一種湖濱帶挖塘堆島基底修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種湖濱帶挖塘堆島基底修復(fù)方法。通過在基底修復(fù)區(qū)挖塘和堆島，在濕地污水入口區(qū)設(shè)置多個串聯(lián)的泥沙沉淀塘，在濕地中部通過蛇形通道設(shè)置多個連通的植物氧化塘，在濕地出水區(qū)設(shè)置多個植物景觀塘，在塘庫系統(tǒng)中將原有魚塘群的塘埂棄土及塘底湖泥堆成星羅棋布的、有緩坡淺灘的多個島嶼，使原本由相互封閉獨立的魚塘構(gòu)成的魚塘群小規(guī)模塘庫系統(tǒng)，變成類似于“多島湖”的塘島結(jié)合的大規(guī)模相互連通的塘庫湖灣水網(wǎng)系統(tǒng)。與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，方法更為簡便，投資省，技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的生態(tài)、環(huán)保、景觀和經(jīng)濟效益顯著。
【專利說明】一種湖濱帶挖塘堆島基底修復(fù)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境生態(tài)修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種滿足湖濱帶環(huán)境生態(tài)恢復(fù)要求的挖塘堆島基底修復(fù)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]歷史上人們?yōu)榱嗽黾蛹Z食產(chǎn)量，以圍湖造田來擴大農(nóng)田種植面積。圍湖造田之后，在湖泊的水陸交錯帶會形成大量連片的魚塘群，魚塘群中眾多魚塘垂直堤壩對湖濱帶進行了強烈的切割，破壞了湖岸帶水系的連續(xù)性，造成了陸地生態(tài)系統(tǒng)與濕生生態(tài)系統(tǒng)、水生生態(tài)系統(tǒng)的割斷，使湖泊沿岸帶原有的天然灘地大量消失，使湖濱帶淺水區(qū)灘地生境條件急劇惡化，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，濕生及挺水等大型水生植物減少，魚類棲息、生長、索餌、產(chǎn)卵的基地喪失，生物資源的再生循環(huán)過程受到嚴重影響，湖泊自凈能力下降，加上魚塘排污等，不利于湖泊湖濱帶的生態(tài)修復(fù)和水質(zhì)改善。
[0003]現(xiàn)有的湖濱帶基底修復(fù)技術(shù)主要為針對陡坎沿岸湖濱帶的底泥吹填造灘基底修復(fù)技術(shù)，采用人工方法在目標湖濱帶水域外沿構(gòu)筑簡易圍埝后，由絞吸式挖泥船或底泥抽吸設(shè)備將疏浚的湖泊底泥按設(shè)計規(guī)定的泥面吹填高程要求吹填至基底修復(fù)工程區(qū)內(nèi)，同時要求湖泊水位不得低于2米方能滿足絞吸式挖泥船作業(yè)的水深要求，其實際應(yīng)用會受到諸多限制。而對于如何實現(xiàn)在湖濱帶干涸情況下無水作業(yè)進行受損湖濱帶基底修復(fù)，現(xiàn)有技術(shù)中尚沒有很好地解決辦法。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種湖濱帶挖塘堆島基底修復(fù)方法，通過對湖濱帶魚塘群區(qū)域進行地形地貌改造和基底修復(fù)，為湖泊沿岸帶生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、物質(zhì)循環(huán)能量轉(zhuǎn)換、水質(zhì)凈化和景觀美化創(chuàng)造良好的生境條件。
`[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0007]除非另有說明，本發(fā)明所采用的百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)。
