專利名稱：一種針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水利。市政綠化和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法。
背景技術(shù)：
河岸帶是介于河流與陸地的生態(tài)交錯(cuò)帶，承擔(dān)著泄洪、防沖刷功能，并制約著河流與兩岸地區(qū)的物質(zhì)和能量交換，對(duì)河流水質(zhì)和水生態(tài)系統(tǒng)演化具有顯著的制約或調(diào)節(jié)作用。河道護(hù)坡工程是城市水利工程的重要部分，傳統(tǒng)的做法一般采用單純的工程措施護(hù)坡， 主要有漿砌或干砌石護(hù)坡、現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡、預(yù)制混凝土塊體護(hù)坡等，這些結(jié)構(gòu)形式的護(hù)坡在保持岸坡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防止水土流失和防洪排澇等方面起到一定的作用。但是它們?cè)诓煌潭壬?，?duì)景觀、環(huán)境和生態(tài)均產(chǎn)生了不良的影響，造成水體和陸地環(huán)境的惡化。為此，人們提出了生態(tài)型護(hù)坡的概念，生態(tài)型護(hù)坡的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是護(hù)坡適合植被生長(zhǎng)，并且生態(tài)護(hù)坡是個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，與周圍環(huán)境是密切相關(guān)，不斷地與周圍生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行著物質(zhì)交換。生態(tài)護(hù)坡由于有一定的坡度，坡面至上而下土壤的地下水位不同，造成坡面土壤的含水率不同，在坡腳處護(hù)坡土壤含水率較高，適合植物生長(zhǎng)，而處于坡頂位置土壤含水率較低，不利于植物生長(zhǎng)。因此，很多生態(tài)護(hù)坡的植物在垂直分布上呈現(xiàn)出從下而上覆蓋度越來(lái)越低的現(xiàn)象，更有的出現(xiàn)“斑塊化”現(xiàn)象，不利于護(hù)坡景觀的美觀，更不利于護(hù)坡水土保持。目前生態(tài)護(hù)坡的主要形式有植物型護(hù)坡、土工材料復(fù)合種植基護(hù)坡和生態(tài)混凝土護(hù)坡等，從其中衍生的護(hù)坡形式多種多樣，如土壤生物工程、石籠復(fù)合種植、植生袋護(hù)坡、三維植被網(wǎng)護(hù)坡等。生態(tài)護(hù)坡上植物的種植方式有人工種草、鋪設(shè)草皮、液壓噴薄植草、三維植草等等。人工種草即通過(guò)人工在邊坡坡面簡(jiǎn)單撒播草籽的方式，種植草籽摻沙拌和，使之播撒均勻，播種時(shí)間以氣候溫暖、濕度較大的季節(jié)為宜。這種方法多用在邊坡不高、坡度較緩的土質(zhì)邊坡上，具有施工簡(jiǎn)易、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，但是草籽無(wú)保護(hù)措施，易被雨水沖走，種草成活率低，雨后易造成坡面溝蝕，表土流失等邊坡問(wèn)題，往往達(dá)不到滿意的護(hù)坡效果。鋪設(shè)草皮具有施工簡(jiǎn)單，前期景觀效果好的優(yōu)點(diǎn)，但是由于施工后期養(yǎng)護(hù)管理困難，平鋪草皮易被沖走，且成活率低，工程質(zhì)量往往難以保證，達(dá)不到滿意的邊坡防護(hù)效果。液壓噴播是近幾年新發(fā)明的一項(xiàng)植草措施，是將草籽、肥料、粘合劑、紙漿、保水劑等按照一定比例在混合箱內(nèi)配水?dāng)噭?，通過(guò)機(jī)械加壓噴射到邊坡坡面的植草方式，其特點(diǎn)是施工比較麻煩，后期效果與混合劑的性能關(guān)系密切，往往會(huì)由于混合劑性能降低導(dǎo)致植物大批死亡。