CN111424610A - 基于本地物种的自然型生态护岸 - Google Patents

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CN111424610A CN202010229847.2A CN202010229847A CN111424610A CN 111424610 A CN111424610 A CN 111424610A CN 202010229847 A CN202010229847 A CN 202010229847A CN 111424610 A CN111424610 A CN 111424610A
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黄天舒
彼得·劳赫·汉斯
李建华
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    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/12—Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
    • E02B3/122—Flexible prefabricated covering elements, e.g. mats, strips
    • E02B3/125—Flexible prefabricated covering elements, e.g. mats, strips mainly consisting of vegetable material, e.g. wood, reeds
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01G17/00—Cultivation of hops, vines, fruit trees, or like trees
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/11—Hard structures, e.g. dams, dykes or breakwaters

Abstract

本发明涉及一种基于本地物种的自然型生态护岸，包括：护坡结构、填料和植物活体材料，所述护坡结构为人工构筑的坝体，所述填料填充所述护坡结构的孔隙并形成土壤层，所述植物活体材料平铺在所述土壤层上，所述植物活体材料上方用土壤覆盖，所述框架结构内部填充天然石块，所述框架结构由多个支撑单元相互叠加形成，所述支撑单元包括相互平行的两个圆木和多个横梁，每一所述横梁搭接在相互平行的两个所述圆木上，钉入地面的所述支撑柱与所述横梁固定连接。本发明对原有地形地貌进行改造较小，占地小，投资少，运行稳定，管理维护方便，关注本地物种的多样性及优势状况，生态护岸使用本地物种能够更好维持本地生境状况，提供动物栖息地，保护物种多样性。

