CN111851394A - 一种地表水生态恢复系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及地表水生态恢复技术领域，公开了一种地表水生态恢复系统，包括灌溉水系统和污染净化系统，灌溉水系统包括蓄水系统和沟渠系统，蓄水系统包括多个沿高程降低方向在山体坡麓、沟口或农田区域布设的塘体，塘体包括基础层、设置在基础层上的防渗层和设置在防渗层上的保护层，防渗层包括防渗黏土层或钠基膨润土防渗毯，塘体内配置有水生植物群落，沟渠系统包括排水沟和灌溉渠，任一塘体至少连接有一条排水沟；本发明提供的一种地表水生态恢复系统，对地表水生态系统进行恢复从而实现退化生态区域的生态重建，为耕地的灌溉需求提供了保障，同时实现了区域的水生环境营造、生物多样性保育、水景观文化支撑、水污染净化等生态服务功能。

Description

一种地表水生态恢复系统
技术领域
本发明涉及地表水生态恢复技术领域，具体涉及一种地表水生态恢复系统。
背景技术
岩溶生态系统是一种脆弱的生态系统，近年来由于地下工程建设日益增多，尤其是大量公路、铁路隧道的修建，地下水水位疏降现象严重，产生了地面塌陷、地表水漏失等严重地质环境问题，加剧了地表水生态系统的健康和稳定性破坏，进而对农田和当地居民生产生活造成安全隐患。地表水漏失直接导致的生态用水和生产用水的短缺是区域地表水生态系统破坏，水生态服务功能退化乃至丧失的主要原因。
以峰丛洼地、峰丛峡谷为主的峰丛岩溶山地区是南方岩溶区中最贫困、人地矛盾最尖锐的地区，让受地表水生态影响退化的土地自然恢复的思路已经不切实际，必须通过投入对地表水生态系统进行恢复从而实现退化生态区域的生态重建。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种地表水生态恢复系统，对地表水生态系统进行恢复从而实现退化生态区域的生态重建，为耕地的灌溉需求提供了保障，同时实现了区域的水生环境营造、生物多样性保育、水景观文化支撑、水污染净化等生态服务功能。
本发明所采用的技术方案为：
一种地表水生态恢复系统，包括灌溉水系统和污染净化系统，所述灌溉水系统包括蓄水系统和沟渠系统，所述蓄水系统包括多个沿高程降低方向在山体坡麓、沟口或农田区域布设的塘体，所述塘体包括基础层、设置在基础层上的防渗层和设置在防渗层上的保护层，所述防渗层包括防渗黏土层或钠基膨润土防渗毯，所述塘体内配置有水生植物群落，所述沟渠系统包括排水沟和灌溉渠，任一塘体至少连接有一条排水沟，沿农田区域布设的塘体连接有灌溉渠；所述污染净化系统包括用于净化生活污水的稳定塘，经稳定塘沉淀、过滤、净化的生活污水流入灌溉水系统。
由于塘体包括基础层、设置在基础层上的防渗层和设置在防渗层上的保护层，防渗层包括防渗黏土层或钠基膨润土防渗毯。
针对塘体的设计水深大于2.5m时，针对其体容量大、水位深，有较强结构稳定性和防渗需求，则防渗主体材料选用钠基膨润土防渗毯。
针对塘体的设计水深小于2.5m时，因容量小、水位低，基底结构稳定性和防渗需求较低，防渗主体材料选用环境更加友好的黏土实现防渗，防渗黏土层可以大幅度降低渗漏，而不是完全停止渗漏，能保证适当渗漏率，所以不影响地表水与地下水的双向调节，不使塘变成死水。同时黏土可以不断吸附水体中的无机磷化物，从而避免湖泊的富氧化过程，避免有毒性的藻类生长，对水质净化有重要作用。
综上，塘体防渗层设计，一方面可以大幅度塘体降低渗漏，满足塘的蓄水功能，另一方面又不完全隔绝塘内水体与基底的物质能量交换，保持良性双向调节，使塘体具有自净能力。
