时间：2024-02-05 15:29:30
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本文以天津市滨海新区紫云公园调研实例，解析大地艺术关注的工业废弃地问题，阐述西方现代艺术对现代景观设计的实地影响力。
关键词：大地艺术、生态问题、工业废弃地问题、生态景观、生态修复
中图分类号： B845 文献标识码： A
一、大地艺术的革新因素
大地艺术和同时期的其他艺术如极简主义艺术、概念艺术、贫穷艺术有着密切的关系，与这些艺术派别之间，是一种相互交叉、相互影响的关系。
与以往的艺术相比，大地艺术有很强的革新因素：
表现在对自然因素的关注，以自然因素为创作的首要选择方向，艺术品不再是放置在景观环境中，大地本身已经成为艺术或艺术的组成部分。
大地艺术还力图远离人类文明，改变过去艺术品被收藏的具有商业气息的方式。作品多选择在峡谷和沙漠，或形成一种只能在空中鸟瞰的人类染指自然的记录，人们对这种艺术的了解，主要是通过图片展览和录像的方式，同时，彰显降质环境(沙漠化、工业废弃地等)，表现出一种独特的批判现实的姿态。
大地艺术贴近了景观，改变着人们的生态观念和自然观念，其触角深入到风景园林专业涉及的领域，对西方现代风景园林设计产生了重要的影响。
二、大地艺术对工业废弃地的关注
许多大地艺术家都是怀着一种社会责任感进行艺术创作的，这主要表现在对工业废弃地的关注。艺术家通过对工业废弃地的特别张显，对工业生产的副作用进行揭示和批判，吸引人们关注生态问题和社会问题。史密森主张的“艺术可成为调和生态学家和工业学家的一种资源”，流露出的就是这样一种关注社会和环境的态度。
三、对工业废弃地的关注---天津市滨海新区紫云公园调研
碱渣是氨碱法生产纯碱过程中排放的废弃物。天津塘沽碱厂是我国氨碱法生成纯碱的主要基地之一，排放的碱渣大量堆存，占用土地，成为制约碱厂发展以及城市建设、市容环境建设的重要障碍。随着天津市建设的迅速发展，建设用地日益紧张，碱渣的合理处置更成为城市建设发展面临的大问题。
塘沽紫云公园利用工业废料碱渣修建山体公园，是治理工业污染，美化城市环境的一项壮举。碱渣山体作为一种大尺度碱渣堆体，国内外还未见类似工程的报导，特别是碱渣与一般工程土的性质不完全一样，其在施工过程中是否保持安全稳定，如何选择合理的施工工艺来保证工程安全性，这都需要施工监测资料来提供依据。本文依据实地调研，在此作简要介绍和分析。
3.1 天津市塘沽区紫云公园生态景观设计概述
紫云公园生态建设项目(碱渣综合治理工程) 荣获了由国家建设部评选的“2005 年中国人居环境范例奖”。该项目历时五年的时间,终于实现了百年碱渣变绿洲的奇迹。在这之前,天津碱厂制碱产生的废渣在这里已经堆放了近百年，由于城市的向外扩张,碱渣山已成为位于城区中心的一颗毒瘤,严重威胁着周边的环境和滨海新区的发展。为了改善环境,恢复生态,提高城市的竞争力,碱渣治理办公室组织专家通过科学论证,开始了还渣厂为绿地,变渣山为花园的艰辛劳动。历时5年,建设了一座占地33 万m2 ,主峰高达31. 9 m 的山体公园―紫云公园。此公园利用碱渣制工程土500 万m3 ,表面覆盖0. 8 m～1. 2 m 的种植土。到目前为止,园内栽植花卉4 万余株,草坪16 万m2 ,种植乔、灌木树种百余种30 余万株,并有数10 种鸟类在此栖息。
治理后的紫云公园不但成为塘沽的标志性公园,而且也产生了巨大的社会效益和经济效益。不但空气、土壤、水体的污染得到了有效改善,而且城市功能和土地的利用也实现了优化配置。相信“碱渣山”综合治理的经验必将为我国乃至世界找到这类“工业废弃地”景观生态改造的新途径。
3.2 设计细则
3. 2. 1 场地土壤的处理
土壤污染是“工业废弃地”景观生态设计面临的第一大问题。其污染源主要包括:工业废水、废气;工业废弃物的地面堆积;原材料、产品废渣等。土壤系统生态处理的目的是建立适宜植物生长的土壤层,以迎合生态系统底层绿色植物生长的需要。因此,处理被污染的土壤,通常的方法是覆土或对原土壤的理化条件,营养和毒性方面进行改良与修复 。
3. 2. 2 场地水体的处理
水资源的净化―循环利用是景观中生态设计手法的重要体现。彼得・拉兹在杜伊斯堡北部风景园的设计中就将原工厂的旧排水渠改造成水景公园,利用新建的风力设施带动净水系统,将收集的雨水输送到各个花园用来灌溉;在萨尔布吕肯市港口岛公园,将地表水汇聚于高架桥下,通过一系列净化处理后循环利用,并通过水的跌落形成了欢快的落水景观 。这刚好与紫云公园的水循环系统设计有异曲同工之妙。
3. 2. 3 场地植被的处理
“工业废弃地”植物景观的营造需要在土壤生态化处理的基础之上,结合当地的气候、土壤、水文等特征,适地适树,尊重生物群落自然再生的过程,保护场地上的各种野生动、植物,创造出有地方特色的植物景观。
3. 3 生态与艺术的完美结合
3. 3. 1 场地废弃材料和设施的更新、循环和再利用
“工业废弃地”景观的生态设计就是要尽可能地利用场地上现有的材料,最大限度地减少对于新材料、新能源的索取。而艺术则成为处理工业废料的一条重要途径。因此,极简艺术、波普艺术、大地艺术以及其他艺术流派都尝试过工业废料的应用。如场地中的构筑物可以成为景观的控制要素;工业产品可以充当装饰材料;工业废料和建筑拆除后的瓦砾可以作为填充物等。而紫云公园山体均为碱渣废料堆砌而成，经技术检测，碱渣山体具有稳定性，经过覆土种植的树种及本土植物生长状态良好。
3. 3. 2 场地地表痕迹的艺术化处理
对待“工业废弃地”中的工业痕迹,不应该试图掩盖或消灭它们,而应尊重场地的特征,采用保留和艺术加工等方式,创造独特的地域景观。大地艺术就是其中的一种方式。早在20 世纪70 年代初,大地艺术家史密斯就提出:艺术可以成为调和生态学家和工业学家的一种资源,而大地艺术最好的场所是那些被工业和盲目的城市化所破坏的或是被自然自身毁坏的场所。
3. 3 场所精神和历史文脉的延续
一个富有生命力的地区和城市必然是有个性、具有可识别性和有内涵的。“工业废弃地”景观的生态设计就是在尊重地区原有的自然环境和历史文化背景的基础之上,体现场所精神和历史文脉的延续,并使衰败地区重拾自豪感,实现区域的复兴。图中景观节点名称为：地震遗址。是唐山大地震时，地壳塌陷，使常年堆砌的碱渣山形成一道巨大的残壁，亦是特殊历史事件的纪实。
四、大地艺术对风景园林设计的影响
作为一种影响广泛、意义深刻的艺术派别，大地艺术改变着人们的自然观和生态观，旗帜鲜明地关注工业废弃地和工业文明的副作用，运用基本几何形作为创作语汇，对同样致力于人类生存环境的改善的风景园林专业，造成了很大的影响。
大地艺术的存在，开拓了风景园林师的思维，对人们的生态观念和自然观念的提高与转变，具有积极意义。
大地艺术对工业废弃地的重视，影响到风景园林师对这个问题的认识和处理手法。
一、充分认识搞好水土保持生态修复工作的重大意义
由于我国特殊的自然地理条件，以及长期以来以资源消耗为主的经济增长方式，导致许多地区植被破坏，90％的可利用草原退化，全国水土流失面积达356万平方公里。水土流失严重，带来了一系列生态环境问题，不仅影响国家生态安全，而且成为我国经济社会可持续发展的重要制约因素。建国以来，特别是改革开放以来，各级政府和广大群众投入了大量人力、物力和财力，开展水土保持和草原保护工作，取得了显著成绩，为改善水土流失地区农牧业生产条件和生态环境，发展农村经济，促进经济社会发展做出了重要贡献。但是，我国水土流失严重、草原生态恶化的趋势仍未得到根本扭转，不能适应新时期全面建设小康社会对水土保持和草原保护工作提出的新要求。因此，各级水利和农牧部门要进一步增强搞好水土保持和草原保护工作的紧迫感和责任感，认真总结经验教训，采取切实可行的措施，加快水土流失防治步伐，全面推进我国生态建设工作。
