適用技術和成套裝備,顯著增強科技對全市環(huán)境保護和生態(tài)市建設的支撐能力。力爭到2012年,使我市COD排放指標下降,下降強度降至1.1千克/萬元GDP以下;水環(huán)境質量有所改善,達到國家生態(tài)城市考核的水(環(huán)境)功能區(qū)要求,近岸海域水環(huán)境質量達標率爭取達到50%以上;大氣環(huán)境質量得到改善,城市空氣質量優(yōu)良天數超過355天/年;工業(yè)固廢得到有效處置和利用,處置和利用率達到99%以上;全市生態(tài)社區(qū)(新農村)建設全面推進,環(huán)境優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn)達到80%以上。
三、重點研究領域和關鍵技術
根據專項的總體目標和生態(tài)市建設的實際需要,未來4年,我市環(huán)境保護科技專項重點確定5個方面的研究領域和關鍵技術。
1、水環(huán)境保護與水資源利用
農村生活污水、初期雨水及農業(yè)排水污染控制技術;飲用水源地保護和生態(tài)修復技術;飲用水源地水體富營養(yǎng)化控制技術;流域非點源污染模擬和控制技術;農田N、P優(yōu)化管理技術;水資源循環(huán)利用、點源污染控制技術;工業(yè)廢水處理新技術;城市水環(huán)境質量改善與生態(tài)建設技術;湖庫生態(tài)控制技術。
2、大氣污染控制和廢氣治理
工業(yè)企業(yè)大氣污染源達標排放及污染物削減控制技術;燃煤設施二氧化硫和氮氧化物同步控制與治理技術;工業(yè)排放有毒有害有機污染物的控制技術;汞污染、二惡英、VOC等大氣污染物控制技術研究;脫硫副產物(CaSO4、CaSO3)資源化利用技術。
3、固體廢棄物污染控制
固體廢物在社會循環(huán)與生態(tài)循環(huán)中的轉化形態(tài)與污染途徑識別技術;固體廢物處理與資源化的產業(yè)化經濟技術政策和管理機制;工業(yè)固體廢物污染控制技術;生活垃圾處理處置與資源化;城市污水廠污泥減量化處理與資源化利用技術;農村廢棄物處理與綜合利用技術。
4、環(huán)境安全與綜合管理
以地理信息系統(tǒng)、空間決策支持系統(tǒng)、數據庫、計算機網絡、虛擬地理環(huán)境等技術為核心的生態(tài)市規(guī)劃、評價與管理的信息與決策系統(tǒng);環(huán)境質量評價與安全風險評估技術;環(huán)境質量監(jiān)測和預警技術;危險化學品排放源調查識別及泄漏后應急評價與污染修復技術;環(huán)境容量與排污權交易相關的政策法律保障技術體系。
5、典型區(qū)域環(huán)境保護與生態(tài)修復
*-舟山港海洋生態(tài)環(huán)境數據庫、生態(tài)環(huán)境質量動態(tài)監(jiān)測與評價技術。港口海域突發(fā)性污染預警和遷移控制技術;象山港生態(tài)變遷、海域生態(tài)評價、納污總量控制和生態(tài)修復技術;典型灘涂濕地-杭州灣河海岸濕地生態(tài)保護與管理技術;生態(tài)社區(qū)(新農村)資源與環(huán)境建設模式支撐技術。
四、重點研究項目
圍繞專項目標與需突破的關鍵技術問題,按照支撐和引領相結合、研究與示范同步推進的原則,未來4年,全市著力組織實施20個重大重點環(huán)境保護科技項目與示范工程。
(一)水環(huán)境保護與水資源利用
1、飲用水源污染生態(tài)控制技術集成及示范工程
研究內容:調查、評價全市飲用水源水質現狀和成因,以及水體中污染物引起的健康風險,研究典型庫區(qū)水質管理與預警模型;研究主要飲用水源地污染控制生態(tài)工程模式,實現農村生活污水、初期雨水及農業(yè)污水污染控制技術的集成與優(yōu)化方案;開展典型水源地小流域污染與水土流失的生態(tài)控制工程示范,研究各種技術措施對小流域污染與水土流失控制、脫氮、除磷、殺菌的效果及其機理;利用RS、GIS和在線監(jiān)測及無線傳輸系統(tǒng),研究環(huán)境因子對甲藻、硅藻水華形成的影響,開發(fā)甲藻、硅藻、微囊藻水華暴發(fā)預測、預警模型以及藻類暴發(fā)后的補救方法和應急措施;研究典型富營養(yǎng)化水源地水生物生態(tài)修復。
預期目標:提交《*市飲用水源污染控制與應急處理方案》及*市典型飲用水源水庫水質管理與預警模型;以小流域為控制范圍,建立污染控制與水土流失控制示范工程1個,日處理入庫水量100t/d;建立典型水源地水體生態(tài)修復示范基地1個,示范水體面積≥1萬m2;提供典型飲用水源污染控制工程模式或技術方案2套。
2、農田N、P管理與污染控制的關鍵技術和示范應用
研究內容:通過農田N、P利用和作物生長過程的定位監(jiān)測,分析農田N、P的使用、遷移、轉化和流失的規(guī)律;分析總結農田N、P轉化和利用的相關研究成果,結合小區(qū)的定位觀測,通過農田N、P形態(tài)轉化和遷移的機理試驗,建立模擬農田N、P循環(huán)轉化過程的定量模擬模型;根據農田N、P的遷移、轉化規(guī)律的分析,在農田N、P的源頭控制、過程管理和污染控制措施上提出控制技術和減排方案;對已建立的農田養(yǎng)分管理與推薦施肥系統(tǒng)進行修正,同時集成農田N、P遷移轉化機理模型、作物生長模擬模型、農田灌溉預報模型和分布式面源模型,建立農田養(yǎng)分管理與污染控制信息化管理應用平臺。
預期目標:根據*市主要農田耕作制度的特點,建立農田N、P遷移轉化、農田水分管理、作物生長過程的模擬模型;提出主要農作制度下農田N、P優(yōu)化管理的方案和減排方法;建立面源控制措施篩選的指標體系;建立研究區(qū)農田N、P管理和污染控制信息化平臺,并進行百畝田間示范試驗區(qū)建設。
3、*流域農村面源污染控制技術及示范
研究內容:開發(fā)農田徑流氮磷污染控制技術,設計與優(yōu)化農田徑流匯集與緩沖的溝渠系統(tǒng);高效富集氮磷耐水本土植物的選型與凈化效果研究,開發(fā)去除氮磷的人工濕地生態(tài)工程技術;研究農村生活污水氮磷污染控制成套技術,開發(fā)管理方便、投資小、運行費用低和適用小戶型的污水處理設備與裝置;研究受污染農田的土壤生態(tài)修復技術,結合*土壤污染現狀提出實用、有效、經濟的解決方案;進行農村廢棄生活垃圾簡易填埋場污染防治研究;提出流域面源污染控制與管理政策體系框架及農村面源污染控制的科學管理措施。
預期目標:提供*市典型示范案例,農田氮磷污染物去除率達60-80%;生活污水要求BOD5、COD、TN和TP達到《污水綜合排放標準》(GB8978-*)中一級標準;提供不同類型受污染農田的土壤生態(tài)修復技術;提出農村廢棄生活垃圾簡易填埋場污染防治對策;構建流域農村面源污染控制政策法規(guī)管理體系框架。
4、高難度廢水的處理技術研究與工程示范
研究內容:針對我市化工、醫(yī)藥、制革、印染、造紙等重點行業(yè)廢水排放量大、污染物種類多等特征,開展典型的工業(yè)廢水高效低費處理技術攻關,攻克高濃度、高毒性、高鹽分、難生物降解的有機廢水處理新技術,并開展示范工程建設。重點研究高氨氮廢水的處理技術和資源化、印染/造紙行業(yè)的中水回用技術、廢塑料清洗廢水處理技術和資源化、高效懸浮生物載體的研發(fā)及其在工業(yè)廢水處理中的應用、規(guī)?;B(yǎng)殖污水處理技術。
預期目標:針對以上不同行業(yè)的廢水,提出技術先進、經濟合理、運行可靠的處理工藝,確定最佳的運行參數、處理效率和經濟指標,并建設10個相應的示范工程,開發(fā)2種以上新型高效懸浮生物載體產品。
5、*市現有污水處理廠升級改造與尾水深度處理關鍵技術研究與示范
研究內容:現有污水處理工藝改造為多模式A/A/O工藝的關鍵控制參數與實施方案;活性污泥-生物膜法聯合工藝提高傳統(tǒng)活性污泥工藝的硝化功能與容積負荷的關鍵技術參數與實施方案;化學除磷與生物氧化耦合技術;研究填料低氧A/A/O改造工藝的實際應用效果與出水穩(wěn)定性;好氧池溶解氧智能化控制與運行方式;現有尾水深度處理工藝的技術改進,解決中水異味、水質穩(wěn)定性的技術方案;中水輸配與使用過程的水質安全性監(jiān)測與評估體系。
預期目標:技術成果應用于*市城市污水處理廠升級改造中,出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-20*)一級B排放標準;提出適合于際情況的升級改造技術流程與方案;建設污水處理廠升級改造示范工程和中水回用示范工程;明顯提高全市污水處理廠脫氮除磷水平。
6、*市河流環(huán)境流量研究
