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生態(tài)河床在城鎮(zhèn)內(nèi)河的應用與研究

文檔作者：林德耀1 林婷2 林晨君2 文檔來源： 1福建工程學院 2福州教育學院附屬中學		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年09月03日
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上一篇：生態(tài)養(yǎng)魚富營養(yǎng)化生態(tài)修復模式探討

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生怎習床蒞墑鎮(zhèn)肉習曲皮用與珥究
林德耀1林婷2林晨君2
(1福建工程學院福建福州350108
2福州教育學院附屬中學福建福州350001)
摘要提出用科學的方法來構(gòu)建城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)河的生態(tài)河床，在河床上豢養(yǎng)浮游動植物，河底、河面上以及河岸邊種植些
適合生長的水生生態(tài)植物，不斷地進行自然界的生態(tài)循環(huán)來凈化水質(zhì)，達到呵護內(nèi)河的目的，永久性地實現(xiàn)“內(nèi)河水質(zhì)清澈見
底、魚蝦歡快暢游，沿岸落英繽紛、鳥語花香”的景象，盡顯人與自然的和諧與統(tǒng)一。
關(guān)鍵詞河床生態(tài)循環(huán)應用研究
中圖分類號．X321．013 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2012)02-0083-03
隨著工業(yè)的發(fā)展、城市人口的急劇增長．內(nèi)河污染日益
嚴重．治理內(nèi)河污染和維護內(nèi)河清潔已成為世界各國政府共
同面對的難題。本文從內(nèi)河主要污染源查找原因．提出利用
生態(tài)循環(huán)理論，營造生態(tài)河床。對內(nèi)河進行養(yǎng)護。工程不僅造
價低。而且能做到一次投資．“終生受益”．永保內(nèi)河水源免遭
污染。
l 內(nèi)河主要污染源
檢測內(nèi)河污染程度的主要指標有：酸堿度(pH)、懸浮固
體(SS)、溶解氧(DO)、生物耗氧量(BOD)、化學耗氧量
(COD)、某些病原體等。
重點檢測生物耗氧量(BOD，)．即在5d內(nèi)。微生物與1L
污水里的有機物等污染物發(fā)生生化反應。生成無害的物質(zhì)。
折算成所耗氧的mg數(shù)．也就是所謂的生物降解效應的耗氧
量(BOD)；化學需氧量(COD)是以化學方法測量水樣中需要
被氧化的還原性物質(zhì)的量。水樣在一定條件下。以氧化lL水
樣中還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量為指標．折算成每L水
樣全部被氧化后，需要氧的mg數(shù)。上述2項均以m璣表示
河水受污染的程度。此值越小表明河水受污染的程度越輕。
(1)耗氧型污染源。在生活污水、食品加工和造紙等工
業(yè)廢水中，含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、木質(zhì)素等有機物
質(zhì)屬于耗氧污染物。這些物質(zhì)以懸浮或溶解狀態(tài)存在于污水
中．可通過微生物的生物化學作用而降解其毒性。
(2)氮、磷、氨氮等植物營養(yǎng)性污染源。植物營養(yǎng)物質(zhì)的
來源廣、數(shù)量大，有生活污水(菜葉等食物殘渣)、農(nóng)業(yè)(化肥、
農(nóng)家肥)、工業(yè)廢水、垃圾、天然水體中所含的磷和氮(特別是
磷)等。
植物營養(yǎng)物主要指氮、磷等能刺激藻類及水草生長、干
擾水質(zhì)凈化，使BOD，升高的物質(zhì)。水體中營養(yǎng)物質(zhì)過量所
