專利名稱：濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)的構建技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)的構建，屬于景觀河道水環(huán)境生態(tài)修復 技術領域。
技術背景國內外，市政景觀河道、湖泊對城市整體生態(tài)環(huán)境保持起著十分重要的作用，為了防 止其水體水質惡化， 一方面，嚴格限制排入景觀水體的氮磷等營養(yǎng)鹽指標；另一方面，對已污染的景觀水體，采取有效的水質凈化措施，以改善景觀水體水質及生態(tài)環(huán)境，對此通 常采用的環(huán)境修復技術有化學方法、物理方法和生態(tài)方法。從以卜.3種技術的發(fā)展趨勢來看，生態(tài)方法是景觀水體修復最理想的方法，而在具體實施時，更趨向于多種技術的 集成。生態(tài)修復是指利用生態(tài)平衡、物質循環(huán)的原理和技術，改善或恢s受污染、受脅迫壞 境下生物的生存和發(fā)展狀態(tài)。其中包含對生物生存的物理、化學環(huán)境的改菩和對牛.物主有的食物鏈環(huán)境的改善等等。生態(tài)修復旨在加速恢復已被破壞的水生態(tài)系統(tǒng)，除了依靠水1-:態(tài)系統(tǒng)本身的自適應，自組織，自調節(jié)能力來恢復水生態(tài)系統(tǒng)原來的規(guī)律外，還通過一些輔 助人工措施為水生態(tài)系統(tǒng)的健康運轉服務而加快恢復。生態(tài)修復的提出，就是要調整生態(tài) 修復的思路，擺正人與自然的關系，以自然演化為主，遏止水生態(tài)系統(tǒng)的進一步退化。早在 上世紀七十年代，尤其是近十年，美國、德國、瑞士等發(fā)達國家就紛紛對以往的水環(huán)境治 理思路進行反思，提出了尊重河湖系統(tǒng)的自然規(guī)律，生態(tài)治水的新理念。特別是近幾年， 世界上許多國家紛紛對水環(huán)境污染治理的戰(zhàn)略目標和技術路線進行了重大調整，由單純的 "污染控制"轉變?yōu)?水生態(tài)的修復和恢復"。與此同時，發(fā)達國家在河流污染治理和生 態(tài)修復中，研究、開發(fā)和實踐了多種值得借鑒的技術，并積累了寶貴的實踐經驗和教訓。在國外，河流修復研究的75%是致力于河道形態(tài)的修復，大約40%是嘗試修復喪失的河岸植
被和濕地群落。近年來生態(tài)修復技術發(fā)展很快，在國外己經達到工程實用化的程度，并B. 積累了系列觀測數據，如日本的坂川古崎凈化場就是采用生態(tài)方法對河道水體進行修S的典型工程。河流生態(tài)修復措施主要包含生物措施，如植物生態(tài)修復，動物生態(tài)修復，生物增殖等；工程措施，如生態(tài)河道、生態(tài)堤岸和人工濕地等。自然型景觀河流牛:態(tài)系統(tǒng)的修復i 要以生物措施與工程措施相結合的方式為主，除了水牛植物和水生動物的構建外，生態(tài)護 岸工程也是河道生態(tài)修復的一項重要措施。這是因為從生態(tài)學角度講，河岸帶是水陸生態(tài) 系統(tǒng)之間直接相互作用的功能界面區(qū)，通過河岸帶，河流與陸地之間進行著頻繁的物質和 能量交換，河岸植被對侵蝕具有重要防護作用。而以往國內外在河岸防護工程中多采用漿 砌或干砌塊石、現(xiàn)澆混凝土、預制混凝土塊體等結構形式，在城巿河道護岸工程釆用較多 的是直立式混凝土擋土墻。