以上種植方式后期會(huì)采用覆蓋農(nóng)用薄膜或者無(wú)紡布來(lái)減少土壤水分的蒸發(fā)，同時(shí)維持一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)部溫度，但是農(nóng)用薄膜長(zhǎng)期放于野外，風(fēng)水日曬，容易穿孔破壞，從而喪失其本身的防蒸發(fā)功能，而且廢棄的農(nóng)用薄膜在自然界中不易分解，易對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法。該方法是利用軟性骨料和植物根系固土護(hù)坡，自然材料和碎石層覆蓋技術(shù)，解決土壤水分蒸發(fā)散失的問(wèn)題，提高植生性能。低投入，綜合效益高。本發(fā)明上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明是在河岸設(shè)置軟隔離帶，所述軟隔離帶主要包括隔離槽和生態(tài)坡面，從而達(dá)到控制河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的目的。本發(fā)明上述方法中，所述隔離槽的制作方法是河岸坡頂造型、建槽、添加填料； 作為一種優(yōu)選方案，上述方法中，所述填料的配置是以大比表面積、低成本或微成本物質(zhì) (如碎石和/或煤渣)，按照大小粒徑填料分區(qū)構(gòu)成傾斜鋒面，外側(cè)粗粒內(nèi)側(cè)細(xì)粒。這樣可以加強(qiáng)填料與雨水徑流的接觸效率，并降低沉積物堵塞風(fēng)險(xiǎn)。隔離槽構(gòu)建是根據(jù)提岸寬度、當(dāng)?shù)亟涤陾l件和集水區(qū)形態(tài)，設(shè)計(jì)溝槽的形狀、尺寸和布局。本發(fā)明上述方法中，所述生態(tài)坡面的制作方法包括如下步驟
(1)岸坡造型改造坡面形態(tài)，塑造波浪形坡面，保持構(gòu)筑層與底土層的一體化結(jié)構(gòu)，還可防止管涌現(xiàn)象的發(fā)生；
(2)基質(zhì)配制就地取材，將河岸原土添加生物性肥料、保水成分和土質(zhì)調(diào)節(jié)材料；
(3)骨料及構(gòu)建采用高強(qiáng)度纖維為骨料，用植物枝干插釬固定多層骨料成三維網(wǎng)絡(luò)；
(4)植被配置和景觀建造篩選配置草坪植物、灌叢植物、花卉植物、水生植物和木籬， 組成整體景觀，形成軟隔離帶主體；
(5)覆料設(shè)置在軟隔離帶表面鋪撒小粒徑覆料，覆蓋度1/3 1/2。上述步驟中，作為一種優(yōu)選方案，步驟(2)中所述基質(zhì)配制是以80質(zhì)量份的坡面土壤作為主體，添加10質(zhì)量份的泥炭土，4質(zhì)量份的植物秸稈和6質(zhì)量份的疏松材料，選取上述材料具有低成本，高性能，水土保持、透水通氣性能和基質(zhì)肥力提升等優(yōu)點(diǎn)。步驟(3)中不用硬質(zhì)骨料，采用高強(qiáng)度纖維為骨料的原因是與金屬骨料或化石骨料相比，高強(qiáng)度纖維為骨料更適合固結(jié)土壤層，且生物無(wú)害，成本低。步驟(4)中，根據(jù)坡面與河道的組合特征和水力聯(lián)系，分別篩選配置草坪植物、灌叢植物、花卉植物、水生植物、木籬，組合成整體景觀。植物珠體可攔截、吸附、蓄納懸浮物和飛塵，植物根系可固結(jié)土壤，吸收降解有機(jī)物和N、P營(yíng)養(yǎng)，固定重金屬等，消減河道面源負(fù)荷。木籬可固提，防滑坡，凈化河水，并與植被組合成古樸格調(diào)景觀。步驟(5)中，通過(guò)設(shè)置輔料，有利于植物防凍、調(diào)節(jié)濕度、提高掛膜效率、強(qiáng)化對(duì)面源有機(jī)污染物的降解等優(yōu)點(diǎn)，小粒徑覆料優(yōu)選碎石和/或煤渣。更進(jìn)一步地，本發(fā)明所述方法還包括設(shè)置生態(tài)氧化床和木樁圍欄。所述生態(tài)氧化床的制作方法包括如下步驟
