导语:如何才能写好一篇生态修复案例,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
关键词生态修复法律责任:环境公益诉讼:环境公共利益:污染侵权责任:侵权连带责任
基本案情梳理
2011年,广州市白云区钟落潭镇白土村村民方某将其向村委会承包的两个鱼塘转租给太和镇石湖村村民谭某。从当年9月1日起,谭某用车辆运送不明固体污泥约110车,并将污泥倾倒至鱼塘,污泥散发出阵阵臭味,周边村民纷纷投诉。经村委干涉,倾倒行为停止。
同年9月14日,广州市白云区环境保护局在接到举报后,到鱼塘现场检查取样,委托中国广州分析测试中心和广东省生态环境与土壤研究所分析测试中心分别对污泥和底泥进行检测分析。结果显示,铜和锌超过相应限值,达不到农用污泥污染物控制标准,已经对池塘造成污染。
随后,白云区环境保护局委托广州市环境保护科学研究院对该鱼塘倾倒污泥的环境损害和治理成本等问题进行评估。2012年8月,广州市环境保护科学研究院出具的《环境污染损害评估报告》认为,本次事件中,污泥在鱼塘内经阳光照射后散发出臭味,对周边村民的生产生活造成了影响。池塘属农用地,用于水产和禽类养殖,污泥排人池塘,影响其养殖功能的发挥。要恢复池塘养殖功能,必须清除倾倒的污泥,并将底泥挖起清运,同时对池塘内被污染的塘水进行处理,达到农用标准。该鱼塘倾倒污泥环境污染损害造成的直接经济损失为监测分析费用4660元,污染物处理费用4092432元,共计4097092元。
根据群众反映,白云区检察机关启动民事责任追究机制,并推动中华环保联合会提起公益诉讼。2014年12月,中华环保联合会作为原告,对上述两名被告提起诉讼。
被告方某的律师认为,被告方某在签订合同时不清楚被告谭某所倾倒的物质,在知道被告谭某向鱼塘倾倒的是污泥后,已经进行了阻止,在阻止不了的情况下,还要求村委员会来制止倾倒。所以方某对于污染的发生没有过错,此外,他本人是最大的受害者,他也希望找到谭某来承担清理污染的责任。鱼塘在经过石灰处理后污染已降低,包括被告一家在内的人食用鱼塘饲养的鱼后未发现身体异常,被告方某不应该承担污染环境责任。
法院认定,被告人谭某、方某的确对污泥倾倒入鱼塘造成污染事件负有责任,判决他们6个月之内共同修复受污染的鱼塘,使其恢复到受污染前的状态、功能,标准由环保部门审核。过期没有修复,由环保部门指定一具有专业资质的机构代为修复,修复费用由两名被告共同承担,并负有连带责任。
民事合同掩盖下的排污行为的责任承担
二是物业产权人对于物业管理不当而产生的污染是否需要承担责任的问题。物业产权人既非污染物的产生者,也非污染物的处理者,原则上称不上是污染者,但他们是污染实际发生场地的所有权人或者使用权人,对场所的安全负有管理义务和注意义务。如果他们疏于职守,未尽注意义务,就场地对他人产生的危害也应该承担法律责任。本案的第二被告方某是受污染鱼塘的承包人,将两个鱼塘转租给第一被告谭某倒泥,他存在如下过错。首先,方某将鱼塘用于倒泥不符合鱼塘的使用功能;其次,尽管方某可能一开始不了解第一被告所倾倒的物质,但是他在签订合同时并未进一步进行了解,即第二被告方某未尽到鱼塘承包人的管理义务,对于污染的产生负有责任。《侵权责任法》规定的环境污染侵权责任适用无过错责任原则,这主要针对直接排污者,而非排污者的其他人员承担环境污染侵权责任仍然适用过错责任原则。
本案的重要启示之一是,不仅排污者要承担污染侵权责任,污染场地的产权人、管理人在特定情况下也需要承担环境污染侵权连带责任。在广东以及东部沿海各省,很多当地居民以出租物业为生,他们很少能意识到承租方不法行为可能给他们带来的不良后果。一旦有违法事件发生,承租方往往一走了之,但是出租方是本地人,逃不掉,责任很有可能最终落到出租方身上。所以,不能因小失大,为一时的利益而承担沉重的法律后果。
污染事件中环境公共利益的认定
环境公益诉讼的目的是为了救济环境公共利益。所谓公共利益是指涉及不特定多数人的利益,往往从私人利益中抽象出来,能够满足共同体中全体或者大多数社会成员的公共需要,经由公共程序确定并以公权力为主导所实现的公共价值,具有公共性和不特定性等特征。环境提供给人们各种利益,总体上称为生态服务价值或者功能。任何功能和价值的发挥都需要环境整体及其各要素的物理、化学、生物等特性维持在一定的标准以内,这些环境品质和条件是人类共同需要的,即环境公共利益。维护这些环境品质和条件就是保护环境公共利益。当环境污染和破坏发生,环境条件被改变后,会出现各种损害,包括自然资源、财产和人身的损害。哪些损害属于公共利益损害,哪些损害属于私人利益损害,对于不同损害又如何救济,是司法实践中必须厘清的关键问题,本案的争议点之一是鱼塘污染所损害的公共利益体现在哪里。
本案受污染的区域是鱼塘,第二被告反复强调,作为鱼塘的承包人,他自己才是直接受害者,他也想找第一被告承担损害赔偿责任。从财产权的角度看,主要的受害者是财产所有权人或者使用权人。但是鱼塘作为环境的一个组成部分,与环境的其他要素有紧密的联系,如鱼塘的水和底泥会渗透到土壤和地下水中,捕鱼干塘时,水会流进河流、湖泊,这些生态联系使得鱼塘的污染物影响周围的环境。最主要的是受到污染的鱼塘一直在养鱼,受到污染的鱼流人市场,每一个潜在的消费者都可能是受害者,这是对不特定公众的损害。本案中,所救济的环境公共利益包括鱼塘污染对周围环境的不良影响以及受污染的鱼对不特定公众的不良影响。所以在受污染的鱼塘存在以上不良影响的情况下,不能因为第二被告是鱼塘的承包方,就可以由他自行决定如何处置鱼塘,或是否需要修复鱼塘环境。
事实上,几乎每一个环境污染事件都存在私人利益和公共利益的损害,这是由环境本身的共享性、公共性、相互关联性所决定的。如在水污染事件中,水体污染、水质下降导致生产、生活成本增加、农作物减产、养殖水产品损失、健康损害等属于私人利益损害;水体生态系统受到破坏,处于循环状态的地表水和地下水水质恶化,水污染对不特定公众人身健康造成实际的或潜在的损害等属于公共利益损害。土壤污染导致农作物减产,房屋价值下降,健康损害属于私人利益损害;土壤污染造成土壤生态系统损害,地下水水量和水质改变,土壤污染给人身健康造成的实际的或潜在的伤害等属于公共利益损害。两类损害通常会同时存在,但是在救济方式上,司法途径不是唯一的方式,一些情况下,损害救济是通过自力救济和行政救济的方式进行的,尽管如此,在更多情形下,公共利益损害救济处于被遗忘的角落,出现救济的空白,由此,再次突显环境公益诉讼存在的意义。
环境公共利益损害责任与被告私人利益损益的关系
在确定被告承担损害公共利益的法律责任时,对于是否要考虑案中被告人私人利益的损害情况及被告人的获利情况的问题,应当从以下两方面进行考虑。
首先是被告获益与其承担生态修复责任的关系。本案第二被告转租鱼塘给第一被告,原为获得3万元的租金收入,实际上只获得4000元的收入。鱼塘受到污染后,根据广州市环境保护科学研究院作出的《环境污染损害评估报告》认定,本次事件向鱼塘倾倒不明固体污泥约110车,要恢复鱼塘的养殖功能,必须清除所倾倒的污泥,将底泥挖起清运,同时对池塘内被污染的塘水进治理,达到农用标准。污染物处理费为4092432元。从法院判决的情况来看,并未因被告获得的利益远远少于他应该承担的责任,就可以免除他的部分生态修复责任。财产权和环境权是两类不同性质的权利,一般不能相互抵免。生态修复方面责任的大小由生态修复的复杂程度及成本决定。由于我国的民事处罚是以补偿为中心,在环境保护方面没有确立惩罚性赔偿,所以民事赔偿额大小与违法行为的程度、违法行为获得的利益没有关系。
其次是被告私人利益受损与其承担生态修复责任的关系。本案中第二被告人自身也是受害者。其私人利益应受到保护,并可以依法向第一被告追偿,但法律并不会因此而免除他对公众承担的责任。基于前面提到的理由,第二被告人的私人利益因财产污染而受到损害,但这不能成为他免于承担修复受污染财产责任的抗辩理由,因为他对于污染的发生也有过错。
生态修复案件审理的法律适用
确定生态修复责任后,要求责任人承担行为责任还是经济责任的问题,表面上看似是技术和能力的问题,实质上与伦理和公平也有关系,两种责任相互替代,看似平等,但是在本案中却有极大的差别。本案的第二被告已经70多岁,经济条件一般,身体状况不好,中过风,行动不便、思维有一定的障碍,在法庭上多次失控大哭。400余万元的生态修复款显然超出其偿付能力,若法院判决被告支付修复款,此案基本无法执行,达不到应有的社会效果。法庭宣判本案的第二被告承担修复的行为责任,这虽然也会面临行为人没有专业技术能力等难题,但是他可以通过争取他人的帮助,争取社会的救援来解决这一问题,留给了被告更多的选择,也留给社会各界帮助解决此事更多的空间。
再次是案件的执行问题。法院判决两名被告在6个月之内共同修复受污染的鱼塘,修复标准由环保部门审核。过期没有修复,由环保部门指定具有专业资质的机构代为修复,修复费用由两名被告共同承担,并担负连带责任。由此可见,法院将监督判决执行的责任主要交给了当地环保部门,这也是不少法院的共同做法。生态修复的周期长、过程复杂、技术性强,法院跟踪执行有诸多的难题,而环保部门是环境治理和修复的主管部门,发挥环保部门的作用既发挥了他们的特长,也是监督他们履行职责。当然,法院不能对判决的执行完全置之度外,否则会影响司法的威力和公信力。在案件执行的各个关键环节,法院都应该进行监督,发现执行偏离轨道,要加以纠正,对于执行不到位的情况则需要采取进一步的强制措施。
主要
参考文献
[1]李挚萍,环境修复的司法裁量[J].中国地质大学学报(社会科学版),2014(7):20-27.