[0008]一種湖濱帶挖塘堆島基底修復(fù)方法，其特征在于:按照湖濱帶基底修復(fù)區(qū)平面設(shè)計和高程設(shè)計要求，通過在基底修復(fù)區(qū)挖塘和堆島，在濕地污水入口區(qū)設(shè)置多個串聯(lián)的泥沙沉淀塘，在濕地中部通過蛇形通道設(shè)置多個連通的植物氧化塘，在濕地出水區(qū)設(shè)置多個植物景觀塘，在塘庫系統(tǒng)中將原有魚塘群的塘埂棄土及塘底湖泥堆成星羅棋布的、有緩坡淺灘的多個島嶼，使原本由相互封閉獨立的魚塘構(gòu)成的魚塘群小規(guī)模塘庫系統(tǒng)，變成類似于“多島湖”的塘島結(jié)合的大規(guī)模相互連通的塘庫湖灣水網(wǎng)系統(tǒng)。
[0009]具體的，該方法包括以下步驟:
[0010](I)湖濱帶基底修復(fù)工程區(qū)域及挖塘堆島工程量的確定:
[0011]湖濱帶基底修復(fù)工程區(qū)域主要指項目工程設(shè)計中確定需要進行湖泊生態(tài)修復(fù)的湖濱帶魚塘群沿岸水域范圍；挖塘堆島工程量主要由湖泊最高控制水位和滿足水生植物、濕生植物和陸生植物生長的水位條件對應(yīng)的挖塘深度、島嶼高度和島嶼數(shù)量、面積確定；島嶼頂部高程應(yīng)高于湖泊最高控制水位I~5m，島的數(shù)量根據(jù)塘庫系統(tǒng)湖灣水網(wǎng)景觀和水質(zhì)凈化布水的需求確定，每100畝設(shè)置4?6個島嶼，島嶼面積合計應(yīng)控制在塘庫系統(tǒng)總面積的15?20% ；
[0012](2)塘庫系統(tǒng)構(gòu)建:
[0013]①首先將湖濱帶魚塘群中每一個魚塘的塘埂鏟平、將蓄水放空，晾曬塘底，在地下水位較高的區(qū)域周邊挖溝進一步排水，使塘底土地表面干燥硬化，能夠滿足挖掘機械進場施工即可；
[0014]②塘庫系統(tǒng)按湖濱帶天然濕地系統(tǒng)進行構(gòu)建，塘庫系統(tǒng)水體面積和水深控制根據(jù)塘庫系統(tǒng)水生植物種植、湖灣水網(wǎng)景觀、水質(zhì)凈化和生態(tài)漁業(yè)養(yǎng)殖的技術(shù)要求確定；塘庫水體的面積應(yīng)控制在塘庫系統(tǒng)總面積的80?85%，塘庫系統(tǒng)分為泥沙沉淀塘區(qū)、植物氧化塘區(qū)和植物景觀塘區(qū)三個部分；沉淀塘區(qū)位于塘庫系統(tǒng)前端，主要功能是接納城鎮(zhèn)初期雨水和面源污水，去除污水中的顆粒態(tài)污染物，沉淀塘水深為2.5m?3.5m,水力負荷為1.0?
3.0mVm2.d，水力停留時間為2?4天；氧化塘區(qū)位于塘庫系統(tǒng)中部，利用塘中大量泌氧沉水植物和水生動物對污水進行生物凈化，氧化塘水深控制在1.2?2.0m，水力負荷為0.1?0.3m3/m2.d，水力停留時間為4?10天；景觀塘位于塘庫系統(tǒng)的末端，水質(zhì)明顯改善后用于景觀美學(xué)和污水的深度凈化，景觀塘水深控制在1.5?2.5m，水力負荷為0.1?0.3m3/m2.d，水力停留時間為4?10天；島嶼3?5m寬的沿岸帶水深0.1?0.5m，為保證面源污水水質(zhì)凈化效果，湖濱帶整個塘庫系統(tǒng)天然濕地水力負荷為0.1?0.3m3/m2.d，整個濕地塘庫系統(tǒng)水力停留時間為10?30天；
[0015](3)島嶼構(gòu)筑:
[0016]①島頂高程、坡度及平面控制:島頂高程應(yīng)高于湖泊最高控制水位I?5m，島的坡度應(yīng)滿足水生植物、濕生植物和陸生植物生長的立地條件，坡度控制在4?20°的范圍，在島嶼的四周形成水體、淺灘、緩坡和土丘逐步過渡的地形地貌，島嶼的形狀以線條自然流暢的弧線，形狀不規(guī)則的條形、橢圓形的孤島和半島；
[0017]②島嶼堆筑:在湖濱帶魚塘群基底修復(fù)區(qū)內(nèi)，采用挖掘機械設(shè)備逐個開展筑島作業(yè)，具體設(shè)計要求為:島頂高程應(yīng)高于湖泊最高控制水位I?5m，島的坡度應(yīng)滿足水生植物、濕生植物和陸生植物生長的立地條件，坡度控制在4?20°的范圍；通過挖掘機將魚塘群塘底湖泥挖掘后一層一層堆積在筑島的區(qū)域；筑島壘高方法采用通過位置較低的挖掘機挖掘塘底的泥土并輸送至島的中部，再由位置較高的挖掘機將中部的泥土向島的上部輸送和壘高，如此圍著島的四周反復(fù)接力操作，直至堆島達到設(shè)計高程、坡度和面積的要求，挖掘機邊堆土邊捶打和碾壓泥土，確保島嶼土質(zhì)的相對密度值不小于0.60 ;塘庫底部挖掘過程中必須做到挖掘塘庫底部土方工程量和島嶼堆筑土方工程量達到平衡，防止基底修復(fù)區(qū)的土方外運和運入；堆島施工過程中如果堆砌島嶼土質(zhì)較為潮濕，堆砌一層泥土后應(yīng)晾曬至干燥后再堆砌下一層泥土，如此反復(fù)操作；