研究內容:調查、收集相關基礎資料,在*市樟溪河環(huán)境流量研究的基礎上,進一步探索*市河流環(huán)境流量機理研究、評價測算以及環(huán)境流量維護改善等問題;構建河段水文水利數學模型,并對所建立的模型進行相關參數的率定;結合研究區(qū)實際,選擇合適的方法,進行生物生態(tài)與水文、水質綜合分析,確定各類生態(tài)環(huán)境需水范圍;根據各類生態(tài)環(huán)境需水研究成果,結合區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題和保護目標,以及地區(qū)發(fā)展相關規(guī)劃,探討保證流域生態(tài)環(huán)境需水、維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康的對策及措施。
預期目標:通過樟溪河環(huán)境流量課題研究經驗推廣應用,發(fā)展完善生態(tài)環(huán)境需水機理研究基礎理論;構建適合于*半山區(qū)(原)河流的環(huán)境流量計算模型和評測方法體系;提交*市河流環(huán)境流量研究報告。
(二)大氣污染控制和廢氣治理
7、*市重工業(yè)區(qū)大氣中惡臭污染物控制對策研究
研究內容:進行*市環(huán)境大氣中惡臭污染源調查,收集各類采樣方法的規(guī)范和資料,建立切實可行的采樣方法;按照惡臭分析的標準,建立大氣中惡臭監(jiān)測技術方法,使實驗室分析測試人員正確熟練地掌握分析的基本原理和質量控制程序;利用感官測試法(三點比較式嗅袋法)或儀器分析法(分光光度法、GC、LC、IC等)對環(huán)境大氣中惡臭污染物各項指標進行全分析;研究編制惡臭污染控制的法規(guī)、標準和政策;探討惡臭污染的環(huán)境影響評價和控制對策等;確定大氣中惡臭物質的成分,摸清惡臭污染源,并針對實際情況制定出切實可行的解決辦法,降低大氣中惡臭污染物濃度,保障人民身體健康。
預期目標:配備高水平的惡臭分析儀器,建設惡臭治理實驗中心,完善實驗室能力建設,提高隊伍整體素質,豐富和健全*市環(huán)境大氣監(jiān)測體系;建立環(huán)境大氣中惡臭污染物分析及防治方法;提交*市重工業(yè)區(qū)大氣中惡臭污染物控制對策研究報告,為環(huán)境大氣中惡臭污染物的監(jiān)測和控制提供技術支持。
8、燃煤煙氣脫硫脫硝技術推廣及設備研制
研究內容:了解國內外煙氣脫硝技術的發(fā)展和應用以及脫硫脫硝一體化技術的發(fā)展趨勢,對目前國內處于試驗階段的電子束法、脈沖等離子體法和活性炭法脫硫脫硝技術,通過實驗室模擬分析,深入研究其反應機理、反應動力學的研究,為實現工業(yè)化應用提供充分、有利的理論基礎和依據。對各種工藝應從二氧化硫和氮氧化物凈化率、裝置成本、運行費用以及副產物處理和二次污染等多方面進行綜合評價,并結合我國國情,因地制宜,開發(fā)出能夠在燃煤鍋爐上廣泛應用的、高效、低耗能、易操作的同時脫硫脫硝工藝,為實現二氧化硫和氮氧化物排放控制目標提供可靠的技術和裝備。
預期目標:了解摸清我國目前煙氣脫硫脫硝一體化技術的進展情況,開發(fā)具有自主知識產權的燃煤設施煙氣脫硫脫硝控制技術與裝置,進行技術集成和設備研制,重點開發(fā)結構緊湊、投資與運行費用低、效率高的新型煙氣脫硫脫硝一體化技術和設備,并建示范工程2個。
(三)固體廢棄物污染控制
9、*市簡易垃圾填埋場環(huán)境污染現狀及其治理技術研究與示范
研究內容:研究*市簡易垃圾填埋場的污染現狀,對其污染物產生途徑、污染類型、污染對象等提出科學的評估。探索簡易垃圾填埋場生態(tài)景觀與植被恢復、土地再利用途徑與技術,包括特殊環(huán)境下耐性植物的篩選與種間適配種植技術研發(fā)。根據*市簡易垃圾填埋場的污染特征,通過實驗室模擬分析,研究污染治理新工藝最新研究技術,建立簡易垃圾填埋場污染防治示范工程。
預期目標:提交*市廢棄簡單垃圾填埋場的污染現狀和環(huán)境影響評估技術文件;開發(fā)出*地區(qū)簡單垃圾填埋場環(huán)境污染防治技術,提交相關技術文件;建立垃圾滲濾液治理示范工程,其環(huán)境治理水平達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-20*)中的要求。
10、*市污水處理廠剩余污泥及河道污泥資源化處理關鍵技術研究
研究內容:調查研究*市城市污泥(包括城市污水處理廠剩余污泥與河道疏浚污泥)現狀,了解污泥的性質、產生量、處理處置現狀并進行分類,對國內外其它城市現有污泥處理處置技術進行歸納總結,并結合*市的實際情況進行比較分析;城市污水處理廠剩余污泥高溫好氧堆肥資源化關鍵處理技術研究,重點研究堆熟污泥回料關鍵技術、最佳供氧技術及策略、一次倉堆與二次條堆條件控制、溫度與濕度控制、堆肥一體化處理設備等關鍵技術,實現堆熟污泥穩(wěn)定化、減量化、資源化的目標;利用疏浚污泥及工業(yè)固廢制造保溫節(jié)能建材的關鍵性技術研究,提出最佳材料配合比、工藝流程與工藝參數。
預期目標:建立剩余污泥高溫好氧堆肥示范基地1處;將剩余污泥或疏浚污泥制成保溫節(jié)能建材,實現技術產業(yè)化;完成*市城市污泥現狀調查報告及國內外現有污泥處理處置技術對比分析報告;提供城市污泥處理處置技術方案2套、制定企業(yè)技術標準和操作規(guī)范。
(四)環(huán)境安全與綜合管理
11、*市數字生態(tài)建設決策支持系統(tǒng)的開發(fā)與利用
研究內容:構建“數字生態(tài)”的框架體系,建立*生態(tài)市建設的決策支持系統(tǒng)平臺軟件,利用該平臺軟件,可增加專題數據、插入專業(yè)決策模型,從而快速地構建示范應用系統(tǒng),同時可以對各類數據進行與共享,包括數據庫和數據共享平臺、生態(tài)建設決策支持平臺和平臺。在此基礎上提供管理者對*生態(tài)市建設進程中的重大生態(tài)和環(huán)境問題進行決策以及建設效益評估的會商決策平臺;并針對水環(huán)境污染物排放監(jiān)管、水污染物減排和總量控制、污染事故預警機制建設的需求,建立基于GIS系統(tǒng)的水環(huán)境數據庫,發(fā)展基于GIS的的水環(huán)境安全監(jiān)管和應急決策系統(tǒng)示范。
預期目標:將*生態(tài)市建設中的基礎信息進行“綜合集成”,構建*生態(tài)地理信息系統(tǒng)分布式數據庫,實現信息共享和管理,把社會發(fā)展模式與生態(tài)系統(tǒng)過程相聯系,建立各類管理和決策的應用系統(tǒng),開發(fā)“過程模擬-評價-決策-可視”一體化的決策支持系統(tǒng)。開發(fā)自主知識產權軟件2-3套。
12、*市環(huán)境質量監(jiān)測預警體系建設研究
研究內容:建立先進的環(huán)境監(jiān)測預警體系的環(huán)境監(jiān)測組織機構;建立先進環(huán)境監(jiān)測預警體系的環(huán)境監(jiān)測方面的法律規(guī)范;制定環(huán)境監(jiān)測評價的環(huán)境標準和相關規(guī)范;培養(yǎng)適用于先進環(huán)境監(jiān)測預警體系的技術人員隊伍;選設先進環(huán)境監(jiān)測預警體系的監(jiān)測網點;構建先進的環(huán)境室內分析技術設備、自動監(jiān)測設備及在線監(jiān)測網絡;提高監(jiān)測環(huán)境污染新問題和應急環(huán)境污染事故的應對能力;建立能滿足環(huán)境質量綜合分析的環(huán)境信息系統(tǒng)和滿足區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全風險或預警評價的評估模型系統(tǒng);研究環(huán)境監(jiān)測運行機制。
預期目標:培養(yǎng)一支環(huán)境監(jiān)測預警體系的技術人員,構建生態(tài)系統(tǒng)安全風險或預警評價的評估模型系統(tǒng),編制《*市環(huán)境監(jiān)測預警體系建設規(guī)劃綱要》和《*市環(huán)境監(jiān)測預警體系建設實施計劃》。
13、化學品泄漏后環(huán)境應急評價和化學污染環(huán)境修復研究
13-1、化學品泄漏后環(huán)境應急評價和環(huán)境修復研究
研究內容:建立*市自然環(huán)境(地理位置、地形地貌、周圍環(huán)境、氣象條件、水系情況等因素)和危險化學品使用單位數據庫,研究開展應急環(huán)境監(jiān)測的布點原則、采樣分析方法、監(jiān)測頻次等,采用理論分析、數值模擬等手段,提出各類事故污染范圍的確定、后果評價及應急處置方法,并在此基礎上提出受損環(huán)境修復的措施和對策。
預期目標:掌握*市自然環(huán)境、主要化學危險品品種及使用管理情況,建立應急環(huán)境監(jiān)測及后果評價的布點、采樣分析、監(jiān)測頻次原則和方法,通過篩選確定環(huán)境污染后果評估數模,提出切實可行的應急處置和環(huán)境修復方法。
13-2、化學污染土壤評估及修復技術研究
研究內容:在調查研究基礎上,綜合運用我國現有對污染土壤調查評估技術如國標、行業(yè)標準、行業(yè)規(guī)范等,對被化學污染的土壤進行調查評估,提出化工、農藥類企業(yè)污染場地分類方法與管理對策,并研究污染土壤及地下水的物理、化學和生態(tài)(包括微生物降解、植物修復和化學-生物聯合修復)等修復技術。
