1.3 河流水生态治理技术进展
欧美等在河流整治方面经历了从工程治河到生态治理的转变,充分注重河流生态完整性、运用新的监测技术以及深化公众参与是国际河流整治的主要发展方向。发达国家从20世纪50年代开始以水质恢复为第一阶段,到80年代初期水污染问题得到初步控制后以河流生态恢复为第二阶段。目前,美国及欧盟等均提出了水生态良好的目标,1972年,美国联邦水污染控制法明确要求“恢复和维持美国水体的化学、物理和生物完整性”;1987年,美国水质法提出新战略,要求各州为其辖区内所有的水体制定水质标准,这些标准要包括:①恢复和维持水体的化学、物理和生物完整性的条款;②只要有可能,就要达到“可垂钓”和“可游泳”的水质标准的条款;③要考虑具体水体在公共用水、水生生物和野生生物的繁殖、休闲、农业和工业使用,以及航运的使用和价值。其水环境管理的核心目标就是,水体要达到免于人类活动干扰的良好状态,即人类社会经济活动不应影响自然水体的完整性。欧盟水环境治理及管理工作经过30多年的发展,于2000年颁布实施了《水框架指令》,明确了水环境保护工作的总体目标,即要求各成员国于2015年实现水体生态良好的目标。地表水体生态良好是指其水生态指标(包括水量、生物种类分布及数量,水生态系统结构和功能等)及化学指标达到良好状况。《水框架指令》所讲的良好状况,是指受人类活动影响程度低,接近水体自然状态的状况。日本河流整治已有较长的历史,然而直至20世纪70年代后日本河流管理政策才发生巨变,河流提供的环境完整性及舒适性才逐渐成为日本河流管理政策的中心目标。
围绕水生态良好的目标,发达国家的河流水环境均经历了先污染后治理的过程。如泰晤士河、多瑙河、莱茵河等的生态污染恢复,经过20多年的发展,发达国家在河流管理、生态建设、流域发展规划制定等方面均积累了丰富的经验和技术手段。目前国外大多数河流生态恢复均是按照生态系统整体恢复理念开展工程设计的,且以改善水文条件和河流地貌学特征、河流的生态系统结构和功能为目标,以提高生物群落多样性为主要特征。目前,河流生态修复已发展成为一个世界性的新兴产业。欧盟的欧洲生命计划中,重要内容之一是国际河流生态修复,这些国家一般是与河流整治工程,即与防洪、排水、疏浚、供水、城市景观等工程相结合,这些工程的效益是显而易见的。我国的河流生态修复刚刚起步,这方面已远远落后于工业发达国家,所以国际大环境要求我国加快启动河流的水质保护与生态修复。
河流水质保障,其实质在于对被破坏或被污染的水体进行污染削减和生态修复。所谓修复就是重建受损生态系统功能以及有关物理、化学和生物特征,即恢复生态系统的结构与功能,再现一个自然的、能自我调节的生态系统,使它与其所在的生态景观和城镇等建设形成一个完整的统一体。因此,河流的保护及综合整治涉及水质、水生态系统的恢复与保护,流域沿岸的生产、生活以及美学、娱乐等功能的完善与提高等,单一的恢复目标并不能满足河流生态系统良性发育的要求。发达国家在河流利用与管理的历史进程中,对“河流”的认识在不断地深化,积累了许多成功的宝贵经验,也吸取了不少失败的教训,但多在城市河流方面,对中小城镇支流尤其是中小城镇支流水质保障的研究相对较少。
国外对河流的开发利用先后经历了三个不同的发展阶段,即开发利用初期及工业化时期、污染控制与水质恢复时期、综合管理与可持续利用时期。每个时期河流概念的内涵、外延,河流的侧重功能,河流整治观念以及治河技术体系均有所不同,人类对河流的认识也在不断进步。总结不同阶段所采取的治河经验教训,发达国家转变了单纯以工程措施治理流域水污染的观念,确立了以环境治理,生态修复,河流自然化、人文化、功能多样化的治河策略,即以生态学观点为指导,采取多学科综合整治的策略。
在河流水质保障方面,一般采取工程措施、生态措施与管理措施相结合的综合治理方案。