CN110316829A - 构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，包括以下步骤：根据待生态修复河道的流域范围、水文特征及水质处理要求确定待构造的模块化生态岛在河道中的分布位置、生态岛的数量、每个生态岛的面积及相邻生态岛之间的间距。在各分布位置处构造生态岛，具体包括以下步骤：在分布位置处构造出呈环形排布的围桩架，并使围桩架的下端嵌入河床下固定，围桩架的上端延伸至河道的常水位以上，围桩架的周壁上具有供河道水穿过并对进出围桩架的水量及水流分配状况进行控制的进出流缝。在围桩架的围合区域内的河床上构造出用于对进入围桩架的河道水进行自然生态净化的岛体。

Description

构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法

技术领域

本发明涉及流域治理领域，特别地，涉及一种构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法。

背景技术

随着我国城镇化的快速发展及传统水利工程所造成的河道的非自然面貌的改变(如河道修坝筑闸)，由此破坏了河道的连续性和蜿蜒性，造成流域水环境问题日渐突出，河道、湖泊等受纳水体遭受到各种点源、面源及内源的污染，由此造成受纳水体自净能力变差，水质变黑变臭，水生态系统退化，进而丧失河道自然生态属性的功能。

目前，用于河道生态修复的措施主要是构造常规生态绿岛或生态浮岛，这两种岛式构造在改变河道流速及改善水体环境有一定的效果，但这两种岛式结构在其功能发挥和实际应用上存在一些不足。生态绿岛是一种固定岛，岛体由土壤和植物构成，岛上种植植物，岛底下直接与河床结合在一起，河道水流基本不能流入岛内，只有很少的河流水通过岛体的土壤渗透，维持岛上植物生长，因此对河道水质净化能力和效果非常有限。

生态浮岛通过人工化打造，为在河道、湖泊等水体设置填料、植物、曝气装置于一体的浮床结构，浮岛通过链条或绳索在河道两岸锚固固定，整个浮岛根据河流季节性水位变化而上下浮动，河流流经浮岛下方时通过浮岛填料上微生物的吸附、降解及植物吸收作用达到净化河道水的目的，但此种方式存在几处不足：(1)浮岛底部空间大，水流容易扩散，水流停留时间短，造成填料上微生物摄食困难且易遭受水流冲刷而流失，水质处理效果不佳；(2)浮岛底部需要曝气，故需配套气源设备及管路系统，不仅消耗电能，氧气利用率低，非常不便于日常的维护和管理，且使浮岛构造步骤繁琐、工期较长，并需花费大量的人力和物力；(3)整个浮岛四周需要链条或绳索锚固在岸边，等于人为设置“障碍”，影响河道的通畅性。

发明内容

本发明提供了一种构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，以解决采用现有的构造生态绿岛或生态浮岛的方法进行河道生态修复存在的河道水质净化能力和效果有限、所需能耗高、不便于日常的维护和管理、施工步骤繁琐、工期长及所需花费人力和物力成本高的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，包括以下步骤：S10：根据待生态修复河道的流域范围、水文特征及水质处理要求确定待构造的模块化生态岛在河道中的分布位置、生态岛的数量、每个生态岛的面积及相邻生态岛之间的间距；S30：在各分布位置处构造生态岛，具体包括以下步骤：S31：在分布位置处构造出呈环形排布的围桩架，并使围桩架的下端嵌入河床下固定，围桩架的上端延伸至河道的常水位以上，围桩架的周壁上具有供河道水穿过并对进出围桩架的水量及水流分配状况进行控制的进出流缝；S32：在围桩架的围合区域内的河床上构造出用于对进入围桩架的河道水进行自然生态净化的岛体。

进一步地，步骤S31具体包括以下步骤：在分布位置处放线；制备构成围桩架的多根桩杆；依次将多根桩杆沿放线位置打入河床。

进一步地，将各桩杆沿放线位置打入河床时，使桩杆的下端嵌入河床下方的持力层中，桩杆的上端延伸至河道的常水位以上500mm～600mm，且相邻两根桩杆之间的间隙为3mm～10mm。

进一步地，依次将多根桩杆沿放线位置打入河床时，使与河道的水流方向垂直布设的相邻两根桩杆之间的间隙为3mm～4mm，使与河道的水流方向平行布设的相邻两根桩杆之间的间隙为8mm～10mm。

