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在人類幾百萬年的歷史進程中,環(huán)境對開創(chuàng)人類文明和進步發(fā)揮著巨大作用。大氣、水、土壤,江河、湖泊、濕地、農田、草原,都是人類得以生存的物質基礎;而森林、礦藏等資源又為人類的不斷發(fā)展提供物質,最終創(chuàng)造了地球上的人類文明。但是,人類在開發(fā)利用環(huán)境資源的同時,也對自己的生存環(huán)境造成了很大的破壞,產生了一系列的生態(tài)環(huán)境問題。近年來,隨著經濟和社會的迅猛發(fā)展,環(huán)境污染問題日益嚴重。
生態(tài)毒理學是環(huán)境生物學的一個分支。它研究有毒物質進入環(huán)境對組成生態(tài)系統(tǒng)的生物種群和生物群落所產生的生態(tài)毒理效應及其機理。環(huán)境污染問題出現后,促使傳統(tǒng)的毒理學從研究毒物對生物個體所產生的效應擴大到研究毒物對生物群體所產生的效應。在此基礎上,法國學者R.特呂豪特于1969年提出了生態(tài)毒理學的概念。
周啟星教授對生態(tài)毒理學理論的最大貢獻,是總結、歸納并提出了生態(tài)毒理學的五大基本原理:(一)環(huán)境毒物的劑量-效應關系原理;(二)環(huán)境毒物的結構-活性相關原理;(三)毒理作用的多層次效應原理;(四)毒理生態(tài)動力學原理;(五)環(huán)境毒物的生態(tài)適應性原理。以上五大基本原理的提出,對于深化生態(tài)毒理學研究以及在環(huán)境保護領域的多層次應用,產生了積極而廣泛的影響。
在生態(tài)毒理學領域,尤其是近年來周啟星教授等在石墨烯的健康與生態(tài)系統(tǒng)風險理論研究方面取得了重大突破,其研究結果被國際著名刊物《Chemical Reviews》刊出,此研究結果堪稱為國際環(huán)境界的一項重大進展。
周啟星教授通過對金屬-金屬、金屬-有機、有機-有機等污染物之間復合生態(tài)毒理效應及其微觀機理系統(tǒng)而深入的實驗研究,不僅闡明了復合污染生態(tài)效應與污染物之間的復雜定量關系,還創(chuàng)造性地提出了聯合效應廣義理論:復合污染生態(tài)效應決定于污染物暴露的濃度組合關系而非其本身的理化性質;它不僅與生物種和生態(tài)系統(tǒng)類型有關,還與其作用的生物部位有關;復合污染生態(tài)效應是矢量而不是標量,它不僅存在“毒性倍增”機制,還會發(fā)生“危害延時”和“危害增時”風險。在此理論指導下,他還進一步歸納出“互作態(tài)”的新概念并賦予定量化內涵與定義,并通過實驗修
正了教科書中一直沿用的“協(xié)同作用”和“拮抗作用”原有定義中不完整甚至錯誤的提法,并得到有關方面認可。
周啟星教授還首次從理論上提出未污染區(qū)也有存在超積累植物的可能性,并以沈陽未污染區(qū)40科160種農田雜草為篩選對象進行系統(tǒng)的室外盆栽試驗,首次發(fā)現并報道了龍葵(Solanum nigrum)、球果蔊菜(Rorippa gobosa Turcz. Thell.)和紫茉莉(Mirabilis jalapa L)為鎘超積累植物,從而證實了這一理論的正確性和方法的先進性,這在重金屬污染土壤植物修復以及生態(tài)修復理論上是一個較大的突破;在此基礎上,周啟星教授還成功地進行了污染土壤植物修復的實際應用,并對其超積累機理進行了深入研究,取得了重要進展。
在實踐上,周啟星教授以重金屬污染土壤植物修復為重點目標,兼顧農藥、石油烴和多環(huán)芳烴等有機污染土壤的修復,對鎘超積累雜草進行其技術性能的多方挖掘和強化。為了解決生物量處理這一世界性難題,周啟星教授率先開展了超積累花卉的系統(tǒng)篩選,首次發(fā)現紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)為鎘超積累植物。以根際圈理論為指導,較為系統(tǒng)地開展污染排異型雜草植物篩選研究,首次發(fā)現月見草(Oenothera biennis L.)為鎘和銅污染排異型植物。這些重要工作和重大科學發(fā)現,為形成具有我國自主知識產權的基于植物修復的生態(tài)修復技術體系和開展環(huán)境調控實踐奠定了基礎,而且對于污染生態(tài)修復這一新的學科生長點的形成與發(fā)展具有巨大的科學價值。尤其是他領銜所著的《污染土壤修復原理與方法》,作為國際上迄今為止系統(tǒng)論述污染土壤修復基本原理并全面介紹相關方法及其進展的學術著作,已對該領域的科研和教學產生了廣泛影響。
親力親為,為生態(tài)環(huán)保鼓與呼
1水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響
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(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衡社會經濟需求與生態(tài)系統(tǒng)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(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(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方法的工程學。生態(tài)水利工程的內涵是: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、清潔生產(生態(tài)產業(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,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出的合理技術路線。
3.2提高河流形態(tài)的空間異質性原則
一個地區(qū)的生境空間異質性越高,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,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(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(tǒng)(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(huán)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(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、水溫、泥沙、營養(yǎng)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(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)的結構和功能具有重要意義的環(huán)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(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,形成合理的結構,從而完成設計和實現設計。成功的生態(tài)工程經驗表明,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(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、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(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)的結構和功能出發(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。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(tǒng)有序性及內部穩(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)的結構,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。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能的狀況及發(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(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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中圖分類號:Q958.116 文獻標識碼:A 文章編號:
一.引言。
水資源是保障人類正常生存的必要條件。近幾年來,隨著經濟的快速增長,部分地區(qū)忽視了對資源環(huán)境的破壞,導致地表生態(tài)環(huán)境受到污染,地下水資源受到破壞和污染。在北京地區(qū),地下水中NO3的含量為314mg/L,人類如果長期飲用含有高濃度的硝酸鹽氮地下水,容易導致缺氧而患上高鐵紅蛋白癥,嚴重情況下會導致癌癥和死亡。因此,做好水環(huán)境污染的修復工作,控制地下水環(huán)境的污染已成為我國環(huán)境處理的主要問題。