由于蓄水系统包括多个沿高程降低方向在山体坡麓、沟口或农田区域布设的塘体，多个塘体构成的蓄水系统，通过承接天然降雨形成的坡面或沟口汇水，能够支撑其辐射区域的生态用水，横向水文连通以塘体与塘体之间、塘体与排水沟、灌溉渠之间横向串联的空间布局形式实现。横向串联的空间布局形式结合纵向防渗设计，在地表水漏失条件下，使得岩溶丘陵区地表水生态得以恢复，灌溉水系统的构建，满足了对耕地的补充灌溉需求。
由于污染净化系统包括用于净化生活污水的稳定塘，经稳定塘沉淀、过滤、净化的生活污水流入灌溉水系统，构建形成全覆盖的水系网络，实现水系的横向连通，结合塘体内配置有水生植物群落，本技术方案整体实现了区域的水生环境营造、生物多样性保育、水景观文化支撑和水污染等生态服务功能。
本技术方案为类似背景下的地表水生态恢复工作提供科学、可操作的模式，生态效益潜能和示范作用巨大。
需要说明的是，针对可溶岩分布广泛，且岩溶发育，下部发育多级水平岩溶管道，形成连通性好的溶隙、溶洞的区域，属塌陷易发区。因此，蓄水系统空间布局要遵循小而密集布设原则，在满足总需水量同时缩小单个塘体容量，降低渗透水压力和诱发新的地质沉陷风险。
塘体的位置初步确定后应进行针对性的点状地质勘查，以查明岩土体的物理力学特征、水文地质条件和岩溶发育情况，一方面确保塘体位置远离地质高风险点，另一方面对塘体的结构设计提供建议。
勘查方式以钻探、物探勘察为主，辅以工程地质调查和岩土试验，针对发育溶孔、溶隙为主以及发育溶沟、溶槽为主的塘体，设计应在塘体底部进行压实或局部灌浆处理，达到加固和防渗的目的。
进一步的，所述排水沟和灌溉渠内设有防渗结构。
排水沟和灌溉渠以灌溉水输送需求为主，区域水漏失严重，因此具备较高防渗功能需求。
另外因设计规格较小，为避免大断面开挖，选择考虑施工经济型和可行性，首先应对排水沟和灌溉渠的基础层应平整清洁，不得有尖锐突起物，基础层进行压实，压实度大于等于90％，无渗水积水，黏土压实度大于等于93％，非粘性土壤相对压实度大于等于90％，基础层上回覆10cm厚素土作为基础垫层，并夯实，据《灌溉与排水工程设计规范》和《GBT50600-2010渠道防渗工程技术规范》，防渗材料选择为土工防渗膜(两布一膜)；膜铺设采用埋入式，铺设时土工防渗膜不要拉得太紧，平面和垂直面的自然褶皱分别为：5％～8％；预留伸缩量：3％～5％；防渗结构包括垫层、防渗层、过渡层、保护层。垫层为5cm粗砂回填，无草皮、树根等杂物；防渗层选用土工防渗膜(两布一膜)，沟渠两侧摆块石进行结构衬砌。块石粒径规格控制在20-30cm范围，其中粒径30cm以上堆摆块石占比大于或等于总量30％，堆摆后壤土回覆得以自然出露地表；过渡层与保护层依据《人工湿地设计规范》的植物生长条件要求和《GBT50600-2010渠道防渗工程技术规范》结构衬砌要求，以厚度30cm粘性土覆盖并夯实，上回覆少量壤土及卵石。灌溉渠设计净宽度为0.5m，高度为0.3m，内坡比为1：1.5。
进一步的，为了达到更好的防渗效果，所述防渗层包括钠基膨润土防渗毯和设置在钠基膨润土防渗毯和基础层之间的基础垫层。所述基础垫层由回覆在基础层上的10cm厚素土形成，所述素土的夯实度大于或等于90％。
进一步的，所述防渗层包括防渗黏土层，所述防渗黏土层包括覆盖在基础层上的60cm厚防渗黏土，所述防渗黏土的压实度大于或等于93％。
所述防渗黏土层选择粘性大、渗透系数小即塑性指数大于20的黏土为宜，其中的淤泥、耕土、冻土、膨胀土、砂石以及有机物含量大于或等于8％，渗透系数小于或等于1.0×10－8m/s，并分两次进行分层夯实。
所述保护层为在防渗黏土层上再覆20cm厚粘性土为作物生长提供条件。并利用小型打浆机进行打浆，打浆深度控制约20cm，静置沉淀3天后方可进行后续工艺。
整治现状水泥、结构防渗工程良好山坪塘，采用30cm黏土和20cm壤土回填方式，混凝土池壁通过砂石回填形成1:1放坡并上覆黏土和壤土，从而为给水生生物提供生长条件，粘土防渗的施工除碾压铺盖方式外，还可采用水中抛土方式或者两者结合完成。
