生態修復原理精選(九篇)
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第1篇：生態修復原理范文
隨著農村經濟的發展，畜禽養殖業不斷壯大，污染也隨之增大。重慶市畜禽糞尿總排放量為7421.5萬t，有機質產生量810.5萬t，其中COD和BOD分別為188.0萬t和137.2萬t，氮、磷排放量分別為46.3萬t、24.8萬t，且呈逐年上升趨勢。其中糞便污染占53%，由于畜禽糞便的淋溶性極強，加上規模化養殖場80%的糞尿未經處理直接排放，遭遇雨水沖刷，畜禽糞便量的15%～30%會進入水體，攜帶高濃度的有機物、氮、磷等污染物，造成水庫高錳酸鹽指數、總氮、總磷等指數超標，致使水體無法達到Ⅲ類水質標準。
2010年以來全市實施水生態修復工程項目109個，在水資源涵養和生態修復方面起到了較好的作用。飲用水源地水生態修復包括工程措施、植被措施和微生物措施三大類。
2.1工程措施一般來說，工程措施無法徹底改善被污染的水質，而是對水質進行預處理，直接將污廢水截排出至飲用水庫外，或采用隔離措施阻止人類活動對水質的進一步污染，主要包括物理隔離網、截滲排污溝、土地滲濾系統、格柵井沉淀池。工程措施布設較好的水庫主要有梁平團結水庫、江津紅旗水庫、城口羊耳壩水庫等。物理隔離網與傳統的封山育林隔離網類似，采用鐵絲網、圍墻等物理措施進行強制隔離，避免人類進入水體周邊影響水域生態環境，適用于人類活動比較集中、對水環境干擾較強而又難于管理的區域。由于隔離網景觀效果差，又易遭損壞，因此該種措施常作為臨時措施，并逐步被帶刺植物籬所取代。截滲排污溝通過修建排污溝渠將污廢水進行攔截，并通過其填料和少量植物對污水進行短暫滲濾，最后排出飲用水源地之外。由于其主要功能是攔截上游坡面污水、改變污水排放位置、輔助處理水量污水，適用于污染源高程較大、污水較少的水源地。土地滲濾系統將污廢水引至滲濾田，采用土壤透水性良好的特性，使其進入地下水，并依靠土壤生物系統的凈化技能對水質進行凈化，逐步補充地下水再回用。該項措施要求較大的土層厚度、透水性和土壤生物處理能力。格柵井沉淀池指修建攔截沉淀污染物的裝置對污廢水進行預處理，通常與其它措施配合使用，一般不單獨實施。
2.2植被措施植被措施通過建立適生、穩定的植物生態系統，對水體周邊的生態環境進行改善和保護，被認為是最經濟、有效的水生態修復措施之一，尤其是對輕、中度污染的水庫效果更佳。通過近年來的調研與篩選，適合重慶市飲用水源水庫的植物種類達100余種，植被措施從陸坡至水域橫向布設包括陸生植物帶、自然濕地、水域植物帶。陸生植物主要指陸地水源涵養林和庫岸植物帶。水源涵養林是將喬灌木布置在水源地附近上游山坡或地塊；庫岸植物帶將喬灌草組合布設在水庫沿岸常年洪水位以上區域，形成沿岸植被帶。陸生植物通過充分發揮植被“綠色水庫”之特性，隔離人類活動、攔截垃圾、涵養水源、保持水土、改善水文狀況、促進區域水分良性循環、改善景觀，從而對水生態進行修復。喬木可選擇水杉、楊柳、馬尾松、圓柏等，灌木可選擇云南黃素馨、黃荊、構骨等，草本可選擇香根草、扁竹根、麥冬等。該種措施的代表工程有銅梁橋亭水庫、壁山的同心水庫、云陽縣小溪溝和渝北戰斗水庫等。自然濕地是在水面附近較平坦的消落區栽種植物，利用“植物———土壤———水體”系統的綜合作用，對污染物起到物理阻滯作用、吸收水體和沉積物的營養鹽，從而達到對污染源的層層梯級攔截、凈化。該種措施的代表工程有合川新農水庫、梁平大溝水庫等。水域植物帶適用于污染相對嚴重的飲用水源水庫，指正常蓄水位區內栽植各種水生植物。其中淺水緩坡區域栽植挺水、沉水和浮水植物，通過水生植物對污染物進行吸附，達到改善水質的目的；對水體較深的陡坡壩體附近，由于岸坡以石塊為主，無植物生長需要的土壤，采用生態浮床或沉床，利用植物根系的吸收作用富集污染元素，通過收獲植物體搬離水體，對水體進行凈化。該措施的代表工程有梁平紅衛水庫、豐都高灌水庫、大足區的新勝水庫等。
2.3微生物措施微生物措施適用于污染非常嚴重的飲用水源水庫，利用曝氣曝氧生物處理、厭氧發酵生物處理、生態基等裝置快速降解水體中的有機質，從而改善水質。曝氣曝氧生物處理通過對污水進行長時間的曝氣曝氧，使微生物和氧氣充分接觸，增加好氧微生物的降解能力，產生污泥沉淀，降低污染物濃度；與曝氣處理相反，厭氧發酵生物處理通過創造與空氣隔絕的條件下，利用厭氧微生物將污水中的大分子有機物降解為低分子化合物，轉化為氣體釋放出來，達到降低污染物濃度的目的；生態基指水體表面培育出微生物生長的溫床，利用其巨大的比表面積，吸附水生生物進行聚集，放大生物降解作用，利用微生物對有機物進行吸附，形成良好的生態系統。微生物措施的代表工程主要有巫溪新花水庫、墊江龍鳳水庫和潼南敬家溝水庫等。
3結語
第2篇：生態修復原理范文
在社會生產過程中水利工程對經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系統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、連續性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面，似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統的健康和可持續性。
2生態水利工程
從學科發展角度看，現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規劃設計主要對象是水文系統，往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法，促進水利工程學與生態學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態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，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是：對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產（生態產業）及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建設的主要手段之一。
3生態水利工程的規劃設計原則
3.1工程安全性和經濟性原則
生態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、發電、航運等需求，也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，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，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。
對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。
3.2提高河流形態的空間異質性原則
一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度退化。生態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，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，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造條件。