二.我國水污染現狀。
1.水資源的污染:人口數量的幾何增長、現代工業(yè)廢水的亂排亂放、城市垃圾、農村農藥噴灑等等,造成本來已是極少的淡水資源加劇短缺,無法為人所用。據統(tǒng)計,目前水中污染物已達2千多種(2221)主要為有機化學物、碳化物、金屬物,其中自來水里有765種(190種對人體有害,20種致癌,23種疑癌,18種促癌,56種致突變:腫瘤)。在我國,只有不到11%的人飲用符合我國衛(wèi)生標準的水,而高達65%的人飲用渾濁、苦堿、含氟、含砷、工業(yè)污染、傳染病的水。2億人飲用自來水,7000萬人飲用高氟水,3000萬人飲用高硝酸鹽水,5000萬人飲用高氟化物水,1.1億人飲用高硬度水。(圖:我國廢水和主要污染物排放量年變化)
2.水污染的嚴重性:污染水的70%——80%直接排放,我國污水的處理能力只占20%左右。全國每年排污量約300億噸。全國各大城市地下水不同程度受到污染。全國78條主要河流有54條遭污染.我國七大水系:長江,珠江,松花江,黃河,淮河,海河,遼河。七大水系中有一半河段受到污染,86%城市河段污染超標,比較嚴重的有:黃河,淮河,遼河,太湖,巢湖,滇池等河流湖泊。
我國地表水污染情況如圖所示:
3.水中的有害物質:有機物:三氯甲烷、四氯化碳、農藥、氨氮等;重金屬:鉛、汞、錳、鎘等;微生物:細菌、致病菌。
三.生態(tài)修復技術。
1.污染物類型。
按污染物性質劃分為物理性污染、化學性污染生物類污染三類。
物理:懸浮物質污染、熱污染和放射性污染等。
化學:無機污染物、無機有毒物質、有機有毒
物質、需氧污染物質、植物營養(yǎng)物質和
油類污染物質。
生物:由病原微生物、病毒、寄生蟲等引起大
的水體污染。
2.修復技術。
2.1物理修復技術。
物理修復是經過簡單預處理的污水,在濕地系統(tǒng)中通過物理沉淀、過濾、吸附作用進一步除去可沉淀的固體、膠體、BOD5、氮、磷、重金屬、細菌、病毒及難以溶解的有機物質。如疏挖底泥、機械除藻、引水充於等。物理方法操作簡單,造價低,但往往治標不治本。引水沖污/換水稀釋。科學有效地增加流域水資源量,加快水體有序流動,利用水體的自凈能力,降低水體污染程度,提高水環(huán)境承載能力,使有限水資源發(fā)揮最大效益。直接作用是加快水體交換,縮短污染物滯留時間,減少原來河段的污染物總量,從而降低污染物濃度指標,使水體水質得到改善。污染物只是轉移而非降解,會對流域的下游造成污染。曝氣一般用于河道。在適當位置向河水中進行人工充氧,加速水體復氧過程,使整個河道的自凈過程始終處于好氧狀態(tài),提高水體中好氧微生物活力,使水體污染物質得以凈化,從而改善河流水質、改善或恢復河道的生態(tài)環(huán)境。人工、機械除藻是收獲水體中的藻類,可在短時間內快速有效的去除藻類及藻華。在某些特定環(huán)境,利用自然動力收貨藻類可有效的減輕富營養(yǎng)化的危害。
2.2化學修復技術。
化學沉淀法是通過向水體投加鐵鹽或鋁鹽,通過吸附或絮凝作用與水體中的無機磷酸鹽產生化學沉淀,降低水體磷的濃度,控制水體的富營養(yǎng)化。同時,鋁鹽能夠形成氫氧化鋁沉淀,在沉積物表層形成“薄層”,可阻止沉積磷的釋放。
利用化學藥品( 如硫酸銅、二氧化氯、臭氧等) 來控制藻類是一種快速有效的傳統(tǒng)除藻方法。但是化學除藻只能作為一種應急措施, 并不能將氮、磷營養(yǎng)
鹽移出水體, 也不能從根本上解決水體的富營養(yǎng)化問題。而且不可長期使用, 否則會造成化學藥品的生物富集和生物放大, 從而對整個生態(tài)系統(tǒng)產生負面
影響, 同時死亡藻類也會引起二次污染。水中的內源性磷對水體富營養(yǎng)化具有很重要的作用。磷的凝聚和沉淀可以延緩內源性磷從底泥中的釋放, 使其不能成為藻類的營養(yǎng)物質。常用藥劑有CaCO3、Al2(SO4)3、明礬等。沉淀技術發(fā)揮作用較快, 但一般只作為臨時措施使用。同時底泥中的磷釋放, 除與其存在形態(tài)有關外, 還與許多環(huán)境因素有關; 研究表明, 升高溫度、厭氧狀態(tài)、酸性或堿性條件能促進底泥磷的釋放。
3.生物修復技術。
生物修復技術又稱生物改良,其狹義定義為:是生物特別是微生物催化降解有機污染物,從而修復被污染環(huán)境或消除環(huán)境中的污染物的一個受控或自發(fā)進行的過程。生物操縱法是利用生物操縱調整營養(yǎng)結構,促進水質恢復。另外,可通過水環(huán)境的生境調控和植被的人工重建促進水生植被的自然恢復,逐步恢復受損水體的生態(tài)系統(tǒng)的結構,包括生產者(主要是水生植物)、消費者(魚類)、分解者(細菌)等,在生產者、消費者、分解者之間建立有效的食物鏈,促進系統(tǒng)的物質恢復,恢復水體的功能,達到水體生態(tài)系統(tǒng)恢復的目的。
4.其他措施。
加大工業(yè)點源達標治理,鞏固達標治理成果,防止反彈。對氮、磷排放大戶,達標排放應提出脫氯、除磷要求;對中小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)同樣嚴格達標治理。結合產業(yè)結構凋整和清潔生產,嚴格控制新污染源,不再審批新污染項目。調整工業(yè)和行業(yè)結構,實施“綠色化工程規(guī)劃”,全面推進工業(yè)清潔生產,引導工業(yè)向輕污染、無污染、低能耗方向發(fā)展,同時采用高新技術改造傳統(tǒng)產業(yè)。在促進城鄉(xiāng)經濟結構優(yōu)化升級的同時,盡量減少高消耗和高污染的生產落后工藝向農村轉移所帶來的污染。加快非點源,特別是農業(yè)面源(農業(yè)、畜禽養(yǎng)殖和水產養(yǎng)殖)生態(tài)治理工程以及科技成果轉化。要控制水土、有機質流失和農田污染,大力推廣有機農業(yè)和生態(tài)農業(yè),推進科學化使用化肥和農藥,降低化肥和農藥的使用量,采取措施防治農村環(huán)境污染。
制止污水排人河流、湖泊,是治理點源污染的根本途徑,因此必須因地制宜地加快興建各種規(guī)模的污水處理廠,尤其是要加大生活污水的處理。污水基礎設施建設和運行是一項只有社會效益,沒有經濟效益的工程,單靠政府撥款顯然是不夠的。城市地區(qū)通過行政、經濟和法律等手段,實施企業(yè)化經營,諸如通過提高自來水價格、向排污單位收取費用等方式,解決運行費用問題。農村地區(qū)可根據村落密度科學布局污水處理廠。新建工業(yè)企業(yè)要集中布局,以規(guī)模化生產、規(guī)?;幚頌楹?,要把污染源解決在當地。對污水處理廠排放的劣V類水仍需加以生物或工程處理,以防二次污染。
四.結束語
水污染修復處理已迫在眉睫,在做好水污染修復的同時,也要做好對水環(huán)境污染的預防,通過事先防止的方式,來降低水資源污染,實現長期效益,保障人類生存資源。
參考文獻:
[1] 朱宛華 水環(huán)境污染的修復技術 [期刊論文] 《地學前緣》 ISTIC PKU 2001年1期
引言
城市濱水區(qū)是城市自然資源和生物多樣性最為豐富的區(qū)域,不僅承載著城市生活的愿望,塑造著城市自然生態(tài)環(huán)境,更是城市水文化的延續(xù)和傳承。伴隨著城市建設的快速發(fā)展所帶來的生態(tài)環(huán)境破壞、文化失衡等現象,導致城市濱水區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展面臨著重大威脅。因此,以生態(tài)學、恢復生態(tài)學、景觀生態(tài)學為基礎理論,探尋一種能夠恢復與重建城市濱水區(qū)自然生態(tài)環(huán)境,保證生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定以及與城市協(xié)調發(fā)展的景觀規(guī)劃設計策略和方法,這對于城市濱水區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和構建“山水城市”理想都具有重要意義。
一、濱水生態(tài)恢復的定義
生態(tài)恢復,指利用生態(tài)工程學或生態(tài)平衡、物質循環(huán)的原理和技術方法或手段,對受污染或破壞、受脅迫環(huán)境下的生物(包含生物群體)生存和發(fā)展狀態(tài)的改善、改良或恢復、重現。其中包含對生物生存物理、化學環(huán)境的改善和對生存“領里”食物鏈環(huán)境的改善等。
二、濱水生態(tài)景觀恢復具有重要意義
每一個城市的形成和發(fā)展都與其所在地的水系緊密相關。歷史上它們具有防御、運輸、防洪、防火和清潔城市等功能,同時,它們是多種鄉(xiāng)土生物棲息地和空間運動的通道和媒介。城市水系更是城市景觀美的靈魂和歷史文化之載體,是城市風韻和靈氣之所在。因此,濱水景觀是城市景觀的重要界面,恢復和改善因人類經濟活動破壞的生態(tài)環(huán)境,是構筑城市和諧發(fā)展重要篇章。
三、 城市濱水空間景觀恢復的原則
1 堅持生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展原則
城市生態(tài)恢復是以合理利用、保護自然生態(tài)環(huán)境資源為基本任務的生態(tài)規(guī)劃手段,其目的在于對城市發(fā)展過程中所造成的和即將造成的環(huán)境破壞進行恢復和保持。所以永續(xù)利用、可持續(xù)發(fā)展觀必然是首要的原則,否則,會再次加劇場地環(huán)境的破壞。