這些護岸形式都會不同程度的對景觀環(huán)境和生態(tài)環(huán)境造成破 壞。國外很早就開始研究傳統(tǒng)護岸技術對環(huán)境和生態(tài)的影響，20世紀60年代后期，德國及瑞士開始進行如何把生態(tài)學原理應用于土木工程，修復受損河岸生態(tài)系統(tǒng)的試驗研究生態(tài)型護岸已成為國外護岸型式的發(fā)展方向。早在20世紀50年代，在萊茵河的治理工程 中就提出了 "近自然河道治理工程"，認為河道的整治要符合植物化和生命化的原理.護 岸工程作為河道治理的重要手段，也應該注重河流生態(tài)技術。美國新澤西州曾宋用生物護 岸工程，用可降解生物纖維編織袋裝土，形成臺階岸坡并種植植被，實際洪水的考驗證實 了它的可靠性。加拿大、日本曾采用草蘆葦進行生物護坡，均取得了較好的效果。近年來， 我國水利專家董哲仁開始從理論上探索"生態(tài)水工學"的理論框架，并在北京、上海、天 津等城市開始一些小規(guī)模實驗研究，探索修復受損河流生態(tài)系統(tǒng)的技術平-段.生態(tài)型護坡 在我國也有運用，如上海市的河道生態(tài)綠化護坡將岸坡防護和景觀設計進行了有機的結 合；永定河、潮白河等進行了生態(tài)護坡示范工程研究；廣西漓江進行了生態(tài)護坡試驗等。 但從總體上看，我國生態(tài)護坡的應用處于起步階段，仍需要進一步的試驗和深入研究。水生生態(tài)系統(tǒng)的修復，關鍵取決于穩(wěn)定的和優(yōu)化的水生植物群落的形成。眾多的研究 表明，植物能夠吸收、降解水體中的氮磷營養(yǎng)鹽和各種有機污染物，同時發(fā)達的植物根系 還能對污染物起到吸附、過濾、沉淀作用，對藻類起到抑制作用。植被系統(tǒng)構建與恢復的 優(yōu)劣會不同程度的影響到整個河流生態(tài)修復凈化、審關效果的成敗，尤其對于fl觀';可道更
是如此。影響植物生長的因素除了氣候、水分、養(yǎng)分以外，土壤的鹽堿含量也非常軍要。 土壤鹽堿含量過高，會對植被產生脅迫作用，影響其正常牛長繁殖?，F(xiàn)在，i壤鹽堿化己 經成為世界性問題，全世界鹽堿地面積約近109ha，每年還以l. 0X10fi l. 5Xl(Thm'的 速度增長，我國的鹽堿土壤面積約3Xl(Tha，主要集中在華北、西北和東北一些干旱和半 干旱的地區(qū)。特別是我國西部地區(qū)，土地大面積鹽漬化。土壤的鹽漬化已成為重要的環(huán)境 問題之一，鹽漬土壤的物理和化學性狀都較差。造成土地鹽堿化的主要原因是缺水少雨、 灌溉水礦化度高以及蒸發(fā)量過大，土壤深處的鹽分因毛吸作用轉向地表積累。國內外，存: 鹽堿地改良措施上主要有蓄淡壓鹽、灌水洗鹽、整平地面、深溝曬，及時松土深鋤、大穴 整地、開溝抬田、晚栽淺埋、分層施肥、覆蓋戴帽(樹盤覆蓋地膜、幼樹用鄰料套住)， 培育選擇耐鹽堿植物物種等。近年來又創(chuàng)造出隔鹽袋、隔鹽層法、微區(qū)改土法(腐殖酸肥 料、過磷酸鈣、鋸末、植物殘體和摻砂等)、施用石膏、磷肥、大然浮石等，而且在治理 中常將各種措施相互結合即綜合治理。本發(fā)明所需修復的景觀河道坐落在天津經濟技術開發(fā)區(qū)，其土壤粘性大、透氣性差、 含鹽量高以及土壤次生鹽漬化嚴重，普通植物難以存活。因此，生態(tài)修復再生水景觀河道 時，應采取一定的洗鹽、防鹽和抑鹽措施，為生態(tài)修復植被系統(tǒng)的構建提供甜提保障。