CN106495331B - 一种用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，在硬质驳岸河道的河岸边选址若干处，在选址处沿由河岸朝向河道内部方向水平设置固定桩，所述固定桩靠近河道一侧设置有固定片，所述石笼靠近河岸一侧设置开口，将所述固定片卡入所述开口内以使石笼活动安装在所述固定桩上并且可以相对固定桩上下运动，在设置的石笼靠近河道一侧处放置块石，块石的堆积高度小于所述石笼的高度，在石笼的迎水端放置具有净化水体作用的填料，将植物种植在填料上，构建成笼式近岸湿地。本发明笼式近岸湿地具有构造简单、净水效果好、固坡护坡、形成河滨缓冲带、维持河岸稳定、减轻水处理负荷、为生物提供栖息空间、提高生物多样性等特点。
Description
技术领域
本发明涉及河道水环境治理及生态修复领域，尤其涉及一种用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法。
背景技术
河岸作为河流的重要组成部分，是连接水域生态系统和陆地生态系统的纽带，是河流水陆交错带与河岸带的衔接部分，是地球化学元素循环的活跃功能区，也是地表水与地下水动态交换过程的载体。河岸生态系统的变化对水陆生态系统间的物流、能流和生物流发挥着廊道、过滤器和天然屏障等功能。建国以来，我国在大、中、小河流上建设了许多水库、闸坝、堤防，进行了衬砌、护岸、险工加固、河床疏浚、裁弯取直、开辟渠道，新挖河道等一系列工程措施。这些已有的工程在防洪、除涝、引水、通航、灌溉、发电等方面发挥了很好的作用，产生了巨大的效益；但是，这些设施也带来了负面影响，河道的直线化或渠道化、河岸或河床的混凝土化等导致河流生态系统结构和功能的损坏及水污染，已经给水生态系统的生物多样性与水资源的可持续利用造成了很大危害。总结国内外河流治理的技术手段，最有效且可以持续发展的治理技术是综合治理和河流生态恢复的技术。如在欧洲诸国，普遍倡导“自然型护岸”技术，在瑞士利用生物材料等在河岸和河道进行施工，并栽植树木，或者在水中布置石块为鱼类提供栖息之所。在德国“近自然型河流”观念普遍得到拥护，“自然型护岸”技术同时被应用于护岸、丁坝和落差工程中。日本则提出“多自然型河川建设”技术，不采用造型树、草坪之类的绿化手法，同时，原有混凝土护岸也被拆除，取而代之的是浅滩、深潭、河心洲，河道形态变化更加丰富，为各种生物提供适宜的场所，成就了河道最多的自然属性。美国从20世纪末开始提倡“土壤生物工程护岸”技术提高河岸边坡稳定及其生态可持续性。
近年来，人工湿地水处理技术由于其水质净化效果好、运行费用低、维护管理方便等诸多优点，已越来越受到人们的广泛关注，并成为当前水环境技术的研究热点。但到目前为止，绝大多数的人工湿地系统构建还不够成熟，且与国外相比，我国的河流生态修复常常忽视河流生态系统结构、功能的复原和河岸部分的修复，对受损河岸植被和湿地群落的恢复很少关注。传统的浆砌石等混凝土河岸工程设计中没有考虑植物、土壤动物及微生物的生存空间和环境。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：怎样提供一种功能多样化的用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，使其具有构造简单、净水效果好、固坡护坡、形成河滨缓冲带、维持河岸稳定、减轻水处理负荷、为生物提供栖息空间、提高生物多样性等特点。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，包括如下步骤：
1）在硬质驳岸河道的河岸边选址若干处，在选址处沿由河岸朝向河道内部方向水平设置固定桩，所述固定桩靠近河道一侧设置有固定片，所述石笼靠近河岸一侧设置开口，将所述固定片卡入所述开口内以使石笼活动安装在所述固定桩上并且可以相对固定桩上下运动，控制所述石笼的宽度占河道宽度的15%~30%，同侧两个石笼之间的距离为所述石笼长度的50%~100%；可以将石笼外形设为矩形或正方形的形状，布置于河道两侧成对称状，这样既可以避免冲刷河岸，又可以增加水流掺气；控制石笼的石笼宽度与河岸宽度的比例、石笼长度与同侧河岸两石笼间距离的比例，这样既可以提高湿地效率，还可以减少对河岸的淘刷侵蚀，固坡护坡，同时还不影响河流的正常水力流动；用带有固定片的固定桩将石笼固定，可以使固定桩的前后左右位置不发生移动，而只根据水位的变化进行上下移动，这样既可以大大增大湿地植物及填料与水体的接触面积与接触时间，进而能更好地提升其对水质的净化作用。又可以省时省力不浪费人工时间，完全自动化；
2）在设置的石笼内部靠近河道一侧处放置块石，块石的堆积高度小于所述石笼的高度；这样堆积块石可以增加石笼的强度，减轻水流对对石笼的冲击，起到侵蚀防护作用；
3）在石笼的迎水端放置具有净化水体作用的填料，所述填料包括由页岩与粗砾石的组成的填料1或由页岩与铁矿石组成的填料2；填料对污染物进行截留，并为后续植物的吸收创造良好条件；