进一步地，在围桩架内的河床上构造出岛体，具体包括以下步骤：在围桩架的围合区域内的河床上铺设砾石层和/或碎石层，并使砾石层和/或碎石层延伸至河道的常水位以上；在砾石层和/或碎石层上铺设生物介质土层；在生物介质土层上种植水生植物。

进一步地，在围桩架内的河床上铺设砾石层，具体包括以下步骤：在围桩架内的河床上铺设砾石直径为30mm～50mm的粗砾石层；在粗砾石层上铺设中砾石层；在中砾石层上铺设细砾石层。

进一步地，在粗砾石层上铺设中砾石层时，首先沿粗砾石层的周向在粗砾石层上铺设一圈砾石直径为30mm～50mm的第一粗砾石环层，然后再在第一粗砾石环层内的粗砾石层上铺设砾石直径为10mm～15mm的中砾石层；在中砾石层上铺设细砾石层时，首先沿中砾石层的周向在中砾石层上铺设一圈砾石直径为30mm～50mm的第二粗砾石环层，然后再在第二粗砾石环层内的中砾石层上铺设砾石直径为3mm～8mm的细砾石层。

进一步地，铺设的粗砾石层的高度为300mm～500mm；铺设的第一粗砾石环层的高度为200mm～300mm，第一粗砾石环层的环厚为100mm～150mm，且铺设的中砾石层的高度与第一粗砾石环层的高度相等；铺设的第二粗砾石环层的高度为200mm～300mm，第二粗砾石环层的环厚为150mm～200mm，且铺设的细砾石层的高度与第二粗砾石环层的高度相等；铺设的生物介质土层的底平面位于河道的常水位以上50mm～100mm处，且铺设的生物介质土层的厚度为500mm～800mm。

进一步地，在砾石层或碎石层上铺设生物介质土层，具体包括以下步骤：采用粗砂、土壤及有机质配置生物介质土层的生物介质土；在砾石层或碎石层上方的围桩架内侧围设透水土工布；在砾石层或碎石层上依次铺设多层生物介质土。

进一步地，在完成步骤S10之后且在进行步骤S30之前，还包括步骤：S20：根据生态岛的具体设置位置对生态岛进行针对性设计和形状休整，并在设计时考虑水体水动力条件以形成良好的水利条件。

本发明具有以下有益效果：

采用本发明的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法对河道进行生态修复时，由于无需设置曝气装置及配套气源设备和管路系统，故而不仅能耗低，非常方便于日常的维护和管理，且施工步骤简单、工期短，所需花费的人力和物力成本低；采用本发明的方法构造的生态岛中，岛体通过围桩架稳定于河床上，从而无需在河道岸边通过链条或绳索锚固，生态岛结构相对稳定、独立，并可保障河道的通畅性，同时可在围桩架周围外种植水生植物，进一步增强植物吸收功能和景观效果；围桩架的周壁上设有进出流缝，进出流缝用于供河道水进入岛体内净化并对进出岛体的水量及水流分配状况进行控制，同时还能有效拦截较大漂浮物防止其进入岛体内，此外，还能在河道或河岸边创造一个相对稳定安全的微环境，在应对河流水位变化时具有较强的抗水力冲击负荷能力；采用本发明方法构造的生态岛包括用于形成稳定、可靠的自然生态净化系统的岛体及围设于岛体外用于稳定岛体的围桩架，从而使得生态岛易于实现模块化，并可根据河道水质、水深、流速及处理要求而灵活采用多个大小不一、形态各异的生态岛进行拼装和组合，以更好的适应河道的多样化。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是采用本发明优选实施例的方法对河道进行生态修复时的平面示意图；

图2是采用图1中的方法构造出的生态岛的剖面示意图。

图例说明

10、河道；101、河床；102、常水位；103、河岸；20、岛体；21、粗砾石层；22、中砾石层；23、细砾石层；24、生物介质土层；25、水生植物；30、围桩架；31、桩杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，包括以下步骤：

S10：根据待生态修复河道10的流域范围、水文特征及水质处理要求确定待构造的模块化生态岛在河道10中的分布位置、生态岛的数量、每个生态岛的面积及相邻生态岛之间的间距。

S30：在各分布位置处构造生态岛，具体包括以下步骤：

S31：在分布位置处构造出呈环形排布的围桩架30，并使围桩架30的下端嵌入河床101下固定，围桩架30的上端延伸至河道10的常水位102以上，围桩架30的周壁上具有供河道水穿过并对进出围桩架30的水量及水流分配状况进行控制的进出流缝。

