专利名称：一种消落带的生态修复方法
技术领域：
本发明涉及一种消落带的生态修复方法，属于生态环境保护与治理技术领域。
背景技术：
大中型水库建成后，往往采取冬蓄夏泄的调度模式，从而在水库四周形成水位落差达十米甚至数十米的消落区。消落区或称消落带是水库特有的一种现象，是指由于水库水位季节性涨落，库区周期性淹没和露出水面的区域。其淹没期可长达半年，通常为冬季淹没。 由于改变了自然环境下的夏淹冬露，原有的植物生态系统遭到了很大程度的破环。消落带如果处理不当，不及时进行生态修复，会带来一系列的生态和环境问题，如严重的坍塌、水土流失、水源污染，自然景观遭到破坏，形成一条寸草不生的“黄腰带”。针对消落区的生态修复已有不少研究。利用四面自锁结构实现正方形砖体构件之间的连接，形成消落带自锁定消浪植生型生态护坡结构(中国专利授权号CN101581084B)。 坡顶种植马尾松，消落深度％以内种植香根草，2-10m之间混植香根草与狗牙根，使水库消落带陡坡地区形成植被坡面恢复带(中国专利申请号201010102730. 4)。一种改善水库消落区生态环境的湿地治理方法，对消落范围在5m以内、存在大面积缓坡平地的消落区进行保护，根据消落深度依次种植沉水植物、浮叶沉水植物、挺水植物和湿生乔灌木(中国专利申请号200910099098. X)。还有种植香根草、百慕大、百喜草用于河提水库防冲护岸的新型植物配置及生态工程技术(中国专利申请号03146885. 3)。种植狗牙根的方法修复水库消落带和河岸受损生态系统(中国专利申请号20081003^95. 1)。以上方法仅从植物或结构上对边坡进行修复，不能形成在稳固边坡结构的基础上又同时进行植物绿化的稳定的复合型结构，不能从根本上既保护消落带结构稳定、解决水土流失和又实现植被修复。硬质消落带边坡能有效的防止边坡坍塌，保持边坡的稳定性，但不能提供绿化植物的生长空间，在水位回落期易形成大片的混凝土覆盖区，影响美观；而对于纯植物方法的消落带修复，虽然能够满足消落带绿化功能，但边坡不够稳定，易引发坍塌和滑坡。对于消落带的生态治理及修复，构建适合的物理结构及选择适宜的植物种类是生态修复的两项关键技术，将二者完整的结合才能构建稳定的边坡绿化，实现持久的消落带生态修复。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种消落带的生态修复方法，可改善消落带景观，同时能保持水土、防止边坡坍塌，对改善水库环境有重要意义。本发明的技术方案包括如下具体步骤
1)预制混凝土模块选择碎石、水泥、无机矿粉、减水剂、水为原料，按重量份 1500-1700 =250-300 30-40 :3_5 :50-80配比搅拌、浇筑而成，所述无机矿粉由粉煤灰和硅铁冶炼电炉回收二氧化硅微粉按质量比例3 :7混合而成；混凝土模块厚度为4-8cm，成型之后再养护7-10天；
2)在混凝土模块上建植狗牙根草坪在养护成型的混凝土模块表面播种狗牙根种子， 覆盖无纺布，浇水养护40-50天后即可成坪；
3)消落带边坡构建钢筋混凝土格构框整平夯实消落带边坡，然后浇筑钢筋混凝土格构框；
4)消落带边坡格构框回填种植基质格构框内回填植基质，从上至下依次为3-5cm深的中粗砂、25-35cm深的种植土、l-3cm深的基肥，整平，夯实度90-93% ；
5)安装狗牙根混凝土草坪在回填了种植基质的格构框内安装建植了狗牙根的混凝土草坪，并用水泥砂浆勾缝；
6)养护安装后需对消落带边坡进行日常浇水、施肥、除草及病虫害防治管理，以促进边坡景观快速恢复；消落带边坡采用本技术修复后的第一年水位回落期，需密切观察复绿情况，及时浇水养护。浇筑混凝土模块的碎石可以采用粒径为0. 8-1. Ocm的石灰岩或辉绿岩或玄武岩。 制成的混凝土模块抗压强度可达15MPa以上。上述方案中，为了施工方便，混凝土模块长宽为30-50cm的长方形或正方形。在消落带边坡构建的钢筋混凝土格构框，宽度为3_5m，其格构梁宽度为20-30cm， 深度为30-40cm。格构框回填的种植基质中，中粗砂粒径0.5-3mm，种植土的要求为壤土， ρΗ6· 0-7. 5，有机质含量> 10g/kg,含盐量彡 1. 2g/kg，有效 N ^ 60mg/kg,速效 P ^ 8mg/kg, 速效K > 75mg/kg，容重彡1. 3g/cm3，粒径彡2cm，石砾含量< 10wt%。硅铁冶炼电炉回收二氧化硅微粉的主要成分为SiO2,还有少量氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁等杂质，部分代替水泥，有利于降低混凝土模块的碱性。本发明方法选择了黄河流域以南的耐水淹时间长达半年的狗牙根。采用本发明可使消落带边坡防护、修复在半年内完成，不仅可大大提高消落带边坡生态修复的效率，而且具有较大的社会效益和环境效益，有广阔的推广应用前景。对消落带进行植被生态修复处理，可改善消落带景观、保持水土、防止边坡坍塌， 对改善水域环境有重要意义。
