一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤，在河岸帶常水位線以下挖掘有基本垂直于河岸帶的連續(xù)的種植帶或間斷的種植槽，所述種植槽或種植帶的下部距離常水位線的垂直高度小于50cm，所述種植槽或種植帶的深度大于30cm，所述種植槽或種植帶內(nèi)填有種植土。本發(fā)明還公開了一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤的施工方法。本發(fā)明適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤及其施工方法可防止沿岸帶水土流失、提高植物成活率，具有完善水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、修復(fù)退化河岸帶功能、凈化水體污染、美化河岸帶的作用。
【專利說明】一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境和風(fēng)景園林學(xué)科【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]河岸帶生態(tài)系統(tǒng)位于河流與陸地交界處的兩邊，直至河水影響消失的區(qū)域，其范圍包括河流廊道的高低水位之間(水位變幅區(qū))以及從河流高水位至被洪水影響的高低區(qū)域(洪泛區(qū))，是陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過渡區(qū)。河岸帶生態(tài)系統(tǒng)是地表水與地下水動態(tài)交換過程的載體，也是水陸生態(tài)系統(tǒng)間物質(zhì)、能量和信息交換的重要場所，具有調(diào)節(jié)局部小氣候、保護(hù)河流水質(zhì)、保護(hù)生物多樣性、為野生動物提供棲息地以及為人類提供休閑娛樂場所，緩解生活壓力等一系列的環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)功能。
[0003]從20世紀(jì)70年代開始，城市化運動從北美大陸發(fā)展到全世界，人類以驚人的相似行為來改造原本植根于大地的自然地理和生態(tài)特征之中的景觀多樣性:高效不透水鋪裝的應(yīng)用，排水管網(wǎng)的增加，大量的蓄水洼地消失，河流渠道化，侵占河岸帶土地。世界上20%以上的河岸帶植被不復(fù)存在，剩余部分也在急速的消失，退化的城鎮(zhèn)河岸帶往往造成植被破壞，生物多樣性下降，河岸帶景觀均一化，小氣候惡化，河床和河岸遭受侵蝕，洪澇災(zāi)害頻繁等，嚴(yán)重威脅城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。20世紀(jì)80年代中期，由于全球氣候變化，生物多樣性損失和可持續(xù)發(fā)展問題研究的提出，濕地的損失、河流生物多樣性減少和面源污染問題，以及我國正處于城市化進(jìn)程加速的特別時刻，如何規(guī)避城市化發(fā)展給河岸帶生態(tài)系統(tǒng)帶來不利影響，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的理論和實踐意義。
[0004]河岸帶生態(tài)系統(tǒng)從自然地理特征方面，范圍包括河流高低水位之間的水位變幅區(qū)和洪水影響的洪泛區(qū)兩個部分，具有高地下水位的生態(tài)系統(tǒng)，具有獨特的植被、土壤、地形地貌和水文特性，是河流-陸地生態(tài)系統(tǒng)在3個尺度上(縱向、橫向和垂直方向)相互作用的產(chǎn)物。河岸帶生態(tài)環(huán)境的突出特點是水分多、土壤肥力較高、空氣濕度較大、有季節(jié)性洪水泛濫。城鎮(zhèn)河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的特殊性在于人為干擾更加頻繁，土地利用強(qiáng)度更高，社會經(jīng)濟(jì)活動更加集中，人與生態(tài)環(huán)境的矛盾也更為突出。
[0005]河流的水文過程是維系河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，國外學(xué)者的研究提出了許多的概念:“河流自然流態(tài)”概念認(rèn)為河流的自然流動狀態(tài)維持了河流及河岸帶的生態(tài)系統(tǒng)完整性和生物多樣性；“洪水脈沖”概念強(qiáng)調(diào)洪水的定期泛濫是河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的基本驅(qū)動力。任何河流水文特征的改變，都將引起廣泛的生態(tài)和物理響應(yīng)，河岸帶水文特征的改變是河岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化的重要干擾因子。河流水文特征的改變對河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制主要是通過改變河岸帶土壤濕度、氧化還原電位、生物生存環(huán)境以及沉積物傳輸規(guī)律等而產(chǎn)生作用。
