CN114956341B - 一种塘泡型近自然河流湿地及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生态修复技术领域，尤其涉及一种塘泡型近自然河流湿地及其构建方法，所述塘泡型近自然河流湿地包括：所述微地形塑造结构包括河漫滩和将河漫滩分隔的主河槽，所述河漫滩上开挖辫状水系和深潭；辫状水系位于河漫滩上；所述辫状水系之间形成沙洲，所述深潭位于所述湿地的出入口处；所述生态安全系统为所设置的微地形的形体维护系统，由低至高依次为护底段、护坡段和沙洲段，所述护底段上铺有卵石，所述护坡段上铺有植物防冲毯，并用U型钉固定。本发明提供一种形成了水流相互交错的辫状水系和“槽‑洲‑滩‑塘‑潭”多种地形生境的塘泡型近自然河流湿地及其构建方法。

Description

一种塘泡型近自然河流湿地及其构建方法

技术领域

本发明属于生态修复技术领域，尤其涉及一种塘泡型近自然河流湿地及其构建方法。

背景技术

现有技术：

近自然湿地是根据生态学原理，结合具体流域地形地貌、水文和植被情况，模仿、接近自然湿地的一种可持续的、生物多样性的生态工程技术。它兼具工程措施和生物措施的特点，在提高系统水质净化能力的同时，又具有景观多样性、维护人类与自然环境和谐性的特征。然而，随着经济的发展，造成了资源的过度开发和污染，传统的人工湿地存在着占地大、维护费用高的缺点，依靠人工干预，模仿自然湿地的功能而形成的近自然湿地应运而生。

近年来国家重视并切实加强湿地保护与恢复工作，全国湿地保护体系基本形成，大部分重要湿地得到抢救性保护，局部地区湿地生态状况得到明显改善。

但本申请发明人发现上述现有技术至少存在如下技术问题：

在湿地生态恢复过程中面临诸多挑战，如在对河流湿地开展生态修复时，面临水位变化频繁、地形单调、物种单一、流速大、抗冲能力弱等问题，使得生态恢复效果不佳。现有技术中存在去除污染效果差、流速大、抗冲能力弱的缺陷。

解决上述技术问题的难度和意义：

因此，基于这些问题，本发明提供一种形成了水流相互交错的辫状水系和“槽-洲-滩-塘-潭”多种地形生境的塘泡型近自然河流湿地及其构建方法，具有重要的现实意义。

发明内容

本申请目的在于为解决现有技术中技术问题而提供一种形成了水流相互交错的辫状水系和“槽-洲-滩-塘-潭”多种地形生境的塘泡型近自然河流湿地及其构建方法。

本申请实施例为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种塘泡型近自然河流湿地，所述塘泡型近自然河流湿地包括：

微地形塑造结构：所述微地形塑造结构包括河漫滩和将河漫滩分隔的主河槽，所述河漫滩上开挖辫状水系和深潭；辫状水系位于河漫滩上；所述辫状水系之间形成沙洲，所述深潭位于所述湿地的出入口处；

生态安全系统：所述生态安全系统为所设置的微地形的形体维护系统，由低至高依次为护底段、护坡段和沙洲段，所述护底段上铺有卵石，所述护坡段上铺有植物防冲毯，并用U型钉固定；

植物配置区域：所述植物配置区域包括位于所述沙洲段上的种植土和位于种植土上的景石，所述种植土上种植挺水植物、地被植物和灌木。

本申请实施例还可以采用以下技术方案：

在上述塘泡型近自然河流湿地中，进一步的，所述辫状水系平均坡度与主河槽的坡度一致，宽度在1m～5m之间。

辫状水系平均坡度与主河槽的坡度一致，以防发生冲淤。

在上述塘泡型近自然河流湿地中，进一步的，辫状水系中塘泡底高程比主河槽底高程高0.5～1.0m。

高程过低会影响主河道行洪，影响河道的形态，高程过高会导致水流全部从河道主槽中流走，起不到湿地净化水质和提高生境的目的。

在上述塘泡型近自然河流湿地中，进一步的，所述深潭底高程比塘泡底高程低至少0.5m。

这样使鱼类等生物在洪水期、枯水期能够避险。

在上述塘泡型近自然河流湿地中，进一步的，所述辫状水系包括塘泡和浅滩，所述塘泡和浅滩间隔设置，浅滩水深为0.3～0.5m，塘泡的水深为0.5～1.0m，浅滩与塘泡之间高程差为0.3～0.5m，塘泡间距为30～50m。