近年来，各地的成功实践证明，采取适当的人工措施，充分发挥大自然的力量，利用生态的自我修复能力，在较短的时间内可以实现大面积水土流失的初步治理和生态系统的初步恢复，是加快水土流失防治步伐，搞好草原保护和建设的一项重大举措，对于促进农牧业生产方式转变，发展农村经济，推动经济社会可持续发展，全面建设小康社会具有十分重要的意义。同时，草原保护对保持水土、涵养水源、改善生态具有非常重要的作用。各级水利、农牧部门要按照科学发展观的要求，在加强小流域综合治理和草原建设的同时，把生态修复作为当前水土保持和草原保护工作的一大事，列入重要议事日程，切实加强组织领导、监督检查和指导，积极推进水土保持生态修复工作的开展。
二、抓紧制定生态修复规划
各级水利、农牧部门要会同有关部门组织制定本辖区水土保持生态修复规划，明确水土保持生态修复的目标与任务。规划要与水土保持生态环境建设、草原生态保护建设和牧区水利等规划相结合，经同级人民政府批准后作为指导水土保持生态修复工作的依据。近期应以江河源区、内陆河流域下游及绿洲边缘区、草原区、重要水源区、长城沿线风沙源区等区域为重点，在降雨条件较好、人口密度相对较小、水土流失相对较轻微的地区，大力推进水土保持生态修复工作。生态修复的对象主要是覆盖度为5-50％的低中覆盖度的草原、郁闭度小于40％的灌木地等地类。
三、组织开展科研和先进适用技术的推广
各级水利、农牧部门要组织有关科研单位开展对不同区域生态修复的机理与关键技术、优质抗逆草种选育、效益监测指标体系等课题的研究，制定生态修复技术规范。要积极推广优良草种、畜种及改良、秸秆养畜过腹还田、草田轮作、植被抚育更新、节水灌溉、草产品综合利用、围栏建设、免耕种植、鼠虫害防治等技术，搞好生态修复效益监测评价工作，指导与推动水土保持生态修复工作的健康发展。
四、进一步完善政策法规
各地要依据《水土保持法》、《草原法》等有关法律法规的规定，针对开展生态修复工作的要求，对乱开乱垦、乱挖乱采、超载过牧等行为，进一步制定操作性强的相关法规规章、管理办法和乡规民约。要严格基本农田和草原保护制度，坚持保护和利用相结合的方针，建立草畜平衡制度，大力推行禁牧、休牧、划区轮牧和舍饲圈养，逐步改变依赖天然草原放牧的生产方式，严格限制不合理的生产建设活动，为生态的自我修复提供保障。同时，要推动各地出台或完善税收、信贷、投资和能源等方面的优惠>策，促进广大农牧民转变生产方式，调动社会力量参与水土保持生态修复的积极性。
五、继续加大执法监督
各级水利、农牧部门要加强水土保持和草原执法队伍建设，继续加大执法监督力度。各地要按照《草原法》和《国务院关于加强草原保护与建设的若干意见》，进一步完善草原家庭承包经营制，推行以草定畜，逐步压减牲畜头数，实现天然草原的草畜平衡，加快畜种、畜群结构调整，防止超载过牧，促进草原植被恢复：要坚决禁止开垦草原的一切违法活动，严厉打击非法占用草原的行为，加大对乱采滥挖草原野生植物行为的打击力度，加强对各类非法破坏草原行为的监督检查：要坚决禁止超采地下水，防止因不合理开发利用水资源带来新的生态破坏问题；所有实施退耕还草、退牧还草、京津风沙源治理工程以及小流域综合治理等国家重点生态建设工程区，均必须严格按有关规定实行封山禁牧、休牧或划区轮牧。要加强对风沙区、草原区、山区和丘陵区等区域开发建设项目的监督管理，所有开发建设项目必须严格执行水土保持方案编报审批制度和水土保持设施同时设计、同时施工、同时投入运行的“三同时”制度。
六、加大宣传工作力度
要大力宣传搞好水土保持和草原保护工作在我国生态建设中的重要意义，增强全社会保持水土、保护草原的意识。宣传生态修复在防治水土流失、保护草原、改善生态环境等方面的重要地位和作用，注重发挥大自然的力量，依靠生态的自我修复能力恢复植被，保护草原，防治水土流失。要切实转变生态建设中重工程建设轻保护的观念，自觉转变不合理的生产方式，促进人与自然和谐发展。
关键词：生物 生态 修复技术 内涵 外延 应用
1 概念、定义及主要特点
何谓“生物-生态修复”，它的内涵和外延应该如何确定，以及不同技术措施的作用、效果和联系如何，等等。回答这些问题对推进和实施河流生物-生态修复工作具有重要意义。
1.1 河流生物修复
生物——系指有生命的物体。一般指动物、植物和微生物。有时专指微生物，如生物制剂、生物制品等等。污水生物处理和河流生物修复中的“生物”，一般专指“微生物”，不包括“植物”和“动物”。广义的生物修复也包括“动物”和“植物”修复。
生物修复——是指利用微生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。它包括：①污染土壤的生物修复；②污染河流的生物修复；③污染湖泊的生物修复；④污染地下水的生物修复；⑤污染海洋的生物修复；⑥污染大气的生物修复；⑦固体废物污染的生物修复等。
河流生物修复——是指用微生物或微生物菌群来降解河流水体中的有机物或有毒有害物质，如COD、BOD5、有机氮或氨氮、石油类、挥发酚等，或使这类物质变成无毒的、无害的，如二氧化碳、氮气或水等，从而使河流水质得到改善，河流生态得到恢复或修复。生物修复已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。
河流生物修复工程——是指利用生物修复技术在河道内或河道傍侧修建或实施的旨在改善河流水质、治理河流污染的工程或非工程的技术手段。它包括：河道或水库内，以及坝、陂前的增氧曝气工程，用于改善或处理河流水质的河流傍侧工程、河流底部工程，以及直接向河道内投放特种、高效菌种或利用特种、高效菌种直接净化河流水质的工程技术等。
1.2 河流生态修复
生态——指生物在一定自然环境下生存和发展的状态，也指生物的生理特性和生活习性。此概念下的“生物”，一般不包含“微生物”。
生态修复——是指利用生态工程学或生态平衡、物质循环的原理和技术方法或手段，对受污染或受破坏、受胁迫环境下的生物（包括生物群体，下同）生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现。其中包含对生物生存物理、化学环境的改善和对生物生存“邻里”、食物链环境的改善等。
河流生态修复措施主要包含：①工程措施。如：生态河道、生态堤岸、人工湿地和人工产卵场、越冬场、育幼场、回游通道，以及河道内增氧曝气等等；②生物措施。如：植物生态修复措施，动物生态修复措施，生物增殖、放流技术等；③综合措施。如：微生物修复与植物、动物修复的结合，微生物修复与生态河道、生态堤岸的结合，生态、生物修复与保育、管理措施的结合，河道内生态修复与河道外湿地修复的结合，陆地水土保持、生态修复与河流生态修复的结合，等等。
1.3 河流生物修复与河流生态修复的异同
目标和对象不同：河流生物修复的对象是水质；目标是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、发展的水质条件。河流生态修复的对象是水生生物生存和发展的整个环境，包括水量、水质、水位、流速、水深、水温、水面宽度，涨水、落水时间，以及产卵场、越冬场、育肥场、回游通道的修复或恢复等等；目标是为水生生物或特有的生物种群提供良好的生和发展环境。
