一种仿自然河道及河漫滩湿地的构建方法

1.本发明属于生态工程技术领域，尤其涉及一种仿自然河道及河漫滩湿地的构建方法。


背景技术：

2.我国北方地区水资源短缺的问题普遍存在，而社会经济发展在消耗大量水资源的同时也侵占了生态用水，综合导致诸多自然河道水面萎缩、甚至干涸。
3.上述自然河道在日常情景仅残余少量水面，而大部分河床呈现裸露状态，不仅丧失了原自然河道的污染防护、生物多样性维持等生态服务功能，甚至成为潜在的污染源。在降雨事件中，雨洪水充盈河道，原裸露的河床不仅无法发挥生态服务功能，其上沉积的污染物甚至重新悬浮、内源污染物大量释放，严重影响河流水环境质量。因此，有必要构建一种生态型河道，使其在雨季、非雨季均可发挥出理想的生态服务功能，综合改善河道水环境质量。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提出一种仿自然河道及河漫滩湿地的构建方法，依托河漫滩湿地综合提升河道生态服务功能；在非降雨情景，实现景观、土壤保持、防风固沙等服务功能；在降雨情景，主要发挥削减面源污染、滞蓄洪水、改善水环境质量等服务功能。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种仿自然河道及河漫滩湿地的构建方法，包括如下步骤：
6.s1：根据历史日均流量统计特征，在河床内构建仿自然河道及三级漫滩，适应于不同降雨情景下的河道流量特征；
7.s2：根据选择的河漫滩类型，构建特征各异的河漫滩湿地。
8.优选的，所述s1中，根据历史日均流量统计特征，在河床内构建仿自然河道及三级漫滩的方法为：
9.s11：将河床内现有河道改造成蜿蜒形态，作为非降雨情景的水流通道，所述蜿蜒河道具有洪水易出槽漫滩的特性；
10.s12：对所述蜿蜒河道周边的高频次漫滩区域构建一级河漫滩；对所述蜿蜒河道周边的中频次漫滩区域构建二级河漫滩；对所述蜿蜒河道周边的低频次漫滩区域构建三级河漫滩；所述高频次漫滩区域、所述中频次漫滩区域和所述低频次漫滩区域基于研究分析确定。
11.优选的，所述蜿蜒河道的凹岸宜构建具有防冲刷能力的生态型护岸，所述蜿蜒河道的凸岸宜构建平缓坡岸，以利于河道水流出槽漫滩。
12.优选的，所述一级河漫滩位于所述蜿蜒河道的凸岸内侧，是最频繁的漫滩区域和主要泥沙沉积区；所述一级河漫滩的基质由上自下依次设置有粗砂层、豆砾石层，基质层总厚度与所述蜿蜒河道的深度保持一致或略大于河道深度，所述一级河漫滩上种植挺水植物
构建成一级河漫滩湿地。
13.优选的，所述二级河漫滩位于靠近所述蜿蜒河道的两侧，所述二级河漫滩基质由上自下依次设置有粗砂层、豆砾石层、砾石层，基质层总厚度与蜿蜒河道深度保持一致或略大于河道深度，所述二级河漫滩上种植草本植物层构建成二级河漫滩湿地。
14.优选的，所述三级河漫滩位于远离蜿蜒河道的两侧，所述三级河漫滩基质为原状河床，所述三级河漫滩上种植草本植物构建成三级河漫滩湿地。
15.本发明公开了优点和技术效果：
16.1)本发明基于对裸露河床改造，形成具有“主河道-多级漫滩”结构的仿自然复式河床，将河道水体原位净化技术、植被缓冲带技术、生境改善技术以及水生生物功能群构建技术有机结合，无需占用河道以外的土地面积、不影响河道行洪，在不同流量情景下均可大幅提升河道生态服务功能，有巨大的环境、经济和社会效益。
17.2)在非降雨情景，河道流量较小，水体在主河道中流动。蜿蜒河道内多变的水文条件为各类水生生物提供生境，各级河漫滩湿地则发挥着土壤保持、防风固沙、景观等服务功能。
18.3)在中、小降雨情景，河道流量中等，水体偶尔从主河道中出槽进入一级河漫滩湿地，流量大时进入二级河漫滩湿地。一级河漫滩湿地的挺水植物拦截漫滩水体中的颗粒物、并使其成为漫滩湿地的营养来源；二级河漫滩湿地对漫滩洪水进行调蓄、净化；三级河漫滩湿地则可有效削减河床两岸的面源污染物汇入。