纵向形成深潭浅滩交替生境，便于对水体增氧，创造生境。

在上述塘泡型近自然河流湿地中，进一步的，所述卵石粒径10cm以上。

以防止底部的冲刷，吸附颗粒物质，净化水质。

在上述塘泡型近自然河流湿地中，进一步的，所述植物防冲毯为椰丝纤维土复合植物防冲毯，规格为200～400g/m²，渗透系数k为5*10^-2～1*10^-1cm/s；U型钉采用φ8钢筋制作，入土深度≥1.5m，间距3m。

抵抗洪水冲击，固定塑造的微地形。

一种塘泡型近自然河流湿地构建方法，所述塘泡型近自然河流湿地构建方法包括下述步骤：

步骤一：选择河漫滩作为修复区域；

可以做到不占农田，进行微地形塑造，可减少土方工程量，同时该区域属于河道管理范围内，河水可通过自流流入该区域，无需泵站的提升，同时兼备水质净化后的水能自流排出本区域。

步骤二：在步骤一中的修复区域处开挖辫状水系和在湿地出入口处开挖深潭；

辫状水系能稳定在宽阔河床上，多股水流时分时合，互相窜流，能够相互消能，增加水力停留时间；深潭能够对来水中泥沙进行沉降，增加水力停留时间提高湿地对污染物的降解作用。

步骤三：护底段铺设卵石，护坡段上铺有植物防冲毯，并用U型钉固定；

采用的施工材料为椰丝材料、卵石等为天然材料，容易获取，既能够快速施工，又有利于保护环境。

步骤四：沙洲段上铺种植土，种植土上种植耐淹防冲植物，同时在沙洲迎水侧布置景石。

在上述塘泡型近自然河流湿地构建方法中，进一步的，所述步骤二中，先开挖辫状水系，再开挖深潭，从河道至岸边，从下游至上游依次施工，辫状水系及深潭的平面偏差不应＞±0.5m，竖向高程偏差不应＞±0.2m。

从河道至岸边，从下游至上游依次施工，免施工过程对已建的地形进行干扰，湿地边界与现状河面考虑顺接自然地形。

在上述塘泡型近自然河流湿地构建方法中，进一步的，所述步骤四中在沙洲顶部铺设30cm种植土，且迎水侧每隔5-10m，布置景石，粒径为30～50cm。

起到护洲和景观作用。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：

1、本专利利用了自然河漫滩地形进行了微地形改造，形成了水流相互交错的辫状水系和“槽-洲-滩-塘-潭”多种地形生境，依据不同水深，种植了去除污染能力强的植被，既净化了水质，又营造了多种生境，提高了河流型湿地的多样性。同时，采用椰丝纤维土材料的植物防冲毯、景石等自然材料固定微地形，既防止了污染，又增强了河流型近自然湿地的安全。

2、本发明利用河道原有的河漫滩地形，构建的塘泡型近自然河流湿地，首先控制沙洲平均高程，塘泡11底高程比主河槽2底高程高0.5～1.0m，使水流大部分流入塘泡湿地；其次，在河漫滩上开挖设计水深为0.3～0.5m，宽度在1m～5m不等的辫状水系4，其纵向开挖深度0.3～0.5m的连续的塘泡11，使其形成的多股水流相互跌宕交错，起到消能和增加水力停留时间的作用，有能起到曝气增氧的效果；最后，在出入湿地处开挖两处深潭6，塘泡11底高程比深潭6底高程高至少0.5m；从而形成主河槽-沙洲-塘泡-深潭，即“槽-洲-滩-塘-潭”地形，以营造多种地形生境。

3、本发明的“槽-洲-滩-塘-潭”中，“槽”可以为大型鱼类提供活动场所，同时可泄洪水；“洲”可为两栖类、鸟类动物提供休憩、觅食的场所；而辫状水系由“滩-塘”组成，其纵向上呈交互的生存环境，在“滩”的生境中，水流流速快，有利于水系中水体的曝气增氧，而且光热条件优越，有利于滋生藻类、微生物等，为鱼类提供觅食场所；“塘”，水流较慢，是鱼类和各类软体动物休憩的好去处；“潭”的生境中，是洪水、枯水期间鱼类等水生生物避难的主要场所，同时，对来水中泥沙进行沉降，增加水力停留时间提高湿地对污染物的降解作用。