[2]奚晓明.试论环境资源案的特殊性及专业化审判的实现[N].珠江环境报,2014-11-22.
关键词:探究人工生态浮床技术水环境修复应用进展
1、人工浮床技术的概念
人工浮床技术又称作人工浮岛技术、无土栽培浮床等技术,是一种利用高分子材料作为基质,利用水生植物生长中对氮、磷等营养元素吸收和植物根部对悬浮物吸附的特点配合无土的栽培技术对水资源中的重金属和有机污染物进行搬离,从而达到改善水质、抑制水体水生植物的作用,从而营造正常健康的生态环境,实现可持续发展。
2、人工浮床的作用
除了基本的净水作用外,人工生态浮床技术还有其他的辅助作用。首先,人工生态浮床技术可以利用植物生长过程中产生的分泌物来抑制藻类植物生长;其次,水生植物通过光合作用产生赖以生存的氧气,并通过根本传到水中,将氧气释放与水体中,避免了水中鱼类等生物的死亡,修复水体物质平衡,达到了防臭防灭的目的;然后,水生植物个头较大,覆盖于水面上可以挡住阳光,抑制了藻类植物的光合作用,使得藻类生物萎缩甚至死亡;最后,因为人工生态浮床技术使得水生植物根部产生的营养促进了鱼类等生物的繁殖,一定的程度上稳定了水利生态平衡,强化了水资源的自净能力。
二、人工生态浮床技术在水环境修复中的分类
人工生态浮床技术通过使用环境分为干式浮床和湿式浮床。干式浮床是一种利用植物在浮床生长不接触治理的水面景观栽培技术,对于水体并没有任何净化作用;湿式浮床可以与水面接触,能对水体产生净化作用,从而被广泛使用。湿式浮床因为其材料又被分为现为强化塑料湿式浮床、混凝土湿式浮床、不锈钢架发泡聚苯乙烯湿式浮床、盐化乙烯合成树脂湿式浮床、特殊发泡聚苯乙烯加特殊合成树脂湿式浮床等多种有框性湿式浮床和叶子钱纤维编制而成无框湿式浮床。
三、人工生态浮床技术在水环境修复中的应用实例
1、富营养化景观水体修复技术
在我国,上海市在借鉴北京市经验的基础上,在淀山湖千塌浦入湖河口进行富营养化景观水体修复技术的试验工程,以美人蕉、再力花等6中水生植物为试验,试验总面积达到1.8万平方米。经过一年的试验,很好验证了浮床植物去除水体元素的能力,提高了水体的透明程度。
北京地处我国北方,气候相对干燥,某些水生植物不利用生长,美人蕉的培育解决了了富营养化景观水体修复技术过去只考虑除去废除元素而忽略了水体透明度的单一问题,不仅可以改善水体的富营养化,还可以使得水质透明干净,同时,在试验中加入了其他水生植物,使得水生生物的使用范围更广更专一,提高水质除污的针对性,对富营养化景观水体修复技术在人工生态浮床技术在水环境修复中的应用进行验证。
2、污染河道治理技术
在人工生态浮床技术在水环境修复中的应用的污染河道治理案例中,上海市宝山区的汇丰河城郊黑臭河道治理具有很好的代表性。海市宝山区的汇丰河全长1.7千米,平均水深1.6米,工程实施的浮床面积达到了5271平方米,占河道纵面积的25.7%。在治理中,以美人蕉、香根草等四种植物为主要水生植物材料,经7个多月的治理,海市宝山区的汇丰河的黑臭现象基本去除,水体富营养化也得到了很好的改善。
上海地处我国东南部,气候湿润,适宜多种水生植物的生长,但是因为城市经济发展的限制,对净水能力的要求也很高。在上海河道培育美人蕉等四种植物的培育验证净水能力的高低,还可以看到人工生态浮床技术已经不满足于景观水体小型环境中,被运用到更为普遍的河流治理当中。在河流的治理中,案例成功的解决了水生植物在流动水体上移动、净化不均匀的问题,还充分利用水体自净的能力和植物对水体腐烂生物的吸取成功的解决了水体异味颜色浑浊的问题,并在水生植物根部产生大量营养元素,促进了鱼类的再生成功的使得河道的生态循环走上正轨。
3、养殖鱼塘水体修复技术
对于养殖产生的废水,研究的学者针对这一问题尝试了人工生态浮床技术来对废水进行修复,提出了养殖和修复同时进行的理念。在治理中,在江苏洪泽的鱼塘中利用浮床种植蕹菜,解决水体问题的同时产量达到了将近7kg/平方米。
4、养猪场废水处理技术
东莞市某猪场使用人工生态浮床技术对养猪场的氧化塘水体进行修复,经过一个多月的试验,美人蕉等水生植物大量繁殖,使得氮、磷等元素的去除率高达90%,很好的对养猪场的氧化塘水体进行修复,达到了预期的目的。
根据上述案例可知,将家畜产生的大量含养物质和排泄物在排放前进行处理,减轻了因为地表径流或者亚表面流污染地下水和土壤的问题,还解决了富营养化水体带来的生物厌氧反应,减少了有害气体和生物霉排出,保护了畜牧业周围的生产环境,提高了氧化塘的利用效益。
5、机场地表径流处理技术
机场在冬天很容易使用除冰剂对地面进行处理,但是在使用后除冰剂的主要物质-乙二醇会流入地表。为了缓解这一现象,机场开始在内部建设普遍使用芦苇浮床系统来对污水进行处理。
根据上述案例可知,芦苇水生植物的使用不仅改善了水体条件,除去因为除冰剂对土壤的侵蚀和破坏的元素,还利用芦苇体型高大、外观好看的特点来增加了美观的效果,不仅成功的将机场的水质进行净化处理,还节约了美化机场的景观费用,很好的成为了人工生态浮床技术在水环境修复中的成功应用实例。
四、结语和展望
为了解决我国水体破坏的现象,人工浮床技术的发展备受重视,成为目前国内外治理水环境最有效、最经济、最可持续的技术之一,在水资源日益紧张的今天,人工生态浮床技术在水环境修复一定会被用到更多的生产、生活当中,在技术层面上也会根据国家的支持和人才的集聚使得人工生态浮床技术更为先进和完善,从而解决环境问题,造福人类。
[1]黄文丹.探究人工生态浮床技术在水环境修复中的应用进展[J]四川环境.2015年
[2]钟建红.城市河流水环境修复与水质改善技术研究[J].西安建筑科技大学.2007年
关键词:河道;生态修复;探索
什么是生态修复?