2 提高濱水環(huán)境的空間異質性原則
主要是指由生物群落和非生物環(huán)境的空間異質性的相關關系。遵循多樣化的生態(tài)恢復原則,對于增進城市生態(tài)平衡、維持城市景觀的異質性、創(chuàng)造豐富多彩的城市綠地系統(tǒng)具有重要的意義。濱水環(huán)境的空間的多樣性,最重要的是提高濱水空間形態(tài)的異質性,以提高生物群落多樣性。
3 景觀尺度及整體性原則
所為“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能出發(fā),強調生態(tài)恢復的目標與城市總體規(guī)劃目標的一致性,因此在規(guī)劃中必須協(xié)調好生態(tài)(觀光)農業(yè)、生態(tài)林業(yè)、防洪系統(tǒng)、城市建設等子系統(tǒng)間的有序和平衡。
4 工程安全性和經濟性原則
濱水空間生態(tài)恢復是一種綜合性工程,特別是在河流綜合整治中既要滿足于人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運以及旅游等需求,又要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性的需求,必須確保工程的安全,同時應遵循風險最小、效益最大的原則,必須做出系統(tǒng)的經濟分析。
四、 城市濱水景觀生態(tài)修復策略
1 整體控制、局部調整
濱水景觀生態(tài)修復,不僅僅只是解決技術層面上的問題,它還涉及到政策規(guī)劃、公眾參與、經濟文化等諸多的社會因素[3]。因此,在濱水區(qū)規(guī)劃設計時,應重視濱水區(qū)與城市環(huán)境關系的處理,協(xié)調該城濱水區(qū)景觀設計與其他相關規(guī)劃之間的關系。正確處理好濱水空間在城市中的定位和價值,并綜合考慮濱水區(qū)各景觀功能形態(tài)的組織與建構。通過這樣的邏輯關系,使整體與部分相互協(xié)調、相互制約,達到整體最優(yōu)的目標。
2 生態(tài)修復、理念指引
在遵循景觀生態(tài)學為核心的設計原則下,理性運用生態(tài)修復機理,正確處理好斑塊、廊道、基質等景觀格局指數之間的生態(tài)關系,構架濱水生態(tài)走廊。濱水空間的整合上,盡量避免對濱水地表機理的破壞,恢復河道自然形態(tài),優(yōu)化濱水景觀生態(tài)格局。
其次,深入挖掘區(qū)域自身特色,通過功能的組織、對地域文化元素的提取與植入,運用設計手法,達到一種意境美的營造,以更好延續(xù)濱水景觀的地脈和文脈。此外,應充分利用景觀生態(tài)系統(tǒng)的自凈化、自修復等功能,尋求自身獨特的景觀生態(tài)修復模式。
植物生態(tài)保護方面,恢復濱水區(qū)受損的植物,保護鄉(xiāng)土植物和原生性植物種群。依據濱水區(qū)不同的水濕條件,對植物群落進行合理配置和有序恢復,營造體現地域文化特色的植物景觀群落。同時,利用植物四季色彩的變化,豐富的植物群落季相景觀,為濱水生物提供繁衍棲息的優(yōu)質生態(tài)環(huán)境。
3 修復技術、合理運用
(1)GIS和RS技術。運用GIS和RS等技術,以可持續(xù)發(fā)展理念為標準,建立濱水區(qū)景觀生態(tài)評價指標體系。對濱水區(qū)地形環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和水文環(huán)境做出定量分析與評價,通過對功能空間的組織、景觀系統(tǒng)的重構,總結濱水特色景觀營造的生態(tài)安全策略和規(guī)劃調控方向。在生態(tài)修復過程中,應做到及時檢測、反饋與再修復,以促進景觀生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。
(2)水質生態(tài)修復技術。在保存現有水系自然形態(tài)的前提下,利用底泥疏浚、氣體抽取等技術進行水體污染物的收集與處理,控制水域外源性污染源。由于氣候因素,水系有豐水期和枯水期之分,應及時實施水體的調度對策,以確保良好的供水、補水和棄水狀態(tài)。
(3)生態(tài)駁岸修復技術。生態(tài)駁岸是指恢復自然河岸“可滲透性”的人工駁岸,是基于對生態(tài)系統(tǒng)的認知和保證生物多樣性的延續(xù),而采取的以生態(tài)為基礎、安全為導向的工程方法,以減少對河流自然環(huán)境的傷害[4]。這種駁岸應具有提升生態(tài)環(huán)境、親水性、安全性等綜合功能。從分類上生態(tài)駁岸可分為自然型駁岸、柔性生態(tài)駁岸和植物生態(tài)護坡駁岸等。在生態(tài)修復技術實施過程中,應做到因地制宜,探索出適合自身的生態(tài)修復技術。保障生態(tài)修復與景觀控制相結合,促使濱水景觀生態(tài)環(huán)境一體化發(fā)展。
結論:
城市濱水區(qū)是人們休閑交流的重要空間,城市濱水空間的建設一定要堅定走生態(tài)之路,在開發(fā)與保護合理適度的前提下,運用生態(tài)學原理,營造生態(tài)型景觀。這里所提到的生態(tài)型景觀除了指運用植被來營造外,其硬質景觀也包括在內,要求這些硬質景觀必須是生態(tài)的、環(huán)保的。只有這樣,才能營造出一個充滿活力、景觀良好的宜人空間,提高濱水空間景觀的綜合價值,提升整個城市的魅力。城市濱水區(qū)景觀環(huán)境的生態(tài)修復不僅需要設計理念的升華和生態(tài)修復技術的運用,更需要運行機制與實踐過程中的密切配合和制度保障,也需要廣大人民群眾配合,才能建設一個宜居城市。
參考文獻:
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在人與自然和諧相處,人口、資源和環(huán)境協(xié)調發(fā)展戰(zhàn)略思指導下,水利部提出了“加強封育保護,充分發(fā)揮生態(tài)自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生態(tài)修復試點啟動后,各地因地制宜,采取措施,加配套,積極開展封山禁牧、輪封輪牧,努力探索和總結生態(tài)修的技術和經驗。生態(tài)修復已為水土保持工作者所熟知,但其學涵義及有關問題尚待明確和研究。現對生態(tài)修復的若干關概念、理論及有關問題作一討論,以期達到拋磚引玉之目的。
1 生態(tài)修復相關的重要概念和理論
1.1 環(huán)境與生態(tài)
廣義上講,環(huán)境是人以外的一切事物的總和,如現代人居環(huán)境即為廣義的環(huán)境概念;狹義上講,環(huán)境是影響有機體生長、發(fā)展和生存的外界物理條件的總和。生態(tài)系統(tǒng)簡稱生態(tài),是有生命的主體(包括人類)與無生命的客體的總和。研究有機生命體與無機環(huán)境關系的科學稱為生態(tài)學,研究生命體以外的無機環(huán)境的科學稱為環(huán)境學。生態(tài)修復的研究與實踐離不開環(huán)境學和生態(tài)學,而后者尤為重要。
1.2 生態(tài)環(huán)境與環(huán)境生態(tài)
生態(tài)包括環(huán)境,“生態(tài)環(huán)境”的說法是不科學和難以理解的,可以牽強地理解為與生命體最密切相關的環(huán)境。我國所謂的生態(tài)環(huán)境實際就是生態(tài),準確地講“生態(tài)環(huán)境建設”應為“生態(tài)建設”[1]。生態(tài)修復是對生態(tài)系統(tǒng)的修復,故不能稱為生態(tài)環(huán)境修復。
環(huán)境雖然是無機的,但完全從無機角度理解環(huán)境是不完整的。特別是自然環(huán)境,本身是生物體或生物群體周圍的整體狀況,只有應用生態(tài)學原理研究、認識和理解環(huán)境,才能更有效地解決環(huán)境問題,這就是環(huán)境生態(tài)學。環(huán)境生態(tài)作為概念不易理解,但環(huán)境生態(tài)學無疑是科學的,他對生態(tài)修復理論和技術的形成起到了直接的推動作用。
1.3 干擾與生態(tài)演替
自然界發(fā)生的大大小小的事件,如火災、水災、泥石流、蟲害、大風、人類活動等,改變著生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能,這些事件稱之為干擾。干擾可分自然干擾和人為干擾。干擾促使某一相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化,舊的環(huán)境和物種破壞了,新的環(huán)境和物種又會產生,并在一定時間內維持其相對穩(wěn)定。在沒有嚴重干擾的情況下,自然生態(tài)系統(tǒng)會定向地、有秩序地由一個階段發(fā)展到另一個階段,這稱為生態(tài)內因演替。演替的結果,最終會出現一個相當穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài),這稱為頂極穩(wěn)定狀態(tài)。每一演替階段有其特定生物群落特征,頂極穩(wěn)定狀態(tài)的群落稱為頂極群落。干擾常使生態(tài)系統(tǒng)受損并改變,稱為外因演替。生態(tài)系統(tǒng)正常演替總是從低級向高級發(fā)展,而干擾使演替進程發(fā)生變化,嚴重時,如人類大規(guī)?;顒?,則使生態(tài)系統(tǒng)向相反方向演替,這稱為逆序演替。生態(tài)修復就是使擾生態(tài)系統(tǒng)的逆序演替轉向正常演替[2]。