4）将植物种植在步骤3）设置的填料上，构建成笼式近岸湿地；所述植物包括由香蒲、茭和睡莲组成的植物组合1，由花叶芦竹、黄花鸢尾和茭草组成的植物组合 2，由再力花、干屈菜和睡莲组成的植物组合3或由黄花鸢尾、香蒲、睡莲和荇菜组成的植物组合4。湿地植物可以起到美化景观，净水效果好，提高湿地系统对氮磷的吸收能力，使整个生态系统高效运行的特点，最终形成稳定可持续利用的系统，提高系统净化河水的能力，且湿地植物根系发达，能够吸收氮磷和根系处丰富的微生物。
进一步，所述石笼的材料为低碳钢丝或包裹有PVC的钢丝。
进一步，所述石笼的网眼为正多边形，网眼的边长为0.05~0.1 m。
进一步，所述开口的宽度为0.1~1m，长度为0.5~10m。
进一步，所述石笼的长为1~50m，宽为0.5~10m，底面积为0.5~500m2。
作为优化，所述固定桩的长度为1.5m，直径为0.1~1m且小于所述开口的宽度。
作为优化，每两个固定桩之间的间距为1~3 m。
作为优化，所述固定片的长度为1~50 m，且长度小于所述石笼长度。
作为优化，所述河道为生活污水河道、化粪池污水河道、养殖场污水河道或富营养湖水，水力负荷为0.2~50m3/（m2·d）。
相比现有技术，本发明具有如下优点：
1、本发明中将人工湿地融入到河湖滨水带形成的滨水湿地，不仅节省了空间，并且该系统可以有效的截留水体中的污染物，沉积水体中携带的泥沙，具有净化水质、改善水体的作用，极大的降低了河水处理的难度，减轻了给水处理的负荷，大大地提升了水质净化的效率。本发明中整个石笼形成了一个复杂的生态系统，增加了生物多样性，且不会影响到河道水体的正常运行，不会影响河道正常生态环境。
2、本发明笼式近岸湿地构建简单，装置投资小，装置建成后需要的人工劳动少，人力资源消耗少，省时省力，并且该湿地装置使用年限长，不易损坏，更换简便。
3、本发明实施范围广，可处理水样多，且可以根据水质不同而变换不同的形式，可大范围推广。
4、本发明笼式湿地可以更好的美化河道，美化周围的环境，对环境的美观起到着巨大的作用。
6、本发明中将石笼的作用最大化，石笼不仅可以保证整个系统的稳定性，而且还可以过滤水质，并且石笼形成的水流相对稳定，可以使植物带很好的形成。
7、石笼上种植的水生植物，不仅可以美化环境，而且可以净化水质，改善水体质量；且石笼为水生动物，特别是鱼类提供了栖息空间，石笼上的水生植物可以为这些水生动物提供一个遮阳的空间。
说明书附图
图1为本发明用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地俯视图；
图2为本发明用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地剖面图；
图3为石笼截面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本发明具有创造性，但本发明的保护范围不限于以下的实施例。
参见图1~3，下述实施例用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地由若干个湿地单元3组成，先在河岸1两侧选址，在选址处由河岸朝向河道内部方向水平设置矩形桩4，在矩形桩4靠近河道一侧设置固定钢片5，所述石笼2靠近河岸1的一侧设置有开口，将所述固定钢片5卡入所述开口内以使石笼2活动安装在所述矩形桩4上并且可以相对矩形桩4上下运动，在石笼2靠近河道一侧放置块石6，在石笼2的迎水端放置具有净化水体作用的填料8，将植物7种植在所述填料8上，构建成笼式近岸湿地。
实施例1：
一种用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，采用如下步骤构建：
1）在河道两岸河面附近位置安置石笼，沿由河岸朝向河道内部方向水平设置矩形桩，所述矩形桩靠近河道一侧设置有钢片，所述石笼靠近河岸一侧设置开口，将所述钢片卡入所述开口内以使石笼活动安装在所述矩形桩上并且可以相对矩形桩上下运动，使石笼紧贴近岸，将石笼的长设为10m，宽设为2m，使同侧河岸的两石笼间的距离为一个石笼长度的50%，使一个石笼的宽度为河道宽度的15%。
2）待步骤1）结束后，在两岸石笼内部靠近河道一侧放置块石，块石堆积高度小于石笼高度；
3）待步骤2）结束后，在两岸石笼的迎水侧放置具有净化水体作用的页岩与粗砾石组合填料；
4）待步骤3）结束后，将香蒲、茭和睡莲种植在填料上，构建得到笼式近岸湿地。
实施例2：
一种用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，采用如下步骤构建：
1）在河道两岸河面附近位置安置石笼，沿由河岸朝向河道内部方向水平设置矩形桩，所述矩形桩靠近河道一侧设置有钢片，所述石笼靠近河岸一侧设置开口，将所述钢片卡入所述开口内以使石笼活动安装在所述矩形桩上并且可以相对矩形桩上下运动，使石笼紧贴近岸，将石笼的长设为20m,宽设为4m，使同侧河岸的两石笼间的距离为一个石笼长度的75%，使一个石笼的宽度为河道宽度的20%。
2）待步骤1）结束后，在两岸石笼内部靠近河道一侧放置块石，块石堆积高度小于石笼高度；