生态修复主要是依靠大自然的自我修复能力,并辅助于适当的人工措施,加快破坏了的生态系统的恢复功能,它是一个长期而复杂的系统工程。
河道生态系统是流域生态系统的重要组成部分。我们在水、河流的利用研究和开发都已经达到了非常高的水平。但是近几年来,随着水污染情况的加剧,水的生态修复学研究才被提上日程。
河道生态修复的目的是消除河流域生态系统的不良影响,保持河流生态系统可持续发展。西方一些比较发达的国家和日本在河道修复研究起步较早。他们在实践的基础上,总结了河流生态修复的八项措施:
恢复缓冲带;
重建植被;
修复马蹄形湿地;
降低边坡;
重塑弯曲河谷;
修复浅滩和深塘;
修复水边湿地;
修复河塘。
目前,我们国家经过一些地区对河道生态修复研究和探索,概括了两大类河道生态修复的措施:一类是植物保护法,一类是植物保护同工程技术措施相结合。我国的河道生态修复工作仍然是在初始阶段,缺乏多层次的全方位的生态恢复研究,更没有系统的科学的学习的理论作指导。
以江苏省赣榆县为例。江苏省赣榆县大概有15条河流,在这15条河流中沭河、朱吉河、沙汪河、龙王河这四条河流污染严重。龙王河、沙王河水的质量更是没有达到灌溉农田的程度,几乎寸草不生的河道,各种生物几乎灭绝。因此近些年来,江苏省开始全面进行河道疏浚整治工作。利用这样的时机,开展河道生态修复技术的研究,探索在河道整治过程中,采取那些技术措施,才能既保护河堤坡体结构的稳定性设置,又改善水质,同时提高河流的生物种群,也提高河道其自我净化功能。建立一个与周围环境协同发展的关系,保持社会经济良性循环的可持续发展的系统。
本文以青口河为载体,对河道生态修复技术进行思维构思。
河流生态恢复的原则
1自然性原则我们不可能把这条河完全恢复到原始状态。但是在河道生态修复时我们尽量模拟自然的状态,创造良好的环境和景观,促进自然生态系统的良性循环。具体措施如:
使用抛石、木桩等护坡固堤;
在河堤上使用乔木、灌木、草相结合的立体防护;
创建合适生物栖息之地;
增设鱼道;
调整河道结构;
浅滩和沙洲的恢复等。
2生态性原则
以生态为原则,不仅可以降低成本,还能实现对污水处理厂难以处理或处理成本较高的污染物有效果的控制,同时要具有景观效果,并且还可以改善当地的气候,加强生物多样性,保护生态平衡。具体措施如下:
因地制宜地发展池塘、人工湿地、生物栅、生物浮岛等处理技术;
注重河岸植被建设;
河流生态走廊建设;
治理与控制河堤的水土流失;
在水域内,种植各种喜水、耐水植物;
发展水生动物,提高水域生物净化功能。
河道生态恢复技术设计构想1基本思路根据青口河,地理位置和特点,对河流生态修复必须从以下几个方面进行修复:
进行河道生态修复后,既不能影响整个河道的行洪能力,还要在不破坏原坡面的情况下进行生态修复;
对河堤及滩面进行修复时,应选择快速覆盖,根系发达、抗冲刷能力强,适应本地区的乔、灌、草种;
岸坡消落带的生态修复应考虑到防水浪冲刷及适合鱼巢的功能,同时对消落带植物的选择要重点考虑;
对河道整体结构的调整要回归自然,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩和深塘,修复河边湿地;
在不同河段内放养水生动物和微生物,种植水生植物,以分解吸收水体中的营养液,达到净化水体的功能;
对沿线的污水口截流分流,使污水雨水分流,杜绝污水入河;
在物种的选择上要注意选择适宜本地区气候环境,同时不造成外来物种入侵,抗逆性好,管理粗放,植物根系发达,固土能力强;环保效果好,能有效地消除油污、烟尘和有毒化学物质的植物种类。
2生态修复技术
总结制定青口河清淤整治工程修复方案后得出:河道生态修复技术应该“尊重自然”、“人水相亲”、“和谐自然”的思路。在保证水利工程正常作用的前提下,修复河道结构、恢复河道生态平衡功能。使退化的河道生态系统得到修复,达到河流域的生态平衡。
上,中游的河流的特点及整改措施:
上、中游段,按照“谁承包,谁管理、收益”的原则,签定承包合同。
上游和中游的河流情况:
河面较宽,
有不少浅滩,深塘等,
具体措施为:
采取疏通河道中泓;
修复浅滩、深塘水边湿地;
重塑弯曲河谷等工程措施,
调整河道结构。
植被措施布设为,
河堤、滩面以用材林、经济林为主。主要栽植杨树、水杉、板栗、银杏。
堤肩以银杏、水杉间种,间距4米,滩面及内外堤坡栽植杨树、板栗,
河道水面放养水生动物和微生物,种植水生植物,
在浅水区、湿地区种植湿生植物,草种选择菖蒲、水葱、扁杆草、、毛莨等。
河道生态修复项目不是一个孤立的系统,它是一个完整的生态系统。河道生态修复技术也包括植物修复、动物修复、微生物修复相互作用,相互统一。河道内部生物系统和相邻生物系统之间的所有产生的物质与能量的动态互动。
河道生态恢复的真正意义应是在保证边坡稳定的基础,以生物多样性为目标;保证护堤、疏通河道,使河道平衡和谐发展;使水、土壤、生物,形成良性循环;不仅恢复河道景观效果,而且恢复河道的自我修复功能;还应恢复被污染的河水,提高河流的自净能力;从而使整个河流生态系统健康稳定发展。
此文只是以一条河流为范例进行分析,其他河流的河道生态修复技术也应从植被措施、工程措施、水产养殖、生物多样化这些技术入手。
水污染环境的治理是河流生态修复过程中最棘手,最有难度的一项工程。工业废水,生活废水的大量排泄,远远超过了河流的自净能力,是河道生态修复的重要工作之一,也是目前生态修复技术研究的热点和难点。现在仅仅靠人工干预的措施治理河道水污染,这样对水环境的恢复是难以维持的,因此,河流生态修复后的水生系统的稳定性管理技术也还有待进一步研究。
河道生态修复技术需要探索的路还很长,因此目前情况下,我们一定要爱护环境、保护环境,使人和自然和谐相处,走可持续发展道路。
参考文献。
关键词:桥梁山岛;边坡治理;喷混植生技术;生态修复
近年来,随着海岛开发利用如高速公路、矿山开采、水利设施的建设经常需要开挖大量的山体土石方,造成大量的边坡,不仅严重破坏了原有的山体生态植被,还导致水土流失和生态环境的失衡[1],还有全球气候异常带来的自然灾害造成的山体及植被破坏,形成山体滑坡和泥石流等生态灾难等,更加速了对海岛生态环境的破坏,一些海岛的生态平衡被严重打破[2,3]。因此,对被破坏的海岛边坡进行生态修复,对于防止边坡进一步被破坏、水土流失,减少生态灾害,保护海岛、合理利用海岛,促进海岛的可持续发展具有十分重要的意义[4]。但由于海岛具有与陆地明显不同的地质资源环境特征与自然生态系统,因而对其进行生态修复比较困难。
边坡生态治理涉及到岩土工程力学、地质学、生物学、土壤学、草叶学、林学、环境生态学[5]等多学科知识的综合利用。目前国内采用的边坡治理技术从国外引进结合国内不同地区的生态条件形成了以喷混植生、客土吹附、三维网和液力喷播为主的治理技术[6,7]。
喷混植生技术是以工程力学和生物学等理论为依据,利用客土掺混粘结剂和锚杆加固铁丝网技术,运用特制喷混机械将土壤、有机物质、保水材料、植物种子等喷射到锚固有镀锌铁丝网的岩面上,形成10cm左右厚度的具有连续空隙的硬化体,在岩石坡面上营造出永久性的多孔稳定结构供植物种子的生根发育及生长[8]。通过养护使岩石坡面快速绿化、恢复植被,形成一个与当地环境、气候相适应的草、灌、乔、藤结合的目标植物群落,从而达到恢复植被和保护环境的目的。
工程概况
本实验供试海岛桥梁山岛位于岱山衢山岛西北0.7公里处,是座无居民海岛。因岛狭长似桥梁,得其名。岛体由花岗岩构成,面积约0.1平方公里。从1992年至2006年间,桥梁山岛被大规模挖山采石,大量的石材被运到上海用于填海。2006年,岛上的滥采活动被叫停。2009年12月,国家海岛开发与管理研究中心对桥梁山的土壤、植被、地形等现场调查后认为,桥梁山水土流失严重、植物群落生产力低下、生态系统不稳定,海岛生态问题严重。2010年6月,桥梁山岛被列为国家海岛生态修复示范试验点。2011年5月对边坡进行生态修复,桥梁山岛将作为全国的海岛陆域生态修复示范,也为全面推开海岛生态修复工作打下了基础。
边坡生态修复试验设计
根据试验地现状分为2区域:第1区域为坡面较平,坡度45°-75°;第2区域为岩石严重,且较破碎,坡面较陡。2区域均采用喷混植生技术。
施工设备与材料
原材料的选择
1)种植土壤选择:选用当地优质黄黏土作为喷混用种植土。
2)有机质的选择:选用当地木材加工厂自产的锯木屑作为喷混基材有机质。
3)肥料选择:选用适合草籽生长的成品有机复合肥(成分为N:P:K=14:14:14)。