进一步的，所述基础层为基础层黏土或非粘性土壤，当基础层为基础层黏土时，所述基础层黏土的压实度大于或等于93％，当基础层为非粘性土壤时，所述非粘性土壤的压实度大于或等于90％。
进一步的，所述钠基膨润土防渗毯为针刺法钠基膨润土防渗毯，所述针刺法钠基膨润土防渗毯的单位面积质量大于或等于6000g/m2，单幅宽度大于或等于6m。
所述保护层为在钠基膨润土防渗毯上回覆300mm厚黏土并压实，压实度大于或等于85％，之后再在黏土上覆200mm壤土。
在施工过程中，首先应对基础层进行压实，基础层应平整清洁，不得有尖锐突起物，无渗水积水。
当钠基膨润土防渗毯与建筑物连接需要拐角时，基础垫层及防渗层应设置斜坡或圆弧面，转角半径或斜坡宽度均大于或等于300mm。
钠基膨润土防渗毯施工应在无雨雪天气进行，铺设钠基膨润土防渗毯时应考虑基础变形，必要时基础打皱1-3个，打皱长度100mm左右，钠基膨润土防渗毯铺设的高度需超出最大设计水位的100mm左右。
另外，当开挖后如发现地下水位较高时，应采取相应措施，当存在竖向或横向贯穿物贯穿钠基膨润土防渗毯时，应在贯穿物周边500mm内铺设双层钠基膨润土防渗毯，并将钠基膨润土防渗毯与贯穿物紧密包裹，包裹长度大于或等于200mm，并在两层钠基膨润土防渗毯及钠基膨润土防渗毯与基础垫层之间填充大于或等于100mm厚的膨润土或膨润土胶泥。
进一步的，相邻的钠基膨润土防渗毯之间形成搭接部，位于塘体底部的搭接部处均匀撒上大于或等于6000g/m2膨润土粉，位于塘体边坡上的搭接部处均匀撒上膨润土胶泥。
搭接部的上下两层钠基膨润土防渗毯之间应该均匀撒上大于或等于6000g/m2膨润土粉。
搭接部避开拐角处，搭接缝距离拐角处距离大于或等于500mm；整体搭接缝的宽度应大于或等于300mm，基础为软弱土层处搭接部的宽度大于或等于500mm。
进一步的，为了更好的实现对钠基膨润土防渗毯的固定铺装，所述塘体的周围开挖有锚固沟，所述钠基膨润土防渗毯紧贴锚固沟的沟壁和沟底，之后回填土体夯实，锚固沟的沟底宽度和深度均大于或等于500mm。
进一步的，为了降低渗透水压力和诱发新的地质沉陷风险，增加塘底空间异质性，提升基底的物质能量交换效率和生物栖息地异质性，所述塘体包括浅水区、深水区和湿润区，所述浅水区面积占塘体面积的比例为25％-35％，所述深水区面积占塘体面积的比例为65％-75％，所述浅水区的水深小于70cm，所述深水区的水深为1.5-2.5m，所述塘体的边坡系数小于或等于1:1.5，所述塘体的塘基宽度为80-120cm，所述塘体的塘基延伸至湿润区，所述塘体的塘基高于塘体设计水位50cm。
进一步的，所述水生植物群落包括位于深水区底部的沉水植物、位于水面的浮叶植物和位于浅水区的挺水/湿生植物，所述浮叶植物小于塘体1/3水面面积，所述沉水植物与浮叶植物竖向错位布设，保障足够的光热能量进入并参与塘系统的物质能量循环。
基于适应性和功能性原则，选择具有良好耐寒和对水质净化、景观优化功能的本土物种，并根据各植物生长习性和所具有的水质净化、景观效果进行配置。
具体的，沉水植物可以采用黑藻或金鱼藻，浮叶植物采用荇菜、水鳖或睡莲，挺水/湿生植物采用菖蒲、茭白、水葱或灯芯草。
为了实现雨洪调控，位于水流方向最低位置的塘体连接有承泄沟。
本发明的有益效果为：由于塘体包括基础层、设置在基础层上的防渗层和设置在防渗层上的保护层，防渗层包括防渗黏土层或钠基膨润土防渗毯。
针对塘体的设计水深大于2.5m时，针对其体容量大、水位深，有较强结构稳定性和防渗需求，则防渗主体材料选用钠基膨润土防渗毯。
