大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法，包括(1)選擇地勢(shì)平緩的消落帶，在蓄水水位最低時(shí)，對(duì)消落帶迎水坡面進(jìn)行微地形改造，進(jìn)行生態(tài)駁岸治理；(2)在水位消漲幅度15m之內(nèi)，通過挖泥成塘，堆泥成基，形成一系列基塘；(3)在基塘內(nèi)根據(jù)水位波動(dòng)規(guī)律設(shè)置挺水、浮葉和沉水植物。本發(fā)明在消落帶濕地生態(tài)功能和景觀效果上呈現(xiàn)明顯的梯度變化，充分利用時(shí)間和空間上錯(cuò)位、分化的多種群，利用濕地植物種群的相互補(bǔ)充一同形成穩(wěn)定的群落構(gòu)成，豐富濕地植物品種，提升濕地生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
【專利說明】大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法。

【背景技術(shù)】
[0002]大型水利樞紐工程，是江河治理和開發(fā)的關(guān)鍵性骨干工程，通常具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)、旅游等巨大的綜合效益。然而，周期性的水位大幅度漲落，往往形成大面積水庫(kù)消落帶，使水庫(kù)生態(tài)環(huán)境發(fā)生很大的變化，原生植物將大多難以成活，物種多樣性急劇降低，景觀多樣性嚴(yán)重下降。同時(shí)河流沖刷和波浪侵蝕又會(huì)造成坡岸失穩(wěn)，水土流失嚴(yán)重，污染物隨水土流失進(jìn)入水體，危害水體生態(tài)安全。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)水庫(kù)消落帶的生態(tài)環(huán)境問題開展過大量研究，其中消落帶的生態(tài)修復(fù)和水土保持一直是各類研究中的難點(diǎn)與重點(diǎn)，主要在于周期性大幅水位漲落使多數(shù)植物難以適應(yīng)；土壤結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，水流沖刷引發(fā)消落區(qū)土壤侵蝕與流失；缺乏植被整體恢復(fù)的理論體系方法等。
[0003]我國(guó)是世界上基塘系統(tǒng)出現(xiàn)最早、分布最廣的地區(qū)。珠江三角洲基塘系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，吸引了大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究人員前來參觀。國(guó)內(nèi)在珠江三角洲之外的一些低洼地區(qū)，推廣珠江三角洲基塘系統(tǒng)的成功模式也取得了顯著成效，中科院等單位還在黃淮海鹽堿地、濱海地區(qū)和東北沼澤濕地開展了基塘系統(tǒng)試驗(yàn)和推廣工作，歐洲、美洲也有一些科研機(jī)構(gòu)采用珠江三角洲基塘系統(tǒng)的研究成果，從事低洼地利用的試驗(yàn)和推廣工作。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，珠江三角洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的基塘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，主要是魚塘養(yǎng)殖逐漸向高經(jīng)濟(jì)效益水產(chǎn)品和高密度集約化方向發(fā)展，塘基相繼出現(xiàn)果基、蔗基、菜(花卉)基與草基等形式。形式各異、景觀多樣的基塘系統(tǒng)，均實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)與能量多級(jí)利用，豐富了各地農(nóng)業(yè)生態(tài)和景觀生態(tài)的內(nèi)容。
[0004]大型水利工程寬幅消落帶生態(tài)修復(fù)目前還是世界性難題，其主要問題在于水位大幅消漲對(duì)植被耐淹性能的極度考驗(yàn)和消落帶土壤侵蝕嚴(yán)重等。目前主要通過耐淹植物篩選和植被恢復(fù)對(duì)消落帶進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。目前，在三峽水庫(kù)典型消落帶分布區(qū)開展了有關(guān)嘗試，斬獲了一定的效果，也取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，但同時(shí)也出現(xiàn)了不少問題，汲取了大量的教訓(xùn)。比如，①水位漲落對(duì)不同植被類型影響的考慮不足，造成植被存活率極不穩(wěn)定，多年存活率較低，還可能造成植物殘?bào)w進(jìn)入水體，帶來二次污染。②已有的塘系統(tǒng)工程，塘基大多為裸露土體，極易被雨水和溢水沖刷侵蝕，導(dǎo)致塘基不穩(wěn)而崩塌。③消落帶土壤基質(zhì)通常礫石含量較高、砂性較強(qiáng)，基質(zhì)保水能力極為有限，退水后水分滲漏嚴(yán)重，導(dǎo)致地形干旱頻發(fā)，大大影響植物存活和生長(zhǎng)。④濕地植物種植品種相對(duì)比較單一，其種植方式未進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范與高效管理，水生植物生態(tài)組分的優(yōu)化配置不足，各種生物未構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、功能高效的綜合體。⑤目前消落帶治理工程中，塘系統(tǒng)大多單一存在，并未實(shí)現(xiàn)分區(qū)設(shè)計(jì)和綜合治理，所提供的生態(tài)服務(wù)功能尚未達(dá)到優(yōu)化水平。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是提供一種大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法，該方法使水塘內(nèi)的挺水、浮葉和沉水植物在消落帶濕地生態(tài)功能和景觀效果上呈現(xiàn)明顯的梯度變化，充分利用錯(cuò)位、分化的多種群，利用濕地植物種群的相互補(bǔ)充一同形成穩(wěn)定的群落構(gòu)成。
