一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统及其施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统及其施工方法，它包括升降导引装置，所述升降导引装置固定安装在边坡上，在升降导引装置上滑动配合安装有用于种植植物的植被种植载体，在植被种植载体的侧端面连接有用于消能的消能装置，所述植被种植载体和消能装置都漂浮于水面。解决了目前消落带湿地因水位周期性变动导致生态系统非常脆弱，河流生态难以修复的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统及其施工方法
本专利技术涉及环境技术保护领域，尤其是涉及一种用于湖泊、水库及河道等消落带湿地的生态治理系统及其施工方法。
技术介绍
我国有库容10万立方米及以上水库98002座，总库容9323.12亿立方米，发挥着调节河川径流、防洪、供水、灌溉、发电、航运和旅游等多种功能。在水库运行时，由于库区水位季节性涨落而使周边土地在最高水位与最低水位之间呈现周期性淹没和裸露形成水、陆交错控制的区域。如我国三峡库区消落带高程差达30m（海拔145~175m），面积有344.2平方千米之多。这种拥有节律性的水位变化必然会对三峡水库周围地貌、植被、土壤和其它生物要素产生深远影响。消落带湿地是指因水位周期性变动而形成的一段生态系统非常脆弱的区域，是水、陆生态系统的交错地带，经长期的水浊和浪淘，尤其是行船涌浪的冲刷，土壤及其曾经生长在该土壤上的自然植被被剥离，风化基岩裸露，退化成水、陆生态系统的隔离带，对水、陆生态系统具有双重影响，特别是对水生态系统的影响较为突出，它是河流生态修复的瓶颈和关键，因此，加强对消落区的研究是改善河流或湖泊水体质量的重要保证。国内学者对新生、脆弱的消落带湿地生态系统研究起步晚，但近几年来发展迅速，在植物、土壤、环境问题和生态修复等方面都已开展了一些研究，但研究多为理论研究，没有提出行之有效的解决方案。大面积的沉水植物本身可以削浪和遏制底泥再悬浮提高透明度，但面积不够大时则沉水植被可能被大浪造成的掀拔植物、扰动底泥、透明度下降等作用而被破坏退化。因此，在有大浪条件下，局部修复的沉水植物可能被大浪破坏而使修复的生态系统急剧退化，甚至蜕变回去。由于人力物力限制，实际修复大型湖泊沿岸带生态系统，只能逐步推开，面积只能是逐步扩大。通常的用块石护坡，围堤打桩防浪等办法不但代价高昂，而且往往不能促进生态修复。它也无法解决逐步扩大防护波浪面积的目标。攻克削浪难点成为修复大水面沿岸带至关重要的技术重点。常规的工程防浪削浪用水泥块石、筑堤坝等刚性措施。在水位升降幅度大的区域，需要构建相应的岸坡断面和桩高。而刚性桩柱越长，要求的强度和打入底泥的深度及对底泥硬度的要求越高。其工程造价也就越大。刚性桩保护的范围不可能随要求扩大范围而变动。但实际水生态系统的修复范围是需要逐步扩大的。在湖泊、水库中可能发生特大波浪情况下，有较大安全保证的固定桩/堤坝式刚性防浪削浪工程的代价很高，其受到可能的破坏后的修复代价也很高。这类刚性工程对水质的改善效果较差。部分学者提出了河湖消落带湿地修复方案，如申请号：201210427602.6“一种基于生态袋的河湖边坡生态三段治理方法”，采用三段治理方法，包括划分水下护坡、消落带护坡及护岸护坡三个坡段，针对不同的坡段进行水下护坡区段生态修复、消落带护坡区段生态修复及护岸护坡区段生态修复。本方案能有效修复河湖水陆隔离带生态环境，但该方案权利要求书第一点提出“施工前进行截流或围堰”，“步骤（1.2）建立水底基础包括在水下护坡的根部河、湖床上开槽、槽底铺设碎石垫层、投放钢筋石笼网”。存在施工周期长，费用高昂，可行性不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统及其施工方法，解决了目前消落带湿地因水位周期性变动导致生态系统非常脆弱，河流生态难以修复的难题。为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统，它包括升降导引装置，所述升降导引装置固定安装在边坡上，在升降导引装置上滑动配合安装有用于种植植物的植被种植载体，在植被种植载体的侧端面连接有用于消能的消能装置，所述植被种植载体和消能装置都漂浮于水面。所述升降导引装置包括固定锚杆，所述固定锚杆锚固在边坡上，在固定锚杆之间固定安装有导引杆，所述导引杆上滑动配合安装有滑动套管，所述滑动套管上固定有连接件，所述连接件的末端连接有植被种植载体。所述植被种植载体包括浮力框架，所述浮力框架的底部安装有浮体，所述浮力框架的顶部安装有钢丝网，所述钢丝网上设置有植物生长基质载体，所述生长基质载体上设置有植物生长基质。所述浮力框架采用空心管道连接而成，空心管道由PVC弯头连接件连接而成，空心管道由PVC塑料管构成，PVC塑料管两端密封；所述浮体采用中密度聚乙烯浮体，其外壳材质是聚乙烯，内部填充聚氨脂泡沫。所述植物生长基质载体采用生态袋，在生态袋上侧开有用于植被生长的小孔；所述生态袋为聚丙烯材料。所述植物生长基质采用配比为，生物肥：沙壤土：秸秆粉：炉渣为5：3：1：1的基质，生物肥采用含有活性菌的生物肥。所述消能装置采用格栅板，所述格栅板为三层结构，每层水平板均由多个预制板装配而成，预制板之间存在一定宽度的空隙，格栅板材料为木材，格栅板表面涂覆有沥青，消能装置通过柔性连接件与植被种植载体的浮力框架连接。