CN110528457B - 一种基于水生植物布局的顺直河道优化形态 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于水生植物布局的顺直河道优化形态，包括河岸梯级植物带、河床植物簇群及稳定块石，所述河岸梯级植物带由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成的一级或多级植物带构建河道纵向柔性的蜿蜒形态，通过高矮不同的水生植物搭配，使得不同水位时河道蜿蜒形态的多样化；所述河床植物簇群由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成，能根据河道水动力条件需求构建河道垂向柔性的深潭与浅滩形态；稳定块石稳定并分隔河岸梯级植物带，使得来水消能、增加微生物附着。优点：基于水生植物布局构建或者优化顺直河道的柔性形态，不破坏原河道护岸结构，保留防洪功能，同时改善河道水流形态，创建河道不同生境，增强河道水体自净能力。

Description

一种基于水生植物布局的顺直河道优化形态

技术领域

本发明是一种基于水生植物布局的顺直河道优化形态，属于河道改造技术领域。

背景技术

据估计，全世界大约有60％的河流经过了人工改造，包括筑坝、筑堤、自然河道渠道化、裁弯取直等，在城市中，河道人工改造现象更为突出。顺直河道形态主要存在平面顺直化、断面规则化等特点，这样的变化增加了土地使用的有效面积，但严重地破坏了河道的水生生态系统和水景观环境，特别是混凝土和浆砌块石边坡的衬砌严重地破坏了水生态系统。平面上顺直化导致无法形成自然条件下河流蜿蜒形态，也不存在多样化的流速带；而断面上的几何规则化，使得河道缺少了自然的浅滩和深潭。这些因素的不足导致了河流生境异质性的降低，使鱼类、两栖类、昆虫类、鸟类等与人类生存息息相关的动物和微生物失去了良好的栖息、繁衍和避难的场所。

随着人们认识到顺直河道不利于生态环境的维护，已开始对一些顺直河流进行了生态改造，以恢复其原有的蜿蜒特性。现有技术主要是通过在大范围内修复作业将已被直线化的河道直接改变成蜿蜒形态。如专利中小顺直河流纵向蜿蜒形态构建方法(ZL201110043723)、一种顺直河道低水生态修复工程布局的确定方法(ZL201510198297)，这些方法均需要对现有河岸进行改造，直接将现有河岸改造成蜿蜒形态。这类修复方式可以起到较好的修复效果，然而，应用这类修复技术需要大动土工，消耗大量的人力及物质资源；同时，一般情况下城市顺直河道空间拓展受限，难以直接进行大尺度改变河道形态来形成平面上的蜿蜒性。此外，在构建蜿蜒河道的同时不能破坏原有城市顺直河道的防洪功能。针对宽度受限、承载防洪功能的城市顺直河道，如何更加生态、简单的构建其蜿蜒形态已成为亟待解决的问题。目前，在这方面鲜有研究，因此，解决城市顺直河道蜿蜒性构建问题具有重要的现实意义。

发明内容

本发明提出的是一种基于水生植物布局的顺直河道优化形态，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，适用于各类顺直河道，生态修复效果好，结构简单灵活。

本发明的技术解决方案：一种基于水生植物布局的顺直河道形态，包括河岸梯级植物带1、河床植物簇群2及稳定块石3，基于水生植物构成柔性护坡形成纵向柔性蜿蜒型河道及垂向柔性的深潭与浅滩；所述河岸梯级植物带1沿河岸布设形成向河道中心呈由高向低阶梯式形态，河床植物簇群2于河道中心沿河床布置，稳定块石3布设于植物外围或内部隔离带。

所述河岸梯级植物带1为由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成的一级或多级植物带，利用植物本身植株高度或者自然地形布设形成沿河岸向河道中心呈由高向低阶梯式。

所述各级植物带沿河岸布设，呈直面、曲面或网格布局方式，各级植物带由河岸至河道中心植物顶端所达高度依次降低，布设曲率逐渐增加、布设复杂度逐渐增加。

所述河床植物簇群2由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成。

所述河床植物簇群2将各类植物穿插种植，呈圆形、方形、或交错布局方式。

根据水文情况沿植物带布设稳定块石，用于稳定、分隔植物带、来水消能及微生物附着，所使用材料为小型块石、生物填料球或可供微生物附着的环保材料。

本发明的有益效果：

1）利用水生植物形成柔性蜿蜒结构，将原本顺直河道改造成纵向柔性蜿蜒形态，同时不破坏原本护岸形态，保留防洪功能。

2）利用水生植物形成河床植物簇群，构成水下森林，形成垂向的柔性深潭与浅滩，能有效改变水文状态。

2）所涉及材料均可从自然界中获得，绿色生态，同时植物带中植物种植在底泥或坡岸上，不仅能对水体进行修复、沉淀水体中污染物质，还可以吸收底泥及地表径流中的营养物质，进行原位修复，起到可持续的生态修复效果。

3）河岸梯级植物带为梯级式设计，高水位时，较高的植物形成的柔性护坡结构相对简单，以河道行洪为主，同时被淹没的植物带使水体形成浅滩和深潭；低水位时，较矮的植物形成的柔性护坡结构相对复杂，使水体形成各类不同的流态。