[0006]本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，具體包括以下步驟:大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法，其特征在于:包括
[0007](I)選擇地勢(shì)平緩的消落帶，在蓄水水位最低時(shí)，對(duì)消落帶迎水坡面進(jìn)行微地形改造和駁岸生態(tài)治理；
[0008](2)在水位消漲幅度15m之內(nèi)，通過挖泥成塘，堆泥成基，形成一系列基塘；
[0009](3)在基塘內(nèi)根據(jù)水位波動(dòng)規(guī)律設(shè)置挺水、浮葉和沉水植物。
[0010]進(jìn)一步，基塘的塘基上采用鄉(xiāng)土耐淹草本植物，固持水土。
[0011]進(jìn)一步，基塘的塘底采用膨潤(rùn)土防水毯進(jìn)行防滲處理。
[0012]進(jìn)一步，基塘與基塘之間通過碎石混泥土加固。
[0013]進(jìn)一步，消落帶的迎水面駁岸采用拋石處理。
[0014]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0015]⑴充分考慮水位漲落對(duì)不同植被類型影響，提高植物存活率，減少二次污染；⑵耐淹草本植物護(hù)坡，消納污染物，同時(shí)還可以減少水土流失；⑶基塘生態(tài)防滲處理技術(shù)，提升塘系統(tǒng)自保水性能；⑷豐富濕地植物品種，提升濕地生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；
(5)寬幅緩坡型消落帶功能分區(qū)設(shè)計(jì)，配套綜合治理。

【具體實(shí)施方式】
[0016]大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法，包括:
[0017](I)選擇地勢(shì)平緩的消落帶，在蓄水水位最低時(shí)，對(duì)消落帶迎水坡面進(jìn)行微地形改造和駁岸生態(tài)治理；
[0018](2)在水位消漲幅度15m之內(nèi)，通過挖泥成塘，堆泥成基，形成一系列基塘；
[0019](3)在基塘內(nèi)根據(jù)水位波動(dòng)規(guī)律設(shè)置挺水、浮葉和沉水植物，在保證植物存活的前提下，采用立體植被布局模式，提高濕地植物多樣性。
[0020]作為對(duì)本實(shí)施例的改進(jìn)，基塘的塘基上采用鄉(xiāng)土耐淹草本植物，固持水土，能夠有效的防治塘基塌岸，淹水后還可為水生動(dòng)物提供食源，降低外來物種入侵的風(fēng)險(xiǎn)，消納污染物，同時(shí)還可以減少水土流失?；恋拇笮「鶕?jù)地形條件確定大小、形狀，一般為300—500m2。
[0021]作為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，基塘的塘底采用膨潤(rùn)土防水毯進(jìn)行防滲處理，能夠提升自保水性能，減少不定期補(bǔ)水成本。
[0022]作為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，基塘與基塘之間通過碎石混泥土加固，利用消落帶淹沒、降水和坡上徑流而蓄水。
[0023]作為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，消落帶的迎水面駁岸采用拋石處理。
[0024]本發(fā)明結(jié)合消落帶地形特征，按景觀生態(tài)學(xué)原理，采用多塘系統(tǒng)、生態(tài)護(hù)坡、駁岸治理等綜合技術(shù)方案，形成基質(zhì)、斑塊、廊道合理鑲嵌耦合、結(jié)構(gòu)功能和諧的消落帶治理和保護(hù)模式。
[0025]以三峽水庫(kù)消落帶為例，在寬幅緩坡型消落帶160m高程以上采用多塘系統(tǒng)提升消落帶濕地景觀多樣性及生態(tài)服務(wù)功能；160m以下采用草本鄉(xiāng)土植物護(hù)坡，如狗牙根、香根草等，固持水土，淹水后還可為水生動(dòng)物提供食源；迎水面駁岸采用拋石處理，消納水浪對(duì)護(hù)岸的剝蝕。水位高程170m以上種植浮葉植物，如睡蓮、菱角等，165-170m種植高大的挺水植物，如常綠水生鳶尾、水生美人蕉、水蔥、蘆葦和香蒲等，160-165m種植挺水植物深水荷花，基塘底部種植沉水植物苦草和金魚藻等，塘基主要種植本土耐淹草本植物,如狗牙根、香根草等。通過上述方案處理后，入庫(kù)水質(zhì)主要污染指標(biāo)，如總氮、總磷、懸浮物等下降30%以上；土壤侵蝕量減少50%以上；濕地植物品種8種以上，提高了濕地植被和景觀多樣性及生態(tài)服務(wù)功能。
[0026]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法，其特征在于:包括 (1)選擇地勢(shì)平緩的消落帶，在蓄水水位最低時(shí)，對(duì)消落帶迎水坡面進(jìn)行微地形改造和駁岸生態(tài)治理； (2)在水位消漲幅度15m之內(nèi)，通過挖泥成塘，堆泥成基，形成一系列基塘； (3)在基塘內(nèi)根據(jù)水位波動(dòng)規(guī)律設(shè)置挺水、浮葉和沉水植物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法，其特征在于:基塘的塘基上采用鄉(xiāng)土耐淹草本植物，固持水土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法，其特征在于:基塘的塘底采用膨潤(rùn)土防水毯進(jìn)行防滲處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法，其特征在于:基塘與基塘之間通過碎石混泥土加固。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型水利工程寬幅緩坡型消落帶生態(tài)修復(fù)與水土保持方法，其特征在于:消落帶的迎水面駁岸采用拋石處理。
【文檔編號(hào)】E02B3/04GK104195978SQ201410467949
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】黃平, 吳勝軍, 陳春娣, 王小曉, 肖艷, 楊杉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院