S32：在围桩架30的围合区域内的河床101上构造出用于对进入围桩架30的河道水进行自然生态净化的岛体20。

具体地，本发明的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法中，流域水文特征包括河道的形状、宽度、常年水位水深、流量、流速、河床地质及比降等。围桩架30倚靠河道10的河岸103排布并河岸103配合成环形，或者围桩架30处于河道10中部呈环形排布。生态岛还应布设于河道的平缓且长期具有一定水深的地方。在其它实施例中，本发明的方法还用于待水质处理的草沟、溪道或人工开挖的槽沟中。在各分布位置处构造的生态岛的横向截面呈椭圆形，且生态岛的长轴朝向河道10的延伸方向，减少对水流的阻碍作用。生态岛竖向截面的面积小于生态岛设置处的河道10的竖向截面面积的1/3，减少对水流的阻碍的作用。

采用本发明的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法对河道10进行生态修复时，由于无需设置曝气装置及配套气源设备和管路系统，故而不仅能耗低，非常方便于日常的维护和管理，且施工步骤简单、工期短，所需花费的人力和物力成本低；采用本发明的方法构造的生态岛中，岛体20通过围桩架30稳定于河床101上，从而无需在河道岸边通过链条或绳索锚固，生态岛结构相对稳定、独立，并可保障河道的通畅性，同时可在围桩架30周围外种植水生植物，进一步增强植物吸收功能和景观效果；围桩架30的周壁上设有进出流缝，进出流缝用于供河道水进入岛体20内净化并对进出岛体20的水量及水流分配状况进行控制，同时还能有效拦截较大漂浮物防止其进入岛体20内，此外，还能在河道或河岸边创造一个相对稳定安全的微环境，在应对河流水位变化时具有较强的抗水力冲击负荷能力；采用本发明方法构造的生态岛包括用于形成稳定、可靠的自然生态净化系统的岛体20及围设于岛体20外用于稳定岛体20的围桩架30，从而使得生态岛易于实现模块化，并可根据河道水质、水深、流速及处理要求而灵活采用多个大小不一、形态各异的生态岛进行拼装和组合，以更好的适应河道的多样化。

可选地，步骤S31具体包括以下步骤：

在分布位置处放线。

制备构成围桩架30的多根桩杆31。

依次将多根桩杆31沿放线位置打入河床101。

具体地，依据设计图上标注的坐标采用全站仪或者GPS在分布位置处放线。具体地，桩杆31为由木料制备形成的木桩，或为由钢筋或钢管制备形成的钢桩，或为由石料制备形成的石桩，或为由钢筋混凝土浇注形成的混凝土桩。桩杆31的截面为圆形或多边形，且桩杆31的外径为100mm～200mm。

可选地，依据设计图纸的要求将各桩杆31沿放线位置打入河床101时，先沿顺流方向打入桩杆31，再进行环形封闭，并使桩杆31的下端嵌入河床101下方的持力层中以防桩杆31松动，桩杆31的上端延伸至河道10的常水位102以上500mm～600mm，且相邻两根桩杆31之间的间隙为3mm～10mm，相邻两根桩杆31之间间隙的设定可控制岛体进、出水的流量及水流在岛体20内的分配状况。进一步地，生态岛施工一般选择围堰施工，且应在枯水季节进行，此时降雨稀少，河道流量小、水位低，易于在河道中作业。

可选地，依据设计图纸的要求依次将多根桩杆31沿放线位置打入河床101时，使与河道10的水流方向垂直布设的相邻两根桩杆31之间的间隙为3mm～4mm，由于水流在与围桩架30相垂直的方向流动较快且水力较大，故而需相应减少相邻两根桩杆31之间的间隙，防止间隙过大进入岛体20内的水量过多且水流过急使岛体结构不稳定且水流净化效果差；使与河道10的水流方向平行布设的相邻两根桩杆31之间的间隙为8mm～10mm，由于水流在与围桩架30平行的方向流动较缓且水力较小，故而需相应增大相邻两根桩杆31之间的间隙，以使岛体20内的水流顺利排出，以使出水量与进水量形成动态平衡。

