专利名称：一种湖岸缓冲带生态重建的方法
技术领域：
本发明为在湖泊沿岸重污染区内，由于人为活动导致缓冲带生态功能退化而采取的一种构建湖岸缓冲带的方法，属于水污染控制与生态修复技术领域。
背景技术：
近些年来，随着经济的快速发展和人类活动的不断增加，我国湖泊水体水质呈现下降趋势，尤其是湖岸带水域污染较重。人类自古以来有逐水而居的习惯，致使湖岸村落、 农田、旅游甚至工业企业集中，湖岸带内人类生产生活活动频繁，其作为湖泊最后一道生态屏障的功能几乎消失，产生的环境问题非常严重。我国蓄水量最大的深水型淡水湖泊一抚仙湖，以洁净的水质、大自然的湖光山色与独特的青铜文化而闻名于世。但近十多年来，抚仙湖水质呈现快速下降趋势，湖泊水生态也呈现出一定变化，虽然目前抚仙湖整体上水质为I类，但已经处于临近II类水质的边缘，且沿岸部分水体已出现II类水质现象，这与抚仙湖湖岸带聚集了流域内约1/5的村落，1/3的人口和1/3的大牲畜有直接关系。云南省第二大高原淡水湖泊一洱海，近十年来水质也由II类向III类明显下降，洱海的保护与治理已经引起了国家和地方领导的高度重视，其湖岸带的污染也是十分严重。虽然湖岸带面积占流域总面积的4 %，但分布着流域18. 3%的人口农田，其平均人口密度达1610人/ km2，远高于流域的平均水平(339人/km2)，湖岸带的环境压力极大，所以湖岸区的污染控制对于湖泊水质保持意义非常重大。由于人类生产生活的需要，使得流域经济发展和自然生态保护存在一定矛盾，湖岸带是矛盾的集中区域，是流域陆域生态系统的重要组成部分。对于湖岸带的治理与生态建设，不仅可有效控制沿岸农田、村落污染，而且对于改善湖泊水质、修复湖岸生态系统，推动流域生态保护步伐，促进流域生态环境实现良性循环具有极其重要的意义，湖岸带的污染治理与生态修复至关重要。鉴于湖岸带对于湖泊的重要性以及目前湖泊的湖岸带现状，开展湖岸带的治理与生态修复十分必要。本发明提出了在湖泊最高水位线以上外延100米陆地范围内构建湖岸缓冲带的方法，通过修复湖岸带基底与地形改造，构建集配水系统、生态透水净化带和植被带，对于湖泊污染治理与生态修复具有重要的推广和应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保护湖泊水质，净化湖岸带初期雨水、农田排水面源污染，修复自然生态系统的方案，构建方法处理效果好、费用低廉、易于操作、便于管理而且不会造成二次污染，并且可以稳定生态系统、美化景观。本发明具体如下—种湖岸缓冲带生态重建的方法，采取“人工辅助+自然恢复”方法逐步恢复湖岸的自然生态系统，降低人类干扰、净化沿岸面源污染；它包括下列步骤A、区域选择选择距湖泊最高水位线以上外延100米的湖岸陆地区域，作为生态构建区域；B、基底修复与地形改造利用原有地形地势，采取削平、放坡措施，清除基底整理地形，形成3 5%。地面坡度；C、设置集配水系统为使缓冲带均勻配水，平行于湖岸线设置三条集水沟(1)，间隔约30米，沟底最大宽度50cm ；垂直于湖岸线设置配水沟O)，利用原有农田沟渠或新建， 配水沟间隔30-50米，沟底最大宽度30cm ；D、设置生态透水净化带包括三种方式，分别为下凹式绿地(3)、地下碎石床(4) 和透水性地面(5)；下凹式绿地为局部挖深20-50cm的狭长浅沟或成片的低洼地，布置面积占缓冲带区域的20% ；地下碎石床为开挖沟槽20-50cm，在槽内填充碎石或腐殖土，布置面积占缓冲带区域的20% ；将已有人行道改造成透水性地面，采取草皮砖、碎石地面铺装；E、确定构建工艺离湖由近及远分别构建灌草带(9)-乔草带(10)-绿篱隔离带 (11)；植物种植不引进新的外来物种；种植植被主要有乔木(6)、灌木(7)、草本(8)三种植物，以灌草为主，灌木选择具有冠幅大、根系发达、生长迅速的物种。