[0006]人類在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)中，對城鎮(zhèn)河流進(jìn)了全方位、大規(guī)模、高頻次的干預(yù)，如裁彎取直、河道橫斷面幾何化、河床材料硬質(zhì)化等工程措施，使河流形態(tài)趨于均一化和非連續(xù)化。河水限制在渠道內(nèi)使河岸帶喪失了河水的周期性沖刷作用，導(dǎo)致河岸帶土壤濕度降低、河灘濕地萎縮以及水生植被退化；河道截彎取直使水流加速、水位下降，使自然的河道遷移過程減少，影響河岸帶濕地的形成和發(fā)展，河岸帶沉積作用和植物恢復(fù)沉積層喪失；硬質(zhì)材料的應(yīng)用隔離了地表水與地下水的交換，使河床下的潛水層得不到補(bǔ)充，進(jìn)而喪失了潛水層的功能，影響河岸帶植被的生長發(fā)育。
[0007]河岸帶植被在形成河流物理和生物特性的過程中起著重要的作用，是環(huán)境活力和變化的敏感標(biāo)志。植物群落的結(jié)構(gòu)和功能受損是河岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化的關(guān)鍵因素之一，國內(nèi)研究者在北坡河、香溪河等地對河岸帶植物群落植物區(qū)系以及物種豐富度進(jìn)行研究，但是在城鎮(zhèn)河岸帶植被結(jié)構(gòu)和功能方面的研究較少，目前國內(nèi)的城鎮(zhèn)河岸帶綠化大多采用“園林觀賞植物”代替天然植被，大面積單一的人工草坪覆蓋，沒有考慮到河岸帶植被的結(jié)構(gòu)和功能的特殊性對于雨水的集水和過濾作用。
[0008]土地利用格局的改變是城市化進(jìn)程中的重要變遷，人為清除河岸帶植被使河岸帶原始植被遭到破壞，土壤侵蝕加??；河岸帶地區(qū)地表采用大量的不透水性材料，降低了土壤的下滲能力；同時城市排水管網(wǎng)改變了河岸帶地區(qū)的排水方式，雨水徑流繞過河岸帶生態(tài)系統(tǒng)，直接通過排水管網(wǎng)進(jìn)入河流；城市非點源污染的增加隨雨水徑流進(jìn)入河流，影響水質(zhì)。上述過程導(dǎo)致大量的地表徑流進(jìn)入河流，河岸帶的土壤濕度下降以及地下水位的降低，進(jìn)而對河岸帶土壤、植被和微生物過程產(chǎn)生不利影響，是城鎮(zhèn)河岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化的重要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的一是提供一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤，適合城市化區(qū)域溪流、河道等流動水體，可防止沿岸帶水土流失、提高植物成活率，具有完善水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、修復(fù)退化河岸帶功能、凈化水體污染、美化河岸帶的作用。
[0010]本發(fā)明的目的二是提供一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤的施工方法，適合城市化區(qū)域溪流、河道等流動水體，可防止沿岸帶水土流失、提高植物成活率，具有完善水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、修復(fù)退化河岸帶功能、凈化水體污染、美化河岸帶的作用。
[0011]為實現(xiàn)上述目的一，本發(fā)明提供一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤，在河岸帶常水位線以下挖掘有基本垂直于河岸帶的連續(xù)的種植帶或間斷的種植槽，所述種植槽或種植帶的下部距離常水位線的垂直高度小于50cm，所述種植槽或種植帶的深度大于30cm，所述種植槽或種植帶內(nèi)填有種植土。
[0012]較佳地，所述種植槽或種植帶的開口處覆蓋有固定在河岸帶上的透水覆膜。
[0013]較佳地，所述透水覆膜為土工布或密織網(wǎng)。
[0014]較佳地，所述透水覆膜上設(shè)有可翻開和回翻的十字口。
[0015]較佳地，所述河岸帶的坡度小于45度。
[0016]為實現(xiàn)上述目的二，本發(fā)明提供一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤的施工方法，該施工方法包括如下步驟:
[0017](I)查勘溪流或河道等流動水體沿岸帶,確定其常水位和水位變幅區(qū)；
[0018](2)選擇坡度小于45度的河岸帶；
[0019](3)在河岸帶常水位線下小于50cm的深度于基本垂直于河岸帶的方向沿河岸帶坡度向上挖掘河岸帶，形成深度大于30cm的連續(xù)的種植帶或間斷的種植槽；[0020] (4)往所述種植槽或種植帶內(nèi)回填種植土 ；
[0021 ] (5)往種植土內(nèi)種植目標(biāo)植物。
[0022]較佳地，在步驟(2)和步驟(3)之間還包括對流動水體進(jìn)行斷流或使流動水體臨時改道或?qū)影稁нM(jìn)行圍堰的步驟；在步驟(4)和步驟(5)之間還包括在回填種植土的種植槽或種植帶上人工覆蓋一層透水覆膜，并且把透水覆膜固定在河岸帶上的步驟；在步驟
(5)之后還包括通水或逐步去除圍堰，并協(xié)調(diào)好種植槽植物與河岸帶和流動水體的整體景觀的步驟。
[0023]較佳地，在覆蓋透水覆膜的步驟之后還包括根據(jù)植物種植設(shè)計要求，用刀或剪在透水覆膜相應(yīng)位置剪出相應(yīng)大小的十字口的步驟，在剪出十字口后，翻開十字口上的透水覆膜進(jìn)行步驟(5)，種植后將翻開的透水覆膜回翻。
[0024]較佳地，步驟(4)中的種植槽或種植帶內(nèi)回填的種植土的厚度大于步驟(3)中被挖掘出的河岸帶的厚度。
[0025]較佳地，步驟(4)中的種植土的pH為6.5-7.5、EC值為0.5-1.0ms/cm、有機(jī)質(zhì)^ 20g/kg、有效種植介質(zhì)土層> 20cm、容重< 1.30mg/cm3、石碌>2cm。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0027](I)由于是在流動水體沿岸帶原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上挖掘和施工，故對流動水體沿岸帶結(jié)構(gòu)不會造成影響。
[0028](2)在流動水體沿岸帶上種植植物后，有效地防止了沿岸帶水土進(jìn)一步流失，提高植物成活率，新種植的沿岸帶植物也減緩了水的流速，促進(jìn)了水位變幅區(qū)內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的沉積，加速了流動水體沿岸帶生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育和恢復(fù)。
[0029](3)原有河岸帶和種植的植物對進(jìn)入溪流、河道流動水體污染的水具有一定的凈化作用，同時將河道等流動水體沿岸帶的恢復(fù)與景觀美化結(jié)合起來，豐富了沿岸帶景觀多樣性，提升其整體景觀效果。
[0030]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明水位變幅區(qū)和河岸帶坡度的示意圖。
[0032]圖2為本發(fā)明河岸帶上種植帶位置的示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明透水覆膜的示意圖。
[0034]圖4為本發(fā)明透水覆膜的十字口部分翻開的示意圖。
[0035]圖5為本發(fā)明河岸帶上有種植帶、透水覆膜和植物的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。
[0037]實施例一
[0038]請參考圖1-5，所述的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤是在坡度a小于45度的河岸帶I的常水位線以下挖掘有·基本垂直于河岸帶I的連續(xù)的種植帶2，所述種植帶2的下部距離常水位線的垂直高度H小于50cm，所述種植帶2的深度h大于30cm，所述種植帶2的形狀可以根據(jù)景觀要求而變化。所述種植帶2內(nèi)填有種植土 3，所述種植帶2內(nèi)回填的種植土 3的厚度要大于原被挖出的河岸帶厚度，一般以大于原被挖出的河岸帶的厚度5厘米左右為宜。所述種植土 3的pH為6.5-7.5、EC值為0.5-1.0ms/cm、有機(jī)質(zhì)≤ 20g/kg、有效種植介質(zhì)土層≤ 20cm、容重< 1.30mg/cm3、石碌>2cm。所述種植帶2的開口處覆蓋有固定在河岸帶I上的透水覆膜4。所述透水覆膜4為土工布或密織網(wǎng)。所述透水覆膜4上設(shè)有可翻開和回翻的十字口 41。
[0039]本發(fā)明的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤的施工方法包括如下步驟:
[0040]( I)查勘溪流或河道等流動水體沿岸帶，確定其常水位A和水位變幅區(qū)M，水位變幅區(qū)M即枯水B和汛期水位C的范圍。