所采用的技术和手段不同：生物修复的技术核心是微生物及微生物使用和利用等。生态修复的核心技术是生态工程学和生物、生命科学等。
两者的共同点和不同点：生态修复可以包含生物修复，生物修复可以是生态修复的一个部分或一项主要内容；两者的共同点或共同目标都是改善或改良生物的生存和发展环境。不同点是：生物修复是针对水体污染的修复，生态修复是针对水生生物及其生存环境的整体修复。
对于污染严重，并有产卵场、育幼场、越冬场或回游通道损伤及破坏的河流，一般应首先采取生物修复技术恢复河流水质，然后采取生态修复措施恢复河流生物栖息地和回游通道等。
1.4 河流生物修复工程与城镇污水处理厂的异同
相同点和不同点：河流生物修复是利用微生物净化污水的特点和规律，对受污染水体（河流）进行净化处理的技术；城镇污水处理厂是利用微生物净化污水的特点和规律，对用管道收集到的社区污水进行净化处理的技术。城镇污水处理厂的出水可排入河流，也可用作市政回用、冲厕、农灌等等；河流生物修复工程处理过的河水一般必须重新流入河道。两者的相同点是技术内涵完全一致，不同点是工作对象的来源和工作成果的服务对象。
由于污水处理厂工程和生物修复工程所处理或针对的水源不同和处理后的水量所服务对象不同，从而导致了污水处理厂工程与河流生态修复工程在建设地点、规模、工艺流程、产品形态、表现形式等诸多方面的差别。一般情况下，城市污水处理厂的进水污染物浓度高、变化小，河流生物修复工程所针对的河水浓度相对较低、变幅很大；在水量方面，河流生物修复工程面临的变化更大。因而，在工艺设计中，一般要求河流生物修复工程具有更强的耐冲击能力和防堵塞能力等。
1.5 河流生物修复与河湖污染直接净化和“就地生物处理”的异同
除了河流生物-生态修复之外，河湖污染直接净化、“就地生物处理”等词语也经常被有关专家推崇和一些学者“炒作”。笔者认为：河湖污染生物修复工程技术与河湖污染生物直接净化工程技术、河湖污染“就地生物处理”工程技术，在内涵和外延方面没有明显的区别，其实质都是利用生物处理技术就地治理河湖水质污染，其表现形式也是相互包含或完全一致的。
1.6 河流生态修复与传统河流整治工程的异同
河流生态修复工程的目标是：修复或恢复受到污染、破坏或工程胁迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化学和水文环境，及其“邻里”依存和食物链的关系。传统河流整治工程的目标是：防治洪水决堤、漫溢和确保人类社会、经济和生命财产安全；或者是保证河流的航运能力等经济功能。两者的直接目的和目标虽然相差甚远，但其工作的对象却完全一致，即都是将工程的措施作用于河流或河道。因而两者的设计和实施过程，必然会存在着诸多的不同、对立和矛盾。这种对立和矛盾必须通过目标分析和不同学科人员之间的沟通、协调和共同努力进行解决。因为两者的最终目标都是为了人类自己。
为此，从20世纪70年代开始，发达国家科技界和工程界针对水利工程对河流生态系统的负面影响，开发研究了河流生态恢复的理论和技术。从而，确立了解决这种矛盾和对立的基本方法和规则。河流生态工程在德国称为“河流生态自然工程”，日本称为“多自然型建设工法”，美国称为“自然河道设计技术”。与之相应，一些发达国家在河道整治工程和堤防工程设计、施工规范中增加了河流生态建设的内容，或者颁布了专门的河流生态工程设计导则。依据这些导则和方法，河道水利工程在满足防洪、防灾和经济目标的同时，可以兼顾河流生态修复和恢复需求。 2 不同技术措施的适应性评价及其合理使用
2.1 对受污染河流的适应性
河流污染治理一般应从源头做起。但源头治理能力也是有限的。以深圳河（含深圳湾，下同）的污染治理为例，截止2003年底，该流域已建污水处理厂四座，设计污水处理能力为142万m3/d，比当年实际污水排放量125万m3/d高 16.6%。然而，深圳河水质依然黑臭，常年处于劣Ⅴ类的状态。通过分析认为：污水截流不彻底和深圳河纳污能力过小是主要原因，除此之外，还有城市面源和部分城区尚未截流等原因。一般认为，对于类似深圳市自然环境和社区经济布局的城市，污水截流管网健全，城市污水截流率可以达到90%，最高很难超过95%。深圳市河流枯水期的污水量远远大于径流水量，有10%的未截流污水，加上面源污染等因素，河流依然黑臭，应该是在情理之中的。除此之外，还有城市污水管网收集不到的边缘村镇污水，以及城市污水处理厂对氨氮、总氮、总磷的去处能力十分有限等，也是需要实施河流污染生物-生态修复的主要原因。
河流污染生物-生态修复与城市污水处理厂相比，主要优点在于：①不需要占用城区土地或优质耕地；②不需要高于城市污水厂投资数倍的管道网络及其维护；③距城市居民区一般相对较远，不扰民或者较少扰民等。然而，河流污染生物-生态修复在治理污染方面，仅仅是对城市污水处理厂的补充，而不能代替城市污水处理厂。因为大量、高浓度城市污水采用污水处理厂治理比采用河流生物-生态修复治理经济的多。
在河流生物-生态修复措施中，对于污染相对严重的河流，使用生物（微生物）修复比生态修复工程措施要优越得多。在生物修复工程中，河底工程和河道傍侧工程一般有微生物固定化的措施，比采用没有微生物固定化措施的河中曝气或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌种方面，使用有针对性的高科技微生物菌种，比使用自然微生物菌种的效果好得多。
2.2 对富营养化水体的适应性
湖泊、水库和河口、海湾、近海的富营养化，是人类社会的一个难题。城市污水处理厂和河流生物修复的办法，对有机污染物的治理效果十分显著，但当有机物被氧化、分解和挥发、无害化之后，总是仍有相当部分已经无机化的氮、磷营养物质不能得到去除。对于无机磷污染物，采用化学的办法基本可以得到有效；对于无机氮污染物，目前还没有比较好的处理方法。这些营养物质进入湖泊、水库、河口、海湾、近海等缓流水体后，在适宜的环境条件下，会使水体中某些藻类或植物疯长，产生水华、赤潮和富营养化，从而导致严重的生态灾难和水生生物死亡，以及造成湖泊水面萎缩、甚至消失等。
氮、磷元素是植物生长必需的营养物质。因而，治理氮、磷最好办法是植物生态处理或植物生态修复。对于城市而言，土地是制约植物生态处理和修复的重要因素。充分利用河滩、湖滩、海滩、海湾及其它湿地，以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。对专门用于治理氮、磷污染的湿地而言，在海滩、海湾、河口和浅海，以红树林和海带植物比较好；对陆域湿地，以芦苇、茭草、蒲草、茭白等植物比较好。对河、湖、水库、海湾、海岸进行生态修复，必须满足防洪、防潮和景观等要求。
2.3 对水利工程胁迫的适应性
水利工程对河流生态的胁迫主要表现在两方面：一是河道、航道整治使自然河流渠道化，从而破坏水生生物的产卵场、栖息地和河流形态的多样化，以及减弱河流的自然净化能力和破坏岸边生态系统；二是水坝建设使自然河流非连续化，从而淹没生物产卵场、栖息地和阻断鱼类的回游通道，以及降低河流的自然净化能力和破坏河流形态的多样性等等。对此，可采用河道、河型多样化的生态修复措施，设置人工产卵床，建设人工产卵场、栖息地和回游通道，以及人工放流等措施缓解。水利工程对河流生态的胁迫主要是生物生境和生态条件的改变，因而，修复的措施以河流生态水工学和水生生物增殖、放流措施为主。
3 河流生物修复的技术类型及其应用
3.1 河道底部生物处理修复工程