图1是混凝土模块结构图。图2是消落带边坡格构框示意图。图3是格构梁结构图。图4是修复后的边坡剖面图。图中标号1碎石，2水泥及无机矿粉，3混凝土格构框，4基肥，5种植土，6中粗砂， 7建植狗牙根的混凝土草坪。
具体实施例方式实施例1
1)预制能种植狗牙根的混凝土模块选择粒径为0. 8-1. Ocm的石灰岩骨料、水泥、无机矿粉、减水剂、水按照重量比例1550 255 32 3 65搅拌、浇筑制作而成，无机矿粉由粉煤灰和硅铁冶炼电炉回收二氧化硅微粉按质量比例3 :7混合而成(其它实施例相同)。原料搅拌前清洗或过筛去除石料中的泥沙、树枝等杂质，搅拌过程中分次加入水，以免水分过多影响空隙。混凝土厚度为5-6cm，边长为35cm的正方形，混凝土浇筑后12小时即可成型脱模， 脱模之后在湿度为90%以上的养生室养护7-10天；2)在混凝土模块上建植狗牙根草坪平均气温大于18°C以上时，在养护成型的混凝土上播种狗牙根种子，播种时不需要基质；播种后覆盖无纺布(发芽后揭开)，每天浇水养护， 每周喷施叶面肥一次(0. lwt%复合肥或尿素),40-50天后即可成坪；发芽后20天左右草坪成坪前撒粉碎饼肥以促进成坪。3)消落带边坡构建钢筋混凝土格构框待修复消落带边坡整平夯实后浇筑钢筋混凝土格构框；格构框的作用是防止边坡坍塌，格构梁宽度为30cm，深度为40cm，格构框宽度为3-5m (根据地形，格构框宽度有所不同)。4)消落带边坡格构框回填种植基质格构框内回填特殊种植基质，从上至下依次为3-5cm深的中粗砂、25-35cm深的肥沃种植土、l-3cm厚的基肥、整平夯实，(图4中基肥4、 种植土 5、中粗砂6)，夯实度90-93%。基肥放在最下层，是为了促使狗牙根的根部向下生长。5)安装狗牙根混凝土草坪在回填了种植基质的格构框内安装建植狗牙根的混凝土草坪，并用MlO以上水泥砂浆勾缝；
6)养护安装后植被混凝土的消落带边坡进行日常浇水、施肥、除草及病虫害防治管理，以促进边坡景观快速恢复；消落带边坡采用本技术修复后的第一年水位回落需密切观察复绿情况，及时浇水养护，及时清除花序促进走茎的营养生长。实施例2
1)预制能种植狗牙根的混凝土模块选择粒径为0.8-1. Ocm的辉绿岩骨料、水泥、无机矿粉、减水剂、水按照重量比例1600 260 30 3. 5 68搅拌浇筑制作而成，原料搅拌前清洗或过筛去除石料中的泥沙、树枝等杂质，搅拌过程中分次加入水，以免水分过多影响空隙。 混凝土厚度为5cm，边长为50cm的正方形，混凝土浇筑后12小时即可成型脱模，脱模之后在湿度为90%以上的养生室养护7-10天；
2)在混凝土模块上建植狗牙根草坪平均气温大于18°C以上时，在养护成型的混凝土上播种狗牙根种子，播种时不需要基质；播种后覆盖无纺布(发芽后揭开)，每天浇水养护， 每周喷施叶面肥一次(0. lwt%复合肥或尿素),40-50天后即可成坪；发芽后20天左右草坪成坪前撒粉碎饼肥以促进成坪。3)消落带边坡构建钢筋混凝土格构框待修复消落带边坡整平夯实后浇筑钢筋混凝土格构框；格构框的作用是防止边坡坍塌，格构梁宽度为30cm，深度为40cm，格构框宽度为3-5m (根据地形，格构框宽度有所不同)。4)消落带边坡格构框回填种植基质格构框内回填特殊种植基质，从上至下依次为3-5cm深的中粗砂、25-35cm深的肥沃种植土、l-3cm厚的基肥、整平夯实，夯实度 90-93% ；
5)安装狗牙根混凝土草坪在回填了种植基质的格构框内安装建植狗牙根的混凝土草坪，并用MlO以上水泥砂浆勾缝；
6)养护安装后植被混凝土的消落带边坡进行日常浇水、施肥、除草及病虫害防治管理，以促进边坡景观快速恢复；消落带边坡采用本技术修复后的第一年水位回落需密切观察复绿情况，及时浇水养护，及时清除花序促进走茎的营养生长。实施例3
本实例为在消落带现场播种狗牙根，需要较长的施工时间，需要选择恰当的时机，以保证修复工程不受水位消落的影响。