针对塘体的设计水深小于2.5m时，因容量小、水位低，基底结构稳定性和防渗需求较低，防渗主体材料选用环境更加友好的黏土实现防渗，防渗黏土层可以大幅度降低渗漏，而不是完全停止渗漏，能保证适当渗漏率，所以不影响地表水与地下水的双向调节，不使塘变成死水。同时黏土可以不断吸附水体中的无机磷化物，从而避免湖泊的富氧化过程，避免有毒性的藻类生长，对水质净化有重要作用。
综上，塘体防渗层设计，一方面可以大幅度塘体降低渗漏，满足塘的蓄水功能，另一方面又不完全隔绝塘内水体与基底的物质能量交换，保持良性双向调节，使塘体具有自净能力。
由于蓄水系统包括多个沿高程降低方向在山体坡麓、沟口或农田区域布设的塘体，多个塘体构成的蓄水系统，通过承接天然降雨形成的坡面或沟口汇水，能够支撑其辐射区域的生态用水，横向水文连通以塘体与塘体之间、塘体与排水沟、灌溉渠之间横向串联的空间布局形式实现。横向串联的空间布局形式结合纵向防渗设计，在地表水漏失条件下，使得岩溶丘陵区地表水生态得以恢复，灌溉水系统的构建，满足了对耕地的补充灌溉需求。
由于污染净化系统包括用于净化生活污水的稳定塘，经稳定塘沉淀、过滤、净化的生活污水流入灌溉水系统，构建形成全覆盖的水系网络，实现水系的横向连通，结合塘体内配置有水生植物群落，本技术方案整体实现了区域的水生环境营造、生物多样性保育、水景观文化支撑和水污染等生态服务功能。
本技术方案为类似背景下的地表水生态恢复工作提供科学、可操作的模式，生态效益潜能和示范作用巨大。
附图说明
图1是本发明中灌溉水系统的结构示意图；
图2是本发明中塘体的结构示意图；
图3是本发明中防渗层为钠基膨润土防渗毯的结构示意图；
图4是本发明中防渗层为防渗黏土层的结构示意图；
图5是本发明中一种防渗层与建筑物连接需要拐角时的结构示意图；
图6是本发明中另一种防渗层与建筑物连接需要拐角时的结构示意图。
图中：塘体1；基础层2；保护层3；防渗黏土层4；钠基膨润土防渗毯5；排水沟6；灌溉渠7；基础垫层8；浅水区9；深水区10；湿润区11；沉水植物12；浮叶植物13；挺水/湿生植物14；沟口15；承泄沟16。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1：
如图1-图6所示，本实施例提供一种地表水生态恢复系统，包括灌溉水系统和污染净化系统，灌溉水系统包括蓄水系统和沟渠系统，蓄水系统包括多个沿高程降低方向在山体坡麓、沟口15或农田区域布设的塘体1，塘体1包括基础层2、设置在基础层2上的防渗层和设置在防渗层上的保护层3，防渗层包括防渗黏土层4或钠基膨润土防渗毯5，塘体1内配置有水生植物群落，沟渠系统包括排水沟6和灌溉渠7，任一塘体1至少连接有一条排水沟6，沿农田区域布设的塘体1连接有灌溉渠7；污染净化系统包括用于净化生活污水的稳定塘，经稳定塘沉淀、过滤、净化的生活污水流入灌溉水系统。
由于塘体1包括基础层2、设置在基础层2上的防渗层和设置在防渗层上的保护层3，防渗层包括防渗黏土层4或钠基膨润土防渗毯5。
针对塘体1的设计水深大于2.5m时，针对其体容量大、水位深，有较强结构稳定性和防渗需求，则防渗主体材料选用钠基膨润土防渗毯5。
针对塘体1的设计水深小于2.5m时，因容量小、水位低，基底结构稳定性和防渗需求较低，防渗主体材料选用环境更加友好的黏土实现防渗，防渗黏土层4可以大幅度降低渗漏，而不是完全停止渗漏，能保证适当渗漏率，所以不影响地表水与地下水的双向调节，不使塘变成死水。同时黏土可以不断吸附水体中的无机磷化物，从而避免湖泊的富氧化过程，避免有毒性的藻类生长，对水质净化有重要作用。
综上，塘体1防渗层设计，一方面可以大幅度塘体1降低渗漏，满足塘的蓄水功能，另一方面又不完全隔绝塘内水体与基底的物质能量交换，保持良性双向调节，使塘体1具有自净能力。
