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【關(guān)鍵詞】城市園林，生態(tài)修復，理念，管理

中圖分類號：TU986.3文獻標識碼： A 文章編號：

一、前言

生態(tài)修復是指停止人為干擾生態(tài)系統(tǒng),以減輕負荷壓力,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和自我組織能力使其發(fā)展走向正確的秩序,或使用的彈性的生態(tài)系統(tǒng)，輔以人工措施，恢復受損生態(tài)系統(tǒng)一步一步或使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展方向的良性循環(huán)，指致力于那些在自然突變和活動的影響下,人類活動破壞自然生態(tài)系統(tǒng)恢復和重建工作。

二、國家生態(tài)園林城市標準

生態(tài)園林城市是一種以人為本,根據(jù)自然環(huán)境、資源流向經(jīng)濟效益的命脈,使得生態(tài)良性循環(huán)、社會和諧發(fā)展和人類居住環(huán)境的優(yōu)良形式。生態(tài)園林城市倡導生態(tài)倫理，倡導綠色文明，保護和構(gòu)建地帶性植物群落,實現(xiàn)清潔生產(chǎn),預防和控制環(huán)境污染,提高資源的利用效率和再生能力，保持該地區(qū)文化特點，基于人與自然的和諧，實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

城市功能的協(xié)調(diào)，以滿足生態(tài)平衡，城市發(fā)展和布局結(jié)構(gòu)合理，形成了協(xié)調(diào)與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的城市發(fā)展和城鄉(xiāng)一體化系統(tǒng)的城市發(fā)展。城市和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，具有良好的區(qū)域生態(tài)環(huán)境，形成完整的城市綠地系統(tǒng)。城市人文景觀和自然景觀和諧發(fā)展和繼承傳統(tǒng)文化的城市，保持城市原來的歷史風貌,保護歷史文化和自然遺產(chǎn)，保持自然形式的地形地貌、水系、人文、自然景觀，形成一個獨特的城市。完善城市基礎(chǔ)設施，提供良好的城市生活環(huán)境，積極參與公共利益的制定和實施的當中來。

三、城市園林生態(tài)恢復的概述

景觀生態(tài)恢復是指恢復原始生態(tài)系統(tǒng)的受損，這與人類活動被暫停或相互聯(lián)系。景觀生態(tài)建設應以景觀空間結(jié)構(gòu)調(diào)整和重建為基本單元，包括調(diào)整原來的景觀格局，改善受損生態(tài)系統(tǒng)的威脅或功能，完善基本生產(chǎn)力和穩(wěn)定性的影響，人類活動對景觀演化導致一個良性循環(huán)。城市景觀生態(tài)修復并不意味著在所有的情況下恢復原始的生態(tài)系統(tǒng)，這也沒有什么必要，也不可能實現(xiàn)。生態(tài)修復是最關(guān)鍵的恢復系統(tǒng)所必需的結(jié)構(gòu)和功能，使系統(tǒng)能夠維持城市本身。生態(tài)恢復與重建是跨尺度、多水平的問題，其主要的性能水平是一個生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域，景觀生態(tài)恢復與重建景觀退化。

四、以生態(tài)修復服務功能為導向的城市園林綠地規(guī)劃模式

1．內(nèi)容

城市園林綠地規(guī)劃設計,從整體性出發(fā)系統(tǒng),規(guī)劃和設計不同的對象根據(jù)不同的規(guī)劃和設計措施加強彼此之間的聯(lián)系。園林綠地景觀是由人工植物群落影響下的人工地形、水和其他自然元素與純?nèi)祟悩?gòu)建結(jié)構(gòu)建筑的復雜巨系統(tǒng)，園林綠地景觀系統(tǒng)不再是在分散狀態(tài)，但是發(fā)生了根本的變化。整個反映在每一個部分的綠色空間景觀必須密切關(guān)注其整體性。對于處理這類園林綠地，必須把它作為一個有機部分的園林綠地景觀。但現(xiàn)實往往只能滿足城市在視覺上的需要，而不是整個花園綠地生態(tài)調(diào)節(jié)功能。使園林綠地發(fā)揮整體大于各部分之和的功能，必須是有機組織。遵循生態(tài)修復服務功能的工作原理,利用生態(tài)花園綠地景觀設計應該包括以下五個方面:

（一）、在植物配置,使用自然植物利基原理、設計的生態(tài)關(guān)系對象進行植物的合理搭配，形成一個優(yōu)勢互補和相對穩(wěn)定的植物群落；

（二）、利用植物不同的生物學特性和生態(tài)特征,在不同的位置不同的植物群落的布局，以達到最大的衰減的空氣污染，水質(zhì)污染；

（三）、在使用景觀要素、景觀素描大量的材料中，在景觀設計應該充分利用的時候,比如工業(yè)荒地垃圾要合理有效的使用；

（四）、改善生態(tài)環(huán)境的重點是景觀設計；

（五）、生活生態(tài)位的改善是促進生產(chǎn)生態(tài)位改善的推動力。

2．工程技術(shù)手段

技術(shù)的基礎(chǔ)是生態(tài)修復。不同的技術(shù)水平不同(非生物因素、生物物種、個人、人口、社區(qū)、生態(tài)系統(tǒng)和景觀、區(qū)域和全球生態(tài)系統(tǒng))?；厥占夹g(shù),分為物理技術(shù)、化學技術(shù)、生物技術(shù)和生態(tài)技術(shù)等。旨在恢復各種物理性問題(如輻射、風、水文學、土壤顆粒結(jié)構(gòu)、溫度、濕度、矩陣、地形、地質(zhì)、水利、灌溉)、化學問題，污染和廢物處理和利用,土壤、富營養(yǎng)、化學結(jié)構(gòu)和流程、酸化、鹽漬化和堿化土壤肥力在極端環(huán)境改善等、生物問題(錯誤處理幼苗,種子生產(chǎn)、種子的選擇、育種和種質(zhì)改良等)、生態(tài)技術(shù)(從不同的層面看,比如人口調(diào)控或社區(qū)配置控制和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能、生態(tài)行為裝配)生態(tài)演繹的規(guī)定,來構(gòu)建一個城市園林綠地規(guī)劃模式優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)。

五、城市園林生態(tài)修復的管理方法

人們常?；谌祟惖姆绞交謴统鞘袌@林生態(tài)。在不同的恢復模式和參與空間和時間順序(在時間和空間分布)的不同，經(jīng)常影響達到極限狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。

生物物種存在于許多方面，城市綠地系統(tǒng)建設和生態(tài)重建的大型工程項目是人工干預和生物物種的人工生態(tài)修復的表達模式。由于生態(tài)系統(tǒng)恢復時間開放,物種通常不是一個單一的步驟，是多次入境的過程。因此一定條件下的空間和時間的混合物種及其配合參與的人將成為一個重要的因素影響形成的城市園林生態(tài)恢復模式。

在同一時空領(lǐng)域上進入的物種組合有利于形成生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能流程的基本環(huán)節(jié)或鏈；在不同時空領(lǐng)域上進入的物種組合有利于形成綠地景觀的基本生態(tài)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡，進一步促進綠地景觀網(wǎng)絡功能的發(fā)育。

各項生態(tài)修復服務功能對于城市居民的重要性差異:在一個特定的城市，從城市綠地規(guī)劃的關(guān)鍵考慮因素是生態(tài)服務功能的重要性為城市居民有差異,這是優(yōu)先確定生態(tài)服務功能的重要基礎(chǔ)。

生態(tài)修復服務功能與綠地的提高而增大的速度的差異:在其他因素不變的條件下，增加綠色景觀，生態(tài)服務功能將會得到增強。然而,由于綠地增加的數(shù)量、生態(tài)修復服務增強速度是不同的，或綠色的敏感程度的增加都是不同的。其他條件相同的情況下，靈敏度越高的生態(tài)修復服務功能應該更優(yōu)先，如圖。

六、結(jié)束語

現(xiàn)代工業(yè)化程度正變得越來越嚴重,使城市居民生活環(huán)境受到極大的危害，為了讓生態(tài)系統(tǒng)得到良好的恢復,必須借助現(xiàn)代手段的景觀恢復、景觀生態(tài)恢復與重建的關(guān)系來構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局，以實現(xiàn)健康的生態(tài)系統(tǒng)，進而實現(xiàn)園林化的美麗城市。

