專利名稱：一種湖岸緩沖帶生態(tài)重建的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為在湖泊沿岸重污染區(qū)內(nèi)，由于人為活動導(dǎo)致緩沖帶生態(tài)功能退化而采取的一種構(gòu)建湖岸緩沖帶的方法，屬于水污染控制與生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人類活動的不斷增加，我國湖泊水體水質(zhì)呈現(xiàn)下降趨勢，尤其是湖岸帶水域污染較重。人類自古以來有逐水而居的習(xí)慣，致使湖岸村落、 農(nóng)田、旅游甚至工業(yè)企業(yè)集中，湖岸帶內(nèi)人類生產(chǎn)生活活動頻繁，其作為湖泊最后一道生態(tài)屏障的功能幾乎消失，產(chǎn)生的環(huán)境問題非常嚴(yán)重。我國蓄水量最大的深水型淡水湖泊一撫仙湖，以潔凈的水質(zhì)、大自然的湖光山色與獨(dú)特的青銅文化而聞名于世。但近十多年來，撫仙湖水質(zhì)呈現(xiàn)快速下降趨勢，湖泊水生態(tài)也呈現(xiàn)出一定變化，雖然目前撫仙湖整體上水質(zhì)為I類，但已經(jīng)處于臨近II類水質(zhì)的邊緣，且沿岸部分水體已出現(xiàn)II類水質(zhì)現(xiàn)象，這與撫仙湖湖岸帶聚集了流域內(nèi)約1/5的村落，1/3的人口和1/3的大牲畜有直接關(guān)系。云南省第二大高原淡水湖泊一洱海，近十年來水質(zhì)也由II類向III類明顯下降，洱海的保護(hù)與治理已經(jīng)引起了國家和地方領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，其湖岸帶的污染也是十分嚴(yán)重。雖然湖岸帶面積占流域總面積的4 %，但分布著流域18. 3%的人口農(nóng)田，其平均人口密度達(dá)1610人/ km2，遠(yuǎn)高于流域的平均水平(339人/km2)，湖岸帶的環(huán)境壓力極大，所以湖岸區(qū)的污染控制對于湖泊水質(zhì)保持意義非常重大。由于人類生產(chǎn)生活的需要，使得流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然生態(tài)保護(hù)存在一定矛盾，湖岸帶是矛盾的集中區(qū)域，是流域陸域生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。對于湖岸帶的治理與生態(tài)建設(shè)，不僅可有效控制沿岸農(nóng)田、村落污染，而且對于改善湖泊水質(zhì)、修復(fù)湖岸生態(tài)系統(tǒng)，推動流域生態(tài)保護(hù)步伐，促進(jìn)流域生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)具有極其重要的意義，湖岸帶的污染治理與生態(tài)修復(fù)至關(guān)重要。鑒于湖岸帶對于湖泊的重要性以及目前湖泊的湖岸帶現(xiàn)狀，開展湖岸帶的治理與生態(tài)修復(fù)十分必要。本發(fā)明提出了在湖泊最高水位線以上外延100米陸地范圍內(nèi)構(gòu)建湖岸緩沖帶的方法，通過修復(fù)湖岸帶基底與地形改造，構(gòu)建集配水系統(tǒng)、生態(tài)透水凈化帶和植被帶，對于湖泊污染治理與生態(tài)修復(fù)具有重要的推廣和應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種保護(hù)湖泊水質(zhì)，凈化湖岸帶初期雨水、農(nóng)田排水面源污染，修復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)的方案，構(gòu)建方法處理效果好、費(fèi)用低廉、易于操作、便于管理而且不會造成二次污染，并且可以穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)、美化景觀。