在確定河流生態修復目標以后，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估，建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環境因子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數學模型。河流環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、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中，識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3.3生態系統自設計、自我恢復原則
生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。
將自組織原理應用于生態水利工程時，生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。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，生態工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統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控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，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、土壤、地貌、水文特征等生態因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，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劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、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。水域生態系統是隨著降雨、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系統。再者，河流生態系統是一個開放的系統，與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環，一條河流的生態修復活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后，河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態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。因此對于河流生態修復項目要有長期準備，同時進行長期的監測和管理。
3.5反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩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，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統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實的。
生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展，可能出現多種可能性。
意識到生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外，人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行（包括管理）—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。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修復的河流比較。
在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，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。
論文關鍵詞：生態水利工程設計原則
論文摘要：闡述水利工程與水域生態的關系，介紹了生態水利規劃的基本原則：工程安全性與經濟性原則；提高河流形態的空間異質性原則；生態系統自設計與自我恢復原則；景觀尺度與整體修復原則；反饋和調整設計原則。
參考文獻：
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第3篇：生態修復原理范文
關鍵詞：污染土壤；生態修復；重金屬污染；有機物污染
土壤是人類賴以生存的物質基礎，是人類不可缺少、不可再生的自然資源[1]。隨著石油、城市垃圾、工業廢物、農藥、化肥的不斷滲入，我國的土壤污染問題日趨嚴重，已嚴重威脅著人類的生存環境和農業的可持續發展，成為繼水污染、大氣污染、噪聲污染和固體廢物污染后備受社會廣泛關注的污染問題之一。據不完全統計，目前我國受各種污染物污染的耕地有1 200多萬hm2，約占全國耕地總面積的10%，嚴重威脅著人類的生命健康。
加強土壤肥力的培育，防治土壤污染，實施污染土壤的清潔顯得十分必要。近年來，土壤污染的生態修復技術在國內外已成為十分活躍的研究熱點。與傳統的物理修復和化學修復相比，生態修復具有高效、無二次污染與操作簡便等特點，逐漸被大家所認識[2]。本文對污染土壤的生態修復技術研究作一綜合介紹，以期為致力于這方面研究的科學工作者提供有益的參考。
1 污染土壤生態修復基本原理
生態修復（Ecological remediation）是指在生態學原理指導下，以廣義的生物修復（包括微生物修復、植物修復、動物修復和酶學修復）為基礎，結合各種物理修復、化學修復以及工程技術措施，通過優化組合和技術再造，使之達到最佳效果和最低耗費的一種綜合的修復污染環境的方法。也就是說，生態修復是根據生態學原理，利用特異生物（如修復植物或專性降解微生物等）對環境污染物的代謝過程，并借助物理修復與化學修復以及工程技術的某些措施加以強化或條件優化，使污染環境得以修復的綜合性環境污染治理技術[3]。
2 污染土壤生態修復研究內容
2.1 重金屬污染土壤生態修復研究
重金屬污染土壤生態修復研究多以植物為核心。主要包括修復植物篩選與合理搭配、修復機理和根際圈效應以及修復強化措施與應用。有關超積累植物篩選的研究經歷了從對Ni、Cu、Zn 和Mn的超積累植物的篩選[4]，到近年來對Cd、Pb和As等重金屬超積累植物的篩選[5]的過程。
近年來，對重金屬污染土壤生態修復的研究已由對單一重金屬污染的修復研究轉移到對多種重金屬復合污染的修復研究，包括對一些已經發現的單一重金屬超積累植物，檢驗其是否具有對多種重金屬污染的修復作用。為了解決土壤重金屬復合污染的問題，許多學者還就多種單一重金屬污染超積累植物的合理搭配進行了研究與探索。