由于蓄水系统包括多个沿高程降低方向在山体坡麓、沟口或农田区域布设的塘体1，多个塘体1构成的蓄水系统，通过承接天然降雨形成的坡面或沟口汇水，能够支撑其辐射区域的生态用水，横向水文连通以塘体1与塘体1之间、塘体1与排水沟6、灌溉渠7之间横向串联的空间布局形式实现。横向串联的空间布局形式结合纵向防渗设计，在地表水漏失条件下，使得岩溶丘陵区地表水生态得以恢复，灌溉水系统的构建，满足了对耕地的补充灌溉需求。
由于污染净化系统包括用于净化生活污水的稳定塘，经稳定塘沉淀、过滤、净化的生活污水流入灌溉水系统，构建形成全覆盖的水系网络，实现水系的横向连通，结合塘体1内配置有水生植物群落，本技术方案整体实现了区域的水生环境营造、生物多样性保育、水景观文化支撑和水污染等生态服务功能。
本技术方案为类似背景下的地表水生态恢复工作提供科学、可操作的模式，生态效益潜能和示范作用巨大。
需要说明的是，针对可溶岩分布广泛，且岩溶发育，下部发育多级水平岩溶管道，形成连通性好的溶隙、溶洞的区域，属塌陷易发区。因此，蓄水系统空间布局要遵循小而密集布设原则，在满足总需水量同时缩小单个塘体1容量，降低渗透水压力和诱发新的地质沉陷风险。
塘体1的位置初步确定后应进行针对性的点状地质勘查，以查明岩土体的物理力学特征、水文地质条件和岩溶发育情况，一方面确保塘体1位置远离地质高风险点，另一方面对塘体1的结构设计提供建议。
勘查方式以钻探、物探勘察为主，辅以工程地质调查和岩土试验，针对发育溶孔、溶隙为主以及发育溶沟、溶槽为主的塘体1，设计应在塘体1底部进行压实或局部灌浆处理，达到加固和防渗的目的。
实施例2：
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。
进一步的，排水沟6和灌溉渠7内设有防渗结构。
排水沟6和灌溉渠7以灌溉水输送需求为主，区域水漏失严重，因此具备较高防渗功能需求。
另外因设计规格较小，为避免大断面开挖，选择考虑施工经济型和可行性，首先应对排水沟6和灌溉渠7的基础层2应平整清洁，不得有尖锐突起物，基础层2进行压实，压实度大于等于90％，无渗水积水，黏土压实度大于等于93％，非粘性土壤相对压实度大于等于90％，基础层2上回覆10cm厚素土作为基础垫层8，并夯实，据《灌溉与排水工程设计规范》和《GBT 50600-2010渠道防渗工程技术规范》，防渗材料选择为土工防渗膜(两布一膜)；膜铺设采用埋入式，铺设时土工防渗膜不要拉得太紧，平面和垂直面的自然褶皱分别为：5％～8％；预留伸缩量：3％～5％；防渗结构包括垫层、防渗层、过渡层、保护层3。垫层为5cm粗砂回填，无草皮、树根等杂物；防渗层选用土工防渗膜(两布一膜)，沟渠两侧摆块石进行结构衬砌。块石粒径规格控制在20-30cm范围，其中粒径30cm以上堆摆块石占比大于或等于总量30％，堆摆后壤土回覆得以自然出露地表；过渡层与保护层3依据《人工湿地设计规范》的植物生长条件要求和《GBT50600-2010渠道防渗工程技术规范》结构衬砌要求，以厚度30cm粘性土覆盖并夯实，上回覆少量壤土及卵石。灌溉渠7设计净宽度为0.5m，高度为0.3m，内坡比为1：1.5。
实施例3：
本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化限定。
为了达到更好的防渗效果，防渗层包括钠基膨润土防渗毯5和设置在钠基膨润土防渗毯5和基础层2之间的基础垫层8。基础垫层8由回覆在基础层2上的10cm厚素土形成，素土的夯实度大于或等于90％。
实施例4：
本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化限定。
防渗层包括防渗黏土层4，防渗黏土层4包括覆盖在基础层2上的60cm厚防渗黏土，防渗黏土的压实度大于或等于93％。
