CN109024479A - 湿地生态砖的结构、制作工艺及滨海湿地地貌调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种湿地生态砖的结构、制作工艺及滨海湿地地貌调控方法，解决了湿地修复过程中引入非生态化元素的方式造成异源物质输入，进而致使湿地进一步退化的技术问题；该湿地生态砖包括立体框架和填充于立体框架中的制砖内容物，立体框架通过结合层层层叠加并粘合且其一面开口，且框架材料和填充材料均为可降解材料；在进行湿地修复时，通过观测湿地植被的适宜生长高程，将湿地生态砖嵌合入湿地中人为抬高湿地高程，进而促进植被快速修复；湿地生态砖通过①促进泥沙的淤积；②构建目标植被的适宜高程生境；③抵御潮汐水文动力侵袭；④生态化无污染的地貌处理等，达到滨海湿地植被修复的效果，以人工地貌调控为核心控制因子，对环境无害。

Description

湿地生态砖的结构、制作工艺及滨海湿地地貌调控方法

技术领域

本发明涉及滨海湿地生态修复技术领域，尤其是涉及一种湿地生态砖的结构、制作工艺及滨海湿地地貌调控方法。

背景技术

地貌是滩涂水动力、泥沙来源及生物作用复合影响下滨海湿地系统发育演化的关键因子。微地貌的合理干扰与控制是滨海湿地修复的关键举措。

滨海湿地的地貌的构成主要受到潮汐水文动力的影响，潮汐动力造成滩涂的泥沙的侵蚀和淤积，影响滩涂的土壤成分。滨海湿地生态系统重要的生产者是盐沼植物，植被的恢复是恢复湿地净化水质、涵养水源、调节气候、丰富底栖动物和提高微生物活性等生态服务功能的重要基础。但不同盐沼植物适宜生长的潮间带及高程区域不同。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的研究和技术多存在以围海造陆为目的的工程技术改造自然湿地，也有人为引入非生态化元素，但是上述围海造陆与引入非生态化元素的方式反而造成环境压力过大，致使湿地进一步退化。

且现有的研究多集中在滨海湿地地貌的变迁及其机制，缺乏以人工地貌调控为核心控制因子展开滨海湿地修复的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种湿地生态砖的结构、制作工艺及滨海湿地地貌调控方法，以解决现有技术中存在的围海造陆与引入非生态化元素的方式造成环境压力过大，致使湿地进一步退化的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种湿地生态砖的结构，包括立体框架和填充于所述立体框架中的制砖内容物，所述立体框架由多层结合层粘合制成，且所述立体框架的材料为可生态降解材料，所述结合层包括编织层和粘合于所述编织层四周的边框。