參考文獻

[1]城市綠地規(guī)劃的理論基礎(chǔ)與模式研究，中國環(huán)境科學出版社，2008

[2]園林綠地景觀規(guī)劃的理論與方法,科學出版社，2006

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關(guān)鍵詞：生態(tài)　水利工程　設計原則

1水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面，似應強調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。

2生態(tài)水利工程

從學科發(fā)展角度看，現(xiàn)在的水利工程學的學科基礎(chǔ)主要是工程力學和水文學，水利工程規(guī)劃設計主要對象是水文系統(tǒng)，往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風險等問題。學科的進一步發(fā)展應吸收生態(tài)學理論及方法，促進水利工程學與生態(tài)學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規(guī)劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態(tài)水利工程學。生態(tài)水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)（生態(tài)產(chǎn)業(yè)）及環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建設的主要手段之一。

3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計原則

3.1工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律，以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設施必須在設計標準規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復工程的耐久性。

對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握，生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規(guī)劃設計中進行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復規(guī)律，是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。

3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環(huán)境變得單調(diào)，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規(guī)模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復目標以后，就應該對于河流進行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進行勘查和評估，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（gis）是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系，必要時建立某種數(shù)學模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括：調(diào)查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件，對于“關(guān)鍵種”或標志性生物的環(huán)境因子進行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中，識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎(chǔ)上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。

3.3生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環(huán)境條件。

將自組織原理應

用于生態(tài)水利工程時，生態(tài)工程設計與傳統(tǒng)水工設計有本質(zhì)的區(qū)別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態(tài)工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔設計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結(jié)構(gòu)，從而完成設計和實現(xiàn)設計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。

傳統(tǒng)的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態(tài)水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設計這個寶貴財富，實現(xiàn)人與自然的和諧。需要強調(diào)的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態(tài)水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態(tài)工程方案。

自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進外來物種時要持慎重態(tài)度，防止生物入侵。

3.4景觀尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復規(guī)劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復效率要高。小范圍的生態(tài)修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用，提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

景觀則是指生態(tài)學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規(guī)劃？首先，水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng)，其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起，形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相

互關(guān)系進行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。再者，河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)，一條河流的生態(tài)修復活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復活動進行協(xié)調(diào)。最后，河流生態(tài)修復的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態(tài)修復項目要有長期準備，同時進行長期的監(jiān)測和管理。

3.5反饋調(diào)整式設計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進化需要數(shù)百萬年時間。進化的趨勢是結(jié)構(gòu)復雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程規(guī)劃設計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目執(zhí)行以后，就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。

意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設計方法，而是一種反饋調(diào)整式的設計方法。是按照“設計—執(zhí)行（包括管理）—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態(tài)修復的河流比較。

在反饋調(diào)整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與，通過對話、協(xié)商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。

參考文獻：

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>［2］董哲仁.生態(tài)水工學的理論框架［j］.水利學報，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形態(tài)多樣性與生物群落多樣性［j］.水利學報，2003，（11）：1~7.

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［8］董哲仁.河流生態(tài)恢復的目標［j］.中國水利，2004，（10）：1~5.

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關(guān)鍵詞：污染土壤；土壤污染；微生物修復

中圖分類號：X53文獻標識碼：A文章編號：1674-0432（2012）-02-0079-2

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及農(nóng)用化學物質(zhì)用量和種類的增加，土壤污染日趨嚴重，污染程度不斷加劇，污染土壤面積逐年擴大，土壤污染成了全世界普遍關(guān)注和研究的主要環(huán)境問題。

1 我國土壤污染的現(xiàn)狀及危害

土壤污染是指人類活動所產(chǎn)生的污染物從而使土壤的性質(zhì)、組成及性狀等發(fā)生變化，導致污染物質(zhì)在土壤中的積累，破壞了土壤的自然生態(tài)平衡，使土壤的自然功能失調(diào)、土壤質(zhì)量發(fā)生惡化的現(xiàn)象。

1.1 我國土壤污染的現(xiàn)狀

我國目前土壤污染主要表現(xiàn)在土壤污染程度加劇、污染類型復雜多樣以及對土壤污染認識和重視不夠，資金投入不足，防治土壤污染的法律依據(jù)及有關(guān)土壤環(huán)境評價標準體系不完善，防治土壤污染的措施缺乏有效性和針對性等。

1.2 土壤污染的危害

土壤污染與水污染、大氣污染有極大的不同，具備隱蔽性、滯后性、累積性、不可逆轉(zhuǎn)性和難治理性等特點，土壤一旦受到污染，則需要很長的治理周期和較高的投資成本，造成的危害也比其他污染更難消除，因此其造成的危害也大，主要表現(xiàn)在以下方面。

1.2.1 土壤污染導致嚴重的直接經(jīng)濟損失 土壤污染后，有機、無機毒物在土壤中過多滯留，改變了土壤的理化性質(zhì)，土壤鹽堿化、板結(jié)，破壞土壤生態(tài)平衡，直接影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，造成嚴重的無法估量的經(jīng)濟損失，僅以土壤重金屬污染為例，全國每年因重金屬污染而造成的經(jīng)濟損失達就達200億元。

1.2.2 土壤污染導致生物品質(zhì)不斷下降 因農(nóng)田施用化肥，大多數(shù)城市近郊土壤都受到不同程度的污染。許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、砷、鉻、鉛等重金屬含量超標或接近臨界值。有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的味道變差，易爛，甚至出現(xiàn)難聞的異味；農(nóng)產(chǎn)品的儲藏品質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。

1.2.3 土壤污染危害人體健康 土壤污染后一方面造成有害物質(zhì)在農(nóng)作物中積累，并通過食物鏈進入人體，引發(fā)各種疾?。涣硪环矫?，污染土壤中的病原微生物也有可能通過各種途徑進入人體，引起人的疾病，最終危害人體健康。

1.2.4 土壤污染導致其他環(huán)境問題 土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中，導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

1.2.5 土壤污染導致其他環(huán)境問題 土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中，導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

2 污染土壤微生物修復技術(shù)的原理

微生物對污染土壤中污染物的降解與轉(zhuǎn)化是污染土壤微生物修復的基礎(chǔ)。污染土壤微生物修復技術(shù)的原理就是采用一定的工程技術(shù)，篩選能高效降解污染物的優(yōu)良微生物菌種，人為創(chuàng)造有利于優(yōu)良降解微生物生長的環(huán)境條件，結(jié)合工程技術(shù)，促進微生物對污染土壤中的污染物的降解與轉(zhuǎn)化，使污染土壤恢復到污染前的水平，根據(jù)污染土壤類型的不同，主要介紹重金屬污染土壤和有機污染土壤的微生物修復原理。

2.1 重金屬污染土壤

重金屬污染土壤的微生物修復原理主要是通過微生物對土壤中重金屬的固定、移動或生物轉(zhuǎn)化，改變重金屬在土壤中的環(huán)境化學行為，從而達到生物修復的目的，主要包括生物富集和生物轉(zhuǎn)化。在重金屬污染土壤中，本身存在或人為加入一些對有毒重金屬離子具有抗性的特殊微生物類群，這些特殊微生物類群能夠把重金屬進行生物轉(zhuǎn)化，其主要轉(zhuǎn)化機制包括微生物對重金屬的生物氧化、還原、甲基化、重金屬的溶解和有機絡合，從而改變其毒性，使重金屬污染土壤得到修復。

2.2 有機污染土壤的微生物修復原理

有機污染土壤的微生物修復原理主要是大部分有機污染物可以被微生物胞外或胞內(nèi)降解、轉(zhuǎn)化，降低其毒性或使其完全無害化。微生物對有機物的胞外降解主要是微生物能夠分泌降解有機污染物的胞外酶；微生物胞內(nèi)降解主要是污染物能通過主動運輸、被動擴散、促進擴散、基團轉(zhuǎn)位及胞飲作用等進入微生物細胞內(nèi)后，由微生物細胞分泌胞內(nèi)酶降解。降解作用主要有氧化作用、還原作用、基團轉(zhuǎn)移作用、水解作用以及酯化、縮合、氨化、乙酰化、雙鍵斷裂及鹵原子移動等類型。

3 污染土壤微生物修復技術(shù)的影響因素分析

污染土壤微生物修復過程實質(zhì)上是微生物對污染物的降解與轉(zhuǎn)化過程。因此，在選擇利用和實施污染土壤微生物修復技術(shù)時，一定要考慮其影響因素，以保證微生物修復的效果。主要包括以下六個方面。

3.1 微生物的種類和性質(zhì)

