CN207672511U - 一种阻控面源污染的近自然河岸缓冲带 - Google Patents

Abstract

本实用新型之目的是提供一种阻控面源污染的近自然河岸缓冲带，该缓冲带是以河流最高水位线为起点，外延18米以上由梯度结构和垂直结构构成的缓冲区域，所述的梯度结构是由距离河流由近及远逐步升高的水生植物区、灌草区、第一乔灌草区及第二乔灌草区构成的四坡位结构，所述的垂直结构是由乔木层、灌木层和草本植物层构成的立体结构；本实用新型近自然河岸缓冲带构建方法投资成本低、方法简单，可操作性强，维护简单，对原有生态破坏小，不仅对面源污染起到有效阻控，还提高了河岸带控制水土流失的能力，同时河岸带也具备了良好的生态景观功能，经济和社会效益显著。

Description

一种阻控面源污染的近自然河岸缓冲带

技术领域

本实用新型涉及河流生态保护，特别是一种阻控面源污染的近自然河岸缓冲带。

背景技术

随着社会经济和城市化水平的迅猛发展，水生态系统受到了非点源污染的严峻考验；非点源污染是指在降水、融冰雪和灌溉等过程中所产生的地表径流，经过淋溶和冲刷作用，携带自然或人为污染物质最终汇入受纳水体中所引起的水体污染；近年来面源污染日渐成为河流、湖泊等地表水体污染最主要的污染源。

河岸缓冲带是介于河流与陆地之间的生态过渡带，特殊的地理位置决定了其具有防治面源污染、截污滞污、营造河岸景观等生态功能。河岸带植被对于河岸带截污地表径流的能力至关重要，草本类植物由于其生长密集高，并且植株个体相对来讲较小可以覆盖在地表等特点，所以其能在滞缓径流，去除地表径流污染物并且降解、吸附污染物等方面起到很好的效果。河岸带植被乔灌草的根系和土壤可以相互结合，进而可以形成很强大的生物凝聚力，这有利于强化土壤的空间结构。

近年来，陆续出现了构建生态护岸对河流进行治理，例如，在河岸带下层铺设砾石、陶粒、麦饭石等基质材料，上层种植草本植物；再如，使用干砌石方式护堤，采用石块、木桩、生态砖等措施稳定河岸，再在其上种植草本，或种类较单一的木本植物。上述生态护岸均会对河岸带原本的土层结构产生较大的改动，破坏原有的生态系统，打破了原有土壤微生物群落的平衡，生态系统恢复的时间较长，严重时会造成河岸生态系统的破坏，从而会影响去污效果，并且现有护岸未考虑到北方寒冷地区融雪径流所造成的水体污染现象。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的是提供一种阻控面

源污染的近自然河岸缓冲带，可有效解决现有生态护岸治理河流，会改变河岸带原本土层结构、打破原有生态系统、去污效果差的问题。

本实用新型解决的技术方案是，一种阻控面源污染的近自然河岸缓冲带，该缓

冲带是以河流最高水位线为起点，外延18米以上由梯度结构和垂直结构构成的缓冲区域，所述的梯度结构是由距离河流由近及远逐步升高的水生植物区（近水区域）、灌草区（常水位-设计洪水位）、第一乔灌草区（设计洪水位-岸顶）、第二乔灌草区（岸顶）构成的四坡位结构，所述的垂直结构是由乔木层、灌木层和草本植物层构成的立体结构；

所述水生植物区（近水区域）种植有带状水生植物层，占缓冲区域总面积的6%-10%，所述的水生植物为美人蕉、黄菖蒲、西伯利亚鸢尾和芦苇中的一种或几种；

所述灌草区内混种有灌木层和草本植物层，灌草区占缓冲区域总面积的8%-20%，所述灌木为石楠、海桐、南天竹、紫荆、木槿、连翘中的一种或几种，所述草本植物为狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾或美人蕉中的一种或几种；

