第一篇：城市河道的生物修复
城市河道的生物修复
摘要：城市河道污染的特点一般是水体富营养化严重，氮磷含量超标；水体滞流，多处于厌氧状态，复氧能力差；淤积严重，透明度低，甚至出现黑臭现象；河道生态系统退化严重，自净能力差等。城市河道往往需要进行综合整治，如调整产业结构、提高污水处理率和废水回用率、控源截污、清淤、水系沟通、护岸整修、完善调水设施、沿河绿化、水质修复等等，以达到标本兼治的目的。
关键词：城市河道、河道治理、修复技术、生物修复
一、前言
城市河道是一个城市的标志，是城市生态系统重要的组成部分，是城市重要的生物廊道。汇集、接纳地面径流和地下径流，沟通内陆和大海，具有航道、文化、娱乐、休闲、景观、生态等多种功能，对减弱城市热岛效应、降低城市洪涝灾害、丰富城市景观多样性和生物多样性、提高城市品位具有十分重要意义[2]。
城市河道作为城市的命脉之一，与人类之间的相互作用越来越强烈，一方面人类更强烈地影响城市河流的水文特性、物理结构和生态环境；另一方面城市的社会经济系统和居民日常生活也更加依赖于城市河流所提供的各种服务功能[3]。
近年来，随着人口的增长和经济的快速发展，越来越多的污染物被排入城市河道，城市河道遭到严重污染。城市河道污染严重影响了人们的生活及健康，制约了我国社会经济的可持续发展。因此，发展经济的同时应积极研究适合我国经济发展阶段的河道污染治理技术。而生物修复因其本身具有费用低廉、高效快速、安全，且二次污染小等优点，被广大专家所推荐[3]。
二、我国城市河道面临的问题
1.河道渠化、直线化、平面化严重。人们出于行洪安全考虑，将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折现型的人工河流，河道横断面形状规则化，致使河流原有的“曲折蜿蜒”的形状和“深潭”、“浅滩”等许多生物赖以维持生存的自然生境消失[5]。
2.河流水质恶化。经济的迅速发展，使得废水排放量日益增加，再加之产业结构的不合理，对河道开发利用程度过高等原因造成城市河流功能退化，自净能力衰竭[5]。
3.河道硬化，生态系统损坏严重。传统的河道治理工作，采用了大量的混凝土作护坡，这种混凝土由于是无孔的介质，切断了河流水体与土地、生物之间的有机联系，破坏了自然河流的生态链，生物群落的多样性也随之降低，河流生态环境进一步恶化[5]。
4.河流景观设计缺乏全面的认识。河流是构成富有特色的城市景观的重要因素，经过精心设计的河流景观，不仅可以改善城市面貌，也可带来生态、环境、经济等效益。而传统河流的景观设计仅停留在一般的美学意义上，单纯的追求视觉的美感，忽略了生态、文化、休闲、娱乐等方面的功能[5]。
三、城市河道治理技术的研究
治理河流污染是一项复杂的系统工程，目前国内外已在使用的或已试验的污染河道水体治理技术主要分为物理、化学和生物三类修复方法。
3.1物理修复
物理修复主要指疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤和调水等。疏浚污染底泥意味着将污染物从(河道)系统中清除出去，可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率，从而改善水质。调水的目的是通过水利设施(如闸门、泵站)的调控引入污染河道上游或附近的清洁水源以改善下游污染河道水质[3]。
从国内外的相关研究和技术应用来看，物理疏浚技术在一定程度上取得了较为明显的效果。我国城市黑臭河道大部分已有十多年、甚至几十年的底泥积累，底泥厚度一般有一米以上，受工程条件限制，不可能将全部污泥清掉，清淤后的下层底泥仍为新的污染源，甚至可能会出现短时期污染浓度增高。而且清出的底泥容易形成二次污染。清淤将底泥底栖生物、微生物等一起带走，可能会打破长期形成的生态平衡，中断生态系统的食物链，出现新的环境问题。因此物理修复的应用仍需具体考察[2]。
3.2化学修复
化学方法处理污染水体主要是添加化学药剂和吸附剂改变水体中氧化还原电位、pH、吸附沉淀水体中悬浮物质和有机质等，从而使污染物得以从底泥中分离，或降解转化成低毒或无毒的化学形态。具体做法包括：混凝沉淀、加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等[3]。
化学方法的暂时效果最为明显，因此一般作为应急控制技术。化学方法的缺点是十分容易造成水体的二次污染，且使用成本比较高，作用效果不持久，也是一种治标不治本的方法，常常作为一种协助技术或应急控制技术[3]。