隨著植物生理生態學和分子生物學以及各種微觀技術的發展，植物超積累機理的研究在不斷深入。有研究發現，植物根系分泌物特別是有機酸能通過螯合作用或酸化根際環境促進土壤重金屬的溶解和根系的吸收，這可能與植物體內某些專一性運輸蛋白的特殊作用有關。也有研究表明，超積累植物對重金屬有較強的耐性，它對重金屬的富集可能與一些轉運蛋白有關，如轉運蛋白基因ZnT-1對Zn轉運。目前已有成功從植物體內分離出與超積累及耐性相關的一些轉運蛋白基因的報道[6]。
近年來，利用轉基因植物修復重金屬污染土壤的研究也取得一定的進展。Banuelos[7]等在田間試驗條件下，研究了轉基因植物印度芥菜對Se富集的能力，結果表明，與野生型印度芥菜相比，轉基因型印度芥菜的富集能力幾乎提高了近1倍。
除以上外，一些學者還開展了通過施加各種添加劑來提高植物對重金屬污染土壤修復效果的研究。如施加EDTA、EDDS、有機酸等[8-9]后能明顯提高植物的修復效果，但這些研究存在一定的缺陷，即易對環境產生不良影響。此外，利用微生物促進植物對某一或某幾種重金屬富集的研究報道也較多，如叢枝菌根真菌促進植物對Zn、Cd、Pb或As的富集作用。
重金屬污染土壤生態修復研究較多但研究得不夠深入，目前仍有一些機理不完全清楚，生態修復的方法操作和應用還不成熟。因此，加強重金屬污染土壤的生態修復機理、實用技術及多學科交叉研究是今后研究的重點。
2.2 有機物污染土壤生態修復研究
有機物污染土壤生態修復研究主要是圍繞微生物修復作用展開的，這方面的研究內容大致包括高效降解微生物篩選和合理搭配、生物修復的化學強化和生物化學強化、生物修復的物理強化和物理化學強化、生物修復的電化學強化、生物修復的酶學強化以及植物與微生物的聯合修復等。目前，有關有機物污染土壤生態修復的研究主要集中在對高效降解微生物的篩選、分離、鑒定等方面[10]。
3 污染土壤生態修復技術特點
目前，盡管污染土壤的物理修復、化學修復以及工程修復技術已取得一定進展并出現了一些實用技術，但往往會破壞污染土壤的理化性質，甚至會造成對環境的二次污染，對于污染面積巨大且污染程度較輕的土壤基本上難以應用。重金屬等無機污染的植物修復和有機污染的生物修復雖克服了這些缺點，但由于這些技術本身所固有的一些應用條件的限制，在修復實踐中也難以推廣，大多只是處于試驗階段或是基礎研究階段。
與傳統的物理和化學修復技術相比，污染土壤生態修復技術具有以下優點：（1）土壤的物理、化學和生物學特性基本保持不變，一般不破壞植物生長所需要的土壤環境；（2）實現有機污染物的礦化；（3）處理形式多樣，可根據條件分別采用原位和異位修復方式；（4）處理成本低；（5）應用范圍廣泛，可處理不同類型、不同程度的污染土壤。
4 污染土壤生態修復研究前景
綜上所述，生態修復研究雖然有較多的報道，但目前仍處于基礎性研究階段，仍有一些修復機理不完全清楚，修復的實踐應用和操作方法還不夠成熟。因此，污染土壤的生態修復機理研究將是污染土壤生態修復研究的一個重點。
從生態學的角度看，污染土壤生態修復研究的核心內容仍然是超積累植物和高效降解微生物的篩選及合理搭配、修復機理的探索和基于植物與微生物聯合修復的根際圈效應、以廣義生物修復為核心的聯合修復以及修復強化措施的研究。其應用不可避免地要利用分子生物學方法和農業高新技術，因此環境科學與生物學、農學的交叉融合必將成為污染土壤生態修復的一種重要研究方法。從這種意義上來看，生態修復將成為解決污染土壤的根本手段。如何綜合運用環境科學、生物學和農學等多學科原理，研究既實用又造價低廉的污染土壤生態修復實用技術，將是污染土壤生態修復研究的另一個重點。
參考文獻
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第4篇：生態修復原理范文
關鍵詞: 水利生態規劃設計生態系統
中圖分類號： TV 文獻標識碼： A 文章編號：
一、水利工程現狀與生態
生態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，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是: 對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時( 如治河、防洪工程) ，兼顧河流生態修復的目標; 對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復; 生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產( 生態產業) 及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建設的主要手段之一。
人們為了滿足一定的需求，大量興建的水利工程，同時也造成了一些負面效應。為此，針對生態水利工程如何規劃設計成為當務之急。生態水利工程對經濟和社會發展有著舉足輕重的地位。但是水利工程規劃的同時，必須考慮到水利工程對生態系統的嚴重影響，因此在規劃在生態系統規劃時要考慮對生態系統的影響盡量減小到最小。本文通過對水利工程學的基本原則進行分析。
二、生態水利工程的規劃設計基本原則
1、工程安全性和經濟性原則
生態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發展的要求。另外，生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。
從生態水里工程的經濟上分析，應準尋風險小效益大的基本原則，由于生態系統的演變方向隨機的，生態水利工程規劃具有一定的風險，這需要在規劃設計中進行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，應該合理的利用生態系統的恢復能力，力爭以最小的投入獲得最大收獲的規劃路線。
2、提高河流形態的空間異質性原則
一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化生態系統的不同程度退化。生態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，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，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造條件。
3、景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。
所謂“整體性”是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，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環境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現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。水域生態系統是隨著降雨、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系統。生態系統的變化范圍從生境受到限制時期的高度臨界狀態到生境擴張時期的冗余狀態。