以深圳市大沙河河底式生物处理工程为例。该工程坐落在深圳市南山区大沙河大学城河段，设计污水处理能为4000m3/d，设计水流停留时间4.8h。采用的处理技术为日本 “自然循环方式水处理系统技术”。该技术的创新特点是利用自然土壤和水田对污水净化的原理，不使用任何化学药品，通过使用石头、木炭、塑料球以及经过特殊加工的木炭（生物炭），作为净化过滤材料达到综合净化污水的目的。
该工程的主要设施由6个单元组成，分别为污泥储存单元、水量分流单元、接触沉淀单元、接触曝气单元1、接触曝气单元2和出水整理脱色脱臭单元等。通过这几个单元的组合，可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS（阴离子界面活性物质），同时，也能有效去除氨态氮。处理效果见表1。 3.2 河道傍侧生物处理修复工程
北京二道河傍侧生物处理与修复工程。该工程坐落在北京市顺义区首都机场附近，设计日处理污水量1.7万m3/d，采用的处理技术为固定化高效微生物—曝气生物滤池（简称I-BAF）。该工程属实验工程，仅有一个长100m、宽6m、有效水深5.5m的长条形曝气生物滤池，有效池容3300m3，停留时间4.7h。滤池内填装网状悬浮大孔载体，载体高度3.2m。工程的前处理部分仅有一个格栅和一个用堆石坝拦截污水形成的回水区，依次起到稳定取水和沉淀泥沙的目的。处理效果见表2。
另外，日本江户川支流坂川古崎净化场，韩国汉江支流良才川水质净化厂等河道傍侧工程的处理效果也很好。
3.3 河道内曝气和高效微生物处理修复工程
河道水体人工曝气复氧是一种有效的河流生物-生态修复技术。20世纪60年代起，国外已有不少国家应用人工曝气复氧改善河流水质和生态环境。如，德国的鲁尔河、莱茵河，英国的泰晤士河、特伦物河，美国的福克斯河、佛博河及威斯康星河等，均有成功的工程范例。在国内，上海环境科学研究院对苏州河水体进行了实验室研究，结果表明，即使黑臭程度高的河水，在有氧条件下20小时后臭味也可基本去除，水体颜色明显改观，COD、BOD浓度大幅下降。
微生物作为河流生物修复技术的核心，国外的开发研究很多。美国、英国、加拿大、日本、巴西等国家，已有上百种商品化的微生物制剂可供选用。根据实验结果，在处理特种废水方面，高效微生物比普通微生物高几倍到十几倍，而且还能够处理普通生物法不能处理的废水。在城市污水方面，使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外，还具有良好的脱氮除鳞效果。将高效微生物直接用于河流水质修复，成本较高，容易造成流失和浪费，目前国内使用的不多。但通过微生物固定化技术或生物滤池技术，使用高效为生物的实例国内已有许多。
4 河流生态修复的技术类型及其应用
4.1 山区河流的生态修复
山区河流比降大、水流急，宽深比小，来沙量远远小于挟沙量，河床往往有大石块和不均匀的麻砂组成。经过自然发育后，往往形成阶梯—深潭结构的河道形态。阶梯－深潭结构稳定了河床，从而稳定了岸坡，在一定的温度和降雨条件下两岸有发育良好的植被，河流底栖动物密度比邻近的具有同样气候水文条件但不发育阶梯-深潭结构的河流高出1000多倍，生物多样性指数也大得多。这是由于阶梯-深潭创造了多样性的生物栖息地的缘故。
目前，德国、日本和我国的台湾等，都在模拟使用阶梯-深潭结构治理山区河流和修复河流生态。 4.2 生态护岸工程
生态护岸的目的在于为野生动物提供栖息地和隐蔽场所，保障自然环境和人居环境的和谐统一，对河岸进行加固，防治河道淤积、侵蚀和下切等。生态护岸材料主要有：石头、木材、多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构等等。在设计新材料护岸时，应确保水流作用下的结构安全，选择能够适应河流长期演变的结构形式，与河滩地和丁坝组合在一起保护护岸稳定。
我国深圳市已建人工湿地生态修复与处理工程数座，对COD的去除率一般可达70%~80%，对氨氮的去除率一般可达50%~60%。每1m3/d处理能力的占地面积大约为3m2。
4.4 人工产卵场、栖息地和回游通道工程
过鱼设施的基本原理是利用鱼类的向流（逆流）行为，人工创造更大的流速，将鱼诱入进口，让鱼类自行溯游过坝，或运用各种手段运送过坝，主要有鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼船等。
人工模拟产卵场、栖息地是指在坝下附近的支流或人工渠道内，模拟产卵场、栖息地要求的环境，让鱼类自行进入产卵场或栖息地（下图为某河流上的鱼类洄游通道）。
4.5 人工增殖站和生物放流工程
人工繁殖放流是指建立人工产卵场，收集和培育亲鱼，人工催青，人工孵化育苗，培育鱼种，将一定规格的幼鱼放入坝下河流，让其下海生长。目前国内外都十分重视设置人工增殖站，开展人工增殖、放流工作，用于解决水坝对水生生物的阻隔。
水库修建后，营养物质在库内富集，浮游生物迅速生长，如果不能很好利用，将会自然死亡，恶性循环，从而造成富营养化和水质污染等。按照生态平衡原理，合理投放食用不同浮游生物的鱼种进库，进行生态修复，用产品的形式让富营养物质出库，既能清洁水库，又能收获鱼产，可以做到一举两得。所有这些，都需要有生命科学和生物、生态技术作为支撑。
主要参考文献：
1 上海辞书编辑委员会，辞海，上海辞书出版社，1979年；
2 中国大百科全书编辑部，中国大百科全书（环境卷），1980年；
3 董哲仁等，受污染水体的生态修复技术，水利水电技术，2002，(2)；
4 董哲仁，生态水工学的理论框架．水利学报．2003，(1)；
5 Loftin KA，Toth LA．Kissimmee River Restoration：Alternative Plan Evaluation andPreliminary Design Report[R]. South Florida Watermanagement District，West Palm Beach，Fla．1990；
6 National Research Council，
关键词：官渡区；五采区；生态环境现状；修复对策
中图分类号：X32
文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）08001902
1 引言
随着经济的飞速发展，各大工业矿区在为昆明市经济发展作出巨大贡献的同时，也在不同程度上对生态环境造成破坏，这些破坏均直接威胁并破坏群众居住环境，加速了生态环境恶化，阻碍了周边群众环境质量的改善和提高，严重影响了旅游资源，阻碍了全市经济、环境以及社会效益协调发展，因此研究“五采区”生态环境现状及修复措施具有重要意义。
2 生态修复概述
生态修复即生态系统停止人为的干扰，进而减轻负荷压力，凭借生态系统自身的调节能力和组织能力让其朝着有序的方向演化，也可以指利用生态系统的自我恢复能力，再配合一定人工措施来使已经被破坏的生态系统逐步恢复或朝着良性循环的方向发展[1]。
3 昆明市官渡区“五采区”生态环境现状
