CN102296567B - 一种针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法。本发明所述方法是在河岸设置软隔离带，所述软隔离带主要包括隔离槽和软骨料生态坡面。隔离槽的作用是污染物滞纳、隔离，生态坡面的作用为水土保持、污染物过滤和吸收。本发明上述方法主要适用于土壤含水量较低的河道岸坡，可以克服干燥和寒冷的气候条件，促进草籽萌发和生长，能在较短的时间内绿化护坡，兼具有显著的景观美化和生态系统恢复功能。

Description

一种针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法

技术领域

本发明涉及水利。市政绿化和环保技术领域，具体涉及一种针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法。

背景技术

河岸带是介于河流与陆地的生态交错带，承担着泄洪、防冲刷功能，并制约着河流与两岸地区的物质和能量交换，对河流水质和水生态系统演化具有显著的制约或调节作用。河道护坡工程是城市水利工程的重要部分，传统的做法一般采用单纯的工程措施护坡，主要有浆砌或干砌石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等，这些结构形式的护坡在保持岸坡的结构稳定性，防止水土流失和防洪排涝等方面起到一定的作用。但是它们在不同程度上，对景观、环境和生态均产生了不良的影响，造成水体和陆地环境的恶化。

为此，人们提出了生态型护坡的概念，生态型护坡的一个显著特点就是护坡适合植被生长，并且生态护坡是个开放的系统，与周围环境是密切相关，不断地与周围生态系统进行着物质交换。生态护坡由于有一定的坡度，坡面至上而下土壤的地下水位不同，造成坡面土壤的含水率不同，在坡脚处护坡土壤含水率较高，适合植物生长，而处于坡顶位置土壤含水率较低，不利于植物生长。因此，很多生态护坡的植物在垂直分布上呈现出从下而上覆盖度越来越低的现象，更有的出现“斑块化”现象，不利于护坡景观的美观，更不利于护坡水土保持。

目前生态护坡的主要形式有植物型护坡、土工材料复合种植基护坡和生态混凝土护坡等，从其中衍生的护坡形式多种多样，如土壤生物工程、石笼复合种植、植生袋护坡、三维植被网护坡等。

生态护坡上植物的种植方式有人工种草、铺设草皮、液压喷薄植草、三维植草等等。人工种草即通过人工在边坡坡面简单撒播草籽的方式，种植草籽掺沙拌和，使之播撒均匀，播种时间以气候温暖、湿度较大的季节为宜。这种方法多用在边坡不高、坡度较缓的土质边坡上，具有施工简易、价格低廉等特点，但是草籽无保护措施，易被雨水冲走，种草成活率低，雨后易造成坡面沟蚀，表土流失等边坡问题，往往达不到满意的护坡效果。铺设草皮具有施工简单，前期景观效果好的优点，但是由于施工后期养护管理困难，平铺草皮易被冲走，且成活率低，工程质量往往难以保证，达不到满意的边坡防护效果。液压喷播是近几年新发明的一项植草措施，是将草籽、肥料、粘合剂、纸浆、保水剂等按照一定比例在混合箱内配水搅匀，通过机械加压喷射到边坡坡面的植草方式，其特点是施工比较麻烦，后期效果与混合剂的性能关系密切，往往会由于混合剂性能降低导致植物大批死亡。

以上种植方式后期会采用覆盖农用薄膜或者无纺布来减少土壤水分的蒸发，同时维持一个稳定的内部温度，但是农用薄膜长期放于野外，风水日晒，容易穿孔破坏，从而丧失其本身的防蒸发功能，而且废弃的农用薄膜在自然界中不易分解，易对环境造成负面影响。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术中存在的上述不足，提供一种针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法。该方法是利用软性骨料和植物根系固土护坡，自然材料和碎石层覆盖技术，解决土壤水分蒸发散失的问题，提高植生性能。低投入，综合效益高。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