本發(fā)明具體如下—種湖岸緩沖帶生態(tài)重建的方法，采取“人工輔助+自然恢復(fù)”方法逐步恢復(fù)湖岸的自然生態(tài)系統(tǒng)，降低人類干擾、凈化沿岸面源污染；它包括下列步驟A、區(qū)域選擇選擇距湖泊最高水位線以上外延100米的湖岸陸地區(qū)域，作為生態(tài)構(gòu)建區(qū)域；B、基底修復(fù)與地形改造利用原有地形地勢，采取削平、放坡措施，清除基底整理地形，形成3 5%。地面坡度；C、設(shè)置集配水系統(tǒng)為使緩沖帶均勻配水，平行于湖岸線設(shè)置三條集水溝(1)，間隔約30米，溝底最大寬度50cm ；垂直于湖岸線設(shè)置配水溝O)，利用原有農(nóng)田溝渠或新建， 配水溝間隔30-50米，溝底最大寬度30cm ；D、設(shè)置生態(tài)透水凈化帶包括三種方式，分別為下凹式綠地(3)、地下碎石床(4) 和透水性地面(5)；下凹式綠地為局部挖深20-50cm的狹長淺溝或成片的低洼地，布置面積占緩沖帶區(qū)域的20% ；地下碎石床為開挖溝槽20-50cm，在槽內(nèi)填充碎石或腐殖土，布置面積占緩沖帶區(qū)域的20% ；將已有人行道改造成透水性地面，采取草皮磚、碎石地面鋪裝；E、確定構(gòu)建工藝離湖由近及遠(yuǎn)分別構(gòu)建灌草帶(9)-喬草帶(10)-綠籬隔離帶 (11)；植物種植不引進(jìn)新的外來物種；種植植被主要有喬木(6)、灌木(7)、草本(8)三種植物，以灌草為主，灌木選擇具有冠幅大、根系發(fā)達(dá)、生長迅速的物種。特別的是，該方法在植物恢復(fù)初期，人工種植先鋒物種，營造植物自然恢復(fù)的條件，待達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，去除部分植物，實(shí)施物種改良，逐步增加物種多樣性；喬灌木的初始種植面積占緩沖區(qū)范圍的40%，草本植物采取播撒草籽種植，初始種植面積為60%，其他自然生長恢復(fù)。再有，該方法的湖岸緩沖帶需要連續(xù)3 5年的人工營造，可以達(dá)到自然、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)；區(qū)別于景觀做法，該系統(tǒng)不需要人工養(yǎng)護(hù)，而且植物多樣性的穩(wěn)定優(yōu)于人工種植物種的方法。本發(fā)明以保護(hù)湖泊水質(zhì)，凈化湖岸帶初期雨水、農(nóng)田排水面源污染，修復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)為主要目的，在基底修復(fù)與地形改造基礎(chǔ)上，遵循以灌草為主、喬灌草相結(jié)合的設(shè)計原則，采用土著物種，因地制宜構(gòu)建環(huán)湖緩沖帶，不僅具有攔截、凈化地表徑流污染的功能，而且生態(tài)功能、景觀功能也得以發(fā)揮。此系統(tǒng)在各種類型湖泊的治理與生態(tài)修復(fù)中都具有廣泛的應(yīng)用前景，可操作性強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，而且不對土著生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅，同時具有一定的景觀效益。本發(fā)明特點(diǎn)如下1.可有效收集與凈化湖岸帶初期雨水、農(nóng)田排水；2.選擇距湖泊最高水位線100米的陸地范圍，容易操作；3.設(shè)置了 3_5%。地形，便于地表徑流自然漫流；4.設(shè)置收集溝與配水溝，保證配水均勻；5.設(shè)置生態(tài)透水凈化帶，強(qiáng)化截留凈化能力；6.合理確定種植工藝與種植方法，先期僅種植先鋒物種，營造植物自然恢復(fù)條件， 減少了人力、物力，便于大面積種植；7.植物成活率較高；8.系統(tǒng)穩(wěn)定后不需要人工維護(hù)；9.本發(fā)明無污染，具有顯著的環(huán)境效益。


圖1緩沖帶生態(tài)建設(shè)平面布置示意圖