防渗黏土层4选择粘性大、渗透系数小即塑性指数大于20的黏土为宜，其中的淤泥、耕土、冻土、膨胀土、砂石以及有机物含量大于或等于8％，渗透系数小于或等于1.0×10－8m/s，并分两次进行分层夯实。
保护层3为在防渗黏土层4上再覆20cm厚粘性土为作物生长提供条件。并利用小型打浆机进行打浆，打浆深度控制约20cm，静置沉淀3天后方可进行后续工艺。
整治现状水泥、结构防渗工程良好山坪塘，采用30cm黏土和20cm壤土回填方式，混凝土池壁通过砂石回填形成1:1放坡并上覆黏土和壤土，从而为给水生生物提供生长条件，粘土防渗的施工除碾压铺盖方式外，还可采用水中抛土方式或者两者结合完成。
实施例5：
本实施例是在上述实施例3或4的基础上进行优化限定。
基础层2为基础层黏土或非粘性土壤，当基础层2为基础层黏土时，基础层黏土的压实度大于或等于93％，当基础层2为非粘性土壤时，非粘性土壤的压实度大于或等于90％。
实施例6：
本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化限定。
钠基膨润土防渗毯5为针刺法钠基膨润土防渗毯5，针刺法钠基膨润土防渗毯5的单位面积质量大于或等于6000g/m2，单幅宽度大于或等于6m。
保护层3为在钠基膨润土防渗毯5上回覆300mm厚黏土并压实，压实度大于或等于85％，之后再在黏土上覆200mm壤土。
在施工过程中，首先应对基础层2进行压实，基础层2应平整清洁，不得有尖锐突起物，无渗水积水。
当钠基膨润土防渗毯5与建筑物连接需要拐角时，基础垫层8及防渗层应设置斜坡或圆弧面，转角半径或斜坡宽度均大于或等于300mm。
钠基膨润土防渗毯5施工应在无雨雪天气进行，铺设钠基膨润土防渗毯5时应考虑基础变形，必要时基础打皱1-3个，打皱长度100mm左右，钠基膨润土防渗毯5铺设的高度需超出最大设计水位的100mm左右。
另外，当开挖后如发现地下水位较高时，应采取相应措施，当存在竖向或横向贯穿物贯穿钠基膨润土防渗毯5时，应在贯穿物周边500mm内铺设双层钠基膨润土防渗毯5，并将钠基膨润土防渗毯5与贯穿物紧密包裹，包裹长度大于或等于200mm，并在两层钠基膨润土防渗毯5及钠基膨润土防渗毯5与基础垫层8之间填充大于或等于100mm厚的膨润土或膨润土胶泥。
实施例7：
本实施例是在上述实施例6的基础上进行优化限定。
相邻的钠基膨润土防渗毯5之间形成搭接部，位于塘体1底部的搭接部处均匀撒上大于或等于6000g/m2膨润土粉，位于塘体1边坡上的搭接部处均匀撒上膨润土胶泥。
搭接部的上下两层钠基膨润土防渗毯5之间应该均匀撒上大于或等于6000g/m2膨润土粉。
搭接部避开拐角处，搭接缝距离拐角处距离大于或等于500mm；整体搭接缝的宽度应大于或等于300mm，基础为软弱土层处搭接部的宽度大于或等于500mm。
实施例8：
本实施例是在上述实施例7的基础上进行优化限定。
为了更好的实现对钠基膨润土防渗毯5的固定铺装，塘体1的周围开挖有锚固沟，钠基膨润土防渗毯5紧贴锚固沟的沟壁和沟底，之后回填土体夯实，锚固沟的沟底宽度和深度均大于或等于500mm。
实施例9：
本实施例是在上述实施例8的基础上进行优化限定。
为了降低渗透水压力和诱发新的地质沉陷风险，增加塘底空间异质性，提升基底的物质能量交换效率和生物栖息地异质性，塘体1包括浅水区9、深水区10和湿润区11，浅水区9面积占塘体1面积的比例为25％-35％，深水区10面积占塘体1面积的比例为65％-75％，浅水区9的水深小于70cm，深水区10的水深为1.5-2.5m，塘体1的边坡系数小于或等于1:1.5，塘体1的塘基宽度为80-120cm，塘体1的塘基延伸至湿润区11，塘体1的塘基高于塘体1设计水位50cm。
实施例10：
本实施例是在上述实施例9的基础上进行优化限定。