本发明是在河岸设置软隔离带，所述软隔离带主要包括隔离槽和生态坡面，从而达到控制河岸带护坡和面源污染控制的目的。

本发明上述方法中，所述隔离槽的制作方法是：河岸坡顶造型、建槽、添加填料；作为一种优选方案，上述方法中，所述填料的配置是以大比表面积、低成本或微成本物质（如碎石和/或煤渣），按照大小粒径填料分区构成倾斜锋面，外侧粗粒内侧细粒。这样可以加强填料与雨水径流的接触效率，并降低沉积物堵塞风险。隔离槽构建是根据堤岸宽度、当地降雨条件和集水区形态，设计沟槽的形状、尺寸和布局。

本发明上述方法中，所述生态坡面的制作方法包括如下步骤：

（1）岸坡造型：改造坡面形态，塑造波浪形坡面，保持构筑层与底土层的一体化结构，还可防止管涌现象的发生；

（2）基质配制：就地取材，将河岸原土添加生物性肥料、保水成分和土质调节材料；

（3）骨料及构建：采用高强度纤维为骨料，用植物枝干插钎固定多层骨料成三维网络；

（4）植被配置和景观建造：筛选配置草坪植物、灌丛植物、花卉植物、水生植物和木篱，组成整体景观，形成软隔离带主体；

（5）覆料设置：在软隔离带表面铺撒小粒径覆料，覆盖度1/3~1/2。

上述步骤中，作为一种优选方案，步骤（2）中所述基质配制是以80质量份的坡面土壤作为主体，添加10质量份的泥炭土，4质量份的植物秸秆和6质量份的疏松材料，选取上述材料具有低成本，高性能，水土保持、透水通气性能和基质肥力提升等优点。

步骤（3）中不用硬质骨料，采用高强度纤维为骨料的原因是与金属骨料或化石骨料相比，高强度纤维为骨料更适合固结土壤层，且生物无害，成本低。

步骤（4）中，根据坡面与河道的组合特征和水力联系，分别筛选配置草坪植物、灌丛植物、花卉植物、水生植物、木篱，组合成整体景观。植物珠体可拦截、吸附、蓄纳悬浮物和飞尘，植物根系可固结土壤，吸收降解有机物和N、P营养，固定重金属等，消减河道面源负荷。木篱可固堤，防滑坡，净化河水，并与植被组合成古朴格调景观。

步骤（5）中，通过设置辅料，有利于植物防冻、调节湿度、提高挂膜效率、强化对面源有机污染物的降解等优点，小粒径覆料优选碎石和/或煤渣。

更进一步地，本发明所述方法还包括设置生态氧化床和木桩围栏。所述生态氧化床的制作方法包括如下步骤：

（1）制作片石床：于岸坡坡脚与木桩围栏之间设置片石床；片石床承担两个功能，一是加固岸坡；二是为生物膜提供基质。

（2）将挺水植物种植于片石床；挺水植物用于维持氧化床生态系统稳定，为微生物的降解作用提供条件；吸收水体中的营养盐，净化水质；都是景观植物。

所述木桩围栏是用松木桩固定于河床，间隔0.3m。

作为一种最优选方案，上述步骤（1）中所述片石的粒径为10~30cm，高度为30~50cm；步骤（2）中所述植物为再力花、菖蒲、风车草、海芋中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

目前，现有与本发明相类似的技术方案主要有：土壤生物工程护岸技术、植物固土护坡技术、石笼复合种植基护坡、土工网垫固土种植基护坡和多孔生态混凝土护坡技术，综合起来可以归纳为两类：一类是单纯利用植物护坡，该类技术不在基质中设置骨料，防冲刷和滑、塌能力收到局限；另一类是植物-工程措施复合护坡技术，该类技术的工程措施通常以混凝土类工程为基质，坡体的渗透性、保持水肥能力和植生性受到制约。此外，目前的类似技术在工艺结构上缺少隔离槽的设置，对雨水型面源污染的截污效果受到制约。与同类技术相比，本技术不仅在结构上更为完善、基质中配置了软性骨料，提高了土壤的质地和肥力，因而既增强岸坡的稳定性、防止水土流失、抑制面源污染、满足城市河流防洪排涝等功能，又提高河岸区植生性能，对于营造城镇生态景观、改善人居环境起到了积极的作用。