官渡区地处滇中高原中部滇池东北岸，位于昆城区的东面，是该城市的重要组成部分，其东面跟宜良相邻，南边跟呈贡相邻，西面跟盘龙和五华两个城区相邻，昆明市官渡区“五采区”的生态修复工作最早是在2007年开始的。截止到2011年，官渡区“五采区”开展植被修复工作共计99个，修复面积高达9412亩。在逐步设施生态治理和生态修复过程中，滇池流域的面山范围内共344个采点在经过全面盘点之后，根据植被修复项目连片规划管理的原则整合了33个采区，开展了植被修复、郊野森林公园建设等，成效显著，但是因各方面因素依然存在很多问题，归纳起来主要表现在以下几个方面：①客观采取的破损面积大，大面积的岩石，失去了植被修复的条件，针对这种情况需要采取超常规工程措施；②在一些采区中，因为交通不畅、土地资源匮乏、严重缺水、水电配套设施不到位以及地界产权纠纷等问题没有得到有效解决；③关于纯植被修复治疗的采区中，缺乏社会企业的积极参与和投资建设，财政资金投入有限；④生态环境修复相应的配套资金不足。
官渡区属于典型的石质山区类型，因为自身具备的山高、水资源不足、土层薄等自然条件为生态修复工作带来较大难度，然而由于生态修复的工作本身是一项长期性系统工程，生态修复的范围有待进一步扩大，所以官渡区的生态修复工作任重而道远，需要充足的资金作保障。
4 “五采区”生态修复的对策
4.1 “五采区”生态修复的原则
（1）坚持科学规划的原则。生态修复的规划必须有一定的前瞻性，规划要从整体入手，科学配置，充分兼顾生态修复的生态、社会、经济效益。
（2）坚持重点突出的原则。“五采区”的生态修复应该根据资源条件和环境的差异规划与之对应的建设内容，实施综合治理，并突出修复的重点和特色。
（3）坚持适地适树的原则。要因地制宜，科学修复，积极培育出优质树种，将灌木和乔木相结合，构建人工复层林，以实现修复的近期景观和远期效果。
（4）坚持改造并重的原则。开展绿化造林，加强对森林的经营和管护，同时规划与实施共同推进。宜造则造、宜封则封，造改并举，突出效果，保证栽植一次成活、一次成林、一次成景。
4.2 “五采区”生态修复的对策
4.2.1 面山整治和人工造林
滇池流域面山的采矿、采石、取土点（场）等“五采区”应全部关闭，并做好“五采区”的地质环境恢复治理与绿化植被恢复工作，采取超常规的工程措施推进面山石漠化、岩裸地、沙地带等难造林地的绿化建设，完成滇池面山人工造林的任务，采用低效林地改造、封山育林、退耕还林等多种手段实现生态保护的目标。由于滇池流域“五采区”的自然条件差，水资源匮乏，再加上水资源被污染，因此在该地区造林的存活率和保存率较低，这为实施矿山生态修复带来了较大的难度。所以在“五采区”矿山生态修复工程中，有必要考虑通过抗旱造林技术来实现修复。造林的季节最好选择在雨季及6、7、8三个月。在造林树种的选择上，针对各种不同类型的地块，以选用桤木、清香木、黄连木、麻栎、滇青冈、四照花、滇朴、石楠、枫香、冬樱花以及其它适宜的具有成熟育苗基础的优良乡土树种为主，使用高规格苗木，切实保障成效。
4.2.2 水利配套措施
水资源作为“五采区”实施关停废弃矿山生态修复是否取得成功的关键因素，在矿山生态修复中，在加强防洪和集雨工程建设的同时，还应该注重提高植被或者播种建植的植物成活率，重视植物的浇水养护工作，加强对应的配套蓄水和供水设施建设。
4.2.3 水土流失区修复措施
官渡区水土流失的重点控制区为盘龙江和宝象河流域沿岸地区。应加强流域沿岸水土保持林建设和自然林、次生林的保护。实施以松花坝水库、宝象河水库为主的生态恢复工程。通过绿化植被恢复、异地抚育、生物迁移等措施，选择速生乡土树种合理配置人工群落，在人工辅助5～6 年后，让群落按照自然更新演替方式恢复，以避免植被破坏、水土流失带来的土壤侵蚀和自然生产力衰退。对于已经破坏的“五采区”、荒山、山坡进行植被恢复，减少水土流失，并尽可能保持该区植被的原生状态。
4.2.4 加大生态修复技术的推广和创新
要充分根据官渡区五采区具体的生态类型和修复技术集中的特性，构建适合该地区的生态修复技术标准体系，另外，还需要积极探索出关于废弃矿山生态修复跟产业化相结合的新模式，使官渡区逐渐成为先进生态修复技术的研发中心、生态产业集散中心以及生态文明推广中心。除此之外，还应该积极推广废弃矿山修复的成功经验，并注意保持生态建设地区跟地区之间的平衡发展，进而让五采区的群众都能够享受到生态修复和生态建设带来的成果。
4.2.5 发展替代产业，为生态修复营造良好的外部条件
官渡区的“五采区”绝大部分在农村中，面临着产业发展不足的困境，进而农民的生计和增收问题突出，所有必须重视对农村产业结构的调整，大力发展替代产业。要将建设区域经济作为平台，充分结合官渡区的历史、自然以及文化的优势，构建“多维立体”的生态涵养类型经济发展体系。另外，还应该完善跟旅游相关的基础设施，并不断创新生产经营和组织的方式，并积极吸引各种社会资金参与到旅游资源开发中，大力发展绿色养殖和特色种植产业，实现农业和旅游业、文化创意产业的融合发展，最大程度地拓展当地农民的就业渠道和增收空间，切实解决“五采区”广大农民的生产和生活问题，为实施生态修复工作营造良好的外部条件，保证生态修复工作和保护工作顺利开展。
5 “五采区”生态修复的保障措施
5.1 提高认识，加强政策引导
各级政府和相关部门应该统一思想，提高认识，并利用各种途径加强“五采区”生态修复相关工作的宣传，积极号召社会各界力量支持并参与，切实将”五采区“生态环境修复当作一项长期的治理工程来抓。
5.2 强化科技，加大技术支撑
相关部门要充分利用当前的成熟技术，邀请各方面的专家献计献策，并积极跟本地区的各个科研所取得联系，争取得到技术支持，提高昆明市“五采区”生态环境修复水平。
5.3 广开渠道，加大资金投入
由于滇池流域“五采区”植被修复所需投资大、涉及范围广，因此在修复时政府部门应该充分发挥自身主导地位，一是要继续积极地想办法，加强与上级财政的沟通协调，争取更多的资金支持；二是要合理调配本区财力，资金安排向生态建设方面倾斜，确保生态涵养区建设的顺利实施；三是要加强项目资金监督检查，加强日常支出的跟踪反馈，严格按照招投标制度和监理制度等规定程序拨付资金，确保财政资金的高效安全运行。同时，要因地制宜，将生态修复与产业发展相结合，寻求资金使用效益最大化。
6 结语
“五采区”生态修复作为一项具有复杂性及长期性的工程，应该根据滇池流域自然环境的具体情况制定长远的规划，在生态环境修复过程中，应该根据生态环境的破坏程度、类型和特点，开展对应的修复措施，针对当前五采区生态环境现状，笔者认为可以从面山整治和人工造林、完善水利配套措施、实施水土流失区修复、加大生态修复技术推广与创新、发展替代产业等来推动我区生态修复工作的发展，以取得长久的效益。
参考文献：
【关键词】工程造价，管理 ， 改革，探讨
【 abstract 】 along with our country in recent years the city and other areas the increasing of the construction project, project cost management has taken seriously by people. The implementation of scientific, reasonable project cost management has an important meaning, and the cost of the project management, this article will explain the significance, analyzes engineering cost management, and the problems in the construction of the unit engineering cost management is discussed in this paper.