4、本发明使用了“护底卵石+植物防冲毯+U型钉+景石”的综合技术，能起到了坡面的抗冲刷，避免水土流失，保证修复地形的安全性的作用，同时，还利用了不同材质在空间上构建了生境体系。卵石能够过滤吸附水中污染物，起到固定防冲的效果；而天然材料椰丝纤维土，能够滋生微生物，同时能够提高护坡植物出芽率，后期自然消解，不污染环境；景石既能够起到防冲消能的效果，又能保证生态景观安全的效果。

5、本发明在根据水文特征，在常水位以下种植芦苇、菖蒲等耐淹的挺水植物，在常水位与洪水位之间种植三叶草、藨草，高羊茅等耐淹植物，以削减水中的污染，提高水质，增加河道中生物多样性；在洪水位之上种植丁香、紫穗槐等灌木等，为两栖类、鸟类提供休憩场所，同时起到水土保持的作用。

6、本发明可因地制宜的开挖辫状水系，以形成塘泡和深潭等微地形，湿地施工更加方便，节约时间；采用的施工材料为椰丝材料、卵石、景石等为天然材料，容易获取，既能够快速施工，又有利于保护环境。

附图说明

以下将结合附图来对本申请实施例的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本申请范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是本发明的平面示意图；

图2是本发明的断面图A-A；

图3是本发明的断面图B-B。

图中：

1、景石，2、主河槽，3、植物防冲毯，4、辫状水系，5、沙洲，6、深潭，7、砂卵石，8、U型钉，9、种植土，10、浅滩，11、塘泡，12、护底段，13、护坡段，14、沙洲段。

具体实施方式

本实施例包括微地形塑造结构、生态安全系统和植物配置区域。其中，微地形塑造结构包括通过开挖河漫滩形成塘泡4、深潭6、沙洲5，而辫状水系4由塘泡11和浅滩10构成；生态安全系统分三段：护底段、护坡段、沙洲段；植物配置区域宝库种植土9、景石1、挺水植物、地被植物和灌木。

本实施例采用塘泡蓄水形式，能够调节在枯水期的水量，使湿地维持生态水量，具有操作简单，成本低的特点，能为河道动植物提供栖息场所。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

本实施例包括微地形塑造结构、生态安全系统和植物配置区域。

如图1，微地形塑造结构包括辫状水系4、沙洲5、深潭6，辫状水系4宽度在1m～5m不等，由浅滩10和塘泡11构成，其中浅滩10水深为0.3～0.5m，塘泡11的水深为0.5～1.0m，糖泡间距为30～50m；沙洲5的开挖边缘呈自然蜿蜒形态；深潭6布置于湿地进出口两端，以促沉来水中的泥砂和增加停留时间。

如图2，保持塘泡11底高程比主河槽2河底高程高不超过1.0m，尽量使大部份水流流入辫状水系4中，使之净化；塘泡11底高程比深潭6底高程高至少0.5m，使鱼类等生物在洪水期、枯水期能够避险。

如图2，构建的生态安全系统分三段：护底段、护坡段，沙洲段。包括卵石7、植物防冲毯3、U型钉8。

护底段12及护坡段13先行进行理坡，使其坡度平顺，坡度i≤1：3，其上铺设植物防冲毯3。规格选用300g/m²，渗透系数k为5*10^-2cm/s左右，其上打入U型钉8，入土深度≥1.5m，梅花型布置，间距3m。

护底段12采用大于10cm的卵石7铺设，以起到防冲和吸附污染物的作用。

植物配植区域：护坡段13铺设约30cm的种植土9，同时在常水位以下种植芦苇、菖蒲等耐淹的挺水植物，高度≥0.8m，密度16株/㎡，每株3芽，常水位与洪水位之间种植其中三叶草、藨草，高羊茅，高度0.4-0.6m，30株/㎡，每株3芽，狗牙根满铺；洪水位之上种植丁香、紫穗槐等灌木，高度≥1.0m，密度3～5株，期间布置适当的地被植物，以削减水中的污染，提高水质，同时起到水土保持的作用。

沙洲5迎水侧布置30-50cm的景观石1，间距为5-10m；洪水位之上种植丁香、紫穗槐等灌木，高度≥1.0m，密度3～5株，期间布置适当的地被植物，以削减水中的污染，提高水质，同时起到水土保持的作用。