3.3生物修复
生物修复旨在提高生态系统的自我调节能力，完善系统功能、实现反馈调节机制，统筹系统外部的环境污染因素。生物修复技术是利用特定的生物(植物、微生物或原生动物)吸收、转化、清除或降解环境污染物，实现环境净化、生态效应恢复的生物措施[3]。3.3.1微生物修复技术
多数情况下，微生物修复技术往往与曝气技术、植物修复技术、生物膜技术等复合运用。对于重污染河道来说，微生物往往不能正常生长或发挥作用，一般需要先经过物理化学修复到一定阶段后再使用微生物修复。目前的产品种类丰富，除了常见的微生物菌剂外，也开发了固定化酶、固定化微生物、激活剂等产品，亦有将底质改良剂、氧化剂、钝化剂、抑藻剂等与微生物菌剂复合在一起，使之同时具有降解、氧化、钝化、除磷、抑藻等多种功能[4]。3.3.2水体植物净化技术
水生植物的净化作用主要包括植物吸收、微生物代谢以及植物根部微环境中的吸附、过滤、沉淀等作用，可有效控制水中N的含量[6]。水生植物净化技术的优点是成本低、能耗小、治理效果较好，对环境二次污染小，有利于整体生态环境的改善，同时具有一定经济效益和环境效益[4]。
同样水生植物净化技术也存在着一定的不足，主要表现有：①净化效果问题。植物自身一般不能对有机污染物进行代谢作用，所以净化效果不能完全达到要求。②季节性问题。水生植物的生长易受季节的影响，在冬季往往净化效果不好，因此需选出喜温及耐寒的水生植物，用于不同季节的净化。③应用范围问题。在重污染水体中，植物往往不能正常生长。④入侵植物问题。某些水生植物（如水葫芦）繁殖能力强，可能影响土著植物群落的稳定性，在利用过程需加以控制。⑤后续处置问题。水生植物生长过程中可能会吸收某些风险物，收获后如何有效的进行资源化回收利用缺乏实际操作[4]。3.3.3河道曝气技术
受污染的河流，由于污染物分解耗氧，引起河流水质恶化，自净能力下降，水生生态系统遭到严重破坏，因此，向处于缺氧(或厌氧)状态的河流进行曝气，可及时补充水体溶解氧，加快水生微生物对污染物的分解，帮助河流生态系统恢复到正常状态[7]。河道曝气生态净化系统中氧气的主要来源有人工曝气复氧、大气复氧、水生生物通过光合作用传输部分氧气三种途径[8]。
在采用曝气生态净化系统的河道内，形成了多种微生物和水生生物共存的复杂生态系统，通过物理吸附、生物吸收和生物降解等作用以及各类微生物和水生生物之间功能上的协同作用去除污染物，并形成食物链，从而达到去除污染物的目的[4]。
河道曝气一般用于解决河道水体的有机污染问题，同时可以作为应急措施处理突发性河道污染，如突发性事故排放废水造成的污染[4]。该技术是近年来国内外治理河流污染的有效工程措施,能在较短的时间内对河道的黑臭现象有明显的改善,但该技术受到温度、水体微生物与水的混合程度、微生物活性等的影响。因此,河道曝气技术的应用要充分考虑污染水体的特征,并结合一些生物方法以提高其效率[7]。3.3.4人工湿地技术
人工湿地一般由人工基质和生长在其上的水生植物组成，是一个独特的土壤-植物-微生物生态系统[7]。其原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的共同作用来实现对污水的净化，在有一定长宽比和底面坡度的洼地上，用土壤和填料混合组成填料床，并在床体表面种植成活率高，生长周期长，抗水性强，性能好，美观的水生植物形成一个独特的生态体系。污水在床体的表面和填料缝隙中流动，利用水生植物进行吸附、降解，达到净化污水的目的。根据湿地中的植物形式，人工湿地可分为浮游植物系统、挺水植物系统、沉水植物系统三种[9]。
人工湿地对有机污染物有较强的降解能力，废水中的不溶性有机物通过沉
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第二篇：《河道生态修复》新闻稿
时逢浙江大地上掀起五水共治的浪潮，为丰富河道整治理念，学习生态修复技术理论及工程经验，我院特邀省上海海洋大学王丽卿教授于5月21日来我院做了关于“河道生态修复技术”主题讲座，来自新农村研究院、工程院、环保院、规划院等多个部门的众多员工参加。
王教授从“生态的定义”出发，阐述了“水生态”的重要意义。目前，国内水环境形式依然严峻，河道水污染，湖泊富营养化，生态破坏严重，生物多样性减少，生态系统功能退化。“水生态修复”，即建立有效稳定的生态系统，利用生态系统的自我净化功能，达到净化水体、改善水质的目的。