污染土壤微生物修復技術(shù)中，對修復起核心作用的是微生物。選擇優(yōu)良的微生物菌種，是污染土壤微生物修復取得良好效果的前提。用作污染土壤微生物修復的微生物有土著微生物，外來微生物，基因工程菌（GEM）三大類。土著微生物存在生長慢，代謝活性不高，但適應快，目前在大多數(shù)微生物修復工程中實際應用的都是土著微生物；外來微生物是指為了提高污染物的降解速率，人為接種的一些降解污染物的高效菌，采用外來微生物接種是會受到土著微生物的競爭，因此要加大接種量；菌因工程菌是采用遺傳工程手段將多種降解基因轉(zhuǎn)入同一微生物中，從而獲得更廣譜的降解能力，但基因工程菌的實際應用在美、日等國，受立法控制。因此，污染土壤微生物修復技術(shù)中微生物的選擇，對修復效果起關(guān)鍵作用。

3.2 微生物營養(yǎng)鹽

污染土壤微生物修復過程中，為使污染物達到完全降解或是降解更充分，必需供給處理微生物合理的營養(yǎng)。因為在污染土壤中，污染物過量積累，可能品種單一，營養(yǎng)元素嚴重失衡，因此，在處理過程中，一定要添加營養(yǎng)鹽。營養(yǎng)鹽的添加，一定要通過可行性實驗確定。

3.3 溶解氧

土壤具有團粒結(jié)構(gòu)，是氣、固、液三相體系。污染土壤因污染物種類和數(shù)量不同，溶氧也有差別。良好土壤溶氧在5mg/L左右，污染土壤由于污染物而變低。為保證污染土壤微生物修復過程中微生物的生長和對污染物的充分降解及有效轉(zhuǎn)化，一定要保證氧的供給。在工程實際中，常采用鼓風機向地下鼓風以補充污染土壤中的氧。

3.4 共代謝基質(zhì)

微生物對環(huán)境中污染物質(zhì)之所以有強大的降解與轉(zhuǎn)化能力，除了因為它本身個體小，比表面積大，種類多，分布廣，適應力強，代謝類型多樣，代謝速率快外，還有一個重要的特點，就是微生物具有共代謝作用。在污染土壤中添加化學結(jié)構(gòu)與污染物類似的共代謝基質(zhì)，一方面，可以富集共代謝微生物；另一方面共代謝基質(zhì)能促使微生物對難降解污染物的分解。因此共代謝基質(zhì)的種類和數(shù)量是影響污染土壤微生物修復技術(shù)效果的一個很重要因素。

3.5 污染土壤的特性

污染土壤的特性影響修復過程中污染物和微生物的相對活性，最終影響修復速度和程度。土壤可分為氣體、水分、無機固體和有機固體四個組分，有機固體能吸附阻留有機污染物，降低其在土壤中的運動性，同時這種固定化分延長微生物對有機污染物的降解與轉(zhuǎn)化。

3.6 污染物的物理、化學性質(zhì)

污染土壤中污染物的物理化學性質(zhì)也是影響污染土壤微生物修復技術(shù)的一個重要因素。主要包括淋失與吸附、揮發(fā)、生物降解和化學反應四個方面的性質(zhì)。了解污染土壤污染物的性質(zhì)是判斷能否采用微生物修復以及采取相應的對策，強化微生物修復過程。

3.7 微生物的環(huán)境因子

影響污染土壤微生物修復的因素除了以上因素外，微生物生長的環(huán)境因子如溫度、pH、水分等，也是影響污染土壤微生物修復技術(shù)效果的重要的環(huán)境因素。

4 污染土壤微生物修復技術(shù)的應用前景

污染土壤微生物修復技術(shù)具有耗資少，處理效果好等優(yōu)點，引起許多國家的重視，我國也成立了專門的機構(gòu)，旨在研究和推動污染土壤的修復工作。通過研究人員的努力，污染土壤微生物修復技術(shù)已走出實驗室，并在許多受有毒有害有機污染物污染的土壤修復計劃中得到應用，一些工程技術(shù)如原位處理、生物通風、挖掘堆置處理、反應器處理等已經(jīng)比較成熟，隨著土壤污染問題的日益嚴峻，隨著國家對環(huán)保的日趨重視，隨著國民環(huán)保意識的增強，污染土壤微生物修復技術(shù)必將展現(xiàn)更廣的應用前景。

參考文獻

[1] 周群英等.環(huán)境工程微生物學[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2] 孔繁翔等.環(huán)境生物學[M].北京:高等教育出版社,2000.

[3] 陳劍虹.環(huán)境工程微生物學[M].武漢:武漢理工大學出版社,2003年7月.

篇4

    生態(tài)水利設計中需堅持的原則

    1.安全性和經(jīng)濟性原則

    生態(tài)水利好設計中的安全性與經(jīng)濟性原則指的是工程要符合水利工程學的基本原理和生態(tài)學的基本原理,工程設施要具有安全性、穩(wěn)定性和持久性。生態(tài)水利工程中的工程設施要符合水文學和工程力學的原理,要尊重泥沙的移動、淤積和河流的侵蝕、沖刷規(guī)律,保證河流河流修復工程安全穩(wěn)定。當然,除了考慮工程的安全性,還應該堅持經(jīng)濟合理性原則,確保節(jié)約成本,利益最大化原則。

    2.保持河流的空間異質(zhì)性原則

    為了保護河流中的生物資源,在河流的空間形態(tài)和開發(fā)和改變中要堅強空間異質(zhì)性原則。研究表明,生物群落的多樣性與非生物環(huán)境空間異質(zhì)息相關(guān),當空間異質(zhì)越高的時候,物種的多樣性就越豐富。在生態(tài)水利設計過程中,要正確處理非生物環(huán)境與生物多樣性的關(guān)系,保持河流的空間異質(zhì)性特征。

    3.生態(tài)系統(tǒng)的自我修復原則

    生態(tài)系統(tǒng)具有自我修復功能,在開發(fā)和設計水利工程的時候,要充分考慮物種的自我適應能力和環(huán)境的變化程度,防止生態(tài)系統(tǒng)的自我修復功能失效。依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我修復功能,可以讓自然界自主選擇合適的物種,進而合理地設計,為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)。例如,在水利工程中可以引入鄉(xiāng)土物種,在選用外來物種時,要做好考察和分析。

    4.流域尺度整體性原則

    在實施生態(tài)水利工程設計流域尺度的時候,要堅持整體性原則,分析整個河流生態(tài)結(jié)構(gòu)及功能,分析各個生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系和作用,進而提出系統(tǒng)的修復河流形態(tài)的方法,避免僅僅考慮某一個支流或者河段水文系統(tǒng)的修復。水域的生態(tài)系統(tǒng)是一個相互影響相互聯(lián)系的綜合體,生物系統(tǒng)、水文系統(tǒng)和工程設施系統(tǒng)之間都可以互相影響和作用,因此需要對整體性原則加以重視。

    5.反饋調(diào)整原則

    在水利工程的設計過程中,要遵循反饋調(diào)整原則,針對實施好的水利工程要做好調(diào)查、監(jiān)測、評估和分析,并做好適時且適度的調(diào)整工作。從設計到實施是比較重要的階段,但之后的監(jiān)測和調(diào)整是堅持生態(tài)水利的重要部分,更加不可忽視。通過對生物的生存狀況和生存環(huán)境監(jiān)測,通過對水文環(huán)境和狀況的監(jiān)測,建立起系統(tǒng)的評估體系,并做好相應的調(diào)整,進而促進生態(tài)水利工程目標的實現(xiàn)。

    分析生態(tài)水利設計技術(shù)路線

    1.科學分析水文過程

    水利工程既要為自然生態(tài)環(huán)境服務,又要為人們的生產(chǎn)生活服務,因而具有服務廣泛性的特點。鑒于這個特點,生態(tài)水利工程在設計的過程中,應該要科學地分析水文過程,對于生態(tài)目標對水資源的配置要求和需要規(guī)律做好分析和計算,從而更有針對性地進行設計。例如,在設計一項水利工程的時候,可以從水利工程對于濕地、林業(yè)、草原、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、江河湖泊等的影響,又要分析水利工程對于工業(yè)、居民生活、消防、綠化等人文需求的影響,只有在綜合分析之后,才能實現(xiàn)生態(tài)水利工程自然與社會的雙贏。