造成的”富營養(yǎng)化”對于湖泊及流動緩慢的水體所造成的危
害已成為水源保護的嚴重問題。
適量的藻類及其他浮游植物，不僅能吸附上述污染物，
且在其生長過程中的光合作用所釋放出來的氧氣．有利于水
生動物的生長，對凈化水質(zhì)是有利的。
在富含營養(yǎng)物的水體作用下．藻類及其它浮游生物迅速
繁殖。當繁殖到一定量時．造成水面透光率降低．水體溶解氧
量下降，水質(zhì)惡化，先導致部分魚類死亡。而這些死亡的魚在
厭氧微生物作用下被分解．不斷產(chǎn)生有毒的硫化氫等氣體。
水質(zhì)繼續(xù)惡化．導致大量魚類和其他水生生物的死亡．而這
些死亡的生物殘體在腐爛過程中．不斷消耗水中的溶解氧。
同時又把氮、磷等污染物釋放到水中．造成水質(zhì)其臭無比．臭
溝和臭池塘就這樣形成了。
(3)病原體污染物。生活污水、畜禽飼養(yǎng)場污水以及制
革、洗毛、屠宰業(yè)和醫(yī)院等排出的廢水，常含有各種病原體。
如病毒、病菌、寄生蟲。水體受到病原體的污染會傳播疾病。
如血吸蟲病、霍亂、傷寒、痢疾、病毒性肝炎等。
(4)化學污染物。主要由化工廠排放的廢水造成的。含有
化學品殘留物、重金屬等污染物。
2內(nèi)河污染防治
(1)污水達標排放。加大環(huán)保監(jiān)管力度，嚴控醫(yī)院、化工
廠等單位的廢水排放，杜絕病原體、化學品、重金屬污染物排
入內(nèi)河。
(2)杜絕污水直排內(nèi)河。把所有直排內(nèi)河的污水管徹底
改道至城市污水管網(wǎng)中．結(jié)束污水直排內(nèi)河的歷史。
3構(gòu)建生態(tài)循環(huán)護河保障體系
生態(tài)河泥能吸附和降解河水中的污染物．河泥中富含的
微生物等又是水生動、植物的“美味佳肴”；水中藻類及水草
等植物能吸附氮、磷、氨氮等污染物；河岸邊的水生植物，能
吸附雨天沿路邊傾瀉而下的部分污水。同時又是蛙類動物的
天然棲息地；水中的魚、蝦能吃掉水中的浮游微生物(包括藻
類的種子)．使藻類不會無節(jié)制地繁殖，不會造成水面透光率
降低導致水體溶解氧量下降而影響水質(zhì)。
成年青蛙在岸邊草叢中嬉戲、覓食，浮游植物、蚊蟲的幼
作者簡介：林德耀(1962-)，男，福建閩侯人，高級工程師．主要研究電子信息工程、智能化農(nóng)莊與環(huán)境保護工程等。
萬方數(shù)據(jù) 201 2．No．2， O
卵、蛙卵是魚的上等飼料，魚的排泄物又成為水中微生物的
飼料，而水中微生物又是蝦的食物，這樣不斷地進行著有趣
良性的生態(tài)循環(huán)，起著不斷凈化水質(zhì)的作用．使內(nèi)河的水質(zhì)
越來越好。
3．1 生態(tài)循環(huán)護河的構(gòu)想
3．1．1構(gòu)建生態(tài)河床
在清除內(nèi)河污染物并依據(jù)科學的方法處理后．根據(jù)具體
情況再鋪上一層有一定厚度的未污染河泥(生態(tài)河泥)．即構(gòu)
成生態(tài)河床．
生態(tài)河泥是一種由有機物(如樹木尸體)殘片、微生物
(如細菌菌體)與懸浮物質(zhì)、無機顆粒(如二氧化硅)、膠體物
質(zhì)等組成的極其復雜的非均質(zhì)體茶褐色或淺灰色的絮凝體．
有機污染物對生態(tài)河泥中的微生物來說就是營養(yǎng)質(zhì)．微
生物能與污水里的有機物等污染物發(fā)生生化反應．生成無害
的物質(zhì)，這就是所謂的生物降解效應。
3．1．2引入水生動、植物
青蛙(已放生) 河中魚種之一
圖l水生浮游動物隆一’ !i霹蟄鼬a兩翌’嘲 河底生態(tài)復合型水草1 河底生態(tài)復合型水草2
圖2 河底生態(tài)復合型水草
岸邊濕身植物l 岸邊濕身植物2
圈3河岸邊濕身檀物
河床上漂游的植物l 河床上漂游的植物2
圖4河床水面上的浮游植物
2∞2．N02．
(1)在河中引進浮游動物如青蛙、金魚、非洲鯽魚，鰱魚
等．部分圖片見圖l。
(2)在內(nèi)河的底部多種些生態(tài)復合型水草如圖2所示，
增加水下植物光合作用所產(chǎn)生氧的含量。在河岸的兩側(cè)有選