4)保水剂选择:采用吸水重复性好而使用寿命长的丙烯酰胺一丙烯酸盐共聚类的大颗粒的保水剂。
5)粘合剂选择:考虑到本地区的气候特点及年平均降水量,为避免风雨等自然因素对种植基材造成的侵蚀、冲刷,采用进口的PAM―A30型粘结剂。
基材配比选择及植物种子配比选择
基材配比
喷混植生基材的配比要根据开挖后的岩质情况、海岛小气候和经验作适当的调;大面积施工前,应先做小面积的试验,以确定最终的基材配比和多项施工参数。
表1种植基材配比
Table1Proportionofdifferentbasicplantingmaterials
植物种子配比
由于灌木相对草本植物发芽率低且生长较慢,草本植物生长迅速会对灌木的生长形成竞争,一般草本植物生长旺盛的地方灌木生长稀少且矮小,灌草在相互依存的同时存在明显的制约关系,所以对于不同地质条件和不同边坡状况的岩石坡面,本试验采用了不同的植物配方。
表21.0m2边坡植物种子播种量
Table2Seedingrateofdifferentplantseedsonexcavatedslope
施工工艺
工艺流程
工艺流程包括以下方面:坡面修整一铺网、订网一原料机械搅拌混合一机械喷射客土造底基层(0.05-0.25m)一植物种子按配比机械搅拌一喷射客土造第二层植草层(0.05m)一覆盖遮阳网一前期洒水养护30d~45d一坡面绿化成坪一清理坡面遮阳网一后期养护管理。
(1)施工前的坡面整修处理:
1)坡面整修处理之前,先由主管技术人员对边坡坡脚、边坡坡率进行测量复核,保证边坡各部尺寸符合要求;
2)清除坡面杂物,包括松散土石块、凸出坡面的石头等。
铺网、订网:采用PVC铁丝网铺设坡面,坡顶延伸50cm左右,开沟并用桩钉固定后回填,坡顶固定好后自上而下铺设。左右两片之间搭接宽度平均10cm。紧固件采用了“L”形Φ6.5的钢锚钉,在坡顶及搭接处用主锚钉固定,其中坡顶布置了一行。锚钉横向间距50cm。坡面铁网搭接处布置一行,间距100cm,在坡面其余位置每平方米分布了4~6枚,锚钉梅花形布置,对于个别不平顺的坡面增设了锚钉2-3枚。宕面岩石处用电锤钻孔后用锚钉紧固,为了达到锚钉长效牢固的目的,在施工前采用了防腐漆涂抹。由于宕面中部左右面岩石光滑平整,铁丝网紧贴了坡面,为了保证铁丝网与坡面的间隙,在铁网下部垫衬了?4的方木,将坡面和铁丝网的间距控制在了4-5cm,保证了混植土厚度。钉网结束后由管理人员对坡面进行系统性检查,个别区域未达到标准,在进行了补充施工后全部达到设计要求。
(2)喷混植生基材加工
1)种植土运至加工处理场后,采用粉碎机粉碎至粉细土状,并进行筛分以保证最大粒径小于10ml。
2)根据试验选定的配比,在筛分后的种植土内掺人锯末、保水剂、过磷酸钙、有机复合肥,然后加入拌合机中,搅拌均匀后备用。
结语
与国外的海岛生态修复研究相比,我国海岛生态修复的研究还处于起步和探索阶段,海
喷混植生技术在桥梁山岛边坡生态修复的应用中取得了一定的绿化及防护效果,但植物后期的生长情况,如何使植物保持不退化,能够抵御各种恶劣气候,保证可持续发展,除选择适宜的植物品种外,后期的管养也相当关键。在桥梁山岛的工程实践中,在后期养护方面主要存在两大问题值得进一步探讨:
1)后期管养中的淡水采集及管养到何时才能保证植物护坡持续发展;
2)采取什么样的技术才能缩短管养期,以加快绿化进度、节约绿化成本。
另外,由于施工单位的科研水平力量有限,对于当地野生草种研究很少,目前边坡绿化施工中主要采用外来引进草种,然而外来草种在当地的抗逆性、适应性和危害性有待进一步探讨,若能充分利用当地野生植物品种,并与引进物种合理搭配,不仅解决了外来草种的不足之处,而且对边坡的景观及其稳定性都有积极的效果。还有植物群落的优势度、客土厚度、基质材料的配比等有待进一步的试验研究,喷混植生施工方法的适用条件、植物种类选择及用量有待进一步的探讨。
[1]KingWB.Islandbirds:willthefuturerepeatthepast?1985
关键词:GRAY法;综合评价;城市生态环境质量;对策与建议
中图分类号:F205
16721101(2015)02002506
Abstract:ThisstudyusesGRAYtocomprehensivelyevaluateecologicalenvironmentqualityofAnhuiprovince.Bycomparingandsiftingevaluationindexaccordingtorelevantliteratureandconstructingqualityevaluationindexsystemofurbancities,thepaperdeterminestheevaluationindexweightviaDelphmethodandincombinationwith2013StatisticalYearbookdataofAnhuiprovince,conductsacomprehensiveevaluationofitsecologicalenvironmentqualityandconcludestheintegratedsortingofurbanecologicalquality.TheresultssuggestthattheecologicalenvironmentqualityinthesoutherncitiesofAnhuiprovinceisbetterwhilethatofthenortherncitiesispoor,especiallythatofcoalresource-basedtwocitiesofHuainanandHuaibeiwhichrankslast.Moreover,thepaperanalyzestheproblemsexistentinthosetwocitiesandproposescorrespondingcountermeasuresandsuggestions.
Keywords:GRAYmethod;comprehensiveevaluation;urbanecologicalenvironmentquality;countermeasuresandsuggestion
灰色系统综合评价就是从信息的非完备性出发研究处理复杂系统的理论,适合客观社会经济系统的比较评价,是根据被评价对象的评价指标之间发展态势的相似性或差异程度来评价衡量因素间关联程度的方法[1],灰色系统综合评价应用于城市生态环境质量的评价研究较少。本文将GRAY法应用于城市生态环境质量评价,进行一些探索。研究安徽省城市生态环境质量与最理想城市生态环境质量之间的关联系数和关联度,关联系数反映的信息较全面,可根据关联系数找出该城市生态环境质量某些方面的不足,以便采取措施加大城市生态建设投入力度。再根据各评价指标的权重,计算加权灰色综合关联度,可对安徽省内城市生态环境质量进行综合排序评价,比较城市之间生态环境质量方面的差异。本文利用2013年安徽省统计年鉴数据,评价结果更加客观、公平、公正,具有可信度,为安徽省政府及当地市政府进行城市生态建设时制定政策和管理决策提供参考。
一、基于GRAY法的安徽省城市生态环境质量综合评价
(一)指标选取及权重的确定
(三)计算安徽省城市生态环境质量灰色综合关联系数
计算安徽省16个城市与虚拟理想化城市的关联系数:
ξi(k)=miniminkΔi(k)+ρmaximaxkΔi(k)Δi(k)+ρmaximaxjΔi(k)(i=1,2,3,…,n;K=1,2,3…,P)
分辨率ρ取0.5,计算安徽省各城市与虚拟理想化城市的关联系数,如表3所示。
(四)计算安徽省城市生态环境质量加权灰色综合关联度
进行加权计算灰色综合关联度,如合肥市的加权灰色综合关联度为:
R合肥=∑pk=1ξi(k)Wk=0.8683×0.04+0.8555×0.03+0.8693×0.02+0.6071×0.1+0.8490×0.08+0.8647×0.25+0.9134×0.08+0.3485×0.12+0.4313×0.08+0.8406×0.12+0.7883×0.08=0.7359
同理可计算其他城市的加权关联度,最终评价排序得出综合评价结果,如表4。
三、综合评价结果分析