圖2緩沖帶生態(tài)建設(shè)斷面示意圖1、收集溝 2、配水溝 3、下凹式綠地 4、地下碎石床 5、透水地面 6、喬木植物7、灌木植物8、草本植物9、灌草帶10、喬草帶11、綠籬帶12、生態(tài)透水凈化帶
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
由區(qū)域選擇、基底修復(fù)與地形改造、設(shè)置集配水系統(tǒng)、設(shè)置生態(tài)透水凈化帶、確定構(gòu)建工藝五個環(huán)節(jié)組成。1.區(qū)域選擇在湖泊的最高水位線以上，沿湖泊一圈向陸地外延100米的陸地范圍確定為緩沖帶構(gòu)建區(qū)域。2.基底修復(fù)與地形改造利用原有地勢，清除雜質(zhì)整理地形，形成坡降為3%。的地形，對基底為陡坎地段、零星硬質(zhì)田埂以及硬質(zhì)溝渠，采取放坡、削平和拆除工程措施，為生態(tài)植被構(gòu)建創(chuàng)造條件。3.設(shè)置集配水系統(tǒng)為使緩沖帶形成收集、分配初期雨水、農(nóng)田排水徑流的系統(tǒng)，達(dá)到配水均勻，利用區(qū)域內(nèi)原有農(nóng)田的溝渠系統(tǒng)，局部采取打通、新開挖措施，平行于湖岸線方向設(shè)置三條集水溝，間隔約30米，溝底寬度50cm，深度50cm，邊坡比為1 3，集水溝采取自然生長植被護(hù)底和護(hù)坡；垂直于湖岸線設(shè)置配水溝，間隔40米，配水溝溝底寬度30cm，深度30cm，采取自然生長植被護(hù)底和護(hù)坡。4.設(shè)置生態(tài)透水凈化帶采取挖深、填埋填料方式構(gòu)建生態(tài)透水凈化帶，包括三種方式，分別為下凹式綠地、地下碎石床和透水性地面。下凹式綠地主要構(gòu)建為平均挖深為30cm的大范圍的低洼地，布置總面積占緩沖帶構(gòu)建區(qū)域的20% ；地下碎石床設(shè)置通過開挖平均深度為50cm的溝或槽，其內(nèi)部填充碎石或腐殖土，布置面積占緩沖帶構(gòu)建區(qū)域的20% ；生態(tài)透水地面的建設(shè)主要采取將構(gòu)建區(qū)域內(nèi)已經(jīng)存在的人行道改造為草皮磚、碎石地面鋪裝方式，增加透水凈化能力。5、確定構(gòu)建工藝遵循灌草為主的原則，離湖由近及遠(yuǎn)分別構(gòu)建灌草帶-喬草帶-綠籬隔離帶，種植植被主要有喬木、灌木、草本三種植物，植物不引進(jìn)新的外來物種。首先篩選本地植物物種， 因?yàn)槲锓N選擇與配置是生態(tài)構(gòu)建成功與否的關(guān)鍵之一，通過收集流域的本地物種名錄以及生物生態(tài)學(xué)參數(shù)，確定出耐污、生長繁殖能力強(qiáng)的土著物種，按使用目標(biāo)篩選出緩沖帶構(gòu)建的基本工具物種；其次在物種的選擇上，尤其是灌木物種，必須選擇冠幅大、根系發(fā)達(dá)、生長迅速的物種，起到臨湖的水土流失治理的作用；另外在景區(qū)的或臨路的可以適當(dāng)選擇觀賞性強(qiáng)的物種。另外，生態(tài)重建采取人工輔助和自然恢復(fù)結(jié)合的方式，在植物恢復(fù)初期，先人工種植先鋒物種，待達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，實(shí)施物種改良，逐步增加物種多樣性；喬灌木的初始種植面積占緩沖區(qū)范圍的40 %，草本植物初始種植面積為60 %，采取播撒草籽種植，其他自然生長恢復(fù)。而且在緩沖帶構(gòu)建過程中，禁施化肥農(nóng)藥，主要采用無害化替代措施除蟲除害， 并且及時對緩沖帶內(nèi)植物進(jìn)行補(bǔ)植、間植和去除部分植物，以保證物種多樣性的增加，該系統(tǒng)穩(wěn)定后不需要人工養(yǎng)護(hù)，可自然運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種湖岸緩沖帶生態(tài)重建的方法，其特征是采取“人工輔助+自然恢復(fù)”方法逐步恢復(fù)湖岸的自然生態(tài)系統(tǒng)，降低人類干擾、凈化沿岸面源污染；它包括下列步驟A、區(qū)域選擇選擇距湖泊最高水位線以上外延100米的湖岸陸地區(qū)域，作為生態(tài)構(gòu)建區(qū)域；B、基底修復(fù)與地形改造利用原有地形地勢，采取削平、放坡措施，清除基底整理地形， 形成3 5%。