所述第一乔灌草区种植有间距为3m×3m、梅花状分布的乔木层、间距为2m×2m的灌木层和草本植物层，所述乔木为白榆、油松、女贞、桂花、紫叶李、构树、苦楝、垂柳、黄山栾树、鸡爪槭中的一种或几种，所述灌木为石楠、海桐、南天竹、紫荆、木槿、连翘中的一种或几种，所述草本植物为狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾或美人蕉中的一种或几种；

所述第二乔灌草区种植有草本植物层及相间的乔木层、灌木层，构成护岸植物立体结构，所述乔木为白榆、油松、女贞、桂花、紫叶李、构树、苦楝、垂柳、黄山栾树、鸡爪槭中的一种或几种，所述灌木为石楠、海桐、南天竹、紫荆、木槿、连翘中的一种或几种，所述草本植物为狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾或美人蕉中的一种或几种；

所述第一乔灌草区和第二乔灌草区占缓冲区域总面积的70%-86%。

本实用新型近自然河岸缓冲带构建方法投资成本低、方法简单，可操作性强，维护简单，对原有生态破坏小，不仅对面源污染起到有效阻控，还提高了河岸带控制水土流失的能力，同时河岸带也具备了良好的生态景观功能，经济和社会效益显著。

附图说明

图1为本实用新型阻控面源污染的近自然河岸带的俯视图；

图2为本实用新型阻控面源污染的近自然河岸带的截面图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。

如图1、图2所示 ，本实用新型一种阻控面源污染的近自然河岸缓冲带，该缓

冲带是以河流1最高水位线为起点，外延18米以上由梯度结构和垂直结构构成的缓冲区域，所述的梯度结构是由距离河流由近及远逐步升高的水生植物区2（近水区域）、灌草区3（常水位-设计洪水位）、第一乔灌草区4（设计洪水位-岸顶）及第二乔灌草区5（岸顶）构成的四坡位结构，所述的垂直结构是由乔木层、灌木层和草本植物层构成的立体结构；

所述水生植物区2（近水区域）种植有带状水生植物层6，占缓冲区域总面积的6%-10%，所述的水生植物为美人蕉、黄菖蒲、西伯利亚鸢尾和芦苇中的一种或几种；

所述灌草区3内混种有灌木层8和草本植物层7，灌草区3占缓冲区域总面积的8%-20%，所述灌木为石楠、海桐、南天竹、紫荆、木槿、连翘中的一种或几种，所述草本植物为狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾或美人蕉中的一种或几种；

所述第一乔灌草区4种植有间距为3m×3m、梅花状分布的乔木层9、间距为2m×2m灌木层8和草本植物层7，所述乔木为白榆、油松、女贞、桂花、紫叶李、构树、苦楝、垂柳、黄山栾树、鸡爪槭中的一种或几种，所述灌木为石楠、海桐、南天竹、紫荆、木槿、连翘中的一种或几种，所述草本植物为狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾或美人蕉中的一种或几种；

所述第二乔灌草区5地面种植有草本植物层7及相间的乔木层9、灌木层8，构成护岸植物立体结构，所述乔木为白榆、油松、女贞、桂花、紫叶李、构树、苦楝、垂柳、黄山栾树、鸡爪槭中的一种或几种，所述灌木为石楠、海桐、南天竹、紫荆、木槿、连翘中的一种或几种，所述草本植物为狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾或美人蕉中的一种或几种；

所述第一乔灌草区4和第二乔灌草区5占缓冲区域总面积的70%-86%。

为了保证使用效果和使用方便，

所述缓冲带是以河流1最高水位线为起点，外延18-50米由梯度结构和垂直结构构成的缓冲区域。

所述缓冲区域与水平面夹角为2-10°。

本实用新型经实地应用和测试，效果非常好，有关具体情况如下：

试验1：

在河南许昌建造阻控面源污染的近自然河岸缓冲带宽度20米，分为梯度结构和垂直结构。

梯度结构分为三个区域四个坡位，距离河流由近及远依次为宽2米的水生植物区（近水区域）、宽4米的灌草区（常水位-设计洪水位）、宽10米的第一乔灌草区（宽10米的设计洪水位-岸顶）、宽4米的第二乔灌草区（岸顶）。垂直结构分为上、中、下三层，分别为乔木层、灌木层和草本植物层。