預期目標:通過研究提出化學污染場地的調查和風險評估方法,優(yōu)化篩選出適合我國國情的典型化學污染場地土壤污染修復實用技術,提出治理對策,恢復其生態(tài)功能對策和措施,為土壤環(huán)境安全管理和土地功能轉換提供技術支撐。
14、*流域水污染物總量控制和排污權交易制度研究
研究內容:針對*市面臨的艱巨的污染物總量控制和節(jié)能減排任務,借助排污權交易制度這種以市場為基礎的且被初步證明行之有效的環(huán)境經濟手段,從*市最緊迫的廢水COD總量控制工作入手,以*流域COD總量削減為目標,構建*COD排污權交易體系和評價指標體系。調查研究*COD排污收費制度現狀,構建*流域COD排污權交易體系,經污染源分析及選擇,確定COD排放總量目標,進行COD初始排放權分配,制定排污權交易規(guī)則,構建排污監(jiān)測系統(tǒng)模式、排污權交易平臺及排污權交易的監(jiān)管體系和交易績效評價體系;確定*COD排污權交易類型和政府角色定位;研究*COD排污權交易配套政策與服務體系。
預期目標:在污染源系統(tǒng)調查和環(huán)境容量分析基礎上,建立*市*流域的COD允許排放量的分配原則和核定程序,構建*COD排污權交易體系和評價指標體系,制定旨在保證排污權交易體系高效運轉的配套政策與服務體系。
15、*流域重點污染行業(yè)清潔生產推進計劃
研究內容:對*流域印染行業(yè)的重點企業(yè)進行清潔生產調查的基礎上,結合*市印染行業(yè)生產技術特點以及環(huán)境保護對印染行業(yè)發(fā)展的要求,提出印染行業(yè)清潔生產技術指標體系和評估方法;根據印染行業(yè)清潔生產的評估體系對*流域重點印染企業(yè)進行清潔生產水平分析,并結合*流域工業(yè)污染源削減分配方案,制訂印染行業(yè)清潔生產推進計劃,確定實施清潔生產審核的重點企業(yè)和源削減計劃。
預期目標:建立*市印染行業(yè)的評價指標體系;制訂印染行業(yè)的清潔生產推進計劃,推進*流域工業(yè)污染源削減分配方案;提出相應的考核措施和對策。
(五)典型區(qū)域環(huán)境保護與生態(tài)修復
16、*舟山港海域環(huán)境監(jiān)控體系及突發(fā)污染預警技術研究與示范
研究內容:建立*舟山港區(qū)典型海域的海水理化、石油、化學品、生物多樣性的特征數據庫;研究典型污染物來源快速識別技術與實時監(jiān)控技術;進行海域典型污染物的遷移、轉運、擴散研究,建立能模擬港口泄漏化學品污染物及溢油污染擴散遷移過程的三維水動力模型;研究突發(fā)污染的預警與應急預案,建立典型污染物突發(fā)事故的仿真模擬系統(tǒng);研究*港船舶壓載水外來生物風險及對策。
預期目標:建立1套*舟山港生態(tài)安全數據庫;建立30種典型有機污染物的高通量快速分析技術;建立10個重金屬的高靈敏度分析技術;建立2-3個重點污染源區(qū)域的現場在線檢測新技術;建立2-3套應急預案,提供相關應急處理的技術示范;構建生態(tài)環(huán)境質量綜合評價指標體系,建成1個港口海域生態(tài)環(huán)境安全研究平臺。
17、象山港生態(tài)保護與修復技術研究
針對象山港目前富營養(yǎng)化、熱電廠溫排水對區(qū)域海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響、港內圍墾工程及港內工、農業(yè)生產對海洋生態(tài)環(huán)境的影響等熱點和難點問題,調查象山港熱電廠鄰近水域環(huán)境生態(tài)基礎信息,研究和建立基于靈敏指標的區(qū)域海洋環(huán)境生態(tài)損害精確評價指標體系和海洋環(huán)境生態(tài)修復綜合技術;研究象山港高溫期大型海藻的生態(tài)養(yǎng)殖及綜合利用技術;分析象山港水動力變化規(guī)律,建立涵蓋整個象山港在內的三維數值模式,并利用三維數值模式計算分析已有和擬建圍墾工程對象山港水動力影響;研究象山港區(qū)域海洋納污總量控制技術。
預期目標:建立熱電廠鄰近水域環(huán)境生態(tài)基礎信息數據庫;確立生態(tài)損害的物化和量化精確靈敏指標體系和1-2項具有可操作性的環(huán)境生態(tài)修復技術;建立不同水溫(6℃-30℃)環(huán)境下海藻間養(yǎng)、輪養(yǎng)新模式以及海藻與魚類生態(tài)養(yǎng)殖模式各1套;建立三維數值模式;建立具有可操作性的區(qū)域環(huán)境容量優(yōu)化分配方案和區(qū)域海域污染物排放總量、總量控制與分配方案。
18、東錢湖生態(tài)控制技術研究與示范
研究內容:以改善東錢湖水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境為目標,在充分了解東錢湖水資源、水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境狀況、污染狀況以及漁業(yè)養(yǎng)殖現狀的基礎上,結合近年來研究的成果,進行東錢湖環(huán)境容量研究;選擇合理的環(huán)保底泥疏浚,控制內源污染;通過針對性的生態(tài)修復試驗,從生態(tài)系統(tǒng)角度,重建水生生態(tài)系統(tǒng)結構,恢復生態(tài)系統(tǒng)功能,提高河口區(qū)湖泊生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)經濟價值;建立東錢湖水域管理政策框架體系。
預期目標:經過調查研究,得出已實施措施的效果與存在的問題;通過針對性的生態(tài)修復試驗,完善目前的生態(tài)修復方案;提出更全面更完善又切實可行的東錢湖綜合整治措施。
19、*市灘涂濕地可持續(xù)發(fā)展管理研究
研究內容:調查和獲取濕地的相關生態(tài)、環(huán)境、地貌因子等數據,實現各類生態(tài)資源數據庫的集成,建立灘涂濕地GIS管理系統(tǒng);進行灘涂濕地演變趨勢分析、濕地生態(tài)功能評估、灘涂濕地動態(tài)保護與可持續(xù)發(fā)展利用的具體方案。
預期目標:建立灘涂濕地GIS管理系統(tǒng);灘涂濕地演變趨勢分析;灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究;制訂灘涂濕地動態(tài)保護與可持續(xù)發(fā)展利用的具體方案與措施;灘涂濕地動態(tài)保護與利用方案實施的管理措施研究。
20、*市生態(tài)社區(qū)(新農村)資源與環(huán)境建設模式支撐技術集成與示范
研究內容:從*市生態(tài)社區(qū)(新農村)的建設要求和發(fā)展現狀出發(fā),針對新社區(qū)(農村)建設過程中,資源與環(huán)境領域的突出問題和技術瓶頸問題,把“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、治污、循環(huán)利用”等生態(tài)技術要素融入社區(qū)(新農村)建設中,進行關鍵性支撐技術的研究開發(fā)、技術集成與示范,全面推進*市生態(tài)社區(qū)(新農村)資源與環(huán)境建設的水平。重點開展*市社區(qū)(新農村)環(huán)境與資源現狀調查研究、社區(qū)(新農村)優(yōu)質雜排水深度處理中水回用關鍵技術研究與示范、社區(qū)(新農村)及小城鎮(zhèn)生活污水實用型處理技術研究及示范、社區(qū)(新農村)廢棄物綜合利用及資源化處理技術研究。
預期目標:提供*市社區(qū)(新農村)生態(tài)環(huán)境現狀調研報告;開發(fā)適合于社區(qū)(新農村)推廣使用的優(yōu)質雜排水深度處理中水回用技術;開發(fā)適合于社區(qū)(新農村)以及小城鎮(zhèn)地區(qū)的半集中式污水處理模式及工藝,形成技術規(guī)程,建設2-3處示范工程;解決*新農村廢棄垃圾堆場的污染問題,建設生態(tài)修復示范工程2處。
五、創(chuàng)新平臺建設
以支撐科技發(fā)展、改善創(chuàng)新環(huán)境、提升研發(fā)水平為目標,加快構建適合我市環(huán)??蒲邪l(fā)展和資源共享的環(huán)??蒲屑夹g創(chuàng)新服務平臺。重點建成四大科技創(chuàng)新與技術服務平臺。
1、加快建設環(huán)境保護工程技術研究中心
依托市環(huán)境保護科學研究院,加快建設環(huán)境保護工程技術研究中心。以增強環(huán)境保護工程技術研究中心的技術創(chuàng)新能力,提高服務全市環(huán)境保護和生態(tài)市建設的能力為目標,不斷加強對研究中心的管理和指導,推進研究中心與企業(yè)的產學研合作。加大對研究中心的經費投入,不斷完善實驗裝備。力爭將中心建設成為我市工業(yè)水處理、水生態(tài)修復、煙氣脫硫和固體廢物處理處置等多環(huán)保領域的技術創(chuàng)新高地和創(chuàng)新源頭。