特别的是，该方法在植物恢复初期，人工种植先锋物种，营造植物自然恢复的条件，待达到稳定状态后，去除部分植物，实施物种改良，逐步增加物种多样性；乔灌木的初始种植面积占缓冲区范围的40%，草本植物采取播撒草籽种植，初始种植面积为60%，其他自然生长恢复。再有，该方法的湖岸缓冲带需要连续3 5年的人工营造，可以达到自然、稳定的生态系统；区别于景观做法，该系统不需要人工养护，而且植物多样性的稳定优于人工种植物种的方法。本发明以保护湖泊水质，净化湖岸带初期雨水、农田排水面源污染，修复自然生态系统为主要目的，在基底修复与地形改造基础上，遵循以灌草为主、乔灌草相结合的设计原则，采用土著物种，因地制宜构建环湖缓冲带，不仅具有拦截、净化地表径流污染的功能，而且生态功能、景观功能也得以发挥。此系统在各种类型湖泊的治理与生态修复中都具有广泛的应用前景，可操作性强，环境适应性强，而且不对土著生态系统构成威胁，同时具有一定的景观效益。本发明特点如下1.可有效收集与净化湖岸带初期雨水、农田排水；2.选择距湖泊最高水位线100米的陆地范围，容易操作；3.设置了 3_5%。地形，便于地表径流自然漫流；4.设置收集沟与配水沟，保证配水均勻；5.设置生态透水净化带，强化截留净化能力；6.合理确定种植工艺与种植方法，先期仅种植先锋物种，营造植物自然恢复条件， 减少了人力、物力，便于大面积种植；7.植物成活率较高；8.系统稳定后不需要人工维护；9.本发明无污染，具有显著的环境效益。
图1缓冲带生态建设平面布置示意图
图2缓冲带生态建设断面示意图1、收集沟 2、配水沟 3、下凹式绿地 4、地下碎石床 5、透水地面 6、乔木植物7、灌木植物8、草本植物9、灌草带10、乔草带11、绿篱带12、生态透水净化带
具体实施例方式具体实施方式
由区域选择、基底修复与地形改造、设置集配水系统、设置生态透水净化带、确定构建工艺五个环节组成。1.区域选择在湖泊的最高水位线以上，沿湖泊一圈向陆地外延100米的陆地范围确定为缓冲带构建区域。2.基底修复与地形改造利用原有地势，清除杂质整理地形，形成坡降为3%。的地形，对基底为陡坎地段、零星硬质田埂以及硬质沟渠，采取放坡、削平和拆除工程措施，为生态植被构建创造条件。3.设置集配水系统为使缓冲带形成收集、分配初期雨水、农田排水径流的系统，达到配水均勻，利用区域内原有农田的沟渠系统，局部采取打通、新开挖措施，平行于湖岸线方向设置三条集水沟，间隔约30米，沟底宽度50cm，深度50cm，边坡比为1 3，集水沟采取自然生长植被护底和护坡；垂直于湖岸线设置配水沟，间隔40米，配水沟沟底宽度30cm，深度30cm，采取自然生长植被护底和护坡。4.设置生态透水净化带采取挖深、填埋填料方式构建生态透水净化带，包括三种方式，分别为下凹式绿地、地下碎石床和透水性地面。下凹式绿地主要构建为平均挖深为30cm的大范围的低洼地，布置总面积占缓冲带构建区域的20% ；地下碎石床设置通过开挖平均深度为50cm的沟或槽，其内部填充碎石或腐殖土，布置面积占缓冲带构建区域的20% ；生态透水地面的建设主要采取将构建区域内已经存在的人行道改造为草皮砖、碎石地面铺装方式，增加透水净化能力。5、确定构建工艺遵循灌草为主的原则，离湖由近及远分别构建灌草带-乔草带-绿篱隔离带，种植植被主要有乔木、灌木、草本三种植物，植物不引进新的外来物种。