4、反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩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，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統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實的。
三、水利工程灌區設計
1、 規劃的建設規模預測分析
（1）國民經濟和社會發展對小型灌區灌溉面積發展要求需根據當地保障糧食安全、增加農民收入的要求，小型灌區在當地農業生產的重要地位，依據大中型灌區以及當地旱作農業
發展規劃確定的糧食生產目標，試分析農村、農業經濟發展對小型農田水利設施建設的總體需求，進而確定小型灌區續建配套與節水改造規模、新建小型水源工程及發展灌溉面積的規
模。
( 2) 耕地資源對小型灌區灌溉面積發展的素質潛力分析根據當地耕地資源狀況，分析小型灌區灌溉面積發展素質以及發展潛力。
( 3) 可供灌溉水資源對小型灌區灌溉面積發展潛力分析以縣為單位進行水資源承載能力復核，從水資源角度論證小型灌區灌溉面積發展潛力。則需要根據水資源綜合規劃確定的灌溉用水總量控制指標及其使用情況等諸多因素，分析農業內部對水資源的需求情況，分析規劃改造區域可供水資源量。進一步證明改造區域水資源供、需平衡狀況。
二關于水利工程灌區規劃設計的建設內容
（1) 小型水庫( 即所謂的引水) 自流灌區的取水樞紐、固定渠道( 包括排水溝) 續建配套以及涵閘等建設物的建設;
( 2) 小型揚水灌區的泵站、涵閘等建筑物的建設以及對于固定渠道續建配套節水改造;
( 3) 水源工程( 小水池窖( 水池) 、新建塘壩、提水設施等等) ;
( 4) 灌排泵站的更新改造;
( 5) 排澇泵站的建設。
對于農業、農村、農民利用的工程，農田水利灌溉工程起到了決定性的作用。所以，我們應當以科學發展觀，深入貫徹和實行，用正確的管理方式，管好，用好，保護好水資源，建設新農村，以方便建設農村，發展農業，應以惠農民為基本指導方針，設計出科學合理、高效安全的水利灌溉工程。通過強化流域為單元的水資源最為統一管理，監理有協調性的，有效率的水利運行體制。協調好水人關系。就一定能夠妥善的解決合理需要和有效供給只見到重要矛盾，實現水資源的供求平衡，保障社會經濟發展的可持續性。
參考文獻：
董哲仁.生態水工學的理論框架［J］.水利學報，2003，（1）：1~6
第5篇：生態修復原理范文
關鍵詞：水污染 水環境 修復
1.中國水污染狀況
1>我國地表水天然狀況良好，大部分地區水體的礦化度能夠滿足生活和工農業生產的需求。
2>我國點源污染不斷加劇，非點源污染日趨嚴重，是造成我國地表水資源質量不斷惡化的主要原因。
3>我國河流污染以有機污染為主，主要超標參數為氨氮、化學需氧量、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、溶解氧、和揮發酚。重金屬污染出現在西南、長江等局部區域。
4>我國湖泊水庫富營養化嚴重，嚴重威脅供水安全和漁業生產，嚴重削弱景觀娛樂功能的發揮。
5>我國江河湖庫底質污染嚴重。重金屬污染率高達80.1%，總磷輕度和重度污染斷面比例12.5%，總氮輕度及重度污染斷面比例16.7%。
6>我國水功能區達標狀況不容樂觀，部分水功能區已經喪失了其使用功能。
7>我國水功能區納污能力與入河量的空間分異加劇了水環境狀況的惡化，部分水功能區不堪重負。
2.水污染成因
2.1水污染類型
熱污染、耗氧污染、植物營養鹽、酚類污染、重金屬類污染、農業污染、油類污染、氰化物污染、酸污染、病原體污染、放射性污染、有毒有機物污染。
2.2水環境污染物作用機制
2.2.1物理機制
物理機制是指外界的污染使生態系統中某些因子的物理性質發生改變，從而影響生態系統的物理環境，進而影響生態系統的生物環境和生態系統的穩定性，產生各種生態效應。
2.2.2化學機制
廢水中含有大量的污染物，包括有機污染物、無機污染物、重金屬等。化學污染物與水體生態系統的環境各要素之間發生化學作用，同時污染物之間也能相互作用，導致污染物的存在形式不斷發生變化，污染物對生物的毒性及生態效應也隨之改變。
2.2.3生物學機制
污染物進入生物體后，對生物體的生長、新陳代謝、生化過程產生各種影響，如對植物的細胞發育、組織分化以及植物體的吸收機能、光合作用、呼吸作用、蒸騰作用、次生物代謝等。
2.2.4綜合機制
污染物進入生態系統產生污染生態效應，其往往綜合物理、化學和生物學過程，并且經常是多種污染物共同作用，形成復合污染效應。
3.水環境修復技術與評價
3.1水環境修復技術綜述
1>化學方法，如加入化學藥劑殺藻、加入鐵鹽、促進磷沉淀、加入石灰脫氮等。
2>物理方法，如疏挖底泥、機械除藻、引水沖淤等。
3>生物-生態方法，如放養控藻型生物、構建人工濕地和水生物植被。
4.河流生態修復
4.1河流生態系統概述
河流生態系統是地球生態系統中的一個典型生態系統，具有生態系統的基本特性。河流生態系統內的生物群落與非生物環境相互作用，通過物質流和能量流在其內部構成生物/環境統一體，系統內的生物與非生物環境具有統一性，從而維持系統的平衡。
4.2河流修復基本理論
河流生態修復是重建系統干擾前的結構和功能及有關的物理、化學和生物學特征，使其發揮應有的作用等，生態修復并不意味著在所有場合下修復原有生態系統，這既沒有必要，也沒有可能。在實際修復中，一般很難將河流修復到原來沒有受到人為干擾下的狀態，主要與修復目的以及技術、經濟等因素有關。因此，一般只是適當修復，既恢復河流的生態功能，又滿足人類的需要。
5.湖泊水庫水環境污染與修復
5.1概述 湖泊和水庫與人類的生產、生活密切相關，具有多種重要的社會功能和生態系統。近20年來，隨著我國經濟的快速發展，湖泊資源的開發利用在規模、速度以及利用強度都大大加強。但在我們從湖泊獲得巨大經濟利益的同時，也對湖泊生態系統造成嚴重破壞。隨著我國社會經濟和城市化進程的快速發展，湖泊水環境污染問題日益突出。
5.2湖泊和水庫的水環境污染
湖泊和水庫水環境面臨的主要環境污染問題包括：氮、磷等營養鹽過量輸入引起的水體富營養化問題；工業廢水和生活污水排放導致的重金屬、有機化合物等有毒有害物質污染；大氣酸沉降和礦山廢水導致的湖泊酸化問題；不合理的人為開發活動，如高強度的圍湖造田和養殖。
5.3污染湖泊恢復原理和技術
生態修復是指通過人為的調控，使受污染損害的生態系統恢復到受干擾前的自然狀態，恢復其合理的內部結構、高效的系統功能和協調的內在關系。生態恢復可能源于幾個主要目的，包括珍惜生物保護、地理與景觀生態原生性保護、建立功能性的生態系統等。污染受損湖泊的修復主要強調兩個方面的內容：一方面是強調生態系統的服務功能，通過恢復措施盡可能抵消或減輕一部分已被證明對環境和人類有害活動的負面效應，通過一定的措施使湖泊能夠滿足人類的需要；另一方面內容，使受損或受干擾湖泊生態系統在結構和生態功能上恢復到破壞前狀態。
6.濕地污染修復
6.1概述 濕地生態系統是由濕生植物、中生植物和水生植物、動物和微生物與環境要素之間密切聯系、相互作用，通過物質交換、能量轉換和信息傳遞所構成的占據一定空間、具有一定結構、執行一定功能的動態系統和水生生態系統的屬性，但有不同于二者。
6.2濕地污染及環境效應
濕地水環境受到污染因素很多，污染源主要來自無機污染物和有機污染。無機污染物包括造成大氣污染的臭氧和二氧化碳，氮硫化物，重金屬，放射性元素，以及部分離子化合物。有機污染主要指由城市污水、食品工業和造紙工業等排放大量有機物的廢水造成的污染。
