本发明专利技术提供一种适用于山区河流特点的河岸生态修复装置及方法，所述装置包括设于河岸斜坡面的阶梯式石笼、设于阶梯式石笼与河岸之间空隙的回填土层或生态袋，阶梯式石笼灌泥浆后喷播草种形成草种层，阶梯式石笼的底部为碎石基础层，阶梯式石笼的底部外侧铺设有抛石护脚，生态袋上播种有草本植物，阶梯式石笼上部的河岸栽种有草本植物、灌木和乔木。本发明专利技术针对山区河流特点，提供一种适用于山区河流特点的河岸生态修复装置及方法，其成本低廉，操作简便，具有稳固河岸、为微生物和水生生物提供多孔隙生境的作用，同时通过营造河岸带植物适宜生长环境，恢复植物群落以拦截、吸收来自周边居民点和农田的非点源污染负荷，起到保护河流水质的作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生态工程领域，具体是一种适用于山区河流特点的河岸生态修复装置及方法。
技术介绍
河岸带是指河流高低水位之间的河床及高水位之上直至河水影响完全消失的地带，包括非永久被水淹没的河床及其以上的洪泛区域。河岸带为陆域和水体的交错地带，具有明显的边缘效应，在生态系统和景观中有显著的作用，具有生态脆弱性、生物多样性、变化周期性和人类活动频繁性等特点。山区河流河岸带是介于河溪和高地植被之间的生态过渡带，受流域降雨时空不均的影响，其丰水期与枯水期的范围和影响有较大的差异。河岸带的生态功能取决于其生态系统组成和结构，主要受河流自然演变和河岸人类活动的影响。河流自然演变的影响包括水位变化、水流冲刷，以及其导致的水土流失或淤积等。河岸人类活动的影响包括各类基础设施建设、农业利用等。面临的主要生态环境问题为：1)河岸带侵蚀及水土流失严重；2)河道渠化、河岸硬化的比重较大；3)河岸带植被覆盖较差，生态屏障功能减弱，河流水质污染日趋严重；4)河岸带的景观通达性降低，景观空间连接性和廊道功能减弱。因此，针对河岸带现状及环境影响，恢复河岸带生态系统结构和功能，具有十分重要现实意义。我国河岸带生态修复工作起步较晚，但发展迅速，一些实用的专利技术在实践中诞生，如《一种河道生态恢复植被的构建方法》(中国专利申请号201110404037.7)针对退化河道及河岸带生态系统恢复与重建问题，将河岸带植被恢复分成3部分：1)沉水植物恢复，2)滨水植物种植，3)河滩地植被恢复，植物种类选择以当地土著植物为主，并尽可能地使植物种类多样化；《一种适用于北方采砂河道河岸带生态恢复植被的构建方法》(中国专利申请号201410736931.8)根据北方采砂河道河岸带水土背景值调查，筛选出适宜当地生境条件的水(湿)生和木本植物，水生植物种植在靠近河岸潜水区和坡岸上，湿生和木本植物种植与采砂形成的河滩地，进而达到修复受破坏的河岸带植被的目的；《一种生态河岸带的构建方法》(中国专利申请号201210097201.9)采用壁管上分布有透水孔洞的混凝土圆管进行护岸，然后在圆管内构建人工湿地基质床，最后在该基质床表面种植挺水植物与湿生植物；《山地河流河岸植被生态恢复的构建方法》(中国专利申请号201410724957.0)提出了一种山地河流河岸植被生态恢复方法，包括：1)沉水植被恢复，2)河道巨石、漂石植被恢复，3)滨水植物恢复，4)河岸植被恢复，植被选择主要包括胡桃科、桦木科等耐水淹乔灌木和深根系的禾本科、莎草科草本植物。上述技术方法各有特点，且均具有一定针对性，但针对山区降雨集中、河流冲刷强度大，土壤侵蚀严重，河岸植被恢复困难和微生物缺少附着基质的特点，重建或恢复河岸带生态系统是目前面临的技术难题，在以上专利中尚未涉及，现有技术也未提出解决办法。
技术实现思路