【 key words 】 the project cost and management, reform, this thesis discusses
中图分类号：TU723.3文献标识码： A 文章编号：
一前言
为保证所建项目能够实现质量达标、进度稳步发展及造价合理等目标，并争取建设投资实现最佳经济性、效果性及效率性，除应进行科学合理的施工组织外，还应进行严格的造价管理。
二进行工程造价管理重要意义
作为工程基本建设经济活动中心的工程造价管理工作，对于整个工程项目的建设意义重大。下面将对其重要意义进行具体说明。
（一）投资决策阶段的工程造价管理
众所周知，工程造价的管理是伴随着工程进展而不断进行的全过程管理，但全过程管理中的各个阶段的作用却是不同的。其中，投资决策阶段的工程造价管理过程所涉及的工程项目的经济技术参数，都对整个建筑项目的工程造价具有重大的影响，尤其是在该阶段所确定的项目地址、建设规模、施工工艺、机具设备等工程内容会对工程造价的高低有着很大的影响。通过实施工程项目的投资决策阶段的工程造价管理，对工程项目的经济技术参数进行优选，为后续阶段的造价控制打下良好基础，并争取提高工程项目在投产后的经济效益。所以说，投资决策阶段的工程造价管理对整个项目的工程造价管理具有重要意义。
（二）设计阶段的工程造价管理
在完成工程项目的投资决策阶段的工程造价管理后，设计阶段的工程造价管理将成为下一个工程造价管理的重点。在设计阶段的工程造价管理工作中，主要涉及到对本工程项目的技术及经济上的全面安排，如对建筑外形、空间布置及构筑物外型进行经济合理的设计，以对建设项目实施具体的规划，争取为工程项目设计出技术先进、经济合理的实施方案，并努力提高生产效率，节约投资金额。
（三）施工阶段的工程造价管理
在工程的施工阶段不可避免的会出现工程方案的变更，而工程变更会使得施工工期及工程造价发生变化。另外，建设单位对工程项目要求的变化及设计单位对建设单位或施工现场环境、施工工艺要求的变化都会引起工程变更，随之则会相应引起工程的工程量及承包单位索赔的变化，进而产生超过预期投资的风险，所以应对施工阶段的各种工程变更严加控制及管理。
三工程造价管理存在的问题
（一）对建设单位的不良管理缺乏有效约束
目前我国的投资制度发展较慢，仍不够十分完善，并且相应的责任认证不够明确，而且建设单位对工程发包款项的支配与工程建设的效益缺少利益联系及相应的约束体制，特别是当市场的供求关系出现不良的失衡时，会导致企业将在建筑市场里处于主导地位的不良局面。由于建设单位的工作往往会对工程质量、工程造价、工程进度及项目投入使用后的运行情况产生影响，所以，如果工程建设单位工作人员的管理经验及专业素质未达到一定水平，会出现违反相关规章制度，影响市场正常运转的现象，所以，建设单位要努力提高自身素质，规范市场秩序。
（二）缺乏公平竞争
虽然在当今的经济模式下，我们希望实现公平竞争，但不可避免地各施工单位会存在一定的历史差距，所以很难实现真正的公平市场竞争。如通常来说，我国的大型国有施工企业在历史上为国家的基础设施建设付出过很多的心血，但往往处在历史包袱较沉重的问题，在与集体制企业及乡镇企业在一起进行竞争时，往往竞争失败。所以在进行工程造价管理有关政策的制定时，应适当考虑大中型国有企业所背负的历史包袱，合理解决建筑企业公平竞争问题。
（三）存在市场垄断及工程肢解发包现象
由于建筑行业的规范还不完善，有些建设单位存在利用某种行业领先权进行垄断发包的行为，导致总包企业难以对施工现场实施统一管理及进行协调安排进度等工作，进而引起工程造价的增加，失去了竞争的公平性；而某些建设单位在进行工程发包时，未以整个工程的整体利益进行考虑，而是一味的肢解工程多方发包，使得中间环节数量增多，增加工程的总造价。
四建设工程造价管理改革措施
（一）完善约束机制，加强对建设单位的管理
建设单位在建设工程造价管理的全程过程中作用重大，因为每个阶段的造价管理都需要建设单位的参与。既然建设单位在工程造价管理过程中责任重大，那么政府等相关管理部门应积极对建设单位在管理过程中的各种活动进行规范及约束，并对工程总承包单位进行监督，应确保总承包单位有相应资质及能力，在进行施工承包时应努力完成项目的水暖、电、煤、消防及装饰装修等工程施工，并禁止建设单位将工程的任务进行强行分包，而工程建设过程中所使用的机具、建筑材料则应由承包单位自行负责，并按照验收规范进行严格验收工作，如建设单位要求某些设备需自行购置时，则应在所签署的合同中明确责任归属，当施工承包单位对建设单位购置的设备有工程质量及使用功能上的怀疑时，可拒绝采用不合格设备。并且施工承包单位可不受任何单位及个人的要求进行制定厂家生产的机具设备及工程材料的购置，而应对投标书及合同进行严格审查，将不合理或违反规范要求的相关条款进行取消。
（二）进行有效的工程造价管理
1 概述
为实现对工程造价的有效管理，首先，可将工程造价管理的侧重点放在工程建设的初期，即工程的投资决策及设计阶段，可达到事半功倍的效果。其次，应关注施工技术与经济基础的结合，以实现增加经济收益的目标，在项目的实施过程中，将施工工艺、施工组织及经济控制三项有机地联系起来，并进行施工技术比较、效果分析及经济管理等工作，将施工技术与经济因素很好的统一起来，即在经济合理的前提下，追求技术的突破；在技术先进的前提下，确保经济合理。再次，还应在设计过程中实行“限额设计”的方法，在设计过程中应注意造价控制，不要一味追求过高的安全等级，并应积极实施设计工作的招投标。最后，应在施工过程中，努力从施工人员、施工方案及材料引进等方面进行造价控制，并将经营管理作为工作核心，做好造价管理工作。
2 工程实例
深圳福田凤塘河口红树林修复示范区红树林修复工程，其投资规模为1.03亿元，主要包括凤塘河干流明渠段河道护坡、避风塘堤岸整治及红树林种植工程，施工周期约为10个月，养护周期为2年。下表为红树林修复工程各部分工程内容和投资分析。
针对上表经分析可知，河道护岸改造工程占总投资的13.07％，植被修复工程占总投资的51.4％。项目植被修复工程从投资上远大于配套的改造工程，项目在建设开发上是以生态恢复为主的项目，因此工程投资中植被修复工程所占的比重较大。植被修复工程所选用的树种以本地红树植物为主，从工程单位造价来看，该部分工程的投资是合理的。
（三）加强工程造价队伍的建设
1 概述
为加强对工程造价的管理，应重视对工程造价专业的工作人员的再教育，如对已经具有造价工程师资格证的工作人员，定期进行有目标、有规划及多层次的再教育，以加强对已完成双边协议的国家机关的造价方面的技术法规的了解，并对造价管理体系的最新发展动向进行了解和学习，加强彼此间的交流互动，以着实不断提高自身的专业素质。
2 工程实例