所述导引杆采用镀锌钢筋，导引杆由螺栓固定于固定锚杆的顶部，所述导引杆沿着边坡倾斜布置。所述钢丝网采用热镀锌钢丝网，丝径为0.9±0.04mm，网孔大小为12.7×12.7mm，钢丝网为两层结构，并固定植物生长基质载体。任意一项所述一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统的施工方法，其特征在于包括以下步骤：Step1：制备由空心管道构成的浮力框架，并将浮体安装与浮力框架的底部；Step2：制备植物生长基质，将植被生长基质置于植被种植载体之中；Step3：用钢丝网将所述浮力框架和所述植被种植载体上下包裹，并通过绳索固定；Step4：制备三层格栅板构成的消能装置，通过柔性连接件连接消能装置和浮力框架；Step5：制备固定锚杆、导引杆，固定锚杆安装于施工坡面，将导引杆安装与固定锚杆上；Step6：种植水生植被于植被生长基质上，将所述植被种植载体和消能装置构成的浮岛单体置于水体中，并将水生植物种植于其上；并将其与导引杆之间通过滑动套管滑动连接。本专利技术有如下有益效果：1、上述装置整体为柔性连接，且密度小于水，可紧贴边坡或者漂浮于水面，所述装置由固定锚固定于消落带上端，上述方案可达到消落带湿地防波消能、生态系统修复、河岸景观优化的多重目的。2、通过采用上述的升降导引装置能够保证植被种植载体和消能装置能够始终漂浮于水面，进而形成随动系统，自适应的调节其高度，进而对湿地边坡起到很好的防护作用。3、通过所述的植被种植载体，能够形成整个浮萍结构，并位于湿地边坡的边缘，起到很好的绿化作用，解决了目前消落带湿地因水位周期性变动导致生态系统非常脆弱，河流生态难以修复的难题。4、通过所述的植物生长基质和植物生长基质载体能够用于种植植物，进而起到很好的防护和绿化作用。5、通过连接与植被种植载体侧面的消能装置能够起到消能的作用，防止浪对湿地边坡所造成的损害。6、上述的生态治理系统建造成本底，而且施工周期短，可信性高，能够大范围推广使用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术剖视图。图2是本发植被种植载体和消能装置俯视图。图3是本专利技术的最终效果示意图。图中：1边坡、2固定锚杆、3导引杆、4边坡植被、5滑动套管、6连接件、7钢丝网、8格栅板、9浮力框架、10柔性连接件、11植物生长基质、12植物生长基质载体。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式做进一步的说明。实施例1：如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统，其特征在于：它包括升降导引装置，所述升降导引装置固定安装在边坡（1）上，在升降导引装置上滑动配合安装有用于种植植物的植被种植载体，在植被种植载体的侧端面连接有用于消能的消能装置，所述植被种植载体和消能装置都漂浮于水面。

【技术特征摘要】
1.一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统，其特征在于：它包括升降导引装置，所述升降导引装置固定安装在边坡（1）上，在升降导引装置上滑动配合安装有用于种植植物的植被种植载体，在植被种植载体的侧端面连接有用于消能的消能装置，所述植被种植载体和消能装置都漂浮于水面。2.根据权利要求1所述的一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统，其特征在于：所述升降导引装置包括固定锚杆（2），所述固定锚杆（2）锚固在边坡（1）上，在固定锚杆（2）之间固定安装有导引杆（3），所述导引杆（3）上滑动配合安装有滑动套管（5），所述滑动套管（5）上固定有连接件（6），所述连接件（6）的末端连接有植被种植载体。3.根据权利要求1所述的一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统，其特征在于：所述植被种植载体包括浮力框架（9），所述浮力框架（9）的底部安装有浮体，所述浮力框架（9）的顶部安装有钢丝网（7），所述钢丝网（7）上设置有植物生长基质载体（12），所述生长基质载体（12）上设置有植物生长基质（11）。4.根据权利要求3所述的一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统，其特征在于：所述浮力框架（9）采用空心管道连接而成，空心管道由PVC弯头连接件连接而成，空心管道由PVC塑料管构成，PVC塑料管两端密封；所述浮体采用中密度聚乙烯浮体，其外壳材质是聚乙烯，内部填充聚氨脂泡沫。5.根据权利要求3所述的一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统，其特征在于：所述植物生长基质载体（12）采用生态袋，在生态袋上侧开有用于植被生长的小孔；所述生态袋为聚丙烯材料。6.根据权利要求3所述的一种水动力自升降消落带湿地生态治理系统，其特征在于：所述植物生长基质（11）采用配比为，生物肥：沙壤土：秸秆粉：炉渣为5：3：1：1的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：方芙蓉，夏栋，郑祥旺，潘昊，谢伟，王永华，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42