大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法
【专利摘要】本发明公开了一种大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法，包括(1)选择地势平缓的消落带，在蓄水水位最低时，对消落带迎水坡面进行微地形改造，进行生态驳岸治理；(2)在水位消涨幅度15m之内，通过挖泥成塘，堆泥成基，形成一系列基塘；(3)在基塘内根据水位波动规律设置挺水、浮叶和沉水植物。本发明在消落带湿地生态功能和景观效果上呈现明显的梯度变化，充分利用时间和空间上错位、分化的多种群，利用湿地植物种群的相互补充一同形成稳定的群落构成，丰富湿地植物品种，提升湿地生态结构稳定性。
【专利说明】大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生态环境保护与治理【技术领域】，特别涉及一种大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法。
【背景技术】
[0002]大型水利枢纽工程，是江河治理和开发的关键性骨干工程，通常具有防洪、发电、航运、旅游等巨大的综合效益。然而，周期性的水位大幅度涨落，往往形成大面积水库消落带，使水库生态环境发生很大的变化，原生植物将大多难以成活，物种多样性急剧降低，景观多样性严重下降。同时河流冲刷和波浪侵蚀又会造成坡岸失稳，水土流失严重，污染物随水土流失进入水体，危害水体生态安全。目前，国内外对水库消落带的生态环境问题开展过大量研究，其中消落带的生态修复和水土保持一直是各类研究中的难点与重点，主要在于周期性大幅水位涨落使多数植物难以适应；土壤结构不稳定，水流冲刷引发消落区土壤侵蚀与流失；缺乏植被整体恢复的理论体系方法等。
[0003]我国是世界上基塘系统出现最早、分布最广的地区。珠江三角洲基塘系统的成功经验引起了国内外的广泛关注，吸引了大量国内外相关研究人员前来参观。国内在珠江三角洲之外的一些低洼地区，推广珠江三角洲基塘系统的成功模式也取得了显著成效，中科院等单位还在黄淮海盐碱地、滨海地区和东北沼泽湿地开展了基塘系统试验和推广工作，欧洲、美洲也有一些科研机构采用珠江三角洲基塘系统的研究成果，从事低洼地利用的试验和推广工作。随着市场经济的发展，珠江三角洲等经济发达地区的基塘系统结构发生了很大变化，主要是鱼塘养殖逐渐向高经济效益水产品和高密度集约化方向发展，塘基相继出现果基、蔗基、菜(花卉)基与草基等形式。形式各异、景观多样的基塘系统，均实现了物质与能量多级利用，丰富了各地农业生态和景观生态的内容。
[0004]大型水利工程宽幅消落带生态修复目前还是世界性难题，其主要问题在于水位大幅消涨对植被耐淹性能的极度考验和消落带土壤侵蚀严重等。目前主要通过耐淹植物筛选和植被恢复对消落带进行生态修复。目前，在三峡水库典型消落带分布区开展了有关尝试，斩获了一定的效果，也取得了宝贵的经验，但同时也出现了不少问题，汲取了大量的教训。比如，①水位涨落对不同植被类型影响的考虑不足，造成植被存活率极不稳定，多年存活率较低，还可能造成植物残体进入水体，带来二次污染。②已有的塘系统工程，塘基大多为裸露土体，极易被雨水和溢水冲刷侵蚀，导致塘基不稳而崩塌。③消落带土壤基质通常砾石含量较高、砂性较强，基质保水能力极为有限，退水后水分渗漏严重，导致地形干旱频发，大大影响植物存活和生长。④湿地植物种植品种相对比较单一，其种植方式未进行统一规范与高效管理，水生植物生态组分的优化配置不足，各种生物未构成一个结构合理、功能高效的综合体。⑤目前消落带治理工程中，塘系统大多单一存在，并未实现分区设计和综合治理，所提供的生态服务功能尚未达到优化水平。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是提供一种大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法，该方法使水塘内的挺水、浮叶和沉水植物在消落带湿地生态功能和景观效果上呈现明显的梯度变化，充分利用错位、分化的多种群，利用湿地植物种群的相互补充一同形成稳定的群落构成。
[0006]本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，具体包括以下步骤:大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法，其特征在于:包括
[0007](I)选择地势平缓的消落带，在蓄水水位最低时，对消落带迎水坡面进行微地形改造和驳岸生态治理；