[0018]進一步的，采用挖掘機將魚塘群塘底0.3?0.5m厚的污染層湖泥挖掘后堆積在島的底部和內(nèi)部，島的外部再用2?3m厚的魚塘底部清潔底泥覆蓋，污染底泥就被包在人工島的內(nèi)部，延緩或避免底泥中污染物的釋放。
[0019]③地形地貌改造:通過塘庫底泥疏挖及島嶼堆筑，在湖濱帶魚塘群基底修復(fù)區(qū)內(nèi)要形成在大面積連通水體中分布多個島嶼的由水體、淺灘、坡地和島嶼構(gòu)成多樣性地形地貌的自然濕地水域，為包括水生動植物、濕生植物和陸生植物生長創(chuàng)造立地條件，水體中恢復(fù)沉水植物，灘地區(qū)域恢復(fù)挺水植物和水生植物、緩坡和土丘區(qū)域恢復(fù)陸生植物；其庫容能力應(yīng)保證水體停留時間在10~30天，形成對面源來水具有緩沖和自凈的能力，最終達到湖濱帶基底底質(zhì)改善和修復(fù)的目的。
[0020]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0021]1、本發(fā)明的方法主要針對大片魚塘群湖濱帶的基底修復(fù)，采用工程技術(shù)方法對湖濱帶魚塘群區(qū)域進行地形地貌改造和基底修復(fù)，采用挖掘機械在基底修復(fù)區(qū)挖塘和堆島。與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，方法更為簡便，投資省，技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的生態(tài)、環(huán)保、景觀和經(jīng)濟效益顯著。與同類技術(shù)的對比分析如下表:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種湖濱帶挖塘堆島基底修復(fù)方法，其特征在于:按照湖濱帶基底修復(fù)區(qū)平面設(shè)計和高程設(shè)計要求，通過在基底修復(fù)區(qū)挖塘和堆島，在濕地污水入口區(qū)設(shè)置多個串聯(lián)的泥沙沉淀塘，在濕地中部通過蛇形通道設(shè)置多個連通的植物氧化塘，在濕地出水區(qū)設(shè)置多個植物景觀塘，在塘庫系統(tǒng)中將原有魚塘群的塘埂棄土及塘底湖泥堆成星羅棋布的、有緩坡淺灘的多個島嶼，使原本由相互封閉獨立的魚塘構(gòu)成的魚塘群小規(guī)模塘庫系統(tǒng)，變成類似于“多島湖”的塘島結(jié)合的大規(guī)模相互連通的塘庫湖灣水網(wǎng)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖濱帶挖塘堆島基底修復(fù)方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: (1)湖濱帶基底修復(fù)工程區(qū)域及挖塘堆島工程量的確定: 湖濱帶基底修復(fù)工程區(qū)域主要指項目工程設(shè)計中確定需要進行湖泊生態(tài)修復(fù)的湖濱帶魚塘群沿岸水域范圍；挖塘堆島工程量主要由湖泊最高控制水位和滿足水生植物、濕生植物和陸生植物生長的水位條件對應(yīng)的挖塘深度、島嶼高度和島嶼數(shù)量、面積確定；島嶼頂部高程應(yīng)高于湖泊最高控制水位1~5m，島的數(shù)量根據(jù)塘庫系統(tǒng)湖灣水網(wǎng)景觀和水質(zhì)凈化布水的需求確定，每100畝設(shè)置4~6個島嶼，島嶼面積合計應(yīng)控制在塘庫系統(tǒng)總面積的.15 ~20% ； (2)塘庫系統(tǒng)構(gòu)建: ①首先將湖濱帶魚塘群中每一個魚塘的塘埂鏟平、將蓄水放空，晾曬塘底，在地下水位較高的區(qū)域周邊挖溝進一步排水，使塘底土地表面干燥硬化，能夠滿足挖掘機械進場施工即可； ②塘庫系統(tǒng)按湖濱帶天 