1.4 生態(tài)穩(wěn)態(tài)與生態(tài)閾值
生態(tài)系統(tǒng)不是絕對平衡的,而是永恒地發(fā)生著演替,舊的平衡打破了,新的平衡就會產生,當演替到頂極狀態(tài)時,在很長時間內將處于相對穩(wěn)定狀態(tài),即穩(wěn)態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡中的穩(wěn)定狀態(tài),稱為生態(tài)穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)生態(tài)有相當強的自我調控能力,在干擾作用下雖不斷地振蕩和變化,但只是量變;當干擾嚴重并超過其調控能力時,系統(tǒng)將發(fā)生質變、崩潰,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。穩(wěn)態(tài)生態(tài)抵抗干擾的自我調節(jié)能力的限度稱為生態(tài)閾值[2]。只有研究生態(tài)穩(wěn)態(tài)和生態(tài)閾值,才能確定修復生態(tài)系統(tǒng)的類型、區(qū)域、難易程度、時間周期,并確定合理的修復指標。
1.5 人與自然共生理論
人與自然共生和和諧相處,是人類對“自然改造論”深刻反思后產生的新認識。人是自然生態(tài)系統(tǒng)的組成部分,不是其對立面,脫離生態(tài)規(guī)律的自然改造,損害了自然生態(tài)系統(tǒng),必然損害人自身。人與生物、生物與生物之間存在著互利互惠的共生現象。任何形式的自然改造必須建立在人與自然共生的基礎之上。F.Vester基于共生現象的研究,總結了人類系統(tǒng)與生物系統(tǒng)之間生物控制的8條規(guī)律。據此研究,生態(tài)學家提出了以最小能量輸入和最小物質消耗以保證生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)和恢復能力的生態(tài)設計原則。這也是生態(tài)修復規(guī)劃設計的指導思想。
2 國外的環(huán)境生態(tài)修復與生態(tài)恢復
修復的本意是對錯誤和缺陷進行糾正的作用或過程,修復最早從污染環(huán)境治理角度被定義為:借助外界作用力使某個受損的特定對象部分或全部恢復到原初狀態(tài)的過程。環(huán)境生態(tài)修復起源于環(huán)境修復,生態(tài)恢復又受環(huán)境生態(tài)修復的影響。
2.1 環(huán)境修復與環(huán)境生物修復
環(huán)境修復是對被污染的環(huán)境采取措施使污染物濃度降低到未污染前的狀態(tài)。早期的環(huán)境修復主要采用工程技術手段,以后采用物理和化學手段。1972年美國嘗試采用微生物生命代謝活動降解管線泄漏造成的汽油污染,1989年對Exxon Val-dez油輪泄油造成污染的阿拉斯加海海面進行修復(阿拉斯加研究計劃),從而出現了環(huán)境微生物修復技術,后來出現了環(huán)境植物修復技術,最終形成了環(huán)境生物修復技術。環(huán)境生物修復被定義為利用生物生命代謝活動降解被污染環(huán)境的污染物,并使之無毒化和無害化。
2.2 環(huán)境生態(tài)修復
20世紀60年代,美國生態(tài)學家H.T.Odum提出生態(tài)工程概念,受此啟發(fā),歐洲一些國家嘗試應用研究,并形成所謂“生態(tài)工程工藝技術”,實際屬于清潔生產的范疇。隨著生態(tài)學與環(huán)境生態(tài)學的發(fā)展,90年代美、德等國家提出通過生態(tài)系統(tǒng)自組織和自調節(jié)能力來修復污染環(huán)境的概念,并通過選擇特殊植物和微生物,人工輔助建造生態(tài)系統(tǒng)來降解污染物,這一技術被稱為環(huán)境生態(tài)修復技術。由于生態(tài)系統(tǒng)的復雜性,該技術至今還不成熟,國外的環(huán)境生態(tài)修復也只是對輕度污染陸地的環(huán)境修復,最典型的事例就是通過濕地自調節(jié)能力防治污染。這與我國的生態(tài)自我修復有很大差別。
中圖分類號: P618 文獻標識碼: A 文章編號:
一.前言
煤炭資源的大規(guī)模開采和利用對我國的經濟發(fā)展起到巨大的推動作用,但采煤沉陷也給人類的生存環(huán)境產生一系列的消極影響,采煤沉陷區(qū)的生態(tài)恢復與治理直接關系到礦區(qū)的經濟、社會和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,是我國礦區(qū)所面臨的一個亟待解決的難題。國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要和“十二五”規(guī)劃均將礦區(qū)生態(tài)保護及恢復技術的開發(fā)作為工作重點,提出發(fā)展綠色礦業(yè),推進礦山地質環(huán)境恢復治理和礦區(qū)土地復墾工作。因此,對采煤沉陷區(qū)進行綜合治理,恢復礦區(qū)生態(tài)環(huán)境將成為近些年我國礦山工作者的主要研究課題之一。
二.煤炭資源開采及沉陷現狀以及采煤沉陷區(qū)治理技術現狀
1.煤炭資源開采現狀
煤炭是我國的主要能源,自1988年以來,我國煤炭的產量在世界上一直居首位,占世界總產量的30%左右。中國原煤產量自2000年降至0.999Gt的低谷后,隨著經濟的快速增長而加速增長,2002年原煤產量為1.415Gt,2005年突破2.0Gt為2. 113Gt,至2009年我國原煤產量破3. 0Gt。2002~2010年全國煤炭產量見圖1。
圖一 我國煤炭產量變化
2.采煤沉陷區(qū)治理技現狀分析
(一)農業(yè)復墾技術現狀分析
采煤沉陷使大面積耕地受到損害,生產力降低甚至無法耕種,保護和恢復耕地是栗煤沉陷區(qū)治理的主要任務和目標,我國經過幾十年的積極探索逐步發(fā)展了疏排法、就地取土法、挖深墊淺法和固體廢物充填法等農業(yè)復墾技術。在我國淮南、淮北、徐州、充州等礦區(qū)對采煤沉陷區(qū)進行綜合治理,本著因地制宜、綜合治理、綜合利用的原則,堅持“宜農則農、宜林則林、宜建則建、宜水則水”,開發(fā)了集種植業(yè)、漁業(yè)、家禽養(yǎng)殖業(yè)為一體的綜合治理模式。將煤矸石、粉煤灰等礦業(yè)固體廢物作為充填材料進行充填復墾,釋放了大量的壓占土地,改善了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境,破解了采煤沉陷區(qū)失地群眾的居住、就業(yè)、后續(xù)發(fā)展等系列難題,實現了礦區(qū)經濟、生態(tài)和社會的可持續(xù)發(fā)展。
(二)建筑復墾技術現狀分析
城鎮(zhèn)化建設是我國“十一五”和“十二五”的主要發(fā)展目標,隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快,理想的工程建設用地日趨緊張,綜合應用采空區(qū)探測技術、采動區(qū)地基穩(wěn)定性評價技術、采空區(qū)處理技術及建(構)筑物抗變形等技術,將沉陷區(qū)開發(fā)為建設用地是緩解我國城鎮(zhèn)建設用地“瓶頸”的有效途徑。在不斷的應用和實踐過程中,我國采煤沉陷區(qū)建筑復墾技術不斷地得到發(fā)展和完善。如開灤礦區(qū)在開采50年以上的老采空區(qū)地面建設了大型工業(yè)廠房、在開采30年左右的老采空區(qū)地面建設了2~3層樓房、酒店、會議中心等建筑物;焦作市工業(yè)聚集區(qū)在采煤塌陷區(qū)上進行工業(yè)園區(qū)建設,建設抗采動變形的框架結構工業(yè)廠房14棟,總建筑面積19 37hm2,居民住宅樓34棟,總面積95hm2,建筑采取了基礎圈梁、變形縫等挽變形技術措施.所有建筑自投人使用以來一直安全使用。
(三)景觀生態(tài)復墾技術現狀分析
將景觀生態(tài)學、恢復生態(tài)學等理論引進到采煤沉陷區(qū)治理中,這一復墾模式改變了過去以恢復采礦受損土地為重點的土地復墾理念,土地復墾更加關注礦區(qū)的景觀生態(tài)協(xié)調和社會的可持續(xù)發(fā)展,安徽淮南、河北開灤等礦區(qū)將景觀生態(tài)復墾技術應用于采煤沉陷區(qū)的治理工程,取得了良好的效果。唐山市在開灤礦區(qū)開采百年的沉陷區(qū)范圍內,建設了集生態(tài)保護、休閑娛樂、旅游度假、文化會展、住宅建設、商業(yè)購物、高新技術產業(yè)為一體的新城區(qū)——南湖生態(tài)城,城市中央生態(tài)公園面積達28km2,其中有11.5km2的湖面面積,18km2的城市森林,引入各類昆蟲、鳥類等動物,形成了良好的生態(tài)系統(tǒng),在全國樹立了采煤沉陷區(qū)治理的典范。
(四)充填開采技術現狀分析