讲座会上，王教授详细介绍了“生态浮床”、“人工湿地”和“河道生态修复”等技术，包括这些技术的原理、适用范围、注意要点等，并以太湖、滇池等为例说明国内“水生态修复”的现状，要点及难点。在“河道生态修复”过程中，首先要减少外源污染，其次是针对不同水质、不同水深的河道，采取适用的生态措施，利用各种生物的不同特性，逐步修复水生态，增加水体自净能力。同时，“水生态修复”也助力于水景观的改善。新时代的水利工程，人与水环境的互动尤为重要。“水生态修复”恰好契合了人们亲水爱水的本性。
这次讲座历时近三个小时，王教授以“生态修复”技术为中心，并结合我院水利设计工作，针对河道整治、湖泊治理等，谈了研究心得，讲述了全国各地生态工程经验体会。王教授的讲课让我们认识到了生态修复的广大市场，生态水利工程将从目前局部河段单纯的结构性修复，向河流系统整体结构、功能与生态过程的综合修复发展。
浙江古有大禹治水，今有“五水共治”。作为浙江省水利技术龙头单位，“河道生态修复”将是我院以后工作的重点。我院要在治水过程中建立治水新理念，不断学习治水新技术，与时俱进，站在治水最前线，把“五水共治”的号角吹得响亮，让江南水乡重现诗画美景。
第三篇：浅谈黑臭河道治理之生物生态修复法
浅谈黑臭河道治理之生物生态修复法
黑臭河道治理技术，邦源环保黑臭河道生物生态修复治理技术值得信赖。
由于历史沿留问题，大部分城市河道都承载着排污，生活污水、生活垃圾、工业废水等大量污染源进入河道，造成黑臭河道现象，严重影响周边居民的正常生活，因此黑臭河道治理成为了城市河道治理的重点。
南京外港河黑臭河道
黑臭河道形成的原因主要有哪些？生活污水中氮、磷、硫含量偏高，在厌氧细菌作用下，易形成恶臭物质，河道过量纳污，导致水体供氧和好氧失衡。水体缺氧乃至厌氧条件下污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等恶臭物质以及铁、猛硫化物等黑色物质，因此生活污水、生活垃圾、工业废水等成为黑臭河道形成的重要原因。黑臭河道生物治理方法：
Bacto-Zyme 1011系列生物复合酶 是一系列天然有机的、含多种酶类的复合产品，并结合非离子表面活性剂和其他天然成分的蛋白质及无机营养物合成的一种高效复合酶类净化剂。
黑臭河道生物治理机理：
生物复合酶能刺激加速微生物的反应，同时它能促进水中的大分子化合物分解成小分子化合物，同时释放出结合氧，增强水体复氧功能，这些简单化合物又很容易被微生物所利用，在有机物被降解的同时，又有利于微生物的多样性，提高微生物的活性和繁殖能力，达到一种微生态平衡。
在大多数环境中存在着许多土著微生物进行的自然净化过程，但该进程很慢，其原因是溶解氧（或其它电子受体）、营养盐的缺乏，而另一个限制因子是有效微生物常常生长缓慢。生物复合酶可有效地刺激和加速自然的生物反应，激发土著微生物的活性，加速微生物的生长和繁殖，同时对浮游生物和环境无害。从而可以快速有效地促进受污染水体向良性生态系统演替，使得水体中的DO得以恢复，COD、BOD5、NH3-N等污染指标迅速下降，水体的黑臭异味现象得以快速消除。
南京外港河黑臭河道生物生态修复治理前后对照
黑臭河道生物-生态修复技术
黑臭河道生物-生态治理方法是近年来发展起来的一种新型环境生物技术。这类技术主要是利用微生物、植物等生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，创造适宜多种生物生息繁衍的环境，重建并恢复水生生态系统。由于这类技术具有处理效果好、工程造价相对较低、不需耗能或低耗能、运行成本低廉等优点。同时不向水体投放药剂，不会形成二次污染，还可以与绿化环境及景观改善相结合，创造人与自然相融合的优美环境，因此已成为水体污染及富营养化治理的主要发展方向。
第四篇：污染环境的生物修复
污染环境的生物修复
环境污染的生物修复途径包括两个方面: 一是应用生物处理或生物循环过程,通过精心设计与合理应用阻断或减少污染源向环境的直接排放；二是利用具有特殊生理生化功能的植物或特异微生物来修复污染场所(土壤或水体)，降解效率可以通过改变土壤理化条件(包括温度、湿度、pH、供氧量及营养添加等)来完成，也可接种特殊驯化与构件的工程微生物提高降解速率。生物修复