19.4)在强降雨情景，河道流量较大，水体大量漫滩、甚至充盈整个河床。一、二、三级河漫滩湿地综合发挥滞蓄洪水、削减面源污染、改善水环境质量等服务功能。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
21.图1为本发明的仿自然河道及河漫滩湿地的结构示意图。
22.附图说明：1-蜿蜒河道；2-一级河漫滩；3-二级河漫滩；4-三级河漫滩；5-蜿蜒河道凸岸；6-蜿蜒河道凹岸；7-现状河道护岸。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
24.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
25.根据图1所示，本发明提供了一种仿自然河道及河漫滩湿地的构建方法，包括如下步骤：
26.s1：根据历史日均流量统计特征，在河床内构建仿自然河道及三级漫滩，适应于不同降雨情景下的河道流量特征；
27.s2：根据选择的河漫滩类型，构建特征各异的河漫滩湿地。
28.具体的，根据历史日均流量统计特征，在河床内构建仿自然河道及三级漫滩的方法为：
29.s11：将河床内现有河道改造成蜿蜒形态，作为非降雨情景的水流通道，蜿蜒河道具有洪水易出槽漫滩的特性；
30.s12：对蜿蜒河道周边的高频次漫滩区域构建一级河漫滩；对蜿蜒河道周边的中频次漫滩区域构建二级河漫滩；对蜿蜒河道周边的低频次漫滩区域构建三级河漫滩；高频次漫滩区域、中频次漫滩区域和低频次漫滩区域基于研究分析确定。
31.在本实施例中，1)分析河道水面面积大幅减少后的历史日均流量统计特征，确定p＝50％、p＝40％、p＝20％、p＝10％等关键频率特征值。
32.2)基于mike模型进行水文模拟：以p＝50％的日均流量在蜿蜒河道1内不出槽为标准，确定蜿蜒河道1的形态、宽度、深度等特征；参考p＝40％的日均流量淹没区域作为高频次漫滩区域，确定一级河漫滩2构建区域；参考p＝20％的日均流量淹没区域作为中频次漫滩区域，确定二级河漫滩3构建区域；参考p＝10％的日均流量淹没区域作为低频次漫滩区域，确定三级河漫滩4构建区域。
33.3)蜿蜒河道1构建。将河床内现有河道改造成蜿蜒形态，作为非降雨情景的水流通道，所述蜿蜒河道1具有洪水易出槽漫滩的特性；基于模型模拟确定的平面形态、宽度、深度构建蜿蜒河道1；蜿蜒河道护岸采用柔性自然护岸；在蜿蜒河道凹岸6填满石块，做成生态护岸，防止冲刷；在蜿蜒河道凸岸5放缓坡度以促进河水出槽。
34.4)一级河漫滩湿地构建。一级河漫滩2位于蜿蜒河道1的凸岸内侧，是最频繁的漫滩区域和主要泥沙沉积区；一级河漫滩湿地基质由上自下依次设置有粗砂层、粒径5-10mm的豆砾石层；基质层总厚度与蜿蜒河道深度保持一致或略大于河道深度，粗砂层与豆砾石层厚度比宜为1:1至1:2。一级河漫滩2区域主要配置挺水植物，所述挺水植物选用根系发达、植株高大的物种，如：芦苇、香蒲、千屈菜、水葱、菖蒲、灯芯草等。
35.5)二级河漫滩湿地构建。二级河漫滩3位于靠近所述蜿蜒河道 1的两侧，二级河漫滩3由上自下依次设置有粗砂层、粒径5-10mm 的豆砾石层、粒径10-20mm的砾石层，基质层总厚度与蜿蜒河道1深度保持一致或略大于河道深度，粗砂层、豆砾石层、砾石层厚度比建议为1:1:2。二级河漫滩3区域表层种植当地土著草本植物。
36.6)三级河漫滩湿地构建。三级河漫滩4位于远离蜿蜒河道1的两侧，三级河漫滩4区域基本维持河床原貌，种植当地土著草本植物。
37.本发明基于对裸露河床和现状河道护岸7改造，形成具有“主河道-多级漫滩”结构的仿自然复式河床，将河道水体原位净化技术、植被缓冲带技术、生境改善技术以及水生生物功能群构建技术有机结合，无需占用河道以外的土地面积、不影响河道行洪，在不同流量情景下均可大幅提升河道生态服务功能，有巨大的环境、经济和社会效益。
38.以上，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。