    2.劃出主要生態(tài)敏感目標

    一項水利工程對周圍的自然環(huán)境都會產(chǎn)生影響,但因為環(huán)境的自我修復功能和影響的大小,有些影響可以忽視,而有些影響早已在環(huán)境承受和消化范圍之外,不加以重視可能會帶來嚴重的后果。對此,在進行生態(tài)水利設計的時候,要對影響水利建設直接或者間接影響的關(guān)鍵性生態(tài)目標進行明確,通過人工修復或者不進行破壞等設計方式有效地避免水利工程對于生態(tài)環(huán)境的影響。

    3.生態(tài)水利設計與環(huán)境工程設計協(xié)調(diào)一致

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關(guān)鍵詞：生態(tài)；水利工程；設計原則

中圖分類號：TV文獻標識碼：A文章編號：

1．水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面，似應強調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。

2．生態(tài)水利工程

從學科發(fā)展角度看，現(xiàn)在的水利工程學的學科基礎(chǔ)主要是工程力學和水文學，水利工程規(guī)劃設計主要對象是水文系統(tǒng)，往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風險等問題。學科的進一步發(fā)展應吸收生態(tài)學理論及方法，促進水利工程學與生態(tài)學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規(guī)劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態(tài)水利工程學。生態(tài)水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)（生態(tài)產(chǎn)業(yè)）及環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建設的主要手段之一。

3．生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計原則

3.1工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律，以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設施必須在設計標準規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復工程的耐久性。

3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環(huán)境變得單調(diào)，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規(guī)模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復目標以后，就應該對于河流進行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進行勘查和評估，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系，必要時建立某種數(shù)學模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括：調(diào)查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件，對于“關(guān)鍵種”或標志性生物的環(huán)境因子進行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中，識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎(chǔ)上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。

4．生態(tài)防洪護坡創(chuàng)新中應重視的幾個問題

(一)從政策上支持。長期的防洪護坡工程建設，人們已習慣于建設傳統(tǒng)護坡。對于新技術(shù)和創(chuàng)新成果的推廣，必然會遇到這樣那樣的阻力。因此，必須要有一定的政策支持，才能確保新一代護坡技術(shù)的廣泛使用。

(二)既重視具體設計，又重視宏觀視野。護坡設計看似簡單，但要做出符合中國經(jīng)濟社會發(fā)展和時代要求的優(yōu)秀方案，必須要將工程師、藝術(shù)家、經(jīng)濟師和環(huán)境保護部門的思維溶于一體。在具體設計中應對我國發(fā)展中應遵循的模式、能源消耗、礦產(chǎn)總量和污染排放處置等都要有一定的了解。

(三)重視科技創(chuàng)新。護坡是一種相對低技術(shù)含量的水利工程，如果大量引進采用國外產(chǎn)品，經(jīng)濟上極不合算。我國是一個治水歷史悠久的國家，都江堰、靈渠、大運河等一批古代杰出水利工程都證明中國人具有無比的智慧。因此，我們要重視科技創(chuàng)新，充分調(diào)動水利科技工作者的積極性，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代護坡產(chǎn)品。

(四)材料的創(chuàng)新是關(guān)鍵。河道堤防護坡工程建設耗廢大量的塊石、混凝土預制塊或其他材料，其成本占工程總費用的比例大。因此，一定要重視護坡原材料、半成品生產(chǎn)的技術(shù)創(chuàng)新，加快開采、加工、運輸各環(huán)節(jié)配套升級，制定既開放競爭、又保證規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策，將護坡工程技術(shù)發(fā)展的切入點定在半成品生產(chǎn)創(chuàng)新上。

(五)建設資源節(jié)約型護坡。受資源約束的矛盾日益突出，一些主要材料、能源、水、土地紛紛告缺，資源的利用和保護成為人民關(guān)注的焦點。1、重視可行性研究，減少硬化河道護坡。盡量避免河道混凝土護坡建后再拆，不如盡量少建或非工程措施解決，有些河段完全可以這樣做。如：河岸凸凹不平，邊坡土質(zhì)抗沖刷能力強的河段；河岸灘較岸邊坡平緩、植被生長良好的河段；土堤迎水坡在特大洪水年份也未發(fā)生浪坎等險情的河段。當然，硬化混凝土護坡對防洪來說是有利的，只有在工程措施和非工程措施上綜合權(quán)衡利弊。對河道護坡工程進行科學、嚴謹?shù)目尚行匝芯浚菍崿F(xiàn)資源節(jié)約的前提。2、開闊工程技術(shù)設計思路。采用何種形式的護坡來實現(xiàn)資源節(jié)約，僅從傳統(tǒng)思想上進行優(yōu)化創(chuàng)新這種可能性不大。必須開拓新的思路。首先，盡量減少可再生資源的使用量，其次考慮護坡的造價與使用年限。(1)盡量減少混凝土用量，優(yōu)化采用天然石材，天然石材從經(jīng)濟及性能上看都具有優(yōu)勢。(2)提高預制混凝土構(gòu)件的強度。強度提高了，可以阻止環(huán)境水的侵入，從而保證混凝土塊的抗侵蝕性，增加了使用年限，使護坡的分攤成本小。

5．反饋調(diào)整式設計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進化需要數(shù)百萬年時間。進化的趨勢是結(jié)構(gòu)復雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程規(guī)劃設計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目執(zhí)行以后，就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。

6．結(jié)束語

意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設計方法，而是一種反饋調(diào)整式的設計方法。是按照“設計—執(zhí)行（包括管理）—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態(tài)修復的河流比較。

參考文獻：

［1］董哲仁.水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的脅迫［J］.水利水電技術(shù)，2003，（7）：1~5.

篇6

[關(guān)鍵詞]污染土壤修復；多環(huán)芳烴；基準值

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）23-0380-01

1 污染土壤生態(tài)修復基準方法研究的背景與意義

近年來，污染土壤修復技術(shù)與工程發(fā)展很快。目前有些修復技術(shù)已經(jīng)進入現(xiàn)場應用階段并取得了較好的治理效果，但是污染土壤修復基準的制定和修復效果評價的研究卻相對滯后。因此，因地制宜制定科學合理的修復標準，兼顧考慮保護人體健康和生態(tài)資源的污染土壤修復基準值，對污染土壤環(huán)境風險評估和修復治理具有十分重要的意義。

2 基準計算方法依據(jù)

環(huán)境基準可以分為3個等級，（1）篩選值表示能引起潛在生態(tài)功能失調(diào)時土壤污物的濃度水平；（2）清潔目標表示修復過程中有待達成的目標，有時相當于篩選值，相應的修復標準，一般是在修復所需的費用和生態(tài)效益之間進行平衡后所做出的決策；（3）應急值表示應立即采取控制措施的嚴重污染指示濃度。

3遼寧省多環(huán)芳烴污染農(nóng)田土壤生態(tài)修復基準研究

（1）保護植物富集途徑

多環(huán)芳烴從土壤進入植物體內(nèi)的途徑主要有四種：i）根部富集作用；ii）植物呼吸吸收；iii）植物表皮吸附；iv）地下莖、葉吸收。

（2）保護直接接觸途徑

按如下模型及取值計算苯并芘的生態(tài)修復基準：

SRGHH=以初步的人類健康為基礎(chǔ)的土壤修復基準（mg/kg）；

RSD=特定風險劑量（mg/kg）；0.000435ugkg-1d-1

BW=成人體重（kg）；70.7kg

AFG=腸道吸收因子（無量綱）；1

AFL=肺吸收因子（無量綱）；1

AFS=皮膚吸收因子（無量綱）；0.34

SIR=成人或幼兒土壤攝食率（kg/day）；2*10-2gd-1

IRS=吸入來自土壤的顆粒物（kg/day）；12ugd-1

SR=成人土壤皮膚接觸率（kg/day）；1.14*10-1gd-1

ET1=暴露期1；1ET2=暴露期2；1BSC=土壤背景濃度（mg/kg），0。

計算結(jié)果為農(nóng)田土壤多環(huán)芳烴苯并芘當量修復基準值：0.53mgkg-1，苯并芘。

從上表中可以看出初始苯并芘當量濃度為0.72mgkg-1，超過0.53mgkg-1的基準值，經(jīng)過微生物修復后苯并芘當量濃度為0.45，達到修復基準，實現(xiàn)了有效的污染農(nóng)田土壤修復。多環(huán)芳烴相對當量濃度計算從技術(shù)及當前認識角度看是比較可行的污染土壤多環(huán)芳烴基準。

