水生态保护与修复关键技术及应用

在中央分成水资源费项目“水生态评价业务专项”和国家自然科学基金“寒区沼泽湿地演变驱动机制及生态需水调控研究”（编号：51379079）的共同资助下，水利部水资源管理中心积极开展了水生态保护与修复关键技术与应用研究工作，在项目研究过程中与国内外专家进行了广泛的交流，并深入14个水生态保护与修复国家级试点城市进行调研，经过5年多的努力，初步形成了本书的研究成果。

本书从水量、水质、水生态（生境+水生生物）、水景观与水文化四个方面，总结了当前一些有成功实践经验、经济可行的水生态保护与修复技术共计50项，其中水环境污染治理技术包括强化渗透、曝气增氧、微生物净化、自然生物处理、生态拦截等技术共计16项；生境修复与生物多样性保护技术包括生境保护与修复、生物多样性保护等技术共计13项；环境流调控技术包括生态需水确定、生态调度等技术共计10项；水景观与水文化营建技术包括仿自然水景营建、植被景观营建、文化与游憩设施营建等技术共计11项。对各项技术分别从概述、技术与方法、典型案例等方面做出了较为全面和系统的介绍。

本书在编写过程中得到了中国水利水电科学研究院、北京市水利规划设计研究院、水资源高效利用与保障工程河南省协同创新中心、北京师范大学、华北水利水电大学、北京景明万德科技有限公司等单位技术人员的帮助。

本书由水利部水资源管理中心组织编写，全书由刘心爱、张鸿星、袁建平统稿编校。本书的编写和出版，还得到了董哲仁、高而坤、石秋池、陈明、邓卓智、彭文启、朱晨东、沈承秀、唐克旺、陈敏建、丁爱中等领导和专家的大力支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。

由于编者水平有限，书中的疏漏和缺陷在所难免，恳请广大读者批评指正。

编 者

2015年11月

第1章 概论 1
1.1 水生态系统概述 1
1.1.1 淡水生态系统及构成 1
1.1.2 水生态系统的四个过程 2
1.1.3 水生态系统的服务功能 3
1.2 水生态保护与修复 6
1.2.1 水生态保护与修复概述 6
1.2.2 水生态保护与修复的原则 7
1.2.3 水生态保护与修复的必要性及意义 8
1.3 水生态保护与修复技术 9
1.3.1 水环境污染治理技术 9
1.3.2 生境修复与生物多样性保护技术 14
1.3.3 环境流调控技术 18
1.3.4 水景观与水文化营建技术 19
第2章 水环境污染治理技术 22
2.1 强化渗透技术 22
2.1.1 下凹式绿地技术 23
2.1.2 透水铺装技术 25
2.1.3 砂滤技术 27
2.1.4 土壤渗滤技术 28
2.2 曝气增氧技术 29
2.2.1 人工曝气增氧技术 30
2.2.2 跌水曝气技术 31
2.3 微生物净化技术 31
2.3.1 生物强化技术 32
2.3.2 生物膜技术 32
2.4 自然生物处理技术 33
2.4.1 稳定塘技术 34
2.4.2 雨水利用塘技术 35
2.4.3 生物景观塘技术 36
2.4.4 人工湿地技术 38
2.4.5 前置库技术 41
2.4.6 生物浮床技术 43
2.5 生态拦截技术 44
2.5.1 缓冲带技术 44
2.5.2 生态沟渠技术 50
第3章 生境修复与生物多样性保护技术 52
3.1 生境保护与修复技术 52
3.1.1 河流蜿蜒度构建技术 52
3.1.2 河流横断面多样性修复技术 54
3.1.3 河道内栖息地加强技术 54
3.1.4 生态型边坡防护技术 68
3.1.5 生态清淤技术 96
3.1.6 水系连通技术 97
3.1.7 河湖岸线控制技术 98
3.2 生物多样性保护技术 99
3.2.1 过鱼设施 99
3.2.2 增殖放流 104
3.2.3 迁地保护 107
3.2.4 “三场”维护技术 108
3.2.5 分层取水技术 108
3.2.6 过饱和气体控制技术 112
第4章 环境流调控技术 114
4.1 生态需水确定技术与方法 115
4.1.1 河流生态需水确定技术 115
4.1.2 湖泊生态需水确定技术 124
4.1.3 河口生态需水确定技术 128
4.1.4 植被生态需水确定技术 131
4.1.5 湿地生态需水确定技术 135
4.1.6 城市生态需水量 138
4.2 生态调度技术 143
4.2.1 河流生态需水调度 144
4.2.2 水库生态调度技术 148
4.2.3 防治水污染调度技术 153
4.2.4 控制泥沙调度技术 155
4.2.5 其他生态调度技术 158
第5章 水景观与水文化营建技术 161
5.1 仿自然水景营建技术 162
5.1.1 水景营建技术 162
5.1.2 浅水湾营建技术 164
5.1.3 景观跌水营建技术 167
5.1.4 景观喷泉营建技术 169
5.2 植被景观营建技术 170
5.2.1 原生植被保育技术 171
5.2.2 植被筛选技术 173
5.2.3 群落配置技术 175
5.3 文化与游憩设施营建技术 177
5.3.1 线性游步道系统 177
5.3.2 游憩场地 181
5.3.3 景观设施 182
5.3.4 水文化景观 186
第6章 水生态系统监测与评估 187
6.1 水生态系统监测 188
6.1.1 监测的方法及范围 188
6.1.2 监测的内容 188
6.2 水生态系统评估 190
6.2.1 评估的总体目标 190
6.2.2 河湖健康定义与内涵 191
6.2.3 评估的技术要求 191
6.2.4 评估的指标选择原则 191
6.2.5 评估的指标体系 192
6.2.6 评估基准 193
6.2.7 评估方法 194
第7章 河流生态修复工程案例 195
7.1 美国密苏里河的自然化工程 195
7.2 美国基西米河的生态修复 197
7.3 英国和丹麦河流恢复工程 203
7.4 巴西伊泰普水电站鱼道 204
7.5 武汉大东湖生态水网建设 207
7.6 浙江海宁市河流生态修复示范工程 208
7.7 重庆市苦溪河生态治理 210
7.8 北京市转河恢复工程 215
7.9 永定河北京城市段生态修复工程 215
7.10 西安浐河城市段生态整治 218
结语 221
参考文献 222
可参考的技术规范 227
可参考的有关水生态保护与修复的网站 229

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