6.3濕地修復的技術與措施
6.3.1物理修復技術
在濕地修復方面，通常使用的物理技術有土壤滲濾法和調水沖洗法。研究表明：濕地土壤地表的亞黏土對水體中各項污染物均有較好的去除效果，土壤滲濾就是通過濕地土壤的多植物根系及水流流速較緩等特點，將各種污染物質截留在濕地生態系統中。調水沖洗法則是通過外流域調水，從數量和質量兩個方面改變濕地的水體質量。
6.3.2化學修復技術
利用化學反應原理及方法來分離、去除水體中的污染物，或使其轉化無害的物質。常用的方法有混凝法、中和法、氧化還原法、電解法、吸附法、電滲析法等。
7.地下水污染修復
7.1地下水污染
地下水污染途徑：污染液從各種污染源不斷地通過包氣帶向地下水面滲透是一種普遍的地下水污染途徑。主要的地下水污染物質：氮、有機物質。
7.2地下水修復
7.2.1抽取處理
抽取處理是采用水泵將地下水抽出來，在地面進行處理凈化，處理后的水將重新注入地下或排入地表水體，從而減少地下水污染程度的一種修復技術。
7.2.2氣提技術
氣提技術利用真空泵和井，在受污染區域誘導產生氣流，將吸附態、溶解態或者自有相的污染物轉變為氣相，抽提到地面，然后精心收集和處理。
7.2.3空氣吹脫技術
空氣吹脫是在一定的壓力條件下，將壓縮空氣注入受污染區域，將溶解在地下水中的揮發性化合物，吸附在土顆粒表面上的化合物，以及阻塞在土壤空隙中的化合物驅趕出來。空氣吹脫包括三個過程，現場空氣吹脫；揮發性有機物的揮發；有機物的好養生物降解。
第6篇：生態修復原理范文
關鍵詞：水利工程 設計 問題 原則
一、生態水利工程概述
⑴生態水利工程的概念
傳統水利工程主要以水文學、水力學、巖石力學、結構力學為主的工程力學體系。生態水利工程更加注重人與自然的和諧發展，更加關注人工工程對水體的影響，吸收了部分生態學的理論與環境工程學的技術方法，成為一個跨領域的工程體系，具有極強的綜合性。
⑵生態水利工程的特點
生態水利工程有很強大的綜合性和系統性使流域及區域的單項水利工程相互聯系、相互制約，同時，水利工程與其他與國民經濟相聯系的工程有巨大的關聯性。同時與環境有密切的聯系。而且對江河湖泊以及生態環境、氣候等都有重大影響。這種影響利弊同存，所以在對生態水利工程進行規劃時，應該消除其弊端，發揮水利工程本身的積極作用。
⑶生態水利工程的功能
首先生態水利工程具有一定的經濟效益。因其可以在汛期進行防洪、發電、發展航運、旅游及養殖業，顯然具有一定的經濟效益。其次，生態水利工程可以提高河道的蓄水能力，滿足人們的日常用水和農田用水。隨著人類經濟社會的發展，對水的需求不斷增加，修建生態水利工程可以提高河道的蓄水能力調節水利及用水資源，滿足人們的日常用水和農田用水。最后，生態水利工程具有很好的防洪排澇功效。人所能利用的水資源是非常有限的，生態水利工程可以在汛期蓄水滿足人類在干旱季節對水的需求。從生態方面而言，通過對水量的調節，合理支配水資源可以使河流長期處于一個平穩狀態，充分發揮其調節能，促進態的改善，并通過對水量的調節來滿足人們的生產和生活用水，從而更好地促進經濟社會的發展。
二、生態工程設計時存在的問題
⑴水利工程規劃設計時，并沒有過多地考慮生態環境要求，滿足不了良性生態循環和可持續發展的要求。
⑵缺乏具體的生態水利工程設計方法及標準。生態系統本身就具有明顯的地理位置和區域的差異性，決定了考慮生態的水利工程就應該具有特定性和區域性，因而制定具體的設計方法和評價標準非常困難。
⑶水利工程設計人員的生態意識不強。由于專業分工，以及規劃設計人員與生態科技工作人員合作少，這樣就導致了水利工程規劃設計人員采用基于生態環境規律來進行設計的意識并不強，以及基于生態環境的水利工程設計不普及。
⑷在水利工程設計中，缺乏當地的生態、水文等具體資料。
⑸即使只重視水利工程的生態設計，但卻忽略了水利工程建成后的生態管理和生態運轉。
⑹生態設計滿足不了整體生態系統的生態良性循環和持續性。
三、生態水利工程的基本設計原則
⑴充分發揮生態水利工程對整個河流的自我修復能力
生態系統所具有的可持續性就是其自我修復能力，也就是某些與生態系統友好的物種可以經受自然選擇的考驗，從而尋找到相應的能源和合適的環境條件，依靠生態系統的自我修復功能，合理選擇合適的物種，形成合理的生態結構。成功的水利工程就是應該讓人工與自然各占 1/2，不能只考慮人類的經濟利益，應該樹立融入自然、充分發揮河流自我修復功能的工程概念，從人與自然和諧相處的度出發。生態水利工程的設計必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，力圖找到最科學的設計方案。
⑵對生態水利工程河流的多樣性進行保護
保護河流的多樣性就是維持生物多樣化。河流里生長著不同的動植物，形成了多樣性的生物環境。河流的水文環境多樣性包括河流的形狀、河寬、連續性、水位、流速、水溫等。河流的生態特點主要是： 水、陸兩相和水、氣兩相的聯系緊密性；上中下游的生境異質性；河流縱向的蜿蜒性；河流橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性等。水、陸兩相和水、氣兩相的緊密關系，形成了較為開放的生境條件； 上中下游的生境異質性，造就了豐富的流域生境多樣化；河流縱向的蜿蜒性，形成了急流與緩流相間；河流橫斷面形狀的多樣性，表現為深潭與淺灘交錯；河床材料的透水性為生物提供了棲息所。所以生態水利工程在設計中要充分保護生物的多樣性，保護和恢復原先所有多樣性的生物棲息環境，為生物的多樣性提供生存環境，避免由于工程的建設減少生物群落的多樣性，引起生態系統的退化。
⑶注意修復整個生態水域的生態系統性
河流不僅有其自身的生態和水文特性，還與周邊的森林、田地、鄉村等構成了一個生態系統，河流發揮著為生物提供生存空間的作用。水域生態是一個大的系統，廣義的水文系統不僅包括從發源地到河口的地下水與地表水系統，還包括河流串聯起來的湖泊、濕地、水塘、和洪澤區。水文系統與生物系統交織在一起，形成整個河流生態系統。如果河道受到影響，就會破壞它所聯系的整個河流的生態系統。在進行生態水利工程設計時，不能只僅僅考慮河道的水文問題，要充分考慮河流生態系統內各個要素間的相互作用，及整個河流生態系統的修復問題。
⑷生態水利工程的安全性和經濟性
生態水利工程的功能就是滿足人類灌溉、發電、供水、航運、旅游的需求，同時要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理，還有符合生態學原理，工程在設計時必須在規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、冰凍、干旱等自然載荷，按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計，對河流的泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等特征進行動態地研究河勢的變化規律，保證河流修復工程的耐久性。對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。
生態水利工程是力求經濟社會發展和自然環境之間平衡的一門科學，其發展時間不長，經驗不足，只有遵循必要的原則才可以實現人與自然的和諧，遵循自然規律，從而讓生態水利工程更好地為人類的生產和生活服務。
參考文獻：
[1]閻世忠.淺析生態水利工程的規劃設計基本原則[J].硅谷，2009（ 18） .
[2]賈振周，崔方方.淺論生態水利工程的基本設計原則[J].中國科技財富，2011（ 24） .