水生植物群落包括位于深水区10底部的沉水植物12、位于水面的浮叶植物13和位于浅水区9的挺水/湿生植物14，浮叶植物13小于塘体1/3水面面积，沉水植物12与浮叶植物13竖向错位布设，保障足够的光热能量进入并参与塘系统的物质能量循环。
基于适应性和功能性原则，选择具有良好耐寒和对水质净化、景观优化功能的本土物种，并根据各植物生长习性和所具有的水质净化、景观效果进行配置。
具体的，沉水植物12可以采用黑藻或金鱼藻，浮叶植物13采用荇菜、水鳖或睡莲，挺水/湿生植物14采用菖蒲、茭白、水葱或灯芯草。
上述水生植物的配置情况如表1：
表1：
Figure BDA0002608005700000141
Figure BDA0002608005700000151
为了实现雨洪调控，位于水流方向最低位置的塘体1连接有承泄沟16。
本技术方案以重庆市东北方向30km处铜锣山南段为例，界于东经106°43′01″-106°46′13″、北纬29°43′21″-29°45′53″之间，属长江上游生态屏障战略部署的“两江四山”保护修复试点区域。项目区为典型的“一山两岭一槽”岩溶丘陵地貌，峰丛与农田洼地相交格局，南侧340m高程处贯穿全长3.7km玉峰山隧道，隧道于2009年建成通车。根据调查，隧道修建过程中洞口涌水量达2万方/天，北侧地下水疏干影响距离达7km，其中严重影响区范围2.8km，区域地下水、地表水环境受到明显影响。研究区大部分位于严重影响区范围，并于南侧集中发育有32处塌陷坑，地表水严重漏失：区域内原有的2处溶洞和大片水塘已完全干涸，井、泉除个别在雨季有少量水外，其余也已干涸。
按项目区多年平均年降雨量为1150mm为例，能够满足非耕地区域的生态用水需求，因此灌溉水系统仅需保障耕地区的补充灌溉用水，按照如下公式计算从而确定灌溉水系统的总容量：
W总＝min(W需，W汇)
W需＝Am；W汇＝Phη
式中：W总—灌溉水系统设计容量(m3)；W需—补充灌溉用水量(m3)；W汇—灌溉水系统可径流总量(亩)；A—灌溉水系统辐射灌溉面积(m3/亩)；m—伏旱期补充灌水定额(m3)；P—汇水面积(m2)；h—选取75％频率的径流深(mm)；η—折减系数，本项目中取0.5；
在确定灌溉水系统总容量后，根据塘体1的选址布设位置和地质条件，确定每个塘体1的生态容量，单个塘体1以辐射灌溉面积15-20亩为宜。
塘体1施工工艺
(1)、根据图纸测放塘体1坝体具体位置，并标出塘体1坎体的实际位置、大小、形状，结合耕作、灌溉等要求，控制好塘体1坝体的观感线形质量。
(2)、施工前准备：
1)将塘(改建)内的水全部放干；
2)利用潜水泵将塘内基础范围内的地表水和地下水抽干。满足开挖塘体1基础时不受地表水和地下水影响。
(3)、塘底基础施工要求：
1)在开挖过程中，挂线作业，保持观感线形；
2)在开挖塘底基础过程中，应按设计要求对塘体1塘底进行放坡(放坡比例应满足相关的放坡规范)，确保施工工作面和施工安全；
(4)、当塘底基础为基岩时，需用机械凿打才能达到设计基础底标高；当塘低基础为老土层时，采用夯实措施处理并整平；当基础为软弱土层时，采用换土或其他相应措施对地基进行处理，达到设计要求的地基承载力；
(5)、当塘底宽度、深度将要达到设计要求时，预留20cm的厚度、深度，采用人工清理整平；
(6)、塘底基础层2进行夯实度时夯实度不低于93％。
项目基坑开挖前，对于塘体1系统(新建)先对表层土壤进行20cm的表土剥离，对于塘体1系统(改建)则进行30cm厚的底泥剥离备用，然后再将基础开挖至设计断面，断面各方向最小边坡系数小于或等于1:1.5。
需要说明的是，污染净化系统还包括生物滞留塘，具体的施工步骤如下：
1、根据图纸测放生物滞留塘具体位置，并标出生物滞留塘的实际位置、大小、形状，控制好生物滞留塘坝体的观感线形质量。
2、施工前准备：