2、組建*市持久性有機污染物科研重點實驗室
持久性有機污染物(以下簡稱“POPs”)是對人類生存威脅最大的一類污染物之一。我市目前擁有眾多化工企業(yè)(如鎮(zhèn)海煉化、臺塑臺化、LG甬興等)和全國最大的液體化工碼頭,在給我市經濟發(fā)展帶來強勁動力的同時,其產生的持久性有機污染物對我市環(huán)境安全的威脅正在逐年增加。根據我國履行POPs公約和全國POPs調查、土壤調查的目標任務和要求,在依托市環(huán)境監(jiān)測中心現有檢測和科研力量的基礎上,著手組建持久性有機污染物研究重點實驗室。開展POPs的檢測、監(jiān)測以及安全處置和科學管理。
3、啟動建設*市環(huán)境工程重點實驗室
依托*大學并聯合具備設備生產能力和良好經濟技術實力的環(huán)保企業(yè),啟動建設環(huán)境工程重點實驗室,著力在工業(yè)廢水和含持久性污染物廢水處理、工業(yè)中水回用、農村生活污水處理、飲用水安全領域開展技術研究,為農村、社區(qū)生態(tài)建設提高關鍵工藝和與成套設備;為企業(yè)污染控制提供工程工藝設計、技術檢測服務推動工業(yè)企業(yè)的節(jié)能減排。
4、培育發(fā)展環(huán)保技術咨詢服務平臺
以現有*市環(huán)境工程技術評估中心、環(huán)境影響評價咨詢機構、清潔生產審核中心、環(huán)境監(jiān)測中心等為依托,培育發(fā)展一批環(huán)保技術咨詢服務平臺。運用共建共享的機制,對大型科研儀器與設備、環(huán)境科技資源、網絡資源等進行戰(zhàn)略重組與建設,構建布局合理、功能齊全、開放高效、體系完備的技術保障服務系統(tǒng),增強服務平臺對企業(yè)和個人的數據、技術和人才共享服務,為環(huán)境科技發(fā)展提供技術咨詢和技術支持。
六、分年度計劃安排
實施年限:20*年6月~2010年12月
20*年6月~20*年12月:編制年度項目申請指南,啟動第一批7個左右專項重點項目,2~3個重大項目。
2009年1月~2009年12月:啟動第二批7個左右專項重點項目,2~3個重大項目。開展第一批重點項目的中期評估,并根據評估情況予以適當調整。
2010年1月~2010年12月:啟動第三批6個左右專項重點項目,2~3個重大項目。前幾批重點項目結題驗收,總結實施經驗;開展示范推廣、應用;“十一五”總結,績效評估。
七、組織管理與保障措施
1、加強組織管理
由市科技局和市環(huán)保局成立專項領導小組,領導本專項的組織與實施工作,協(xié)調處理專項實施過程中出現的重大問題。各縣(市)、區(qū)科技管理部門、環(huán)保部門,相關高校、科研院所和有關企業(yè)要積極參與專項的實施,實行市縣聯動、部門互動,共同組織實施專項中的重大、重點項目。領導小組下設專家咨詢委員會,負責總體方案和實施計劃的制訂,各項目的組織評審、咨詢和項目承擔單位的推薦與遴選,指導監(jiān)督重點項目的組織與實施,開展項目的中期評估和績效考核。專項中明確的重點項目在組織方式上實行課題制和首席專家負責制,以擇優(yōu)委托或公開招標方式,確定項目承擔單位。
2、加大科技投入
加大全社會對環(huán)??萍嫉耐度?,著力改善投融資環(huán)境,充分發(fā)揮財政科技投入的引導作用。市科技三項經費、環(huán)保專項資金等經費將作相應安排,支持本專項的組織與實施。各縣(市)、區(qū)科技管理部門、環(huán)保部門也要安排一定的經費,用于支持本地區(qū)開展的重點項目。進一步樹立企業(yè)是創(chuàng)新主體的思想意識,加強企業(yè)對本專項的科技投入,凡參加承擔本專項實施的示范企業(yè),要求企業(yè)科技投入經費不低于財政科技投入的經費。
3、加快人才隊伍建設
將專項的實施與人才使用、人才培養(yǎng)有機結合起來,鼓勵科研院所及相關高校、企業(yè)積極引進先進技術及各類研發(fā)人才,增強我市環(huán)境科研技術力量,力爭形成一批從事環(huán)境技術研發(fā)、示范和應用推廣的環(huán)保技術骨干隊伍。
篇6
關鍵詞: 水利工程;水環(huán)境修復工程;產學研
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)19-0277-02
0 引言
現代水利是生態(tài)水利,為了培養(yǎng)有社會責任感及環(huán)境保護意識的工程技術人才,必須對水利工程碩士進行生態(tài)環(huán)境保護方面的教育[1~4]。然而,目前水利高等教育在生態(tài)工程與水利工程相結合的領域,明顯滯后于水利建設的需要[2~4]。在水利建設中已大力提倡建設生態(tài)河道、生態(tài)灌區(qū);污染水體的治理已明確劃歸水利部門承擔的時候,許多水利類院校的課程體系中還沒有涉及水環(huán)境水生態(tài)方面的理論課及實踐課[3,4]。從產學研角度考慮,工科專業(yè)的培養(yǎng)目標應該以社會需求、企業(yè)需要為導向,加強與生產單位的聯系,建立合作聯動機制,協(xié)作解決實際問題[5~7],故在水利工程碩士生中開設水環(huán)境修復課程很有必要。
《水環(huán)境修復工程》課以工程學的概念和方法為基礎闡述了湖泊水庫、河流、地下水等水體修復工程基本概念、原理和工程步驟。內容涵蓋污染物在水體的遷移轉化規(guī)律;環(huán)境修復技術基本原理、工程設計原則和步驟;植物修復、微生物修復、化學修復、物理修復等具體修復技術等。本文以作者在水利工程專業(yè)碩士生一年級中開設《水環(huán)境修復工程》課二年來的實踐為基礎,解析了該門課程開設面對的問題,闡述了為提高教學效果所做的一系列做法。
1 開設的必要性
隨著可持續(xù)發(fā)展的理念日益深入人心,水利行業(yè)已從過去的工程水利發(fā)展到現代的生態(tài)水利、資源水利、環(huán)境水利;治水思路轉變?yōu)閷崿F人與自然和諧發(fā)展。目前,水資源短缺和水環(huán)境惡化是制約中國經濟社會可持續(xù)發(fā)展的主要問題,新的歷史形勢賦予水利行業(yè)新的使命:除了傳統(tǒng)的防洪排澇外,還應解決水污染的問題。相應地,不少地方水利局轉制為水務局,其職能發(fā)生了改變,從以往單純建造水利工程,出現什么問題解決什么問題,到現在強調治水中人與自然的和諧相處,注重水資源保護和水環(huán)境改善。這一系列觀念上、工作方針上的巨大變化,對水利高等教育人才培養(yǎng)體系帶來了深刻的影響。不少水利專家認為水利專業(yè)課程設置也應作出相應調整,將過去以防洪排澇發(fā)電設施的設計建造為主,拓展到水體污染控制與修復等方面[1,3,4]。
水利工程建設在為人類社會帶來福祉的同時,也往往對生態(tài)系統(tǒng)產生各種負面影響,近年來這種影響引起了各方的關注[8]。大家認識到,疏導河流、修筑閘壩和大規(guī)模引水等,會改變地形地貌,影響到水生態(tài)環(huán)境。水利工程的生態(tài)影響問題,實質上是人與自然的關系在水利工作上的具體體現。目前國內外普遍認同水利工程在改變自然的同時,不能以破壞生態(tài)為代價,保護水生態(tài)環(huán)境就是保護人類社會可持續(xù)發(fā)展的基礎,水利工作者必須承擔起水利建設與生態(tài)保護雙重任務[1~4]。故為了培養(yǎng)有社會責任感及環(huán)境保護意識的高級人才,必須在水利工程碩士生中開設生態(tài)環(huán)境類課程。
2 需要解決的問題
在水利工程專業(yè)碩士生中開設《水環(huán)境修復工程》需要解決很多的實際問題,列舉如下:①由于沒有開設先修課程,學生們普遍缺乏基礎知識:水利工程專業(yè)大部分碩士生的本科專業(yè)為水利水電工程,小部分為水文水資源;傳統(tǒng)水利學科主要從水的物理變化角度來研究水體,尚未開設化學類及生物、生態(tài)類課程,而這些課程恰恰是水環(huán)境修復課所必須的先修課程,故學生們對于對于微生物在污染物降解中的具體作用等重要而基本的問題無法體會。②目前缺少水環(huán)境修復工程的相關的教材,特別是適合水利工程專業(yè)學生的水環(huán)境修復工程教材。③由于條件所限無法開設水環(huán)境修復工程實驗課程:水利專業(yè)實驗室目前普遍缺少水污染方面的實驗條件,并且課時也不夠。
3 產學研分析
3.1 《水環(huán)境修復工程》課程與產學研的有機結合 《水環(huán)境修復工程》課程與產學研的有機結合主要體現在三個方面[5~7]。一是教學單位要和治水的相關部門及相關機構相結合,對學生的教學要和實際的水環(huán)境修復工程、水資源管理實踐相結合。二是學生和教師要主動地、廣泛地關注和參與全國范圍內的重大水事活動、治水實踐、課題研究和項目實施,要加強與企業(yè)的合作,建立穩(wěn)定的校內與校外實習基地,保證學生以工程訓練、素質教育為目標的社會實踐活動的質量。三是密切注意科技發(fā)展動態(tài),及時將各企業(yè)中的水環(huán)境修復工程新知識、新技術、新工藝、新標準等編入教材和講義并引進課堂,使學生盡早地參與科技開發(fā)和創(chuàng)新活動。
