本发明属于生态环境治理技术领域，具体而言，涉及一种用于浅水河道、沟渠水质净化的方法。
背景技术：
城市河道和沟渠是城市生存与发展必不可少的要素，在城市周边地区经济发展和生态环境有着十分重要的地位，随着当今社会城市化和城市现代化步伐加快，城市对水资源的依赖和水患可能给城市造成的灾难也越来越严重，因此城市水环境的整治已经越来越被社会各界所重视，人们由传统防洪、排涝的水利建设向“舒适、安全、优美”的水环境观念转化。
但是长期以来普遍存在城市河道建设落后于城市发展速度的问题，城市河道、沟渠淤积，污染严重，同时城市河道比降很小，流速缓慢，受到污染后不能及时自净，又加剧河道水体富营养化，因此如何充分利用河道特点，研究开发一种低成本、实施简单、适合城市河道，同时又能有效净化水体的方法显得尤其重要。
目前，传统解决城市河道水体污染的方法主要有三类，第一，修建水处理厂或连通人工湿地，将水体引入净化后再输回，该方法建设成本高，运行管理复杂，第二，利用曝气装置强制增氧，促进河道内微生物吸附分解水体中营养物质和污染物，净化水体，该方法同样存在建设与运行成本高，管理不便的问题，第三，定期向水体中投放化学药剂来达到净化水体目的，该方法成本高，容易给水生环境造成新污染，且化学反应后形成的物质沉积在河道，造成淤泥量大增，容易堵塞河道。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有解决城市河道污染存在的不足，提供一种通过人工构造生物多样性来净化水质的方法，该方法不但净化效果显著，同时兼具景观功能。
为了实现本发明的目的，通过大量试验研究并不懈努力，最终获得如下技术方案：一种在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，包括如下步骤：
(1)在河道或沟渠中自上游向下游修筑阶梯式拦水坝，采用砖石堆砌、现浇混凝土或钢筋混凝土等形式筑造拦水坝，拦水坝留3-5个出水口，在拦水坝迎水面、顶面和背水面交错堆砌石块，交错堆砌的石块间存在缝隙或孔洞，凸出水面部分石块可以作为汀步，使游人可以步石凌水而过；
(2)在河道或沟渠两侧修筑自然式驳岸，自然式驳岸沿河岸设置，高度低于下游拦水坝出水口20-30cm，驳岸石安装完毕后，要求局部回土，进行植被种植，植被能掩映又能承托景石，保证景石的自然，与周边环境混然一体；
(3)对河道、沟渠两侧斜坡土层栽植乔木、灌木、地被、草坪、水生植物等，构造多层次的植物群落，形成植物护坡。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，所述百慕达草为矮生百慕达。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，在修筑拦水坝前，对河道、沟渠进行底部清淤、河道扩宽，在河道一侧施工区域修建临时挡水坝，用抽水泵抽干准备施工区域内水体，用吸泥泵将河道中的淤泥抽排到岸边或用挖机清理河底淤泥堆放到岸边晾干；待河道一侧淤泥清理干净，再到另一侧以相同的方法清理河底淤泥。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，所述出水口水平标高一致，宽度为30-50cm。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，所述石块材质为黄蜡石，所用黄蜡石选用30-50cm，50-80cm,150-180cm三种规格交错堆砌。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，拦水坝顶面堆砌的石块高度为30-50cm，堆砌高低错落有致。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，修筑拦水坝的高度以确保所筑拦水坝上游河床最高处水位为0.5-1.2m范围内。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，修筑的自然式驳岸原料为不同形状与尺寸石块，石块堆砌要大小搭配，相邻石头大小不要太相近，遵循先放置大石块，做为主景，大石块与周围环境及植物分布合理自然，不能太突兀，然后放置小石块，小石块围绕大石块布置，石块与石块间要求大面与大面相接触，避免交角与尖角相触，注意大小、长短、方圆搭配；石块埋入土层内1/3以上：石块堆砌完全之后，砂浆扫缝，扫缝要求均匀密实，既要保证石块的稳定又要保证勾缝美观，砂浆不外露。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，修筑自然式驳岸所用驳岸石具体规格如下：