第7篇：生態修復原理范文
【關鍵詞】生態水利工程；設計；耐久性
生態水利工程是一項綜合性工程，既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。
1 生態水利工程學的內涵
1.1 傳統意義的水利工程學
對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。傳統意義上的水利工程可以簡單理解為人類為實現水資源的再分配和水資源的利用而采取的工程措施或行為。水利工程最初主要用來為人類：
1.1.1 提供穩定的水源（如修建水庫、打井）；
1.1.2 減緩或去除農作物旱澇漬災害（如修建提水泵站、排水溝、灌溉渠道等）。
1.1.3 提供清潔能源（修建水電站）；
1.1.4 提供水利旅游景點（如修建水庫、人工湖泊等），這主要體現了水利工程的資源、經濟與社會性。
1.2 生態水利工程學的概念
生態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，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理和技術方法的工程學。它包含以下4個方面的科學內涵：
1.2.1 生態水利工程的開發應強調生態系統的自組織原理。在設計階段，應當將生態系統健康過程的維持置于重要位置，并作為設計制約因子，使水利工程能滿足適宜的生態水文過程要求；
1.2.2 生態水利工程強調施工過程的環境友好性，防止在施工過程中造成巨大的環境成本付出；
1.2. 3 生態水利工程更強調基于生態需水規律的運行管理。如水庫要有效地發揮其生態功能，可能需要一個符合下游生態需水規律的水資源調配方案與制度；
1.2.4 生態水利工程選址或布局，強調工程生態負面影響最小化原則。這可能是生態工程最難以操作的一個內容，但又是最為關鍵的一個方面，需要基于系統多目標決策方法與技術進行科學比選。
2 生態水利工程學的基本原則
2.1 工程安全性和經濟性原則
生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。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。動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的穩定性。對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循投入最小而經濟效益和生態效益最大的原則。
2.2 保持和恢復河流形態的空間異質性原則
有關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境空間異質性存在正相關關系。非生物環境的空間異質性與生物群落多樣性的關系反映了非生命系統與生命系統之間的依存和耦合關系。一個地區的生境空間異質性越高，意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統的某種程度的退化。
2.3 生態系統自設計、自我恢復原則
生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源與合適的環境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個具有足夠數量并能進行繁衍的種群。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而實現設計。成功的生態工程經驗表明，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土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。
2.4 流域尺度及整體性原則
河流生態修復規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”是指從生態系統結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和工程設施系統。
2.5 反饋調整式設計原則
生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替外。人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計呈一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計-執行-監測-評估-調整”流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測，需要在項目初期建立完善的監測系統，進行長期觀測。同時還需要建立一套河流健康的評估體系，用以評估河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。
3 生態水利工程設計基本理論和方法
隨著生態學的發展，人們對于河流治理有了新的認識，認識到水利工程除了要滿足人類社會的需求外，還要滿足維護生物多樣性的需求，相應發展了生態工程技術和理論。生態水利工程設計應遵循如下三個方面的理論與技術路線。
3.1 以生態水文與工程水文為基礎進行水文過程的分析與計算
將生態水文學應用于工程設計在當前還較少見。這可能與從事生態水文的科技工作者不從事實際水利工程的設計有關。但今后應當高度重視生態水文學與工程水文學的結合，這樣才能為生態水利工程的設計提供基礎。因為生態水利工程的服務對象比較廣，往往同時涉及濕地、林業、草原、農業、畜牧業和江河湖泊等生態用水和工業、城鎮、消防、居民等經濟社會生活用水，所以弄清楚生態目標對水資源的時空要求規律，才能使生態水利工程的設計建立在科學的基礎上。
3.2 應識別工程可能影響的關鍵生態敏感目標
生態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目標，并在工程規劃階段給予充分考慮。但當前在許多水利工程的設計中很少或沒有對流域生態敏感點加以考慮。又如三江平原早期實施的防洪治澇工程中，有的地方出現了跨流域排水。
3.3 生態水利工程的設計要與環境工程設計進行有機結合
生態水利工程的設計應當充分吸收環境科學與工程的理論和技術，實現水量與水質同步科學配置的目的，尤其是應與水污染防治工程進行有機的結合。為了減緩旱田排水挾帶泥沙或污染物進入下游湖泊或天然濕地，可以在進入湖泊或濕地的過渡帶設計生態處理溝渠或氧化塘。對于水田排水溝渠可以充分利用其生長季節蓄水，利用人工溝渠濕地對有機污染物質進行降解，其實，人工溝渠在蓄水狀況下，如果溝渠兩坡生長有水生植被，對水質處理效果較為明顯。所以，在缺水地區種植水稻，特別是開采地下水種植水稻的地區，應當進行以水量高效利用與水質凈化為目的的生態水利工程設計。這種設計思路應該來源于水污染的自然穩定塘處理理論與工藝。