（3）保護地下水作為飲用水途徑

用于計算保護地下水使用的土壤濃度，使用下列公式：

SRGGR=SWQGFLxDF

DF=DF1xDF2

其中：SRGGR=保護地下水途徑的土壤修復基準（mg/kg）；本研究中分別計算粗粒徑（>75um）土壤和細粒徑（

SWQGFL=相應的地表水水質(zhì)基準（飲用水、水生生物、家畜或野生動物用水或灌溉）（mg/L）；苯并芘基準：0.01ugL-1

DF=整體稀釋因子（L/kg）；DF1=稀釋因子1（L/kg）；DF2=稀釋因子2（無量綱）；

計算出苯并芘的基準粗粒徑土壤：0.37mg/kg；細粒徑土壤：0.27mg/kg。根據(jù)苯并芘基準值可以衍算出其他多環(huán)芳烴基準值，苯并蒽0.37mg/kg，屈2.1mg/kg，苯并p6.8mg/kg，茚并芘2.7mg/kg，迭苯并蒽0.23mg/kg，綜合考慮多環(huán)芳烴的混合體系，應滿足如下條件：多環(huán)芳烴加和指數(shù)=苯并蒽濃度/0.37+屈濃度/2.1+苯并芘濃度/0.37+苯并p/6.8+茚并芘/2.7+迭苯并蒽/0.23

從上述條件可以看出如果以地下水作為飲用水，多環(huán)芳烴進入人體的風險會明顯增加，必須進行嚴格控制。其中比較敏感的多環(huán)芳烴包括苯并蒽、苯并芘和迭苯并蒽，在保護地下水作為飲用水的條件下，其基準濃度要至少低于0.37mg/kg。按表1的數(shù)據(jù)分析，及時進行過微生物修復，也遠未達到基準值，從技術(shù)角度看要達到基準值也是非常困難的。

4.建議基準

綜合考慮根據(jù)當前遼寧省農(nóng)田土壤多環(huán)芳烴污染狀況調(diào)查、多環(huán)芳烴污染土壤修復技術(shù)、現(xiàn)有數(shù)據(jù)及各種途徑下土壤多環(huán)芳烴基準值，將遼寧省多環(huán)芳烴污染農(nóng)田土壤修復基準值定為0.53mg苯并芘當量/kg土壤。

參考文獻

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篇7

關(guān)鍵詞：生態(tài)水利工程；規(guī)劃設計；原則

中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：

一、建設生態(tài)水利工程的必要性

水利工程指具有防洪、排澇、河道整治、發(fā)電、灌溉、供水、航運、生態(tài)環(huán)境等單一功能或多種功能的興利除害的工程，這就是傳統(tǒng)的水利工程。傳統(tǒng)的水利工程規(guī)劃設計主要對象是水文系統(tǒng)，往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風險等問題。生態(tài)水利，就是按照生態(tài)學原理，遵循生態(tài)平衡規(guī)律的法則和要求建立起來的滿足良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利體系，生態(tài)水利工程不僅需要滿足工程本身的生態(tài)設計要求，又要滿足整個流域水系的生態(tài)要求，或者說在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時（如防洪、河道整治工程），兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)和環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建設的主要手段。建設人類美好的生存環(huán)境和社會持續(xù)發(fā)展，需要生態(tài)水利工程。

二、當前生態(tài)水利工程設計工作面臨的困難

1、生態(tài)水利工程設計缺乏基于不同區(qū)域的評價標準和設計方法

生態(tài)水利工程對于工程的服務目標具有明顯的地域性區(qū)別，因為對于不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境來說它們都具有自己的特點，所以生態(tài)水利工程每個地區(qū)也應該具有不同的特點，必須因地制宜的進行設計和規(guī)劃。對于我國的生態(tài)水利工程建設來說也有了一些大體的方法和設計標準，但是對于不同地區(qū)的工程來說就沒有具體的設計指標和參考模式。因此，對于我國現(xiàn)階段的生態(tài)水利工程的設計和建設來說還具有很大的問題，最主要的就是缺乏針對于不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境特點的把握以及因地制宜的不同設計方案。

2、生態(tài)水利工程設計工作的目標和標準的確定比較難

對于生態(tài)水利工程來說其建設的目標和任務與原有單一的水利工程建設來說有所不同，它更加注意維護和保證生態(tài)環(huán)境的健康和發(fā)展，主要任務和目標就是實現(xiàn)人類和生態(tài)系統(tǒng)的和諧相處。所以基于這種特殊的任務，生態(tài)水利工程建設的第一步就是確定好設計的目標和建設標準，對于工程要達到的標準都要有一個具體的量化。目前我國的生態(tài)保護工作的目標還都處于定向描述的階段，沒有明確的目標和標準，也沒有具體量化的一些要求，所以這也就給工程的預期目標和標準的建設以及工程的建設質(zhì)量都帶來了一定的困難。

3、生態(tài)水利工程設計缺少生態(tài)水文測驗資料

對于工程的建設來說，一些前期必備的資料是必不可少的，生態(tài)水利工程建設依然如此。生態(tài)水文的測驗資料是生態(tài)水利工程設計的關(guān)鍵和重要參考內(nèi)容。如果不能從水文測驗站的觀測資料去分析水文過程對生態(tài)過程的正負影響機理，就很難基于生態(tài)系統(tǒng)的自組織規(guī)律尋求生態(tài)水利工程的設計理論、方法與技術(shù)參數(shù)。當前，我國水文測驗工作相對落后，水文測驗站還不能適應當前生態(tài)水利工程設計對資料的需求。有關(guān)生態(tài)水文站方面的設計與布局在我國還未正式開展，國內(nèi)也少有報道，不過我國已經(jīng)提高了對這方面工作的重視程度，經(jīng)過一段時間的努力也會有一定的發(fā)展的。

4 生態(tài)水利工程設計技術(shù)人才匱乏、高水平的設計不易

不管對于什么類型的工程來說，人才都是工程建設中必不可少的關(guān)鍵組成部分。實現(xiàn)生態(tài)水利工程是水利工程和生態(tài)學的有機結(jié)合，需要生態(tài)水利工程的設計人員不僅具備水利工程設計的知識和經(jīng)驗，還要具備生態(tài)保護和生態(tài)恢復學的理論和知識。以往的人才培養(yǎng)目標和方向，使兩者分屬于不同的學科與專業(yè)，具有兩方面綜合知識和設計能力技術(shù)人才匱乏，加之生態(tài)水利工程的實踐活動的經(jīng)驗缺乏，可以參考與借鑒的設計項目有限，難以保證生態(tài)水利工程的設計水平和質(zhì)量。

三、生態(tài)水利工程基本設計規(guī)劃原則

1、工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，既要滿足人類的需求，同時也要考慮可持續(xù)發(fā)展的要求。另外，生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律，以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。

從生態(tài)水利工程的經(jīng)濟上分析，應準尋風險小效益大的基本原則，由于生態(tài)系統(tǒng)的演變方向是隨機的，生態(tài)水利工程規(guī)劃具有一定的風險，這需要在規(guī)劃設計中進行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外，應該合理的利用生態(tài)系統(tǒng)的恢復能力，力爭以最小的投入獲得最大收獲的規(guī)劃路線。

2、生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能是其重要特征。生態(tài)學用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現(xiàn)象，也用來說明食物網(wǎng)隨時間的發(fā)展過程。生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環(huán)境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個能具有足夠數(shù)量并能進行繁殖的種群。自組織功能原理與達爾文的進化論有相似之處，只是研究的尺度不同而已。達爾文的進化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進行的，而自組織功能是在生態(tài)系統(tǒng)中種群之間發(fā)生的。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結(jié)構(gòu)，從而完成設計和實現(xiàn)設計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。

3、景觀尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復規(guī)劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復效率要高。小范圍的生態(tài)修復不但效率低，而且成功率也低。所謂“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用，提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

同時，必須重視水域和生態(tài)環(huán)境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現(xiàn)為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。這些變化決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍從生境受到限制時期的高度臨界狀態(tài)到生境擴張時期的冗余狀態(tài)。

再者，要考慮生境邊界的動態(tài)擴展問題。由于動物遷徙和植物的隨機擴散，生境邊界也隨之發(fā)生動態(tài)變動。

最后，河流生態(tài)修復的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。需要對歷史資料進行收集、整理，以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態(tài)現(xiàn)狀的關(guān)系。河流生態(tài)修復長期的工作。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15 到20 年的時間。因此對于河流生態(tài)修復項目要有長期準備，同時進行長期的監(jiān)測和管理。

