國外河流生態修復技術現狀
上世紀90年代,水生態與水環境問題已經成為《世界水論壇會議》、《國際大壩會議》、《國際水利學會議》等一系列國際學術會議的核心議題,這些會議有力地促進了水生態與水環境科學在全球的交流與發展。上世紀70年代以來,一些發達國家的科技界和工程界針對水利工程對于河流生態系統產生的負面影響,提出了如何進行補償的問題,在此基礎上產生了河流生態修復的理論與工程實踐。
目前國外河流生態修復技術有很多種,主要包括:在河流整治中,結合洪水管理,貫徹“給河流以空間”的理念,通過建設分洪道和降低河漫灘高程等措施予以實施;河流連續性的恢復,包括縱向的連通和河道與河漫灘區的橫向連通,包括建設低壩并設置魚道、堤防拆除或后退等;河流蜿蜒性的恢復;河道岸坡生態防護;河流深槽和淺灘序列的重建;洪泛區濕地特征的創建;河流內棲息地加強結構(如遮蔽物、遮蔭、導流設施等);親水設施的建設;河道浚挖泥土的利用;多孔和透水護岸材料和結構的開發和應用及工程施工技術等。此外,結合河流生態修復規劃和設計,一些規劃設計模型和方法也被提出。在筑壩河流上,針對改善下游河流的生態系統狀況,有關水庫優化調度方式的研究和示范在一些國家也進行了一些研究,并初步取得一些成果,如河流生態需水量評價技術,洪水過程對魚類繁殖的影響,自然水文過程模擬等。
同時,國外很多國家利用生態學理論,采用生態技術修復河道內受污染水體,恢復水體自凈能力,具有工程造價少,能耗和運行成本低、凈化效果顯著等特點,積累了很多實踐經驗。生態方法修復受污染水體主要包括人工濕地處理系統、河道直接凈化技術、氧化塘處理系統、植物-土壤處理系統、水生植物處理系統、生物操縱技術等。如美國的北卡羅來納州的摩羅赫德市的氧化塘污水處理、日本霞浦湖邊上的生物公園、波蘭Wariak湖中放養魚類控藻等工程。
19世紀中期,在歐洲阿爾卑斯山區,大規模的河流整治工程造成了生物多樣性降低,人居環境質量有所惡化,河流生態工程設計理念和方法開始引起人們的重視。20世紀50年代德國創立了“近自然河道治理工程”,提出河道的整治要符合植物化和生命化的原理。其突出特點是流域內的生物多樣性有了明顯增長,生物生產力提高,生物種群的品種、密度都成倍增加。治理后另一個特點是河流自凈能力明顯提高,水質得到大幅度改善。
20世紀80年代開始的萊茵河治理,為河流的生態工程技術提供了新的經驗。萊茵河保護國際委員(ICPR)于1987年提出了萊茵河行動計劃(RhineActionProgram),以生態系統修復作為萊茵河重建的主要指標,到2000年鮭魚重返萊茵河,這個河流治理的長遠規劃命名為:“鮭魚一2000計劃”。沿岸各國投入了數百億美元用于治污和生態系統建設。到2000年萊茵河全面實現了預定目標,沿河森林茂密,濕地發育,水質清澈潔凈。鮭魚已經從河口洄游到上游(瑞士)一帶產卵,魚類、鳥類和兩棲動物重返萊茵河。
2000年,歐共體頒布了“水資源框架指南”,其目標是在2015年之前,使歐洲所有的水體具有良好的生態狀況或具有這方面的潛力。每個成員國必須針對本國情況制定具體目標,并采取各類措施確保目標實現。英國早在20世紀90年代就在一些河段進行生態修復工程建設,獲得了廣泛關注并最終得到了大多數人的認同。成立了英國河流修復中心,制定了“河流修復指南”,在流域尺度下進行河流的生態修復。
在美國,有關河流生態修復的研究和實踐也取得了很好的經驗。1992年出版了“水域生態系統的修復”。1998年出版了“河流廊道修復”,指導河流修復工作。美國陸軍工程師團水道試驗站在1999年6月完成了《河流管理-河流保護和修復的概念和方法》研究報告。日本,澳大利亞等國,也進行了大量研究。日本建設省發布的《河川砂防技術標準(案)及解說》,提出河道岸坡的防護結構有生態和自然景觀等環境功能,護岸應采用與周圍自然景觀協調的結構形式,即“近自然工事”,或“多自然型建設工法”。澳大利亞水和河流委員會于2001年4月出版了《河流修復》一書,為河流修復工作提供技術指導。

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