(1)制作片石床于岸坡坡腳與木樁圍欄之間設(shè)置片石床；片石床承擔(dān)兩個(gè)功能，一是加固岸坡；二是為生物膜提供基質(zhì)。(2)將挺水植物種植于片石床；挺水植物用于維持氧化床生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，為微生物的降解作用提供條件；吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽，凈化水質(zhì)；都是景觀植物。所述木樁圍欄是用松木樁固定于河床，間隔0. :3m。作為一種最優(yōu)選方案，上述步驟(1)中所述片石的粒徑為l(T30cm，高度為3(T50cm ；步驟(2)中所述植物為再力花、菖蒲、風(fēng)車草、海芋中的一種或多種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
目前，現(xiàn)有與本發(fā)明相類似的技術(shù)方案主要有土壤生物工程護(hù)岸技術(shù)、植物固土護(hù)坡技術(shù)、石籠復(fù)合種植基護(hù)坡、土工網(wǎng)墊固土種植基護(hù)坡和多孔生態(tài)混凝土護(hù)坡技術(shù)，綜合起來(lái)可以歸納為兩類一類是單純利用植物護(hù)坡，該類技術(shù)不在基質(zhì)中設(shè)置骨料，防沖刷和滑、塌能力收到局限；另一類是植物-工程措施復(fù)合護(hù)坡技術(shù)，該類技術(shù)的工程措施通常以混凝土類工程為基質(zhì)，坡體的滲透性、保持水肥能力和植生性受到制約。此外，目前的類似技術(shù)在工藝結(jié)構(gòu)上缺少隔離槽的設(shè)置，對(duì)雨水型面源污染的截污效果受到制約。與同類技術(shù)相比，本技術(shù)不僅在結(jié)構(gòu)上更為完善、基質(zhì)中配置了軟性骨料，提高了土壤的質(zhì)地和肥力，因而既增強(qiáng)岸坡的穩(wěn)定性、防止水土流失、抑制面源污染、滿足城市河流防洪排澇等功能，又提高河岸區(qū)植生性能，對(duì)于營(yíng)造城鎮(zhèn)生態(tài)景觀、改善人居環(huán)境起到了積極的作用。


圖1為本發(fā)明設(shè)置河岸軟隔離帶的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1為河提面，2為雨水徑流， 3為面源污染隔離槽，4為岸坡生態(tài)坡面植被，5為岸坡生態(tài)坡面基質(zhì)，6為生態(tài)氧化床，7為木樁圍欄。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。
實(shí)施例目前，該技術(shù)在惠州市水口干渠建立了技術(shù)示范工程，通過(guò)跟蹤觀測(cè)，效果良好。1)植生性效果狗牙根草籽于上年11月份播種，歷經(jīng)冬季寒冷氣候條件，在播種完成3個(gè)月后，長(zhǎng)勢(shì)非常好，目測(cè)其覆蓋度達(dá)到80%以上，植物地上部分高度在IOcm左右， 地下部分長(zhǎng)度平均為7. 5cm。而在對(duì)照小區(qū)中僅發(fā)現(xiàn)有2種植物，其中鋪地黍(Panicum r印ens)為工程完成后侵入，對(duì)照組的狗牙根覆蓋率為40%左右，地上部分高度在6cm左右， 而且根系大多為橫向生長(zhǎng)，根長(zhǎng)平均僅為3cm。建成4個(gè)多月后，植物覆蓋度已達(dá)到80%以上，而對(duì)照組上面的植物經(jīng)過(guò)自然恢復(fù)達(dá)到40%左右，大部分仍然為裸坡。2)水質(zhì)凈化效果工程區(qū)坡面徑流實(shí)驗(yàn)顯示(建成4個(gè)月后)，進(jìn)水總懸浮固體濃度平均值為lMmg/L、T-N和T-P含量(mg .L-1)分別為11. 23、1. 26時(shí)，出水濃度平均值為 57 mg/L,平均去除率已經(jīng)達(dá)到60. 4%，對(duì)照區(qū)總懸浮固體反而增加了 96. 6% ；對(duì)T-N和T-P 的平均去除率分別為9. 0%和28. 4%，而對(duì)照試驗(yàn)小區(qū)后，出水的T-N和T-P濃度平均值較進(jìn)水分別增加了 23. 7%和39. 5%ο