深圳福田凤塘河口红树林修复示范区河口水质净化工程，其投资规模为7741万元，施工内容是污水处理主体工程（不包括厂外管线）、配套管理设施，中水回用管道的铺设，施工工期为2009年12月至2011年2月，总工期14个月。在该项目的实施过程中，建设单位与咨询管理单位为加强工程造价的管理水平，对造价工程师进行了严格的培训工作，针对政策性的改变及时进行了学习，并定期安排讨论会，对工程实施过程中遇到的问题进行讨论，对问题的解决提供了很好的处理平台。最终确保了整个项目的高质量实施，对凤塘河、深圳湾口水生生态环境和河道景观起到了很好的改善效果，消除生态阻隔，促进红树林生态系统的功能修复和结构完善。
五结语
通过上面的介绍，我们已经了解了工程造价管理的重要意义，并看到了目前工程造价管理存在的问题，这就提醒我们在日常工作中还应不断找到自身的不足，从各方面加强对工程造价的管理。
参考文献:
[1]王东升.工程造价管理与控制.中国矿业大学出版社.2010
【关键词】生态修复;港口工程;应用
1975年，美国召开“受损生态系统修复”国际会议，专门讨论了受损生态系统的修复与重建等诸多重要生态问题。自此开始，学术界将生态系统的修复提上生态学的研究日程，并逐渐成为生态学研究领域的一个分支[1]。近年来，生态系统的修复与重建方面的研究已经将林地、草原等多种系统纳入研究范畴。20世纪50～70年代，美国、加拿大等国在生态修复与重建技术的研究领域开始向海岸带扩展。在美国路易斯安娜萨宾自然保护区和德克萨斯海岸带地区，利用“梯状湿地技术”（marsh terracing technique），在浅海区域修建缓坡状湿地，即可以减弱海浪冲击、促使泥沙沉积、保护海滩，同时也可以为其他生物提供栖息地[2]。我国在近海海域生态修复和重建的研究和实践集中于对海域现状的生态调查以及对历史数据的评价，在生境修复和重建技术的研究尚处于起步阶段[3-5]。鲜见相关的系统报道。
1 生态修复工程介绍
东疆港区位于天津港港区陆域的东北部，北临永定新河口南治导线，东临渤海湾海域。系浅海滩涂人工造陆形成的半岛式港区，其中在人工沙滩中选取部分岸线，建设东疆生态修复示范区工程。沙滩修复是当前防护海岸与海滩侵蚀最自然而简单有效的保护手段[5]。人工沙滩作为软护岸措施被认为回归自然且有效的海岸防护措施。防波堤工程作业将作业段内的底栖生物完全破坏。采取生态修复技术，可将海洋生态的负面影响降至最低。
2 增殖放流方法和过程
2.1 选择先锋物种
根据生态系统的结构理论、生物群落演替理论、生态适宜性原理、生态位理论、生物多样性原理和自我设计与人为设计等生态修复原理，选择本地常见、生长迅速且对于生态系统意义重要的几个物种作为先锋物种[6]。选择了毛蚶、菲律宾蛤仔、缢蛏、青蛤等常见底栖生物。
2.2 重建生态系统
人工沙滩基本上属于无生命区。在该沙滩处底播菲律宾帘蛤500kg，平均个体大小2.38g/个;毛蚶300kg，平均个体大小0.61g/个。人工沙滩外侧由于围海造陆疏浚工程的实施几乎成为无生命区。增殖适合沙滩生活的底栖贝类，底播菲律宾帘蛤500kg，平均个体大小2.38g/个;毛蚶700kg，平均个体大小0.61g/个;底播青蛤150kg，平均个体大小1.25 g/个;缢蛏75kg，平均个体大小1.04g/个。
3 修复效果分析
表1 2011年4月8日采样站位表
3.1 修复前生态环境调查
2011年4月8日在东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带布设3个站位采集底栖生物样品，每个采样点采集4个样方;防波堤内人工沙滩布设1个站点。采样结果表明，东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带仅采集到1个双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）和1个沙鸡子（Phyllophrous ordinatus），没有任何底栖生物。
3.2 修复后生态状况调查
2011年8月14日在东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带布设3个站位采集底栖生物样品，每个采样点采集4个样方;防波堤内人工沙滩采集一个样点。调查共获得底栖生物标本7种，其中，门1种，软体动物3种，节肢动物3种。调查区域底栖动物各类群密度、生物量及不同站位的分布见表3～5。调查区域底栖生物总平均密度为84 ind./m2，变动范围在0～120 ind./m2;总平均生物量为279.49g/m2，变动范围在0～127.35 g/m2。
根据《近岸海域环境监测技术规范》（HJ 442-2008）中提供的生物多样性指数评价标准，本次调查大多数测站底栖生物的多样性指数、丰度值和均匀度很低，优势度高，表明调查海域底栖生物群落处于非健康环境。底栖动物的Shannon-weaver生物多样性指数平均为1.50，与2011年4月份增殖放流之前相比，已初步建立起新的生态系统。
表2 2011年8月14日底栖动物群落特征参数统计表
4 结论
天津港港口海域因为人类活动频繁，海洋生态系统脆弱。天津港东疆港区人工沙滩将人工岸线修复成沙滩海岸，辅以增殖放流方式，可明显的回复生态环境。通过投放青蛤、缢蛏、菲律宾蛤仔和毛蚶等先锋物种，使得东疆湾示范区的大型底栖动物生境得以修复，生物量增加了103.1%;重建了防波堤周围的岩石质海岸生态系统-牡蛎-藤壶生态系统、人工沙滩菲律宾帘蛤-四角蛤蜊-毛蚶生态系统和防波堤外潮间带滩涂青蛤-缢蛏-四角蛤蜊-毛蚶生态系统，区域环境状况开始得到改善。
【参考文献】
[1]Margaret Seluk Race. Critique of present wetlands mitigation policies in the united states based on an analysis of past restoration projects in San Francisco Bay [J]. Environmental Management，1985 （01）.
[2]D. Moreno-Mateos， F. A. Comin. Integrating objectives and scales for planning and implementing wetland restoration and creation in agricultural landscapes. Journal of Environmental Management，2010.
[3]马春，张光玉，张晓春，李洪远，鞠美庭，周斌，张.天津滨海新区湿地生态恢复模式[J].南水北调与水利科技，2012（04）.（下转第122页）
（上接第68页）[4]崔丽娟，张曼胤，张岩，赵欣胜，王义飞，李伟，李胜男.湿地恢复研究现状及前瞻[J].世界林业研究，2011（02）.