首先筛选本地植物物种， 因为物种选择与配置是生态构建成功与否的关键之一，通过收集流域的本地物种名录以及生物生态学参数，确定出耐污、生长繁殖能力强的土著物种，按使用目标筛选出缓冲带构建的基本工具物种；其次在物种的选择上，尤其是灌木物种，必须选择冠幅大、根系发达、生长迅速的物种，起到临湖的水土流失治理的作用；另外在景区的或临路的可以适当选择观赏性强的物种。另外，生态重建采取人工辅助和自然恢复结合的方式，在植物恢复初期，先人工种植先锋物种，待达到稳定状态后，实施物种改良，逐步增加物种多样性；乔灌木的初始种植面积占缓冲区范围的40 %，草本植物初始种植面积为60 %，采取播撒草籽种植，其他自然生长恢复。而且在缓冲带构建过程中，禁施化肥农药，主要采用无害化替代措施除虫除害， 并且及时对缓冲带内植物进行补植、间植和去除部分植物，以保证物种多样性的增加，该系统稳定后不需要人工养护，可自然运行。
权利要求
1.一种湖岸缓冲带生态重建的方法，其特征是采取“人工辅助+自然恢复”方法逐步恢复湖岸的自然生态系统，降低人类干扰、净化沿岸面源污染；它包括下列步骤A、区域选择选择距湖泊最高水位线以上外延100米的湖岸陆地区域，作为生态构建区域；B、基底修复与地形改造利用原有地形地势，采取削平、放坡措施，清除基底整理地形， 形成3 5%。地面坡度；C、设置集配水系统为使缓冲带均勻配水，平行于湖岸线设置三条集水沟(1)，间隔约 30米，沟底最大宽度50cm ；垂直于湖岸线设置配水沟O)，利用原有农田沟渠或新建，配水沟间隔30-50米，沟底最大宽度30cm ；D、设置生态透水净化带包括三种方式，分别为下凹式绿地(3)、地下碎石床(4)和透水性地面(5)；下凹式绿地为局部挖深20-50cm的狭长浅沟或成片的低洼地，布置面积占缓冲带区域的20% ；地下碎石床为开挖沟槽20-50cm，在槽内填充碎石或腐殖土，布置面积占缓冲带区域的20% ；将已有人行道改造成透水性地面，采取草皮砖、碎石地面铺装；E、确定构建工艺离湖由近及远分别构建灌草带(9)-乔草带(10)-绿篱隔离带(11)； 植物种植不引进新的外来物种；种植植被主要有乔木(6)、灌木(7)、草本(8)三种植物，以灌草为主，灌木选择具有冠幅大、根系发达、生长迅速的物种。
2.根据权利要求1所述的湖岸缓冲带生态重建的方法，其特征是在植物恢复初期，人工种植先锋物种，营造植物自然恢复的条件，待达到稳定状态后，去除部分植物，实施物种改良，逐步增加物种多样性；乔灌木的初始种植面积占缓冲区范围的40%，草本植物采取播撒草籽种植，初始种植面积为60%，其他自然生长恢复。
3.根据权利要求1所述的湖岸缓冲带生态重建的方法，其特征是湖岸缓冲带需要连续 3 5年的人工营造，可以达到自然、稳定的生态系统；区别于景观做法，该系统不需要人工养护，而且植物多样性的稳定优于人工种植物种的方法。
全文摘要
本发明公开了一种保护湖泊水质、净化湖岸带面源污染、修复自然生态系统的湖岸缓冲带生态重建方法，属于水污染控制与生态修复技术领域。该方法特征在于首先选择距湖泊最高水位线一定距离的陆地区域，即划定范围；其次是清除并改造基底，形成3-5‰地面坡度；第三是设置收集沟和配水沟；第四是设置生态透水净化带，采取挖深、填料填充、透水地面改造措施；第五是确定构建工艺，采用土著物种，离湖由近及远分别构建灌草带-乔草带-绿篱隔离带。本发明投资成本低、可操作性强，构建方法独特，维护运行简单而且不对土著生态系统构成威胁，在各种类型尤其是湖滨带缺失的湖泊污染治理与生态修复中都具有广泛的应用前景。
文档编号C02F3/32GK102249416SQ20111011589
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者杜劲冬, 金丹越, 金相灿 申请人:北京锡兰石环境工程技术开发有限公司, 金丹越, 金相灿