调整构建区域除近水区域和岸顶外的地表坡度为5度，且不改变所述构建区域的土层内部环境。

在所述水生植物区（近水区域）均匀种植挺水植物美人蕉、芦苇、黄菖蒲、西伯利亚鸢尾，水生植物区宽度为2米，采用沿平行河岸方向呈带状混植，每种挺水植物种植宽度2m，长度6米；

在所述灌草区均匀种植灌木，灌草区宽度为4米，灌木选取海桐，种植间距2m×2m，草本选取固土护坡能力强的狗牙根，在灌木下土壤表层满种；

在所述第一乔灌草区、第二乔灌草区内交叉种植乔木和灌木，其中第一乔灌草区（设计洪水位-岸顶）宽度为10米，第二乔灌草区（岸顶）宽度为4米。在设计洪水位-岸顶坡位选取白榆、鸡爪槭2种乔木，在岸顶坡位选取紫叶李、垂柳2种乔木，兼顾生态和景观效应，株间行间混种（等比例混种），采用梅花布点法种植，种植间距为3m×3m，灌木选取连翘和南天竹，在种植区间交替种植，种植间距2m×2m，在设计洪水位-岸顶种植连翘，在岸顶种植南天竹，在冬季增加景观效果的同时，提高河岸带水土保持能力，岸顶和设计洪水位-岸顶分别选取耐寒性较好的草本矮山麦冬和西伯利亚鸢尾，与灌草区选取的狗牙根，形成常绿与落叶混种，形成季相变化，在发挥截留面源污染的同时，增加近自然河岸缓冲带的景观效果。

进行人工管理，定期进行清除杂草、控制病虫害，防止其他植物物种的入侵和人为破坏，确保近自然河岸缓冲带的稳定。

按照以上设计，阻控面源污染的能力是普通植物群落的2.0倍。

试验2：

在河南许昌建造阻控面源污染的近自然河岸缓冲带宽度30米，分为梯度结构和垂直结构。

梯度结构分为三个区域四个坡位，距离河流由近及远依次为宽2米的水生植物区（近水区域）、宽4米的灌草区（常水位-设计洪水位）、宽20米的第一乔灌草区（设计洪水位-岸顶）、宽4米的第二乔灌草区（岸顶）。垂直结构分为上、中、下三层，分别为乔木层、灌木层和草本植物层。

调整构建区域除近水区域和岸顶外的地表坡度为5度，且不改变所述构建区域的土层内部环境。

在所述水生植物区（近水区域）均匀种植挺水植物美人蕉、芦苇、黄菖蒲、西伯利亚鸢尾，水生植物区宽度为2米，采用沿平行河岸方向呈带状混植，每种挺水植物种植宽度2m，长度6米；

在所述灌草区均匀种植灌木，灌草区宽度为4米，灌木选取石楠，种植间距2m×2m，草本选取固土护坡能力强的狗牙根，在灌木下土壤表层满种；

在所述第一乔灌草区、第二乔灌草区内交叉种植乔木和灌木，第一乔灌草区宽度20米，第二乔灌草区宽度为4米。在设计洪水位-岸顶坡位选取白榆、苦楝、油松、鸡爪槭4种乔木，在岸顶坡位选取女贞、黄山栾树2种乔木，兼顾生态和景观效应，株间行间混种（等比例混种），采用梅花布点法种植，种植间距为3m×3m，灌木选取紫荆和石楠，在种植区间交替种植，种植间距2m×2m，在设计洪水位-岸顶种植石楠，在岸顶种植紫荆，在冬季增加景观效果的同时，提高河岸带水土保持能力，岸顶和设计洪水位-岸顶分别选取耐寒性较好的草本矮山麦冬和葱兰，与灌草区选取的狗牙根，形成常绿与落叶混种，形成季相变化，在发挥截留面源污染的同时，增加近自然河岸缓冲带的景观效果。