4、反饋調(diào)整式設計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進化需要數(shù)百萬年時間。進化的趨勢是結(jié)構(gòu)復雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程設計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目按照設計執(zhí)行以后，就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。最理想狀態(tài)應是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進狀態(tài)。在河流生態(tài)修復工程中，恢復到未受人類干擾的河流原始狀態(tài)往往是不可能的，可以理解這種原始狀態(tài)是自然生態(tài)演進的極限狀態(tài)上限。如果沒有生態(tài)修復工程，在人類活動的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)的進一步惡化，這種狀態(tài)則是極限狀態(tài)的下限。在這兩種極限狀態(tài)之間，生態(tài)修復存在著多種可能性。針對具體一項生態(tài)修復工程實施以后，一種理想的可能是：監(jiān)測到的各生態(tài)變量是現(xiàn)有科學水平可能達到的最優(yōu)值，表示生態(tài)演進的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間，形成了一個包絡圖。一項生態(tài)修復工程實施后的實際狀態(tài)都落在這個包絡圖中間。

意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設計方法，而是一種反饋調(diào)整式的設計方法。是按照“設計－執(zhí)行（包括管理）－監(jiān)測－評估－調(diào)整”這樣一種流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。這就需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行階段性的評估。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態(tài)修復的河流比較。評估的結(jié)果不外乎有幾種可能：（1）生態(tài)系統(tǒng)大體按照預定目標演進，不需要設計變更；（2）需要局部調(diào)整設計，適應新的狀況；（3）原來制定的目標需要重大調(diào)整，相應進行設計。

結(jié)束語

生態(tài)水利工程是一門將生態(tài)學和工程學很好的結(jié)合在一起的一門學科，也是將人與自然和諧相處的思想很好的運用于實際的學科。因此在生態(tài)水利工程的設計過程中，提倡科學家、管理者和當?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與，通過對話、協(xié)商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。

參考文獻：

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篇8

關(guān)鍵詞：河流；生態(tài)；水利工程

中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：

正文：

目前水利工程對我國的經(jīng)濟發(fā)展與社會進步有著巨大的作用，但是水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了一定的不利影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變，這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。

一、河流生態(tài)

定義：是指一定空間中的生物群落與其環(huán)境組成的系統(tǒng)，其中各成員借助能量交換和物質(zhì)循環(huán)形成一個有組織的功能復合體。在生態(tài)學中，具體的生物個體和群體生活地區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境稱為“生境”。在生境各個要素中，水又具有特殊的不可替代的重要作用。淡水生態(tài)系統(tǒng)可以分為兩類，一類是動水生態(tài)系統(tǒng)，即河流生態(tài)系統(tǒng)，另一類是靜水生態(tài)系統(tǒng)，主要指湖泊、水庫生態(tài)系統(tǒng)。兩者都應包括周邊的淡水濕地。河流生態(tài)系統(tǒng)是指河流水體的生態(tài)系統(tǒng)，是陸地和海洋聯(lián)系的紐帶，在生物圈的物質(zhì)循環(huán)中起著主要的作用。

特點 ：

①調(diào)控性。在長期的進化過程中，形成了同種生物種群間、異種生物種群間在數(shù)量上的調(diào)控，保持著一種協(xié)調(diào)關(guān)系。水體自我修復能力，也是淡水生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)控能力的一種。在外界干擾條件下，通過自我修復，保持水體的潔凈。由于具有這種自我修復功能和自我凈化功能，才使淡水生態(tài)系統(tǒng)具有相對的穩(wěn)定性。

②整體性。生物群落一旦形成系統(tǒng)，其內(nèi)部各要素不能被分割而孤立存在；如果硬性分開，那么分解的要素就不具備整體性的特點和功能。在一個淡水域中，各類生物互為依存，互相制約，互相作用，形成了食物鏈結(jié)構(gòu)。

③統(tǒng)一性。這也是生態(tài)系統(tǒng)的基本特征，有什么樣的環(huán)境就造就什么樣的生物群落，二者是不可分割的。

二、水利工程

現(xiàn)在的水利工程基礎(chǔ)主要是工程力學和水文學。生態(tài)水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學。

1.生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時，兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)及環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建設的主要手段之一。

2.生態(tài)水利工程發(fā)展

人們對水的開發(fā)利用大致經(jīng)歷過五個階段：

①防洪建設階段。人類開始在水域周邊定居之后就必須進行防洪建設，一般是堤防、城墻、城區(qū)排水系統(tǒng)等，并且隨著社會經(jīng)濟水平的提高，不斷提高防洪建設水平。

②供水建設階段。經(jīng)濟發(fā)展到一定程度之后，水的供需矛盾就日益突出，這時各種引水、配水等供水系統(tǒng)的建設成為水利建設的主要內(nèi)容，經(jīng)濟越發(fā)展，要求供水能力和保障率越高。

③水資源保護階段。伴隨社會經(jīng)濟的發(fā)展，水域的污染將造成重大社會問題。因而水資源保護、改善水域水質(zhì)等水環(huán)境建設將成為水利建設的主要內(nèi)容。

④景觀建設階段。隨著人類生活水平的不斷提高，旅游事業(yè)的發(fā)展，人們會對水域周邊的景觀提出較高的要求。因此，以水域空間管理，為人們提供良好的休息娛樂空間為主要內(nèi)容的水利建設將首先在城市周邊地區(qū)得到發(fā)展。

三、河流生態(tài)系統(tǒng)與水利工程

水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)有積極作用，通過調(diào)節(jié)水量豐枯，可以抵御洪澇災害對生態(tài)系統(tǒng)的沖擊，同時也改善了干旱與半干旱地區(qū)生態(tài)狀況以及調(diào)節(jié)生態(tài)用水。水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)也有不利影響，一些水利工程建設造成河流形態(tài)的均一化和不連續(xù)化，其后果是生物群落多樣性水平下降。具體表現(xiàn)在：

1.使生境多樣性發(fā)生了改變。

2.使生物群落的多樣性降低。

人們?nèi)菀卓吹剿こ淘诠┧?、灌溉、發(fā)電等方面給人們帶來的直接、有形的利益，卻往往忽視水域生態(tài)系統(tǒng)為人類帶來的利益，更難于看到因水利工程改變河流形態(tài)的多樣性，對人類的利益造成的長遠的隱形的損害。

四、生態(tài)水利工程設計

對于水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，我們應該改進和完善水利工程的規(guī)劃和設計技術(shù)。未來的水利工程既要具有直接功效的供水、防洪、發(fā)電、航運工程，還要有利于生態(tài)系統(tǒng)健康與穩(wěn)定的生態(tài)工程。因此，我們可以采取合理設計。設計原則主要有以下幾點：

1.經(jīng)濟性原則。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態(tài)學原理。對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握，生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規(guī)劃設計中進行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復規(guī)律，力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。

2.空間異質(zhì)性原則。大規(guī)模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創(chuàng)造條件。

3.自我恢復原則。生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇。將自組織原理應用于生態(tài)水利工程時，生態(tài)工程設計與傳統(tǒng)水工設計有本質(zhì)的區(qū)別。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結(jié)構(gòu)，從而完成設計和實現(xiàn)設計。每一項生態(tài)水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態(tài)工程方案。

4.整體性原則。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用，提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相互關(guān)系進行綜合、整體研究。對于河流生態(tài)修復項目要有長期準備，同時進行長期的監(jiān)測和管理。

結(jié)語：生態(tài)水利工程是一個綜合性工程，在建設水利工程的時候，我們要依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，對水利工程的可行性進行階段性的評估。使得水利工程滿足人們的需求，同時我們還要保證水利工程的建設能夠做到對生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。當代社會水利工程的作用越來越大，我們建設水利工程的時候，要遵守相應的設計原則，要不斷發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)經(jīng)驗，只有這樣建設的水利工程才可以既能滿足人們的需求，又能做到對生態(tài)系統(tǒng)的保護作用。

參考文獻：

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篇9

關(guān)鍵詞：液壓馬達電鍍激光熔覆二次利用

0 引言

某機械施工公司6年前購進兩臺上海生產(chǎn)的同型號挖掘機，在使用過程中，先后出現(xiàn)了行走無力、跑偏、下坡制動不靈的現(xiàn)象。經(jīng)過拆卸馬達總成詳細檢查發(fā)現(xiàn)，故障原因是定子（配油軸）與轉(zhuǎn)子（缸體）承孔嚴重拉傷而造成的。按常規(guī)需要更換馬達總成，每個總成1.3萬元。但該產(chǎn)品在本地沒有售后服務商，液壓馬達的生產(chǎn)企業(yè)遠在貴州，通過聯(lián)系得知該型號液壓馬達緊缺。無奈之下找到當?shù)匾患叶飞焦こ虣C械產(chǎn)品整機銷售、配件供應、售后服務等為一體的專業(yè)商，最后研究決定對失效的液壓馬達配油軸和缸體進行再制造加工修復。通過新的表面工程技術(shù)，使修復后的零件品質(zhì)達到甚至超過新的零件。此修復工藝對工程機械大型液壓馬達的修復有較高的參考意義。