优选的，所述编织层为由湿地盐沼植物制成的格栅结构。

优选的，所述边框由湿地盐沼植物制成。

优选的，所述制砖内容物为湿地泥沙原材料和生态粘合剂的混合物。

本发明还提供了一种湿地生态砖的制作工艺，包括以下步骤：

S1：选取湿地盐沼植物，进行酸化、碳化、风干处理后，用粘合剂粘合成结合层；

S2：将多层结合层叠合并用粘合剂粘结在一起形成立体框架，所述立体框架为内部由格栅分隔的空腔结构且所述立体框架的顶面敞口；

S3：由所述立体框架的敞口面向所述立体框架中灌入制砖内容物和粘合剂，将所述制砖内容物与所述立体框架粘合；

S4：在所述立体框架的敞口面上粘合密封层，制成湿地生态砖。

优选的，所述结合层包括编织层和边框，所述编织层为格栅结构层且所述边框粘结在所述编织层的四周边缘。

优选的，所述密封层为由湿地盐沼植物制成的密封面。

优选的，所述制砖内容物为湿地原滩涂泥沙。

优选的，所述粘合剂为生态粘合剂。

本发明还提供了一种滨海湿地地貌调控方法，包括以下步骤：

S1：依据地貌差异以及水文动力大小划分滨海湿地区域；

S2：观测潮汐水文动力和退潮后滩涂地形的形状，设计目标生态砖体；

S3：将多块上述湿地生态砖通过生态粘合剂进行粘合，制成所述目标生态砖体；

S4：实地投放所述目标生态砖体：按照原本的地貌构型，将所述目标生态砖体以嵌合的形式投入湿地中，所述嵌合过程中采用生态粘合剂进行稳固。

本发明提供的一种湿地生态砖的结构、制作工艺及滨海湿地地貌调控方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明的湿地生态砖以地貌调控目的为核心，通过在立体框架结构中填充制砖内容物制成湿地生态砖，立体框架采用生态化可降解材料，在潮水冲刷时可降解，对环境无污染，绿色环保。

本发明的滨海湿地地貌调控方法利用地貌生态“砖”的特性，营造适宜目标植物生存生长的微型栖息地；同时上述调控方法是动态性的，基于不同滩涂区域的原地貌构型而设计出因地制宜的构型，通过进行微地貌改造达到人工干预的目标效果。上述湿地生态砖主要通过①促进泥沙的淤积；②构建目标植被的适宜高程生境；③抵御潮汐水文动力侵袭；④生态化无污染的地貌处理，来达到滨海湿地植被修复的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明湿地生态砖的结合层结构示意图；

图2是结合层的侧视图；

图3为多层结合层粘合后的侧视图；

图4为立体框架的结构示意图；

图5为湿地生态砖的整体图；

图6为本发明滨海湿地地貌调控方法的示意图；

图7是以南汇东滩湿地为例，通过滨海湿地地貌调控方法修复湿地植被的流程图。

图中1、结合层；101、编织层；102、边框；2、立体框架；3、密封层；4、目标生态砖体；5、潮水；A、高潮区；B、中潮区；C、低潮区。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种湿地生态砖的结构，参照图1至图5，图1是本发明湿地生态砖的结合层结构示意图；图2是结合层的侧视图；图3为多层结合层粘合后的侧视图；图4为立体框架的结构示意图；图5为湿地生态砖的整体图；包括立体框架2和填充于立体框架中的制砖内容物，立体框架2由多层结合层1粘合制成，且立体框架2的材料为可生态降解材料，结合层1包括编织层101和粘合于编织层101四周的边框102。

本发明的湿地生态砖以地貌调控目的为核心，通过在立体框架结构中填充制砖内容物制成湿地生态砖，立体框架采用生态化可降解材料，在潮水冲刷时可降解，对环境无污染，绿色环保。

作为优选的实施方式，参照图1，编织层101为由湿地盐沼植物制成的格栅结构。具体的，其一，选用湿地盐沼植物，如互花米草或芦苇等制成编织层，可生态降解且可增加湿地碳源；其二，制成格栅结构，为了方便将多层结合层粘合在一起后，方便向格栅敞口中填充制砖内容物；

同样的，作为优选的实施方式，边框102由湿地盐沼植物制成。

作为优选的实施方式，制砖内容物为湿地泥沙原材料和生态粘合剂的混合物。上述制砖内容物对滩涂无污染，且易于与原滩涂融为一体。

本发明还提供了一种湿地生态砖的制作工艺，包括以下步骤：

S1：选取湿地盐沼植物，进行酸化、碳化、风干处理后，用粘合剂粘合成结合层1(参照图1)；

S2：参照图2、图3和图4，将多层结合层1叠合并用粘合剂粘结在一起形成立体框架2，立体框架2为内部由格栅分隔的空腔结构且立体框架2的顶面敞口；

S3：参照图4，由立体框架2的敞口面向立体框架2中灌入制砖内容物和粘合剂，将制砖内容物与立体框架2粘合；

S4：参照图5，在立体框架2的敞口面上粘合密封层3，制成湿地生态砖。

通过上述工艺制作湿地生态砖，可便于立体框架及制砖内容物采用不同的材料，且编织层能够通过粘合剂层层叠加，在向立体框架中填充制砖内容物时，即能够满足本身的空腔体结构盛装内容物，又能够作为湿地生态砖内部的框架支撑，使得制砖内容物填充均匀；同时结合层采用湿地盐沼植物，可生态降低，对环境无污染。上述制作工艺可制作作稳固、可抵抗风浪、潮汐、泥沙侵袭的湿地生态砖的稳固构型。