可选地，制备构成围桩架30的多根桩杆31时，还制备出构成围桩架30的多根连接杆或多段连接绳，连接杆或连接绳用于将多根桩杆31连接成一体，进而增强围桩架30整体的稳定性。连接杆可为由树木加工形成的杆，也可为由楠竹加工形成的杆。连接绳可为尼龙绳、钢丝绳等。依据设计图纸的要求依次将多根桩杆31沿放线位置打入河床101后，再依次将多根连接杆或多段连接绳固定连接至多根桩杆31上。

可选地，在围桩架30内的河床101上构造出岛体20，具体包括以下步骤：

在围桩架30的围合区域内的河床101上铺设砾石层和/或碎石层，并使砾石层和/或碎石层延伸至河道10的常水位102以上。

在砾石层和/或碎石层上铺设生物介质土层24。

在生物介质土层24上种植水生植物25。

具体地，本发明的岛体20下部为砾石层或碎石层，由于砾石或碎石表面粗糙且具有较大比表面积的特点，易于微生物挂膜，同时砾石或碎石较大的孔隙率易于使水流通过，截污能力强，故而经过砾石或碎石层的截留、过滤、吸附及微生物的降解作用可去除河道水中悬浮颗粒污染物和溶解性有机污染物，达到净化水质的目的。岛体20最上层的水生植物25主要有以下几个功能：(1)植物通过根系固定生物介质土层24，避免河道涨水淹没岛体20造成介质土的流失；(2)利用植物根系从生物介质土层24和砾石或碎石层吸收河道水中氮(N)、磷(P)等营养物质，进而达到净化河道水的目的；(3)根据植物根际效应，为微生物提供定居场所，供给光合产物和能量；(4)改善生物介质土层24的微环境，使生物介质土层24通气性和透水性更好，增加微生物或根际微生物的种类和数量；(5)利用植物的光合作用与蒸腾作用调节着水面的微气候，这种良好的微气候适宜鸟类的栖息。生物介质土层24作为水生植物和微生物生长承载的载体，其主要作用有：(1)通过生物介质土层24的毛细作用，将河道水中的污染物作为微生物和水生植物的营养物质，达到去除河道水中化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)、氨气(NH3)、磷(P)等污染物的目的；(2)生物介质土层24具有良好的通气性及透水下渗性能，在河道水水位上涨及降雨时期，生物介质土层24充当一个下向流的“过滤器”的功能，能有效截流、过滤河道水中所含的悬浮物及降雨初期中的污染物；(3)为植物和微生物提供一个理想的共生环境，植物根系为微生物提供生长场所、营养和能量，反之，微生物的新陈代谢作用加强了有机质的分解，促进植物营养元素的矿化，如微生物通过溶解矿物中的磷酸盐，给植物提供可溶性的磷酸盐，加快植物对磷酸盐的吸收，另外，微生物还能活化生物介质土层24，增加生物介质土层24的通气性和透水性，为植物根系吸水分、输送氧气和呼吸作用创造良好条件。

本发明的岛体20中，砾石层或碎石层相对密度较大，不易遭受水体冲刷和流失；生物介质土层24土质疏松，通气性和透水性良好，不仅为水生植物和微生物提供一个理想的共生环境，提高对河道水水质处理的效果，还能在河道水水位上涨及降雨时期，生物介质土层24能有效截流、过滤河道水中所含的悬浮物及降雨初期中的污染物；种植的水生植物25品种多样化，充分发挥各种植物根系作用和根际效应，稳定生物介质土层24，为微生物和根际微生物提供理想场所并供给营养和能量，丰富微生物种类及数量，同时还可利用植物根系从生物介质土层24和砾石层或碎石层吸收河道水及N、P等营养物质，达到净化河道水的目的，同时塑造一个自然、生态、绿色、环保的景观效果，从而本发明的岛体20集植物、土壤、微生物、空气与河流环境协同构成一个可靠稳定的自然生态净化系统，形成了一条相对完整、简单的“水陆两生、水陆两栖”的循环生物链，丰富了生物的多样性，为动植物的繁衍生息提供了一个理想的栖息地。