进行人工管理，定期进行清除杂草、控制病虫害，防止其他植物物种的入侵和人为破坏，确保近自然河岸缓冲带的稳定。

按照以上设计，阻控面源污染的能力是普通植物群落的2.5倍。

试验3：

在河南许昌建造阻控面源污染的近自然河岸缓冲带宽度40米，分为梯度结构和垂直结构。

梯度结构分为三个区域四个坡位，距离河流由近及远依次为宽3米的水生植物区（近水区域）、宽4米的灌草区（常水位-设计洪水位）、宽28米的第一乔灌草区（设计洪水位-岸顶）、宽5米的第二乔灌草区（岸顶）。垂直结构分为上、中、下三层，分别为乔木层、灌木层和草本植物层。

调整构建区域除近水区域和岸顶外的地表坡度为5度，且不改变所述构建区域的土层内部环境。

在所述水生植物区（近水区域）均匀种植挺水植物美人蕉、芦苇、黄菖蒲、西伯利亚鸢尾，水生植物区宽度为3米，采用沿平行河岸方向呈带状混植，每种挺水植物种植宽度3m，长度6米；

在所述灌草区均匀种植灌木，灌草区宽度为4米，灌木选取木槿，种植间距2m×2m，草本选取固土护坡能力强的狗牙根，在灌木下土壤表层满种；

在所述第一乔灌草区、第二乔灌草区内交叉种植乔木和灌木，其中第一乔灌草区（设计洪水位-岸顶）宽度为28米，第二乔灌草区（岸顶）宽度为5米。在设计洪水位-岸顶坡位选取构树、女贞、油松、黄山栾树4种乔木，在岸顶坡位选取苦楝、紫叶李2种乔木，兼顾生态和景观效应，株间行间混种（等比例混种），采用梅花布点法种植，种植间距为3m×3m，灌木选取连翘和紫荆，在种植区间交替种植，种植间距2m×2m，在设计洪水位-岸顶种植连翘，在岸顶种植紫荆，在冬季增加景观效果的同时，提高河岸带水土保持能力，岸顶和设计洪水位-岸顶分别选取耐寒性较好的草本葱兰和麦冬，与灌草区选取的狗牙根，形成常绿与落叶混种，形成季相变化，在发挥截留面源污染的同时，增加近自然河岸缓冲带的景观效果。

进行人工管理，定期进行清除杂草、控制病虫害，防止其他植物物种的入侵和人为破坏，确保近自然河岸缓冲带的稳定。

按照以上方案，阻控面源污染的能力是普通植物群落的3.2倍。

试验证明：本实用新型的近自然河岸带植物群落结构为乔灌草复层结构，其合理的植物配置方式，使得河岸带通过降低径流速度，促进土壤-植物-微生物系统对污染物的吸附、过滤、吸收等作用，去除污染物质，在不同径流条件和不同季节都能起到较好的阻控面源污染的作用。

本实用新型植物种类的选择和搭配遵循乔灌草相结合原则、物种相融共生原则、常绿树种与落叶树种混交原则、深根系植物和浅根系植物相结合原则、阳性植物与阴性植物合理搭配原则，形成较稳定的植物群落结构，有利于提高近自然河岸带阻控面源污染的能力，同时改善河岸带生态景观功能。

本实用新型在具体实施时，采用间隔交替的方法种植草本植物，不同的区域种植不同种的草本植物，不仅可以增加物种多样性，而且有利于草本植物与其它植物之间充分发挥协同作用。本实用新型所述草本植物选自狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾、美人蕉中的几种，并且采用耐寒性好的与差的分别交替布置在不同的区域，以提高河岸带整体景观效果、冬季截留面源污染能力。为了确保近自然河岸缓冲带的稳定，进行适度的人工管理，防止其他植物物种的入侵和人为破坏，防治病虫害。

