爱尔斯微课堂|典型河道生态修复工程探析（一）
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随着生态修复实践的开展和理念的更迭，水体生态修复从单一目标线性治理，走向社会、经济、生态的多目标综合协同治理。生态修复工程项目作为河道建设的长效管理措施，具有风险大、周期长、投资高、影响深远的特点，如何避免“建了拆、拆了建”的过程反复，是当前面临的紧迫任务，亟需实现从短期试点到长期实践的体制机制转变。本文以上海市典型河道为例，对其水生态修复工程进行了技术措施适用性与运行维护需求分析。
上海市属于平原感潮河网地区，典型河道位于中心城区，呈“L”型与其他5条河道相连接，长5.196km，底宽8.2～19.6m，面宽21～32m，河道护岸结构基本为硬质直立式。非引排水期间，水体流速在3cm/s左右，河道易产生淤积，基本2～3年清淤1次，近3年为1年清淤1次。河道沿线各类企事业单位约3000家，人口密度约2.4万人/km2，区域生活污水收集率100%，无直接入河工业及生活污染源排放口，沿线有6个市政雨水系统排放口。入河污染源主要为沿河排水系统雨天放江污染和相连水系间的污染传输。以主要污染物指标看，2018年之前为黑臭河道，由于水体阶段性黑臭，水域大型动植物消失殆尽，水体生态环境差。经过一系列的综合整治，河道基本消除了黑臭。
河道断面近年主要水质指标年均值
河流生态修复的成功可以表现在很多方面，国内外研究人员形成了一套评估体系，开展了水文、水质、地貌、栖息地、娱乐价值等多指标定性或定量评价实践。
虽然已经有了很好的评估标准，但直接用来指导和评估水生态修复治理工程，缺乏直观可测手段和可操作性，而且人力、物力的消耗会大大增加成本投入。也有研究者对河流整治后周围土地升值及房地产、商业的推动效应开展了河道生态修复工程的效益评估；亦有研究者基于物元可拓模型开展河流生态修复工程效果评估。
每种评价方法都有其优缺点及适用的评价领域，针对城市水网地区河道，生态修复工程不仅应满足断面水质和景观要求，所构建或修复的生态系统还应该具有一定的持续运营能力，对后继工程起到支撑性作用。
针对上海市中心城区典型河道，水域生态修复工程不涉及对河道结构的改变，参照相关研究，从技术措施适用性和后期运行维护的需求这两方面对河道生态修复工程的成效进行评价。篇幅限制，先讲技术措施适用性。
技术措施适用性
河道水体生态修复工程措施主要包括生物挂膜、曝气增氧、沉水植物构建和生态浮岛。
生物膜法是一种成熟的废水处理方法，河道水体不同于生活污水，受区域水利调度影响，其水力条件和水质变化较大，在河道中挂膜的有效性与适用条件还需要更多细化的研究。该河道挂膜万米以上，虽然各项措施实施之后，河道水质改善效果显著，但其中挂膜措施是否达到了预期水质处理效果及其在水质改善中的贡献率并无有效的评估。且目前生态修复的注意力集中在措施的效果上，对后期挂膜材料的移除与处理处置还缺乏相关的研究。
生物膜上的缩影照片
另外，为提高挂膜效率及其水质改善效果，在挂膜前期往往会投加微生物菌剂。为防止微生物菌剂对人体健康、环境和生态平衡可能造成的危害，上海市生态环境局在2017年出台了《市环保局关于加强微生物菌剂应用环境安全管理若干事项的通知》，取消了微生物菌剂应用环境安全许可事项，转为强化微生物菌剂提供、应用单位环境安全主体责任，要求微生物菌剂提供单位应当依法对其进行环境安全评价等。在相当多的水体生态修复工程中，项目承担方强调菌剂为本土菌种，未对菌剂进行长期的跟踪监测，在与曝气联用的情况下，微生物随气溶胶逸散，存在一定的健康风险。
曝气是改善河道水质的有效技术手段，其水质效果与外源污染量的大小和变化幅度直接相关。尤其是对于固定式曝气设备，如果外源污染的水量和水质波动变化程度较高，曝气效果稳定性就较差。在实际的工程实践中，曝气设备、曝气深度以及曝气强度等曝气边界条件较为模糊，河道水体需氧水动力模型不具有普适性。该河道在生态修复工程初期使用水车式增氧机，且多设置在桥两侧以期在水体增氧的同时构建灵动水景，但在实施过程中发现，受河道水质特征影响，曝气增氧过程中常伴有浓郁的土腥味及臭味，随后将水车式曝气全部更换为微孔曝气。
水生植物对污染水体有明显的水质改善效果，并具有水质监测、景观营造的作用，在河道生态修复工程中得到广泛的应用。该河道设计沉水植物修复面积8万m2以上，在施工过程中，一方面为满足河道行洪防汛功能需要，河道水力特征变化较大，不利于沉水植物的成活与恢复；另一方面，定期的河道清淤也导致沉水植物难以存活，截至2020年年底，河道内仅有零星沉水植物存在。针对此类河道，沉水植物的人工强化修复应根据河道实际情况确定强度，并不适合大面积展开。
生态浮岛也是河道治理中广泛使用的生态修复手段，该河道设计生态浮岛面积3000m2，浮岛植物一度长势良好，营造了良好的河道景观，引来水鸟在河面歇脚觅食。但浮床植物生长至一定密度后出现普遍沤根现象，导致浮床植物连片腐烂，引起水体二次污染。浮床的维护有利于提高和保持设施的处理效果，但河道水体特征才是决定技术是否适用的首要条件。仅关注技术措施对污染物的去除效果，不理清生态浮床技术边界条件不仅导致二次污染，还会增加后期运维费用。
来源：环境生态学 期刊