基于水动力过程的湿地生态补水优化机制：以北京汉石桥湿地为例

湿地具有涵养水源等重要生态服务功能,但在人类活动与气候变化的多重胁迫下出现萎缩与退化,其中湿地补给水量不足是其主要生态问题之一。随着跨区域、跨流域调水工程的实施运行,生态补水目前已成为湿地修复与水资源配置的关键技术组成。因此,关注多水源补给湿地的补水路径优化,基于湿地补水水动力过程提出了生态补水方式的优化方案。2021年在潮白河流域全线通水的背景下,以北京市仅存的大型芦苇沼泽湿地——汉石桥湿地为案例区,构建了潮白河流域SWAT模型模拟径流变化规律,利用MIKE21模型模拟湿地补水水量-水动力耦合过程,比较了6种湿地补水情景的水动力变化特征。结果表明：汉石桥湿地内部水系连通受阻造成的湿地南部与北部分隔是限制生态补水效率的主要瓶颈,湿地南北区多流路同时补水,以及改造湿地水文连通结构是改善补水水动力条件,提升生态补水效应的优化方案。该研究结论可为湿地的长期管理和生态修复提供参考,有利于首都城市生态水系建设。     

城市湿地公园生态要素重构研究——以北京琉璃河湿地公园为例

湿地植被是评价湿地空间结构、功能和过程的重要指标之一。以北京琉璃河湿地公园为例,针对该湿地公园西侧区域植被种类少、河流水质差、景观多样性不高、观赏效果不佳等问题,以实现湿地水质净化功能、物种保育及观赏科普功能为目标,对琉璃河主河道进行优化并营建湿地。基于研究区土地利用现状及修复目标,提出湿地修复的三大功能区(水质净化功能区、物种保育功能区及观赏科普功能区)及其总体布局;对不同功能区,分别从基底修复及植被配置方面提出湿地生态要素重构方案。方案优化及营建湿地1.13 km ²,配置植物群落28种,在兼顾了水质净化及物种保育功能的同时提升了观赏功能。     

人工湿地与臭氧联合处理技术用于以再生水为补水水源的景观湖净化

采用人工湿地与臭氧联合处理技术,深度净化以污水厂尾水为再生水的补水水源,及对景观湖水进行循环净化,保证景观湖水质和水量。介绍了系统的工艺设计,并对运行后的水质进行检测分析。人工湿地系统以净化后污水厂尾水作为景观湖补水,水力负荷为0.268 m~3/(m~2·d)时,COD和BOD_5去除率可达60%以上,氨氮和TN去除率达80%以上,TP去除率达70%。人工湿地用于湖水循环净化,水力负荷为1.07 m~3/(m~2·d)时,人工湿地对污染物的总去除率为40%~50%。为防止湖水富营养化,阶段性启动臭氧系统进行湖水脱色、除臭处理,当臭氧投加量为3 mg/L时,对色度去除率可达80%,对氨氮去除率可达40%以上。     

三峡库区消落带湿地生态过程及生态安全分析—以开县澎溪河湿地自然保护区为例

三峡库区的生态安全与长江中下游的生态环境问题有着直接关系,同时也涉及整个长江流域的可持续发展。本文从库区蓄水后形成的消落带湿地入手,对三峡库区的国土安全、水安全和生物安全等进行分析。基于以上研究,本文提出一些建议,促使消落带湿地的保护及三峡库区生态安全得以保障。     

河流湿地的生态修复及水质保护工程实践——以淇河湿地生态治理工程为例

以淇河湿地生态修复及水质保护工程为例,分析了湿地系统面临的主要问题,提出了“湿地底泥生态疏浚、生态缓冲塘、人工湿地、岩石开采场生态修复”等系统化工程措施。并对农村生活污水进行了污染源分析,深入研究了人工湿地净化工程的处理规模、工艺流程、设计参数等关键技术,最终构建了“湿地生态修复+人工湿地水质净化”的系统湿地生态治理工程措施,并建立了湿地监测、湿地生态保护管理中心及现代化的信息管理系统等配套工程。通过工程的实施,可以减少湿地底泥内源污染、降低流经区域的面源污染,削减农村无组织排放地表径流污染,对湿地水体生态修复及水质保护起到工程示范作用。     

长江大保护中尾水型人工湿地的应用研究：以江东水生态公园为例

为评价长江大保护中尾水型人工湿地的运行效果,针对性地提出运维管理建议,以芜湖江东水生态公园为例,于2021年7月—2022年1月对其不同功能单元出水进行监测,分析各单元对污染物的去除路径及影响因子。结果表明：净化效果方面,在尾水水质较好的前提下(COD、NH₃-N、TN、TP等污染物浓度指标均远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准),江东水生态公园对各污染物的去除效果仍较好,其中强化表流湿地对NH₃-N、TN和TP的平均去除率分别为85.53%、17.60%和33.71%,串联于强化表流湿地后端的生态涵养塘具有进一步削减强化表流湿地出水中污染物的能力,其中在夏秋季(8—10月)对NH₃-N和TP的平均去除率分别为27.04%和22.51%。影响因子方面,温度和溶解氧浓度对人工湿地脱氮效果影响较大,可在冬季采取保温增氧措施,并根据运行实际综合采取小剂量分批次投加植物碳源,优化潜流湿地填料,设计多级人工湿地串联系统等手段,进一步保障长江大保护尾水型人工湿地运行效果的可持续性。     

