近自然生态河床构建方法技术

本发明专利技术涉及一种近自然生态河床构建方法。本发明专利技术适用于水生态修复技术领域。本发明专利技术要解决的技术问题是：提供一种近自然生态河床构建方法。本发明专利技术所采用的技术方案是：一种近自然生态河床构建方法，其特征在于：S1、基于两侧现状护岸内的原始地形测量数据，识别河床元素，并勾勒各河床元素形态；S2、基于步骤S1识别并勾勒出的各河床元素形态；S3、基于步骤S2建立水动力模型；S4、若步骤S3结果不满足要求，则返回步骤S2；S5、对各河床元素设置生态防护措施，构建生态河床；S6、基于设置生态防护措施后的各河床元素，建立水动力模型；S7、若步骤S6分析结果表明生态河床构建不能满足行洪要求，则返回步骤S5优化生态防护措施设置。回步骤S5优化生态防护措施设置。回步骤S5优化生态防护措施设置。

【技术实现步骤摘要】
近自然生态河床构建方法


[0001]本专利技术涉及一种近自然生态河床构建方法。适用于水生态修复


技术介绍

[0002]天然河流具有蜿蜒特性，弯曲系数通常不小于1.3，横断面上表现为“窄河槽、宽河滩”，纵断面上表现为深潭、边滩交错分布。城市化发展造成大量河滩地被占用，为了满足防洪要求，往往采用顺直化的矩形或梯形断面，并采用硬质化护岸及护床，改变了自然状态下两岸及河床的多空隙结构，破坏了水生动物生境，进而影响生态系统健康发展。
[0003]常规的生态河道构建以生态护岸修复或局部生境改善为主，例如，适用河岸的抛石、松木桩、格宾石笼、生态混凝土等防护技术，适用河床的深潭
‑
边滩、块石群、溢流堰坝等生境改善技术；且在布置生态措施时，未能充分利用天然形成的地形条件。对于已有硬质护岸的生态化改造，常采用拆除重建、硬质护岸改造，较少涉及生态河床构建。
[0004]综上分析，现有的生态河道构建侧重于河岸、河床或局部区域的生境改善，对于两侧已有硬质护岸的河道，未能在保留原有硬质护岸下建立生态河床，提出系统性治理方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种近自然生态河床构建方法。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种近自然生态河床构建方法，其特征在于：
[0007]S1、基于两侧现状护岸内的原始地形测量数据，识别河床元素，并勾勒各河床元素形态；
[0008]S2、基于步骤S1识别并勾勒出的各河床元素形态，根据蜿蜒型河道理论，调整各河床元素轮廓，使各河床元素的轮廓趋于自然化；
[0009]S3、基于步骤S2调整后的各河床元素，建立水动力模型，计算100年一遇洪水流量作用下的水深及流速分布；
[0010]S4、若步骤S3计算结果显示不满足行洪要求，则返回步骤S2重新调整各河床元素的轮廓，直至计算结果显示满足行洪要求；
[0011]S5、对各河床元素设置生态防护措施，构建生态河床，以保证河流的横向生态连通性与纵向连续性；
[0012]S6、基于设置生态防护措施后的各河床元素，建立水动力模型，分析归槽流量、漫滩流量及洪水流量下的水位及流速分布；
[0013]S7、若步骤S6分析结果表明生态河床构建不能满足行洪要求，则返回步骤S5优化生态防护措施设置，直至分析结果表明生态河床构建能够满足行洪要求。
[0014]所述对各河床元素设置生态防护措施，包括：
[0015]所述河床元素包括主河槽和滩地，其中主河槽两侧采用椰网植物卷防护，该椰网植物卷为椰网包裹种植土而形成的植物种植基；所述滩地采用椰网铺设，与所述椰网植物
卷形成整体结构。
[0016]所述对各河床元素设置生态防护措施，包括：
[0017]所述河床元素包括主河槽，主河槽河床由下往上分别为原土层、黏土层、碎石层及卵石层。
[0018]所述对各河床元素设置生态防护措施，包括：
[0019]所述河床元素包括主河槽，主河槽河床上设有若干石梁堰，石梁堰采用块石垒砌，为凸向上游的圆弧形结构。
[0020]所述石梁堰布置间距基于堰高/河床底坡确定。
[0021]所述对各河床元素设置生态防护措施，包括：
[0022]所述河床元素包括沙洲，沙洲以石笼作为基础，并采用松木桩固定于河床，两侧采用抛石堆坡；所述石笼顶部设置椰网植被卷，并与石笼捆绑固定。
[0023]所述对各河床元素设置生态防护措施，包括：
[0024]所述河床元素包括丁坝，丁坝采用卵石垒砌，底部埋入河床，埋入深度不小于最大冲刷深度；顶部高出常水位20～40cm，并延伸与滩地衔接。
[0025]所述丁坝头部伸入主河槽，指向上游，轴线与主河槽夹角成20～40
°
角。