4 結語
總之，發展生態水利工程學，需要鼓勵多學科的合作與融合；需要積極借鑒發達國家的經驗。立足自主創新。同時還要不斷改進工程規劃設計理念和技術，在工程示范和實踐的基礎上提升理論，總結技術標準和規范.探索、發展與生態友好的水利工程技術體系。在設計過程中，要提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，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。
第8篇：生態修復原理范文
論文摘要:常德市是一個農業大市，長期的農業生產也帶來了嚴重的農業生態問題。本文對常德市武陵區農業生態環境的污染進行了分析，從生態修復的原理出發，論述了農業生態修復在農業生態建設中的作用。根據目前現狀，提出了農業環境的保護對策與措施。為促進常德市武陵區生態農業建設，開發綠色產業及農業經濟持續、穩定、協調發展提供了科學依據。
在人類社會發展進程中，無論是發達國家還是發展中國家，往往都經歷了這樣的歷程。既先以破壞生態環境為代價來發展經濟，然后又在受環境破壞的懲罰后逐漸認識和重視生態環境保護的歷程。農業生態領域也不例外，土地長期耕作造成了比較嚴重的農業生態問題，工業“三廢”排放量不斷增加，化肥、農藥、農膜的大量使用，導致農業生態環境惡化，搞好農業生態環境建設是我們面臨的重要課題。
一、農業生態環境存在的主要問題與危害
常德市武陵區農業生態環境的現狀，其中包括水資源、森林草地，耕地水土資源，農用塑料薄膜、化肥、農藥、農業廢棄物等方面的污染。綜合而言，武陵區當前主要的生態環境問題表現在：
（一）水土大量流失。由于毀林、毀草、開荒、濫伐等原因，造成水土大量流失。全區耕地水土流失面積約9.64平方公里，占耕地總面積的34.4％。水土流失破壞了全區的農業生態系統，導致土壤中氮、磷、鉀等養分大量損失，嚴重影響了本區的農業生產，同時，水土流失使沅江河床抬高，導致水患頻繁。
（二）農村淡水生態問題突出。全區農村淡水生態問題突出，呈迅速惡化趨勢。例如：地表水體富營養化，地下水質逐漸惡化等。據統計，全區有70％的河流受到不同程度的污染，我國農村50％的飲用水受到有機污染，而且由于農藥等化學物質的廣泛使用，致使許多地方的地下水不適于飲用，嚴重影響了人民群眾的身心健康和農村經濟的健康發展。
（三）農田土壤重金屬污染加速。改革開放以來，常德市農村中小企業的發展在很大程度上是以耗能高、污染重的行業或企業有城市向農村轉移，未經處理的工業與生活用水經污灌或任意排放進入土壤后，大量的重金屬元素可在土壤中富集，從而進入食物鏈，直接影響農作物的品質和產量，對人體健康造成影響。
二、生態修復及理論基礎
（一）生態修復的涵義
生態修復是一個宏觀的概念，它是應用生態系統自組織和自調節能力對生態本身進行修復。為了加速已被破壞生態系統的恢復，還可以輔以人工措施以加快生態系統恢復的步伐。生態修復是按照可持續發展的戰略思想，切實遵循自然生態經濟規律，充分利用當地的水、土、光、熱、生物等自然資源，依靠大自然的循環再生能力和人為干涉快速恢復植被，控制水土流失，實現人與自然和諧相處。
（二）農業生態環境演變的規律是生態修復必須遵循的自然規律
生態修復的理論基礎是農業生態環境發展的自然規律。自然生態環境是包括生物體與環境（氣候，水，土等）自然因素組成的一個互相依存與制約、相對穩定的有自組織功能的大系統，該系統具有恢復到接近于原自然生態狀況的自我修復功能。建設性的農業生態環境，應根據當地的自然條件，否則，往往事與愿違，不僅達不到目的，反而會帶來新的問題。由于人們對自然規律認識的局限性與偏差，在我國農業生態建設中，就有很多這樣的教訓。
（三）人與自然和諧共處的理念是搞好農業生態修復的保障
人與自然和諧相處，是人類面對自然災害深刻反思后產生的新認識。人是自然生態系統的組成部分。違背生態規律的自然改造，不僅損害了自然生態系統還會造成自然災害。因此，任何形式的自然改造都必須建立在人與自然和諧共處的基礎上。要從人口、資源、資源協調發展，人與自然和諧共處的觀點出發，開展生態修復，加快水土流失綜合治理的步伐，建立良好的水土保持生態系統。要在實踐中不斷拓展水土保持綜合治理的內涵，保持社會經濟可持續發展，豐富水土保持生態建設的理論。
（四）農業生態修復的實踐方法
農業生態修復是依靠大自然的力量，充分發揮生態系統的自我修復能力，實現水土保持目的的措施。其技術方法概括起來主要是有“封”、“退”、“造”、“建”，“綜合治理”、“結構調整、生態移民”、“突出小流域治理，以小促大”等。
“封”既是“封山禁牧，舍飼養蓄”。要真正做到“封得住、有效果、不反復”，還需要因地制宜、因時施策。“退”即是“退耕還林還草、以糧代賑”。大量事實表明，坡耕地是水土流失的主要產沙區，坡度在!)*以上的坡地必須退耕。如果措施得當，退耕后農民還可增加經濟收入。“造”即是“造林”。坡度大于+)*的荒山荒坡、退耕地，以營造水土保持林、薪碳林和用材林為主，強加管護撫育，形成喬、灌、草多層次防護體系，有選擇的發展經果林。通過推廣節柴灶，沼氣池等措施，徹底解決群眾的燃料問題，可有效的保護植被。“建”即是“建設一畝高標準農田”。農民在退耕二畝坡地后，在山坡下或溝谷地建設一畝高標準基本農田。
搞好農業生態修復，必須注重水土保持的綜合性。水土保持綜合治理是生態修復的根本措施，是改善農業生產條件和生態系統的基礎。調整結構、生態移民是生態修復的保障措施。農業和農村產業結構調整是我國農業發展過程中的一次深刻變革。要想使生態修復持續發展，就必須將生態修復與調整產業結構、調整能源結構和生態移民相結合，這樣才能使廣大農牧民增產增收，植被得到恢復和保護，地區經濟得到發展30%。生態修復作為一項水土保持新舉措，需在實踐中不斷摸索、不斷創新，總結新經驗、新方法，豐富和發展其理論與實踐。
三、農業生態環境的保護對策
（一）增加農民的生態意識，提高人們對生態修復的認識水平。各地在水土保持生態修復上不斷提高認識，積極探索生態修復的技術與方法。在政府的大力宣傳和積極引導下，大多數農牧民逐漸接受了這一新的理念，認為生態自我修復是一項讓土地休養生息的好辦法，是人類實現持續發展的正確選擇。大量生產生態綠色環保產品,做好“環保”品牌,讓農民從保護生態環境中獲得實惠,使他們主動參與到保護農村生態環境的行動中來.
（二）加強立法,建立和完善農村生態保護、污染治理的籌資機制。把農村生態環境保護和建設納入國家法制化管理體系中,加大財政資金的專項轉移支付力度,明確保護農村生態、治理農村環境污染的財政資金的轉移支付方式,確保專款專用。
（三）加強農藥、化肥和農用地膜控制和替代，不斷改善和提高農藥使用技術，合理用藥，安全用藥，確保農產品質量，確保施藥人員安全，減輕環境的農藥污染。
（四）加強畜禽糞便的綜合治理,把糞便治理與提高畜牧業生產水平相結合，與發展綠色食品、安全食品相結合，與美化環境相結合，與發展環保產業相結合