可选地，如图2所示，在围桩架30内的河床101上铺设砾石层，具体包括以下步骤：

在围桩架30内的河床101上铺设砾石直径为30mm～50mm的粗砾石层21。

在粗砾石层21上铺设中砾石层22。

在中砾石层22上铺设细砾石层23。

具体地，本发明岛体20最底部设置粗砾石层21或碎石层，粗砾石层或碎石层表面粗糙且有较大比表面积的特点，易于微生物挂膜，同时粗砾石层或碎石层较大的孔隙率易于使水流通过，截污能力强，能保持持续稳定运行；粗砾石层21或碎石层上铺设中砾石层22或碎石层，由于中砾石层自身粒径较小带来孔隙率变小用于阻隔上层细砾石层23或碎石层和下层粗砾石层21或碎石层，防止上层细砾石或碎石掉入粗砾石层21中，中砾石层22或碎石层同样具有表面粗糙且有较大比表面积和孔隙率的特点，易于挂膜和截污；中砾石层22或碎石层上铺设细砾石层23或碎石层，由于细砾石层23自身粒径更小带来孔隙率变小用于阻隔上层生物介质土层24和下层中砾石层22或碎石层，防止上层生物介质土层24落入中砾石层22中，导致砾石或碎石孔隙堵塞，影响处理效果，细砾石层23或碎石层同样具有表面粗糙且有较大比表面积特点，河道水的污染物能被截留和被微生物吸附、降解。

本发明生态岛的作用原理：利用生态学原理和现代污水处理技术，整体打造一个由植物、土壤、微生物及河道组成的自然生态净化系统，一方面，利用生态学原理，打破水利工程的传统观念及常规做法，通过对河道内生态岛合理化塑形和布置来恢复河道的连续性和蜿蜒性，河道的连续性能保证鱼类等水生生物正常繁衍生息，河道的蜿蜒性能营造河道的主流、支流、河湾、心滩、深潭生境，由此形成的滨水空间为鱼类、鸟类、两栖动物、昆虫等提供了繁衍栖息的场所，构成了丰富的景观效果，同时，河道蜿蜒曲流形态能够削减、消耗洪水的冲击，保证河床形态的稳定，减弱下游河段的压力；另一方面，利用现代化污水处理技术，采用类似传统活性污泥法整体在生态岛内呈推流式特点、发挥着类似生物膜法中淹没式生物接触氧化的功能、同时又兼顾着类似人工湿地的作用于一体，实现河道水质的净化，其具体实施过程为：首先，从沿河道水流流向看，河道水先从上游围桩架30的缝隙间呈推流式流经粗、中、细砾石或碎石层(当河道水位上涨超过常水位一定高度时，河道水同时可以到达生物介质土层)，经过砾石或碎石层(微生物易于附着在砾石或碎石层上形成生物膜)的截留、过滤、吸附及微生物的降解作用去除河道水中悬浮颗粒污染物和溶解性有机污染物，达到净化水质的目的；其次，从生态岛竖向看，除了底部砾石或碎石层的净化效果外，岛体上部生物介质土层中的微生物和水生植物形成一种共生关系，可进一步去除河道水中的污染物，综上所述，从生态系统构建上看，本发明集植物、土壤、微生物、空气与河流环境协同构成了一个可靠稳定的自然生态净化系统，形成了一条相对完整、简单的“水陆两生、水陆两栖”的循环生物链；从河道水水质净化过程上看，河道水在沿生态岛长度方向整体上呈推流式流至岛体的末端，通过河道水自上游往下游以“自然做功”的方式向岛体内充氧和输送“营养物质”，经生态岛内砾石或碎石、微生物、介质土层、水生植物协同作用高效完成河道水质的净化。

可选地，在粗砾石层21上铺设中砾石层22时，首先沿粗砾石层21的周向在粗砾石层21上铺设一圈砾石直径为30mm～50mm的第一粗砾石环层，然后再在第一粗砾石环层内的粗砾石层21上铺设砾石直径为10mm～15mm的中砾石层22。在中砾石层22上铺设细砾石层23时，首先沿中砾石层22的周向在中砾石层22上铺设一圈砾石直径为30mm～50mm的第二粗砾石环层，然后再在第二粗砾石环层内的中砾石层22上铺设砾石直径为3mm～8mm的细砾石层23。

进一步地，铺设的粗砾石层21的高度为300mm～500mm。铺设的第一粗砾石环层的高度为200mm～300mm，第一粗砾石环层的环厚为100mm～150mm，且铺设的中砾石层22的高度与第一粗砾石环层的高度相等。铺设的第二粗砾石环层的高度为200mm～300mm，第二粗砾石环层的环厚为150mm～200mm，且铺设的细砾石层23的高度与第二粗砾石环层的高度相等。铺设的生物介质土层24的底平面位于河道10的常水位102以上50mm～100mm处，且铺设的生物介质土层24的厚度为500mm～800mm。