生物修复是指人为控制条件下利用生物的生命代谢活动，使污染环境中有毒有害物减量化或使其完全无害化, 实现环境净化、生态效应恢复的新兴生物技术。包括微生物修复和植物修复。对无机(主要是重金属)污染的生物修复主要是通过植物修复,而对有机污染的生物修复则主要靠微生物的降解、吸收与转化等途径。
生物修复的主要优点有:(1)处理费用低，如污染土壤生化治理费用约为焚烧处理的1/2～1/3；(2)处理效率高，经过生化处理,污染物残留量可达到很低水平；(3)对环境影响小, 无二次污染, 生化治理最终产物为CO2、水和脂肪酸,对人类无害；(4)可以就地处理,避免了技术过程的二次污染,节约了处理费用；(5)不破坏生物生长所需要的土壤环境；(6)便于应用。
生物修复技术虽然已经取得了长足的发展,但受生物特性的限制, 生物修复技术还存在着许多的局限性:（1）微生物不能降解污染环境中的所有污染物。污染物的难生物降解性、不溶性以及污染物土壤腐殖
质或泥土结合在一起，常使生物修复难以进行。营养物的添加配比菌对碳、氢及各种微量元素的需求。氮、磷元素的缺乏是影响细菌生长繁殖的主要原因。（2）生物修复要求对地点状况的工程前考察往往费时、费钱。（3）一些低渗透性土壤往往不宜采用生物修复技术。
（4）特定的微生物只降解特定的化合物类型,化合物形态一旦变化就难以被原有的微生物酶系降解。（5）微生物活性受温度和其他环境条件的影响。（6）有些情况下,生物修复不能将污染物全部去除,因为当污染物浓度太低不足以维持一定数量的降解菌时,残余的污染物就会留在土壤中。生物修复技术
主要有原位修复技术和异位修复技术, 还有原位-异位联合修复技术等。
原位修复技术是指在受污染的地区直接采用生物修复技术,不需将污染物挖掘和运输,一般采用土著微生物, 有时也加入经过驯化和培养的微生物以加速处理,常常需要用各种工程化措施进行强化。关键是激活土著微生物群落的降解活性、接种外源微生物种、添加营养成分如N、P 等、在厌氧条件下提供外源电子受体、筛选出高效吸收或降解污染物的生物突变体,能在污染土壤、沉积物、地表水或地下水中表现出对有机污染物较高的吸收能力或降解效率。
异位修复技术是指将被污染的土壤或地下水从被污染地挖掘或抽取出来,经运输后,再将污染物移入具有一定生物反应条件的容器、池塘中或进行生物堆积进行治理的技术。异位修复技术也是一个好氧过程,通常采用固相或流体系统进行。土壤或沉积物若采用生物堆积时，需添加一定的堆积辅料,如秸秆、碎木片等，以增加堆积物对水分、空气的保持力,同时也可改善其物理性能而便于操作。对规模较大的工程性堆积,往往需要设置专用管道通入堆积物中以定时注入空气。必要时还需补充养分并接种高效微生物菌种。微生物条件
生物修复主要是利用土著微生物代谢能力、活化土著微生物降解能力或者添加具有高速分解难降解化合物能力的特定微生物, 针对不同的污染环境, 可利用不同的修复微生物及改善其生长条件[14]。
3.1 土著微生物
对于污染环境的修复, 低处理成本是技术开发的首要条件, 因此利用土著微生物的污染物代谢能力是设计生物修复的关键环节, 如地下水的原位生物修复多依靠天然生物修复作用。对具有高效降解能力的土著微生物特性研究始终是环境生物技术领域的研究重点。
目前对通过添加外源性物质促进土著微生物生长的强化生物修复技术研究较多。如生物激活剂法是指通过向受污染水体中投加无毒且不含菌种的可促进土著微生物生长的水体净化促进液的方法, 是目前地表水体修复常用的一种生物强化法, 一般这种制剂含有降解污染物的多种酶和促进微生物生长的有机酸、微量元素、维生素等成分, 可加速水体净化过程中微生物生长的演替。用于地下水有机污染修复的生物通气法则是将加压后的空气注射到污染地下水的下部, 气流加速地下水中有机物的挥发和降解, 通过增加或延长停留时间促进
生物降解, 提高修复效率。最为有效的用于石油污染土壤异位生物修复的预制床堆腐工艺原理是在被污染土壤中加入膨松剂后于预制床上堆成条状或圆柱状, 通过人工补充营养、空气, 并加以适度搅拌, 保证好氧条件而
实现土著微生物对有机污染物的降解[16]。使用电动力学技术强化生物修复也是一种有效的手段。它是利用电渗析、电迁移和电泳等电动力学效应加速污染环境中有机污染物和微生物运动,利用电极反应和电流热效应为地下生物降解创造有利条件。研究表明, 电动力学技术能有效地强化原位生物修复, 而且该技术不破环生态环境, 安装和操作简单, 具有广阔的应用前景。
3.2 微生物的适应性机制