如图3，辫状水系4由浅滩10和塘泡11组成，浅滩10纵向坡降与主河槽2坡降保持一致，以防止发生冲淤；塘泡11下挖边坡i≤1：3，间距为30～50m，浅滩10与塘泡11之间高程差为0.3～0.5m，使辫状水系在纵向上形成连续的深潭浅滩交替，起到曝气增氧作用，同时营造微生物环境，净化水质。

实施例2

步骤一：构建微地形塑造结构，选择宽度不小于50m河漫滩区域作为修复区域，以便此区域能设置足够辫状水系4，如有可能尽可能选择左右岸成对出现的河漫滩区实施，以能使主河槽的水流入下游的近自然湿地，进入下游的河漫滩水流正好对应上游主河槽，达到全断面的水质净化的作用：利用河流弯道自然形成的河漫滩，以河主槽2、沙洲5地形为基础，通过开挖河漫滩形成辫状水系4和深潭6，从而横向上形成“槽-洲-滩-塘-潭”序列，“槽”可以为大型鱼类提供活动场所，同时可泄洪水；“洲”可为两栖类、鸟类动物提供休憩、觅食的场所；而辫状水系4由浅滩10和塘泡11构成，纵向上形成“滩-塘”的交互的生境，在“滩”的生境中，由于滩、塘交替布置，产生波动水流，使流速加快，有利于水系中水体的曝气增氧，而且光热条件优越，有利于滋生藻类、微生物等，为鱼类提供觅食场所；“塘”，水流较慢，是鱼类和各类软体动物休憩的好去处；“潭”的生境中，是洪水、枯水期间鱼类等水生生物避难的主要场所，同时，对来水中泥沙进行沉降，增加水力停留时间提高湿地对污染物的降解作用。

步骤二：构建生态安全系统：铺设护底卵石7、植物防冲毯3、打设U型钉8锚固措施，起到了坡面的抗冲刷，避免水土流失，保证修复地形的安全性的作用，同时，还利用了不同材质在空间上构建了生境体系：卵石7能够过滤吸附水中污染物；而植物防冲毯3由天然材料椰丝纤维土组成，能够滋生微生物，同时能够提高护坡植物出芽率。

步骤三：植物配置，在形成的沙洲5上铺设种植土9，种植耐淹防冲植物，同时在沙洲迎水侧布置景石1，从而保证生态景观安全的效果。

实施例3

在实施例二的基础上，本实施例在步骤一中，开挖辫状水系4宽度在1m～5m不等，使河道上游来水散流入浅沟区域，形成自然分布的“塘泡”水系，塘泡11底高程与主河2底高程差控制在≤1.0m，使水流大部分流入湿地。

辫状水系4由浅滩10和塘泡11组成，浅滩10设计水深为L1，L1为0.3～0.5m，纵向坡降与主河槽坡降保持一致，以防止发生冲淤；深潭11下挖边坡i≤1：3，间距为30～50m，浅滩10与塘泡11之间高程差为L2，L2为0.3～0.5m，至此，由辫状水系4纵向上形成浅滩10、塘泡11交替生境，在浅滩10的生境中，水流流速快，有利于水系中水体的曝气增氧，而且光热条件优越，有利于滋生藻类、微生物等，为鱼类提供觅食场所；而塘泡11的生境中，水流较慢，是鱼类和各类软体动物休憩的好去处，也是洪水、枯水期间鱼类等水生生物避难的主要场所。

同时，在出入湿地处开挖深潭6，塘泡11底高程比深潭6的底高程高至少0.5m，既能起到塘泡11的作用，还能够对来水中泥沙进行沉降，增加水力停留时间提高湿地对污染物的降解作用。

在步骤二中，地形按照高度划分为：护底段12、护坡段13，沙洲段14。护底段12及护坡段13先行进行地形整理，使其坡度i≤1：3，其上铺设材质为椰丝纤维土复合植物防冲毯3，规格选用200～400g/m²，渗透系数k为5x10^-2cm/s左右，其上打入U型钉8，采用φ8钢筋制作，入土深度≥1.5m，梅花型布置，间距3m，抵抗洪水冲击，固定塑造的微地形。

