CN101027955B - 湖泊强风浪直立堤岸带生境改善方法 - Google Patents

Abstract

本发明属湖泊污染控制与生态重建技术领域。发明了一种湖泊强风浪直立堤岸带水生植物恢复所需生境条件改善的技术。通过在直立堤岸前设立竹排消浪带消浪，在直立堤岸与消浪带间设立挡泥围埝阻挡泥浆流失，利用绞吸式挖泥船疏挖邻近区域含种子源的清洁底泥并吹填至直立堤岸区，吹填泥浆在直立堤岸区内沉降，基底抬高，同时直立堤岸带底质条件改善，形成一定坡度的缓坡，从而改变原有的浪蚀强、底质污染或硬底质、植物无法立地的状况，使其能满足多种生活型水生植物立地与生长的生境条件。

Description

湖泊强风浪直立堤岸带生境改善方法

技术领域

本发明涉及一种在风浪淘蚀大，水深2-3m、水体透明度低于50cm的湖泊直立堤岸带改善水生植物恢复生境的方法，包括竹排消浪、挡泥围埝、清洁底泥疏挖与吹填、直立堤岸基底性状改善、高程抬高与缓坡形成，通过实施该方法克服由于直立堤沿岸浪蚀大、底质污染或硬底质、水体透明度低下等原因导致的水生植物难以恢复的问题。本方法属湖泊污染控制与生态重建技术领域。

背景技术

历史上我国许多湖泊水质清澈、水生生物生长丰茂。近三十年来随着人为经济活动的增强，外源污染的大量输入，湖泊水质迅速恶化，入湖的污染物大量沉积于底泥中造成底泥的严重污染，水质和底质的污染造成水生植物大量消亡甚至难以生长，水生生态系统严重破坏，自净功能丧失。近二十多年来，我国开始了湖泊污染控制、水生植物恢复与生态系统重建的实践。沿岸带是条件相对较好，较易恢复的区域，湖湾的生态重建往往从沿岸带开始。

由于历史上的围湖造田、防浪防洪等原因，我国许多湖泊原有的自然堤岸被破坏，改建成人工直立堤岸。人工直立堤岸对风浪有强烈的反射作用，使风浪在堤岸前形成强烈的浪蚀，浪蚀作用的结果使沿岸带底质多为砂或粉砂硬底质。人工堤岸的这种特性使水生植物难以立地，也很难直接在直立堤岸带恢复水生植物。

陈静等于2006年2月8日公开了“湖泊陡坎沿岸水域基底修复技术”(公开号CN1730832A)，公开了一种在湖泊陡坎沿岸带设立桩篱围埝与进行淤泥吹填的技术。但在风浪淘蚀大、水深较深、水体透明底低下、底质为硬底的直立堤岸区，进行生境改善以满足水生植物恢复所需的条件，在我国尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善湖泊直立堤岸带生境使其满足水生植物恢复条件的方法。本发明通过在直立堤岸前设立竹排消浪带、在直立堤岸与消浪带间设立挡泥围埝，利用绞吸式挖泥船疏挖含种子源的清洁底泥并吹填至挡泥围埝与直立堤间的空间沉降、吹填泥浆沉降后基底抬高，底质条件改善，并形成一定坡度的缓坡，从而改变原有的浪蚀强、底质污染或硬底质，植物无法立地的状况，满足多种生活型水生植物立地与生长的生境条件。

本发明的上述目的是这样实现的：

(1)直立堤岸前消浪带：在直立堤岸前设立消浪带，其作用是削减湖水表层波浪能量，减少波浪对沿岸带的破坏和冲击。该消浪带由圆木排与圆木排上挂设的竹排组成。

圆木排由尾径为10-15cm、间距0.5-1.0m的圆木桩组成，木桩入土深度为3-5m，每隔5m设一根直径为10cm的钢桩作为加强桩，圆木桩间用长度为4m的木桩横向连接。圆木排顶高程高于水面50-60cm。