[0008](2)在水位消涨幅度15m之内，通过挖泥成塘，堆泥成基，形成一系列基塘；
[0009](3)在基塘内根据水位波动规律设置挺水、浮叶和沉水植物。
[0010]进一步，基塘的塘基上采用乡土耐淹草本植物，固持水土。
[0011]进一步，基塘的塘底采用膨润土防水毯进行防渗处理。
[0012]进一步，基塘与基塘之间通过碎石混泥土加固。
[0013]进一步，消落带的迎水面驳岸采用抛石处理。
[0014]由于采用上述技术方案，本发明具有如下的优点:
[0015]⑴充分考虑水位涨落对不同植被类型影响，提高植物存活率，减少二次污染；⑵耐淹草本植物护坡，消纳污染物，同时还可以减少水土流失；⑶基塘生态防渗处理技术，提升塘系统自保水性能；⑷丰富湿地植物品种，提升湿地生物多样性和生态系统结构稳定性；
(5)宽幅缓坡型消落带功能分区设计，配套综合治理。
【具体实施方式】
[0016]大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法，包括:
[0017](I)选择地势平缓的消落带，在蓄水水位最低时，对消落带迎水坡面进行微地形改造和驳岸生态治理；
[0018](2)在水位消涨幅度15m之内，通过挖泥成塘，堆泥成基，形成一系列基塘；
[0019](3)在基塘内根据水位波动规律设置挺水、浮叶和沉水植物，在保证植物存活的前提下，采用立体植被布局模式，提高湿地植物多样性。
[0020]作为对本实施例的改进，基塘的塘基上采用乡土耐淹草本植物，固持水土，能够有效的防治塘基塌岸，淹水后还可为水生动物提供食源，降低外来物种入侵的风险，消纳污染物，同时还可以减少水土流失。基塘的大小根据地形条件确定大小、形状，一般为300—500m2。
[0021]作为对本实施例的进一步改进，基塘的塘底采用膨润土防水毯进行防渗处理，能够提升自保水性能，减少不定期补水成本。
[0022]作为对本实施例的进一步改进，基塘与基塘之间通过碎石混泥土加固，利用消落带淹没、降水和坡上径流而蓄水。
[0023]作为对本实施例的进一步改进，消落带的迎水面驳岸采用抛石处理。
[0024]本发明结合消落带地形特征，按景观生态学原理，采用多塘系统、生态护坡、驳岸治理等综合技术方案，形成基质、斑块、廊道合理镶嵌耦合、结构功能和谐的消落带治理和保护模式。
[0025]以三峡水库消落带为例，在宽幅缓坡型消落带160m高程以上采用多塘系统提升消落带湿地景观多样性及生态服务功能；160m以下采用草本乡土植物护坡，如狗牙根、香根草等，固持水土，淹水后还可为水生动物提供食源；迎水面驳岸采用抛石处理，消纳水浪对护岸的剥蚀。水位高程170m以上种植浮叶植物，如睡莲、菱角等，165-170m种植高大的挺水植物，如常绿水生鸢尾、水生美人蕉、水葱、芦苇和香蒲等，160-165m种植挺水植物深水荷花，基塘底部种植沉水植物苦草和金鱼藻等，塘基主要种植本土耐淹草本植物,如狗牙根、香根草等。通过上述方案处理后，入库水质主要污染指标，如总氮、总磷、悬浮物等下降30%以上；土壤侵蚀量减少50%以上；湿地植物品种8种以上，提高了湿地植被和景观多样性及生态服务功能。
[0026]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法，其特征在于:包括 (1)选择地势平缓的消落带，在蓄水水位最低时，对消落带迎水坡面进行微地形改造和驳岸生态治理； (2)在水位消涨幅度15m之内，通过挖泥成塘，堆泥成基，形成一系列基塘； (3)在基塘内根据水位波动规律设置挺水、浮叶和沉水植物。
2.根据权利要求1所述的大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法，其特征在于:基塘的塘基上采用乡土耐淹草本植物，固持水土。
3.根据权利要求1所述的大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法，其特征在于:基塘的塘底采用膨润土防水毯进行防渗处理。
4.根据权利要求1所述的大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法，其特征在于:基塘与基塘之间通过碎石混泥土加固。
5.根据权利要求1所述的大型水利工程宽幅缓坡型消落带生态修复与水土保持方法，其特征在于:消落带的迎水面驳岸采用抛石处理。
【文档编号】E02B3/04GK104195978SQ201410467949
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】黄平, 吴胜军, 陈春娣, 王小晓, 肖艳, 杨杉 申请人:中国科学院重庆绿色智能技术研究院