地面坡度；C、設(shè)置集配水系統(tǒng)為使緩沖帶均勻配水，平行于湖岸線設(shè)置三條集水溝(1)，間隔約 30米，溝底最大寬度50cm ；垂直于湖岸線設(shè)置配水溝O)，利用原有農(nóng)田溝渠或新建，配水溝間隔30-50米，溝底最大寬度30cm ；D、設(shè)置生態(tài)透水凈化帶包括三種方式，分別為下凹式綠地(3)、地下碎石床(4)和透水性地面(5)；下凹式綠地為局部挖深20-50cm的狹長淺溝或成片的低洼地，布置面積占緩沖帶區(qū)域的20% ；地下碎石床為開挖溝槽20-50cm，在槽內(nèi)填充碎石或腐殖土，布置面積占緩沖帶區(qū)域的20% ；將已有人行道改造成透水性地面，采取草皮磚、碎石地面鋪裝；E、確定構(gòu)建工藝離湖由近及遠(yuǎn)分別構(gòu)建灌草帶(9)-喬草帶(10)-綠籬隔離帶(11)； 植物種植不引進(jìn)新的外來物種；種植植被主要有喬木(6)、灌木(7)、草本(8)三種植物，以灌草為主，灌木選擇具有冠幅大、根系發(fā)達(dá)、生長迅速的物種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖岸緩沖帶生態(tài)重建的方法，其特征是在植物恢復(fù)初期，人工種植先鋒物種，營造植物自然恢復(fù)的條件，待達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，去除部分植物，實(shí)施物種改良，逐步增加物種多樣性；喬灌木的初始種植面積占緩沖區(qū)范圍的40%，草本植物采取播撒草籽種植，初始種植面積為60%，其他自然生長恢復(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖岸緩沖帶生態(tài)重建的方法，其特征是湖岸緩沖帶需要連續(xù) 3 5年的人工營造，可以達(dá)到自然、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)；區(qū)別于景觀做法，該系統(tǒng)不需要人工養(yǎng)護(hù)，而且植物多樣性的穩(wěn)定優(yōu)于人工種植物種的方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種保護(hù)湖泊水質(zhì)、凈化湖岸帶面源污染、修復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)的湖岸緩沖帶生態(tài)重建方法，屬于水污染控制與生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。該方法特征在于首先選擇距湖泊最高水位線一定距離的陸地區(qū)域，即劃定范圍；其次是清除并改造基底，形成3-5‰地面坡度；第三是設(shè)置收集溝和配水溝；第四是設(shè)置生態(tài)透水凈化帶，采取挖深、填料填充、透水地面改造措施；第五是確定構(gòu)建工藝，采用土著物種，離湖由近及遠(yuǎn)分別構(gòu)建灌草帶-喬草帶-綠籬隔離帶。本發(fā)明投資成本低、可操作性強(qiáng)，構(gòu)建方法獨(dú)特，維護(hù)運(yùn)行簡單而且不對土著生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅，在各種類型尤其是湖濱帶缺失的湖泊污染治理與生態(tài)修復(fù)中都具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號C02F3/32GK102249416SQ20111011589
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者杜勁冬, 金丹越, 金相燦 申請人:北京錫蘭石環(huán)境工程技術(shù)開發(fā)有限公司, 金丹越, 金相燦