从安徽省16个城市环境质量加权灰色综合关联度排序来看,最好的城市是依次黄山市、池州市、宣城市、蚌埠市、安庆市、马安山市、芜湖市、六安市、宿州市、铜陵市、合肥市、滁州市、阜阳市、亳州市、淮南市、淮北市。城市生态环境质量好的城市主要是皖南的旅游城市黄山市和池州市,这些城市地处皖南山区,森林资源丰富,植被较好,水资源也丰富,加上这些城市没有污染严重的重工业,空气质量好,如黄山市、池州市大气总悬浮微粒(PM10)日平均值较低分别为0.055毫克/立方米和0.053毫克/立方米,空气质量好于或大于二级的天数都是365天,森林覆盖率较高分别是79.63%和57.54%。从安徽省城市生态环境质量综合排序来看,安徽南部城市基本上以服务业和轻工业为主,城市环境污染小,并且青山绿水环抱,森林覆盖率高,城市自身净化能力强,城市空气质量优良,是安徽省南部城市生态环境质量好的原因。
城市生态环境质量总体上皖南的城市较皖北的城市好,城市生态环境质量最差的两个城市是皖北的淮南市和淮北市。
淮南市和淮北市同是以煤炭开采为主的煤炭资源型城市,由于长期采煤造成地表沉陷,植被破坏严重,生态环境脆弱。两淮煤炭资源型城市都是以依托煤为主的火电业、化工业、水泥建材业等高能耗、高排放、高污染产业集群城市,集聚的产业都是环境污染大户,排放大量烟尘(CO2,SO2、NO2)等,大气总悬浮微粒(PM10)日平均值较高分别为0.093毫克/立方米和0.089毫克/立方米,固体废物处置率较低分别为9.66%和0.78%,单位地区生产总值能耗也较高分别为0.897吨标煤/万元和1.028吨标煤/万元。城市噪声均值较高分别为68dB和67.2dB,空气质量好于或大于二级的天数也较全省其他城市低,分别为346天和352天,森林覆盖率较低分别是18.77%和16.95%,城市自身净化能力弱,两淮煤炭资源型城市生态环境日趋脆弱。
从安徽省城市生态环境质量综合评价来看,皖北尤其两淮煤炭资源型城市生态环境质量最差,两淮城市是重工产业集群城市,来自这些产业的污染源多,城市生态环境质量差有两方面的原因:一是煤炭开采造成的植被破坏,环境自洁能力差。煤炭资源长期开采形成的生态环境破坏,大量土地塌陷,植被破坏,生态环境脆弱。二是环境污染。煤矿开采采出煤矸石堆积占用土地,其中有害物质污染环境;煤炭洗选深加工造成的污水对环境的污染;以煤为依托的产业,如火电产业规模巨大,造成粉煤灰堆积污染环境,电厂烟尘排放(CO2,SO2、NO2)污染空气;煤化工业、水泥建材等产业排放的烟尘对城市大气的污染。总之煤炭资源型城市生态环境日趋脆弱,加强对煤炭资源型城市生态建设尤为迫切,任务更为艰巨。
四、城市生态环境建设的对策与建议
(一)针对地方政府在城市生态环境建设中的建议
1.加大政府对城市环境治理投入,履行政府职能
安徽省各城市都要以“十”提出的建设美丽中国为契机建设生态城市,生态城市的建设要以政府为主导,政府要持续加大对城市生态建设投入,加大城市治污基础设施建设的投入,城市绿化美化的投入,加大城市及周边植树造林,增加城市“绿肺”,提高城市的自洁功能,打造山水宜居城市和花园式城市。
2.地方政府要加大对城市产业结构调整力度,发展循环经济,实施产业低碳生态化发展道路
重点是对传统产业结构升级,坚持走以循环经济为主的低碳生态化发展道路。特别是两淮煤炭资源型城市,依托煤的产业较多,并都是高能耗、高排放、高污染严重的产业,更要实施产业转型升级。两淮煤炭资源城市以煤炭为主业,在原煤为主导的产业链上尽量延伸,形成以“资源利用清洁生产资源再生”接近封闭型物质能量循环利用的反馈式链条,使循环产业链各环节做到“减量化、再利用、再循环”的低碳生态产业[3],构建以煤为主业的循环产业链:煤电粉煤灰建材产业链、煤开采煤矸石建材产业链、煤矸石发电产业链、煤化焦产业链、煤炭开采洗选加工矸石综合利用产业链、煤化油产业链、煤煤化工甲醇-烯烃产业链、煤甲醇-碳化工产业链、煤合成氨精细化工产业链,煤煤制天然气产业链等循环经济产业链,推动煤炭产业向低碳化、清洁化发展。
3.以政府为主导,进行城市生态环境治理和修复
由于两淮煤炭资源型城市长期高强度开采,地表踏陷严重,生态修复治理难度大,需要巨资投入,仅仅依靠当地政府无法全额承担的,在争取国家煤矿塌陷区修复治理资金的同时,地方政府可制定灵活优惠的政策,以政府为主导,多方共同出资治理环境,采煤塌陷区生态治理修复采取谁治理谁受益的原则,大力引入民间资本投资,加大激励措施,在投资配套、信贷、税收、财政补贴等政策方面给予倾斜,调动民间资本投资治理采煤沉陷区的积极性,可实行多方以不同出资方式设立环境治理股份有限公司,在环境治理上共同出资,共同受益。
4.建立市场化生态补偿长效机制
对破坏城市生态环境和污染的企业提取生态补偿基金,由财政专户管理,专款专用于城市生态环境治理和修复补偿,建立依托市场法则开展生态补偿的机制,可由政府公开招标委托第三方进行生态治理和修复。还可探索城市境内碳排放权、节能减排权市内交易机制,使节能减排量超额完成的企业可出售超额部份给完不成节能减排的企业,或由政府购买。对完不成节能减排定额的企业政府要加大经济处罚力度,罚款上交财政生态补偿基金,用于城市生态修复、治理和建设。
5.加大科技创新,发展城市战略新兴低碳产业
加大科技创新的投入和科技创新平台建设,优化创新创业发展环境,大力发展装备制造、新能源、新材料、生物医药、IT产业、汽车及零配件和节能环保等战略性新兴产业,引领和带动城市产业转型升级[4]。
6.大力发展服务业,优化和提升产业层次
以建设区域性中心城市和生态宜居城市为目标,优先发展生产业,做大做强现代物流、金融保险、信息服务和现代商务贸易等行业[4]。
(二)针对政府职能部门在城市生态环境建设中的建议
1.政府职能部门加强城市环境保护执法力度
城市环保执法部门要加大巡视检查和突击检查频次密度,持续保持环境执法的高压态势,对于污染大户要采取严厉措施,加强监管,杜绝非法排放,加大处罚力度,提高企业违法成本,让违法企业负出沉重代价。
2.城市垃圾实施分检和无害化处理
在城市垃圾分检和无害化处理方面国内外都有诸多大城市经验可供借鉴,安徽省内城市要借鉴这些大城市成功经验,对城市生活垃圾进行无害化处理,清洁美化城市。城管加大城市脏、乱、差的治理,制止占道经营,乱摆乱放,随地乱丢垃圾。
3.城市宣传部门加大宣传力度,提高市民文明意识
政府有关职能部门要经常举办企业主要负责人的生态城市建设教育培训,提高企业负责人主动承担社会责任的意识和执行力。举办专题讲座,讲解企业生态循环生产成功的案例和经验,组织企业负责人到生态城市建设好的模范城市和企业考察观摩学习取经。
城市宣传部门要通过各种媒体和发放宣传册,加大市民生态环保宣传教育,动员市民积极参与城市生态建设,普遍提高公众生态环保意识,参与日常的监督等,提高市民城市生态文明意识。
(二)针对生产企业在城市生态环境建设中的建议
1.生产企业要转变观念,绿色生产
城市境内的生产企业,要转变生产观念,引进先进技术及设备,实施循环生产,清洁生产,绿色生产,变废为宝。在绿色生产方面加大投入,对生产过程中产生的有毒有害物质进行无害化处理,达标排放。加大节能减排的投入和技术创新,真正实现绿色生产,安全生产,文明生产。
2.企业要主动承担社会责任,积极主动开展治理修复和生态环境保护
针对安徽省城市生态环境质量状况的不同,企业要主动承担起社会责任,从销售收入中提取专项治理资金,争取政府配套资金,对企业由于生产过程中对城市生态造成的破坏进行进行治理修复,主动承担起社会责任。近年来淮南矿业集团争取中央财政资金和企业出资,投入巨资进行生态环境修复,已取得相当可观的成效,现已在报废矿区上进行回填、平整、绿化和生态修复,建成大通湿地公园。在谢家集区采煤沉陷区上建立起集办公、仓储、物流配送、信息服务等为一体的淮南市鑫森物流园。对已报废的洞山小煤井、人防工程的建设形成的取土坑、采石场、弃土场等,造成的区域内的局部山体、植被及地貌等受到严重破坏,对洞山井沉陷区及舜耕山部分山体进行修复,修复面积约32公顷,现成为淮南城市中心的“绿肺”。从淮南矿业集团主动承担社会责任进行城市生态修复来看,已取得成功经验,供其他企业借鉴。为其他企业承担社会责任树立了榜样。只有各企业行动起来,共同修复治理城市生态环境,一定能建成美好、清洁的宜居城市、生态城市、花园式城市,提高城市生态环境质量。参考文献:
[2]安徽统计年鉴编辑委员会.2013年安徽省统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2013.
[3]罗开莎,束龙仓,谭炳卿.基于循环经济的淮南采煤沉陷区水、土地、煤炭资源同步利用模式研究[J].水利经济,2011,29(4):16.
