多自然型河流构建技术
德国、瑞士在20世纪80年代末提出“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术;日本在20世纪90年代初展开了“创造多自然型河川计划”,这些构建多自然型河流思路的共同特点是通过河流生态系统的修复,恢复提高河流的自净能力。多自然型河流构建技术包括生物和物理两部分。
1)多自然型河流的生物部分。
自然型河流构建技术中应用的生物主要是水生植物和水生动物。利用水生植物净化河水的原理是利用水生植物如:芦苇、水花生、菖蒲等吸收水中的氮、磷,有些水生植物如凤眼莲、满江红等能较高浓度富集重金属离子,芦苇则能抑制藻类生长。此外,水生植物还能通过减缓水流流速促进颗粒物的沉降,利用植物净化水体与自然条件下植物发挥净化河水的作用有不同之处,它必须考虑其中的不足之处。首先大部分水生植物在冬季枯萎死亡,净化能力下降,对此,已有使植物在冬季继续生长的研究报道;其次植物收获后有处理处置的问题,处置不当,会造成二次污染,目前已有经济利用植物净化水体的报道。
生物操纵法则是利用水生动物治理水体污染,尤其是富营养化水体。经典生物操纵法的治理对策是:放养食鱼性鱼类控制捕食浮游动物的鱼类,以促进浮游动物种群的增长,然后借助浮游动物遏制藻类,使藻类的叶绿素含量和初级生产力显著降低。
2)多自然型河流的物理结构
多自然型河流的物理结构包括多自然型河道物理结构和生态护岸(河堤)物理结构。多自然型河道物理结构建设的思路是还河流以空间,构造复杂多变的河床、河滩结构;富于变化的河流物理环境有利于形成复杂的河流动植物群落,保持河流水生生物多样性。杨荟提出河床要有弯曲变化的自然流路,要有浅滩、深潭,且要多孔质化,以便水流形成不同的流速带。
目前,生态护岸常采用蛇笼护岸、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土等几种结构。它们共同的特点是采用有较强结构强度的材料包覆部分或者全部裸露的河堤或者河岸,这些材料通常做成网状或者格栅状,其间填充有可供植物生长的介质,介质上种植植物,利用材料和植物根系的共同作用固化河堤或者河岸的泥土。生态护岸在达到一定强度河岸防护的基础上,有利于实现河水与河岸的物质交换,有助于实现完整的河流生态系统,削减河流面源污染输入量。
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