在煤炭資源開發(fā)的同時減少生態(tài)環(huán)境的破壞,實現綠色開采是時展的必然需求,充填開采已成為煤礦綠色開采技術的重要組成部分,煤礦充填開采經歷了由水砂充填、低濃度膠結充填、高濃度膠結充填和膏體泵送充填階段,目前充填開采有超高水材料充填、膏體充填、固體物充填3種。現階段充填開采將煤矸石、粉煤灰、劣質土等固體廢物作為充填材料,通過泵壓或重力作用,經過管道輸送到回采工作面,形成以充填體為主的上覆巖層支撐體系,有效控制地表沉陷在建筑物允許值范圍內,實現村莊不搬遷,矸石零排放,安全開采“三下”壓煤,保護礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。充填開采具有充填材料來源廣泛、成本低廉、制漿與輸送工藝簡便、充填體強度高等顯著優(yōu)勢,目前已在我國河北邢臺、山東兗州、黑龍江雙鴨山、七臺河等礦區(qū)試驗應用,取得了較好的效果。
三.煤沉陷區(qū)治理技術的發(fā)展趨勢分析
1.據不完全統(tǒng)計,我國國有骨干大中型礦井“三下”壓煤量達到14Gt以上,其中建筑物下壓煤占整個“三下”壓煤量的60%以上,水體下壓煤占28%左右,鐵路下壓煤占12%左右,然而,到目前為止,我國僅從“三下”采出的煤炭約有1Gt,只占整個“三下”壓煤量的7%左右,這些壓煤量嚴重制約著礦區(qū)的生產和可持續(xù)發(fā)展。隨著資源可采儲量的減少及對煤炭資源采出率要求的提高,如何實現綠色開采成為近些年煤炭企業(yè)急需解決的技術難題,充填開采技術已取得了一定階段性成果,近些年來將會不斷完善并逐步推廣應用。
2.合理規(guī)劃開采布局是減輕甚至是避免開采沉陷損害的必要手段和措施,要充分利用變形規(guī)律和地面規(guī)劃要求有機結合,做到有的放矢,避免開采和治理的脫節(jié)。
3.伴隨著煤炭資源的大規(guī)模開采,我國中東部煤炭資源將逐步枯竭礦井相繼關閉,我國煤礦的關閉開始于上個世紀末,自2000年我國集中關閉40個國有煤礦后,到目前為止,已經先后關閉了約300個國有大煤礦。關閉礦井綜合生態(tài)問題越來越凸現出來,其特點是修復的綜合性和復雜性,進行集關閉煤礦的塌陷地植被、水環(huán)境、工業(yè)垃圾堆積為一體的綜合生態(tài)修復再造,是資源枯竭型礦區(qū)社會實現可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。
4.隨著資源逐步減少,開采難度加大,我國能源重心西移趨勢越來越明顯,晉陜蒙寧甘等5省區(qū)煤炭資源儲量占全國總儲量的68%,2010年晉陜蒙3省煤炭產量占全國煤炭產量的50%以上,并有逐年增加趨勢。西部地區(qū)由于獨特的干旱氣候和地理環(huán)境,生態(tài)環(huán)境極為脆弱,環(huán)境容量低下,敏感性強而穩(wěn)定性差,抵御外界干擾能力弱和自然恢復功能差。因此,西部生態(tài)脆弱礦區(qū)采煤沉陷區(qū)治理及生態(tài)環(huán)境保護的任務艱巨。
四.結束語
煤沉陷區(qū)治理技術對于我國環(huán)境生態(tài)的保護具有重要的作用,同時這也能更好的促進我國采煤業(yè)的發(fā)展,促進可持續(xù)發(fā)展。
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[5]章立清 于廣 云盛平 淮南礦區(qū)鐵路橋沉陷治理技術研究(被引用 1 次)[期刊論文] 《中國煤炭》PKU-2007年8期
環(huán)境科學專業(yè)核心知識單元,代表環(huán)境科學各個知識領域的不同方向,知識點分核心和選修兩種,核心知識單元是所有環(huán)境科學專業(yè)學生要求具有的基礎知識內容。
其中,專業(yè)基礎類核心知識單元包括:①環(huán)境問題,核心知識點包括水環(huán)境問題、大氣環(huán)境問題、固體廢物污染、全球環(huán)境問題,選修知識點包括土壤污染、物理性污染和污染物生物效應。②環(huán)境科學基本原理,核心知識點包括環(huán)境/生態(tài)基本規(guī)律、環(huán)境科學學科體系和可持續(xù)發(fā)展理念。③環(huán)境科學研究方法,核心知識點包括環(huán)境科學方法論體系、生態(tài)學方法論、環(huán)境體系解析方法論,選修知識點包括環(huán)境質量調控方法論、綜合/系統(tǒng)分析方法論。
專業(yè)原理類核心知識單元包括:①生態(tài)過程與效應,核心知識點包括生物對環(huán)境的適應、種群及其基本特征、生態(tài)系統(tǒng)特征及過程分析、生態(tài)學原理的應用。②環(huán)境生物過程與效應,核心知識點包括環(huán)境污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的行為、污染物的生物學效應、生物監(jiān)測原理與方法、環(huán)境污染的生物凈化、退化環(huán)境的生物修復。③環(huán)境化學過程與效應,核心知識點包括環(huán)境中典型化學污染物、污染物遷移、污染物轉化、大氣環(huán)境化學、水環(huán)境化學。④環(huán)境地學過程與效應,核心知識點包括地球環(huán)境系統(tǒng)的基本組成運動規(guī)律及演化過程、地球環(huán)境系統(tǒng)有機圈層的組成結構及其功能、各圈層的演變規(guī)律及在全球環(huán)境變化中的作用、地球環(huán)境系統(tǒng)中物質和能量的遷移轉化及循環(huán)過程。
專業(yè)技術類核心知識單元包括:①水污染控制,核心知識點包括廢污水的物理處理技術、廢污水化學和物理化學處理技術、廢污水生物處理技術、廢污水的自然處理技術、污泥處理處置。②大氣污染控制,核心知識點包括顆粒污染物控制技術原理、顆粒污染物的控制技術、氣態(tài)污染物控制技術原理、典型氣態(tài)污染物控制技術。③土壤污染控制,核心知識點包括土壤污染源與污染特征分析、土壤污染控制技術原理、典型土壤污染物控制技術。④固體廢物污染控制,核心知識點包括固體廢物分類與特征、固體廢棄物無害化技術與方法、固體廢棄物綜合利用。⑤環(huán)境監(jiān)測,核心知識點包括環(huán)境標準、水環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境空氣監(jiān)測、固體廢物監(jiān)測、土壤污染監(jiān)測、物理性污染監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測質量保證。⑥環(huán)境影響評價,核心知識點包括項目環(huán)境影響評價、規(guī)劃環(huán)境影響評價、戰(zhàn)略環(huán)境影響評價。⑦環(huán)境規(guī)劃,核心知識點包括環(huán)境規(guī)劃的技術方法、水環(huán)境規(guī)劃、大氣環(huán)境規(guī)劃、噪聲污染控制規(guī)劃、固體廢物污染防治規(guī)劃。
專業(yè)管理類核心知識單元包括:①環(huán)境管理,核心知識點包括環(huán)境管理學的理論基礎、環(huán)境管理的制度和政策手段,選修知識點包括企業(yè)/產業(yè)環(huán)境管理實踐、區(qū)域一全球環(huán)境管理實踐。②環(huán)境法律,核心知識點包括環(huán)境法基本概念原則、環(huán)境法律制度及法律效力、環(huán)境污染防治法、自然資源保護法、國際環(huán)境法。
專業(yè)實踐類核心知識單元包括:①專業(yè)實習,核心知識點包括認識實習、生產實習、綜合實習。②科研實踐,核心知識點包括觀察性實驗、驗證性實驗、設計性實驗、研究性實驗。③畢業(yè)論文/畢業(yè)設計,核心知識點包括文獻查閱、論文開題、論文研究、論文撰寫、論文答辯。
二、建立核心課程體系
圍繞環(huán)境科學專業(yè)各專業(yè)類別的核心知識單元,建立核心課程體系,承載核心知識點。各門核心課程圍繞核心知識點組織基本理論、研究前沿、基本方法、實踐案例等內容,形成系統(tǒng)。同時,設置先導課,為核心課程和核心知識點學習提供必要的基礎知識儲備。例如,“環(huán)境化學”課程,就需要無機化學、分析化學、有機及物理化學、環(huán)境科學概論、環(huán)境監(jiān)測等課程作為先導課,提供環(huán)境化學課程各知識點學習所要求的基礎知識儲備。
專業(yè)基礎類核心知識由“環(huán)境學基礎”和“生態(tài)學基礎”課程為基本載體?!碍h(huán)境學基礎”課程堅持“起點高、容量大和觀點新”的教學宗旨,系統(tǒng)介紹環(huán)境科學的產生與發(fā)展、人口、各環(huán)境要素污染與防治、可持續(xù)發(fā)展等內容,注重學生基本知識、基本技術、基本能力的培養(yǎng),課程已經建設為國家精品課程,并積極探索慕課教學形式;“生態(tài)學基礎”全面介紹生態(tài)學的基本概念、基本原理和基本應用方法,以及現代生態(tài)學的最新進展,該課程已經建設成為南開大學精品課程。