大石块：占整个石块的70-75％，其中扁平状的石块占大石块的50％，高度、宽度不小于900mm，长度不小于1600mm，圆球状的石块占大石块的50％，直径不小于1500mm；中石块：占整个石块的17-22％，其中扁平状的石块占中石块的50％，高度、宽度不小于800mm,长度不小于1200mm；圆球状的石块占中石块的50％，直径800mm-1200mm之间；小石块：占整个石块的8-11％，500mm-600mm见方的石块。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，将清理河道得到的淤泥与扩充河岸得到的底层土采用泥炭土：砂：土＝1：1：3的比例进行混合土壤改良，改良后土壤堆积在河岸两侧形成河岸斜坡土层，在其表面种植植物，河岸斜坡与自然式驳岸交接处水域种植水生植物，形成植物群落，植物群落采用组团种植的方式种植，乔、灌、草从后向前栽植，形成高低错落有致的景色。
优选地，如上所述在浅水河道、沟渠构造生物多样性净化水质的方法，种植的植物中，乔木选取当地10-20个品种胸径在8～15cm的乡土树种，且常绿树种和落叶树种相互搭配；灌木选取适应当地气候的观花、观叶植物；地被植物选取适应当地气候的常绿草花；草坪选取满铺的草坪块；水生植物形成3-5个品种组团种植，形成多样性的水生植物群落，以芦苇、香蒲、水葱、芦竹、菖蒲、蒲苇、水烛等挺水植物及美人蕉、梭鱼草、千屈菜、再力花、水生鸢尾等适于水边生长的湿生植物为主。
在每年冬季定期收割枯萎的水生植物及落叶，防止水体的二次污染。
本发明相对于现有技术，具有如下技术效果：
(1)本发明方法利用阶梯式拦水坝的调节水量和抬高水位作用，使河道、沟渠内的水体保持在稳定、足够的深度，为鱼类、微生物、部分沉水植物提供一个相对稳定的生存环境，达到生物净水效果；
(2)在拦水坝上堆砌、附着石块，在抬高水位前提下，使拦水坝附近水流迅速流过石头缝隙，抬高水的流速，提高水的自净效果；
(3)在自然式驳岸种植水生植物，利用植物的净化效果来净水，同时通过自然式石砌驳岸阻挡挺水植物根系向河道中心生长、防止其过度野蛮生长，堵塞河道，加重水体污染；
(4)本发明方法在不外加任何处理剂的前提下，仅仅利用物理、生物、水利等诸多过程，就能显著提升水质，净化效果显著，且该水质净化过程可长期稳定存在；
(5)本发明方法不但净水效果显著，同时结合了人造自然景观的美化效果，充分体现了“舒适、安全、优美”的水环境观念，有广阔的应用前景；
(6)本发明方法以河底淤泥和河床底层土作为河岸护坡，护坡上种植不同种类植物，形成植物群落，实现了资源的再利用，降低建设成本，同时防止水土流失；
(7)本发明方法建设成本低，管理简便，基本无运转费用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的保护范围。另外，实施例中未注明具体技术操作步骤或条件者，均按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例
步骤1：对河道、沟渠进行底部清淤、河道扩宽，在河道一侧施工区域修建临时挡水坝，用抽水泵抽干准备施工区域内水体，用吸泥泵将河道中的淤泥抽排到岸边或用挖机清理河底淤泥堆放到岸边晾干；待河道一侧淤泥清理干净，再到另一侧以相同的方法清理河底淤泥；
步骤2：在河道或沟渠中自上游向下游修筑阶梯式拦水坝，采用砖石堆砌、现浇混凝土或钢筋混凝土等形式筑造拦水坝，拦水坝留3-5个出水口，出水口水平标高一致，宽度为30-50cm，选取0-50cm，50-80cm，150-180cm三种规格黄蜡石交错堆砌在拦水坝迎水面、顶面和背水面，交错堆砌的黄蜡石间存在缝隙或孔洞，同时拦水坝顶面堆砌的黄蜡石高度为30-50cm，堆砌高低错落有致，凸出水面部分石块可以作为汀步，使游人可以步石凌水而过；