篇7
關鍵詞:截污控源生態(tài)修復治管并重
中圖分類號:S891+.5 文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
城市河道水系不僅僅具有“行洪、排澇、灌溉、航運”等功能,還具有保護生存環(huán)境、保護自然等各項生態(tài)功能,對城市生態(tài)建設有著重要意義。隨著人們對環(huán)境質量的要求越來越高,生態(tài)宜居城市目標的逐步明確,河道水系成為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。城市河道水系的功能已經由傳統(tǒng)的防洪、排澇等一般水利建設觀念向建設“安全、舒適、優(yōu)美”的水環(huán)境觀念轉化。在河道綜合整治工程中,充分利用和恢復河道自然生態(tài)特征已開始逐漸為人們所接受。尊重河流的自然規(guī)律,維持河流的地貌和水文特征,保證城市河流水質,協(xié)調城市建設與城市河流的關系,是城市生態(tài)建設過程中的基本方法和出發(fā)點。
2、河道生態(tài)整治的主要措施
河道生態(tài)整治要以全局的眼光隊和網進行整體規(guī)劃、部署,有針對性的采取治理措施,全方位地進行綜合整治,以恢復和提高河道的綜合功能。整治措施主要包括截污納管、雨水過濾、水環(huán)境修復等。
1)截污納管
截污納管是改善城市水環(huán)境質量,實現雨、污徹底分流,提升城市品位的重要手段,是改善和保持城市水環(huán)境質量,實施水環(huán)境整治“治標又治本”的一項重要舉措。
2)雨水過濾
雨水過濾針對大量污染物質通過地表徑流流入水體,采用過濾系統(tǒng)去除部分地表徑流中的污染物質。其系統(tǒng)主要由滯留區(qū)、入滲區(qū)和植物措施三部分組成。在滯留區(qū)中地表徑流經過沉淀,可去除其中部分顆粒污染物及少量溶解性污染物。入滲區(qū)主要功能是短暫貯存雨水,雨水在下滲過程中被入滲設施中的砂石等濾材或下層土壤所濾除,同時消減徑流尖峰流量,減少水患。植物措施是利用地表植被來過濾并吸收徑流污染物,并降低徑流流速,防止表土沖蝕,提高雨水入滲、并且從系統(tǒng)中排出。還要通過岸邊濕地帶,以進一步提高入河水質。主要的植物性控制設施有草帶與草溝,濾床濾料一般為砂子與卵石。
3)內源清除——水環(huán)境修復
水環(huán)境污染是典型的生態(tài)問題,因此用生態(tài)學方法使其得到最終解決,恢復河道生態(tài)景觀。
水環(huán)境修復技術,包括物理修復、化學修復、生物-生態(tài)修復。
⑴物理修復:主要指通過河道疏浚清除河底受污染的底泥,或者通過河道曝氧復氧改善水環(huán)境。
■ 河道疏浚
河道疏浚技術成熟、常結合河道整治、航道工程進行,適宜大范圍使用,但長期效果不好。
■ 曝氧復氧技術
曝氧復氧技術是增加水體溶解氧、提高水體氧化作用、改善水體質量的有效手段。曝氧,就是通過擾動水體,促進水體溶解空氣中的氧氣,從而提高水體的溶解氧。常用方法有在水面或者水下配備曝氧充氧機。
圖-1曝氧充氧機及工作原理
在遇干旱季節(jié)、無法配引水或者突發(fā)污染事件時,可結合區(qū)內河、湖沿岸景觀布置,在河道和湖泊內設置一定量的曝氧充氧機,對水體進行曝氧復氧處理。
⑵化學修復:主要指依靠環(huán)保的化學制劑與河底污染物發(fā)生降解反應,使污染物濃度降低或者毒性降低。該技術也具有精度要求高,施工難度大,難以大范圍推廣的劣勢。
⑶生物-生態(tài)修復:是近年來發(fā)展起來的新興技術,遵循改善自然環(huán)境與凈化水質相結合的原則,以生態(tài)系統(tǒng)理論為指導思想,以模擬自然、接近自然為設計理念,充分考慮動植物的生態(tài)環(huán)境,以水生植物為先導,按照植物適宜的生長水深,恢復與優(yōu)化水生與濕生植物,構建由濕生——挺水——浮水——沉水植物組成的全系列生態(tài)系統(tǒng),并結合微生物、底棲生物和魚類的引入,通過水生植物與動物的聯合作用以及生物調節(jié),形成一個可自我維持、達到良性循環(huán)、具有生命力的水生系統(tǒng),改善水體水質和水生態(tài)環(huán)境。生態(tài)修復技術是以較小的工程量最大限度清除水體污染物,保持河流健康、可持續(xù)發(fā)展。
■ 植物措施
作為生態(tài)河岸,植物措施是河岸的重要組成部分??杀M量利用本地植物為主,盡少引種外來植物。水生植物的選種應考慮對提高水質自凈能力有益的種類。另一方面,親水植物應能為多種動物群落創(chuàng)造合適的棲息環(huán)境。水生植物的種植范圍應有所限定,避免造成對河道的侵害。植物品種的選擇應兼顧景觀需要,考慮能適應不同季節(jié),以及具有一定的觀賞價值。
■ 生態(tài)塘處理
生態(tài)塘是以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生作物,進行水產和水禽養(yǎng)殖,形成人工生態(tài)系統(tǒng)。在太陽能(日光輻射提供能量)的推動下,通過生態(tài)塘中多條食物鏈的遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化,將進入塘中污水中的有機污染物進行降解和轉化,最后不僅去除了污染物,而且以水生作物、水產的形式作為資源回收,凈化的污水也作為再生資源予以回收再用,使污水處理與利用結合起來,實現了污水處理資源化。
圖-2人工生態(tài)系統(tǒng)示意圖
在城市郊區(qū)的農業(yè)保留區(qū)內,將一些地處低洼處、污染較重的湖、塘等設置為生態(tài)塘。受到污染的水進入這種生態(tài)塘中,其中的有機物不僅被細菌和真菌降解凈化,而其降解的最終產物,一些無機化合物作為碳源、氮源和磷源,以太陽能為初始能源,參與食物網中的新陳代謝過程,并從低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級逐級遷移轉化,最后轉變成水生作物、魚、蝦、蚌、鵝、鴨等產物,從而獲得可觀的經濟效益。
■ 人工濕地處理
人工濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及地面有一定坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合組成填料床,污染水可以在床體的填料縫隙中曲折地流動,或在床體表面流動。在床體的表面種植具有處理性能好、成活率高的水生植物(如蘆葦等),形成一個獨特的動植物生態(tài)環(huán)境,對污染水進行處理。其顯著特點是對有機物有較強的降解能力,廢水中的不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用,可以很快地被截留進而被微生物利用。廢水中可溶性有機物則可植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。隨著處理過程的不斷進行,濕地床中的微生物也繁殖生長,通過對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割而將新生的有機體從系統(tǒng)中去除。濕地對氮、磷去除是將廢水中的無機磷和磷作為植物生長過程中不可缺少的營養(yǎng)元素,可以直接被濕地中的植物吸收,用于植物蛋白等有機體的合成,同樣通過對植物的收割而將它們廢水和濕地中去除。
這種處理系統(tǒng)的出水質量好,結合景觀設計,種植觀賞植物改善風景區(qū)的水質狀況。其造價及運行費遠低于常規(guī)處理技術。英、美、日、韓等發(fā)達國家都已建成一批規(guī)模不等的人工濕地。這種方法可處理多種工業(yè)廢水,包括化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各種廢水,因此,也適合于在工業(yè)區(qū)內設置。杭州市在應用生態(tài)修復工程治理和流水系、平原濕地等方面已經走在全國前列,使用生態(tài)修復技術、工程技術、環(huán)境技術等綜合技術建成的西溪國家濕地公園就是一個完美的例子。
■ 生物浮床
生物浮床技術采用無土栽培技術和生態(tài)修復原理,將香根草、菖蒲等植物中置于浮床上,通過植物在生長過程中吸收河道水體中的有害物質,加速有機污染物的分解、從而達到改善水質、提升水環(huán)境質量的目的。在較寬的河道沿岸、橋邊等易于管理的位置設置生態(tài)浮床,改善水質和河道景觀。
圖-3生物浮床
4)長期監(jiān)管
整治完成的河道需進行保潔、設施維護、排水口情況調查、水體清潔、綠化養(yǎng)護、生態(tài)項目養(yǎng)護、閘站設施及配水等工作。不僅僅要治,更要確立長期監(jiān)管機制,巡查、養(yǎng)護到位,才能確保河道整治的成果。
3、結束語