擇性地種植些可觀賞性的水生(濕身)植物。如圖3所示。在
河床的水面上適當引進些如浮蓮、藻類的浮游植物如圖4所
示。這些生態(tài)循環(huán)所需的環(huán)境因素。不僅保護了水質(zhì)，而且也
能成為一道城市內(nèi)河亮麗的風景線。
3．2生態(tài)護河數(shù)學模型的建立
3．2．1 內(nèi)河水質(zhì)模型的建立
內(nèi)河水質(zhì)模型采用多賓斯一坎普(Dobbins—Camp)BOD—
DOS水質(zhì)模型，以COD代替BOD，其中溶解氧(DO)、生物耗
氧量(BOD)、化學耗氧量(COD)，設(shè)碳有機物的生化降解動
力數(shù)學表達式：
，r 羋=一H。·￡(1)
d￡
式中：L為河水COD質(zhì)量濃／鏖／mg／L；H。為COD降解速
率／d．1．
(1)多賓斯一坎普水質(zhì)數(shù)學模型認為：
COD降解速率與DO降低速率相同：
(2)河底釋放與污水的匯入引起COD的變化速率，用R
表不，mg／(L·d)；
(3)由于光合作用或河水的流動引起DO變化，以P表
示，mg／(L·d)，彌散作用略去不計。
那么在河水穩(wěn)定狀態(tài)下．河流COD和DO沿途變化規(guī)
律數(shù)學表達式如下：
p粵一(HJ+日3)+R
口茹
p—d-C=H1．￡+H2．(Cs—C)一(JP卜P1) (2)
d．X
￡I手￡o·CI；廬Co
式中弘為問沉透／度／m／s；HI為COD降解速翠或DO氧降
低速率／d一’；H：為河水表面復氧速率；H，為沉淀作用引起的
COD損失率／d～；C為河水中溶解氧質(zhì)量濃度／mg／L；Cs為水體
飽和溶解氧質(zhì)量濃度，mg／L；R為河泥釋放和沿途污染引起
的COD變化率／mg／(L·d)；P。為河泥耗氧引起的河水溶解氧
降低速率／mg，(L·d)；P2為藻類光合作用氧的凈生產(chǎn)率／(mg／
L·d)。
積分后：
￡=L。。一+j71毛7_(1一一)
c=麗H而I啦。矗)．(一一R)
+巳一(Cs—co)融【百Pz-Pl+稿‰】(1-R)
一≈印[-盥磐]
F：=exp【一警] ㈣
河水在靜I}狀杰下水質(zhì)變化速率為．
萬方數(shù)據(jù) 國
設(shè)H=Hl+H3
旦蘭一H．L+R
出
掣一H(L—R／H) m
．d(L-，WH)一：-K(L—R／H)
出
設(shè)Y=L—IvH代人上式
掣：一日l，
dt
y|=yo·e-4k
R—K(L1-叫YQ。．e-扯)一(4)
3．2．2計算與分析
(1)上述數(shù)學模型中要確定參數(shù)Hl、H2、H3、R、Cs、Pl、P2
的值：當河水有關(guān)參數(shù)確定后．河道內(nèi)水質(zhì)COD和DO達到
要求的情況下，根據(jù)式(2)、(3)、(4)，可求出河流流速“，進
而就可以判定內(nèi)河進水開閘的大小。
(2)根據(jù)經(jīng)驗值和有關(guān)標準，在假定河流流速斗等參數(shù)
為已知情況下，可求式中的其他任何值，如P2為藻類光合作
用氧的凈生產(chǎn)率的值等。
(3)若實測值與經(jīng)驗值偏差太大，如P。為河泥耗氧引起
的河水溶解氧降低速率。如實際測量值為計算值好幾倍。原
因有2種：①藻類及其他浮游生物繁殖太多。造成水面透光
率降低，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化。②由于水體中存在
富含植物營養(yǎng)物的污染．引起藻類及其他浮游生物迅速繁
殖。當繁殖到一定量時，造成水面透光率降低。水體溶解氧量
下降，水質(zhì)惡化等。
若是第1種原因．可適當清除些藻類及其他浮游生物的
數(shù)量。若是第2種原因，應查找污染源并予以根除后，再來適
當清除些藻類及其他浮游生物的數(shù)量。
4生態(tài)河床的制作實例
4．1人造生態(tài)河床
我們選擇一塊受污染的空地．本學院北區(qū)離垃圾場約
60m的一處淺溝。原生活污水從此經(jīng)過，成為蚊蟲孳生的地