河 道生態(tài)修復的關鍵點，是耐鹽先鋒植物的選擇、馴化及優(yōu)化配胥，篩選耐鹽先鋒植物時. 即要考慮植物在鹽堿條件下的生長情況及其對水體水質的凈化效果，又要兼顧河道整體的 美觀性。近些年，國內外科學家在河道、湖泊水生態(tài)系統(tǒng)修復及鹽堿上壤的生態(tài)修復方面 進行了大量的研究，取得了一定的進展，但也遇到了許多困難，究其原因， 一方面是鹽生 植物的培育難度較大且時間長，即使水生植物被恢復，但也不能形成穩(wěn)定、有效的水體水 質保持及凈化系統(tǒng)。這主要是因為鹽堿條件下水生植物的定居非常困難，而多數工作的重 點放在單一或幾種植物是否成活這一問題上，對恢復穩(wěn)定的水生植被系統(tǒng)所需要的環(huán)境前 提考慮較少。另一方面是鹽堿土壤水力洗鹽技術需要大量的淡水資源，而我,入均淡水資 源十分匱乏，只相當于世界平均水平的1/4，位居世界第110位。目前，我國有200多個 城市缺水，包括北京、天津、深圳等重要城市，因此，迫切需要一種即經濟又有效的方法 來修復鹽堿地景觀水體的水生植物系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，提供一種濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)的構建技術。該技術能充分利用再生水資源，有效降低水體中營養(yǎng)物質的含量，減少藻類的大量發(fā)牛.，從ra達到 逐漸恢復景觀水體水質、改善水體水生態(tài)環(huán)境，提升城市整體形象的目的。本發(fā)明所述的濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)構建技術，適用于土壤粘性大、透氣 性差、含鹽量高以及土壤次生鹽漬化嚴重的景觀河道的生態(tài)修復。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)的構建技術，包括下列歩驟(1) 篩選耐鹽先鋒植物將沉水、挺水及陸上先鋒植物，分別置于鹽濃度為WKK) 18000mg/L，溫度為20 3(TC的環(huán)境中進行培養(yǎng)，將能在此鹽濃度范圍內正常生長的植物 作為耐鹽先鋒植物；(2) 景觀河道洗鹽、防鹽處理采用污水處理廠再生水對景觀河道進行洗鹽和壓鹽，l年后，河道出水含鹽量降低為4()00 6000 rng/L，同時，采用原七拌沙、排鹽暗溝、排 鹽暗管及可降解薄膜技術對河道進行防鹽；(3) 建立植物恢復區(qū)域將景觀河道劃分為生態(tài)護岸帶、河濱緩沖帶和屮心島3個 植物恢復區(qū)域；a. 生態(tài)護岸帶的種植待河道洗鹽、防鹽工程結束后，在生態(tài)護岸帶的淺水區(qū)域種植 沉水先鋒植物，岸邊配置挺水先鋒植物，岸上種植陸上先鋒植物；b. 河濱緩沖帶的種植主要配置綠化草坪和陸上先鋒植物；C.中心島的種植中心島的淺水區(qū)域種植沉水先鋒植物，島上種植挺水先鋒植物和陸 上先鋒植物；沉水、挺水及陸上先鋒植物均按4 6株/m2的密度進行種植，種植深度為i -撲m，河 道水力停留時間為14 16天，水力負荷為50 70L/(m2d);(4) 景觀河道水生植物系統(tǒng)的構建當生態(tài)護岸帶、河濱緩沖帶和中心島植被恢復 后，讓其逐步自然擴展、演替，直至鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)被成功構建。本發(fā)明所述的耐鹽先鋒植物包括沉水、挺水及陸上先鋒植物，其中挺水植物包括 水蔥、三棱草、香蒲、美人蕉和扁桿鑣草；沉水植物包括川蔓藻和篦齒服子菜；陸上植 物包括鹽地堿蓬、鳳尾蘭、檉柳和西伯利亞白刺。
