一种干旱沙漠区游荡型河流生态护岸的制作方法

本发明属于沙漠区大型河道堤防生态防护领域，设计了一种干旱沙漠区游荡型河流生态护岸。

背景技术：

塔里木河地处我国干旱内陆区，是我国最长的内流河，补给水源主要是高山冰雪融水，具有夏汛冬枯、生态脆弱的特点，途经地区沙化严重，以流域特殊的地形地貌特点和生态荒漠化等环境问题著称于世。历史上，塔里木河是一条著名的沙漠区游荡型河流，河床边界物质抗冲性弱，河岸周边土质多为细沙土，植被覆盖率低，受风沙的影响明显，河床对水流的约束性很差。特别针对于新其满河段以上，即阿拉尔-沙雅县鹿场河段，中心河槽河身宽浅，心滩众多，汊道纵横，主流河段摇摆不定，其游荡型特征明显。

游荡型河流平面演变的一个重要特点是主流摇摆不定，河势变化剧烈。由于河床边界多由易冲刷的细沙组成，尤其是在汛期河床出现大淤大冲，纵向冲淤幅度大，且横向摆动强烈，因游荡型河道多为地上河，防洪方面压力很大，并造成沿河地区的内涝和盐渍化，故对其治理是国民经济建设所急需。由于历史和地理原因，以往对这类河段的研究较少，大多防护工程的修建很少能取得显著性成效，近几年塔里木河干流来水量增加和河道泥沙淤积，干流河道堤防每年都有被洪水侵蚀的危险，这对自治区内的农业灌溉和人口聚集区的生活用水造成了严重威胁。

对于游荡型河流河道稳定性维持和护岸的修复，相比工程措施，生态堤防具有投资少，施工简单，方法灵活等优势。因此急需提出一种适宜推广的生态护岸系统，为塔里木河干流堤防防护措施多样化和多元化以及防风固沙，保障干流堤防安全提供技术支撑。然而塔里木河流域气候干旱、剧烈的风沙使河流河岸漂移的特征给河流的堤防和护岸建立带来了极大的阻碍。

技术实现要素：

本发明提出一种游荡型河流生态护岸，汛期收集溢出河道的来水，通过太阳能提供的电能带动地下滴灌系统为河道两侧的防护林灌溉，通过荒漠植被根系的锚固力作用来提高土壤的抗侵蚀能力，从而维系河道的相对稳定。

本发明的干旱沙漠区游荡型河流生态护岸，包括依次邻接设置的漫滩区、堤岸、灌木丛、防护林、设置在所述灌木丛和防护林下方的输水滴灌系统、用支撑柱设置在漫滩区上方的太阳能电池板，灌木丛的下方设置有地下储水箱。

进一步的，本发明干旱沙漠区游荡型河流生态护岸中，漫滩区位于游荡型河流河道的两侧，漫滩区的断面宽度依据河流历史水文资料确定。

进一步的，本发明干旱沙漠区游荡型河流生态护岸中，堤岸沿游荡型河流河道走向设置，堤岸上设置多个连通地下储水箱的进水口，所述进水口包括上隔板、过滤网和下隔板，所述下隔板深入土中，下隔板露出地面的高度为1～2cm。

进一步的，本发明干旱沙漠区游荡型河流生态护岸中，地下储水箱设置在灌木丛的正下方，其埋深根据灌木丛的根系延伸长度确定，地下储水箱底部向远离游荡型河流河道河道方向倾斜3～5度，地下储水箱的容积根据该河流的来水泛滥期可收集的水量确定。

进一步的，本发明干旱沙漠区游荡型河流生态护岸中，输水滴灌系统包括连通地下储水箱的抽水管、与所述抽水管连接的抽水泵、与所述抽水泵连接的输水管和设置在所述输水管上的滴灌口，抽水管底端设置在地下储水箱远离河道一侧的边壁最深处，输水管铺设在灌木丛和防护林地下，埋深为10～15cm，抽水泵设置在在灌木丛和防护林之间的地面交界处。

进一步的，本发明干旱沙漠区游荡型河流生态护岸中，支撑柱设置在灌木丛和堤岸之间。

游荡型河流的河道偏移主要是因为河床边界多由易冲刷的细沙组成，尤其是在汛期河床出现大淤大冲，因此在河道两侧设置一定范围的漫滩区，漫滩区的延伸范围主要依据该河流历史水文资料确定，可考虑以五年一遇的洪水标准设计，保证该设计标准下来水不会漫过进水口。