[0026]本专利技术的有益效果是：本专利技术基于原始地形测量，识别自然水流作用下形成的主河槽、深潭、边滩等河床元素，调整各河床元素轮廓，建立水动力模型，再基于模型计算结果优化调整各河床元素轮廓，完成近自然生态河道的构建；随后设置生态防护措施，建立水动力模型，基于模型分析结果优化生态防护措施的布置，保证了洪期河床整体形态的稳定，并实现生境多样性。本专利技术可在硬质护岸之间构建生态河床，形成在保留原有硬质护岸下的河流生境系统性修复技术。
附图说明
[0027]图1为实施例的流程图。
[0028]图2为实施例中河床元素识别的示意图。
[0029]图3为实施例中河床地形塑造的示意图。
[0030]图4为实施例中100年一遇流量下水位及流速分布示意图。
[0031]图5为实施例中主河槽、滩地及河床防护的结构示意图。
[0032]图6为实施例中石梁堰布置示意图。
[0033]图7为实施例中沙洲的结构示意图。
[0034]图8为实施例中丁坝的结构示意图。
[0035]图9为实施例中丁坝的平面图。
[0036]图10为实施例中归槽流量、漫滩流量及洪水流量(百年一遇)下的水位计算。
[0037]图11为实施例中归槽流量、漫滩流量及洪水流量(百年一遇)下的流速计算。
[0038]11、现状护岸；12、主河槽；13、滩地；14、沙洲；15、深潭；16、回水湾；17、丁坝；21、椰网植物卷；22、椰网；24、原土层；25、黏土层；26、碎石层；27、卵石层；41、石梁堰；141、石笼；142、松木桩；143、抛石；171、卵石；172、丁坝轴线；173、轴线与主河槽夹角。
具体实施方式
[0039]如图1所示，本实施例为一种近自然生态河床构建方法，包括以下步骤：
[0040]S1、基于两侧现状护岸内的原始地形测量数据，识别河床元素，并勾勒各河床元素形态。
[0041]如图2所示，以典型区域1与典型区域2为例，基于两侧现状护岸内的原始地形测量数据，识别各种河床元素，识别现状河床在长期水流作用下自然形成的主河槽、滩地、沙洲、深潭等元素，并初步勾勒各河床元素形态。
[0042]S2、基于步骤S1识别并勾勒出的各河床元素形态，根据蜿蜒型河道理论，调整各河床元素轮廓，使各河床元素的轮廓趋于自然化。
[0043]步骤S2旨在通过河床元素识别勾勒出的形态，根据蜿蜒型河道理论，确定主河槽形态，串联滩地、沙洲、深潭等河床元素，使主河槽、滩地、沙洲、深潭等轮廓趋于自然化。
[0044]如图3所示，典型区域1中位于主河槽外侧的深潭与主河槽连通，形成回水湾，该回水湾底高程低于主河槽底高程；回水湾一方面在洪水期可为水生动物提供避难场所，另一方面在枯水期仍能保留一定水量，保障水生生物的基本水源。
[0045]典型区域2中靠近滩地的沙洲与滩地相连，形成丁坝，该丁坝一方面促进丁坝上游侧淤积，形成浅滩区，另一方面提供水陆两栖生境。
[0046]S3、基于步骤S2调整后的各河床元素，建立水动力模型，计算100年一遇洪水流量作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近自然生态河床构建方法，其特征在于：S1、基于两侧现状护岸内的原始地形测量数据，识别河床元素，并勾勒各河床元素形态；S2、基于步骤S1识别并勾勒出的各河床元素形态，根据蜿蜒型河道理论，调整各河床元素轮廓，使各河床元素的轮廓趋于自然化；S3、基于步骤S2调整后的各河床元素，建立水动力模型，计算100年一遇洪水流量作用下的水深及流速分布；S4、若步骤S3计算结果显示不满足行洪要求，则返回步骤S2重新调整各河床元素的轮廓，直至计算结果显示满足行洪要求；S5、对各河床元素设置生态防护措施，构建生态河床，以保证河流的横向生态连通性与纵向连续性；S6、基于设置生态防护措施后的各河床元素，建立水动力模型，分析归槽流量、漫滩流量及洪水流量下的水位及流速分布；S7、若步骤S6分析结果表明生态河床构建不能满足行洪要求，则返回步骤S5优化生态防护措施设置，直至分析结果表明生态河床构建能够满足行洪要求。2.根据权利要求1所述的近自然生态河床构建方法，其特征在于，所述对各河床元素设置生态防护措施，包括：所述河床元素包括主河槽和滩地，其中主河槽两侧采用椰网植物卷防护，该椰网植物卷为椰网包裹种植土而形成的植物种植基；所述滩地采用椰网铺设，与所述椰网植物卷形成整体结构。3.根据权利要求1所述的近自然...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄森军，魏俊，徐建强，叶更强，宋凯宇，韩善锐，吴昊，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：