关键词:实践创新综合案例环境专业城市河道污染源调查
在我国经济进入发展新常态后,面临的环境形势十分严峻,处于升级与转型中的环境产业也面临新的发展形势,社会对环境类本科教育的要求正在发生重大变化[1]。环境类专业的特点是一个集自然科学、社会科学和工程技术于一体的交叉性学科,只有将创新教育实践引入日常的教学工作中,才能培养出更多具有创新精神和实践能力的高级专门技术和管理人才,满足社会对创新创业人才的需求[2]。然而,当前多数学校开展的实践活动由于培养规划相对单一,多以普通的工程教学目的为导向,知识结构设置不合理,导致学生的兴趣减弱,重视程度降低[3-4]。针对目前环境类本科教育对实践教育的极大重视但创新性不足的问题,选择合适和有意义的实践案例具有非常重要的作用。
随着国务院《水污染防治行动计划》的施,城市黑臭河道整治及生态恢复成为环境专业发展的重要方向和实践内容。然而,绝大多数学校由于自身教学条件的限制和教学案例设计的缺陷,只能带学生到江河湖边做一些常规的监测实验和定性的观察描述,这样的实践活动固然可以达到对河道理念的初步认识,但其不严密和不够科学性成为实践活动的一个大的瓶颈[5]。例如,城市河道黑臭的历史、成因及其污染源负荷量均不能或不足以引起学生的重视,这就使得实践效果大打折扣。该研究基于上海理工大学环境工程专业学生参加上海市杨浦区虬江河道污染源调查的实践案例,详细介绍了城市河道污染源调查创新性实践的实施过程及其意义,以期为环境类创新实践案例的开发提供有益借鉴。
1城市河道污染源调查专业实践的综合优势
城市河道本是城市文明的摇篮,而今在人类的影响下却被冠以富营养化、黑臭的形容词,河道整治和生态恢复是众多城市迫在眉睫的民生工程。作为城市的重要基础设施,河道既是城市防洪排涝和引水抗旱的通道,又是城市景观和市民休闲的要素,黑臭河道的治理是一项涉及众多学科专业的系统工程。城市河道的污染分为外源污染与内源污染。外源污染主要来自于沿岸的人类生产、活动所产生的点源与面源污染。其中,点源污染如沿岸的生活污水及工业废水的点源排放污染,包括污水厂尾水排放;老城区排水管网建设不能及时完善,生活污水直排入河道现象常有发生;经济利益导致偷排现象等。面源污染主要是沿岸的农业或养殖污水汇入以及降雨带来的地表径流的冲刷引起面源污染等。内源污染主要指沉积物释放。单就城市河道的污染源调查而论,就包括了专业文献检索与资料收集、河道水力学、污水管道和排污口、水工建筑物、面源污染、环境水质监测、沉积物和河道生态修复等多项综合性知识。该研究的实践创新就在于结合杨浦区的调研项目,将这些综合性的知识融入城市河道污染源调查的实践,构成了系统的实践教学内容。
2虬江污染源调查实践创新的实践案例介绍
2.1创新实践的目的
虬江是杨浦区的重要市管河道之一,在整个水系中发挥着重要作用。近年来,虬江由于长期水流不畅,水质恶化,尤其是天热时会散发着阵阵恶臭。虬江水质的恶化和黑臭现象,不仅给群众带来了极差的感官体验,也是直接影响群众生活的突出水环境问题。认清其成因并采取有效治理措施,消除黑臭,是落实国务院《水污染防治行动计划》和上海市第六轮环保3年行动计划的重要内容。
基于虬江的污染现状,结合学生的创新性实践,此次污染源调查实践创新的目的在于:(1)在环境保护新常态下,带领学生了解城市河道污染形成的历史和原因,了解国家环境保护新常态,形成以污染源调查为主的多学科融合的创新性实践教学体系;(2)指导学生学习并实践污染源调查的基本方法,调研分析虬江污染及治理现状、生产生活污染源的污染特性、存在的问题,确定重点污染源和重点污染区域;(3)指导学生在实践中了解河道治理和生态修复工程的系统性和复杂性,鼓励学生利用专业知识提出科学、可操作、创新型的虬江污染防治对策,为减少虬江水生态环境压力提供有效支持。
2.2创新实践的内容和形式
此次创新实践形成了5个方面循序渐进的实践内容,即以资料调研为主的专业知识学习、以现场踏勘为主的污染调研、以实验室实验为主的水质和沉积物监测、以探索性研究为主的降雨径流污染调查和以组织讨论为主的河道整治和生态修复措施研讨,引导学生围绕污染源调查,思考城市河道污染的成因和污染防治措施。这5个方面实践内容的形式构成如图1所示,具体内容介绍如下。
2.2.1资料调研
2.2.2现场踏勘
2.2.3实验室监测实验
这部分内容是污染源调查内容的深化。设置的内容包括定期的水质采样和监测,引导学生通过现有的评价方法进行水质评估,结合污染源现场调查内容进一步使参与学生对河道污染现状进行了解;同时设置了沉积物采集和监测实验,让学生对沉积物的风干、研磨、消解等过程进一步了解,实现了环境监测课程的实践;同时由于仪器限制,指导参与学生观摩了电感耦合等离子体发射光谱仪对沉积物中重金属的检测。在检测结果出来后,鼓励有兴趣的学生对河道内源负荷进行了估算。
2.2.4研究性探索
在污染源调查的同时,此次实践还鼓励有兴趣的学生进行了关于降雨径流污染调查的研究性探索,在几次降雨期间组织学生参加地表径流的采集和水质分析,分析降雨径流的污染特征,也为估算河道面源污染提供了基础数据。部分兴趣浓厚的学生在实践取得初步性成果的基础上,以学院组织的科技创新实验或直接进入课题组,继续进行研究性实践,成果好的也可在指导教师的指导下发表学术论文。
2.2.5组织讨论
最后,在污染源调查、实验室研究和探索性研究的基础上,组织了学生对虬江河道治理和生态修复策略的讨论,充分发挥了学生的积极性。一些学生还提出了非常具有建设意义的想法,例如如何在有限空间内开展城市河道的污染整治技术,以及生态功能和景观建设兼备的虬江河道生态修复模式等。
2.3创新实践的积极意义
3结语
伴随着经济发展的新常态,环境类创新创业教学实践亦在发生着重要变化,围绕环境保护新常态设置综合性实践课程的必要性愈发重要。此次研究围绕城市河道的污染源调查这个主题,创新性地设置了资料调查、现场踏勘、实验室实验、探索性研究和组织讨论5个层次递进的过程,其中开发了不同形式的实践内容,并具有实施方式的灵活性,充分调动了参与学生的积极性,极大地提高了实践的效果。当然,这次实践是学校环境专业在环境保护新常态下对实践课程设置的初步尝试,一方面为其他环境类专业实践课程的设置提供了有意义的借鉴;另一方面也应该在实践中不断改进,以适应新的学科发展需求,真正有效地提高学生的专业实践能力,培养优秀的环境工程专业人才。
[1]傅涛.新常态下环境产业发展趋势分析[J].环境保护,2015(1):32-33.
[2]李飞鹏,陶红,毛凌晨.面向创新创业型人才培养目标的环境工程实践教学体系思考[J].新课程研究,2015(9):51-52.
[3]蒋惠忠,张凤君,李绪谦,等.环境工程专业综合实习教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2008,27(9):130-132.
[4]魏祥|,邹慧玲,铁柏清,等.环境工程专业实验实践课程体系探究――以湖南农业大学环境工程专业为例[J].教育与教学研究,2014,28(8):79-85.
关键词:水利工程;水环境修复工程;产学研
0引言
现代水利是生态水利,为了培养有社会责任感及环境保护意识的工程技术人才,必须对水利工程硕士进行生态环境保护方面的教育[1~4]。然而,目前水利高等教育在生态工程与水利工程相结合的领域,明显滞后于水利建设的需要[2~4]。在水利建设中已大力提倡建设生态河道、生态灌区;污染水体的治理已明确划归水利部门承担的时候,许多水利类院校的课程体系中还没有涉及水环境水生态方面的理论课及实践课[3,4]。从产学研角度考虑,工科专业的培养目标应该以社会需求、企业需要为导向,加强与生产单位的联系,建立合作联动机制,协作解决实际问题[5~7],故在水利工程硕士生中开设水环境修复课程很有必要。
《水环境修复工程》课以工程学的概念和方法为基础阐述了湖泊水库、河流、地下水等水体修复工程基本概念、原理和工程步骤。内容涵盖污染物在水体的迁移转化规律;环境修复技术基本原理、工程设计原则和步骤;植物修复、微生物修复、化学修复、物理修复等具体修复技术等。本文以作者在水利工程专业硕士生一年级中开设《水环境修复工程》课二年来的实践为基础,解析了该门课程开设面对的问题,阐述了为提高教学效果所做的一系列做法。
1开设的必要性
随着可持续发展的理念日益深入人心,水利行业已从过去的工程水利发展到现代的生态水利、资源水利、环境水利;治水思路转变为实现人与自然和谐发展。目前,水资源短缺和水环境恶化是制约中国经济社会可持续发展的主要问题,新的历史形势赋予水利行业新的使命:除了传统的防洪排涝外,还应解决水污染的问题。相应地,不少地方水利局转制为水务局,其职能发生了改变,从以往单纯建造水利工程,出现什么问题解决什么问题,到现在强调治水中人与自然的和谐相处,注重水资源保护和水环境改善。这一系列观念上、工作方针上的巨大变化,对水利高等教育人才培养体系带来了深刻的影响。不少水利专家认为水利专业课程设置也应作出相应调整,将过去以防洪排涝发电设施的设计建造为主,拓展到水体污染控制与修复等方面[1,3,4]。