本专利技术针对山区河流特点，提供一种适用于山区河流特点的河岸生态修复装置及方法，其成本低廉，操作简便，具有稳固河岸、为微生物和水生生物提供多孔隙生境的作用，同时通过营造河岸带植物适宜生长环境，恢复植物群落以拦截、吸收来自周边居民点和农田的非点源污染负荷，起到保护河流水质的作用。一种适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，包括设于河岸斜坡面的阶梯式石笼、设于阶梯式石笼与河岸之间空隙的回填土层或生态袋，阶梯式石笼灌泥浆后喷播草种形成草种层，阶梯式石笼的底部为碎石基础层，阶梯式石笼的底部外侧铺设有抛石护脚，生态袋上播种有草本植物，阶梯式石笼上部的河岸栽种有草本植物、灌木和乔木。进一步的，阶梯式石笼灌泥浆后喷播的草种是狗牙根草种。进一步的，所述草本植物为狗牙根、牛鞭草、莎草中的一种或其组合。进一步的，所述灌木为竹柳、黄花槐中的一种或其组合。进一步的，所述乔木为桑。进一步的，阶梯式石笼位于河岸的最高水位与最低水位之间。进一步的，阶梯式石笼采用不锈合金材料制作，材料丝径2.8mm，单个石笼网尺寸为2m×0.6m×0.5m，单个网孔大小为60mm×80mm，双线绞合部分50mm。进一步的，阶梯式石笼(1)采用2～5层台阶式结构，踏步宽0.3m。一种适用于山区河流特点的河岸生态修复方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、阶梯式石笼护岸设计及施工1)制作石笼：采用不锈合金材料制作，材料丝径2.8mm，单个石笼网尺寸为2m×0.6m×0.5m，单个网孔大小为60mm×80mm，双线绞合部分50mm；2)清理场地：采用小型挖掘机沿原河岸走向挖基槽，宽0.8m、深0.15m；3)石笼码放与装填：根据河岸高度采用2～5层台阶式结构将石笼码放于基槽中，踏步宽0.3m，层与层之间砌体应纵横交错、上下联结，避免出现“通缝”情况，装填石块就地取材，选择坚固密实、风化程度低的石料，石块大小以不溢出石笼网为宜；4)连接缝合：采用组合线联结，即用绑扎线—孔绕—圈接—孔绕二圈呈螺旋状穿孔绞绕联结，对相邻石笼的上下四角绑扎，同时与下方石笼一并绑扎，连成一体，增加稳固性；5)灌泥浆、喷播草种：采用含水率80％左右的泥浆喷灌石笼，晾干48h后，喷播狗牙根草种；步骤二、空隙回填用回填土或填装的生态袋回填石笼与原河岸之间的空隙，回填高度不超过最上层石笼，若采用生态袋回填，铺设完成后表层覆25mm厚泥浆，播种草本植物，所述草本植物包括狗牙根、牛鞭草；步骤三、河岸带植被恢复1)植物种类选择：选择竹柳、桑、黄花槐作为乔灌木，以及狗牙根、牛鞭草、莎草作为匍匐茎或深根系的草本植物；2)植物栽种：根据植物繁殖方式，采取幼苗移栽或种子播撒方式，其中竹柳、桑、黄花槐、牛鞭草采用移栽方式，竹柳行距1m、株距2m，桑和黄花槐行距0.5m、株距1m，牛鞭草6～10丛/m2，狗牙根和莎草采用播种方式；3)管护：石笼和生态袋播种植草完成后，前2周内每天浇水一次，全过程做好防旱、清除杂草、防治病虫害及人为破坏日常管理工作本专利技术与现有技术比较，具有以下优点和效果：(1)抗水流冲刷的石笼构建为植被恢复提供一个稳定的环境。山区降雨集中、河流冲刷强度大，土壤侵蚀严重，是植被恢复的技术瓶颈，本专利技术较好的解决这一技术难题，且所选择的石笼网及缝合材料经工艺处理后，具有防腐、防锈特点，使得工程建设的成果具有长期稳定性。(2)抗水流冲刷的石笼构建克服了硬质护岸的弊端，透水性强，有利于水陆之间的物质循环；其多空结构有利于微生物自然附着，提供了多元化的微型水生生物生境，解决了河岸生境结构简化、均质化对微生物群落的限制，显著增强了对河水和地表径流污染的净化能力。(3)本专利技术所选择的植被均具有耐水淹、耐贫瘠，且根系发达(有利于微生物的附着)，水土保持能力强等特点，不仅对恢复山区河流河岸带生物多样性有显著效果，且能够显著提高河岸带的污染物净化能力，有效削减经过河岸带的初期地表径流。