1)预制能种植狗牙根的混凝土模块选择粒径为0. 8-1. Ocm的玄武岩骨料、水泥、 无机矿粉、水按照比例(1650 255 32 :3. 5 :65)搅拌浇筑制作而成，原料搅拌前清洗或过筛去除石料中的泥沙、树枝等杂质，搅拌过程中分次加入水，以免水分过多影响空隙。混凝土厚度为5-6cm，边长为35cm的正方形，混凝土浇筑后12小时即可成型脱模，脱模之后在湿度为90%以上的养生室养护7-10天；
2)消落带边坡构建钢筋混凝土格构框待修复消落带边坡整平夯实后浇筑钢筋混凝土格构框；格构框的作用是防止边坡坍塌，格构梁宽度为20cm，深度为30cm，格构框宽度为: (根据地形，格构框宽度有所不同)。3)消落带边坡格构框回填种植基质格构框内回填特殊种植基质，从上至下依次为3-5cm的中粗砂、25-35cm深的肥沃种植土、l-3cm厚的基肥、整平夯实，，夯实度90-93%;
4)安装混凝土模块在回填了种植基质的格构框内安装混凝土模块，并用MlO以上水泥砂浆勾缝；
5)在混凝土模块上建植狗牙根草坪平均气温大于18°C以上时，在消落带边坡的混凝土上播种狗牙根种子，播种时不需要基质；播种后覆盖无纺布(发芽后揭开)，每天浇水养护，每周喷施叶面肥一次(0. lwt%复合肥或尿素)，40-50天后即可成坪；发芽后20天左右草坪成坪前撒粉碎饼肥以促进成坪。6)养护从播种后即对消落带边坡进行日常浇水、施肥、除草及病虫害防治管理， 以促进边坡景观快速恢复；消落带边坡采用本技术修复后的第一年水位回落需密切观察复绿情况，及时浇水养护，及时清除花序促进走茎的营养生长。
权利要求
1.一种消落带的生态修复方法，其特征在于，包括如下步骤1)预制混凝土模块选择碎石、水泥、无机矿粉、减水剂、水为原料，按重量份 1500-1700 =250-300 30-40 :3_5 :50-80配比搅拌、浇筑而成，所述无机矿粉由粉煤灰和硅铁冶炼电炉回收二氧化硅微粉按质量比例3 :7混合而成；混凝土模块厚度为4-8cm，成型之后再养护7-10天；2)在混凝土模块上建植狗牙根草坪在养护成型的混凝土模块表面播种狗牙根种子， 覆盖无纺布，浇水养护40-50天后即可成坪；3)消落带边坡构建钢筋混凝土格构框整平夯实消落带边坡，然后浇筑钢筋混凝土格构框；4)消落带边坡格构框回填种植基质格构框内回填植基质，从上至下依次为3-5cm深的中粗砂、25-35cm深的种植土、l-3cm深的基肥，整平，夯实度90-93% ；5)安装狗牙根混凝土草坪在回填了种植基质的格构框内安装建植了狗牙根的混凝土草坪，并用水泥砂浆勾缝；6)养护。
2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，选择了黄河流域以南的耐水淹时间长达半年的狗牙根，播种时选择不添加任何基质或基质层的直播方式。
3.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，浇筑混凝土模块的碎石采用粒径为 0. 8-1. Ocm的石灰岩或辉绿岩或玄武岩。
4.根据权利要求1或2所述的修复方法，其特征在于，混凝土模块长宽为30-50cm。
5.根据权利要求1或2所述的修复方法，其特征在于，在消落带边坡构建的钢筋混凝土格构框，宽度为3-5m，格构梁宽度为20-30cm，深度为30-40cm。
6.根据权利要求1或2所述的修复方法，其特征在于，格构框回填的种植基质中，中粗砂粒径0. 5-3mm，种植土的要求为壤土，pH6. 0-7. 5，有机质含量> 10g/kg，含盐量< 1. 2g/ kg,有效 N ^ 60mg/kg,速效 P ^ 8mg/kg,速效 K ^ 75mg/kg,容重彡 1. 3g/cm3，粒径彡 2cm， 石砾含量< 10wt%。
全文摘要
本发明涉及一种消落带的生态修复方法。本发明方法先预制可种植狗牙根的混凝土模块，并在其上建植耐水淹的狗牙根草坪，同时对消落带边坡进行平整、夯实，构建钢筋混凝土格构框，回填种植基质；最后建植狗牙根草坪的混凝土块并养护，形成完整的消落带全覆盖混凝土绿化边坡。本发明方法能形成稳定的边坡防护结构，防止消落带边坡受水浪直接冲刷，保护消落带土壤不受侵蚀，具有保持水土的功能；同时形成完整的植被覆盖景观，改善生态环境，具有广阔的应用前景和良好的环境、社会和经济效益。
文档编号A01G1/00GK102409637SQ20111023375
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者刘宏涛, 宋利平, 袁玲, 谢开骥, 郝钰斌 申请人:中国科学院武汉植物园