然濕地系統(tǒng)進行構(gòu)建，塘庫系統(tǒng)水體面積和水深控制根據(jù)塘庫系統(tǒng)水生植物種植、湖灣水網(wǎng)景觀、水質(zhì)凈化和生態(tài)漁業(yè)養(yǎng)殖的技術(shù)要求確定；塘庫水體的面積應(yīng)控制在塘庫系統(tǒng)總面積的80~85%，塘庫系統(tǒng)分為泥沙沉淀塘區(qū)、植物氧化塘區(qū)和植物景觀塘區(qū)三個部分；沉淀塘區(qū)位于塘庫系統(tǒng)前端，主要功能是接納城鎮(zhèn)初期雨水和面源污水，去除污水中的顆粒態(tài)污染物，沉淀塘水深為2.5m~3.5m,水力負荷為1.0~3.0m3/m2.d，水力停留時間為2~4天；氧化塘區(qū)位于塘庫系統(tǒng)中部，利用塘中大量泌氧沉水植物和水生動物對污水進行生物凈化，氧化塘水深控制在1.2~2.0m,水力負荷為0.1~0.3m3/m2.d，水力停留時間為4~10天；景觀塘位于塘庫系統(tǒng)的末端，水質(zhì)明顯改善后用于景觀美學(xué)和污水的深度凈化，景觀塘水深控制在1.5~2.5m，水力負荷為0.1~0.3m3/m2.d，水力停留時間為4~10天；島嶼3~5m寬的沿岸帶水深0.1~0.5m,為保證面源污水水質(zhì)凈化效果，湖濱帶整個塘庫系統(tǒng)天然濕地水力負荷為0.1~0.3m3/m2.d,整個濕地塘庫系統(tǒng)水力停留時間為10~30天； (3)島ill與構(gòu)筑: ①島頂高程、坡度及平面控制:島頂高程應(yīng)高于湖泊最高控制水位1~5m，島的坡度應(yīng)滿足水生植物、濕生植物和陸生植物生長的立地條件，坡度控制在4~20°的范圍，在島嶼的四周形成水體、淺灘、緩坡和土丘逐步過渡的地形地貌，島嶼的形狀以線條自然流暢的弧線，形狀不規(guī)則的條形、橢圓形的孤島和半島； ②島嶼堆筑:在湖濱帶魚塘群基底修復(fù)區(qū)內(nèi)，采用挖掘機械設(shè)備逐個開展筑島作業(yè)，具體設(shè)計要求為:島頂高程應(yīng)高于湖泊最高控制水位1~5m，島的坡度應(yīng)滿足水生植物、濕生植物和陸生植物生長的立地條件，坡度控制在4~20°的范圍；通過挖掘機將魚塘群塘底湖泥挖掘后一層一層堆積在筑島的區(qū)域；筑島壘高方法采用通過位置較低的挖掘機挖掘塘底的泥土并輸送至島的中部，再由位置較高的挖掘機將中部的泥土向島的上部輸送和壘高，如此圍著島的四周反復(fù)接力操作，直至堆島達到設(shè)計高程、坡度和面積的要求，挖掘機邊堆土邊捶打和碾壓泥土，確保島嶼土質(zhì)的相對密度值不小于0.60 ;塘庫底部挖掘過程中必須做到挖掘塘庫底部土方工程量和島嶼堆筑土方工程量達到平衡，防止基底修復(fù)區(qū)的土方外運和運入；堆島施工過程中如果堆砌島嶼土質(zhì)較為潮濕，堆砌一層泥土后應(yīng)晾曬至干燥后再堆砌下一層泥土，如此反復(fù)操作； ③地形地貌改造:通過塘庫底泥疏挖及島嶼堆筑，在湖濱帶魚塘群基底修復(fù)區(qū)內(nèi)要形成在大面積連通水體中分布多個島嶼的由水體、淺灘、坡地和島嶼構(gòu)成多樣性地形地貌的自然濕地水域，為包括水生動植物、濕生植物和陸生植物生長創(chuàng)造立地條件，水體中恢復(fù)沉水植物，灘地區(qū)域恢復(fù)挺水植物和水生植物、緩坡和土丘區(qū)域恢復(fù)陸生植物；其庫容能力應(yīng)保證水體停留時間在10~30天，形成對面源來水具有緩沖和自凈的能力，最終達到湖濱帶基底底質(zhì)改善和修復(fù)的目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的湖濱帶挖塘堆島基底修復(fù)方法，其特征在于:島嶼堆筑時采用挖掘機將魚塘群塘底0.3~0.5m厚的污染層湖泥挖掘后堆積在島的底部和內(nèi)部，島的外部再用2~3m厚的魚塘底部清潔底泥覆蓋，污染底泥就被包在人工島的內(nèi)部，延緩或避免底泥中污 染物的釋放。
【文檔編號】E02B1/00GK103774607SQ201410014043
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】陳靜, 劉梅, 王開有, 孔德平, 卿曉燕, 周虹霞, 王旭東, 范亦農(nóng), 李喬光, 余艷紅, 葉秋涵, 趙琳娜, 張超, 李 杰, 楊周明, 董劍, 吳鈞 申請人:云南省環(huán)境科學(xué)研究院