3）待步骤2）结束后，在两岸石笼的迎水侧放置具有净化水体作用的页岩与铁矿石组合填料；
4）待步骤3）结束后，将花叶芦竹、黄花鸢尾和茭草种植在填料上，构建得到笼式近岸湿地。
实施例3：
一种用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，采用如下步骤构建：
1）在河道两岸河面附近位置安置石笼，沿由河岸朝向河道内部方向水平设置矩形桩，所述矩形桩靠近河道一侧设置有钢片，所述石笼靠近河岸一侧设置开口，将所述钢片卡入所述开口内以使石笼活动安装在所述矩形桩上并且可以相对矩形桩上下运动，使石笼紧贴近岸，将石笼的长设为30m,宽设为6m，使同侧河岸的两石笼间的距离为一个石笼长度的100%，使一个石笼的宽度为河道宽度的25%。
2）待步骤1）结束后，在两岸石笼内部靠近河道一侧放置块石，块石堆积高度小于石笼高度；
3）待步骤2）结束后，在两岸石笼的迎水侧放置具有净化水体作用的页岩与粗砾石组合填料；
4）待步骤3）结束后，将再力花、干屈菜和睡莲种植在填料上，构建得到笼式近岸湿地。
实施例4：
一种用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，采用如下步骤构建：
1）在河道两岸河面附近位置安置石笼，沿由河岸朝向河道内部方向水平设置矩形桩，所述矩形桩靠近河道一侧设置有钢片，所述石笼靠近河岸一侧设置开口，将所述钢片卡入所述开口内以使石笼活动安装在所述矩形桩上并且可以相对矩形桩上下运动，使石笼紧贴近岸，将石笼的长设为40m,宽设为8m，使同侧河岸的两石笼间的距离为一个石笼长度的100%，使一个石笼的宽度为河道宽度的25%。
2）待步骤1）结束后，在两岸石笼内部靠近河道一侧放置块石，块石堆积高度小于石笼高度；
3）待步骤2）结束后，在两岸石笼的迎水侧放置具有净化水体作用的页岩与铁矿石组合填料；
4）待步骤3）结束后，将再力花、干屈菜和睡莲种植在填料上，构建得到笼式近岸湿地。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）在硬质驳岸河道的河岸边选址若干处，在选址处沿由河岸朝向河道内部方向水平设置固定桩，所述固定桩靠近河道一侧设置有固定片，石笼靠近河岸一侧设置开口，将所述固定片卡入所述开口内以使石笼活动安装在所述固定桩上并且可以相对固定桩上下运动，控制所述石笼的宽度占河道宽度的15%~30%，将石笼外形设为矩形或正方形的形状，布置于河道两侧成对称状，同侧两个石笼之间的距离为所述石笼长度的50%~100%；
2）在设置的石笼内部靠近河道一侧处放置块石，块石的堆积高度小于所述石笼的高度；
3）在石笼的迎水端放置具有净化水体作用的填料，所述填料包括由页岩与粗砾石的组成的填料1或由页岩与铁矿石组成的填料2；
4）将植物种植在步骤3）设置的填料上，构建成笼式近岸湿地；所述植物包括由香蒲、茭和睡莲组成的植物组合1，由花叶芦竹、黄花鸢尾和茭草组成的植物组合 2，由再力花、干屈菜和睡莲组成的植物组合3或由黄花鸢尾、香蒲、睡莲和荇菜组成的植物组合4。
2.根据权利要求1所述用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，其特征在于，所述石笼的材料为低碳钢丝或包裹有PVC的钢丝。
3.根据权利要求1所述用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，其特征在于，所述石笼的网眼为正多边形，网眼的边长为0.05~0.1 m。
4.根据权利要求1所述用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，其特征在于，所述开口的宽度为0.1~1m，长度为0.5~10m。
5.根据权利要求1所述用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，其特征在于，所述石笼的长为1~50m，宽为0.5~10m，底面积为0.5~500m2。
6.根据权利要求1所述用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，其特征在于，所述固定桩的长度为1.5m，直径为0.1~1m且小于所述开口的宽度。
7.根据权利要求1所述用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，其特征在于，每两个固定桩之间的间距为1~3 m。
8.根据权利要求1所述用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，其特征在于，所述固定片的长度为1~50 m，且长度小于所述石笼长度。
9.根据权利要求1所述用于硬质驳岸河道的笼式近岸湿地构建方法，其特征在于，所述河道为生活污水河道、化粪池污水河道、养殖场污水河道或富营养湖水，水力负荷为0.2~50m3/（m2·d）。
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