[0041](2)選擇坡度小于45度的河岸帶1，該河岸帶I可以是直線型的，也可以是彎曲型的。
[0042](3)對流動水體進(jìn)行斷流或使流動水體臨時改道或?qū)影稁進(jìn)行圍堰，圍堰方式主要是對不宜改道或斷流的流動水體進(jìn)行的。
[0043](4)在河岸帶I常水位線A下小于50cm的深度于基本垂直于河岸帶I的方向沿河岸帶I坡度向上挖掘河岸帶，形成深度大于30cm的連續(xù)的種植帶2，種植帶2的形狀可以根據(jù)景觀要求而變化。
[0044](5)往所述種植帶2內(nèi)回填種植土 3，回填的種植土 3的厚度大于被挖掘出的河岸帶I的厚度。所述種植土 3主要控制技術(shù)指標(biāo)有pH、EC值、有機(jī)質(zhì)、有效種植介質(zhì)土層、容重和石碌直徑，本發(fā)明中要求種植土 3的pH為6.5-7.5、EC值為0.5-1.0ms/cm、有機(jī)質(zhì)≤ 20g/kg、有效種植介質(zhì)土層> 20cm、容重< 1.30mg/cm3、石碌>2cm。
[0045](6)在回填種植土 3的種植帶2上人工覆蓋一層透水覆膜4，并且把透水覆膜4周緣的固定點40固定在河岸帶I上，透水覆膜4固定的牢固程度要經(jīng)得起該流動水體汛期水流的沖刷。
[0046](7)根據(jù)植物種植設(shè)計要求，用刀或剪在透水覆膜4相應(yīng)位置剪出相應(yīng)大小的十字口 41，十字口 41不易太大，以能種植相應(yīng)種類的植物為宜。
[0047](8)在剪出十字口 41后，翻開十字口 41上的透水覆膜4，往種植土 3內(nèi)種植目標(biāo)植物5，種植后將翻開的透水覆膜4回翻，適應(yīng)這種方法種植的植物有蘆葦、黃菖蒲、再力花、千屈菜等絕大多數(shù)挺水類植物，還有耐水濕生植物和小木本植物，例如，矮蒲葦和河柳等。
[0048](9)施工結(jié)束后，通水或逐步去除圍堰，并協(xié)調(diào)好種植帶2內(nèi)植物與河岸帶I和流動水體的整體景觀。
[0049]由于本發(fā)明是在流動水體沿岸帶原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行挖掘和施工，所以本發(fā)明對流動水體沿岸帶結(jié)構(gòu)不會造成影響；而且，在流動水體沿岸帶上種植植物后，有效地防止了沿岸帶水土進(jìn)一步流失，新種植的沿岸帶植物也減緩了水的流速，促進(jìn)了水位變幅區(qū)內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的沉積，加速了流動水體沿岸帶生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育和恢復(fù)；原有河岸帶和種植的植物對進(jìn)入溪流、河道流動水體污染的水具有一定的凈化作用，同時將河道等流動水體沿岸帶的恢復(fù)與景觀美化結(jié)合起來，豐富了沿岸帶景觀多樣性，提升其整體景觀效果。
[0050]為了證明新種植植物加速了流動水體沿岸帶生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育和恢復(fù)，以重慶園博園區(qū)龍景湖出水口下溪流沿岸帶水生植物種植施工案例進(jìn)行說明:·[0051]重慶園博會位于重慶市北部新區(qū)龍景湖公園，龍景湖出水口形成具有一定高差的小溪流，溪流沿岸帶長期沖刷，呈現(xiàn)成土母巖質(zhì)地，幾乎無法種植任何植物。施工單位采用在溪流沿岸帶常水位下沿河岸挖掘30cm深的種植槽，回填種植土，上面覆蓋土工布，土工布上剪十字口種植水生植物的技術(shù)，種植面積達(dá)2000余m2，種植水生植物種類有:千屈菜、黃菖蒲、再力花和花葉蘆竹等10余種或品種。施工種植后回填土不再流失，植物正常生長發(fā)育，呈現(xiàn)出較好的景觀效果，這時再對溪流種植區(qū)域(槽)進(jìn)行調(diào)查，對土壤抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度進(jìn)行測試。(土壤抗剪強(qiáng)度是在以樹根基部為中心的半徑50cm圓范圍內(nèi)，采用十字板剪切儀進(jìn)行原位測定飽和軟土的不排水抗剪強(qiáng)度；每個樣地每種植物各選2株，而每株根部土壤抗剪強(qiáng)度測定2次；測量土層深度范圍(即根系范圍)保持在15-20cm。根系抗拉力、抗拉強(qiáng)度:將帶回實驗室的鮮根進(jìn)行單根拉伸試驗，測量儀器為電子式人造板萬能試驗機(jī)(O-1OkN),植物根由夾具連接在試驗機(jī)上，測定前先將根段從冰箱取出進(jìn)行室溫適應(yīng)，測定時間在90min.內(nèi)完成。用游標(biāo)卡尺測定斷裂處根系的直徑。所有數(shù)據(jù)以實驗數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，根據(jù)試驗所得相關(guān)數(shù)據(jù)，計算抗拉強(qiáng)度。計算公式為:
[0052]P=4F/πD2[0053]式中:P-根系抗拉強(qiáng)度(MPa)、F-最大抗拉力(N)、D-拉斷處根系直徑
mm)。
[0054]結(jié)果是所有測點十字板抗剪強(qiáng)度均超過60/kPa，表明植物根系發(fā)達(dá)旺盛，起到了很好的固土固植物的作用。同時，發(fā)現(xiàn)溪流施工的水位變幅區(qū)內(nèi)出現(xiàn)許多新進(jìn)入的植物，見附表1，表明溪流河岸帶生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境得到了良好恢復(fù)。
[0055]附表1重慶園博園龍景湖下溪流水生植物種植后水位變幅區(qū)自然植物恢復(fù)情況
[0056]
【權(quán)利要求】
1.一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤，其特征在于:在河岸帶常水位線以下挖掘有基本垂直于河岸帶的連續(xù)的種植帶或間斷的種植槽，所述種植槽或種植帶的下部距離常水位線的垂直高度小于50cm,所述種植槽或種植帶的深度大于30cm,所述種植槽或種植帶內(nèi)填有種植土。
2.如權(quán)利要求1所述的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤，其特征在于:所述種植槽或種植帶的開口處覆蓋有固定在河岸帶上的透水覆膜。
3.如權(quán)利要求2所述的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤，其特征在于:所述透水覆膜為土工布或密織網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求2所述的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤，其特征在于:所述透水覆膜上設(shè)有可翻開和回翻的十字口。
5.如權(quán)利要求1所述的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤，其特征在于:所述河岸帶的坡度小于45度。
6.一種適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤的施工方法，其特征在于，該施工方法包括如下步驟: (1)查勘溪流或河道等流動水體沿岸帶，確定其常水位和水位變幅區(qū)； (2)選擇坡度小于45度的河岸帶； (3)在河岸帶常水位線下小于50cm的深度于基本垂直于河岸帶的方向沿河岸帶坡度向上挖掘河岸帶，形成深度大于30cm的連續(xù)的種植帶或間斷的種植槽； (4)往所述種植槽或種植帶內(nèi)回填種植土； (5 )往種植土內(nèi)種植目標(biāo)植物。
7.如權(quán)利要求6所述的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤的施工方法，其特征在于:在步驟(2)和步驟(3)之間還包括對流動水體進(jìn)行斷流或使流動水體臨時改道或?qū)影稁нM(jìn)行圍堰的步驟；在步驟(4)和步驟(5)之間還包括在回填種植土的種植槽或種植帶上人工覆蓋一層透水覆膜，并且把透水覆膜固定在河岸帶上的步驟；在步驟(5)之后還包括通水或逐步去除圍堰，并協(xié)調(diào)好種植槽植物與河岸帶和流動水體的整體景觀的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤的施工方法，其特征在于:在覆蓋透水覆膜的步驟之后還包括根據(jù)植物種植設(shè)計要求，用刀或剪在透水覆膜相應(yīng)位置剪出相應(yīng)大小的十字口的步驟，在剪出十字口后，翻開十字口上的透水覆膜進(jìn)行步驟(5)，種植后將翻開的透水覆膜回翻。
9.如權(quán)利要求6所述的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤的施工方法，其特征在于:步驟(4)中的種植槽或種植帶內(nèi)回填的種植土的厚度大于步驟(3)中被挖掘出的河岸帶的厚度。
10.如權(quán)利要求6所述的適合流動水體的沿岸帶植物護(hù)堤的施工方法，其特征在于:步驟(4)中的種植土的pH為6.5-7.5、EC值為0.5-1.0ms/cm、有機(jī)質(zhì)≥20g/kg、有效種植介質(zhì)土層> 20cm、容重< 1.30mg/cm3、石碌 >2cm。
【文檔編號】A01G1/00GK103669289SQ201410005566
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】王鎮(zhèn)城 申請人:廣東四季景山園林建設(shè)有限公司