本实用新型在调整河岸带坡度时，仅改变地表的土层，并不改变构建区域内土层的内部环境，从而避免了对原有生态环境尤其是土壤中微生物群落结构的破坏，从而减少土方工程量，并能有效发挥河岸带截留面源污染的作用。

本实用新型在河岸带原有生态系统的基础上，通过优化河岸带植物的种类及其分布格局，构建乔灌草复层植物群落结构，使河岸带植物群落在不同地表径流和不同季节均能起到阻控面源污染的作用；本实用新型优选的植物种类及种植方式可以代替常规技术中设置木桩、石块等固土、护岸措施；构建成的近自然河岸缓冲带景观功能良好，不仅具有较好的截留面源污染的能力，还能有效控制水土流失，从而大大减少进入河道中的污染物。

本实用新型近自然河岸缓冲带投资成本低、方法简单，可操作性强，维护简单，对原有生态破坏小，不但增加了物种多样性，增加河岸带植被覆盖率，而且还改变了局部小气候；不仅对面源污染起到有效阻控，还提高了河岸带控制水土流失的能力，同时河岸带也具备了良好的生态景观功能，经济和社会效益显著。

Claims (3)

1.一种阻控面源污染的近自然河岸缓冲带，其特征是：该缓冲带是以河流（1）最高水位线为起点，外延18米以上由梯度结构和垂直结构构成的缓冲区域，所述的梯度结构是由距离河流由近及远逐步升高的水生植物区（2）、灌草区（3）、第一乔灌草区（4）及第二乔灌草区（5）构成的四坡位结构，所述的垂直结构是由乔木层（9）、灌木层（8）和草本植物层（7）构成的立体结构；

所述水生植物区（2）种植有带状水生植物层（6），占缓冲区域总面积的6%-10%，所述的水生植物为美人蕉、黄菖蒲、西伯利亚鸢尾和芦苇中的一种或几种；

所述灌草区（3）内混种有灌木层（8）和草本植物层（7），灌草区（3）占缓冲区域总面积的8%-20%，所述灌木为石楠、海桐、南天竹、紫荆、木槿、连翘中的一种或几种，所述草本植物为狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾或美人蕉中的一种或几种；

所述第一乔灌草区（4）种植有间距为3m×3m、梅花状分布的乔木层（9）、种植间距为2m×2m的灌木层（8）和草本植物层（7），所述乔木为白榆、油松、女贞、桂花、紫叶李、构树、苦楝、垂柳、黄山栾树、鸡爪槭中的一种或几种，所述灌木为石楠、海桐、南天竹、紫荆、木槿、连翘中的一种或几种，所述草本植物为狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾或美人蕉中的一种或几种；

所述第二乔灌草区（5）地面种植有草本植物层（7）及相间的乔木层（9）、灌木层（8），构成护岸植物立体结构，所述乔木为白榆、油松、女贞、桂花、紫叶李、构树、苦楝、垂柳、黄山栾树、鸡爪槭中的一种或几种，所述灌木为石楠、海桐、南天竹、紫荆、木槿、连翘中的一种或几种，所述草本植物为狗牙根、矮山麦冬、青绿苔草、虎耳草、葱兰、麦冬、西伯利亚鸢尾或美人蕉中的一种或几种；

所述第一乔灌草区（4）、第二乔灌草区（5）占缓冲区域总面积的70%-86%。

2.根据权利要求1所述的阻控面源污染的近自然河岸缓冲带，其特征是：所述缓冲带是以河流（1）最高水位线为起点，外延18-50米由梯度结构和垂直结构构成的缓冲区域。

3.根据权利要求1所述的阻控面源污染的近自然河岸缓冲带，其特征是：所述缓冲区域与水平面夹角为2-10°。