1)将池内的水全部放干；
2)利用潜水泵将塘内基础范围内的地表水和地下水抽干。满足开挖滞留池基础时不受地表水和地下水影响。
3、池底基础施工要求：
1)在开挖过程中，挂线作业，保持观感线形；
2)在开挖池低基础过程中，应按设计要求对池低进行放坡，确保施工工作面和施工安全；
4、当池底基础为基岩时，需爆破才能达到设计基础底标高，施工时严格按爆破操作规程进行施工，控制好药量；当池低基础为老土层时，采用夯实措施处理并整平；当池低基础为软弱土层时，采用换土或其他相应措施对地基进行处理，达到设计要求的地基承载力；
5、当池底宽度、深度将要达到设计要求时，预留20cm的厚度、深度，采用人工清理整平；
6、塘底基础层2进行夯实度时夯实度不低于93％。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地表水生态恢复系统，其特征在于：包括灌溉水系统和污染净化系统，所述灌溉水系统包括蓄水系统和沟渠系统，所述蓄水系统包括多个沿高程降低方向在山体坡麓、沟口或农田区域布设的塘体，所述塘体包括基础层、设置在基础层上的防渗层和设置在防渗层上的保护层，所述防渗层包括防渗黏土层或钠基膨润土防渗毯，所述塘体内配置有水生植物群落，所述沟渠系统包括排水沟和灌溉渠，任一塘体至少连接有一条排水沟，沿农田区域布设的塘体连接有灌溉渠；所述污染净化系统包括用于净化生活污水的稳定塘，经稳定塘沉淀、过滤、净化的生活污水流入灌溉水系统。
2.根据权利要求1所述的一种地表水生态恢复系统，其特征在于：所述排水沟和灌溉渠内设有防渗结构。
3.根据权利要求1所述的一种地表水生态恢复系统，其特征在于：所述防渗层包括钠基膨润土防渗毯和设置在钠基膨润土防渗毯和基础层之间的基础垫层。
4.根据权利要求1所述的一种地表水生态恢复系统，其特征在于：所述防渗层包括防渗黏土层，所述防渗黏土层包括覆盖在基础层上的60cm厚防渗黏土，所述防渗黏土的压实度大于或等于93％。
5.根据权利要求3或4所述的一种地表水生态恢复系统，其特征在于：所述基础层为基础层黏土或非粘性土壤，当基础层为基础层黏土时，所述基础层黏土的压实度大于或等于93％，当基础层为非粘性土壤时，所述非粘性土壤的压实度大于或等于90％。
6.根据权利要求3所述的一种地表水生态恢复系统，其特征在于：所述钠基膨润土防渗毯为针刺法钠基膨润土防渗毯，所述针刺法钠基膨润土防渗毯的单位面积质量大于或等于6000g/m2，单幅宽度大于或等于6m。
7.根据权利要求3所述的一种地表水生态恢复系统，其特征在于：相邻的钠基膨润土防渗毯之间形成搭接部，位于塘体底部的搭接部处均匀撒上大于或等于6000g/m2膨润土粉，位于塘体边坡上的搭接部处均匀撒上膨润土胶泥。
8.根据权利要求3所述的一种地表水生态恢复系统，其特征在于：所述塘体的周围开挖有锚固沟，所述钠基膨润土防渗毯紧贴锚固沟的沟壁和沟底，之后回填土体夯实。
9.根据权利要求1所述的一种地表水生态恢复系统，其特征在于：所述塘体包括浅水区、深水区和湿润区，所述浅水区面积占塘体面积的比例为25％-35％，所述深水区面积占塘体面积的比例为65％-75％，所述浅水区的水深小于70cm，所述深水区的水深为1.5-2.5m，所述塘体的边坡系数小于或等于1:1.5，所述塘体的塘基宽度为80-120cm，所述塘体的塘基延伸至湿润区，所述塘体的塘基高于塘体设计水位50cm。
10.根据权利要求9所述的一种地表水生态恢复系统，其特征在于：所述水生植物群落包括位于深水区底部的沉水植物、位于水面的浮叶植物和位于浅水区的挺水/湿生植物，所述浮叶植物小于塘体1/3水面面积，所述沉水植物与浮叶植物竖向错位布设。
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