黑臭是有机污染的一种极端现象，是由于水体缺氧，有机物腐败而造成的。黑臭状态是水体的一个极端状态，其本身的特点也与其他状态有很大不同。其理化环境表现为强还原性质，有机无机污染极其严重，水体有异味，已经不适合水生生物生存，水生植被退化甚至灭绝，浮游植物、浮游动物、底栖动物只有少量耐污种存在。食物链断裂，食物网支离破碎，生态系统结构严重失衡，功能严重退化甚至丧失。
河流生态修复是指利用生态系统原理，采取各种方法修复受损伤的水体生态系统的生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，并能使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。
河流水系生态恢复的任务有4大项：
一是水质改善；
二是水文情势改善；
三是河流地貌景观修复；
四是生物群落多样性的维持与恢复。
总的目的是改善河流生态系统的结构、功能和过程，使之趋于自然化。
(一) 水质改善
水质条件改善是河流生态修复的前提。通过达标排放和总量控制，提倡清洁生产、发展循环经济以改善河流的水质。目的是提高规划区水功能区水质达标率，控制入河污染物总量，核准纳污能力，控制湖库富营养化。控制有毒有机化学品(TOC)和重金属污染问题。
(二)水文情势改善
改善水文情势不仅要保证生态基流，还要考虑自然水流的流量过程恢复，以满足生物目标生活史的需求。如上述，水文情势可以用5种要素描述，即流量、频率、持续时间、出现时机和变化率。
需要消除和缓解的胁迫因子包括：超量取水引起下游河段径流大幅度下降甚至干涸、断流；水库径流调节造成径流过程均一化；洪水脉冲效应被削弱；洪水发生时机的改变；洪水持续时间的重大变化等。消除或减缓这些胁迫因子，改善河流水文情势。修复措施包括：通过水资源合理配置保障生态用水；改善闸坝调度方案；兼顾生态保护的水库调度等措施。
(三) 河流地貌修复
需要消除和缓解的胁迫因子包括：水坝导致的生态阻隔作用；河流渠道化、直线化；侵占河漫滩；堤防的生态阻隔作用；不透水硬质护坡护岸工程；围湖造田；无序采砂等。
河流地貌修复包括：河流纵向连续性修复；河流侧向连通性和河湖、水网的连通性修复；河流形态修复包括平面形态的蜿蜒性、断面几何形态的多样性和护坡材料的透水和多孔性能的修复。
(四) 生物群落多样性恢复
恢复生物群落多样性和物种多样性，其对象包括水生生物和陆生生物的恢复。按照河流生态系统整体恢复的理念确定生物群落恢复任务，难点在于如何选择指示物种。具有操作性的方法是把重点恢复濒危、珍稀和特有生物物种以及保护和恢复重要生物资源。此外，还应加强土著物种的保护，防止生物入侵。
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