附图说明图1是本专利技术适用于山区河流特点的河岸生态修复装置的剖面结构示意图。图中：1—阶梯式石笼，2—回填土层，3—生态袋，4—草种层，5—草本植物，6—灌木，7—乔木，8—碎石基础层，9—抛石护脚。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。图1所示为本专利技术适用于山区河流特点的河岸生态修复装置的剖面结构示意图，所述河岸生态修复装置包括设于河岸斜坡面的阶梯式石笼1、设于阶梯式石笼1与河岸之本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，其特征在于：包括设于河岸斜坡面的阶梯式石笼(1)、设于阶梯式石笼(1)与河岸之间空隙的回填土层(2)或生态袋(3)，阶梯式石笼(1)灌泥浆后喷播草种形成草种层(4)，阶梯式石笼(1)的底部为碎石基础层(8)，阶梯式石笼(1)的底部外侧铺设有抛石护脚(9)，生态袋(3)上播种有草本植物(5)，阶梯式石笼(1)上部的河岸栽种有草本植物(5)、灌木(6)和乔木(7)。
【技术特征摘要】
1.一种适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，其特征在于：包括设于河岸斜坡面的阶梯式石笼(1)、设于阶梯式石笼(1)与河岸之间空隙的回填土层(2)或生态袋(3)，阶梯式石笼(1)灌泥浆后喷播草种形成草种层(4)，阶梯式石笼(1)的底部为碎石基础层(8)，阶梯式石笼(1)的底部外侧铺设有抛石护脚(9)，生态袋(3)上播种有草本植物(5)，阶梯式石笼(1)上部的河岸栽种有草本植物(5)、灌木(6)和乔木(7)。2.如权利要求1所述的适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，其特征在于：阶梯式石笼(1)灌泥浆后喷播狗牙根草种。3.如权利要求1所述的适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，其特征在于：所述草本植物(5)为狗牙根、牛鞭草、莎草中的一种或其组合。4.如权利要求1所述的适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，其特征在于：所述灌木(6)为竹柳、黄花槐中的一种或其组合。5.如权利要求1所述的适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，其特征在于：所述乔木(7)为桑。6.如权利要求1所述的适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，其特征在于：阶梯式石笼(1)位于河岸的最高水位与最低水位之间。7.如权利要求1所述的适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，其特征在于：阶梯式石笼(1)采用不锈合金材料制作，材料丝径2.8mm，单个石笼网尺寸为2m×0.6m×0.5m，单个网孔大小为60mm×80mm，双线绞合部分50mm。8.如权利要求1所述的适用于山区河流特点的河岸生态修复装置，其特征在于：阶梯式石笼(1)采用2～5层台阶式结构，踏步宽0.3m。9.一种适用于山区河流特点的河岸生态修复方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑志伟，万成炎，邹曦，胡莲，张志永，潘晓洁，
申请(专利权)人：水利部中国科学院水工程生态研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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