2需要解决的问题
3产学研分析
【关键词】水利工程;生态;设计原则
生态水利工程在水利工程中属于一个新分支,主要研究的是水利工程满足社会需求的前提下,还能够对水域的生态系统以及可持续性进行维护的技术方法与原理的工程学。生态水利工程所具有的内涵是指:新建工程在进行传统的水利建设同时还要兼顾生态河流系统的修复任务。对已建成的工程则注重受到严重干扰河流的生态修复工作。生态水利工程同时与环境立法、清洁生产以及传统的治污技术与资源有效管理结合在一起,进而一套系统的河流生态预防保护系统,成为河流生态建设过程中最为重要的手段之一。
一、生态水利工程的概念分析
生态水利工程是一门正处在发展阶段的新学科,以水利工程学科为基础,着重研究在水利工程建设过程中的水资源利用情况,以及在满足人类需求的基础上,促进生态健康发展。生态水利工程主要包括以下几个方面的内容:首先,在进行工程开发的过程中,要将生态系统考虑其中,减少对生态环境造成影响,视水利工程为生态系统的重要组成部分;其次,由于传统的水利工程建设通常会对生态环境造成一定的影响,所以生态水利工程的建设过程中,要尽量避免对环境的破坏;第三,生态水利工程投入运营之后,要根据生态规律控制水资源,防止对原有生态环境的破坏,生态水利工程建设的过程中要在满足实际需求的基础上,全面考虑生态规律;第四,在进行生态水利工程地址的选择时,要将对生态系统的影响程度视为重要因素来考虑,一定选择在对生态环境影响较小的地方,这样便可以减少工程建设过程中,以及水利工程投入使用后对生态环境造成的破坏。
二、生态水利工程的设计原则与方法
(一)工程的安全性与经济性的原则
(二)提升河流形态所具有的空间异质性的原则
(三)生态系统本身的自我设计与自我恢复的原则
生态工程在设计上可以说是一种指导性设计,也可以称为是辅的设计。通过生态系统说具有的自组织与自设计的功能,能够从自然界中选择适合的生物物种,构成合理结构,进而实现设计。通过对成功的工程案例调查表明,自然与人工所做的贡献分别占据一半。在传统的水利工程建设过程中,主要的目的就是为了对自然的河流与水域进行控制。在对生态水利工程进行设计时,工程的设计人员必须放弃对自然进行控制这一动机,运用新的工程建设理念,善于运用系统本身所具有的设计、组织能力,更深层次的达到人与自然和谐相处的目的。除此之外,任何生态水利工程的建设都应该重视因地质疑,给予每一条河流所具有的美学价值以及自然属性以充分的尊重,进而找到最合理的生态工程建设方案。在自设计理论的适用性方面,有很多具有决定性的因素,其中包括水的流量,水的质量,水文特征,土壤与地貌等生态因子,此外,生物种类、密度以及群落的稳定性等因素也对其起着决定性的作用。
(四)景观尺度以及整体性的原则
在对河流以及水域的生态系统进行修复、规划以及管理的过程中,应当将可持续性、长期、大景观尺度作为实施的基础,而不是在短期、局部、小尺度的范围内来实施。在大景观的尺度上进行河流的修复具有修复效率高的优势,而在小范围内进行生态修复,不仅效率比较低,其成功率也得不到保证。所谓的整体性就是从生态形同所具有的功能以及结构出发,对系统各要素之间交互的作用进行充分的了解与掌握,进而提出一个能够综合的、整体的对河流生态系统进行修复的方法,而不是只在河道的水文系统修复上下功夫,更不是修复某一单一的动物或者植被群体。
(五)反馈调整式的设计原则
对生态水利工程进行的设计,主要还是对成熟完善的河流生态系统结构进行模仿,争取最终能够形成一个可持续、健康的生态系统。在河流的工程项目实施之后,就揭开了自然生态不断演替的一个动态的过程。但是这个过程可能会与预期目标之间存在一定的差异,出现各种各样的可能性。除去自然系统进行的自主演替之外,人类系统对其造成的干扰以及产生的变化也能导致生态系统进行自我调整。生态水利工程在设计上的这种不确定性与传统工程再设计上的确定性存在着很大的不同,其使用的是反馈调整式设计方法。主要是依照设计――执行――监测――评估――调整这样一套流程,并且以一种反复循环方式来运行的。整个流程之中,监测是整个工作的基础。监测的任务主要包括水文监测与生物监测两种。要想达到良好有效的监测目的就需要在工程建设的初始阶段建立起一套完整有效的监测系统,并且进行长期的检测。
总结
[1]余兴明.生态水利工程的设计原则[J].中国水利,2008(1).
放开“无形手”——将矿山环境治理纳入市场机制
明晰矿山环境治理的产权。将矿山环境纳入市场机制,就是指矿山环境治理的市场化,即采用市场经济手段治理环境污染,其目的是实现污染治理设施的社会化投资、专业化建设、市场化运营、规范化管理。要实现市场化,最基本的一点就是要做到产权明晰。在我国,生态资源的使用权、所有权和治理权是分离的,矿山企业在开采矿产资源时,并没有将矿山环境资源纳入企业运营成本中,矿山企业的经济行为所引发的环境问题转实际上被转嫁给了他人和社会。这是不符合市场经济运行规则的。因此,必须要对矿山所有权、使用权和治理权归属进行明确限定。在市场环境下,要想实现产权明晰,就应在下放使用权的同时,明确会造成环境问题的责任主体以及环境治理成果的受益主体,这两个主体的确定意味着责任主体作为日后矿山环境治理的主要责任人的生效,也意味着受益主体成为日后矿山环境治理主要受益人的生效。发展市场主体,实现产业化经营。
发展市场主体,是指要大力发展直接从事环境治理、资源性生产的企业。现阶段,要想进一步推进矿山环境治理的市场化步伐,就需要不断吸引有实力的矿山环境治理的投资企业主体,不断培育有能力的施工企业主体。只有具备了足够的市场主体,才能为进一步实现产业化经营奠定良好的基础。矿山环境治理的产业化经营是当前我国矿业恢复青山原貌的有效途径。笔者认为,要实现最终的产业化,需要从以下几个方面着手:一是遵照现代企业制度建立产权明晰的新型企业,实现权责分明、政企分开,为完全市场化提供良好的前提。二是加强产业化经营过程中的法律和制度建设,只有用完善的法律体系来保证产业化的实施,矿山环境治理的市场化才能够早日实现。三是建立矿山环境管理系统。相信通过以上措施的实施,矿山环境产业化经营定能帮助我国的矿产资源开发实现经济效益和生态效益的“双丰收”。
拉拢“好帮手”——加大矿山环境治理技术的研发使用
综观国外矿山环境治理成绩斐然的一些国家,笔者发现,其通常采用的治理技术有3种,即传统工程治理技术、生物工程治理技术和生态恢复技术。在矿山环境治理中,传统工程治理技术是最基础性的,生物工程治理技术是应用性的,生态恢复技术则是恢复性的,从这个意义上看,这3种技术是有着内在联系性和逻辑性的矿山环境治理中不可或缺的有效步骤。但就我国的技术发展现状来看,传统工程治理技术和生物工程治理技术的应用较为广泛;而生态恢复技术由于部分政策上的原因和技术条件的限制,真正实现的案例不多。传统工程治理技术。传统工程治理技术是矿山环境治理过程中应用最广泛的技术,主要包括地质体加固、岩土体补强、地质体改造及水文地质结构改造修复等技术。
【关键词】生态护坡;跌水;减(防)渗;冲刷
水是一切生命的源泉,是人类生活和生产活动中必不可少的物质。在人类社会的生存和发展中,需要不断地适应、利用、改造和保护水环境。水利事业随着社会生产力的发展而不断发展,并成为人类社会文明和经济发展的重要支柱。但由于传统水利由于更注重功能性的一面,而忽视了对自然生态环境的影响。随着我国经济的飞速发展,城镇化及工业化的不断推进,对河流的索取增加,使河流中生物生长环境及自然生态遭到破坏。
上世纪80年代以来,北京一直水资源紧缺,为了满足城市用水,三家店以上永定河水几乎全部引入市区,使三家店以下70多公里的河道长年断流,河道两边土地沙化,近些年永定河沙石采盗,致使河道内沟壑遍布,河床,每到冬春季节,西北风顺河道而下,京城顿时风沙弥漫。由于根本无水补给永定河,加上人口剧增及工业用水等,严重超采地下水,北京西部地区第四纪地下水已经全部枯干,永定河的生态系统已经受到严重破坏。因此,采取生态技术措施对河道生态系统进行修复迫在眉睫。
本文以北京市永定河山区河道生态修复工程为例,通过采取先进的生态技术及材料,如生态护坡、生态型跌水、生态减防(渗)等,达到恢复河道生态系统的目的。
1、永定河山区河道生态修复工程概况