竹排由厚竹片编成，为防竹排被浪打散，竹片绑边处用铁丝绑缠。竹排高度为湖湾最大波高，一般为1.5-2m左右，竹排挂于圆木排上部。

为加强消浪带的稳固性，在消浪木排顺风侧设立加固铁锚。

(2)挡泥围埝：在直立堤与消浪带间设立陈静公开号CN1730832A中所述的挡泥围埝，考虑到高风浪区吹填后风浪对泥面的淘蚀与泥浆的流失，挡泥围埝顶高程设为最高水位高程。本发明中的挡泥围埝兼具阻挡泥浆流失与消浪的双重功能。

(3)清洁底泥疏挖与吹填：其作用是将清洁底泥吹填至挡泥围埝空间内沉降，泥浆沉降后抬高基底，使水深变浅。

清洁底泥区选定：在附近2km范围寻找清洁泥源，要求底泥总磷TP＜500mg/kg，以含沙黄色粘土为宜。

绞吸式挖泥船吹填：用绞吸式挖泥船进行清洁底泥的疏挖，并通过泥泵吸排、排泥管线运输送至直立堤岸区。

(4)基底抬高与缓坡形成：

泥浆在挡泥围埝与直立堤岸所形成的空间内沉降，吹填时要求吹填口伸出直立堤岸5-20m，吹填过程中定时移动吹填口，保证泥浆的扩散，使沉降后形成近岸边泥面高，远岸边泥面低的缓坡。

基底抬高：由水体透明度条件计算水生植物生长的水深条件，确定吹填后的泥面高程。在水体透明度低于0.5m，水深为2-3m的水域，需抬高泥面0.5-1.5m才能达到水生植物生长的要求。考虑到吹填泥浆沉降过程中受风浪淘蚀会有损失，考虑30％的泥浆流失率。

本发明的优点及效果：

(1)经济、环保、有效：消浪带所用材料以木桩、竹子为主，都来自本地，经济环保，消浪带能较有效地阻挡波高1m以下的风浪，从而保护直立堤岸带挡泥围埝内吹填的底泥。

(2)无生态破坏：抬高基底所用的底泥来自同一湖泊邻近区域，无外来土入湖，对湖泊生物物种无影响，更不会因为从岸上取土而对岸上的生态造成破坏。

(3)多生境条件，利于水生植物的恢复：通过本技术进行沿岸带生境改善后，泥面得以抬高，水深变浅，使低透明底条件下水生植物存活得以可能；吹填沉降后的底质成为松软的底泥，十分有利于水植物的立地。修复所用的清洁底泥中含有水生植物种子，条件适宜时易萌芽生长，促进水生植物的恢复。由沿岸向深水方向形成渐深的深度，使挺水植物、沉水植物都能生长。

附图说明：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明直立堤岸带生境改善后断面示意图

图2是本发明消浪带示意图

图3是本发明含种子源清洁底泥吹填方式示意图

图中：1是圆木桩，2是消浪竹排，3是钢绳，4是铁锚，5是横向连接杆，6是加强桩，7是吹填泥面，8是直立堤岸区泥面，9是清洁底泥，10是带种子源底泥。

具体实施方式

(1)在直立堤岸前60-100m处，设立附图2所示的消浪带。

选用尾径为12cm的新伐杉木作为圆木桩1，圆木桩用打桩机打入土3-4m，不同的区域根据湖底地质条件的差异入土深度有所调整。圆木桩间距1m，每5m加一根加强桩6，加强桩用直径为10cm的钢桩且入土4-5m。圆木桩上部用4-6m长的木桩5横向连接。