作为可选的实施方式，参照图1，结合层1包括编织层101和边框102，编织层为格栅结构层且边框粘结在编织层的四周边缘。结合层采用上述结构，只需将多层叠加并粘合，即可形成上述格栅分隔的空腔结构立体框架且立体框架的顶面敞口。

作为可选的实施方式，密封层3为由湿地盐沼植物制成的密封面。选用湿地盐沼植物，如互花米草或芦苇等制成编织层，可生态降解且可增加湿地碳源。

作为可选的实施方式，制砖内容物为湿地原滩涂泥沙。上述制砖内容物对滩涂无污染，且易于与原滩涂融为一体。

作为可选的实施方式，粘合剂为生态粘合剂。采用不对滩涂产生任何污染的生态粘合剂，如：海洋动物性粘合剂、新型生物型粘合剂、生物质医用粘合剂及绿色环保化学性粘合剂等材料，作为立体框架—立体框架、生态砖—立体框架、生态砖—生态砖之间的粘合材料，对环境无污染，生态友好。

本发明还提供了一种滨海湿地地貌调控方法，参照图6，图6为本发明滨海湿地地貌调控方法的示意图；包括以下步骤：

S1：依据地貌差异以及水文动力大小划分滨海湿地区域；如图6中所示，湿地地貌分为高潮区A、中潮区B和低潮区C；

S2：观测潮汐水文动力和退潮后滩涂地形的形状，设计目标生态砖体4；即根据栽植的植被适宜的植被生长高程，将其他区域进行地貌改造，设计需要多高的目标生态砖体4；如海三棱藨草适宜生活在高潮区，设计通过在中潮区B及低潮区C嵌合多少体积及高度的湿地生态砖可适宜海三棱藨草生长。

优选的，可根据长期观测潮汐水文动力和退潮后滩涂地形的形状，来设计出目标生态砖体4的构型，要求能够顺着潮水动力的方向，以耐受潮水的侵蚀。

S3：将多块上述湿地生态砖通过生态粘合剂进行粘合，制成目标生态砖体4；上述目标生态砖体4是由多块湿地生态砖通过粘合剂进行粘合而成，获得理想的目标高度及适宜的嵌合体积；

S4：实地投放目标生态砖体：按照原本的地貌构型，将目标生态砖体4以嵌合的形式投入湿地中，嵌合过程中采用生态粘合剂进行稳固；将粘合形成的上述目标生态砖体4切合入原滩涂中，即将目标生态砖体埋入原滩涂中，上面覆盖原滩涂泥沙。具体的参照图6，如海三棱藨草适宜生活在高潮区A，在低潮区C嵌合多块湿地生态砖粘合而成的目标生态砖体，通过湿地生态砖改变原本地貌，使得高程增加，潮水5水淹时间减少，尽可能达到植被修复的最佳环境。

利用地貌生态“砖”的特性，营造适宜目标植物生存生长的微型栖息地；同时上述调控方法是动态性的，基于不同滩涂区域的原地貌构型而设计出因地制宜的构型，通过进行微地貌改造达到人工干预的目标效果。上述湿地生态砖主要通过①抵御泥沙的淤积；②构建目标植被的适宜高程生境；③抵御潮汐水文动力侵袭；④生态化无污染的地貌处理，来达到滨海湿地植被修复的效果。