專業(yè)原理類核心知識由“環(huán)境生物學”“環(huán)境化學”“地學基礎”課程為基本載體?!碍h(huán)境生物學”介紹環(huán)境生物學領域的基本理論和基本概念,結合現實環(huán)境中污染物與生物之間的相互作用,培養(yǎng)學生運用環(huán)境生物學技術解決實際問題的能力;“環(huán)境化學”介紹大氣、土壤、水及生物相諸介質中環(huán)境物質遷移轉化的基本原理,環(huán)境中主要污染物的來源及其在環(huán)境中的歸趨,環(huán)境污染控制與修復過程及綠色化學中污染減量及消除的化學原理,“環(huán)境化學”課程已經被評為國家精品課程;“地學基礎”課程介紹地殼的基本物質組成特征,氣象要素的基本概念和表征方法、大氣穩(wěn)定度和逆溫等與環(huán)境有關的基本知識,城市氣候的基本特征,地球上水的循環(huán)過程,各種水體的基本特征,土壤的組成特征、形態(tài)特征、形成因素和成土過程,地圖的基本概念、特征、組成要素、我國基本比例尺地形圖的分幅和編號的基本方法,地形圖的應用,遙感的基本概念、原理、遙感解釋標志和方法,要求學生掌握地學的基本概念、基本規(guī)律和形成原因,以及地學基本手段的應用,該課程被評為南開大學精品課程。 專業(yè)技術類核心知識由“環(huán)境工程學”“環(huán)境監(jiān)測”“環(huán)境影響評價與環(huán)境規(guī)劃”課程為基本載體?!碍h(huán)境工程學”介紹水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢棄物處理與處置工程以及噪聲防治與控制等的基本原理和方法,該課程被評為南開大學精品課程;“環(huán)境監(jiān)測”課程全面介紹根據監(jiān)測的目的進行調查研究、設計監(jiān)測方案、選擇監(jiān)測方法、進行數據處理以及測試結果的分析評價,掌握環(huán)境樣品的采集、保存、制備、預處理、測定及質量控制等方法,培養(yǎng)學生實際環(huán)境監(jiān)測問題的分析和解決能力,該課程被評為天津市精品課程;“環(huán)境影響評價與環(huán)境規(guī)劃”全面介紹環(huán)境評價和環(huán)境規(guī)劃的基礎知識、基礎理論、基本方法以及評價與規(guī)劃知識的實際應用。
專業(yè)管理類核心知識由“環(huán)境管理與環(huán)境法學”課程為基本載體,“環(huán)境管理與環(huán)境法學”課程介紹管理學基礎知識和主要原理、中國環(huán)境管理的原則與政策、中國環(huán)境管理的體制與制度、中國環(huán)境法體系及內涵、中國環(huán)境法的基本原則和基本制度以及部門環(huán)境管理、區(qū)域環(huán)境管理、工業(yè)企業(yè)環(huán)境管理等。
三、圍繞三條主線推動環(huán)境科學專業(yè)課程教學
1.環(huán)境問題識別和分析主線
環(huán)境科學是研究環(huán)境問題及其解決途徑的綜合性科學體系,其核心任務是揭示人與環(huán)境相互作用規(guī)律。環(huán)境問題的產生和解決促進了環(huán)境科學的產生、形成和發(fā)展。圍繞著環(huán)境問題的識別和分析,形成環(huán)境科學基本原理、技術方法、管理工具以及具體實踐科學體系。圍繞具體環(huán)境問題識別和分析,組織核心知識單元、核心知識點和核心課程,課程之間科學邏輯關系緊密,便于學生認知和學習。
另一方面,在我國當前發(fā)展階段,資源環(huán)境限制與社會經濟發(fā)展矛盾空前突出,迫切需要環(huán)境科學培養(yǎng)專業(yè)人才,應對污染控制、生態(tài)修復與環(huán)境建設挑戰(zhàn)。圍繞我國面對的實際環(huán)境問題,針對性培養(yǎng)專業(yè)人才,建立起環(huán)境問題與人才培養(yǎng)之間的直接聯系,建立以環(huán)境問題識別和分析為主線的人才培養(yǎng)模式,搭建對應的知識結構和課程體系,有利于為國家培養(yǎng)具備解決實際環(huán)境問題能力的急需人才。
2.實驗與實踐教學主線
堅持“注重基礎訓練、強化教學實習、突出創(chuàng)新能力、提高綜合素質”實驗教學理念,圍繞核心知識單元和核心知識點,搭建專業(yè)基礎實驗教學平臺,建立實踐教學基地群,嚴格畢業(yè)論文環(huán)節(jié),充分發(fā)揮實踐教學對理論教學的有效補充作用。
(1)專業(yè)課程實驗。課程實驗和課堂理論教學相輔相成。圍繞核心知識單元和核心課程,開設專業(yè)實驗課程,包括環(huán)境監(jiān)測實驗、無機及分析化學實驗、環(huán)境化學實驗、生態(tài)學基礎實驗、環(huán)境生物學實驗、環(huán)境微生物學實驗。著重訓練實驗步驟、實驗操作、實驗安全、藥品管理等基礎實驗技能,培養(yǎng)環(huán)境科學分析基本方法和技術。
(2)專業(yè)教學實習。合理安排專業(yè)教學實習時間,既能促進核心知識的理解和認知,又能為后續(xù)畢業(yè)論文/設計提供經驗。圍繞核心知識點搭建專業(yè)教學實習平臺,建立教學實習基地體系,配合大氣污染防治、水污染防治、固體廢棄物污染防治、環(huán)境管理等核心知識點和核心課程,建立環(huán)境監(jiān)測中心、環(huán)保衛(wèi)生管理中心、科學院、環(huán)??萍脊?、垃圾處理廠等實踐教學基地,形成實踐教學基地群,提供直觀認識環(huán)境科學專業(yè)知識在實踐中具體應用的機會,培養(yǎng)知識運用和理論聯系實際的能力。
(3)畢業(yè)論文。設置畢業(yè)論文環(huán)節(jié),通過學生參與論文選題、查閱文獻、開展實驗或設計、結果模擬與分析等畢業(yè)論文過程,系統(tǒng)鍛煉學生運用理論知識、實驗技能的綜合能力。
3.科研創(chuàng)新訓練主線
營造制度、平臺、師資環(huán)境,建立穩(wěn)定的科研創(chuàng)新體系。通過國家級、省市級、校級、院級各級別科研立項機會,搭建“國家大學生創(chuàng)新計劃”“省市大學生創(chuàng)新立項”“學校大學本科創(chuàng)新立項”“學院創(chuàng)新立項”多層次立體化環(huán)境科學專業(yè)學生創(chuàng)新平臺,為不同水平學生提供創(chuàng)新立項機會,逐步提高項目研究質量,嚴格過程管理,保障創(chuàng)新立項覆蓋面。通過團隊協(xié)作、教師交流、項目答辯等環(huán)節(jié),鍛煉學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,提高團隊合作與交流能力,鼓勵學生科研成果報獎。
四、核心課程質量保障
(1)國家級特色專業(yè)建設。2010年,南開大學環(huán)境科學專業(yè)獲批為國家第六批高等學校特色專業(yè)建設點。特色專業(yè)結合南開大學環(huán)境科學多年來的本科教學特色以及相關教育、教學理念,面向國際社會發(fā)展及現實中國社會大背景下的特征需求,同時考慮到學科本身的實踐特征、時代特征和應用特征,推動與現階段校內學習相補益的數個社會實踐與互動教學平臺建設。
(2)精品課程群建設。提出并實踐“精品課程群”建設的教改思路,逐步推動各門課程精品建設,形成“精品課程群”體系,有效保障環(huán)境科學專業(yè)課程教學的高質量。
(3)國家級教學團隊建設。2010年,南開大學環(huán)境科學專業(yè)基礎課程教學團隊被評為國家級教學團隊。
(4)優(yōu)質教材保證。作為知識的載體,教材是本科生質量的重要保障。為了提高環(huán)境科學專業(yè)人才培養(yǎng)的效果,自編出版環(huán)境科學專業(yè)系列優(yōu)秀教材。包括1本國家級精品教材《環(huán)境化學》,4本“十一五”國家級規(guī)劃教材《環(huán)境學基礎》《生態(tài)學基礎》《環(huán)境化學》《地理信息系統(tǒng)及其在環(huán)境科學中的應用》等。
(5)推動天津市實驗教學示范中心建設。積極推動實驗教學改革和實驗室建設,建設天津市環(huán)境科學與工程實驗教學示范中心,為專業(yè)人才培養(yǎng)提供實踐和創(chuàng)新平臺。提出“培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的環(huán)境科學與工程現代化復合型高素質人才”的實驗教學理念,搭建“專業(yè)基礎實驗、教學實踐、創(chuàng)新教育”的高素質人才培養(yǎng)實驗教學平臺,探索“堅守教學神圣,轉變師生角色,強化開放綜合,學科建設與實驗教學相融合”的實驗教學模式,取得了豐碩的教學改革與建設成果,學生教學效果突出。
(6)推行精細化教學管理。探索精細化教學管理模式并付諸實踐,制訂“教學效果的雙評議制度”“主講教師競聘上崗制度”“教學效果的雙評議制度(教學督導組評議和學生評議)”等規(guī)章機制,有效實現對教師“教”的目標導向和過程管理。
實行環(huán)境科學專業(yè)本科教學的課程小組負責制,實現了本科教學的優(yōu)質師資資源配備,有效地促進了全體教師對本科教學的關注和重視。保證教授、副教授百分之百地參與本科教學,優(yōu)化教師隊伍年齡結構和學緣結構,提高教學效果。
海河流域是我國 政治 文化中心和經濟發(fā)達地區(qū),具有重要的戰(zhàn)略地位。新