隨著生活水平和人居環(huán)境質量的提高,人們越來越向往“小橋流水”如詩如畫的生活、學習環(huán)境,向往“碧波蕩漾,魚鳥成群”的自然美景。希望通過對河道的排污整治及生態(tài)修復,能從根本上改善河道水質,構建健康、穩(wěn)定的水生生態(tài)系統(tǒng),提高水體的自凈能力,營造更加自然的水生生態(tài)景觀,使水體與周邊優(yōu)美環(huán)境相融合,滿足人們的親水、休閑的需求,進一步體現了人與自然的和諧相處。
參考文獻:
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篇8
為深入了解溫州地區(qū)“五水共治”工作的推進情況,捕捉典型案例,尋找特色亮點,同時研究“五水共治”與產業(yè)集聚轉型升級的倒逼機制,厘清全省大力推進治水工作的內在邏輯和發(fā)展脈絡,浙江大學博士生會報告團組織經濟學院、法學院、環(huán)境與資源學院博士研究生一行9人組成“五水共治”調研團隊,在鹿城區(qū)、平陽縣和甌海區(qū)開展為期4天的社會實踐調研,主要形式包括水利局座談會、走訪企業(yè)、水文環(huán)境監(jiān)測和居民調查問卷。來自研干講習所的博士生學員潘偉康、虞璐、方若霖、陳小梅作為實踐團成員參與其中。
8月24日下午,團隊抵達鹿城區(qū),就近走訪了南塘河。作為“五水共治”的重點治理河道,這里的水文環(huán)境令人向往。迎著漸漸微醺的暮色,團隊一行來到河畔,感受千年河道和古街相互映襯的美景,“印象南塘”的舞臺留下一串串水鄉(xiāng)文化記憶,而這些記憶的保留和傳承得益于鹿城區(qū)“五水共治”打造“浙南水鄉(xiāng)夢”的多項保障措施。對于此次調研,隊員們充滿了期待。
8月25日,團隊赴溫州市水利局,與李紅建副局長、白榮亮處長就工業(yè)水、農業(yè)用水、居民用水治理情況和經驗開展深入學習和探討。李副局長向大家介紹了“五水共治”的淵源和溫州治水的總體情況,并用“治水群眾觀”和“治水政績觀”表達了水利部門對治水工作常抓不懈的決心和信心。調研團隊成員對李副局長的發(fā)言深有感觸,表示聆聽政府專業(yè)人士的娓娓道來受益匪淺,同時也清晰了調研思路:企業(yè)、工業(yè)園區(qū)、河道、社區(qū)全方位推進才能把握關鍵。
8月26日,調研團隊抵達平陽縣,走訪了宋埠鎮(zhèn)濱海新區(qū)電鍍園區(qū)海源污水處理廠、浙江屹華汽車零部件有限公司和鰲江口安信碼頭。海源污水處理廠主要集中處理平陽縣金屬制品加工園區(qū)約30家電鍍企業(yè)產生的電鍍廢水,含鉻廢水、含鎳廢水、含氰廢水、混排廢水等七類廢水分別由不同的工藝處理,達標后再進行二次處理才可排放入海。海源污水處理廠自投入運行后,有效削減了廢水污染物的排放總量,解決當前較突出的重金屬污染問題,大大改善區(qū)域環(huán)境質量,同時為五水共治中的“治污水”做出了巨大貢獻。調研團隊成員在污水處理廠進水和出水口采集了水樣,后期將回到浙江大學環(huán)境修復與生態(tài)健康教育部重點實驗室對水質進行檢測和評估,同時與工程技術人員就污水處理試劑配方進行了交流,提出了提高治污能力的具體建議。“五水共治”正在倒逼產業(yè)升級,實現良性循環(huán),較為典型的是浙江屹華汽車零部件有限公司,曾經是高污染高能耗企業(yè),通過“機器換人”引進全自動化生產線,實現了綠色生產和智能化、集約化轉型。在鰲江口安信碼頭,調研團隊采訪了鰲江口環(huán)保局張局長,張局長介紹,從1995年起鰲江承載著太多工業(yè)污水、沿岸居民生活污水以及農業(yè)生產污水,水質始終是劣五類,基本不具備河流功能。但近年平陽縣治水辦引進河道生態(tài)修復技術等,該段河道水域已經提升水質到三類水。同時鰲江口北岸墨城水閘改擴建,極大增強了排洪澇功能。鰲江,作為浙江省河流之一,逐漸成為“五水共治”工作的風向標。通過實地走訪,隊員們感受到治水不僅需要政府部門的號召和領導,更離不開企業(yè)的貫徹執(zhí)行和支持配合。在溫州,政府以治水倒逼產業(yè)轉型升級,走出了一條具有溫州特色的治水新路子。
在與平陽縣水利局工作人員的座談中,隊員們針對取締造成污染畜禽養(yǎng)殖戶與達到畜禽養(yǎng)殖農業(yè)指標產生的矛盾,提出延長畜禽養(yǎng)殖產業(yè)鏈,畜禽糞便等農業(yè)固體廢棄物蚯蚓處理技術,該技術工藝簡便,成本低,能獲得優(yōu)質有機肥和高蛋白飼料,不產生二次廢物,不會造成二次環(huán)境污染。該技術已在江蘇省太倉市生態(tài)高值農業(yè)技術綜合示范工程得到應用,并達到農業(yè)固液廢棄物循環(huán)增效再利用的良好效果。同時,博士生報告團成員在交流中介紹到浙大環(huán)資學院楊肖娥教授團隊擁有尾水高效深度處理生態(tài)工程關鍵技術,擁有高度凈化尾水的復合人工生態(tài)系統(tǒng)構建及穩(wěn)定化管理的關鍵技術;在臨安污水處理廠周邊青山湖淹沒區(qū)內建設了六萬噸/日立尾水深度處理生態(tài)工程技術集成示范工程。通過收獲花卉、牧草、水生植物等,不僅去除水體中營養(yǎng)鹽與污染物,而且可以獲得部分經濟效益,體現循環(huán)經濟特色。雙方均對日后浙大與溫州地方發(fā)展的合作表示期待。
在甌海區(qū),調研團隊拜訪了歐江區(qū)水利局周主任,周主任向隊員們介紹了甌海區(qū)較為典型的治水工程,并帶領調研團隊參觀了森馬集團承包治理河段和西向排洪工程主河段。森馬集團作為溫州民營企業(yè)的杰出代表積極響應政府的號召,不僅向治水基金捐資1000萬元,主動承擔森馬集團新橋舊工業(yè)區(qū)、婁橋新工業(yè)區(qū)以及未來森馬學校周邊河流的清淤等工作。在副總裁黃劍忠?guī)ьI下,調研團隊前往森馬集團清淤示范河段,對比治理前的照片,河水中原本布滿的浮萍和垃圾不見了,取而代之的是一片清新荷塘,河段的末端還設置了景觀瀑布,過去河道的死角也變得靈動起來,周邊的環(huán)境得到顯著的改善,為民企參與治水起到了良好的示范作用。在周主任的幫助下,調研團隊聯系上甌海區(qū)西向排洪工程主河段指揮部陳主任,陳主任第一時間來到工程現場與調研團隊進行交流。據陳主任介紹,排澇水是“五水共治”其中之一,再加上溫州地屬沿海港口城市,雨量充沛,因此排澇顯得尤為重要。西向排洪工程就是溫州城市防洪排澇的關鍵工程。據西排工程甌海段指揮部負責人陳敏介紹,自該工程建成運行以來,甌海區(qū)的排洪工作達到了顯著的效果,并經受住多次臺風考驗。此外,西排工程附帶建設了仙河親水休閑公園,功能定位為親水和休閑,治水的同時改善了周邊居民的生活環(huán)境,既為河道的護堤,又作為市民的健身、休閑場所,成為歐江區(qū)西部一道靚麗的風景線。“五水共治”的實施過程中政府的主導作用不可或缺,五水共治讓城市建設越來越美好。政府企業(yè)攜手打造“美麗浙南”,深深印刻在每一位隊員的腦海里。
篇9
[關鍵字]:GIS空間分析;生態(tài)修復;景觀修復;適宜性評價
中圖分類號:TD88 文獻標識碼: A
1.引言
1.1礦區(qū)生態(tài)修復的問題
煤炭作為我國的主要能源,約占一次能源構成的74%,但長期以來“高投入,高產出”的粗放型經濟發(fā)展模式以及煤炭資源“不可再生”的特點,人類在開發(fā)利用礦產資源促進自身的生存發(fā)展、社會進步與物質繁榮的同時,對礦區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境的產生了嚴重破壞,如礦區(qū)土地采空滲透、土地塌陷空氣污染、生物多樣性喪失、礦區(qū)自然景觀被破壞等,并嚴重威脅到人民群眾的身心健康。閉坑礦區(qū)的污染源、采礦遺留的地質災害都將繼續(xù)對周圍生態(tài)環(huán)境產生嚴重影響,礦山廢棄地數量眾多,造成土地資源極大的浪費,對資源枯竭礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境進行修復和景觀的恢復成為共識。礦山生態(tài)恢復實際上是指對礦區(qū)植物和土地資源的持續(xù)利用和保護,不僅是持續(xù)產業(yè)發(fā)展的重要保證,同時又是區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護的重要內容。
礦區(qū)生態(tài)修復不僅包括生態(tài)系統(tǒng)的重建,還包括景觀結構修復、生態(tài)過程修復、生態(tài)服務功能修復、人文生態(tài)修復和生態(tài)經濟修復以及社會經濟修復等各個方面,是調節(jié)人與自然、環(huán)境與經濟發(fā)展的共軛生態(tài)修復。我國礦山廢棄地生態(tài)修復主要集中在工程和生物方法上,并均具備了較為成熟的修復理論體系。但是在礦山生態(tài)系統(tǒng)修復評價和景觀結構構建上還存在系統(tǒng)性不足,缺乏直觀性和連續(xù)性等問題。
1.2 GIS在生態(tài)領域的應用