Description

基于本地物种的自然型生态护岸
技术领域
本发明属于河岸护坡工程领域，尤其涉及一种基于本地物种的自然型生态护岸。
背景技术
中国长江中下游太湖流域及其周边地区通常也被称为平原河网地区，该地区河流及河岸生态系统受到城市化等人类活动的干扰较为深刻。近几十年来，平原河网地区城市化进程迅速，至2015年末，该地区代表城市苏州的城市化面积已经超过70％。经济的快速发展也导致平原河网地区的河道水质受到较为严重的污染。为了城市发展需要，早期的河流治理当中采取了较多裁弯取直、建设硬质化护坡的工程措施，大幅度改变河流下垫面，忽视了生态系统的自净与涵养功能；河岸原生植被也遭到了大规模建设发展的破坏，原生乡土植物遭到外来景观植物替换的情况较为明显。
生态护岸是河岸带修复的一种重要技术，既重视传统护岸功能，也更多关注生态功能、物种需求和自然景观。断面类型而言，生态护岸有自然型断面、矩形断面和梯形断面三类；构筑材料而言，有自然原型护岸、自然型护岸和多自然型护岸三类。其中自然型护岸在种植植被的同时，在坡脚利用石材、木材等自然材料进行护底。当前的木桩植被复合护岸使用沿河岸向坡岸打入原木桩的方法，上流土坡种植植被，可以有效满足防洪及生态要求。
利用土壤生物工程学进行现代河流整治是一种较好的生态恢复的选择。该方法利用活体植物，枯木和简单工具作为建筑材料。可以提供具有技术以及生态和社会经济功能的“土壤生物工程系统”。过去的河流工程方法只是考虑了防洪等技术方面的问题。因此，在很多地区，许多河流已经逐渐退化成只有航运功能的系统，这增加了洪水爆发的频率，导致了洪峰水位上升和严重的生态赤字。如今，现代的河流整治工程方法正在成为最先进的技术，不仅仅是进行防洪保护，还要考虑河流的其他功能，例如水质，动植物的陆地和水生生境。在主要河道的坝上和洪泛区上种植河岸植被是该方法的一部分，并且因为河岸保护以及土壤养护的存在，它们之间具有高度相关性。此外，作为水生和陆地生境之间的相交走廊，河岸植被也很重要。土壤生物工程方法是一种对于河岸植被结构的构建设计有帮助的技术。可以提供具有技术以及生态和社会经济功能的“土壤生物工程系统”。可将活体植物用于土壤工程。
发明内容
针对现有技术上的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于本地物种的自然型生态护岸。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种基于本地物种的自然型生态护岸,包括：
护坡结构、填料和植物活体材料，所述护坡结构为人工构筑的坝体，所述填料填充所述护坡结构的孔隙并形成土壤层，所述植物活体材料平铺在所述土壤层上，所述植物活体材料上方用土壤覆盖，其中，所述护坡结构包括框架结构和钉在地面的支撑柱，所述框架结构内部填充天然石块以确保结构的坚固和稳定性，所述框架结构由多个支撑单元相互叠加形成，所述支撑单元包括相互平行的两个圆木和多个横梁，每一所述横梁搭接在相互平行的两个所述圆木上，钉在地面的所述支撑柱与所述横梁固定连接。
较佳地，所述植物活体材料由若干本土植物通过塑钢丝绑扎连接成整体。
较佳地，所述本土植物包括垂柳、香樟、乡土乔木、蛇莓、野豌豆及卫矛一种或一种以上。
较佳地，所述支撑柱的平均高度为80cm，直径为5-8cm。
较佳地，所述填料为沙石土壤，所述土壤层厚度为3-4cm。
较佳地，还包括柳条层，所述柳条层设置在同一侧相邻的所述圆木之间的空间以防止该生态被侵蚀，所述柳条层由若干柳条通过塑钢丝绑扎连接成整体。
较佳地，相邻的所述支撑单元的所述横梁交错设置。
较佳地，靠近河道的所述圆木的外侧直插入所述支撑柱，并用大石头压实以确保护坡脚注的稳定性。
较佳地，所述护坡结构坡度为60度且往后倾斜以将水流引向河床。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明与现有自然型护坡系统相比，对原有地形地貌进行改造较小，占地小，投资少，运行稳定，管理维护方便，关注本地物种的多样性及优势状况，能够较好完成保持水土、巩固坡岸等生态护岸基本功能；生态护岸使用本地物种能够更好维持本地生境状况，提供动物栖息地，保护物种多样性；生态护岸能够通过独有的自然植物景观，营造江南河网地区独有的生态景观，“留得住乡愁”。
附图说明
图1为本发明基于本地物种的自然型生态护岸的结构示意图。
具体实施方式
一种基于本地物种的自然型生态护岸，包括：护坡结构10、填料和植物活体材料，所述护坡结构为人工构筑的坝体，所述填料填充所述护坡结构的孔隙并在所述护坡结构上方形成土壤层，所述植物活体材料平铺在所述土壤层上，所述植物活体材料上方用土壤覆盖，其中，所述护坡结构包括框架结构100和钉在地面上的支撑柱(在已有的护岸上，可省略支撑柱，在自行搭建的护坡上采用支撑柱稳定结构，图中未示出支撑柱)，所述框架结构100为木质结构防波堤，所述框架结构100内部填充天然石块以确保结构的坚固和稳定性，所述框架结构由多个支撑单元200相互叠加形成，逐层叠加直到达到所需的高度，所述支撑单元200包括相互平行的两个圆木210和多个横梁220，每一所述横梁搭接在相互平行的两个所述圆木上，钉入地面上的所述支撑柱与所述横梁固定连接，例如，所述支撑柱与所述横梁通过螺杆和螺母将其连接。
本发明的基于本地物种的自然型生态护岸，采用的木质结构防波堤在河床中形成了新的栖息地，特别是在流速慢的地区，因此沉淀的沉积物更加细小。防波堤沿河岸向河流中心设置。从技术角度看，它们可以将水流引向河床中心从而减小对河岸的侵蚀。可以将护坡结构定位在上游或下游，以实现复合效果。