研究证明, 当微生物暴露于一种有机物时,它不仅可以获得对该种有机物的适应性, 同时对其它具有相似结构的有机物也具有适应性。在预先暴露于某一污染环境后, 降解该环境中特有污染物的微生物数量及其占总异养微生物群体的比例将大大增加, Bauer 等将这种现象称为“交叉驯化”。目前对微生物的适应性机理还不十分清楚, 其可能的机制有3 种: ①特定酶的诱导和抑制;②基因突变产生新的代谢群体;③有机体的选择性富集[9]。对生物修复而言, 微生物的适应性对环境中的污染物降解十分重要, 微生物的适应性机制研究对污染物的无害化生物降解具有重要指导作用。
3.3 微生物的表面展示技术
微生物表面展示技术作为一种新的技术平台在重金属污染环境生物
修复中的应用日趋成熟。表面展示技术是利用基因工程手段将外源基因或一组一定长度的随机寡核苷酸片段克隆到特定的表达载体中, 使其表达产物与外膜蛋白或噬菌体外壳蛋白以融合蛋白的形式呈现在细胞表面或噬菌体表面。革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和酵母中已建立多个表面展示短肽和蛋白质的系统。在微生物细胞表面展示外源蛋白对污染环境的生物修复有着重要的意义, 展示金属结合蛋白(肽)的微生物可用于污染土壤和工业废水的净化, 展示有机磷水解酶的微生物将用于有机磷污染物的脱毒。微生物表面展示技术将成为污染环境生物修复的有效策略, 但这一技术的研究还是一个新领域, 要使其得到应用还有许多问题需要解决。结论与展望
生物修复作为环境生物技术的核心部分, 因其本身具有快速、高效及费用低廉的优点, 被称
为是一种环境友好替代技术,近年来在基础和应用研究上取得了重大进展, 显现出良好的开发前景, 在国内受到日益广泛的重视。然而, 在实验室条件下成功的生物修复技术, 并不表明在污染处理现场能得到成功应用, 其中存在技术放大的问题, 如微生物的降解效率问题, 干扰因素的影响评估问题等。一般说来, 实验室进行的微生物降解研究, 大多是在很好的人为调控的理想状态下以单组分纯种微生物进行, 被干扰因素极少, 因此很容易对结果做出解释;而现场的污染物与其他的物质混杂在一起, 污染物的降解是包括土著微生物在内的多种微生物联合作用的结果, 而且干扰生物降解的因素很多, 实验室
得出的所谓最佳条件在现场条件下可能根本无法实施, 或即使实施也得不到同样的结果[27]。此外, 对生物修复技术的现场放大除了微生物技术外, 还涉及如环境地学、水利学、环境化学及土壤学等多学科知识, 因此生物修复技术的应用是一项复杂的系统工程, 必须在对生物技术方法与微生物学原理的深刻理解的基础上, 与其他学科的技术成果相结合, 才具有乐观的应用前景, 并产生巨大的经济与社会效益。目前有关污染环境的生物修复在我国尚处于蓬勃发展的研究时期, 但还没有进入工程实施阶段, 实际运作上还缺少实例, 生物修复技术在我国的应用与开发需要更为详细的基础工作铺垫。
第五篇：城市河流修复技术研究范文
环境污染与防治网络版第7期2008年7月
城市河流修复技术研究
王雪莲1
(北京锦绣大地农业股份有限公司，北京100049)
摘要面对城市河流生态系统退化的现状，综合国内外对于城市河流生态修复技术的研究进展和实践经验，指出中国目前在此领域存在的不足，并展望了未来城市河流生态修复技术的发展方向，为城市河流生态修复技术的发展提供理论依据。
关键词城市河流生态修复 发展方向
Research of technology about river restoreWang Xuelian.(1.Beijing Glorious Land Agricultural Company Ltd., Beijing100049)
Abstract:Facing to the current situation of river biogeocenose degenerating, in this article, it collects the domestic and oversea research improvement or practice experience on the technology of river ecological restoring in cities, points out the insufficiencies in this field in our country, and shows the theory base and expectation of the technology of river ecological restoring in cities.Keywords:city;rivers;ecological restore;development way