方做為實驗區(qū)。
(1)清淤。我們花了整整2個月業(yè)余時間，親自動手把污
泥(微生物的尸體以及重金屬沉淀物等污物)全部挖走集中
填埋，制造出“河床”長6m，寬2．5m，深1．5m。
(2)沖洗、暴曬。確保污泥清除干凈后，將“河床”圍起，
然后對“河床”的兩壁及河底用自來水進行清洗．清洗粘在河
壁、河底上的污物，以便日后做為水生植物、生物的溫床．。清
洗出的污水萬萬不可排入內(nèi)河，應全部抽城市污水管網(wǎng)中。
河底抽干后暴曬在太陽下2周以上．進行天然紫外線消
毒。
(3)墊鋪沙石。河底清淤沖洗后．先鋪沙后再鋪細石子
并分別夯實，沙子夯實后其高度經(jīng)驗值不低于6cm為宜。細
石子高度一般不低于4cm為宜，這樣做可起到隔離原河床
底部的作用．便于其上制造出生態(tài)河床。
(4)墊鋪生態(tài)河泥。最后到無污染的河邊或地下挖出無
污染的生態(tài)河泥。墊鋪在其上，厚度一般不小于8cm，制造出
一種人造生態(tài)河床，由于生態(tài)河泥不僅能降解污染物。而且
能使內(nèi)河水質(zhì)更清．對水上生物能提供極其豐富的營養(yǎng)物
質(zhì)．以便水生植物、浮游生物繁衍生息。
4．2引入天然溪水(雨水l
引入天然溪水(雨水)來代替外河江水。模擬制造出一款
“生態(tài)河床”．后又到農(nóng)村收集20只幼蛙和20只泥鰍放人池
塘中。均已全部健康成長并不斷地繁殖。現(xiàn)已成為青蛙、泥鰍
的樂園，圖l即為本池塘的青蛙．此物種的青蛙對水源質(zhì)量
要求非?？量蹋杂形廴揪突畈涣?，在其它地方已頻臨滅絕。
月光下的人造(生
態(tài)河床)池塘．水質(zhì)
清澈．水上的植物
倒影如墨．水中的
蛙鳴聲此起彼伏．
仿佛在告訴人類
要善待它們．才能
達到人與自然的
和諧(圖5)。
5結(jié)束語
圍5人造生態(tài)池塘
城鎮(zhèn)內(nèi)河污染制約著當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展．治理內(nèi)河污染已
成為人們的共識。怎樣治理和呵護內(nèi)河，各地的措施不盡相
同。據(jù)我們調(diào)研和實地觀察。雖花費了大量的人力、物力和財
力來治理內(nèi)河污染，其效果仍不盡人意。本文推出采用生態(tài)
河床來呵護城鎮(zhèn)內(nèi)河。希望能起到拋磚引玉的作用，共同治
理好內(nèi)河污染的頑疾，保護好我們的生存環(huán)境。呵護好我們
母親河的生命之水。
參考文獻
1 田英．李敏玲，郭艷春．農(nóng)業(yè)灌溉渾河沖污水量與水質(zhì)污染分析．現(xiàn)代
農(nóng)業(yè)科技．2011(7)
2蘇春海，叢海兵。王東京．揚州城區(qū)水系樸水優(yōu)化調(diào)控技術(shù)研究．環(huán)境
科技．2011．24(3)
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5孛置．三捷河水質(zhì)狀況及治理對策研究．能源與環(huán)境，2011(3)
一帥l¨一¨h··，“‰·—H●-一?！甽hl·一“‰·，1¨．—■¨一q‰，m¨H—¨h—恤-，呻lI-—Ⅵ_-—噸—啃州Ⅵ^橢—嘶p—_¨·．—H●—州Ih一—h—岫h—Ⅶ—。_II-_■¨—咻F—‰-—oH●-—‰，”t●-—帥—一¨—_h_—●●-，_I--一¨—■I●一Ⅵ-—■h—--1．-—州_一_I—h—q咐
我國大力開展大氣污染防治工作
當前我國大氣污染排放總量依然較大．大氣環(huán)境形勢嚴
峻。應下大決心、高標準，采取更有力的措施，加強大氣污染
的綜合治理。推動空氣質(zhì)量的持續(xù)改善：①加快淘汰電力、鋼
鐵、建材、化工等落后產(chǎn)能；②提高環(huán)境準入門檻；③深化污
染減排；④狠抓機動車污染防治；⑤加強地區(qū)協(xié)同防控。

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