本發(fā)明所述再生水洗鹽是指在河道建設初期，補充水源為污水處理廠含鹽量為4000 6000mg/L的再生水，由于河道底質的含鹽量高達25000 38000mg/L，--定時期內河水的流動會將溶出的鹽份帶離河道，起到降低底泥含鹽量的作用壓鹽是指底泥土壤含水量飽和后會下滲，將表層中的鹽堿帶到土壤深層，起到降低土壤表層含鹽量的作用。本發(fā)明所述的原土拌沙是指原狀土與建筑用砂以1: 1的比例混勻后置于島上，亭30cm;排鹽暗溝是指溝間距10米，溝斷面400mmx400mm，排水濾料為03—8,爐渣，上 面放置30cm厚的綠地用土；排鹽暗管是指管間距10米，暗管材質為薄壁波紋塑料管， 080mm，收水管排水斷面400,x4G0mm，排水濾料03 8國爐渣，上面放置30(;m厚的綠地 用土；可降解薄膜是指于原狀土表面鋪設農用可降解薄膜，在薄膜上放置20cm和3()cm 厚的綠地用土。本發(fā)明的濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)構建技術，具有如下特點(1) 本發(fā)明的濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)構建方法，具有投資少，效果顯著， 不產生二次污染等特點；(2) 該技術能充分利用再生水資源，有效降低水體中營養(yǎng)物質的含量，改善鹽堿景 觀河道水生態(tài)環(huán)境，提高水體質量；(3) 可逐漸恢復鹽堿景觀河道的生態(tài)平衡，具有長期景觀效應，利用再生水資源作為景觀河道用水，能有效節(jié)約淡水資源，具有可觀的經濟效益。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進-一步的描述。 實施例1、 全面調査天津經濟技術開發(fā)區(qū)再生水景觀河道土壤及植被系統(tǒng)的現(xiàn)狀，結果顯示， 河道土壤粘性大、透氣性差、含鹽量高以及土壤次生鹽漬化嚴重，植被以零星的堿蓬、堿 蓬加蘆葦等群落為主，這為后續(xù)生態(tài)修復提供可靠的數據及背景支持。2、 篩選耐鹽挺水、沉水及陸上先鋒植物耐鹽挺水先鋒植物的篩選在實驗室中，分別配制鹽濃度為6000mg/L、 9000mg/L、 10000mg/L、 12000mg/L、 14000mg/L、 15000mg/L和18000mg/L的水溶液，作為植物培養(yǎng)'書 水。將挺水植物水蔥、香蒲、美人蕉和扁桿鑣草修剪整齊后種植在體積約50L，水深30cni 的塑料桶中進行種植，每種植物栽培4桶(每桶水溶液鹽濃度均不同)，每桶5株.每周 換水一次，時間為6周，定期觀察植物生長情況。實驗結果表明，挺水植物水蔥、香蒲、 美人蕉和扁桿鑣草都具有較好的耐鹽特性，均可作為鹽堿地景觀水體生態(tài)修復的先鋒植 物；耐鹽沉水先鋒植物的篩選在實驗室中，將野外采集或市場購買的沉水植物川蔓藻， 蓖齒眼子菜，馬來眼子菜，線葉眼子菜，狐尾藻，金魚藻，黑藻，菹草，苦草，水蘭，派 斯小水蘭，刺葉皇冠，大波浪草移植在7個體積125 L的玻璃缸中，底層鋪10厙.