所述植物活体材料由若干本土植物通过塑钢丝绑扎连接成整体。所述植物活体材料是一项从施工结束时就开始提供防腐蚀保护的技术，所述植物活体材料的致密铺设在所述土壤层上，并用镀锌电线做成网格铺设在所述植物活体材料上，使所述植物活体材料紧贴所述土壤层，可提供抵抗侵蚀的保护。所述植物活体材料下方可以用石头和木制结构制成。所述植物活体材料上被土壤层覆盖3-5厘米，因此它可以发芽并形成密集的根网。植物活体材料的芽苗密度高，可长时间保持柔软，因此具有很高的抗腐蚀能力。刚发芽的柔性树枝在发生洪水时会弯曲，因此粗糙度较小，对河岸的保护也很好。
所述本土植物包括垂柳、香樟、乡土乔木、蛇莓、野豌豆及卫矛一种或一种以上。
所述支撑柱的平均高度为80cm，直径为5-8cm。
所述填料为沙石土壤，所述土壤层厚度为3-4cm。
还包括柳条层300，所述柳条层设置在同一侧相邻的所述圆木之间的空间以防止该生态被侵蚀，所述柳条层由若干柳条通过塑钢丝绑扎连接成整体。
较佳地，相邻的所述支撑单元的所述横梁交错设置以增加结构的稳定性。每层相邻两根横梁之间的距离不超过2米，横梁采用倒伐树木制成，直径在20-30厘米，每根横梁长度不超过4米。
较佳地，靠近河床的所述圆木的外侧直插入所述支撑柱以限制圆木的滚动，并用大石头压实以确保护坡脚注的稳定性。
较佳地，所述护坡结构坡度为60度且朝河床方向倾斜。所述护坡结构是结合了原木和植物材料的一种工程措施。所述护坡结构使建筑类型具有刚性结构。活体植物材料以其根部的作用来增强结构。该技术用于阻力大且河岸陡峭(空间有限)的情况。所述护坡结构的墙壁必须牢固地固定在地面和河岸上。前部应向后倾斜20–30度，坡度在60度左右。它可以用石头或原木建造作为基础。柳条层形式的活体植物材料填充在建筑类型水侧圆木之间的空间，并保护该生态护岸被侵蚀。
上述基于本地物种的自然型生态护岸，利用本地种植物——土壤的缓冲设置，可以防止或转移由地表径流、废水排放所带来的养分、沉积物、有机质等，利用覆有植物土壤的坡度设置，使一些污染物质更加有效的下渗，减少进入河流的污染物。利用植物的分隔，减少河流对河岸的侵蚀。同时采用植物——土壤的构造，不仅可以减少汇入河流的污染物，同时还具有调节洪水、净化河流的水域质量、调控该地区的局部小气候、稳定物质循环、增加生物多样性等生态服务作用。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
以桃源镇问津河为例，当地属亚热带季风性气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，问津河进行护坡评价与生境评价研究。问津河，全称问津河水浜，是位于桃源镇杏花村朝阳连圩的一条村级河道，北侧从东方大道起，至河水浜浜底止，全长1.28公里。问津河水浜可以看作京杭大运河的支流太浦河的支流。于近期进行生态修复。
将基于本地物种的自然型生态护岸应用于桃源镇问津河，生态修复前后相比，河岸带植被覆盖度明显提升，由于本地物种生境向好，出现加拿大一枝黄花和马缨丹的入侵，健康指数有所上升。通过综合生境指数法分析，2018年问津河生境综合健康指数为0.592，2019年问津河健康指数则达到了0.645，基于本地物种的自然型护坡具有一定效果。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于本地物种的自然型生态护岸,其特征在于，包括：护坡结构、填料和植物活体材料，所述护坡结构为人工构筑的坝体，所述填料填充所述护坡结构的孔隙并形成土壤层，所述植物活体材料平铺在所述土壤层上，所述植物活体材料上方用土壤覆盖，
其中，所述护坡结构包括框架结构和钉在地面的支撑柱，所述框架结构内部填充天然石块以确保结构的坚固和稳定性，所述框架结构由多个支撑单元相互叠加形成，所述支撑单元包括相互平行的两个圆木和多个横梁，每一所述横梁搭接在相互平行的两个所述圆木上，钉在地面的所述支撑柱与所述横梁固定连接。
2.根据权利要求1所述基于本地物种的自然型生态护岸，其特征在于，所述植物活体材料由若干本土植物通过塑钢丝绑扎连接成整体。
3.根据权利要求2所述基于本地物种的自然型生态护岸，其特征在于，所述本土植物包括垂柳、香樟、乡土乔木、蛇莓、野豌豆及卫矛一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述基于本地物种的自然型生态护岸，其特征在于，所述支撑柱的平均高度为80cm，直径为5-8cm。
5.根据权利要求1所述基于本地物种的自然型生态护岸，其特征在于，所述填料为沙石土壤，所述土壤层厚度为3-4cm。
6.根据权利要求1所述基于本地物种的自然型生态护岸，其特征在于，还包括柳条层，所述柳条层设置在同一侧相邻的所述圆木之间的空间以防止该生态被侵蚀，所述柳条层由若干柳条通过塑钢丝绑扎连接成整体。
7.根据权利要求1所述基于本地物种的自然型生态护岸，其特征在于，相邻的所述支撑单元的所述横梁交错设置。
8.根据权利要求1所述基于本地物种的自然型生态护岸，其特征在于，靠近河道的所述圆木的外侧直插入所述支撑柱，并用大石头压实以确保护坡脚的稳定性。
9.根据权利要求1所述基于本地物种的自然型生态护岸，其特征在于，所述护坡结构坡度为60度且往后倾斜以将水流引向河床。
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