目前，國內(nèi)外水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善主要有“控源、減污、生態(tài)修復(fù)、綜合治理”的手段，而在我國水環(huán)境治理的相關(guān)工程應(yīng)用上，往往只注重到通過點(diǎn)源控制和底泥清淤的單一控源手段來進(jìn)行水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善，忽視了過程削減、生態(tài)修復(fù)和綜合治理等手段并行實(shí)施。本文通過對(duì)幾種水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善技術(shù)進(jìn)行探析，旨在為人們在工程應(yīng)用時(shí)提供相應(yīng)的參考。

1生態(tài)溝渠

生態(tài)溝渠是指具有一定體積，由水、植物、土壤、微生物及動(dòng)物組成，擁有一定生態(tài)功能的排水系統(tǒng)。生態(tài)溝渠對(duì)農(nóng)田退水的凈化效果十分顯著，對(duì)退水中的N、P去除效果好，同時(shí)還具有占地面積小、可直接由農(nóng)田排水溝改造、水力停留時(shí)間長、可種植經(jīng)濟(jì)作物創(chuàng)造價(jià)值等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)Woltemade對(duì)美國及加拿大農(nóng)田利用生態(tài)溝渠進(jìn)行退水的研究，溝渠系統(tǒng)截留的污染物占流域內(nèi)污染物輸入總量的60%-90%，可見生態(tài)溝渠在氮、磷的截留方面表現(xiàn)突出。

我國大部分水域周圍往往伴隨著有農(nóng)田分布，農(nóng)田退水成為了進(jìn)入水體中的重要污染來源。而我國農(nóng)田間的退水溝渠一般以傳統(tǒng)土渠或硬質(zhì)化溝渠為主，這兩種形式的溝渠系統(tǒng)都只注重到其排水的功能效果，對(duì)固體懸浮物、氮和磷的截留作用收效甚微。

構(gòu)建生態(tài)溝渠的兩大基礎(chǔ)是基質(zhì)和植物，從這兩方面入手，對(duì)傳統(tǒng)土渠和硬質(zhì)化溝渠進(jìn)行生態(tài)化構(gòu)建或改造，使其在排水的同時(shí)具備水體凈化的效果。

生態(tài)溝渠的基質(zhì)可選用砂土、礫石等透水性好，價(jià)格低廉的材料，此外也可添加吸附性強(qiáng)或利于微生物生長的基質(zhì)，例如沸石及火山巖等。基質(zhì)的鋪設(shè)厚度應(yīng)滿足植物種植的要求，一般以大于20cm為宜，以保證植物的根系有足夠的生長空間。生態(tài)溝渠中對(duì)于植物的選種，可以傳統(tǒng)的濕地挺水植物為主，例如蘆葦、菖蒲、千屈菜等，同時(shí)搭配間種對(duì)農(nóng)藥去除效果好的植物，如黑麥草、地膚草等，此外也可以種植經(jīng)濟(jì)作物，如茭白、魚草等。

2生態(tài)護(hù)岸

在河道流經(jīng)的城市段，仍以硬質(zhì)化的傳統(tǒng)護(hù)岸為主，遵循用最經(jīng)濟(jì)斷面輸送最大流量的原則，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇上追求斷面渠化和較小的水力糙率，在使用功能上側(cè)重防洪固岸。河岸在整體硬質(zhì)化后在一定程度上破壞了河流的自然功能，隔絕了水體與天然岸基的交互。

生態(tài)護(hù)岸是指利用植物與天然岸基土壤或者植物與土建工程相結(jié)合，對(duì)河道坡面進(jìn)行防護(hù)的一種生態(tài)型護(hù)坡形式。生態(tài)護(hù)岸具備傳統(tǒng)整體硬質(zhì)化河岸物理防護(hù)作用，還保留了河水與天然岸基土壤相互滲透，與植物、微生物的交互作用，提高了河流自凈能力及對(duì)污染物的截留能力，為河流水質(zhì)改善的長效性提供了保證。

根據(jù)河道岸基的地形地貌特征，可選用不同的生態(tài)護(hù)岸技術(shù)，例如從坡腳至坡頂依次種植沉水植物、浮葉植物、挺水植物、濕生植物等一系列護(hù)坡植物，形成多層次生態(tài)防護(hù)的全系列植物生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，主要可以應(yīng)用在出現(xiàn)表層土壤侵蝕、植被稀少、景觀要求較高的河段;

采用有生命力的植物根、莖或完整的植物體作為結(jié)構(gòu)的主要元素，種植在邊坡的不同位置，在植物生長過程中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和加固邊坡的土壤生物工程技術(shù)，可以運(yùn)用在土壤侵蝕較嚴(yán)重、土質(zhì)松散、景觀要求較低的郊區(qū)河段;依靠植生基質(zhì)材料和植被的共同作用，達(dá)到對(duì)坡面進(jìn)行綠化和防護(hù)的植物-工程措施復(fù)合護(hù)岸技術(shù)，適用于壤侵蝕較為嚴(yán)重，又要求能達(dá)到一定河道生態(tài)景觀效果的河段。