墨爾本大學的Turk A指出生態(tài)環(huán)境修復保護是一項需要一系列規(guī)范來約束的科學性和程序性的復雜任務,而GIS 技術為這個復雜的多學科交叉領域的研究和發(fā)展帶來了新的契機和巨大益處。相對于傳統(tǒng)的純數值評價方法,基于GIS的土地適宜性評價方法在數據收集、管理和分析方面具有十分強大的功能,GIS與模型軟件有效結合時,就能得到一個有效的空間決策支持系統(tǒng),進而真正實現該生態(tài)系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性,而且這個系統(tǒng)的成果能以可視化的方式表現出來,極大地提高了評價效率。本文將利用GIS技術進行生態(tài)敏感性分析和景觀安全格局分析,從保護城市生態(tài)多樣性的角度為礦區(qū)生態(tài)修復和景觀安全格局的構建提供技術支撐。
2. 評價原則與體系
評價過程中指標的選取和標準化、權重的確定以及如何將GIS和決策過程結合是研究的重點。具體原則包括:生態(tài)優(yōu)先、綜合性及因地制宜等。本文以長治陶清河風景區(qū)總體規(guī)劃為研究對象,探究GIS技術在礦區(qū)生態(tài)修復和景觀格局分析及恢復中的應用,研究其在礦區(qū)環(huán)境因子的提取分析和生態(tài)治理規(guī)劃輔助決策中的具體應用方式,并制定研究區(qū)生態(tài)修復方案和景觀安全格局構建。GIS將使得礦區(qū)生態(tài)環(huán)境現狀因子的獲取和分析更為快速準確,通過對礦區(qū)三維景觀模型治理模擬規(guī)劃,可以為礦區(qū)生態(tài)修復和景觀安全格局決策工作提供科學手段和依據。其技術流程如下(圖1)。
圖1 礦區(qū)生態(tài)修復和景觀安全格局決策工作技術路線
3.生態(tài)修復和景觀安全格局分析實例
3.1 生態(tài)及景觀現狀分析
研究區(qū)域位于山西省長治縣,太行山脈中段西麓,居上黨盆地腹地,長治縣溫帶大陸性季風氣候,縣境內地表水年徑流量8693萬立方米,河流由東南向西北注入濁漳河,屬海河流域。地下水資源較為豐富,儲采量5950萬立方米。該縣礦物資源充足,區(qū)域內地面有采空塌陷,范圍較大。該段河道水體較充足,沿線濕地景觀較好該段開挖水塘較多,濕地植被以蘆葦為主,距村莊較近,濕地易受人為干擾,河道周邊人工痕跡較重,部分生態(tài)環(huán)境受人為影響較嚴重,耕地侵占河道,煤礦向河道內排污,河道受礦區(qū)和生活區(qū)污染嚴重。
3.2 生態(tài)敏感性分析
本研究進行的城市生態(tài)環(huán)境敏感性分析以GIS為空間數據和屬性數據的管理工具并將其應用于小尺度的生態(tài)敏感區(qū)劃,分析了敏感區(qū)域的空間分布規(guī)律,使生態(tài)敏感性因子空間疊加分析變得高效準確。
綜合考慮規(guī)劃區(qū)存在著生態(tài)結構壓力過大、環(huán)境污染嚴重和地質條件特殊等生態(tài)環(huán)境問題,選取對規(guī)劃區(qū)建設影響的關鍵因素作為因子,總共包括地質、生境質量、地表水、高程、道路(圖2) 。
圖2單因子分析圖
按照各評價因子對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響, 將其分為多個生態(tài)適宜性等級,并通過層次分析法確定權重,權衡比較不同評價因子間重要性程度差異的作用。本研究中不同的評價指標在礦區(qū)不同的部位所造成的影響程度是有差異的。因而根據各指標權重在不同的區(qū)域所處的不同評價標準,將敏感性分為3級,即高度敏感、中度敏感、低敏感,由此得出生態(tài)敏感性分析圖。
生態(tài)環(huán)境敏感性的分析對于規(guī)劃區(qū)建設進行指導和建議,由以生態(tài)環(huán)境指標為主的單一層次、單一要素評價向多層次、綜合性評價發(fā)展。如圖所示(圖3),規(guī)劃區(qū)沿陶清河基本為生態(tài)敏感區(qū),低敏感區(qū)面積較大,分布在規(guī)劃區(qū)大部分區(qū)域,生態(tài)破壞嚴重,為生態(tài)修復重點區(qū)域,生態(tài)高敏感區(qū)域和生態(tài)中敏感區(qū)域為生態(tài)保護利用重點區(qū)域。
圖 3 生態(tài)敏感性分析圖
3.3景觀安全格局分析
現在的景觀規(guī)劃不再單純以追求視覺效果為目標,而是需要構建兼有生態(tài)保護的意義的景觀安全格局,本研究運用 GIS技術,增加新的景觀要素到一些具有很好的生態(tài)、觀賞價值的景觀中,設立生態(tài)廊道的目的不僅僅是為了起到美化環(huán)境的作用,更重要的是以此恢復因交通設施建設造成的兩個或多個破碎生態(tài)系統(tǒng)之間的生態(tài)鏈接,進而恢復破碎生態(tài)系統(tǒng)之間的物質、能量和信息交換,提高生態(tài)系統(tǒng)群落演替速度,防止生態(tài)功能退化,最終增強城市生態(tài)系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。在工程建設中,使得原本是一個整體的生態(tài)系統(tǒng)被切割成零散的小塊,破壞了原有的整體性,造成生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的降低。因此,規(guī)劃區(qū)需要設立生態(tài)廊道以使得規(guī)劃區(qū)生態(tài)系統(tǒng)重新成為一個有機聯系的整體。
本次規(guī)劃區(qū)景觀基質為旱地(農田為主),景觀斑塊主要包括水塘、濕地(蘆葦地)、菜地、果園。通過防洪分析、采礦塌陷區(qū)、河流廊道、生境質量等單因子景觀安全格局分析,構建廣域景觀格局,并考慮特殊地段景觀要求,構建綜合景觀安全格局(圖4)。
圖4景觀安全分析技術路線圖
圖 5 景觀安全格局圖
從現狀景觀類型的斑塊個數來看,水塘的斑塊個數最多,從面積角度看,斑塊總面積最大的,景觀類型是蘆葦,但是,破碎化程度較高,受人工痕跡干擾明顯,生態(tài)作用明顯降低。依據景觀大斑塊打造生態(tài)核心源。在源周圍建立緩沖區(qū),減少人的干擾,并建立景觀廊道增強生態(tài)連通性,在廊道交匯處和較為脆弱的區(qū)域建立斑塊戰(zhàn)略點,構建完整的景觀安全格局。
4.生態(tài)修復與景觀格局恢復策略
4.1生態(tài)修復策略
根據GIS的分析結果得出,陶清河規(guī)劃區(qū)存在著生態(tài)結構壓力過大、環(huán)境污染嚴重和地質條件特殊等生態(tài)環(huán)境問題。在遵循自然規(guī)律和防洪要求的的前提下,采用工程和生物手段,重建受損退化的河流生態(tài)系統(tǒng),恢復河流泄洪、排沙等重要自然功能,維持河流資源的可再生循環(huán)能力,促進河流兩岸生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和良性循環(huán)。采用“多自然型河流治理法”。并在河道整治中采用“近自然施工法”。多自然型河道治理方法是以保護、創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境與自然景觀為建設前提,不是單純的環(huán)境生態(tài)保護 ,而是在再生生物群落的同時,建設具有設定抗洪強度的景觀河流。并經行以下生態(tài)修復工程:河床斷面修復道形態(tài)修復、重建生態(tài)型護岸、再造喪失的河岸植被和濕地群落、保障水質的人工濕地構建、濕地保護與生物棲息地的營建等。
4.2景觀安全格局恢復策略
由GIS分析得知,本次規(guī)劃區(qū)景觀基質為旱地(農田為主),景觀斑塊主要包括水塘、濕地(蘆葦地)、菜地、果園。通過對規(guī)劃區(qū)河沿岸植被帶、道路沿線植被帶將風景區(qū)內綠地野生植物斑塊與周邊綠化區(qū)域相連。將野生植物廊道與水庫—河流—濕地—綠地的多層次的生態(tài)網絡相連。
消除人為干擾,使區(qū)域內個景觀斑塊聯系起來,使物質和能量交流聯通起來。大型斑塊可以有效維持和保護物種的多樣性,可以成為大型動物的生存場所;小型斑塊可以作為小型物種的避難場所,其占地小,靈活,可以出現在建成區(qū)的景觀中,具有跳板的作用,皆需采取保護措施。
河廊道作為規(guī)劃區(qū)內最重要的一條生態(tài)動植物廊道,在保護區(qū)內濕地生境連續(xù)性,維持環(huán)境功能完整性上起著不可替代的作用,因此更要重點保護。
5.結論與展望
GIS在生態(tài)修復及景觀格局中的應用在以下幾個方面發(fā)揮優(yōu)勢:第一,利用已有的模型,在GIS幫助下,將會使得計算更方便和快捷。第二,利用GIS提供了傳統(tǒng)的環(huán)境評價方法無法實現的功能。第三,利用GIS建立礦區(qū)生態(tài)環(huán)境評價新模型,及對原有的傳統(tǒng)模型進行改進。本研究在生態(tài)調查的基礎上,綜合考慮到礦區(qū)用地的自然、社會、生態(tài)等因素,遵循“生態(tài)優(yōu)先”的原則選取評價指標。采用了層次分析法確定各評價指標的權重,減少了權重評價的主觀性。運用多因素綜合評價模型對城市礦區(qū)建設用地生態(tài)適宜性進行評價,在此基礎上結合實際情況劃分基本生態(tài)控制區(qū)域和建設控制區(qū)域,從保護城市生態(tài)安全的角度提出城市土地利用建議,對城市建設用地的科學評價以及今后城市發(fā)展具有重要意義。
