專利名稱：多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于河道治理和河流生境恢復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。涉及到對(duì)護(hù)岸塊體多孔隙結(jié)構(gòu)生態(tài)作用的研究，特別是如何利用多孔隙結(jié)構(gòu)營造局部小生境、提高糙率、減緩流速，提供魚類產(chǎn)卵、幼魚躲避敵害、水生植物生長(zhǎng)、水生昆蟲筑巢、水生昆蟲上岸的場(chǎng)所。
背景技術(shù)：
目前，為了盡量保持河道的自然特征及水流多樣性，國內(nèi)外工程技術(shù)人員已開始研究生態(tài)護(hù)岸技術(shù)，并提出了一些可以恢復(fù)河岸植物生長(zhǎng)的生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式，如穩(wěn)定河岸并提供生境的木本植物栽培技術(shù)(woody plantings)和草本植物覆蓋技術(shù)(Herbaceous cover)、利用自然或合成材料的土壤加固技術(shù)(Soil reinforcement)等，但是這些護(hù)岸結(jié)構(gòu)往往沒有提供魚類需要藏身的孔隙及水生昆蟲上岸的通路，更沒有把水生動(dòng)植物的需求結(jié)合在一起，沒有體現(xiàn)“生態(tài)”的全面涵義，缺乏考慮水生生物對(duì)孔隙的利用。
護(hù)岸孔隙與水和陸地的環(huán)境作用和功能直接相關(guān)，既是接近陸地的一部分，又是接近水濱的一部分，是食物、庇護(hù)和棲息的重要資源。研究護(hù)岸的孔隙特點(diǎn)，從生態(tài)機(jī)理上對(duì)生態(tài)護(hù)岸進(jìn)行理論指導(dǎo)和科學(xué)分析，可以營造出讓更多的物種正常棲息、繁衍的護(hù)岸孔隙空間。
本發(fā)明經(jīng)過認(rèn)真的理論研究，認(rèn)為，河流中的木塊、樹根、深潭、淺灘、懸垂植物、卵石、塊石或人工材料等形成的孔隙結(jié)構(gòu)構(gòu)成了魚類等水生動(dòng)物不同生命階段不可或缺的棲息地。從材料上來說，孔隙可分為硬性孔隙和軟性孔隙。硬性孔隙主要是由河岸上的天然或人工硬性材料(如塊石、混凝土、木樁等)形成的固定形狀孔隙結(jié)構(gòu)。軟性孔隙主要是岸邊土壤、植物根系、懸垂的葉莖等形成的可變形狀孔隙結(jié)構(gòu)?？紫毒哂兄匾纳鷳B(tài)功能，包括提供避難場(chǎng)所和營巢條件、降低流速、遮蔽陽光、提供通道以及有助于食物鏈的形成等。魚類需要貫通性孔隙，便于逃生；而水生昆蟲則需要附著在流速低的孔隙空間，一方面保持自身穩(wěn)定，另一方面逃避掠食者；對(duì)于幼蟲生長(zhǎng)在水中而成蟲生長(zhǎng)在陸地的昆蟲，為了安全重返陸地，需要有遷移的通道及棲身的孔隙，而且孔口最好有水生植物覆蓋以提高安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體，利用塊體的內(nèi)部構(gòu)造提供魚類產(chǎn)卵、幼魚躲避敵害、水生植物生長(zhǎng)、水生昆蟲筑巢、水生昆蟲上岸的場(chǎng)所。特別是本發(fā)明在護(hù)岸塊體內(nèi)放入填料，形成食物鏈，促進(jìn)水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與穩(wěn)定。此外，還能夠抵抗局部水動(dòng)力并保持結(jié)構(gòu)整體性。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的結(jié)構(gòu)由中空混凝土柱1、鏤空孔11、填料2、植生孔3、底部過魚孔4構(gòu)成，其特征在于中空混凝土柱1呈立方體，壁上有鏤空孔11；后壁5具有植生孔3，與底部7相連；底部7具有2個(gè)同等大小的四角形底部過魚孔4；具有左右互鎖的右壁插孔9和左壁插耳12，上下互鎖的底部插槽14、底部插槽前分格16、底部插槽后分格15和前上部插耳10a、中上部插耳10b、后上部插耳10c；底部插槽14位于中空混凝土柱1的底部；前上部插耳10a和中上部插耳10b位于中空混凝土柱1的上部四角，后上部插耳10c位于背部固定件12上。