附图说明

图1为本发明设置河岸软隔离带的结构示意图，其中，1为河堤面，2为雨水径流，3为面源污染隔离槽，4为岸坡生态坡面植被，5为岸坡生态坡面基质，6为生态氧化床，7为木桩围栏。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例

目前，该技术在惠州市水口干渠建立了技术示范工程，通过跟踪观测，效果良好。

1）植生性效果：狗牙根草籽于上年11月份播种，历经冬季寒冷气候条件，在播种完成3个月后，长势非常好，目测其覆盖度达到80%以上，植物地上部分高度在10cm左右，地下部分长度平均为7.5cm。而在对照小区中仅发现有2种植物，其中铺地黍（Panicum repens）为工程完成后侵入，对照组的狗牙根覆盖率为40%左右，地上部分高度在6cm左右，而且根系大多为横向生长，根长平均仅为3cm。建成4个多月后，植物覆盖度已达到80%以上，而对照组上面的植物经过自然恢复达到40%左右，大部分仍然为裸坡。

2）水质净化效果：工程区坡面径流实验显示（建成4个月后），进水总悬浮固体浓度平均值为144mg/L、T-N和T-P含量（mg·L-1）分别为11.23、1.26时，出水浓度平均值为57 mg/L，平均去除率已经达到60.4%，对照区总悬浮固体反而增加了96.6%；对T-N和T-P的平均去除率分别为9.0%和28.4%，而对照试验小区后，出水的T-N和T-P浓度平均值较进水分别增加了23.7%和39.5%。

Claims (8)

1.一种针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法，其特征在于所述方法是在河岸设置软隔离带，所述软隔离带主要包括隔离槽和生态坡面；所述生态坡面的制作方法包括如下步骤：

（1）岸坡造型：改造坡面形态，塑造波浪形坡面，保持构筑层与底土层的一体化结构；

（2）基质配制：将河岸原土添加生物性肥料、保水成分和土质调节材料；

（3）骨料及构建：采用高强度纤维为骨料，用植物枝干插钎固定多层骨料成三维网络；

（4）植被配置和景观建造：筛选配置草坪植物、灌丛植物、花卉植物、水生植物和木篱，组成整体景观，形成软隔离带主体；

（5）覆料设置：在软隔离带表面铺撒小粒径覆料，覆盖度1/3~1/2；

其中，步骤（2）中所述基质配制是以80质量份的坡面土壤作为主体，添加10质量份的泥炭土，4质量份的植物秸秆和6质量份的发酵锯末。

2.根据权利要求1所述的针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法，其特征在于所述隔离槽的制作方法是：河岸坡顶造型、建槽、添加填料。

3.根据权利要求2所述的针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法，其特征在于所述填料的配置是以大比表面积、低成本或微成本物质，按照大小粒径填料分区构成倾斜锋面，外侧粗粒内侧细粒。

4.根据权利要求3所述的针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法，其特征在于所述大比表面积、低成本或微成本物质为碎石和/或煤渣。

5.根据权利要求1所述的针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法，其特征在于步骤（5）中所述小粒径覆料为碎石和/或煤渣。

6.根据权利要求1~5中任意一条权利要求所述针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法，其特征在于所述方法还包括设置生态氧化床和木桩围栏。

7.根据权利要求6所述针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法，其特征在于所述生态氧化床的制作方法包括如下步骤：

（1）制作片石床：于岸坡坡脚与木桩围栏之间设置片石床；

（2）将挺水植物种植于片石床；

所述木桩围栏是用松木桩固定于河床，间隔0.3m。

8.根据权利要求7所述针对河岸带护坡和面源污染控制的软隔离带方法，其特征在于步骤（1）中所述片石的粒径为10~30cm，高度为30~50cm；步骤（2）中所述植物为再力花、菖蒲、风车草、海芋中的一种或多种。

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