永定河古称浑河、无定河,是北京地区最大河流,海河五大支流之一。永定河发源于山西省宁武县管涔山,流经内蒙古、河北,经北京转入河北,在天津汇于海河至塘沽注入渤海。上游黄土高原森林覆盖率低,水土流失严重,河水混浊,泥沙淤积,日久形成地上河。河床经常变动。善淤、善决、善徙的特征与黄河相似,故有「小黄河和「浑河之称。因迁徙无常,又称无定河。直到清康熙三十七年(1698),进一步疏浚河道,加固岸堤,将无定河改名为永定河。1954年建成蓄水22亿多立方米的官厅水库,才基本控制了上游洪水。二十世纪七十年代以来,随着全球气候变化,永定河流域持续多年干旱少雨,下游常年处于断流状态。1985年永定河被国务院列入全国四大防汛重点江河之一。
为了解决永定河妙峰山段长年断流引起的河床、两岸土地沙化、生态系统严重破坏等问题,拟采用生态技术措施对河道进行生态修复,恢复永定河生态系统,使之达到有水则清,无水则绿的治理效果。为了实现永定河生态恢复的目的,工程中主要采用了多孔植物生长砖、生态墙壁砖、生态鱼巢砖和生态石笼网等新型生态材料对河岸进行了护砌,为了解决生态恢复所必须的水资源问题,在河道内新建了多处生态石笼网缓坡跌水蓄积来水,另由于永定河河底基本为卵砾石层,透水性较强,对蓄水区采取了压实壤土和复合土工膜相结合的减(防)渗措施。
2、生态护坡
本工程采用生态鱼巢砖+生态墙壁砖+植物生长砖组合的方式对妙峰山段河道进行生态护坡,通过建立河岸生态防护结构,以稳定河岸,并进一步改善永定河水质。
2.1材料特性
植物生长砖:使用一定粒径(5~31.5mm)的击碎骨料和高强度水泥为主要材料与混凝土外加剂搅拌,经二次振动加压成型工艺制成的无砂混凝土制品,植物根系可透过砖体植生于土壤。主要用于水利工程护坡。
生态鱼巢砖:使用一定粒径(5~10mm)的击碎骨料和高强度水泥为主要材料与混凝土外加剂搅拌经二次震动加压成型工艺制成的无砂混凝土制品,具有一般鱼类栖息的空间,为不规则六边形。主要用于水利工程护坡、护脚。
生态墙壁砖:使用一定粒径(5~10mm)的击碎骨料和高强水泥为主要材料与混凝土外加剂搅拌经二次震动加压成型工艺制成的无砂混凝土制品,种植孔内可种植花草等,砌筑后形成挡墙,为不规则六边形。可用于公路、市政园林、水利工程等护坡和护脚。
2.2设计方案
根据现场情况边坡护砌由现状河底高程开始,护砌坡度基本维持现状边坡的坡度。常水位以下采用生态鱼巢砖和墙壁砖,常水位以上采用多孔植物生长砖,对护坡基础开挖后,砌筑浆砌石基础,断面尺寸为600×500mm,其上码放两层生态鱼巢砖(500×500×200mm),坡度为1:1,之上再码放两至四层(视地形及常水位而定)生态墙壁砖(500×500×200mm),坡度为1:1,最后在顶层墙壁砖后边坡上铺设多孔植物生长砖(500×500×100mm),坡度不陡于1:2。生态砖与土坡之间设置200g/m2的土工无纺布一层,坡顶设500×100mm混凝土压顶一道。墙壁砖内和多孔植物砖上覆种植土,鱼巢砖给鱼类产卵提供所需场所,墙壁砖内种植水生植物,净化水质和美化环境,植物生长砖坡面播撒草籽使边坡自然绿化,岸顶根据景观需要栽种行道树。护坡断面设计见图1-1。
图1-1生态护坡断面示意图
通过生态鱼巢砖、墙壁砖和植物生长砖等不同组合进行岸坡护砌,有效形成了河川生态链和陆地生态链,为自然生态复原提供了通道,同时也形成治水和亲环境能力的新概念型河川护岸。
3、生态石笼网跌水设计
本工程在河道内设置连续跌水,形成梯级连续水面,为了不影响河道行洪,经防洪演算,确定每级跌水高为1m,总蓄水容量为26.2万m3。为满足河道生态建设需要,跌水采用生态石笼网结构,复合土工膜防渗心墙,下游坡面设计为台阶式缓坡型式。
生态石笼网结构作为新工艺、新技术、新材料的新型生态格网结构,成功地应用于水利工程、公路、铁路工程、堤防的保护工程中。较好地实现了工程结构与生态环境的有机结合。同时与一些传统刚性结构比较起来有其自身的优点,因此在世界范围内已经成为保护河床、治理滑坡、防治泥石流、防止落石、兼顾环境保护的首选结构型式。
生态石笼网是将抗腐耐磨高强的低碳高镀锌钢丝或5%~10%铝锌稀合金镀层钢丝(或同质包覆聚合物钢丝)由机械双线绞合编织成多绞状、六边形网目的新技术网片。石笼网可根据工程设计要求组装成箱笼,并装入块石等填充料后连接成一体,其适用于高流速、冲蚀严重,岸坡渗水多之河岸。石笼属柔性结构,对于不均匀沉陷自我调整性佳。岸面多孔性,石材间之缝隙利于动物栖息,植物生长,水面线以上石笼面可利用客土袋植生绿化,符合生态并满足安全要求。生态石笼网结构具有经济、施工便捷、可就地取材,填放土壤、碎石及天然级配砂石等优点,可迅速构成挡土或挡水结构体。
为了形成连续水面,根据河道纵坡本工程设计了29道跌水。跌水采用生态石笼缓坡结构,上游边坡为1:1,下游为阶梯状,跌水高出河底1m,上游设1.4m深齿墙。跌水内部设置复合土工膜防渗心墙,心墙上下游堆砌铅丝石笼,石笼内部填充卵砾石。跌水下游护底长10~15m,起消能和防冲作用。跌水结构详见图1-2。
图1-2生态石笼网跌水断面示意图
为此,中国水利水电科学研究院对本工程跌水处河道抗冲能力进行了研究分析,建立垂向二维数学模型,计算流量为38m3/s时,典型河段上1m高跌水前后不同断面处的流速分布,判断河底卵砾石覆盖层冲刷的可能性。利用垂向二维数学模型,中国水利水电科学研究院研究了跌水附近水流沿水流方向和水深方向的流速分布规律。结果表明,跌水上游水流流速沿程降低,底层流速低于表层流速,流速沿水深变化平缓。跌水下游存在一个10~15m左右的高速区,高速区内底层流速仍低于表层,但底部低流速区较小,中表层高速区较大。下游距离跌水较远处,流速分布受跌水影响较小,流速基本恢复为明渠流速分布,表层流速大于底层流速。
从冲刷破坏的角度,跌水前水流较为均匀,且流速较低,选择2.5~4cm粒径范围的卵砾石作为覆盖层即可满足抗冲要求;跌水后10~15m范围内水流底部流速较高,易于发生冲刷破坏,设计中在该区域加设铅丝石笼护底;高速区后流速逐渐降低,根据河道的坡度与地形特点铺设粒径为4~6cm的卵砾石。
4、河道减(防)渗及冲刷设计
为达到形成连续水面的目的,通过跌水蓄积现有电站尾水的同时,要克服渗漏和蒸发等问题,逐渐修复河道生态系统,减少河道内水土流失,形成自然和谐的山水风景。因此,采取有效的减(防)渗措施是十分必要的。本工程水面面积为34.2万m2,减(防)渗面积为37.6万m2,采用“土/膜”减(防)渗方案解决河道渗漏问题。
“土/膜”即为1/2压实壤土减渗+1/2复合土工膜防渗相结合的减(防)渗方式。具体方案为:在每两道跌水之间以中心线为界,上游段采用压实壤土减渗,下游段采用复合土工膜防渗,并做好两种减(防)渗方式的搭接处理。压实壤土减渗层自各段上游跌水至中点位置,经渗流计算,确定减渗层厚度由40cm至60cm渐变;复合土工膜防渗层自各段中点至下游跌水位置,采用二布一膜形式。河床表层铺设30cm厚的天然卵砾石防冲。河道减(防)渗设计见图1-3。
此方案充分结合了压实壤土减渗和复合土工膜防渗各自的优势,在蓄水区水位较高时,通过压实壤土减渗,既可满足渗漏要求又补充了地下水,并改善了生态环境,当蓄水区水位较低时,通过复合土工膜防渗,保证了必要的景观水面和生态用水。
为了达到生态修复的目的,恢复河道的自然景观,需保护土/膜减(防)渗设施不被冲刷破坏,设计时考虑在河床表层即土/膜减(防)渗层上铺设30cm厚的天然卵砾石,同时需保证当下苇甸电站泄流时,30cm厚卵砾石覆盖层不被水流冲刷,这也是永定河流域山区河道生态修复工程减(防)渗方案成败的关键问题。为此中国水利水电科学研究院对永定河山区河段生态治理工程河道抗冲刷能力进行了分析,主要研究内容为:①选取平均粒径为25mm、50mm、75mm的卵砾石进行起动流速试验,提出不同粒径卵砾石的起动流速。②建立平面二维数学模型,计算流量为38m3/s时,设计河段内水流的流速分布。根据流速分布,判断不同河段上卵砾石冲刷的可能性。
研究结论如下:在河床的缓坡段、跌水坝前等大部分区域,回填最小粒径为2.5~4cm的卵砾石作为覆盖层可以满足河道抗冲要求。在河底纵坡较大的陡坡段(纵坡超过0.6%的河段),如2#跌水至4#跌水下游、8#跌水上游至9#跌水、10#跌水至11#跌水下游、14#跌水至16#跌水间,以及23#跌水上游至26#跌水(右支流)等区域,建议采用较大粒径的卵砾石作为覆盖层,粒径应不低于6cm。
同时计算结果表明,设置跌水后,河道内水深明显增加,流速普遍降低。跌水的设置既有效地提升了河道的蓄水能力,又减小了河床覆盖层受到冲刷破坏的可能性,是提高河道抗冲刷能力的有效措施。
5、结论
本工程于2010年完成妙峰山段生态护坡、跌水、减(防)渗工程的施工并成功蓄水,2010年10月底河道两岸边坡草皮及水生植物生长良好,蓄水区水位正常,12月底蓄水区已经结冰,冰层厚度大于0.5m,冰层附近生态墙壁砖及鱼巢砖结构良好。