具体地，最先铺设的是最底层的粗砾石层21或碎石层，该层铺设时的底标高和放坡可与河床标高和比降趋于一致，或低于河床标高100mm～200mm，铺设高度一般控制在300mm～500mm，具体根据河道多年常水位和水深确定。中砾石层22或碎石层均匀铺设在粗砾石层21或碎石之上，铺设高度一般控制在200mm～300mm，具体根据河道多年常水位和水深确定，需要注意的是，由于该层砾石或碎石粒径相对下层的粗砾石或碎石小，为防止个别小粒径砾石或碎石可能被水流从桩杆间隙中冲出岛体，因此，在该层四周仍铺设与中砾石层或碎石层同等高度、厚度为100mm～150mm的粗砾石或碎石。细砾石层23或碎石层均匀铺设在中砾石层或碎石层之上，铺设高度一般控制在200mm～300mm，具体根据河道多年常水位和水深确定，值得注意的是，由于该层砾石或碎石粒径相对下层粗砾石或碎石小很多，为防止大部分小粒径砾石或碎石可能被水流从桩杆间隙中冲出岛体，因此，在该层四周仍铺设与细砾石层或碎石层同等高度、厚度为150mm～200mm的粗砾石或碎石。在整个砾石或碎石层铺设过程中，不允许有周边泥沙、泥土及其他杂质滑落至砾石或碎石层内，因此，在施工过程时应做好对岛体砾石或碎石层的保护措施。

可选地，如图2所示，在围桩架30内的河床101上铺设碎石层时，其具体铺设情况及每层碎石粒径的大小分别与碎石层相同。

可选地，在砾石层或碎石层上铺设生物介质土层24，具体包括以下步骤：

采用粗砂、土壤及有机质配置生物介质土层24的生物介质土。

在砾石层或碎石层上方的围桩架30内侧围设透水土工布。

在砾石层或碎石层上依次铺设多层生物介质土。

具体地，砾石或碎石层施工完毕后，接着往上面填充生物介质土层24。生物介质土层24主要由粗砂、土壤及有机质按一定比例配置而成，该层主要营造生态环境，利用生物介质土层中的微生物和植物协同共生去除污染物。生物介质土层24底标高位于常水位之上，填充平均高度为500mm～800mm，可分2～3层(每层200mm～300mm)分层均匀填充，勿需夯实，保持生物介质土层土质疏松，通气性和透水性良好，具体厚度根据河道多年常水位、水深、植物种植要求综合确定。值得注意的是，由于该层介质土粒径很小，为防止河道涨水时淹没至生物介质土层时被水流冲刷造成水土流失，因此在该层四周设置透水土工布，其高度与靠近桩杆边铺设的生物介质土层厚度相同。

具体地，生态岛生物介质土层上种植植物，基本为水生植物，尽可能实现水生植物品种多样性，具有吸收N、P作用强，充分发挥各种植物根系作用和根际效应，稳定生物介质土层，防止河道涨水时水流冲刷，植物种植时要注意合理的种植密度和种植时间及植物品种之间的合理搭配。

可选地，在完成步骤S10之后且在进行步骤S30之前，还包括步骤：

S20：根据生态岛的具体设置位置对生态岛进行针对性设计和形状休整，并设计时考虑水体水动力条件以形成良好的水利条件。

具体地，在确定单个生态岛在河道中的分布位置、面积后，再根据每个生态岛的具体位置，针对性对其进行设计和形状修整，增加水体水动力条件，形成较好的水力条件，保证河道水流经生态岛内及岛外的流态、流量、流速得到合理的控制和分配，对水质改善和提升起着促进作用，同时，生态岛的外观塑形保证河道的连续性和蜿蜒性，河道的连续性能保证鱼类等水生生物正常繁衍生息，河道的蜿蜒性能塑造河道主流、支流、河湾、心滩、深潭等滨水空间，进而为鱼类、鸟类、两栖动物、昆虫等提供繁衍栖息的场所，并产生丰富的景观效果，同时，河道蜿蜒曲流形态能够削减、消耗洪水的冲击，保证河床形态的稳定，减弱下游河段的压力。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：根据待生态修复河道(10)的流域范围、水文特征及水质处理要求确定待构造的模块化生态岛在河道(10)中的分布位置、生态岛的数量、每个生态岛的面积及相邻生态岛之间的间距；