漫滩区远离河道的一侧设置堤岸，堤岸沿河道方向设置若干个地下储水箱的进水口，进水口处分别由上隔板、过滤网和下隔板构成，下隔板深入土中，露出地面的高度设置为1～2cm，主要用于阻断沙土进入过滤网中；上隔板高度可设置为3cm左右；过滤网的设置主要是对流入地下储水箱的水资源进行杂物过滤，同时可以防止小动物钻入进水口中。堤岸的设置对河道偏移起到了一起的抑制作用，同时防止汛期来水过多从而淹没后方的灌木丛，一定程度上可以缩短漫滩区的范围。

地下储水箱设置在灌木丛的正下方，其埋深主要根据灌木丛的根系延伸长度确定，埋深可设置为50～60cm。地下储水箱底部向河道方向倾斜约3～5度，为了保证地下储水箱对应抽水管处的水资源供应，地下储水箱的容积主要根据该河流的来水泛滥期可收集的水量确定。

输水滴灌系统主要由抽水管、抽水泵、输水管和若干滴灌口构成。输水管连通抽水泵，分别铺设在灌木丛和防护林地下，一般埋深设置为10～15cm。若干个滴灌口设置在输水管上，对应到植物根系需水处，根据植物需水特性设置滴灌口的分布密度。抽水泵设置在在灌木丛和防护林之间的地面交界处，同时抽水泵内置远程调控设置以控制抽水泵的开关。抽水管分别连通地下储水箱和抽水泵，通向地下储水箱的抽水管底端接入地下储水箱对应的最深处，即远离河道一侧的地下储水箱边壁处。

太阳能电池板为抽水泵提供电能，太阳能电池板设置在漫滩区上空，下方靠支撑柱支撑，高度可控制在2m左右，支撑柱设置在灌木丛和进水口之间，可以保证支撑柱底部不会浸泡到水中，同时保证了太阳能电池板不会遮挡住植物的阳光。

荒漠植被需要考虑到植被的耐旱特性，灌木丛可考虑荆棘或其他较为矮小的荒漠植被；防护林可采取胡杨、怪柳或沙拐枣等混合种植。

本发明充分利用河流汛期的来水资源，将汛期多余的来水收集用于后期的防护林浇灌，通过荒漠植被根系固沙作用后的通过构建基于沙漠区游荡型河流生态护岸，控制河道偏移同时，通过地下滴灌系统为沙漠区河道两侧的防护林供应水资源，免去了浇灌防护林的人力物力，其中电能主要通过太阳能电池板提供。

本发明中采用地下储水箱收集河流汛期多余来水，通过地下滴灌系统和太阳能供电系统为荒漠植被提供灌溉，充分利用水资源的同时避免人力物力的浪费，特别针对于游荡漂移型河流设置游荡型的生态护岸，不同于以往的硬质护岸，游荡型生态护岸充分考虑到河流的游荡型特征，并且能一定程度上抑制游荡型河流的继续发展，从而维系河道的相对稳定。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1：堤岸的设置，其优点主要表现在：(1)堤岸沿着游荡型河流河道走向设置，具有游荡型的特点，堤岸两侧的沙土被隔断，抑制了河道偏移的幅度，一定程度上可以缩短漫滩区的宽度，同时可防止汛期来水过多从而淹没后方的灌木丛。(2)堤岸沿游荡型河流河道方向设置若干个进水口，由于收集汛期河道多余来水，为荒漠植被提供灌溉水资源。进水口处分别由上隔板、过滤网和下隔板构成。下隔板深入土中，露出地面的高度设置为1～2cm，主要用于阻断漫滩区的沙土进入过滤网中；过滤网的设置主要是对流入地下储水箱的水资源进行杂物过滤，同时可以防止小动物钻入进水口中，保证收集的水资源的洁净程度。

2：地下储水箱的设置，其优点主要表现在：(1)地下储水箱位于矮小灌木丛的正下方，依据灌木丛的根系长度来确定地下储水箱的埋深，依据灌木丛的种植宽度来确定地下储水箱的宽度，充分考虑到灌木丛根系的生长以及行道树的根系延伸状况，对栽种的植物的影响降低到最小，一般埋深可设置为50～60cm；(2)地下储水箱的高度主要根据该河流的汛期来水量，以及植物的需水特性来确定，针对该河流汛期的大量来水或耗水量大的植物，可以适当调整地下储水箱的高度以便能储存更多的水资源；(3)地下储水箱地板呈现向河道方向倾斜约3～5度，保证地下储水箱对应抽水管处的水资源供应；(4)地下储水箱沿着河流纵向延伸设置，使得地下储水箱的长度尽可能延长，这一定程度上保证了地下储水箱的容量；(5)对于天然条件下游荡幅度较大的河段，可将沿河道方向的地下储水箱分段设置，即设置多个分隔开的地下储水箱。

