CN104695377B - 一种中小型直线化河道蜿蜒形态的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及中小型直线化河道蜿蜒形态的构建方法,可有效解决直线化河道蜿蜒形态的构建问题,方法是,向主河槽的一侧由底层至上层投放砾石堆,砾石堆近岸点与远岸点间距为主河槽宽度的1/5;在砾石堆迎水面及侧面放置石笼固定砾石堆;砾石堆对岸的河道外扩展为主河槽宽度的1/5;对河道改造一侧的河床向下挖掘,构成深潭,挖掘出的土方堆砌到砾石堆背水面,构成浅滩;两个砾石堆分别位于河道两岸,形成一组砾石堆,砾石堆背水面形成浅滩结构,对岸改造后形成深潭结构,在深潭中种植沉水植物;在直线段河道内设置3~5组砾石堆,形成生态砾石群,增加河道局部蜿蜒度,实现河道蜿蜒形态构建。本发明实现了净污与景观功能的统一,经济和社会效益巨大。
Description
技术领域
本发明涉及水生态修复技术领域,特别是一种中小型直线化河道蜿蜒形态的构建方法。
背景技术
随着人口的增加及经济的快速发展,水资源的用量及废水的产生量快速增加。同时,以水量调控、防洪等为目的的水利设施建设及河道裁弯取直工程,破坏了河流的连续性和蜿蜒性,多样化的河流形态、沿河的洪泛区及湿地消失,河流的水温、流速、水深等水文条件改变,出现了河岸植被带消失,生物多样性锐减,能量流与物质流被破坏,景观异质性降低等问题。
天然河流一般都是蜿蜒曲折的,这是一种最稳定与有效率的状态。因此,对直线化河流进行蜿蜒形态的修复,促进河流自然恢复,是河流生态修复方法之一。目前河流蜿蜒度的修复主要通过人工堆石,设置构造物,在河流横断面上设置丁坝等措施,恢复河道的蜿蜒特性。构造物设置后水深、流速及河床基质均会变化,虽其效果只限于构造物的周围,但因其方法简单易行,因此被广泛的应用。
日本对标津川下游直线型河道的再弯曲化实验表明,弯曲化区间的水深、流速及河床材料等物理环境发生了变化;河道的横、纵断面多样化,具有贮留粒状有机物、提高初级生产力、增加鱼类多样性及栖息地多样性等优点。因此,如何构建直线河道蜿蜒形态是需要认真解决的技术问题。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明之目的就是提供一种中小型直线化河道蜿蜒形态的构建方法,可有效解决直线化河道蜿蜒形态的构建问题。
本发明解决的技术方案是,该构建方法包括以下步骤:
(1)向主河槽的一侧由底层至上层投放砾石堆,底层砾石采用粒径为5~10cm的砾石,上层砾石采用粒径为15~40cm的砾石,砾石堆近岸点与远岸点间距为主河槽宽度的1/5;
(2)在砾石堆迎水面及侧面放置石笼固定砾石堆,防止水力冲击造成砾石堆结构破坏;
(3)对砾石堆对岸的河道改造,使主河槽向外扩展,向外扩展距离为主河槽宽度的1/5;
(4)对河道改造一侧的河床向下挖掘,构成深潭,深潭面积小于砾石堆占主河槽面积,并在深潭中种植沉水植物,挖掘出的土方堆砌到砾石堆背水面,构成浅滩;
(5)在砾石堆下游按上述步骤(1)~(4)相同的方法构造砾石堆,两个砾石堆分别位于河道两岸,形成一组砾石堆,砾石堆背水面形成浅滩结构,对岸改造后形成深潭结构,在深潭中种植沉水植物;
(6)在直线段河道内设置3~5组砾石堆,形成生态砾石群,增加河道局部蜿蜒度,实现河道蜿蜒形态构建。