为了说明通过上述滨海湿地地貌调控方法来达到滨海湿地植被修复的效果，下面以上海市南汇东滩湿地为例：南汇东滩所处的长江口下游位置，由于潮汐作用，南汇东滩的淤长趋势处于不断的动态变化，每年大量的泥沙淤积而改变了水动力的客观环境条件，从而形成新的地貌。湿地地貌生态砖可以通过人工干预来改变南汇东滩高程，营造出适宜滩涂原生植物—海三棱藨草扩张的生境，进而促进湿地的大范围快速修复。上海市南汇东滩湿地的湿地调控过程流程如图7所示，图7是以南汇东滩湿地为例，通过滨海湿地地貌调控方法修复湿地植被的流程图。需要注意的是，嵌入湿地中的生态砖，在长期潮水5冲刷的情况下体积可能会逐渐减小，因此，需要周期性对嵌入的生态砖进行更换或重置，但是上述湿地生态砖能够在湿地植被的一个生长周期内保持合适的高程，且湿地生态砖的立体框架是有可生态降解的材料，如本地盐沼植物：互花米草等加工而成，对环境无污染，不会破坏湿地环境。

本发明着眼于滨海滩涂的微地貌控制，为滨海湿地的盐沼植被提供适宜生长生存的环境，从而干预滨海湿地的演化进程，进而实现滨海湿地生态系统的自我完善及自我修复。选取能够与原滨海湿地融为一体的材料作为基础；采用了无污染、生态化的粘合剂进行生态砖的立体框架粘合以及生态砖与湿地的嵌合，对环境无污染，填补了以人工地貌调控为核心控制因子，展开滨海湿地修复研究的空白。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种湿地生态砖的结构，其特征在于，包括立体框架和填充于所述立体框架中的制砖内容物，所述立体框架由多层结合层粘合制成，且所述立体框架的材料为可生态降解材料，所述结合层包括编织层和粘合于所述编织层四周的边框。

2.根据权利要求1所述的湿地生态砖的结构，其特征在于，所述编织层为由湿地盐沼植物制成的格栅结构。

3.根据权利要求1所述的湿地生态砖的结构，其特征在于，所述边框由湿地盐沼植物制成。

4.根据权利要求1所述的湿地生态砖的结构，其特征在于，所述制砖内容物为湿地泥沙原材料和生态粘合剂的混合物。

5.一种湿地生态砖的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：选取湿地盐沼植物，进行酸化、碳化、风干处理后，用粘合剂粘合成结合层；

S2：将多层结合层叠合并用粘合剂粘结在一起形成立体框架，所述立体框架为内部由格栅分隔的空腔结构且所述立体框架的顶面敞口；

S3：由所述立体框架的敞口面向所述立体框架中灌入制砖内容物和粘合剂，将所述制砖内容物与所述立体框架粘合；

S4：在所述立体框架的敞口面上粘合密封层，制成湿地生态砖。

6.根据权利要求5所述的湿地生态砖，其特征在于，所述结合层包括编织层和边框，所述编织层为格栅结构层且所述边框粘结在所述编织层的四周边缘。

7.根据权利要求5所述的湿地生态砖，其特征在于，所述密封层为由湿地盐沼植物制成的密封面。

8.根据权利要求5所述的湿地生态砖，其特征在于，所述制砖内容物为湿地原滩涂泥沙。

9.根据权利要求5所述的湿地生态砖，其特征在于，所述粘合剂为生态粘合剂。

10.一种滨海湿地地貌调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：依据地貌差异以及水文动力大小划分滨海湿地区域；

S2：观测潮汐水文动力和退潮后滩涂地形的形状，设计目标生态砖体；

S3：将多块权利要求1-4任一所述的湿地生态砖通过生态粘合剂进行粘合，制成所述目标生态砖体；

S4：实地投放所述目标生态砖体：按照原本的地貌构型，将所述目标生态砖体以嵌合的形式投入湿地中，所述嵌合过程中采用生态粘合剂进行稳固。