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修复河湖库原有的、可利用的物理、化学、生物性质而采取的治理行动”。
2.2 河湖库淤积治理分类 “原有的、可利用的性质” 所产生的功能一般分为社会功能和自然功能。
社会功能是通过河湖库能够为社会提供具有价值的 “商品”,或称为 “生态商品”,如水资源调控、水
力发电、农业灌溉、饮水供给、工业用水、渔业捕捞等,能够直接为人类社会提供某种价值。自然功
能可通过自然系统间接地使人类社会获得益处,一般称为 “生态服务”,如生态系统提供的调节气候、
形成独特景观、孕育传统文化、维持生物多样性等功能 [41 - 43] 。无论是对 “生态商品” 还是 “生态服
务” 的影响都可以从泥沙沉积、底泥淤积所发生的物理性、化学性、生物性变化来进行区分。
物理性淤积:底泥淤积减少了河道的泄洪断面,导致洪水水位上升,影响防洪及调蓄 [44] ;泥沙的
积累可能导致水库的库容减小和水位抬升,影响水力发电的效率 [45] ;泥沙淤积造成河流水深减少从而
影响船只的通行 [46] ;淤积导致河床抬高、堵塞渠道,影响灌溉用水的供应等等 [47] 。
化学性污染:底泥中积累的各种污染物,如重金属、持久性有机物污染物等可能释放到水中影响
供水水质与灌溉安全 [48] ;底泥释放氮磷营养盐造成湖泊水库出现水华影响供水及生态安全 [49 - 50] ;底
泥中大量有机污染物的累积而出现河道黑臭影响城市景观 [51] 。
生物性损坏:底泥淤积会改变底质的性质,直接影响底栖生物的栖息地,有时会改变底栖生物的
种类,从而直接影响水生生态系统的健康 [52 - 53] 。这些变化一般会直接影响到 “生态服务功能”,一定
程度上能够间接地对水质等功能产生影响。
3 河湖库底泥清淤的问题与关键
3.1 河湖库的淤积问题
3.1.1 物理性的 “淤积” ———水体中的泥沙淤积 水流在水平运动过程中,由于水体输沙不平衡,当
输运的泥沙量大于挟沙能力,泥沙会在河床、三角洲以及平原地区堆积,从而造成河床变形、航道淤
塞等冲淤问题 [54] ,这个概念更多地表达了自然河流中泥沙运动及沉积方面的概念,水的动力具有较强
的 “悬移” 和 “输沙” 能力,能够携带较多的泥沙和碎石。湖泊之中由于水的流动较弱, “沉积” 的
概念应用更加普遍,其通常指细颗粒物、悬浮颗粒物或有机颗粒等物质由于物理、化学和生物作用在
水体中垂向下沉并在底部堆积的现象 [55] 。与河流相比湖 泊的 水流 速度 很低,颗粒 物 主 要发 生 “沉
降”,颗粒物也相对更细小。大型水库的淤积具有与河流及湖泊两方面相似的性质。在库尾段由于水
平运动的减缓出现泥沙堆积,接近于自然河道的 “淤积” 现象 [56 - 58] ,而坝前则更多是微细颗粒出现
的垂向沉降 [59 - 60] ,与湖泊的 “沉积” 现象更为相似。“河湖库淤积” 实际上包含了河流的淤积、湖泊
的沉积、水库库尾的 “淤积”、水库坝前的 “沉积” 这些复合的概念。
3.2.1 底泥清淤的目的——— “为什么治理” 根据河湖库受损功能与淤积分类可以把底泥清淤分成 4
种目的。①解决物理性的 “淤积”;②清除化学性的 “污染”;③修复生物性的 “损坏”;④复合型目
的,即同时存在前三种类型中两种以上的问题。解决物理性的 “淤积” 基本上可遵循工程清淤 (或称
工程疏浚)、疏沙、排沙的方法;而清除化学性的 “污染” 属于 “环保清淤” 工程;清除对生物栖息
地 “损坏” 的淤积物,国际上称之为 “生态清淤”;如果是复合型,就要兼顾多种目的,以求同时达
成。目的不同,关注点差异很大,包括前期调查、评价方法、工程工艺、装备、验收、效果评价等都
会大相径庭。因此,在底泥清淤工程的规划或立项阶段必须首先明确 “为什么治理”,也就是底泥清
淤的目的,以便确定底泥清淤的确切方向。
3.1.3 生物性的 “损坏” ———栖息地的损坏 底泥污染会对底栖生物的生存和繁殖产生影响 [72] 。底
泥有机物过多造成厌氧环境会影响底栖昆虫、蟹类的生长;污染物会对底栖生物产生毒性影响造成呼
吸或饮食障碍,引起生物变异。过度的淤积会使底栖生物栖息地丧失、淤积太厚也会影响底栖生物构
筑巢穴和捕食。美国的伊利诺伊河底泥遭受了汞的污染,从而对螯虫、贻贝和一些底栖无脊椎动物产
生了影响 [73] 。日本琵琶湖由于入湖河道上建坝使输入粗沙减少,而特有物种琵琶湖蚬(Corbiculaja
ponica ),需要在沙床上产卵繁殖,底床泥质化影响了琵琶湖蚬的繁殖环境。美国的密西西比河,许多
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