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[9] 孫艷青,劉厚風,興隆莊煤礦塌陷區(qū)生態(tài)修復措施探討,山東師范大學人口、資源與環(huán)境學院,山東濟南,25001。
篇10
在坡地或山體的生態(tài)修復中,廢棄物可用于加固土體以適應植物生長。廢舊輪胎與土工布就可以加固陡坡,主要是利用土工布和廢舊輪胎交替疊加產生的摩擦力來消減土體剪力。同時,輪胎中的填充土體又可被生長其中的植物進一步固定(圖3)。在南京幕府山景觀恢復工程中為恢復山體植被,工程技術人員先用鋼釘和鐵絲把舊輪胎固定在的巖石壁上,再將回填土填入“橡膠網”,最后把數萬株常春藤(Hederanepalensisvar.sinensis)、凌霄(Campsisgrandiflora)、金銀花(Loniceraja-ponica)、石楠(Photiniaserrulata)等灌木植入輪胎網(圖4),這種“舊輪胎復綠”的工程方法使石質疏松的山體植被較快恢復。廢棄物形成的構筑物促進了先鋒草本的生長。先鋒草本可增加土壤表層的粗糙度,使土壤風蝕和地表水流速逐漸降低、穩(wěn)定性和滲入土壤中的水量漸次增加,其肥力和抵抗侵蝕能力持續(xù)增強,這也為微生物創(chuàng)造了良好的生存環(huán)境。當土壤的改良程度能夠適合灌木生長時,再依次引種先鋒灌木、先鋒喬木,使環(huán)境中的植物和生物多樣性指數逐漸增高,最終徹底恢復受損環(huán)境。
2利用廢棄物進行土壤生態(tài)修復
近年來,受損土壤處理方法研究的重點逐漸由成本高、可持續(xù)性差的換土法轉向可持續(xù)性較強的兩種土壤生態(tài)修復方法:一種是利用調節(jié)劑改善土壤結構,一種是利用特定的介質,通過結合、吸收、置換等方式使污染物與土壤分離,只是調節(jié)劑和介質材料的成本普遍較高。如果能利用特定的廢棄物作為土壤調節(jié)劑或介質材料,則可進一步降低受損土壤的整治成本,并實現景觀生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。
2.1廢棄物作為調節(jié)劑改良表層土壤絕大多數工礦業(yè)廢棄物的化學組分都與土壤的化學組分相近,作為調節(jié)劑向土壤中適量加入某些工礦業(yè)廢棄物不僅不會毒化土壤,還能解決土壤板結、有機質含量低、通氣和透水性差等問題,部分廢棄物有的游離態(tài)金屬還能促進植物生長。因此,可根據待修復土壤的特性及主要限制因子選擇適當、適量的工礦業(yè)無機廢棄物來改善土壤結構。適量的煤焦渣、磚渣類和粉煤灰廢棄物可增加土壤的空隙率與通透性,尤其是電廠的粉煤灰,加入到粘質土中有助于土壤保墑、保溫,協(xié)調土壤的水、肥、氣、熱走向,并能增加土壤微量元素含量、改善養(yǎng)分狀況,促進植物生長;造紙污泥、城市污水污泥、城市生活垃圾等有機廢棄物以及植物廢棄物(植物在自然或養(yǎng)護過程中產生的喬灌木修剪物、草坪修剪物、雜草、落葉、枝條以及作物秸稈等)都是良好的土壤調節(jié)劑,可增加土壤有機質、有效養(yǎng)分(氮、磷、鉀)、微量元素(鈣、鎂、鐵等)。在上海浦東新區(qū)外環(huán)東川林帶和北川林帶養(yǎng)護中,已開始嘗試用植物廢棄物改良綠地土壤。
2.2廢棄物作為化學固定劑生態(tài)修復土壤廢棄物可以作為化學固定劑,通過俘獲和固定受污染土壤中重金屬離子的方式整治環(huán)境。污染物不同,修復土壤的廢棄物種類也不相同。消除土壤中的重金屬、正離子、非金屬物質或腐蝕性污染物質,可加入秸稈、家禽糞便等有機廢棄物和建筑污泥等無機廢棄物;要治理酸性土壤中的重金屬,可以加入粉狀或溶液形式的石灰,通過提高土壤pH值來促進土體顆粒對重金屬的吸附,進而降低重金屬的生物有效性。設計師Haag為了把由地質災害造成土壤深度污染的美國西雅圖市的煤氣廠改造成公共休閑綠地,土壤中被逐步添加碎石瓦礫、污泥、草屑及可促進肥料合成的廢棄物,以改變土壤成分及促進其中菌類的繁衍。目的是利用酶、有機物的中和作用和菌類的吸食消解能力消除有害物質。把廢棄物作為固定劑生態(tài)修復表層污染為輕度的土壤效果明顯,且成本低,只是實施技術較為復雜。
2.3利用生物與生物化學功能把廢棄物用于土壤生態(tài)修復部分廢棄物可在短時間內迅速增加土壤生物的數量。生物及其代謝過程或產物可以富集或消除環(huán)境中的污染物(可使其濃度降至環(huán)境標準規(guī)定的安全濃度之下)。因此,可利用廢棄物營造出一種適合于特定生物生長的環(huán)境來實現生態(tài)修復受損環(huán)境的目的。粉煤灰與污泥配施可增加土壤有機物質含量,為微生物繁衍提供有利環(huán)境及營養(yǎng)物質,而微生物的活動又能進一步解決場地土壤貧瘠和肥力流失問題,從而扭轉植物生長不良的狀態(tài)[11]。將污泥和秸稈按適當比例混合后進行30d預堆肥處理,然后加入愛勝蚓(Eiseniafetida),通過蚯蚓的消化吸收可使污泥pH、有機碳和病原菌含量顯著降低,堿解氮、速效磷、速效鉀含量升高,發(fā)芽指數可達80%以上,只是堆肥點及蚯蚓飼養(yǎng)場要遠離游憩活動頻繁的景觀空間,以免蠕蟲影響人們的興致。北京宋家莊的經濟適用房項目,其址原為化工三廠的。建造前需修復項目中受污染的土壤,生態(tài)修復專家對場地內6萬m3多輕度污染的土壤進行阻隔填埋,加入適當的粉煤灰、污泥以及特定生物來逐步消除土壤中的污染物,最終將其重新用于環(huán)境營建。
3廢棄物與環(huán)境結合形成特色景觀
利用廢棄物的環(huán)境修復更多是借助生態(tài)學的方法,因而必然存在短期效果不明顯的弊端,如果能將景觀環(huán)境生態(tài)修復與景觀工程營建并行,把廢棄物以景觀環(huán)境設計元素的形式系統(tǒng)地融入受損生態(tài)系統(tǒng)的有機更新與修復中去,則可解決景觀環(huán)境生態(tài)修復時間較長的難題。因此,可以以生態(tài)修復為目的,以廢棄物為工具,以景觀設計為手段,根據受損環(huán)境的特點為其“量身定做”生態(tài)修復景觀,展現廢棄物的藝術價值,發(fā)揮廢棄物再利用的潛力,通過生態(tài)學的方法將廢棄物和受損景觀這兩個環(huán)境的“包袱”變?yōu)楠毦咛厣纳鷳B(tài)景觀。廢舊混凝土能夠作為構筑物改善植物生長條件,加速植被恢復,建造于德國Nidda河的洪水平原上的毛瑞斯玫瑰機場的廢舊混凝土景觀就是一經典案例。原機場改建中的廢棄混凝土塊被有秩序地鋪在寸草皆無的地方,利用混凝土塊自身及其周邊間的縫隙為植物生長空間(圖5)。這些縫隙在保護植被幼苗的同時,還可為它們的生長積累營養(yǎng)物質。經過一段時間,此地自然之貌再現,成為深受市民歡迎的休閑之處。廢棄的山石能夠以固定山體的方式生態(tài)修復環(huán)境,通過生態(tài)學的方法可將其用于山體景觀的生態(tài)修復,西班牙建筑師EnricMiralles把這種思路實施到于巴塞羅那市郊的Lagualada墓地的設計中。多年前的地質活動使墓地基址的山體分裂成蜿蜒的山谷,大量山石散落其中。為生態(tài)修復受損的山體環(huán)境,山間的碎石成為墓室墻體的材料。墻體為等高線的形式,周圍的鄉(xiāng)土物種在風媒等外力作用下的自然擴散,可以持續(xù)向墓地提供適于在碎石中生長的種源,播種在石縫中的先鋒草本植物根系發(fā)達,也能起到防風固石的作用。隨植被的日益繁茂使得墓地與周圍環(huán)境融為一體。位于荷蘭的南部的Zeeland地區(qū)的Ooster-scheldeWeir項目,原本是為消除潮汐災害在近海岸的海面上修建的攔水壩。項目結束后,現場遺留了大量的建筑廢墟和蚌殼。設計者AdriaanGeuze利用這些廢棄物對海濱環(huán)境進行生態(tài)修復———利用砌塊等無害的建筑廢棄物將洼地填成一片平整的高地,并在上面按照蚌殼顏色鋪上層蚌殼,形成黑白相間的帶狀和棋盤方格,使人沿著公路就能夠領略高地上與荷蘭特有的美術傳統(tǒng)圖案有密切聯系的黑白韻律的大地藝術作品(圖7)。設計師和生態(tài)修復專家合作設計,利用蚌殼來生態(tài)修復海邊生態(tài)環(huán)境,使其成為海鳥樂園。海鳥還可以借助蚌殼的色彩來為偽裝自己:海鳥總是落在與自己羽毛顏色一致的蚌殼上。海鳥的繁衍生息使得該地區(qū)生機無限,同時,貝殼間隙為先鋒草本提供基本生存條件,鳥糞還為植物的生長提供了必要的養(yǎng)分。只要確定了利用廢棄物生態(tài)修復景觀環(huán)境的設計思路,廢棄物就可成為環(huán)境設計的景觀素材,使環(huán)境景觀設計擺脫了千城一面的現象,并能借助廢棄物藝術提升景觀的品質。
4結論