規(guī)劃修編要重點把握以下八項原則:一是堅持以人為本的原則。重點解決好與人民群眾切身利益密切相關的水問題,努力滿足人民群眾對供水安全、防洪安全和生態(tài)環(huán)境用水等方面的需求。二是堅持人與 自然 和諧的原則。充分考慮水資源承載能力和水環(huán)境承載能力,妥善處理開發(fā)與保護的關系,促進水利的可持續(xù) 發(fā)展 。三是堅持資源節(jié)約和保護的原則。繼續(xù)把水資源的節(jié)約、保護、配置放在突出位置。四是堅持流域水利發(fā)展與區(qū)域 經濟 社會發(fā)展相協(xié)調的原則。強化流域水利服務于經濟社會發(fā)展的能力,提高水利社會管理和公共服務水平。五是堅持全面規(guī)劃與突出重點的原則。在統(tǒng)籌考慮流域各方面對水利需求的同時,牢牢抓住海河流域水資源短缺、水環(huán)境惡化、防洪保安要求高的特點,在規(guī)劃中著重解決生態(tài)環(huán)境修復、供水和防洪等方面的突出問題。六是堅持協(xié)調統(tǒng)一的原則。妥善協(xié)調流域規(guī)劃與區(qū)域規(guī)劃、綜合規(guī)劃與專業(yè)規(guī)劃、水利規(guī)劃與其它行業(yè)規(guī)劃的關系。七是堅持繼承與發(fā)展的原則?,F行規(guī)劃是修訂的基礎.必須在繼承的基礎上進行創(chuàng)新。八是堅持以創(chuàng)新促發(fā)展的原則。規(guī)劃修編力求體現先進性、 科學 性、經濟性,并應重視采用新思路、新資料、新方法、新技術,提出新成果,努力提高規(guī)劃的科學性。
三、圍繞流域發(fā)展與管理的需求,突出規(guī)劃修編的主要內容
流域綜合規(guī)劃應對流域的防洪、排澇、供水、灌溉、發(fā)電、航運、岸線利用、水資源保護、水土保持生態(tài)建設等各項任務,進行全面規(guī)劃,結合海河流域特點和實際,海河流域綜合規(guī)劃要突出解決以下四方面重大問題。
1.優(yōu)化水資源配置,構建安全高效的城鄉(xiāng)供水保障體系
通過建設南水北調東中線,溝通流域水系,組成海河流域“二縱六橫”的水資源配置格局。合理配置引江水、當地地表水和地下水、引黃水以及非常規(guī)水等多水源.統(tǒng)籌協(xié)調生活、生產、生態(tài)用水,受水區(qū)和非受水區(qū)用水,城市和 農村 用水。
按照全面建設節(jié)水型社會,實施總量控制和定額管理的要求,提出主要省際河流水量分配規(guī)劃方案.加大農業(yè)節(jié)水、 工業(yè) 節(jié)水和城市節(jié)水力度,統(tǒng)籌灌溉規(guī)劃、城鄉(xiāng)供水規(guī)劃,以及區(qū)域產業(yè)布局調整建議規(guī)劃等,保障飲水安全、糧食安全。
2.維護河流健康,構建清潔良好的水生態(tài)環(huán)境保護與修復保障體系
確立河流生態(tài)功能,明確生態(tài)環(huán)境保護與修復目標,確定基本生態(tài)水量,開展北運河等生態(tài)修復試點,保障白洋淀、七里海等重要濕地生態(tài)用水。
以京津等大中城市水源地、省界緩沖區(qū)、地下水資源保護為重點,加強水功能區(qū)監(jiān)督管理,提出水域納污能力和限制排污總量及分階段目標,提出地下水限采方案,建立完善的水質水量監(jiān)控體系。
充分發(fā)揮大自然的自我修復能力,擬定官廳和密云水庫上游、太行山等重點區(qū)的水土保持方案。
3.實施洪水管理,構建人水和諧的防洪減災保障體系
建立較完善的防洪體系,實現由控制洪水向洪水管理轉變,溝通水系、相機調度,注重洪水資源利用。加強中小河流、中小水庫、山洪災害防治、洪水資源利用和岸線利用規(guī)劃,制定不同標準下的洪水資源利用方案及措施,提出洪水調度方案調整意見。
4.加強綜合管理,構建有序可行的水管理能力保障體系
中圖分類號:K928.73文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
低碳經濟是采取超低能耗,很低的污染量,很低的二氧化碳排放量等指標來衡量現代經濟發(fā)展的一種綠色發(fā)展理念。是人類自從工業(yè)發(fā)展繁榮以來,面臨著嚴重的能源短缺問題和高負荷的環(huán)境污染問題的背景下一次經濟發(fā)展理念的重要轉變,是思想領域的一次變革。
低碳經濟下園林的設計的核心是采用先進的能源技術和技能減排技術,從對城市園林的設計,材質,結構等方面實現重要轉變,通過對園林設計材料,園林施工工藝,設備的選擇,減少使用甚至是不使用石化能源,材料的消耗,從根本上降低能耗,降低二氧化碳的排放量。相對于傳統(tǒng)的園林設計,在低碳經濟下的園林設計將會從園林整體的規(guī)劃,園林施工材料,材質的的選擇等一系列程序上,圍繞以最少能耗,最低二氧化碳的低碳核心,最大程度的實現園林設計的生態(tài)環(huán)保功能和經濟社會效益。
二.低碳園林設計的原則
1.尊重場地
尊重場地是園林設計中更好演繹區(qū)域特色的基礎,要在綜合考慮到整個園林區(qū)域場地的特征,經濟,文化,歷史等各方面的地域因素,從而在設計時候可以營造出良好的地域特色,創(chuàng)造出強烈的地區(qū)認同和歸屬園林文化,如此,在低碳經濟背景下,進行園林設計時候,可以讓原有的一些建筑物和花木得以保存,加強對一些鄉(xiāng)土植被的采用,使得整個園林設計彰顯出地域特色。
2.遵循自然規(guī)律,因地制宜,自然做功
在低碳經濟條件下,在園林設計過程中,要在遵守大自然規(guī)律和生態(tài)平衡的基礎上,使得整個園林工程工期縮短,建筑物更加穩(wěn)固,長久。實施符合自然規(guī)律的巧妙設計,充分利用自然的自我修復功能,比如,在進行園林設計過程中,在建造園林水閘時,可以利用水流的方向和沖擊力,將閘孔正對水流,如此,既可以保證水流能夠正常從閘口流出,又可以大大減少水流對水閘地基的沖擊力,有助于減少園林安全隱患,同時,有助于水閘質量的穩(wěn)定,減少維修的費用。比如,可以利用水流的自然流動,通過一些細微的改動,讓水流自然形成一定的瀑布,流泉等。
3.景觀異質和因地制宜
景觀的異質性是整個園林工程設計的重要性質,主要是強調園林設計過程中,園林景觀在時空分布,變異程度,景觀類型等方面的獨特性和差異性,在低碳經濟環(huán)境下,要據園林的不同功能,不同的風格特色而采取不同的設計方式,即使是同一種景觀構成因素,也可以因為園林類型的不同,功能的不同而采取差異化設計,如此可以讓園林之間存在著一定的差異性,符合景觀飛異質性,如此既可以滿足居民求新求異的觀賞心理,又可以促進整個園林設計的創(chuàng)新。
4.彰顯自然,生態(tài)和諧
園林景觀規(guī)劃設計的最重要目的之一便是要促進整個城市的生態(tài)平衡。在進行城市園林景觀規(guī)劃設計中,要在尊重原有自然風貌的基礎上,采取科學合理的措施對各種景觀進行規(guī)劃,科學處理建筑,人,綠化植被之間的關系,設計施工不得破壞原有的生態(tài)系統(tǒng),綠化苗木選擇應按三季有花、四季常青來設計,喬、灌、花草復式栽植,設計施工中應模擬自然生態(tài)進行布置,講究喬、灌、草的科學搭配,創(chuàng)造“春花、夏蔭、秋實、冬青”的景觀效果。保持整個綠化生態(tài)系統(tǒng)的平衡,促進人與自然的和諧相處。同時,也可以一定程度上加強城市生態(tài)環(huán)境的自我修復,維護區(qū)域生態(tài)的平衡。
三.低碳園林設計的方法
1.雨水儲蓄利用
保持和修復自然界的水循環(huán)將成為低碳園林設計的重要目的之一。一方面,大量的雨水隨著市政管網白白流失;另一方面,大量的景觀用水來自于潔凈的自來水。建立區(qū)域性的雨水利用設施,實現“就地滯洪蓄水”是解決城市雨水供求矛盾的有效途徑之一,也解決了園林景觀與植物灌溉用水問題。園林構筑物可以通過形式的巧妙構思達到增匯的目的。園林建筑采用半地下、地下或底層架空的設計,以及墻面、屋頂立體綠化,增加綠化面積或綠地面積,同時提供多種建筑設計風格,為人們提供不同的觀景視角,形成獨特的園林風格。地下與半地下園林建筑也使建筑在冬夏季的能源消耗減少,達到減排效果。
2. 污水凈化循環(huán)
城市污水凈化循環(huán)問題亦可以通過園林景觀的設計,借助自然的力量予以解決。具有凈化功能的人工濕地系統(tǒng)可以設計成污水處理地。將城市污水排人濕地系統(tǒng),配合植物根系以減緩水流速度,利用多層異質土壤對懸浮物進行攔截沉降,促使雜質的沉淀和排除,并在濕地中種植具有凈化功能的植物,如蘆葦、千屈菜、小香蒲、花葉蘆竹等,以有效地吸收過濾水中的有毒有害物質。
3. 選擇建造材料
降低碳排放量的最直接方法就是通過選擇碳成本低、耐久度高、后期維護少以及可以進行循環(huán)利用的材料進行園林建設。選擇本地或就近材料,通過降低運輸成本來減少碳排放。盡量采用木材、竹藤等“低碳”材料,少用鋼材、玻璃、水泥等“高碳”材料,減少園林建設中的碳成本。
4. 植物增匯措施
增加碳匯措施包括2個方面:①增加綠地容積率(綠量/單位面積)。綠量是指所有生長植物中莖葉所占據的空間體積,是單位面積上綠色植物的總量。具體措施是提高綠地面積、建設屋頂花園、發(fā)展立體綠化,如種植綠墻、藤架種植、懸掛種植等。②注重不同植物的固碳能力,通過合理配植提高綠地容量,創(chuàng)造多樣性的景觀,提高植物群落的整體固碳能力,營建低碳園林。據試驗,不同類型單位土地面積上固碳釋氧能力表現為:常綠灌木>落葉喬木>常綠喬木>落葉灌木;速生樹種高于慢生樹種;低齡樹高于老齡樹。
四.結束語
在低碳經濟條件下,對城市園林進行科學規(guī)劃設計,是促進我國城市化建設朝著規(guī)劃化方向發(fā)展的重要動力,是提高居住城市居民生活水平,改善生活環(huán)境,提高生活質量,提升生活品位的客觀要求,也是促進我國生態(tài)文明建設,節(jié)能減排,降低能耗,減少生態(tài)環(huán)境破壞,維護生態(tài)平衡,實現可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。在低碳經濟條件下,加強對園林景觀的科學規(guī)劃設計,從整體出發(fā),重視細節(jié),因地制宜,本著生態(tài)和諧,自然歸真的原則,由點到線,由線到面,由平面到立體等多視角設計,實現既追求設計規(guī)劃的新穎獨特,又具有地方特色,既滿足人們需求,同時也符合低碳經濟趨勢,促進生態(tài)的和諧。終目的。