1 液壓馬達的再制造修復原理

1.1 徑向柱塞式液壓馬達的定子（配油軸）與轉(zhuǎn)子（缸體）承孔屬于精密配合偶件，當定子（配油軸）受到徑向不平衡的液壓力作用時，易與缸體（轉(zhuǎn)子）孔產(chǎn)生磨損，磨損后的間隙不能補償，泄漏大。再制造修復原理是恢復轉(zhuǎn)子與定子原有的配合間隙，在不影響缸體自身剛度的條件下，根據(jù)磨損情況對缸體進行鏜削加工；對定子（配油軸）進行電鍍硬鉻和磨削加工，以恢復機件原有的性能和配合間隙。

1.2 內(nèi)曲面定子與柱塞的修復。來自液壓泵的高壓油，經(jīng)過定子配油軸的進油孔分配給缸體上（轉(zhuǎn)子）的徑向活塞，活塞的另一端與滾輪相連，滾輪依靠背壓緊貼在具有偏心行程的內(nèi)曲面定子上，活塞處于上止點位置。當滾輪與定子內(nèi)曲面的高點接觸時，活塞處于下止點位置，被壓回的油液經(jīng)配油軸上的回油孔流回油箱。通過各個活塞在缸體（轉(zhuǎn)子）孔中的往復運動產(chǎn)生的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動缸體（轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)動，并由主軸傳出。如果柱塞與轉(zhuǎn)子孔磨損嚴重會對馬達的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的脈動帶來影響，而柱塞前部的滾輪部件與定子內(nèi)曲面的導軌如果出現(xiàn)嚴重磨損，同樣會造成壓力脈動和沖擊現(xiàn)象。內(nèi)曲面定子整體磨損嚴重需要更換定子部件，局部磨損采用激光熔覆耐磨合金的方法進行修復；活塞與轉(zhuǎn)子上活塞孔磨損超限，對活塞孔進行鏜削加工，同時更換加大尺寸的活塞，個別活塞與孔磨損超限，采取單獨加工的方法。

2 配油軸與缸體的修復工藝

2.1 技術(shù)要求：對于低速大扭矩液壓馬達，配油軸與缸體的配合間隙0.028-0.032mm,圓柱度和橢圓度不大于0.008mm，屬于精密偶件，對壓力油的清潔度要求很高，一般過濾精度不少于25um。

2.2 使用情況：而一些機械施工企業(yè)，往往不注意對挖掘機的日常維護保養(yǎng)，特別是一些擁有挖掘機的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和個體業(yè)戶，為了趕工期一年四季晝夜在工地上施工。據(jù)了解有的挖掘機從購進連續(xù)3年沒有更換過壓力油，更談不上保養(yǎng)，直到挖掘機出現(xiàn)了行走無力和流坡的故障才認識到嚴重性，但是經(jīng)過拆檢配油軸已經(jīng)對缸體造成嚴重的拉傷，究其原因都是疏于保養(yǎng)，導致壓力油嚴重污染造成的。一般拉傷的缸體孔，徑向拉傷深度都超過0.20-0.50mm，遠遠大于配合間隙，造成壓力泄漏，無法正常工作，必須進行再制造加工修復。

2.3 修復工藝：采取的修復工藝是對磨損嚴重的缸體承孔進行鏜削加工，對配油軸進行電鍍加工。考慮到零件本身性能的要求，兼顧到單件加工和互換性的問題，借鑒汽車缸體與曲軸的修復方法，采用尺寸修理法，以0.25mm為第一級修理尺寸，逐級加大。目前采用了四級修理尺寸，按照每級修理尺寸對應2-3年的馬達壽命，至少可以延長液壓馬達壽命5-10年。

2.3.1 缸體進行鏜削加工。由于缸體材料采用強度高、減磨性好的球墨鑄鐵材料，加工后的缸體承孔不需要再進行表面處理，還可以提高接觸應力，為了控制加工精度最好在精度較高的座標鏜床進行加工?？偟募庸ち繎刂圃?mm以內(nèi)，過大的加工量勢必影響到缸體本身的強度和剛度，還將改變柱塞的有效行程影響到馬達的排量，從而影響整個液壓馬達的工作性能。

2.3.2 液壓馬達的配油軸屬于耐磨損零件，其表面硬度達到HRC60以上，由于零件尺寸較大一般直徑在100mm以上，且結(jié)構(gòu)復雜、單件加工精度高、成本高，特別是表面熱處理難度更大，一般的加工企業(yè)難以勝任，因此對配油軸采取電鍍加工的方法進行修復。首先根據(jù)缸體的加工尺寸，選擇配油軸的加工方法，一般分兩種情況，然后再確定具體的加工工藝和成本。

一種情況是如果缸體鏜孔加工尺寸為0.25mm，可采取直接對配油軸進行電鍍硬鉻的加工方法。為了獲得好的電鍍效果，在電鍍前還要對配油軸的表面進行找正磨削加工，磨削加工量為0.01-0.05mm，再送電鍍中心進行電鍍硬鉻加工處理。在電鍍中心還要對配油軸零件進行噴沙、除油、清洗、活化等工藝處理，同時對進、回油孔進行封堵保護。這樣不僅可以防止氫脆的發(fā)生，還可以保證電沉積硬鉻時具有良好的結(jié)合力。

在電鍍開始的階段，采用停留較長時間的階梯小電流法，即5A停留15min，10A停留10min，15A停留5min。停留較長時間的階梯小電流送電，使陰極(即零件和掛具)在較長一段時間內(nèi)產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫原子，且隨著電流的增大，新生態(tài)氫原子會相應地增加。這些新生態(tài)氫原子具有極高的還原能力，使零件表面的鈍化膜不斷地得到還原，從而使零件表面得到活化，尤其是階梯小電流中的大電流能充分活化零件的復雜部位。

停留較長時間的階梯小電流送電，加上噴濕砂的鍍前處理，不僅有利于提高鍍層與基體的結(jié)合力，更有利于保證鍍層的完整，確保電鍍質(zhì)量，并且對零件基體的損傷很小。此后用1.5-2.0倍的正常電流密度沖擊鍍30-60s，可在較短時間內(nèi)生成致密且結(jié)合力良好的薄鉻層。對于形狀較復雜的配油軸零件這種沖擊鍍是必不可少的，它可有效地保證鍍層的完整性，在這之后恢復正常電流密度進行電鍍硬鉻，直至達到要求的鍍層厚度。

電鍍周期一般為12小時，鍍層厚度達到0.30-0.35mm，電鍍硬度達到HRC62以上。鍍后根據(jù)配油軸與缸體承孔的配合間隙，對配油軸再進行磨削加工，然后進行配研和浸油處理，就可以裝車使用。

另一種情況是如果鏜孔加工尺寸在0.50mm以上，加上磨削余量，總的電鍍層將達到0.60-1.10mm,這么厚的鍍層一不實用，二不經(jīng)濟。按照電鍍一級修理尺寸0.25mm計算，每個配油軸的電鍍成本在500元左右，每增加一級修理尺寸成本翻一番，加上時間成本還遠不止這些，最高可達到2000元左右。因此對于電鍍尺寸超過0.50mm以上的配油軸，采取先表面鍍鐵，經(jīng)磨削加工后，再鍍硬鉻的方法，后續(xù)工藝與第一級修理尺寸相同。這樣就將配油軸的電鍍加工成本控制在1000元左右，既經(jīng)濟又有效。