退化湿地生态系统的生态恢复与管理——以美国Hackensack湿地保护区为例

受城市化、工业化和地球温室效应等人类活动与自然因素的影响,美国Hackensack湿地保护区正面临着面积不断减少、景观破碎化、外来物种入侵、河水污染增加、盐碱化程度增加和范围扩大等生态胁迫。稳定湿地面积,重建湿地的复合景观,丰富生物多样性,恢复潮水的正常规律,减少水体污染,控制外来种的入侵与扩张,促进湿地原有植物的定居与扩增及原有植被的恢复是Hackensack湿地恢复的关键,也是恢复工程设计与实施的核心。退化湿地生态恢复的管理则以植被的生长、芦苇的扩散方式及动态、鱼类和蟹类的种群动态、鸟类的种类及其对生境地的利用情况对生态系统功能恢复状况进行生物检验,有效监控退化湿地生态系统的恢复动态,研究其恢复规律,进而采取相应的管理措施,科学调控生态恢复进程。     

湿地景观格局演变与生态安全响应——以福州市浦下洲区域及周边湿地为例

利用航空卫星图片与野外调查数据对福州浦下洲区域及周边景观格局动态变化及其生态安全响应过程进行研究.结果表明:浦下洲区域及周边湿地近20年来人类干扰作用持续加强,各种湿地景观类型破碎化程度加大;景观组分的变化过程对湿地生态系统的功能和稳定性产生了重要影响,大部分湿地生态功能已经丧失.     

湿地水动力研究中无人机遥感技术的应用进展、机遇与挑战

水动力过程对湿地生态系统结构和功能具有重要调控作用,准确、高效地获取湿地水动力参数对于湿地研究和保护修复具有重要意义。无人机遥感技术具有操作简便、机动性强、成像高度低、受天气环境影响小的特点,近年来被广泛应用于非接触地进行湿地水动力监测。梳理了无人机在水位、水下地形（水深）和流速（流量）3种主要水动力参数监测中的应用现状,总结了当前方法的不足和发展前景,以期为未来水动力监测及其在湿地管理中的应用提供参考。针对当前存在问题,提出了面对复杂湿地环境和监测需求的高标准化、自动化监测是未来无人机水动力遥感监测的重点发展方向。如何应对未来智能化、信息化湿地保护与管理需求,提高无人机监测效率、数据传输效率,促进无人机与其他多平台监测数据融合技术的发展,推动数字孪生湿地建设应被重点关注。     

城市湿地的生态环境保护问题探讨--以哈尔滨市为例

城市湿地存在于城市区域内或城市边缘地带,与城市的形成和发展息息相关,其生态功能不同于自然湿地。近年来,由于受到人类活动的干扰,城市湿地面临湿地面积缩小、生态系统变脆弱、水体环境受污染、生物多样性被破坏等生态环境保护问题。在调研哈尔滨市城市湿地公园现状的基础上,以哈尔滨市为例,阐述城市湿地的作用和价值,归纳分析了城市湿地主要的生态环境保护问题,提出了哈尔滨市开发建设中加强城市湿地生态环境保护的建议。     

城市生态学评价——方法和实例研究

通过对城市生态系统的分析,提出了城市生态学评价的内容、目标和程序。以新建城市博达为例,具体说明了该评价程序的使用方法。     

基于PSR模型的城市土地生态安全评价:以青岛市为例

以青岛市为研究区,基于PSR模型构建土地生态安全评价指标体系,采用熵权法和综合评价法,对2017年青岛市土地生态环境安全状况进行综合评价,并结合评价结果进行区域等级划分。结果表明:青岛市的7区3市中,土地生态安全状况存在一定差异。市南区、市北区和李沧区处于土地生态安全状况的风险级别;崂山区、黄岛区、即墨区、平度市和莱西市处于敏感级别,但彼此之间的差异并不明显;只有城阳区的土地生态安全为良好级别。建设针对不同级别土地生态安全的状况,从人口、产业、政策及社会方面进行改进,有助于青岛市土地生态环境安全的保护。     

基于环境容量的水环境承载力评价与预测——以郑州市为例

在现有水环境承载力研究的基础上,辨析了狭义水环境承载力与广义水环境承载力的内涵,提出将环境容量作为评价水环境承载力的重要因素。从指标选取、指标标准值确定、指标权重确定、评价方法等方面构建了基于环境容量的水环境承载力综合评价体系,并采用该评价体系对郑州市现状水环境承载力进行评价。结合郑州市"十三五"相关规划,设制了水环境承载力优化发展情景和强化发展情景,预测了两种情景下郑州市水环境承载力改善情况,提出郑州市水环境承载力提升对策建议。     