关键字：城市建设；河道整治；水质；生态水修复
Abstract: in this paper the whole river water quality and water regulation in the urban construction guarantee the important meaning, and from the water quality problems, concrete research the urban ecological water repair engineering design and construction, and finally discusses the improvement for the water quality of the importance of the river regulation
Key words: the city construction; River regulation; Water quality; Ecological water repair
中图分类号：TV85 文献标识码：A 文章编号：
城市建设中河道整体整治与水质保证的意义
随着城市社会化、集中化及现代化的发展，水资源成为城市发展的主要载体，而长期城市化与工业化对城市河道生态水系统造成不良的影响，城市水生态建设引起人们极大的重视，不再局限于传统的水利建设。河道整体整治是城市水生态建设的最为长治有效的方法；也在城市及周边地区经济发展和生态保护中起着不可替代的作用。
城市河道整体整治主要是通过物理和景观治理法解决河道的功能性、水质、观赏性等综合问题；其中生态修复以及景观治理是其重点和主要追求目标。河道整体整治不仅给人带来“安全、舒适、优美”的水环境，还为各类生命提供了生存条件。同时重塑了河道两岸的自然景观，也净化了水体和周遭的环境；水是生命力的最贴切的表现，水景观不仅是自然景观体系中最为灵动的景观形态，更是城市中一道不可多得的亮丽风景线及生命长廊。水生态建设与塑形是人类文明发展的重要标志之一，回归自然是人们生活的最高精神境界；人类的生存与发展离不开水，城市河道成为了城市赖以生存的载体，更是城市生活品质的体现以及生命力的再现。
城市生态水修复工程设计与施工
目前我国城市河道的水体污染主要源于工业污水、生活污水以及生活垃圾污染。由于污染治理不到位，很多地区呈现透明度低、富营养化、水华、腐臭等严重的水质问题，不仅造成河道生态系统的不平衡，更影响人们的生产生活和城市的整体品质，也无法体现水景观价值。水质问题已然成为河道整体政治的核心问题，水资源的合理开发与利用是我们力所能及之事，水体污染的综合防治是当前的重中之重。长期的水质监测和模拟研究是做好城市水质建设工作的基础，坚持预防与治理相结合可以适当延缓水质的恶化趋势，而解决水质问题的根本在于建设完整的城市生态修复工程。
在设计城市生态水修复工程之前，我们需要全面了解相关河道的综合治理情况，主要从三个方面去了解：一是河道的基本情况，在过去未治理的河道主要是一些“直线型，三面光”的单一型河道，这类河道绿化率较低。二是污染分析，污染因素主要有截污不彻底、面源污染、河道淤积；然而水质的恶化既是水污染问题,也是水生态失衡问题；也即水生环境恶化易致使生态链断裂、生态网格结构破碎、生物多样性消失，接着造成河道生态系统能量流动能力降低，而物质循环规模也会降低等，当河道有机污染和化学污染更严重时，河道自净系统破坏导致河道生态系统失衡或崩溃。三是河道的治理现状，我们可以通过多河段水质模拟研究当前河道的综合治理情况。在设计时还要明确治理目标，城市河道要依据诚实的基本发展需要来实现河道治理，大多数河道治理目标无非是水清流畅、景美岸绿、繁荣宜居；同时河道治理必须遵循自然生态规律，所以在设计之时要考虑河道生态系统的稳定性，把握好系统内部能量流动和物质循环规模，并把过量的有机物和营养盐移出系统作为根本着眼点。
河道整治工程的设计重点在于施工组织与治理技术，施工工程的核心是水质治理，精髓在于将生态修复系统与城市人文、景观建设相结合。在施工过程中要严格把握五点内容：工期控制、人员调配、质量监测、施工技术、安全保障。关于施工工期要依据工程具体情况的需要，灵活地进行总进度安排，主要从施工计划编排、技术攻关、材料供应、安全生产、资金落实、后勤生活几个方面来保证整体进度。在此基础上，根据施工进程和节点需要安排施工人员；同时还要建立完整的质量保证体系（如三监制），主要从测量、材料、配料计量、工艺、质量检查、工程操作、沉降缝处理、外观等方面把好质量关。根据工程量的分布情况及现场实际条件，构建合理的施工技术方案；首先要进行施工总平面布置，并建立完整的施工网络，还要安排好施工期渡汛及排水措施，其中主要的施工方法主要有围堰、土方开挖、河道清淤、有纺土工布铺设、塘渣填筑、松木桩插设、干砌护脚平台、C20砼抹面与基础、砼供应与拌制、灌砌石砌筑等，要注意在各施工节点灵活运用各项技术。安保方面要严格遵守国家相关标准文件安全要求，针对本工程特点制定有效的安全措施；还要有定期的安全会议检查安全措施落实情况并倡导安全施工。
生态修复水工程的具体施工过程，涉及到河道内曝气技术、土地处理技术、稳定塘技术、微生物修复技术、植物修复技术及其组合工艺技术的应用，主要有以下几步：
第一步是水污染控制。所谓开源节流，对于城市河道这样一个开放的系统，污染源多种多样，多源于内部污染源，通过截污清淤措施可基本解决，而其他污染如有机污染则需要生物修复技术（如曝气增氧、生物滤床、微生物投放等）处理。第二步是水量和流态调节，主要是通过全面开源补流、稀释净化保证生活娱乐的需水量，综介调水使水体有序流动和适当置换，机械推流促进水体流动，调节水动力以提高河道纳污能力和自净能力，促进水质的活性发展。第三步是加强绿化，构建生态缓冲带；重塑绿色生物长廊不仅可以调节气候、涵养水源，还可以降解环境污染、防止土壤侵蚀，促进生态平衡。第四步是建造河道护岸，进行拆旧补新，改用具有耐久性、渗透性、亲水性、抗侵蚀性、抗冲性材料加固河岸，营造水陆交错的柔美生态岸线。第五步是改造河道形态结构，拓宽河道，修建多孔质岸坡，制造岸线，营造脉冲以保持连通性。第六步是控制水生物群的更替，在本土化原则下适当引进，促进生态系统健康运转。第七步是生态修复与景观、文化建设；一方面要通过恢复河道纵横断面、河床和边坡结构形式、水动力条件以改善水质；另一方面借助于生态恢复技术并加强河道绿化，提高水生态系统恢复与净化的能力。在此基础上整理河岸自然景观、人工景观及历史文化构建美好的护岸景观、生态长廊、开放空间、慢行系统，营造通过水系旅游景观和人文景观。
水质提升对河道整治的重要性
所谓道法自然，人、水与自然应是一个和谐的整体，这也是人类宜居山水之缘，人本身具有水性。尤其在城市河道整体整治过程中，科学合理的水面率为城市河流内水生物的生息、水生态的恢复创造条件；良好的水质即是优秀水文化的一种具体体现，不仅折射出人类生活方式的文明，还可以促进人水关系的协调。
目前我国有近七成的城市面临缺水，而且河道也受到不同程度的污染。由于城市地域较小，却多排污、自产水少，水质影响严重。在城市河道整治中，须采用多种形式通联水系，调活水体。部分城市按照“以动制静、以清释污”的要求建设了引入优质水的工程以改善城市水生态环境。还有一些城市因历史或工程建设原因，在河道整治过程中采用建设泵站和排设管道的办法解决断头浜问题，不仅充分发挥水泵的引清调水作用，还减少了动拆迁过程。当然还有部分城市河道整治中，极其注重生态学的意识与原理的运用，主要采用规划疏拓、调解水质、理顺水系、开挖人工湖泊来满足引清、调蓄、生态、景观的要求；既增加了蓄水量，又营造了一个良好的湿地生态系统。
水是一个城市的灵魂，以上实例说明水质提升在河道整治过程中起到了不可替代的作用。
结语：城市河道整治是一项系统科学化工程，其关键是水质治理，通过绿化建设，可促进河道生物的恢复，实现岸绿水秀以及河道水系生态化和生物多样性。
参考文献：
[1] 张雅卓.城市河道综合整治研究及思考[J]．水利发展研究，2009•6.
关键词：生态 水利工程 设计原则
1水利工程对河流生态系统的影响
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
2生态水利工程
从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。
3生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（gis）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应
用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。
3.4景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相
互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。
3.5反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。
参考文献：
［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［j］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.
>［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［j］.水利学报，2003，（1）：1~6.
［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［j］.水利学报，2003，（11）：1~7.
［4］mitsch w.j.，jorgensen s e..ecological engineering and ecosystemrestoration［m］.published by john wiley&sons，inc.，hoboken，newjersey，2004：134~137.
［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［j］.中国水利，2003，（11a）：45~47.
［6］o’neill r.v.，d.l.deangelis，j.b.waide，et al.a hierarchical con－cept of ecosystems［m］.princeton university press，princeton，nj.1986：153.
［7］gosselink j.g.landscape conservation in a forested wetland water－shed［j］.bioscience，1990，40：588~600.
［8］董哲仁.河流生态恢复的目标［j］.中国水利，2004，（10）：1~5.
论文摘要：阐述水利工程与水域生态的关系，介绍了生态水利规划的基本原则：工程安全性与经济性原则；提高河流形态的空间异质性原则；生态系统自设计与自我恢复原则；景观尺度与整体修复原则；反馈和调整设计原则。
1水利工程对河流生态系统的影响
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
2生态水利工程
从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。
3生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。
3.4景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。
3.5反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。
参考文献
［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.
［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［J］.水利学报，2003，（1）：1~6.
［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.
［4］Mitsch W.J.，Jorgensen S E..Ecological Engineering and EcosystemRestoration［M］.Published by John Wiley&Sons，Inc.，Hoboken，NewJersey，2004：134~137.
［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［J］.中国水利，2003，（11A）：45~47.
［6］O’Neill R.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，et al.A Hierarchical Con－cept of Ecosystems［M］.Princeton University Press，Princeton，NJ.1986：153.
［7］Gosselink J.G.Landscape Conservation in a forested Wetland Water－shed［J］.Bioscience，1990，40：588~600.