本發(fā)明的中空混凝土柱1在施工時(shí)要插入填料2。填料可根據(jù)河流所要恢復(fù)的主要物種來確定，一般情況下放入填木。木頭有營造局部小生境的重要作用，由于木頭隨著時(shí)間增加不斷腐爛，營養(yǎng)物質(zhì)逐漸釋放到河水中，促進(jìn)周圍有機(jī)質(zhì)生長(zhǎng)和微生物聚集，形成食物鏈。中空混凝土柱1外壁的鏤空孔11與內(nèi)部填木之間形成了縫隙，為魚類捕食提供了場(chǎng)所。一段時(shí)間以后，植生孔3中的植物生境形成，將取代填木的作用。填木消耗后，中空孔轉(zhuǎn)變?yōu)樗飾⒌膱?chǎng)所。
后壁5的植生孔3與背面土壤相通，一方面提供了水生植物生長(zhǎng)需要的土壤，另一方面，由于不是每種動(dòng)物都利用現(xiàn)成的孔隙，一些鳥類和昆蟲需要利用河邊泥土自行修筑巢穴，因此提供了昆蟲等棲身和上陸的土壤。
護(hù)岸塊體底部7位于植生孔3下方，承載植生孔3植被生長(zhǎng)之前土壤的少量塌落，并為植物生長(zhǎng)提供最初的扎根條件。底部7還有2個(gè)等大的底部過魚孔4，魚類等水生動(dòng)物可在其中自由游動(dòng)。把護(hù)岸塊體分排搭接之后，底部7起到了擋板的作用，對(duì)于水生動(dòng)物來說可以遮蔽敵害。此外，藻類等也可以在底部7上固著。
護(hù)岸塊體右壁8上的右壁插孔9和左壁6上的左壁插耳12、底部插槽14和前上部插耳10a、中上部插耳10b、后上部插耳10c起到了側(cè)向和縱向連接的作用。由于左壁插耳12尺寸小于右壁插孔9，前上部插耳10a、中上部插耳10b和后上部插耳10c的尺寸小于底部插槽14、底部插槽前分格16和底部插槽后分格15，所以允許一定的變形，便于在河流彎曲段進(jìn)行安裝。如，當(dāng)護(hù)岸塊體高度為0.6m，護(hù)岸塊寬度為0.6m時(shí)，拼裝的角度為47°到90°；當(dāng)護(hù)岸塊體高度為0.6m，護(hù)岸塊寬度為0.4m時(shí)可以拼裝的角度為35°到90°，因此增加了穩(wěn)定性和護(hù)岸塊的適應(yīng)性。
本發(fā)明的效果和益處是，充分考慮了孔隙的生態(tài)作用，為水生動(dòng)植物生長(zhǎng)提供了需要的空間；根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，營造局部小生境；根據(jù)水力學(xué)原理，提高了護(hù)岸糙率，減緩了流速。本發(fā)明在滿足護(hù)岸穩(wěn)定的前提下，解決硬質(zhì)護(hù)岸對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的破壞問題。護(hù)岸塊體安裝簡(jiǎn)單，有多種安裝樣式，適合河流的直線段和彎曲段，垂直岸坡或傾斜岸坡。本發(fā)明可廣泛用于大、中、小型河流的河道治理與河流生境恢復(fù)中。


附圖1是多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體側(cè)視圖。
圖中1中空混凝土柱；2填料；3植生孔；4底部過魚孔；5后壁；6左壁；7底部；8右壁；9右壁插孔；10a前上部插耳；10b中上部插耳；10c后上部插耳；11鏤空孔；12左壁插耳；13背部固定件；14底部插槽。
附圖2是多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體俯視圖。
附圖3是多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體正視圖。
附圖4是多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體右視圖。
附圖5是多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體左視圖。
附圖6是底部插槽14與前上部插耳10a、中上部插耳10b和后上部插耳10c的連接樣式圖，圖6(a)、圖6(b)、圖6(c)、圖6(d)、圖6(e)為5種不同的連接樣式，圖中15底部插槽后分格；16底部插槽前分格。
附圖7是彎曲河段的護(hù)岸塊鋪設(shè)俯視圖。
附圖8是直線段護(hù)岸鋪設(shè)平視圖。
附圖9是垂直岸坡鋪設(shè)剖面圖。
附圖10是圖6(c)樣式下的傾斜岸坡鋪設(shè)剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
水平方向的施工安裝時(shí)，從一端開始逐塊銜接，第一排塊體的左壁插耳12插入相鄰塊體的右壁插孔9中。安裝之后需要用細(xì)土填充植生孔3，并撒入草籽，用回填土填埋背部固定件13，起到固定的作用。在每個(gè)護(hù)岸塊的中空混凝土柱1內(nèi)放入填料2之后，安裝第二排護(hù)岸塊體。安裝時(shí)要注意上下部位的咬合，左右仍然利用插槽依次銜接。第三排等以此類推。由于右壁插孔9和底部插槽14允許的最大連接變形縫長(zhǎng)為0.15m，因此可以計(jì)算出布置成N排護(hù)岸時(shí)的最小允許曲率半徑R。計(jì)算結(jié)果如表1所示。