米厚礫 石，分別加入100L河道水，加NaCl調節(jié)鹽度到10ms/cm,三周后將生長較好的種類移入 鹽度為15ms/cm的塑料水箱中進行培養(yǎng)，將能耐受此鹽度種類挑選出，作為耐鹽沉水先鋒 植物，最終優(yōu)選出2種耐鹽沉水先鋒植物川蔓藻和篦齒眼子菜；耐鹽陸上先鋒植物的篩選試驗方法主要以景觀河道8個中心島的現(xiàn)場中試種植試驗為主，以實驗室小試試驗為輔，同時在各個島上采用原土拌砂、排鹽暗溝、排鹽暗管和鋪 可降解塑料膜的防鹽技術措施，以便觀察不同防鹽措施下植物的生長情況，試驗最終優(yōu)選出4種耐鹽陸上先鋒植物鹽地堿蓬、鳳尾蘭、檉柳和西伯利亞白刺。3、景觀河道洗鹽、防鹽處理利用天津經濟技術開發(fā)區(qū)污水處押.廠再生水對P、觀河道進行洗鹽和壓鹽，在河道建設初期，補充平均含鹽量為5100 mg/L的再生水，由于河道 底質的平均含鹽量高達30000 mg/L， 一定時期內河水的流動會將溶出的鹽份帶離河道，能 有效降低底泥含鹽量，同時，河底土壤含水量飽和后會下滲，將表層中的鹽堿帶到土壤深 層，這也起到了降低土壤表層含鹽量的作用。采用排鹽暗溝、排鹽暗管、鋪設可降解薄膜和原土拌沙技術對景觀河道進行防鹽，為 河道水生植物系統(tǒng)的構建提供必要的前提保障，各項基底防鹽工程技術簡介見下表防鹽技術__工程內容______溝間距10米，溝斷面400mmx400mm，排水濾料為03—8mm 爐渣，上面放置30cm厚的綠地用土。 管間距10米，暗管材質為薄壁波紋塑料管，080,，收水管 排水斷面400mmx400mm，排水濾料03 8mm爐渣，上面放置9排鹽暗溝 排鹽暗管
30cm厚的綠地用土。于原狀土表面鋪設農用可降解薄膜，在薄膜上放置20cm和可降解薄膜30cm厚的綠地用土。原土拌砂 原狀土與建筑用砂以1:4的比例混勻后置于島上，厚3()Cl4、 將整個景觀河道劃分為生態(tài)護岸帶、河濱緩沖帶和中心島3個植物恢復區(qū)域。5、 生態(tài)護岸帶的生態(tài)修復在生態(tài)護岸帶的淺水區(qū)域種植耐鹽沉水先鋒植物川曼藻 和篦齒眼子菜，岸邊配置耐鹽挺水先鋒植物水蔥、三棱草和香蒲，岸上種植耐鹽陸上先鋒 植物鹽地堿蓬、西伯利亞白刺、鳳尾蘭和檉柳。6、 河濱緩沖帶的生態(tài)修復河濱緩沖帶主要配置綠化草坪，喬冠木和耐鹽陸上先鋒 植物鹽地堿蓬、西伯利亞白刺、鳳尾蘭、怪柳。7、 中心島的生態(tài)修復中心島的淺水區(qū)域配置耐鹽沉水先鋒植物川曼藻和篦齒眼子 菜，島上種植耐鹽挺水先鋒植物美人蕉、水蔥、三棱草、香蒲和耐鹽陸上先鋒植物堿蓬。 根據景觀效果及水力洗鹽結果優(yōu)化配置生態(tài)護岸帶、河濱緩沖帶和屮心島種植的植物，并 定期澆灌、維護景觀河道所移植的植物，保證植物穩(wěn)定、正常的生長繁殖。生態(tài)護岸帶、河濱緩沖帶和中心島的耐鹽沉水植物、挺水及陸上先鋒植物均按5株zm1 的密度進行種植，沉水植物種植深度平均為2cm，挺水和陸上植物種植深度平均為:km， 河道水力停留時間為15天，水力負荷為60L/(m2d)。8、 當生態(tài)護岸帶、河濱緩沖帶和中心島植被逐步恢復后，讓其逐步自然擴展、演*, 直至成功構建景觀水體水生植物系統(tǒng)。
權利要求