近几十年来，河流汇水区植被覆盖下降，城市各类污染排放，河流库坝工程建设，水资源过量开采，河流渠化、人工化、裁弯取直等对河流生态系统的结构、功能与动力学过程造成严重破坏，引发全球范围的河流生态系统退化与服务功能下降[1]。因此，如何对受损河流生态系统进行修复，使其重新回到健康状态已经成为人类亟待解决的环境问题之一[2]。
1城市河流生态修复的国外研究进展
1.1修复理论研究进展
最早的河道修复技术“多自然型河道”生态修复技术起源于欧洲，出于土木工程对生态环境破坏的反省，重点研究如何把生态学原理运用于土木工程，创建新的土木工程理论和技术。1938年德国SEIFERT首先提出近自然河溪治理的概念，它是指能够在完成传统河道治理任务的基础上，可以达到接近自然、经济并保持景观美的一种治理方案[3-6]。1962年由ODUM等提出将自我设计的生态学概念用于工程中，首次提出的生态工程概念[7]。1989年美国MITSCH和JORGENSN正式探讨生态工程概念并赋予定义，正式诞生了生态工程[8]。之后不断论证了生态学原理运用于土木工程中的理论问题，奠定了“多自然型河道生态修复技术”的理论基础。20世纪90年代以来，美国将兼顾生物生存的河道生态恢复作为水资源开发管理工作必须考虑的项目，1998年出版了《河道廊道的恢复：理论、内涵与实务》[9]。当今欧美经济发达国家已普及了“多自然型河道生态修复技术”，以实现、再生“自然与人的和谐共处”的生态环境建设生态河流、生态道路及生态城市。近年逐渐推广应用到世界各国。1作者：王雪莲，女，硕士研究生，工程师，主要从事湿地设计、运行、维护和管理以及湿地除污机制的研究。
日本在1965年围绕河流引起的问题开展了新的河流治理，推行了“城市综合治水对策”，河川管理目标为“治水、利水与环境”。日本河流研究者将河流水域、河洪空间及河畔居民社区当作一个有机的整体，认为河流管理对象应该包括河流水量、水质、河流生态系统、河流水循环、河流水洪空间、河流与河畔居民社区的关系。20世纪90年代，日本实施了“创造多自然型河川计划”，强调用生态工程方法治理河流环境、恢复水质、维护景观多样性和生物多样性，形成良好的河流景观与滨水环境，建设城市水网并加强绿化，水边空地要具有舒适开阔的空间，为各种娱乐活动提供适宜的场所，并重视生物多样性。
在城市建成区，沿河流规划的生态网络，则通常与滨水景观改造和水环境整治相结合。如加拿大多伦多市曾于1998年完成《加里森溪流链接规划》。该计划结合城市排水系统整治，试图恢复一条因城市开发而消失的小河，重现河流及两岸景观，同时通过建设沿河绿带，沟通和连接现有公园绿地，在城市中心区构建融休闲、交通、绿化于一体的生态网络[10]。
1.2修复技术与实践
在河流生态系统修复策略方面，1965年德国的Emst Bittmann在莱茵河用芦苇和柳树进行生态护岸实验，可以看作最早的河流生态修复实践，此后著名的塞纳河、多瑙河等都采用了近自然的河流治理方法。
20世纪70年代末瑞士Zurich州河川保护建设局将生态护岸法发展为“多自然河道生态修复技术”[11]，对河流治理重视恢复植被和建设自然护岸，并于1983年颁发的河流保护法规中明确的规定了在河流整治中，应该从生态学的观念出发，在河道整治工作中应对生态和景观方面存在缺陷的河流双方面同时予以改善。
有研究表明，欧盟进行城市河流生态修复主要分为以下4类[12]：
（1）对消逝的自然景观的恢复，主要的措施包括软化河渠，重新恢复河流的自然曲线。允许河流在洪水高峰期进行可预期的洪泛。保留边渠，开挖U型湖泊与河道，更多的恢复河流漫滩地，恢复建设河流的怡人与舒适的景致。
（2）结合防洪与生态环境保护，建设双赢策略。扩大漫滩地的面积，增加防洪的蓄水量，降低地面，定期的洪泛，恢复原始自然的地形特征，为生物提供多种生境。
（3）为鱼类提供更多能够产卵的生境，重现建设河流渠道，设置鱼类游走路线，铺设砂砾及沙子岸滩等。
（4）重置那些没有更大经济效益的耕地，将其改变为河滩地。肥沃的耕地可以转化为蕴含丰富营养物质的河漫滩，可以协助河流改善水质。