3退化濱岸帶修復(fù)

濱岸帶是水體流域中陸地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)之間十分重要的緩沖區(qū)域，對(duì)流域水體有過濾屏障、生境保護(hù)和植物護(hù)岸的重要功能。

然而由于長時(shí)間以來，沿岸耕種養(yǎng)殖、宅基地和碼頭邊坡硬化等人為活動(dòng)因素侵占岸濱灘地，使得水體濱岸帶原有的完整架構(gòu)及其對(duì)水域的生態(tài)保護(hù)作用嚴(yán)重?fù)p毀。濱岸帶的退化會(huì)造成生物多樣性下降和自然景觀的損毀，同時(shí)還會(huì)引起水體水質(zhì)下降，水體富營養(yǎng)化更易發(fā)生。

對(duì)于退化濱岸帶生態(tài)的有效修復(fù)，一般運(yùn)用組合技術(shù)與系統(tǒng)工程相結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)施。從生境地形結(jié)構(gòu)重建和生物系列配種恢復(fù)兩個(gè)層面入手，根據(jù)具體的缺損程度和地形地貌，確定適宜的修復(fù)模式。

針對(duì)不同濱岸帶區(qū)域的地形地貌、植被、土壤條件和具體社會(huì)作用，退化濱岸帶生態(tài)修復(fù)可以從設(shè)置消浪基壩、基底構(gòu)建和生物恢復(fù)這三個(gè)層面進(jìn)行。對(duì)生物恢復(fù)主要根據(jù)對(duì)濱岸帶生物量的調(diào)查結(jié)果，以某種類型植物恢復(fù)為主，兼顧其他類型植物恢復(fù)，以及引進(jìn)底棲動(dòng)物等方面進(jìn)行。

退化濱岸帶的生態(tài)修復(fù)還應(yīng)配以其它相關(guān)的恢復(fù)措施，例如相應(yīng)防護(hù)帶的構(gòu)建，尤其是處于農(nóng)業(yè)區(qū)域結(jié)合地帶的水域?yàn)I岸修復(fù)，相應(yīng)的可以建農(nóng)業(yè)生態(tài)工程、農(nóng)田林網(wǎng)、環(huán)湖林帶工程、沿岸地帶水土保持工程和水體濕地凈化工程。

4人工濕地

人工濕地是指用人工筑成水池或溝槽，底面鋪設(shè)防滲漏隔水層，填充一定深度的基質(zhì)層，種植生水植物，利用基質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用使水體得到凈化。人工濕地系統(tǒng)是一個(gè)半開放、半封閉的生態(tài)系統(tǒng)，具有很好的脫氮除磷效果。由于人工濕地建設(shè)運(yùn)營成本低、去污能力強(qiáng)、使用壽命長、工藝簡單、組合多樣化等優(yōu)勢使其具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

人工濕地主要分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地，也可以進(jìn)行組合應(yīng)用。在我國由于南北氣候差異，需結(jié)合不同地域的環(huán)境條件及水體狀況開展工程應(yīng)用。

人工濕地的核心構(gòu)成主要是基質(zhì)及植物兩方面，可用于構(gòu)建人工濕地的基質(zhì)分為天然材料、工業(yè)副產(chǎn)物和人造材料三種。天然材料主要包括礫石、沸石、火山巖等;工業(yè)副產(chǎn)物則主要包括廢鋼渣、飛灰、粉煤灰等;人造材料主要包括類水滑石、輕骨料、活性多孔介質(zhì)等。基質(zhì)的選擇應(yīng)根據(jù)基質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度、比表面積、穩(wěn)定性、孔隙率及表明粗糙度等因素確定。

不同的基質(zhì)其物理化學(xué)性質(zhì)不同，也可針對(duì)不同水質(zhì)的污水選用不同的基質(zhì)，并且為了達(dá)到更好的處理效果，濕地基質(zhì)層通常由多種基質(zhì)組合而成。用于人工濕地中的植物主要有挺水植物、浮水植物和沉水植物。挺水植物可選用蘆葦、菖蒲、千屈菜等;浮水植物可選用莼菜、荸薺等;沉水植物可選用網(wǎng)草、金魚藻等。

在工程應(yīng)用時(shí)，人工濕地宜選用耐污能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、去污效果好、具有抗凍及抗病蟲害能力、容易管理的本地植物。人工濕地出水直接排入河流湖泊等天然水體時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇外來入侵物種。

5結(jié)語

本文對(duì)生態(tài)溝渠技術(shù)、生態(tài)護(hù)岸技術(shù)、退化濱岸帶修復(fù)技術(shù)和人工濕地技術(shù)這幾種水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善技術(shù)進(jìn)行了探析，分析了各技術(shù)在工程應(yīng)用上的條件、特點(diǎn)及其優(yōu)勢。在進(jìn)行水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善時(shí)，可以因地制宜地采用多種技術(shù)措施進(jìn)行綜合治理。