表1N排護(hù)岸時(shí)的最小允許曲率半徑計(jì)算結(jié)果

在允許的最小彎曲半徑情況下鋪設(shè)的護(hù)岸塊體俯視圖見圖7所示。直線段護(hù)岸鋪設(shè)平視圖見圖8所示。
垂直方向的施工施工時(shí)，根據(jù)岸坡的角度要求可以選擇不同的垂向安裝樣式，見圖6所示。底部插槽14內(nèi)設(shè)置的底部插槽前分格16和底部插槽后分格15允許護(hù)岸塊拼裝成5樣式。以下對(duì)這5樣式進(jìn)行說明。
在圖6(a)的樣式下，中上部插耳10b緊緊頂住底部插槽前分格16，后上部插耳10c插入底部插槽前分格16內(nèi)，底部插槽后分格15內(nèi)不插插耳。
在圖6(b)的樣式下，中上部插耳10b和后上部插耳10c均插入底部插槽前分格16并緊緊頂住前分格16的兩頭，底部插槽后分格15內(nèi)不插插耳。
在圖6(c)的樣式下，后上部插耳10c插入底部插槽后分格15并緊緊頂住后分格15的前部，中上部插耳10b插入底部插槽前分格16。
在圖6(d)的樣式下，中上部插耳10b插入底部插槽前分格16，前上部插耳10a緊緊頂住底部插槽后分格15，底部插槽后分格15內(nèi)不插插耳。
在圖6(e)的樣式下，中上部插耳10b插入底部插槽前分格16并緊緊頂住前分格16的后部，前上部插耳10a插入底部插槽前分格16，并緊緊頂住底部插槽前分格16前部。
此外，還可以根據(jù)實(shí)際需要確定護(hù)岸塊的寬度和高度。如，當(dāng)護(hù)岸塊體高度為0.6m，而護(hù)岸塊寬度從0.6m變化為0.5m和0.4m時(shí)，拼裝的傾斜角度見表2所示。
表2不同護(hù)岸塊體寬度下可拼裝的傾斜角度計(jì)算結(jié)果

當(dāng)填料2的密度小于水的密度時(shí)，建議不使用圖6(a)和(b)的安裝樣式，防止填料流失。
權(quán)利要求
1.一種多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體，其結(jié)構(gòu)由中空混凝土柱(1)、鏤空孔(11)、填料(2)、植生孔(3)、底部過魚孔(4)構(gòu)成，其特征在于中空混凝土柱(1)呈立方體，壁上有鏤空孔(11)；后壁(5)具有植生孔(3)，與底部(7)相連；底部(7)具有2個(gè)同等大小的四角形底部過魚孔(4)；具有左右互鎖的右壁插孔(9)和左壁插耳(12)，上下互鎖的底部插槽(14)、底部插槽前分格(16)、底部插槽后分格(15)和前上部插耳(10a)、中上部插耳(10b)、后上部插耳(10c)；底部插槽(14)位于中空混凝土柱(1)的底部；前上部插耳(10a)和中上部插耳(10b)位于中空混凝土柱(1)的上部四角，后上部插耳(10c)位于背部固定件(12)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體，其特征還在于中空混凝土柱(1)內(nèi)插入填料(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體，其特征還在于底部插槽(14)內(nèi)設(shè)置的底部插槽前分格(16)和底部插槽后分格(15)構(gòu)成的拼裝角度為35°到90°。
全文摘要
本發(fā)明屬于河道治理和河流生境恢復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種多孔棲息單元式生態(tài)護(hù)岸塊體。本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由中空混凝土柱、鏤空孔、填料、植生孔和底部過魚孔構(gòu)成，同時(shí)護(hù)岸塊體具有左右互鎖的右壁插孔和左壁插耳，上下互鎖的底部插槽、底部插槽前分格、底部插槽后分格和前上部插耳、中上部插耳、后上部插耳。本發(fā)明的效果和益處是可以恢復(fù)河流生境，提供幼魚躲避敵害、水生植物生長(zhǎng)、水生昆蟲筑巢、水生昆蟲上岸的場(chǎng)所。
文檔編號(hào)A01G9/00GK1944803SQ20061020068
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者許士國, 劉盈斐 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)