本发明通过构造砾石堆及河道改造,河道局部蜿蜒度增加,形成深潭-浅滩结构,使得河道内水流流态和流速发生变化,生境多样化,满足不同种类水生生物的需求,河流自净能力得到提高,而且不会影响河道行洪,提升了河流的景观多样性,实现了净污与景观功能的统一,经济和社会效益巨大。
附图说明
图1为本发明的结构主视图(部分直线段)。
图2为本发明图1中A-A向剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图1、2所示,本发明在具体实施中,由以下步骤实现:
(1)、在河道直线段构建砾石堆:在河道直线段左岸由底层至上层构建第一砾石堆1-1,第一砾石堆1-1近岸点与远岸点间距为主河槽宽度的1/5;底层砾石2采用粒径为5~10cm的砾石,上层砾石3采用粒径为15~40cm的砾石,砾石堆从近岸点到远岸点高度逐渐降低,根据该河流丰、枯水年多年平均水位确定上层大粒径砾石层底面高度不高于枯水年平均水位b,砾石堆表面最高点高度不低于河流丰水年平均水位c,在正常水文年多年平均水位a条件下,靠近河岸一侧部分砾石露出水面;
(2)、放置石笼:在第一砾石堆1-1迎水面及侧面放置石笼5,固定砾石堆防止水力冲击造成砾石堆结构破坏;
所述的石笼是由铁丝编制成的笼体内装满砾石构成;
(3)、对河流直线段外扩改造:在第一砾石堆1-1对岸对原有直线段河道6进行外扩改造,形成改造后河道7,改造后河道外扩距离为主河槽宽度的1/5;
(4)、构建深潭和浅滩:对改造后河道7内侧的河床向下挖掘40~60cm,构造第一深潭8-1(在实际中,第一深潭8-1挖掘深度根据主河槽宽度确定),深潭面积略小于砾石堆占主河槽面积,挖掘出的土方堆砌在砾石堆背水面,形成第一浅滩4-1,浅滩高度不高于枯水年(水文频率P≥75%)平均水位b;
(5)、构建第一砾石堆下游河道:在第一砾石堆1-1下游300-500m处,按上述步骤(1)~(4)同样方法构造第二砾石堆1-2及第二深潭8-2,并对第二砾石堆1-2对岸河道进行改造,形成第二浅滩4-2,第一砾石堆1-1与第二砾石堆1-2直线距离为主河道宽度的5~7倍,第一砾石堆1-1和第二砾石堆1-2分别位于河道两岸,形成一组砾石堆及两个深潭-浅滩结构,在第一深潭8-1和第二深潭8-2中种植金鱼藻、轮叶黑藻、狐尾藻等的沉水植物9,水生植物会吸附水中悬浮物,有助于水体SS及有机颗粒的沉降,提高初级生产力;
(6)、直线段河道内放置砾石堆组:在直线段河道内设置3~5组砾石堆,形成生态砾石群,每两组砾石堆直线距离为主河槽宽度的10~15倍,实现河道蜿蜒形态构建。
由上述可以看出,本发明技术方案为向主河槽的一侧投放砾石堆,砾石堆分上下层,上层采用大粒径砾石,下层采用小粒径砾石,在砾石堆迎水面及侧面放置石笼固定砾石堆,在砾石堆对岸进行河道改造作业,使主河槽向外扩展,对河道改造一侧的河床向下挖掘,构造深潭结构,在深潭中种植沉水植物,在砾石堆下游300~500m处按相同步骤构造砾石堆,两个砾石堆分别位于河道两岸,形成一组砾石堆,一段河道内构建3~5组砾石堆形成生态砾石群,河道局部蜿蜒度增加。优点:通过构造砾石堆及河道改造,河道局部蜿蜒度增加,形成深潭-浅滩结构,使得河道内水流流态和流速发生变化,生境多样化,满足不同种类水生生物的需求,河流自净能力得到提高,而且不会影响河道行洪,提升了河流的景观多样性,实现了净污与景观功能的统一。与现有技术相比,具有以下突出的有益技术效果:
(1)通过构造生态砾石群,河道局部蜿蜒度增加,形成近自然的深潭-浅滩结构,使得河道内水流流态和流速发生变化,生物环境多样化,满足不同种类水生生物的需求,非常利于生态环境的改善,非常利于发展水产养殖业(如鱼业)等;
(2)通过浅滩及深潭结构的构造,河床与河水接触的表面积大大增加,河流自净能力得到提高,可提高50%以上;
(3)底层砾石堆投放小粒径砾石,孔隙率低,结构稳定,河水淹没后砾石堆内部形成厌氧环境,促进反硝化菌在砾石表面附着生长,促进河道中含氮污染物的降解。上层投放大粒径砾石,孔隙率高,并有部分砾石露出水面,对流过的水流有较大的扰动,提高水中溶解氧含量,砾石表面容易附着好氧微生物,提高水体中有机污染物的降解速率,大大减轻河流的污染程度;
(4)由于投放砾石堆的同时对对岸河道进行了外扩改造,主河槽宽度并未改变,因此生态砾石群的构造不会影响河道行洪;
(5)生态砾石群的构造提升了河道的景观多样性,实现了净污与景观功能的统一,经济和社会效益巨大。
Claims (1)
1.一种中小型直线化河道蜿蜒形态的构建方法,其特征在于,由以下步骤实现:
(1)、在河道直线段构建砾石堆:在河道直线段左岸由底层至上层构建第一砾石堆(1-1),第一砾石堆(1-1)近岸点与远岸点间距为主河槽宽度的1/5;底层砾石(2)采用粒径为5~10cm的砾石,上层砾石(3)采用粒径为15~40cm的砾石,砾石堆从近岸点到远岸点高度逐渐降低,根据该河流丰、枯水年多年平均水位确定上层大粒径砾石层底面高度不高于枯水年平均水位(b),砾石堆表面最高点高度不低于河流丰水年平均水位(c),在正常水文年多年平均水位(a)条件下,靠近河岸一侧部分砾石露出水面;
(2)、放置石笼:在第一砾石堆(1-1)迎水面及侧面放置石笼(5),固定砾石堆防止水力冲击造成砾石堆结构破坏;
所述的石笼是由铁丝编制成的笼体内装满砾石构成;
(3)、对河流直线段外扩改造:在第一砾石堆(1-1)对岸对原有直线段河道(6)进行外扩改造,形成改造后河道(7),改造后河道外扩距离为主河槽宽度的1/5;
(4)、构建深潭和浅滩:对改造后河道(7)内侧的河床向下挖掘40~60cm,构造第一深潭(8-1),深潭面积小于砾石堆占主河槽面积,挖掘出的土方堆砌在砾石堆背水面,形成第一浅滩(4-1),浅滩高度不高于枯水年平均水位(b);
(5)、构建第一砾石堆下游河道:在第一砾石堆(1-1)下游300-500m处,按上述步骤(1)~(4)同样方法构造第二砾石堆(1-2)及第二深潭(8-2),并对第二砾石堆(1-2)对岸河道进行改造,形成第二浅滩(4-2),第一砾石堆(1-1)与第二砾石堆(1-2)直线距离为主河道宽度的5~7倍,第一砾石堆(1-1)和第二砾石堆(1-2)分别位于河道两岸,形成一组砾石堆及两个深潭-浅滩结构,在第一深潭(8-1)和第二深潭(8-2)中种植金鱼藻、轮叶黑藻、狐尾藻的沉水植物(9),水生植物会吸附水中悬浮物,有助于水体SS及有机颗粒的沉降,提高初级生产力;
(6)、直线段河道内放置砾石堆组:在直线段河道内设置3~5组砾石堆,形成生态砾石群,每两组砾石堆直线距离为主河槽宽度的10~15倍,实现河道蜿蜒形态构建。
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