S30：在各分布位置处构造生态岛，具体包括以下步骤：

S31：在分布位置处构造出呈环形排布的围桩架(30)，并使围桩架(30)的下端嵌入河床(101)下固定，围桩架(30)的上端延伸至河道(10)的常水位(102)以上，围桩架(30)的周壁上具有供河道水穿过并对进出围桩架(30)的水量及水流分配状况进行控制的进出流缝；

S32：在围桩架(30)的围合区域内的河床(101)上构造出用于对进入围桩架(30)的河道水进行自然生态净化的岛体(20)。

2.根据权利要求1所述的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，所述步骤S31具体包括以下步骤：

在分布位置处放线；

制备构成围桩架(30)的多根桩杆(31)；

依次将多根桩杆(31)沿放线位置打入河床(101)。

3.根据权利要求2所述的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，

将各桩杆(31)沿放线位置打入河床(101)时，使桩杆(31)的下端嵌入河床(101)下方的持力层中，桩杆(31)的上端延伸至河道(10)的常水位(102)以上500mm～600mm，且相邻两根桩杆(31)之间的间隙为3mm～10mm。

4.根据权利要求2所述的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，

依次将多根桩杆(31)沿放线位置打入河床(101)时，使与河道(10)的水流方向垂直布设的相邻两根桩杆(31)之间的间隙为3mm～4mm，使与河道(10)的水流方向平行布设的相邻两根桩杆(31)之间的间隙为8mm～10mm。

5.根据权利要求1所述的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，在围桩架(30)内的河床(101)上构造出岛体(20)，具体包括以下步骤：

在围桩架(30)的围合区域内的河床(101)上铺设砾石层和/或碎石层，并使砾石层和/或碎石层延伸至河道(10)的常水位(102)以上；

在砾石层和/或碎石层上铺设生物介质土层(24)；

在生物介质土层(24)上种植水生植物(25)。

6.根据权利要求5所述的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，在围桩架(30)内的河床(101)上铺设砾石层，具体包括以下步骤：

在围桩架(30)内的河床(101)上铺设砾石直径为30mm～50mm的粗砾石层(21)；

在粗砾石层(21)上铺设中砾石层(22)；

在中砾石层(22)上铺设细砾石层(23)。

7.根据权利要求6所述的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，

在粗砾石层(21)上铺设中砾石层(22)时，首先沿粗砾石层(21)的周向在粗砾石层(21)上铺设一圈砾石直径为30mm～50mm的第一粗砾石环层，然后再在第一粗砾石环层内的粗砾石层(21)上铺设砾石直径为10mm～15mm的中砾石层(22)；

在中砾石层(22)上铺设细砾石层(23)时，首先沿中砾石层(22)的周向在中砾石层(22)上铺设一圈砾石直径为30mm～50mm的第二粗砾石环层，然后再在第二粗砾石环层内的中砾石层(22)上铺设砾石直径为3mm～8mm的细砾石层(23)。

8.根据权利要求7所述的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，

铺设的粗砾石层(21)的高度为300mm～500mm；

铺设的第一粗砾石环层的高度为200mm～300mm，第一粗砾石环层的环厚为100mm～150mm，且铺设的中砾石层(22)的高度与第一粗砾石环层的高度相等；

铺设的第二粗砾石环层的高度为200mm～300mm，第二粗砾石环层的环厚为150mm～200mm，且铺设的细砾石层(23)的高度与第二粗砾石环层的高度相等；

铺设的生物介质土层(24)的底平面位于河道(10)的常水位(102)以上50mm～100mm处，且铺设的生物介质土层(24)的厚度为500mm～800mm。

9.根据权利要求5所述的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，在砾石层或碎石层上铺设生物介质土层(24)，具体包括以下步骤：

采用粗砂、土壤及有机质配置生物介质土层(24)的生物介质土；

在砾石层或碎石层上方的围桩架(30)内侧围设透水土工布；

在砾石层或碎石层上依次铺设多层生物介质土。

10.根据权利要求1所述的构造模块化生态岛进行河道生态修复的方法，其特征在于，在完成步骤S10之后且在进行步骤S30之前，还包括步骤：

S20：根据生态岛的具体设置位置对生态岛进行针对性设计和形状休整，并在设计时考虑水体水动力条件以形成良好的水利条件。