水源涵养型国家重点生态功能区生态功能评价:以贵州省三都水族自治县为例

为实现资源合理开发利用、经济社会可持续发展的目标,以三都县为例,结合三都县实际情况构建包括2个准则层、5个要素层、9个指标层的生态功能评价指标体系,利用RS技术从遥感影像上提取评价指标数据,结合GIS技术与生态功能区功能状况指数(FEI)模型评价三都县生态功能状况。研究结果表明:三都县生态环境质量总评价值为65.33,生态环境状况整体呈现良好趋势,但各个乡镇生态环境质量不一。全县存在生态保护红线面积少(仅占全县国土面积29.83%),污染物浓度接近超标状态等生态环境问题。针对三都县水源涵养功能定位,未来发展应加大水源涵养能力与水土保持能力的保护力度,因地制宜地科学制定产业准入负面清单,提高产业准入门槛。     

基于熵权法的富营养化二级模糊综合评价模型:以江苏九里湖国家湿地公园为例

针对江苏九里湖塌陷湿地公园水体富营养化评价问题,于2018年春、夏、秋、冬4个季节对江苏九里湖塌陷公园内10个水质监测点进行水质监测,并选取TP、TN、COD_Mn、Chl.a、SD 5项水质指标,采用基于"压力-响应"思想构建二级模糊综合评价模型,结合熵权法对九里湖水质富营养化程度进行评价。评价结果表明,该评价模型具有合理性和客观性,江苏九里湖国家湿地公园水体富营养状态与季节变化相关性较强,各监测点富营养化等级处于中富营养与富营养级别。     

低成本废水生态处理组合工艺在农家乐废水治理中的应用

以一典型农家乐生活废水为处理对象,采用以低成本废水生态处理技术为主体的组合处理工艺,研究了该工艺对农家乐废水的处理效果。结果表明:该废水处理系统稳定运行时对COD和NH4+-N的平均去除率分别达80%和50%以上,出水ρ(TP)一直保持在2.0 mg/L以下。该废水处理技术不仅简单易行、效果好,而且建造及运行成本低,在农村分散型废水治理方面具有良好的推广应用价值。     

基于PlanetScope影像的广西钦州市黑臭水体识别方法研究

城市黑臭水体实质上是由环境保护和城市建设两者发展不平衡产生的,也是我国当下生态环境保护工作的重点之一。针对城市黑臭水体监测评价这一热点难点展开研究,以钦州市主城区为研究区域,以高频次重访的高空间分辨PlanetScope遥感影像为数据源,结合两期的实地采样数据,分析黑臭水体表观光学特性,利用黑臭水体与一般水体光谱曲线差异特征,提出近红外(NIR)单波段阈值法、HI指数法、EHI指数法和NDBWI指数法以及基于色度法的饱和度识别算法。城市黑臭水体与一般水体在蓝、绿和红波段(455～670 nm)的相同点是反射率偏低,不同点在于一般水体在455～670 nm处的光谱曲线斜率高于黑臭水体,在红波段处反射率达到极大值,在红波段和近红外波段开始下降,而黑臭水体此波段范围内反射率开始大幅升高。识别结果表明,NIR单波段阈值法识别准确率较低,存在较大偏差;HI指数识别准确率为57. 14%; EHI指数和饱和度法对黑臭水体的识别准确率均为78. 57%; NDBWI指数的识别准确率最高,达90%以上。     

污水厂再生水回用于城市内河的生态修复效果及安全性评价

为降低污水厂再生水回用于城市景观水体时可能出现的生态环境风险,以宁波市某污水厂再生水回用于河道的生态修复段为研究对象,采用生态集成技术对再生水进行净化及自然修复,研究其对再生水常规水质指标、水体综合生物毒性及河道底栖动物群落特征的影响.结果 表明:河道生态修复措施对稳定再生水水质的效果明显,主要水质指标保持稳定并达到功...     

基于城镇黑臭河道水体的组合型原位生态修复系统的构建与效果：以上海市地区某黑臭河道为例

为促进组合型原位生态修复技术对城镇黑臭河道水体治理效果的工程应用,基于“原位生态修复、截污控源、营造景观、水动力改善、生物多样性”的修复理念,以生物修复方式为主,结合河道黑臭的成因与水质检测分析,构建了“微生物载体缓释+曝气复氧+水生植物+循环泵设备”组合型生态修复系统,对上海市地区某黑臭河道进行工程试验研究。工程实践表明：试验进行56 d时,河道上、中、下游COD、NH₃-N和TP平均去除率分别达到71.25%、84.10%和89.94%,水体黑臭现象基本消除;水体DO质量浓度由1.1 mg/L上升到4.5 mg/L。河道水质修复得到明显改善,符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准。该组合型生态修复系统可以有效消除水体黑臭现象,增加水体溶氧量,有效降解水体中的有机污染物,对城镇黑臭河道生态修复具有较好的净化和景观效果,同时其切实可行的工程技术措施可为类似工程提供良好借鉴。