随着修复实践的发展，河流修复己经从单纯的结构性修复发展到生态系统整体的结构、功能与动力学过程的综合修复。从修复的范围来说，河流修复不光包括河道本身，还应扩展到河漫滩乃至流域[13]。河流生态系统的退化是人为干扰与自然干扰累积作用的结果，修复规划中必须考虑两者之间的相互作用机制[14]。有人提出了“目标期望”的思想[15]，将保证生态系统的完整性作为修复的指导思想与目标。从管理角度对此进行论述，河流及
其水资源的管理方式也是河流修复能否成功的重要影响因素[16]。还有人借鉴景观生态学的等级思想，分别以河岸带与流域两个尺度开展研究，提出了与各自尺度相对应的群落组织和景观组织水平的修复措施[17]。河流修复是一项综合性、系统性的活动，必须综合考虑水文、土地利用、地貌、水质、生物与生态等，甚至娱乐、经济、文化等方面[18]。
在城市河流生态修复的方法与具体措施上，很多学者也相继开展了研究，如FISCHENICH[19]提出了城市河流修复与流域管理的相关技术，详细阐述了城市化对城市河流的影响、城市河流水环境质量下降的经济损失及城市河流生态修复面临的挑战等；DEASON [20]提出了被污染的城市河流净化的方法，为其他河流污染治理提供了参考；CASAGRANDE[21]对人类活动在湿地生态修复中的重要作用进行了剖析；UDZIEL 等[22]运用条件价值法(CVM)对城市盐碱湿地修复的非市场价值进行了评估；TENT等[23]针对Hamburg河直线化严重、生物多样性消失的现状，采用非政府组织、公众参与的方式，对该河中畦鱼的生活习性进行了研究，以期通过改善其生活条件来达到修复河流生态的目的； JORMOLA[24]对国际上利用流域洪水过程改善城市河流生态环境的历史进行了简要回顾，并列举了利用洪水管理修复城市河流的实例；BRI11Y[25]研究了修复城市河流鱼类栖息地的方法等等。很多的国家都认识到湿地对建设生态城市的重要，各种关于城市河流保护、恢复、重建、规划等方面的研究项目和研究组织相继出现，并取得了一定的研究成果。
综合来看，河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区恢复、植被恢复、河道补水、生物—生态修复、生境修复等技术。其中，生物—生态修复技术是目前河流生态修复的重要方法[26]。相关研究主要集中在生态系统修复策略及生态系统中的水质、水量、滨水区等要素的修复方面。尽管相关生态修复工作己进行了大量的理论研究和实践探索，而关于恢复中的生态学过程和机理的研究很少，缺乏证明恢复过程中的生态系统是如何进行及如何自我调节的理论和实验体系，尚未形成比较系统的河流生态修复的理论与方法体系。2我国城市河流生态修复的研究与实践
2.1理论研究进展
我国对城市河流生态修复治理的研究也是从“水利工程”角度逐渐引申过来，逐渐产生了“生态水利”、“生态水工学”等概念。同时也有从“环境整治”“景观设计”角度研究城市河道、滨水区、湿地的修复建设。
刘树坤[27-35]在其访日报告中，就自然环境的保护和修复、湿地生态系统的生态修复、水电站建设中的生态修复、大坝建设中的生态修复、河道整治与生态修复、河道景观建设和管理等进行了探讨，其中包括比较具体细致的修复思路、步骤、方法、措施等，为今后我国开展河流修复工作提供了参考。阎水玉[36]指出保持河流的自然地貌特征、维持自然水文过程、控制城市河流水污染、综合规划城市河流与城市建设的关系是发挥城市河流在城市生态系统中作用的基本方法。董哲仁[37]提出了“生态水工学”的概念，分析研究了人类对
河流生态系统的胁迫，从生态系统需要角度，提出了改善河流生态系统、修复河流生态环境的工程措施及思路。罗新正[38]阐释了还河流生存空间、疏浚水网通道等河流生态建设的原则。叶亚平等[39]则以扬州为对象，提出了水资源保护、水环境改善、水安全保障、水生态建设为主体的水生态系统建设对策。王超[40]则比较全面地提出了水安全、水环境、水景观、水文化、水经济五位一体的城市水生态系统建设模式。
另外国内对河流的植被结构、功能及管理的研究工作也较多。黄瑜[41]融合水文、经济、生态学等相关知识，分析城市小水系生态系统重要服务功能，提出城市小水系生态服务功能价值评估方法及其在城市规划管理工作中运用的初步设想。季永兴[42]分析了城市河道建设与生态城市建设之间的关系，认为城市河道的建设与整治是城市规划的一个重要内容。何松云等[43]提出城市河流生态恢复的尺度包括工程安全尺度、生态系统尺度、景观尺度、亲水尺度、时空尺度和经济尺度，同时指出为顺利开展河流生态修复实践,需要在理论、技术、水利工程设计规范、水利法等方面进行深入研究工作，认为留给河流一定的侵蚀、搬运、堆积自然作用空间是河流生态修复的重要课题，主张创造条件发挥河道生态系统的自我恢复功能。白世强等[44]从水、土、生物、功能4方面诠释了健康河流的概念，并认为城市河道生态修复的目标是恢复其健康，应依据健康的标准采取工程和生物手段进行修复。