护底段12采用大于10cm的卵石7铺设，以起到防冲作用，防止底部的冲刷，吸附颗粒物质，净化水质；

在步骤三中，护坡段13铺设约30cm的种植土9，同时在常水位以下种植芦苇、菖蒲等耐淹的挺水植物，高度≥0.8m，密度16株/㎡，每株3芽，常水位与洪水位之间种植其中三叶草、藨草，高羊茅，高度0.4-0.6m，30株/㎡，每株3芽，狗牙根满铺；洪水位之上种植丁香、紫穗槐等灌木，高度≥1.0m，密度3～5株，期间布置适当的地被植物，以削减水中的污染，提高水质，同时起到水土保持的作用。

沙洲段14迎水侧布置30-50cm的景石1，间距为5-10m；洪水位之上种植丁香、紫穗槐等灌木，高度≥1.0m，密度3～5株，期间布置适当的地被植物，以削减水中的污染，提高水质，起到护洲和景观作用，同时起到水土保持的作用。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本实施例具有抗冲击性好，遵守了低影响开发的原则，充分利用现有地形，做到土方平衡，种植挺水植物、地被植物及灌木等植物，以净化水质，创造生境，应选择布置河流弯道环流形成的河漫滩处，如有可能尽可能选择左右岸成对出现的河漫滩区实施，以能使主河槽的水流入下游的近自然湿地，达到全断面的水质净化的作用。

综上所述，本发明提供一种形成了水流相互交错的辫状水系和“槽-洲-滩-塘-潭”多种地形生境的塘泡型近自然河流湿地及其构建方法。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种塘泡型近自然河流湿地，其特征在于：所述塘泡型近自然河流湿地包括：

微地形塑造结构：所述微地形塑造结构包括河漫滩和将河漫滩分隔的主河槽，所述河漫滩上开挖辫状水系和深潭，所述辫状水系平均坡度与主河槽的坡度一致，辫状水系宽度在1m~5m之间，所述辫状水系包括塘泡和浅滩，所述塘泡和浅滩间隔设置，浅滩水深为0.3~0.5m，塘泡的水深为0.5~1.0m，浅滩与塘泡之间高程差为0.3~0.5m，塘泡间距为30~50m，辫状水系中塘泡底高程比主河槽底高程高0.5m，所述深潭底高程比塘泡底高程低0.5m，辫状水系位于河漫滩上，所述辫状水系之间形成沙洲，所述深潭位于所述湿地的出入口处，形成了水流相互交错的辫状水系和“槽-洲-滩-塘-潭”多种地形生境，辫状水系能稳定在宽阔河床上，多股水流时分时合，互相窜流；

生态安全系统：所述生态安全系统为所设置的微地形的形体维护系统，由低至高依次为护底段、护坡段和沙洲段，所述护底段上铺有卵石，所述护坡段上铺有植物防冲毯，并用U型钉固定；

植物配置区域：所述植物配置区域包括位于所述沙洲段上的种植土和位于种植土上的景石，所述种植土上种植挺水植物、地被植物和灌木。

2.根据权利要求1所述的塘泡型近自然河流湿地，其特征在于：所述卵石粒径10cm以上。

3. 根据权利要求1所述的塘泡型近自然河流湿地，其特征在于：所述植物防冲毯为椰丝纤维土复合植物防冲毯，规格为200~400g/m²，渗透系数k为5*10^-2~1 * 10^-1cm/s；U型钉采用φ8钢筋制作，入土深度≥1.5m，间距3m。

4.一种塘泡型近自然河流湿地构建方法，其特征在于：权利要求1-3任一项所述的塘泡型近自然河流湿地的构建方法包括下述步骤：

步骤一：选择河漫滩作为修复区域；

步骤二：在步骤一中的修复区域处开挖辫状水系和在湿地出入口处开挖深潭；

步骤三：护底段铺设卵石，护坡段上铺有植物防冲毯，并用U型钉固定；

步骤四：沙洲段上铺种植土，种植土上种植耐淹防冲植物，同时在沙洲迎水侧布置景石。

5.根据权利要求4所述的塘泡型近自然河流湿地构建方法，其特征在于：所述步骤二中，先开挖辫状水系，再开挖深潭，从河道至岸边，从下游至上游依次施工，辫状水系及深潭的平面偏差不应＞±0.5m，竖向高程偏差不应＞±0.2m。

6.根据权利要求4所述的塘泡型近自然河流湿地构建方法，其特征在于：所述步骤四中在沙洲顶部铺设30cm种植土，且迎水侧每隔5-10m，布置景石，粒径为30~50cm。