一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法与流程

本发明涉及水利水电生态保护，尤其涉及一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法。

背景技术：

1、目前，为减缓大坝阻隔对洄游鱼类的影响、促进坝址上下游鱼类种群的基因交流，国内外主要通过大坝拆除、鱼道、仿自然通道、升鱼机、集运鱼设施和鱼闸等方式实现鱼类过坝。其中最有效但也是颇具争议的方案是拆除河道内的堰坝等建筑物。对于已建堰坝形成河道阻隔多年的建筑物，若进行大坝拆除存在着几项较为显著的生态环境不利影响，一是泥沙淤积的处理问题：拆坝过程伴随着库区泥沙的冲刷，使下游河流推移质增加，坝后形成的河流形态将会改变，淤沙的无控泄放可能引起淤积波向下游大量快速移动，堵塞下游各类取水口，改变支流汇流状况及河势，扩大洪水淹没区等不稳定因素的出现；二是拆坝过程中水质恶化的风险对策问题：上游泥沙的无控泄放可能进一步导致河水浑浊度增大，悬浮物等水质指标突然恶化的风险大增，对库区和下游河段的水环境构成一定威胁；三是鱼类生境突变的应对难题：堰坝拆除打破了原有库区缓流-坝下流水相间的生境格局，不同生态习性的鱼类对突变的生境难以适应，如库区水位降低导致大量土地出露，形成的荒秃土地或湿地反而对鱼类栖息生境形成消极影响。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，为应对拆坝过程中可能产生的不利次生生态环境影响，为库区淤积多年的小型水电站设计一种成本节约、施工安全、环境可行的拆坝方法。

2、为实现上述目的，本发明提出一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：拆坝前观测评估，对丰枯期水量变化分明的小型河流上已实施的小水电进行淤沙评估，观测其坝前库区泥沙淤积形态、淤积深度、淤积长度，并通过库区取样判定不同淤积深度、不同淤积库段淤沙量及粒径大小；

4、步骤s2：泄沙聚流，利用大坝冲沙闸，逐渐下放水库表层沉积物及淤积泥沙，使库区主流进一步向冲沙闸段、发电厂房段靠拢；

5、步骤s3：机械清沙，当冲沙闸、厂房坝段一侧的库区泥沙下降至冲沙闸的冲砂通道高程并趋于稳定状态时，通过机械清除，将库区主流右侧的沉积物开挖并运至距离坝址附近的堆场；

6、步骤s4：拆除坝段，当水流主要从冲砂通道下泄时，拆除溢流坝段、非溢流坝段以上部分；然后采取从上往下，先厂房坝段、后冲沙闸、溢流坝段基底的施工流程，依次将坝体拆除；

7、步骤s5：出露段生态修复；

8、步骤s6：原坝址段修复。

9、优选的，在步骤s5中，在对出露段生态修复时，选择具备修复条件的凹岸、凸岸进行生态修复，构建鱼类产卵适宜生境。

10、优选的，在步骤s5中，在对凹岸、凸岸进行生态修复时，在凹岸的深潭、以及凸岸的浅滩处分别设置深潭段施工围堰和浅滩段施工围堰，随后将围堰内的水体抽干，清理深潭和浅滩内的部分泥沙，同时留存部分淤积泥沙，并按照中型卵、砾石、小型卵砾石和砂砾石混合的成分构建卵、砂砾石的底质条件，该底质条件与留存的淤积泥沙相间布置；修复完毕后，拆除深潭段施工围堰和浅滩段施工围堰，让水流进入深潭、浅滩。