3：地下输水滴灌系统设置，其优点主要表现在：(1)针对干旱区流域的植被灌溉，采用地下滴灌措施能够更充分地利用水资源；(2)根据河流的洪枯特性，远程遥控抽水泵的开启与关闭，从而控制地下输水滴灌系统；(3)太阳能电池板为地下输水滴灌系统提供电能；(4)位于灌木丛下方的输水管延伸长度依据游荡型的护岸决定，从而保证不同位置的灌木丛都可以接受灌溉。

附图说明

图1为干旱沙漠区游荡型河流一侧的生态护岸的剖面图(对应图3、4剖面线)

图2为堤岸进水口处的细节结构图

图3为干旱沙漠区游荡型河流整体结构图

图4为干旱沙漠区游荡型河流输水滴灌系统图

图中有：1-游荡性河流、2-漫滩区、3-地下储水箱、4-堤岸、40-进水口、41-上隔板、42-过滤网、43-下隔板、5-输水滴灌系统、51-抽水管、52-抽水泵、53-输水管、54-滴灌口、6-灌木丛、7-防护林、8-太阳能电池板、9-支撑杆。

具体实施方式

以下结合实施例和说明书附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

一种干旱沙漠区游荡型河流生态护岸，主要包括：游荡型河流河道1、漫滩区2、地下储水箱3、堤岸4、输水滴灌系统5、灌木丛6、防护林7、太阳能电池板8和支撑杆9构成。在游荡型河流河道1两侧设置一定范围的漫滩区2，漫滩区2的延伸范围主要依据该河流历史水文资料确定。堤岸4设置在漫滩区2远离游荡型河流河道1的一侧，堤岸4的设置对游荡型河流河道1偏移起到了一起的抑制作用，同时防止汛期来水过多从而淹没后方的灌木丛6，一定程度上可以缩短漫滩区2的范围。堤岸4上设置若干个进水口40，进水口40分别由上隔板41、过滤网42和下隔板43构成，下隔板43深入土中，露出地面的高度设置为1～2cm，主要用于阻断沙土进入过滤网42中；上隔板41高度可设置为3cm左右；过滤网42的设置主要是对流入地下储水箱3的水资源进行杂物过滤，同时可以防止小动物钻入进水口中。地下储水箱3设置在灌木丛6的正下方，其埋深主要根据灌木丛6的根系延伸长度确定，埋深可设置为50～60cm。地下储水箱3底部向游荡型河流河道1方向倾斜约3～5度，为了保证地下储水箱3对应抽水管51处的水资源供应，地下储水箱3的容积主要根据该河流的来水泛滥期可收集的水量确定。输水滴灌系统5主要由抽水管51、抽水泵52、输水管53和若干滴灌口54构成。输水管53连通抽水泵52，分别铺设在灌木丛6和防护林7地下，一般埋深设置为10～15cm。若干个滴灌口54设置输水管53上，对应到植物根系需水处，根据植物需水特性设置滴灌口54的分布密度。抽水泵52设置在在灌木丛6和防护林7之间的地面交界处，同时抽水泵52内置远程调控设置以控制抽水泵52的开关。抽水管51分别连通地下储水箱3和抽水泵52，抽水管51底端接入地下储水箱3对应的最深处，即远离游荡型河流河道1一侧的地下储水箱3边壁处。太阳能电池板8为抽水泵52提供电能，太阳能电池板8设置在漫滩区2上空，下方靠支撑柱9支撑，高度可控制在2m左右，支撑柱9设置在灌木丛6和堤岸4之间，可以保证支撑柱9底部不会浸泡到水中，同时保证了太阳能电池板8不会遮挡住植物的阳光。

汛期来临时，河流来水泛滥，随流水冲刷将会造成游荡型河流河道1偏移，且漫滩区2将会淹没在水中，通过堤岸4上设置的进水口40，可将多余漫出的水资源收集到地下储水箱3中。在干旱期植物缺水时，通过太阳能电池板8收集的电能可用于带动抽水泵52，通过抽水泵52内置的远程调控装置将抽水泵52的开关打开，将地下储水箱3中收集的水资源通过地下输水滴灌系统5运输到灌木丛6和防护林7的根部，有效解决植物缺水问题的同时，通过荒漠植被根系的锚固力作用来提高土壤的抗侵蚀能力，从而维系河道的相对稳定。