总的来说，国内对城市河道的生态修复研究工作集中在近十年，除水利、环境、景观等层面进行研究生态修复外，还考虑了“文化”、“经济”层面的修复目标，并提出河道修复与城市规划建设之间密切关联。
目前国内研究在某些方面还存在不足：（1）缺乏对河流生态过程修复的机理研究；（2）缺乏从大尺度流域角度考虑河岸、河内、上下游的整体生态修复；（3）当前的研究大多只停留在对河流某一指标(鱼类指标、流量指标、水质指标、生物栖息地指标等)的生态修复，未考虑河流整体生态系统修复。
2.2修复技术与实践
目前，我国很多城市都相继开展了城市河流修复工作。
北京市近20年对城区河湖水系的治理大致可分为3个阶段[45]：
（1）以防洪建设和供水建设为主的阶段。20世纪80年代，北京为解决城市供水和防洪排水问题对城区河湖进行整治。
（2）以水资源保护及景观建设为主的阶段。1999年北京市完成筒子河和“六海”的清淤工程；2000年完成京密引水渠昆玉段、长河和双紫支渠治理工程；2001年完成昆玉河、玉渊潭、南护城河、通惠河和清河一期综合整治工程； 2002年治理万泉河、小月河和菖蒲河。该阶段对河湖水系采取污水截流、底泥清淤、两岸绿化、河底采用混凝土衬砌防渗等工程措施进行整治。
（3）生态修复为主的阶段。前一阶段对河道的改造，尽管使河边有了林带、绿地，但硬化堤岸的建成割裂了水体与土壤的关系，导致水体自净能力下降。因此，从2002 年
起北京开始生态河道建设，并于2003年竣工；2003年开始温榆河绿色生态走廊的建设；2004年末进行凉水河生态河道的建设等。这阶段的主要特点是采用卵石和叠石加固河堤、设计部分生态堤岸、设置生物浮岛和放养食藻的鱼类等。经过生态修复的河道，景观效果和生态功能都有明显的改善。
四川成都府南河的治理是城市河流治理的成功范例。府南河公园是一个以水的整治为主题的生态环保公园，受到污染的水从府南河抽取上来，经过公园的人工湿地系统进行自然生态净化处理，最后变为“达标”的活水，回归河流。该公园的创意由美国贝·达蒙女士提出，该项目也获得了世界人居奖等3项国际大奖。
合肥的护城河经过多年的改造和建设，如今形成了由逍遥津、包河公园、银河公园、鱼花塘、玻泊山庄等组成的环形风景区，成为城市中心区市民日常休憩的开放式公园，也使合肥市得到了园林城市的美誉。
苏州市在城市发展建设中，保持了三纵三横加一环的河网水系及小桥流水的水城特色，保持了路河平行的基本格局和景观，城市改造取得了很好的效果。著名华裔建筑师贝聿铭曾这样评价苏州：“苏州之所以成为苏州的关键在于水，建筑物还是其次的”。
其他大中城市如沈阳、哈尔滨、太原、天津等也相继开展了城市河道生态修复和景观重建工作等等。
国内的城市河流治理仍处于探索阶段，很多工作仍着眼于修复河流某一方面的功能，如国外在兼顾景观的同时，更侧重生态修复和重建等方面的工作，国内则较多地考虑景观建设，生态修复工作还有待加强。城市河流生态修复和景观建设缺乏相应的理论指导，未形成系统的河流建设和管理模式，未综合考虑河流建设与经济社会发展、水资源、旅游、居民需求、文化等方面的关系。
3未来城市河流生态修复技术的发展方向
（1）城市河流建设要更多地考虑其与所在地区之间的关系，根据城市的发展规划制定合理的建设目标、策略、方法等；
（2）城市河流建设要更多地考虑如何推动当地经济发展和满足城市居民的需求，探索如何使生态修复、景观建设和文化有机融合的方法；
（3）城市河流生态景观建设要充分结合当地的经济基础、经济发展需求及水资源特点，寻找适合地区特点的城市河流景观建设策略；
（4）重视河流景观建设的管理工作，探讨合理的管理机制，实现河流景观建设“投资一收益—更多投资—更大收益”的良性循环；
（5）结合水利与生态学等相关学科，开展有关流量过程与生态修复之间密切联系的研究，从机理上修复包括河流流量、生物等在内的整个生态系统；
（6）形成完善的生态系统修复评价的指标体系，从宏观上能够对生态系统修复状况准确把握；
（7）积极开展相关问题的实践活动，为相关理论的研究积累经验和奠定基础。
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