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述方法是在河岸設(shè)置軟隔離帶，所述軟隔離帶主要包括隔離槽和生態(tài)坡面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述隔離槽的制作方法是河岸坡頂造型、建槽、添加填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述填料的配置是以大比表面積、低成本或微成本物質(zhì)，按照大小粒徑填料分區(qū)構(gòu)成傾斜鋒面，外側(cè)粗粒內(nèi)側(cè)細(xì)粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述大比表面積、低成本或微成本物質(zhì)為碎石和/或煤渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述生態(tài)坡面的制作方法包括如下步驟(1)岸坡造型改造坡面形態(tài)，塑造波浪形坡面，保持構(gòu)筑層與底土層的一體化結(jié)構(gòu)；(2)基質(zhì)配制將河岸原土添加生物性肥料、保水成分和土質(zhì)調(diào)節(jié)材料；(3)骨料及構(gòu)建采用高強(qiáng)度纖維為骨料，用植物枝干插釬固定多層骨料成三維網(wǎng)絡(luò)；(4)植被配置和景觀建造篩選配置草坪植物、灌叢植物、花卉植物、水生植物和木籬， 組成整體景觀，形成軟隔離帶主體；(5)覆料設(shè)置在軟隔離帶表面鋪撒小粒徑覆料，覆蓋度1/3 1/2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于步驟(2)中所述基質(zhì)配制是以80質(zhì)量份的坡面土壤作為主體，添加10質(zhì)量份的泥炭土， 4質(zhì)量份的植物秸稈和6質(zhì)量份的發(fā)酵鋸末。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于步驟(5)中所述小粒徑覆料為碎石和/或煤渣。
8.根據(jù)權(quán)利要求廣7中任意一條權(quán)利要求所述針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述方法還包括設(shè)置生態(tài)氧化床和木樁圍欄。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述生態(tài)氧化床的制作方法包括如下步驟(1)制作片石床于岸坡坡腳與木樁圍欄之間設(shè)置片石床；(2)將挺水植物種植于片石床；所述木樁圍欄是用松木樁固定于河床，間隔0. :3m。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于步驟(1)中所述片石的粒徑為l(T30cm，高度為3(T50cm ；步驟(2)中所述植物為再力花、 菖蒲、風(fēng)車草、海芋中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)河岸帶護(hù)坡和面源污染控制的軟隔離帶方法。本發(fā)明所述方法是在河岸設(shè)置軟隔離帶，所述軟隔離帶主要包括隔離槽和軟骨料生態(tài)坡面。隔離槽的作用是污染物滯納、隔離，生態(tài)坡面的作用為水土保持、污染物過(guò)濾和吸收。本發(fā)明上述方法主要適用于土壤含水量較低的河道岸坡，可以克服干燥和寒冷的氣候條件，促進(jìn)草籽萌發(fā)和生長(zhǎng)，能在較短的時(shí)間內(nèi)綠化護(hù)坡，兼具有顯著的景觀美化和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)功能。
文檔編號(hào)E02B3/12GK102296567SQ20111016322
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者喬永民, 劉振乾, 楊揚(yáng), 陶然 申請(qǐng)人:暨南大學(xué)