4）河岸梯级植物带及河床植物簇群均包含了沉水植物、浮水植物、挺水植物，且覆盖面积广，能有效增加河道生境中生物多样性。

5）该构建方法主要基于水生植物，无需对现有护坡进行大面积土工改造，成本较低，维护、修补、改造方便。

附图说明

附图1是基于水生植物的河道纵向蜿蜒形态俯视图。

附图2是基于水生植物的河道纵向蜿蜒形态剖面图。

附图3是基于水生植物的河道垂向深潭浅滩俯视图。

附图4是基于水生植物的河道垂向深潭浅滩剖面图。

附图5是基于水生植物的河道纵向和垂向形态综合俯视图。

附图6是基于水生植物的河道纵向和垂向形态综合剖面图。

图中：1是河岸梯级植物带，2是河床植物簇群，3是稳定块石。

具体实施方式

一种基于水生植物布局的顺直河道形态优化构建方法，包括河岸梯级植物带、河床植物蔟群及稳定块石。

所述河岸梯级植物带由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成，利用植物本身植株高度或者自然地形布设形成沿河岸向河道中心呈由高向低阶梯式的一级或多级植物带，形成可适应不同水位高度的纵向柔性坡岸。

所述河岸梯级植物带最靠近河岸的主要由植株较高、质地较硬的挺水植物和浮水植物构成（如芦苇），沿河岸呈曲面布，形成柔性坡岸，布设宽度需根据河道宽度、流量、最高水位等水文条件具体考量，布设曲率不宜过大。

所述河岸梯级植物带沿河岸向河道中心布设曲率逐渐增加、布设复杂度逐渐增加，逐渐过渡为植株高度较矮的沉睡植物或浮水植物构成（如苦草），可沿河岸呈较大曲率布设或形成错落式等复杂排布方式布设。

所述河床植物蔟群由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成，将各类不同高度的植物交错穿插种植，呈圆形、方形、交错等布局方式，于河道中心沿河床布置，构成水下森林系统，形成垂向柔性深潭与浅滩，有效改变水文条件。

所述稳定块主要用于稳定、分隔河岸梯级植物带及河床植物蔟群、来水消能及微生物附着，所用材料为小型块石或具有一定重量的生物填料球及其他可供微生物附着的环保材料。

下面结合附图对本发明作更进一步说明。

如图1-6所示，本修复方法涉及的一种基于水生植物布局的顺直河道形态优化构建方法，包括河岸梯级植物带1、河床植物蔟群2及稳定块石3。

河岸梯级植物带1由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成的一级或多级植物带，多级植物带利用植物本身植株高度或者自然地形布设形成沿河岸向河道中心呈由高向低阶梯式，形成可适应不同水位高度的纵向柔性坡岸，如图1所示，河岸梯级植物带1最靠近河岸部分主要由植株较高、质地较硬的挺水植物和浮水植物构成（如芦苇），随植物带向河心层级增加，植物顶端所达高度越矮，其布设曲率逐渐增加、布设复杂度逐渐增加，逐渐过渡为植株高度较矮的沉睡植物或浮水植物构成（如苦草）。

各级植物带其布设宽度、形态均需根据河道宽度、流量、最高水位等水文条件具体考量，各级植物带有机结合形成的河岸梯级植物带1可适应于河道的各类水位，在不同水位条件下形成不同的水文特征，构建了河道纵向蜿蜒形态。

当河岸为垂直驳岸时，河岸梯级植物带1紧贴河岸布置；当河岸为倾斜驳岸时，河岸梯级植物带1沿河岸向河道中心布设，利用斜坡高差和植物本身高度形成不同层级的植物带；对于硬质的斜坡，可在斜坡上布设生态沙袋，在上面种植植物。

河床植物蔟群2由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成将各类不同高度的植物交错穿插种植，呈圆形、方形、交错等布局方式，于河道中心沿河床布置，构成水下森林系统，形成垂向柔性深潭与浅滩（如图2所示）。

如图3所示，河岸梯级植物带1及河床植物蔟群2可有机结合，综合构建河道纵向和垂向形态，有效改变河道水文特征，增加生物多样性，为各类生物提供良好的栖息、繁衍和避难的场所。

稳定块石3主要用于稳定、分隔河岸梯级植物带及河床植物蔟群、来水消能及微生物附着，所用材料为小型块石或具有一定重量的生物填料球及其他可供微生物附着的环保材料，增加河道自净能力。

Claims (4)

1.一种基于水生植物布局的顺直河道优化形态，其特征是包括河岸梯级植物带（1）、河床植物簇群（2）及稳定块石（3），基于水生植物构成柔性护坡形成纵向柔性蜿蜒型河道及垂向柔性的深潭与浅滩；所述河岸梯级植物带（1）沿河岸布设形成向河道中心呈由高向低阶梯式形态，河床植物簇群（2）于河道中心沿河床布置，稳定块石（3）布设于植物外围或内部隔离带；根据水文情况沿植物带布设稳定块石，用于稳定、分隔植物带、来水消能及微生物附着，所使用材料为小型块石、生物填料球或可供微生物附着的环保材料；

所述河岸梯级植物带（1）为由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成的一级或多级植物带，利用植物本身植株高度或者自然地形布设形成沿河岸向河道中心呈由高向低阶梯式。

2.根据权利要求1所述的一种基于水生植物布局的顺直河道优化形态，其特征是所述各级植物带沿河岸布设，呈直面、曲面或网格布局方式，各级植物带由河岸至河道中心植物顶端所达高度依次降低，布设曲率逐渐增加、布设复杂度逐渐增加。

3.根据权利要求1所述的一种基于水生植物布局的顺直河道优化形态，其特征是所述河床植物簇群（2）由沉水植物、浮水植物、挺水植物构成。

4.根据权利要求1所述的一种基于水生植物布局的顺直河道优化形态，其特征是所述河床植物簇群（2）将各类植物穿插种植，呈圆形、方形、或交错布局方式。

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