參考文獻:
[1]駱國文 淺談低碳經濟下園林設計 [期刊論文] 《現代園藝》 -2012年6期
[2]郭文河 論小區(qū)園林設計對人居低碳生活的重要作用 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年15期
[3]楊柳 探究中國古典園林石景藝術的現代意義 [學位論文]2006 - 湖北工業(yè)大學:藝術設計學
[4]張麗梅 基于文化特色的公園綠地夜景照明研究 [學位論文]2010 - 山東農業(yè)大學:園林植物與觀賞園藝
一、論壇主要議題
“鄉(xiāng)村及小城鎮(zhèn)水環(huán)境治理論壇”針對我國不同區(qū)域和經濟發(fā)展程度的村鎮(zhèn)水環(huán)境治理技術經濟政策和適用技術,圍繞村鎮(zhèn)水環(huán)境治理規(guī)劃、村鎮(zhèn)污水排放適用標準,以及村鎮(zhèn)排水收集設施,村鎮(zhèn)生活污水生物處理、人工濕地與塘等生態(tài)處理技術,糞便厭氧沼氣化及其綜合利用,村鎮(zhèn)水體生態(tài)修復與水質改善技術等議題,將邀請村鎮(zhèn)建設管理人員、國內外著名專家學者以及設計生產單位介紹鄉(xiāng)村及小城鎮(zhèn)水環(huán)境治理方面的成功管理經驗、適用技術和應用實例。
“中日小城鎮(zhèn)飲用水安全技術與制度論壇”由我部與日本厚生勞動省共同舉辦。針對小城鎮(zhèn)的人口和經濟規(guī)模的特點,圍繞小城鎮(zhèn)飲用水安全保障現狀調研與評估、規(guī)劃和管理,水質監(jiān)控、預警與應急技術,以及小城鎮(zhèn)飲用水預處理、強化常規(guī)處理和深度處理、飲用水一體化設備開發(fā)、輸配水安全保障和管網水質控制等議題,將邀請小城鎮(zhèn)飲用水建設管理人員、著名學者、知名設計單位、自來水公司和來自日本政府、企業(yè)和研究部門的諸多專家介紹小城鎮(zhèn)飲用水安全保障方面成功的管理經驗、適用技術、應用實例。本論壇將特別介紹日本針對小城鎮(zhèn)和農村地區(qū)的特殊供水制度——簡易供水制度以及相應技術,并探討中日在小城鎮(zhèn)安全供水方面的技術與資金合作機會。
二、時間及地點
會議時間:
中日小城鎮(zhèn)飲用水安全技術和制度論壇:8月28日下午
鄉(xiāng)村和小城鎮(zhèn)水環(huán)境治理論壇:8月29日上午
報到時間:20*年8月27日。
地點:北京國際會議中心
三、參會人員
各地建設部門有關人員,全國主要城市建設主管部門及相關部門、村鎮(zhèn)建設主管部門和有關鄉(xiāng)鎮(zhèn)負責人,供水和排水管理部門、水務主管部門負責人或代表,水處理項目籌建和工程建設管理單位代表,供水和排水企業(yè)的管理和工程技術人員,市政設計單位、有關科研院所、大專院校、水處理工程公司、水務公司、咨詢公司、金融、投資機構和水處理技術與設備研究開發(fā)單位的代表。
四、論文征集
會議面向全國征集與“鄉(xiāng)村和小城鎮(zhèn)水環(huán)境治理論壇”和“中日小城鎮(zhèn)飲用水安全技術和制度論壇”議題相關的論文,論文要求及投遞方式詳見會議網站
五、其他事項
(一)收費標準
第二屆中國城鎮(zhèn)水務發(fā)展戰(zhàn)略國際研討會和水處理新技術與設備博覽會將統(tǒng)一收費。20*年8月15日前注冊的,會議費為1200元/人;20*年8月15日以后及現場注冊的,會議費為1800元/人。會議統(tǒng)一安排食宿,宿費自理。
(二)聯系方式
報名、會務等聯系人:
論文征集聯系人:
地址:
郵編:
電話:
郵箱:
黃壁莊水庫位于海河流域子牙河水系滹沱河干流上,是一座以防洪為主,兼有灌溉、發(fā)電、工業(yè)和城市生活、環(huán)境供水為一體的大(1)型控制性水利樞紐工程,總庫容12.1億m3。免費論文,洪水資源化。
1黃壁莊水庫調度存在的主要問題
1.1 水庫預測預報能力不足
自20世紀五六十年代以來,受人類活動的影響,流域下墊面情況發(fā)生重大改變,給水文預報帶來很大難度。免費論文,洪水資源化。目前水庫常用的常規(guī)預報和河北雨洪兩種預報模型在實際應用中,預報的精度仍不夠高。洪水遇見期短,水庫防汛決策支持手段落后,基本沒有實現實時制定和比選洪水調度方案的目標,仍停留在基于事先制定的洪水調度方案開展洪水調度的階段。
1.2水庫洪水資源利用低,防洪興利矛盾突出
水庫承擔的防洪任務越來越重,興利要求也越來越高,防洪與興利的矛盾非常突出。目前水庫汛期調度采用分期汛限水位,但主汛期調度仍采用汛限水位“靜態(tài)控制法”,嚴格按照設計的汛限水位進行控制,不考慮實時降雨預報和洪水預報成果,只要水庫超過汛限水位,洪水過后必須降到汛限水位,許多地區(qū)多數年份僅在主汛期來一次洪水,往往庫水位降至汛限水位后,再無洪水可蓄,造成水資源的極大浪費。免費論文,洪水資源化。免費論文,洪水資源化。
1.3 崗黃水庫調度方式嚴重影響了下游的生態(tài)環(huán)境
20世紀60年代以后,滹沱河下游逐漸成為一條泄洪河道,流域生態(tài)環(huán)境發(fā)生了顯著變化。一是河道常年斷流。滹沱河河道常年干涸,河灘裸露,植被稀少,生態(tài)環(huán)境脆弱。二是石家莊市地下水位下降,形成地下水降落漏斗。三是流域內大量洼淀、濕地逐漸消失。調蓄流域洪水的主要場所從平原洼淀轉移到了山區(qū),由于洼淀干涸多年,大都被開辟為農田。
1.4 水庫水污染形勢嚴峻, 威脅供水安全
水庫水質保持在Ⅱ類和Ⅲ類水質,水庫水質明顯改善,達到了國家地表水飲用水標準。但是由于上游沿河兩岸分布著許多技術含量低、能耗高、污染重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),這些小企業(yè)產生的污水大多未經處理直接排入水體,對水環(huán)境的破壞尤為嚴重。庫區(qū)農民在征地線以下種地,大量使用化肥、農藥,高水位時淹沒耕地,水體富營養(yǎng)化程度偏高,造成夏季水庫藻類大量繁殖,水體透明度降低,水質、色度等指標超出國家地表水飲用標準。
2 加強水庫科學調度管理的基本思路
目前黃壁莊水庫調度現狀還滿足不了新時期對水利的需求,還存在一些問題影響著水庫綜合效益的充分發(fā)揮。根據治水新理念,水庫科學調度管理要實現以下四個目標:一是不斷提高水庫預測預報水平,實現防汛調度指揮科學化,確保流域防洪安全。二是水庫防洪調度要承擔適度風險,實現洪水資源化。免費論文,洪水資源化。三是把生態(tài)調度納入水庫調度統(tǒng)一考慮,建立防洪、興利與生態(tài)協(xié)調統(tǒng)一的水庫綜合調度運用方式,不斷改善下游生態(tài)環(huán)境,確保流域生態(tài)安全。四改善庫區(qū)水生態(tài)環(huán)境,確保水庫供水安全。
3 水庫實現科學調度的對策與措施
3.1加強預報預測能力建設,實現防汛調度科學化
解決水庫預報預測能力不足的途徑有以下幾個方面:一是加強水文遙測站網的建設,還需增加一倍才能滿足預報的需要。二是加快遙測、遙感等新技術的應用,以獲取更多更精確的水文氣象信息和森林植被、土地利用、水庫塘堰等下墊面信息。三是研制高精度水文預報模型。人類活動對流域下墊面的影響很大,用過去的觀測資料率定的集總式模型參數,顯然難以正確模擬當前的水文過程了??梢越梃b模擬在降水空間分布不均和下墊面及土壤含水量存在空間差異條件下的水文過程。四提高降水預報的精度,提高水文預報預見期,建議在崗黃流域采用新一代雷達測雨技術提高中小尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)視能力。此外還要不斷完善防汛決策支持系統(tǒng),建立洪水調度方案實時制定和比較分析系統(tǒng),改善防洪調度分析手段,建成先進實用、高效可靠的防汛決策指揮系統(tǒng),實現防汛調度指揮科學化。
3.2開展汛限水位動態(tài)控制研究工作,探索水庫洪水風險管理模式,實現洪水資源化
水庫汛限水位動態(tài)控制課題在2006年正式立項研究,2008年初提交初步研究成果。應根據研究成果編制水庫調度規(guī)程,進一步明確水庫汛限水位動態(tài)控制的時間與條件,使其具有可操作性,在實際應用中發(fā)揮作用。并從中不斷總結經驗,提高水庫洪水風險管理水平,實現對雨洪資源的現代化管理,大大提高水庫蓄水能力和雨洪利用率,使水庫更好地為下游經濟發(fā)展服務。
3.3 結合下游河道的綜合整治,適時開展水庫生態(tài)調度,逐步修復下游生態(tài)環(huán)境
黃壁莊水庫應結合滹沱河的綜合整治工程在近期重點解決城市河道斷流問題,在流域生態(tài)系統(tǒng)的恢復、水體水質改善、濕地保護、城市環(huán)境美化等方面發(fā)揮作用。在南水北調通水后水庫要考慮進行維持下游河道生態(tài)流量的調度,改變幾十年來下游河道斷流的局面,恢復河流基本生命。
水庫可充分利用雨洪資源和水庫棄水,向下游河道、濕地進行生態(tài)補水。在適宜地進行地下水回灌,有效遏制地下水位持續(xù)下降趨勢,不斷涵養(yǎng)地下水源,明顯改善石家莊市地下水生態(tài)環(huán)境。
3.4加大水資源保護和水污染防治力度,改善水質,確保水庫供水安全