（五）推動作物秸稈綜合利用，重視農村能源合理開發，加強對沼氣資源、太陽能資源的開發．做好秸稈氣化、沼氣發電等新技術的應用推廣，引導農戶從單一用沼氣能源轉向沼氣綜合利用的生態農業建設，積極推廣多種能源生態模式，從而緩解對農業生態環境的污染。
（六）防治水污染，保護水環境，對地表水實行流域性綜合治理，；重點治理污染嚴重的區域，進一步加大水污染治理力度。
（七）改變農業生產方式，改善農業生產環境實施生態修復過程中，各地采取了一系列配套的對策和措施，改善了農業生產條件，調整了農村經濟結構，發展了鄉村工業和旅游業，顯著地促進了地方經濟的發展。生態修復使本區農業由廣種薄收、粗放經營向精耕細作、集約經營轉變。
（八）增加生態保護投入，完善環境經濟政策，要遵循經濟建設和生態建設同步發展的方針，切實增加生態環境保護投入，開發、建設項目必須制定生態保護和建設、恢復計劃。
參考文獻:
[1]雷鳴.中國農村生態環境現狀與可持續發展對策[J].環境科學與管理,2006,(9):132-134
[2]劉曉丹.岫巖農村生態環境現狀分析及綜合防治對策[J].遼寧城鄉環境科技,2005,(3):37-38
[3]左長清.實施生態修復幾個問題的探討[J]水土保持研究，2002.9
[4]蒲朝勇.對水土保持生態建設中有關問題的探討[J]中國水土保持2003.9
[5]焦居仁.生態修復的要點與思考[J]中國水土保持，2003.2
第9篇：生態修復原理范文
【關鍵詞】：腐植酸；土壤修復
2016年國務院出臺的“土十條”提出，到2020年，全國土壤污染加重趨勢得到初步遏制，土壤環境質量總體保持穩定，農用地和建設用地土壤環境安全得到基本保障。腐植酸作為土壤有機質的重要組成部分，在土壤修復中發揮著重要作用。《中國腐植酸肥料產業白皮書》研討會上，“還我土壤本色”成為共識，腐植酸有機肥做到了“取之于土，用之于土”。
本文以褐煤為例，就硝基腐植酸結構、對土壤修復原理及實驗室合成作一簡要介紹。
1、硝基腐植酸結構
硝基腐植酸是對腐植酸進行硝酸氧解得到，結構與土壤腐植酸類似。從結構分析，腐植酸是含酚羥基、羧基、醇羥基等多種官能團的芳香化合物，目前較為典型的是F.J.Stevenson[1]提出的腐植酸模型（圖一a）。1959年，日本學者靠詬三[2]提出一種硝基腐植酸的結構示意式（圖一b）； 1965年朱之培老師[3]提出了一種扎諾爾褐煤的硝基腐植酸結構示意式（圖一c）。
從圖一可知，（硝基）腐植酸含有羧基、酚羥基、醇羥基、羰基、胺基、羥胺基等多種官能團，這些官能團使得腐植酸呈現不同的性質，如離子交換；對金屬離子的絡合作用（堿金屬、銨、堿土金屬與其形成離子鍵），其他金屬離子（鐵、鉛等）與其形成配合鍵；氧化-還原性；生理活性等[4]。
2、對土壤的修復作用
2.1改善土壤結構
2.1.1提高土壤的持水性
趙洪亮[5]等人研究發現，有機含量低的土壤透水性、通氣性差，潮濕時形成泥潭、干燥時龜裂，土壤中肥料不易為植物吸收， 加入腐植酸后因其官能團含有氧、氮等原子，可與水分子形成氫鍵，提高其持水性，減輕土壤干燥龜裂情形。在水多時，可保持水分，不會形成泥潭，提高土壤支撐力，支撐植物生長。
2.1.2改善土壤顆粒結構
腐植酸含有大量的配位原子，能夠與金倮胱擁壤胱詠岷希促進地表細顆粒土壤形成大顆粒團粒結構，降低了土壤的毛細現象，提高透水、透氣性。據沈陽生態應用所試驗，腐植酸肥料可使土壤水穩性團粒增加10%-20%；施用生物型腐植酸復合肥料，土壤水穩性團粒結構明顯增加，土壤疏松，植株生長旺盛、土壤抗逆性增強。
2.2改善土壤酸堿度
腐植酸含有大量的羧基、羥基等結構，可有效改善土壤的堿性；處理后的硝基腐植酸（銨或鉀鹽）可用于酸性土地，通過氨、氧與酸性土壤中的氫離子結合，改善酸性土壤；增加團粒結構使得鹽分上升困難，減少土壤上層的鹽分，用于鹽堿化的治理。
2.3對土壤解毒
2.3.1改變重金屬存在的形態
土壤的重金屬污染呈加大趨勢，其多以配位形式存在，腐植酸富含大量配合原子，可提高對重金屬的吸收，將重金屬離子螯合起來，成為土壤解毒劑。此外，腐植酸可降低土壤中鹽分濃度，減輕鹽分對種子的危害。
2.3.2降低有機污染程度
土壤的有機污染主要來自農藥、有機合成品（如塑料地膜等），腐植酸能夠吸附有機物，降低其對植物作用活性；也可誘導有機物活性自由基光解、化學降解，從而達到為土壤“解毒”的功效。
2.4保肥
2.4.1提高氮肥使用效率
腐植酸含有羧基、酚羥基等酸性官能團，能結合氨態氮，減少氨態氮的損耗；硝基腐植酸可抑制尿酶活動，減少尿素揮發；腐植酸可提高土壤微生物活性，增強固氮菌活性。
2.4.2活化磷肥
硝基腐植酸可以促進土壤中難溶性磷酸鹽（如磷酸三鈣）轉化成易溶性磷酸鹽（磷酸二鈣或一鈣），提高磷酸鹽的溶解度；活性基團可與鐵、鋁形成配合物，減少因生成磷酸鐵、鋁造成的磷固定；提高磷在土壤中移動的距離，抑制土壤對水溶性磷的固定，使速效磷轉化為遲效磷，促進根系對磷的吸收。
2.4.3保護鉀肥、微量元素
腐植酸可與鉀結合，使鉀肥緩慢分解，從而提高鉀肥利用效率。腐植酸與難溶性微量元素發生鰲合反應，生成溶解性好可被作物吸收的鰲合物。
2.5促進作物吸收、生長
2.5.1改善細胞膜的通透性，讓肥料更易進入細胞內，加快細胞對氮磷鉀等吸收，進入細胞內的腐植酸可增加酶活性，促進蛋白質合成。
2.5.2腐植酸可起到提高地溫、降低電導率、提供微生物碳源等作用。與微生物發生作用時可釋放出能量，增加植物的抗寒能力。
3、硝基腐植酸合成
硝酸氧解是對含腐植酸較低的煤用硝酸處理，使之氧化降解，生成含羧基、酚羥基、醌基和硝基的芳香族多羧酸體系。硝酸氧解反應主要分為氧化、裂解兩部分，開始階段以氧化為主，放出大量的熱和氣體（NO等）；隨后以裂解（吸熱反應）為主 [6]。氧解所得的腐植酸與土壤中的腐植酸在性能上類似。
硝酸氧解條件：稀硝酸（12.7%）和較低的溫度；較高的濃度（40%）和較高的溫度（90-95℃）；相對溫和條件，30%硝酸和70-90℃的溫度。
本次實驗以褐煤為例，發展一種較為溫和的硝基腐植酸制備方法：于反應器中一次加入褐煤，加入30-40%硝酸，加熱，同時開啟攪拌裝置，在50-60℃下反應一段時間，廢氣采用倒三角漏斗吸收。反應結束后采用沉降方式分離出硝基腐植酸，烘干后即為成品，溶液補充濃硝酸后套用。根據實驗結果，本項目硝酸可循環10次以上。
結語
腐植酸是生態環境的重要因子，可以融合多種元素，對土壤凈化、重金屬治理起到重要作用，環境工作者也正致力于這方面的研究和推廣，為腐植酸類物質的廣泛應用不斷開辟新的領域。
【參考文獻】：
[1]靠詬三， ニトロフミン酸の利用， 燃料協會志[J]， 38（386）， 1959-06.
[2] 朱之培.硝基腐植酸化學粗成的研究，燃料化學學報[J]，第6卷第3期，1965年9月.
[3] F.J.斯蒂文森（F.J.Stevenson），夏榮基譯.腐殖質化學[M]。北京農業大學出版社， 1994.