步骤3：在河道、沟渠两侧修筑自然式驳岸，其外形曲折而富有变化，驳岸基础的施工与整形式完全相同，可以用打木桩、砌石，或用混凝土等，岸壁可按湖岸线来做，堆石要牢固，石块间的缝，用小石块塞紧，在外面用三合灰(水泥、白灰，麻头搅和而成)勾缝，以防湖水侵入岸壁。自然式驳岸按照园林造景的需要，在水体的适当部位做成汀步。形式是水中设石墩，使游人步石凌水而过，汀步要尽量贴近水面，间距为20-40cm，自然式驳岸沿河岸线设置，在河底与护坡交接位置形成一个缓冲区，阻挡护坡上的泥土冲刷堆积在河底、阻塞河道，驳岸石堆砌高度低于下游拦水坝出水口20-30cm，将部分自然式驳岸设置为水中汀步的形式，供游人观赏、戏水游玩；
其中驳岸石规格选择如下：
大石块：占整个石块的70％，其中扁平状的石块占大石块的50％，高度、宽度不小于900mm，长度不小于1600mm，圆球状的石块占大石块的50％，直径不小于1500mm；中石块：占整个石块的20％，其中扁平状的石块占中石块的50％，高度、宽度不小于800mm,长度不小于1200mm；圆球状的石块占中石块的50％，直径800mm-1200mm之间；小石块：占整个石块的10％，500mm-600mm见方的石块；
施工要求为：石块堆砌要大小搭配，相邻石头大小不要太相近，遵循先放置大石块，做为主景，大石块用吊车吊装于选好的部位，注意朝向和着土面的选择，大石块与周围环境及植物分布合理自然，不能太突兀，然后放置小石块，小石块围绕大石块布置，石块与石块间要求大面与大面相接触，避免交角与尖角相触，注意大小、长短、方圆搭配；石块埋入土层内1/3以上：石块堆砌完全之后，砂浆扫缝，扫缝要求均匀密实，既要保证石块的稳定又要保证勾缝美观，砂浆不外露；
驳岸石安装完毕后，要求局部回土，进行植被种植。
步骤4：将步骤1挖出的河底淤泥和拓宽河道的底层土混合后进行采用泥炭土：砂：土＝1：1：3的比例进行混合土壤改良，将改良后土壤堆积在河岸两侧形成河岸斜坡土层，在其表面种植植物，同时在河岸斜坡与自然式驳岸交接处水域种植水生植物，形成植物群落，植物群落采用组团种植的的方式形成，乔、灌、草从后向前栽植，形成高低错落有致的景色。
种植的植物中，乔木选取当地10-20个品种胸径在8～15cm的乡土树种，且常绿树种和落叶树种相互搭配；灌木选取适应当地气候的观花、观叶植；地被植物选取适应当地气候的常绿草花；草坪选取满铺的草坪块；水生植物形成3-5个品种组团种植，形成多样性的水生植物群落，以芦苇、香蒲、水葱、芦竹、菖蒲、蒲苇、水烛等挺水植物及美人蕉、梭鱼草、千屈菜、再力花、水生鸢尾等适于水边生长的湿生植物为主。
在每年冬季定期收割枯萎的水生植物及落叶，防止水体的二次污染。
当本发明成型后，利用阶梯式拦水坝的调节水量和抬高水位作用，使河道、沟渠内的水体保持在稳定、足够的深度，为鱼类、微生物、部分沉水植物提供一个相对稳定的生存环境，达到生物净水效果；同时修剪阶梯式拦水坝，并在拦水坝上堆砌、附着石块，在抬高水位前提下，使拦水坝附近水流迅速流过石头缝隙，抬高水的流速，提高水的自净效果；在自然式驳岸种植水生植物，进一步利用了植物的净化效果，同时通过自然式石砌驳岸阻挡了挺水植物根系向河道中心生长、防止其过度野蛮生长，堵塞河道，加重水体污染。
通过对该河段取水样检测，比较了采用本发明方法前一年及采用本发明方法后一年间水质相关数据发现，水体中氨氮由1.6-1.8mg/l降低至0.5-0.7mg/l，溶解氧含量由2.6-3.4mg/l升高至5.5-6.4mg/l，浊度由3.47-3.78ntu降低至2.03-2.51ntu，cod值由34.1-36.7mg/l降低至19.7-24.2mg/l，可见该地河段水质处理前仅仅为四类、五类水质，采用本发明方法处理后一年，水质基本可以达到二类标准水质标准，同时肉眼观察到该段河道中也并未出现藻类富集情况。
本发明方法充分利用了物理、生物、水利等诸多过程，水质的净化效果显著稳定；同时结合了人造自然景观的美化效果，充分体现了“舒适、安全、优美”的水环境观念；并且以河底淤泥和河床底层土作为河岸护坡，护坡上种植不同种类植物，形成植物群落，实现了资源的再利用，降低建设成本，同时防止水土流失。