3 內(nèi)曲面定子與柱塞的修復

從馬達的工作原理得知，當工作壓力一定時，馬達的輸出轉(zhuǎn)矩僅與馬達的排量有關(guān)，即無論內(nèi)曲面的形狀如何，只要保證各個柱塞的有效行程相同時，其平均轉(zhuǎn)矩都是相同的，也就是說與內(nèi)曲面的形狀和平均轉(zhuǎn)矩無關(guān)。但是對于不同的內(nèi)曲面形狀，柱塞卻有著不同的運動規(guī)律，對馬達的轉(zhuǎn)矩和和轉(zhuǎn)速的脈動帶來影響，還會對內(nèi)曲面造成沖擊。在對缸體和配油軸進行修復后，可以保證各個柱塞的有效行程相等，但是柱塞前部的滾輪部件與定子內(nèi)曲面的導軌如果出現(xiàn)嚴重磨損，同樣會造成壓力脈動和沖擊現(xiàn)象，因此必須對內(nèi)曲面進行修復。如果內(nèi)曲面磨損嚴重需要更換定子部件；如果局部磨損可采取激光熔覆鎳基合金粉末的工藝進行修復。柱塞與缸體上柱塞孔的配合間隙0.024-0.028mm，圓柱度和橢圓度不大于0.008mm，屬于精密偶件，對壓力油的清潔度要求很高，一般過濾精度不少于25um。柱塞與柱塞孔磨損超限，需要對柱塞孔進行鏜削加工，同時更換相應的加大活塞，個別柱塞與缸體上柱塞孔磨損嚴重需要單獨加工修復，具體方法同前。

4 結(jié)果與討論

首先對兩個同型號液壓馬達的缸體和配油軸進行了再制造修復，取得良好的效果，平均每個液壓馬達的修復成本控制在3000元左右，修復后的液壓馬達正常使用3年以上，使用性能穩(wěn)定。又對回收的不同型號的20臺液壓馬達總成進行了再制造修復，平均使用壽命為3年，使用性能良好。不僅有效解決了回收馬達的再利用問題，節(jié)約了大量資金，還創(chuàng)造了良好的信譽和經(jīng)濟效益。

從挖掘機的維修實踐中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)挖掘機的故障集中出現(xiàn)在購買后的3-5年期間。究其原因除了超負荷的頻繁作業(yè)外，主要是疏于保養(yǎng)造成的。從故障分布看，70%的故障出現(xiàn)液壓系統(tǒng)，而液壓馬達的故障又占到液壓系統(tǒng)故障的30%。從售后服務實踐看，如果挖掘機的故障出現(xiàn)在施工現(xiàn)場，一般都是更換總成，低速行走液壓馬達更不例外，而更換回收的總成只能拆解清洗，將合格件作為再生件使用。能否對磨損的液壓馬達總成進行再制造修復，是每個挖掘機維修服務企業(yè)十分關(guān)心的問題。通過對液壓馬達再制造修復過程的詳細介紹，以期對工程機械液壓馬達總成的修復工作提供參考。

5 結(jié)論

5.1 磨損失效的液壓馬達總成，完全可以通過電鍍硬鉻、激光熔覆等再制造修復技術(shù)，結(jié)合機械加工工藝，恢復機件的性能和配合間隙，滿足使用性能的要求。

5.2 一個液壓馬達總成的修復成本在2500-3500元，約占新總成的20%-30%；使用壽命與新總成相當，甚至超過新總成，性能可靠。

參考文獻：

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篇10

[關(guān)鍵詞]生態(tài)水利工程設計原則

生態(tài)水利工程學是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程,則是對于被嚴重干擾河流進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))以及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設的主要手段之一。

一、水利工程與生態(tài)水利工程的區(qū)別

水利工程可以理解為人類通過工程措施或行為實現(xiàn)水資源的再分配和利用。水利工程最初的作用是防洪、提供穩(wěn)定的水源、緩解或防止農(nóng)作物旱澇漬災害、提供清潔能源(修建水電站)和水利旅游景點等,這主要體現(xiàn)了水利工程的資源性、經(jīng)濟性與社會性。而生態(tài)水利工程則更強調(diào)水利工程的主要服務目標是生態(tài)。有學者認為生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復的目標;對于已建工程,則是對被嚴重干擾的河流進行生態(tài)修復。筆者認為生態(tài)水利工程是現(xiàn)代水利的標志,至少應包括以下兩個方面的科學內(nèi)涵:①生態(tài)水利工程的開發(fā)應有明確的生態(tài)服務目標與功能。在設計階段,應當將生態(tài)系統(tǒng)健康過程的維持置于重要位置,并作為設計的制約因子,使水利工程能滿足適宜的生態(tài)水文過程要求。②生態(tài)水利工程應強調(diào)工程選址、布局、施工過程的環(huán)境友好性與經(jīng)濟性。防止在工程實施過程中產(chǎn)生巨大的環(huán)境成本和經(jīng)濟成本,實現(xiàn)社會經(jīng)濟與生態(tài)保護的雙贏。

二、生態(tài)水利工程規(guī)劃設計的基本原則

2.1工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理,也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律,以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復工程的穩(wěn)定性。對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析,應遵循投入最小而經(jīng)濟效益和生態(tài)效益最大的原則。

2.2保持和恢復河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

有關(guān)生物群落研究的大量資料表明,生物群落多樣性與非生物環(huán)境空間異質(zhì)性存在正相關(guān)關(guān)系。非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落多樣性的關(guān)系反映了非生命系統(tǒng)與生命系統(tǒng)之間的依存和耦合關(guān)系。一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,意味著創(chuàng)造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)的某種程度的退化。

2.3生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇,某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源與合適的環(huán)境條件。在這種情況下,生境就可以支持一個具有足夠數(shù)量并能進行繁衍的種群。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)設計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明,人工與自然力的貢獻各占1/2。在利用自設計理論時,需要注意充分利用鄉(xiāng)土物種。引進外來物種時要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。

2.4流域尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復規(guī)劃應該在流域尺度和長期的時間尺度上進行,而不是在河段或局部區(qū)域的空間尺度和短期的時間尺度上進行。所謂“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用,提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和工程設施系統(tǒng)。

2.5反饋調(diào)整式設計原則

生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設計呈一種反饋調(diào)整式的設計方法。是按照“設計一執(zhí)行(包括管理)一監(jiān)測一評估一調(diào)整”流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中,監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測,需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng),進行長期觀測。同時還需要建立一套河流健康的評估體系,用以評估河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢

三、生態(tài)水利工程設計應遵循的理論與技術(shù)路線

3.1應以生態(tài)水文學與工程水文學作為工程設計的基礎(chǔ),進行水文過程的分析與計算。

因為生態(tài)水利工程的服務對象比較廣,往往同時涉及濕地、林業(yè)、草原、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和江河湖泊等生態(tài)用水和工業(yè)、城鎮(zhèn)、消防、居民等經(jīng)濟生活用水,所以只有弄清生態(tài)目標對水資源的時空要求規(guī)律,生態(tài)水利工程的設計才能建立在科學的基礎(chǔ)上。如由黑龍江農(nóng)墾勘測設計研究院進行規(guī)劃設計的“兩江一湖”(黑龍江、烏蘇里江和興凱湖)干流沿岸灌區(qū)工程,其中提水灌區(qū)的開發(fā)與設計就是從生態(tài)水文學與工程水文學相結(jié)合的角度,充分考慮了在非灌溉期或灌溉空隙時間為濕地補水和利用灌區(qū)尾水給退化濕地進行補水的可行性,并對工程措施的技術(shù)經(jīng)濟可行性進行了充分論證,屬于生態(tài)水利工程設計的一個實踐。

3.2識別工程可能影響的關(guān)鍵生態(tài)敏感目標。

生態(tài)水利工程的設計應當能準確識別受工程直接或間接影響的生態(tài)目標,并在工程規(guī)劃階段予以充分考慮。但當前許多水利工程的設計很少或沒有考慮流域生態(tài)敏感點。如三江國家級自然保護區(qū)濕地的水資源主要來自降水、上游來水(如別拉洪河和濃江)以及烏蘇里江和黑龍江洪水期倒灌補充,所以上游來水的減少,會影響保護區(qū)濕地的水文過程。水文測驗資料分析結(jié)果顯示:由于別拉洪河上游開挖了許多人工排水渠道(如新開挖的別拉洪大排干),使上游來水直接排人撓力河和烏蘇里江,沒有經(jīng)下游保護區(qū)進入烏蘇里江。致使別拉洪流域流經(jīng)三江國家級自然保護區(qū)的徑流總量比1978年以前減少了約70%;撓力河流域在上游修建的龍頭橋水庫在非汛期(1～5月,l0～l2月)不向下泄流,根據(jù)多年水文數(shù)據(jù)分析,非汛期8個月的平均流量為4.22m3/s,經(jīng)初步計算,與水庫修建前相比,每年約減少下泄水量8700萬m3,嚴重影響了下游的撓力河國家級濕地自然保護區(qū)。