用直径6cm左右的竹子剖成三片，编成竹排2，竹片与竹片间留0.5-1cm缝隙。竹排高1.6m长2m，挂于木桩上部。

消浪带每隔10m设立加固铁锚4，用直径φ10mm的钢绳3拉住200kg的铁锚抛于消浪带外侧，钢绳系于消浪圆木桩上端。

(2)在消浪带堤岸侧8-10m，设立挡泥围埝，其结构同陈静公开号CN1730832A中所述，挡泥围埝顶高程设为最高水位高程。

(3)清洁泥源的寻找与确定

在附近2km范围内寻找清洁泥源。用自制剖开式柱状采样器采取柱状样，观察污染分层变化情况，并分析不同层底泥的总磷TP、粒级。本实施例吹填底泥总磷TP＝388mg/kg，土粒密度2.83g/m³，粒径中值3.16μm。

(3)选用120m³/h的绞吸式挖泥船，将清洁底泥疏挖吹填至直立堤岸区。

(4)泥浆输送至吹填修复区时，吹填口伸出直立堤岸5-10m左右，吹填过程中每2-3天移动吹填口50m，通过不断移动吹填管口使泥浆在近岸侧均匀沉降，最终大部分区域沉降后形成3-10‰的缓坡7。

(5)吹填时将清洁底泥9覆盖于现有污染或硬质底泥8之上，将带种子源的底泥10吹于表层，以促进吹填后植物的恢复与生长。如附图3所示。

实施举例：

在科技部“十五”水专项“滇池入湖河流水环境治理技术与工程示范”课题05子题“受纳湖湾污染负荷有效削减和生态系统重建示范”中，利用该技术实施了湖湾消浪、清洁底泥疏挖与吹填示范工程。示范工程区位于滇池北岸福保湾，该湖湾盛行西南风，多年平均风速2.2-3.0m/s，最大波高1.5m.受西南风的影响，湖湾风浪稍大，浪高可达1m左右，尤其是湖湾东岸为迎风岸，风力侵蚀强烈。工程实施前，该区直立沿岸带水体透明度5-30cm，水深1.5-2.9m，底质多为粉砂硬底，污染底泥层厚10-20cm，恶劣的水质与底质条件使沿岸带水生植物几乎难以生长。2005年5月-12月，在福保湾东、西岸分别实施了图1所示的生境改善技术方案，实施后三个修复区东II区、东I区、西区泥面分别抬高1.6m，1.4m，0.8m，吹填沉降后形成的坡度为3-10‰，生境改善后现已成功种植挺水、沉水植物。

Claims (4)

1.一种在湖泊风浪淘蚀大，水深2-3m、水体透明度低于50cm的人工直立堤岸带改善水生植物恢复生境的方法，在直立堤岸带前60-100m处设立消浪带，在直立堤与消浪带间设立挡泥围埝，挡泥围埝兼具阻挡泥浆流失与消浪作用双重功能，在修复区2km范围内寻找清洁底泥取泥区，通过绞吸挖泥船将取泥区清洁底泥吹填至挡泥围埝空间内，底泥沉降后现有基底抬高，覆盖于原有的污染底泥表面改善沿岸带表层底质，阻隔污染底泥中污染物的释放，同时形成从岸边向深水方向3-10‰的缓坡，满足不同生活型水生植物的立地与生长的多生境条件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是：消浪带由圆木排与圆木排上挂设的竹排组成，圆木排由尾径10-15cm的圆木桩组成，圆木桩间距0.5-1m，入土深度3-5m，每隔5m设一根直径为10cm的钢桩作为加强桩，圆木桩间用长度为4m的木桩横向连接，竹排由厚竹片编成，为防竹排被波浪打散，竹片绑边处用铁丝缠，竹排高度为湖湾最大波高，为1.5-2.0m，再在消浪圆木排顺风侧设立加固铁锚以稳固消浪带。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是取泥区底泥为含沙黄色粘土、总磷＜500mg/kg，底泥为含种子源的清洁底泥，挡泥围埝高程设为最高水位高程。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是：根据直立堤岸区水深与透明度的不同，吹填后抬高基底0.5-1.5m不等。

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