11、优选的，在步骤s6中，在进行原坝址段修复时，在原坝址断面所形成的深潭的一侧岸坡通过保留部分厚度的泥沙，并种植植物。

12、优选的，所种植的植物为：在河道枯水位以下可设置耐湿植物，在河道枯水位以上可设置耐旱植物，植物种类选择当地土著植物。

13、优选的，在步骤s2中进行泄沙聚流时，通过调控冲沙闸的闸门开度逐步泄放表层沉积物及淤积泥沙，通过冲沙闸控制泄沙量及泄沙速度。

14、优选的，在步骤s2至步骤s6中，均要密切结合水质监测，动态掌握水坝拆除段及其上下游水质变化情况，根据其变化情况动态调整泄沙流量。

15、优选的，在步骤s2至步骤s6中，若水质恶化，则应停止施工，并调查清楚水质恶化原因并消除恶化状况后再重启施工过程。

16、优选的，在步骤s1中，进行拆坝前观测评估时，库区淤沙量已超过冲沙闸、溢流坝段基底的高程，且可通过冲沙闸5控制淤沙泄放时，可开始实施小水电的拆坝工程。

17、优选的，小水电的拆坝工程选在水量较小的枯期。

18、由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：

19、(1)本发明创建了安全有序、协同生态的小水电拆坝方法。以可控性泄沙聚流、分段分区拆坝的思路，通过拆坝前观测评估、泄沙聚流、机械清沙、拆除坝段、出露段查勘、坝段修复等步骤，安全有序地实现小型河流上小水电拆坝的安全实施。另外，巧妙利用河道原生地形，在拆坝的同时还实现了深潭-浅滩序列生境的修复提升，避免了出露荒秃土地或湿地的资源浪费。

20、(2)本发明所供的方法，统筹了多种鱼类的产卵繁殖需求。在库区及坝下河段适宜河段构建深潭-浅滩序列多种鱼类修复生境，为喜在卵砾石缝间在激流冲击下孵化发育的鱼类、喜在泥质底部掘泥筑巢的鱼类提供适宜产卵生境；在拆坝坝址段以适宜厚度淤沙为依托，构建适宜产粘草性卵的鱼类产卵的生境。本发明借助河道原生地形设计了适宜多生态习性鱼类同时产卵繁殖的生态型岸坡，为小水电拆坝工程注入了生态提升的设计理念。

技术特征：

1.一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于：在步骤s5中，在对出露段生态修复时，选择具备修复条件的凹岸、凸岸进行生态修复，构建鱼类产卵适宜生境。

3.如权利要求1所述的一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于：在步骤s5中，在对凹岸、凸岸进行生态修复时，在凹岸的深潭(2)、以及凸岸的浅滩(3)处分别设置深潭段施工围堰(16)和浅滩段施工围堰(19)，随后将围堰内的水体抽干，清理深潭(2)和浅滩(3)内的部分泥沙，同时留存部分淤积泥沙，并按照中型卵、砾石、小型卵砾石和砂砾石混合的成分构建卵、砂砾石的底质条件，该底质条件与留存的淤积泥沙相间布置；修复完毕后，拆除深潭段施工围堰(16)和浅滩段施工围堰(19)，让水流进入深潭(2)、浅滩(3)。

4.如权利要求1所述的一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于：在步骤s6中，在进行原坝址段修复时，在原坝址断面所形成的深潭的一侧岸坡通过保留部分厚度的泥沙，并种植植物。

5.如权利要求4所述的一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于：所种植的植物为：在河道枯水位以下可设置耐湿植物(15)，在河道枯水位以上可设置耐旱植物(14)，植物种类选择当地土著植物。

6.如权利要求1所述的一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于：在步骤s2中进行泄沙聚流时，通过调控冲沙闸(5)的闸门开度逐步泄放表层沉积物及淤积泥沙，通过冲沙闸(5)控制泄沙量及泄沙速度。

7.如权利要求1所述的一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于：在步骤s2至步骤s6中，均要密切结合水质监测，动态掌握水坝拆除段及其上下游水质变化情况，根据其变化情况动态调整泄沙流量。

8.如权利要求7所述的一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于：在步骤s2至步骤s6中，若水质恶化，则应停止施工，并调查清楚水质恶化原因并消除恶化状况后再重启施工过程。

9.如权利要求1所述的一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于：在步骤s1中，进行拆坝前观测评估时，库区淤沙量已超过冲沙闸(5)、溢流坝段基底(8)的高程，且可通过冲沙闸5控制淤沙泄放时，可开始实施小水电的拆坝工程。

10.如权利要求9所述的一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，其特征在于：小水电的拆坝工程选在水量较小的枯期。

技术总结
一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，包括以下步骤：步骤S1：拆坝前观测评估；步骤S2：泄沙聚流；步骤S3：机械清沙；步骤S4：拆除坝段；步骤S5：出露段生态修复；步骤S6：原坝址段修复。本发明创建了安全有序、协同生态的小水电拆坝方法。以可控性泄沙聚流、分段分区拆坝的思路，通过拆坝前观测评估、泄沙聚流、机械清沙、拆除坝段、出露段查勘、坝段修复等步骤，安全有序地实现小型河流上小水电拆坝的安全实施。另外，巧妙利用河道原生地形，在拆坝的同时还实现了深潭‑浅滩序列生境的修复提升，避免了出露荒秃土地或湿地的资源浪费。

技术研发人员：夏豪,周家飞,王子伟,金志军,秦鑫,董庆煊,聂威,赵再兴
受保护的技术使用者：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12