1、一種濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)的構建技術，包括下列步驟(1)篩選耐鹽先鋒植物將沉水、挺水及陸上先鋒植物，分別置于鹽濃度為6000～18000mg/L，溫度為20-30℃的環(huán)境中進行培養(yǎng)，將能在此鹽濃度范圍內正常生長的植物作為耐鹽先鋒植物；(2)景觀河道洗鹽、防鹽處理采用污水處理廠再生水對景觀河道進行洗鹽和壓鹽，1年后，河道出水含鹽量降低為4000～6000mg/L，同時，采用原土拌沙、排鹽暗溝、排鹽暗管及可降解薄膜技術對河道進行防鹽；(3)建立植物恢復區(qū)域將景觀河道劃分為生態(tài)護岸帶、河濱緩沖帶和中心島3個植物恢復區(qū)域；a.生態(tài)護岸帶的種植待河道洗鹽、防鹽工程結束后，在生態(tài)護岸帶的淺水區(qū)域種植沉水先鋒植物，岸邊配置挺水先鋒植物，岸上種植陸上先鋒植物；b.河濱緩沖帶的種植主要配置綠化草坪和陸上先鋒植物；c.中心島的種植中心島的淺水區(qū)域種植沉水先鋒植物，島上種植挺水先鋒植物和陸上先鋒植物；沉水、挺水及陸上先鋒植物均按4～6株/m2的密度進行種植，種植深度為1～4cm，河道水力停留時間為14～16天，水力負荷為50～70L/(m2d)；(4)景觀河道水生植物系統(tǒng)的構建當生態(tài)護岸帶、河濱緩沖帶和中心島植被恢復后，讓其逐步自然擴展、演替，直至鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)被成功構建。
2、 如權利要求1所述的系統(tǒng)構建技術，其中挺水植物包括水蔥、三棱草、香蒲、美人蕉和扁桿鑣草；沉水植物包括川蔓藻和篦齒眼子菜；陸上植物包括鹽地堿蓬、風 尾蘭、檉柳和西伯利亞白刺。
3、 如權利要求1所述的系統(tǒng)構建技術，其特征在于步驟(2)所述的再生水洗鹽是 指在河道建設初期，補充水源為污水處理廠含鹽量為4000 6000mg/L的再生水，由于 河道底質的含鹽量高達25000 38000mg/L， 一定時期內河水的流動會將溶出的鹽份帶離河 道，起到降低底泥含鹽量的作用；壓鹽指是指底泥土壤含水量飽和后會下滲，將表層中的鹽堿帶到土壤深層，起到降低土壤表層含鹽量的作用。
4、如權利要求1所述的系統(tǒng)構建技術，其特征在于步驟(2)所述的原土拌沙是指: 原狀土與建筑用砂以1: 4的比例混勻后置于島上，厚30cm;排鹽暗溝是指溝間距10米，溝斷面400隨x400mm,排水濾料為03 8mrn爐渣，上面放置30cm厚的綠地用土；排鹽暗 管是指管間距10米，暗管材質為薄壁波紋塑料管，08Omm，收水管排水斷面400國x400隱, 排水濾料03 8mm爐渣，上面放置30cm厚的綠地用土；可降解薄膜是指f原狀十.表面 鋪設農用可降解薄膜，在薄膜上放置20cm和30cm厚的綠地用丄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)的構建技術。該方法針對濱海鹽堿地景觀河道土壤、水體含鹽量高等特點，通過高含鹽再生水洗鹽技術和原土拌沙、排鹽暗溝等防鹽技術，以降低河道土壤、水體鹽含量。同時，從增加觀賞性和強化凈化功能的目的出發(fā)，優(yōu)選出適合鹽堿地景觀河道生態(tài)修復的水生及陸生先鋒植物，并對先鋒植物進行馴化及優(yōu)化配置，成功構建起濱海鹽堿地景觀水體水生植物系統(tǒng)，有效改善環(huán)境景觀，逐步恢復水體水質。
文檔編號E02B3/00GK101161944SQ20061001613
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權日2006年10月12日
發(fā)明者唐運平, 張志揚, 猛 曾, 鄭先強 申請人:天津市環(huán)境保護科學研究院