【技术实现步骤摘要】
技术介绍
0、
技术介绍
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1、在全球气候变化挑战面前，伴随人口数量增长和社会经济发展所带来的城镇化扩张，河流生态系统的健康遭受巨大压力。道路工程、水利工程、农业工程、市政工程等人类活动已经不同程度地导致栖息地改变、水文循环加剧、物种入侵和水质污染，造成大部分水生生态系统退化，淡水生物多样性明显降低，河流修复目前已经成为改善河流系统生态功能的重要手段。河漫滩是河流系统中陆地与水域之间的生态过渡带，通常被认为是生物多样性的中心和生物生产力的中心，具报道，大约有80％的动物种群分布在河漫滩，其中有47％的物种被列为濒危物种；同时，河漫滩对洪峰流量的调节和沉积物的迁移与储存具有深远的影响，并且这与植被发育程度相关。然而，有研究指出，河漫滩生态系统的退化会破坏河道的横向连通性，并会加剧区域气候的干燥程度，激发沙漠化形成的潜在因素，加速沙漠化过程。因此，河漫滩生态系统的质量关乎河流生态系统服务和功能的可持续，迫切需要保护现有的河漫滩生态系统，并恢复岸边植被，保持一定程度的生态完整性。
2、河漫滩生态修复最早开始于欧洲，以多瑙河生态修复工程作为代表。20世纪90年代，瑞士和德国提出了“近自然河流工程”的理念，成为部分国家河流管理的转折，随后于20世纪末在全球范围内掀起了河流修复的热潮，据报道，在此阶段光日本全国就启动了23000多项河流修复工程，河流系统生态修复技术也趋于成熟。目前，中国对于河漫滩的恢复往往关注于水质净化、雨洪调蓄和景观恢复，如cn 207498888 u公开了一种河漫滩湿地坑塘系统的设计办法，既提高
3、高山峡谷区河流往往具有流速快、流量大、侵蚀强的特点，当洪水来临时，河漫滩通常作为行洪通道分担流量，普遍的洪水冲蚀往往会导致河漫滩上的细粒物质大量流失，造成洪水退却后，河漫滩上粗砾遍布、土壤贫瘠，生态功能不强；并且强烈的侵蚀使得河流生态系统急速退化，加速沙漠化过程，威胁到一些地区(如西藏地区)关键物种和生境的保护，影响当地的生态平衡。然而在这些地区仅仅依靠自然植被恢复难以修复退化的生态系统。利用生态工程措施修复河流系统，能够加速退化生态系统的恢复速度，改良局部小气候环境，并依靠植物根系增加土壤内聚力来提高岸坡土体的强度、稳定沟道，植物自身的拦截作用还可以滞留洪水，缓解下游城市的防洪压力。同时，通过生态工程对原有地貌的修整，利用特殊的结构耗散水流能量，能够进一步弱化侵蚀，保护河流生态系统。因此，专利技术有效的河流系统生态修复技术，稳定河道、提高粗质化河漫滩的生态恢复潜力、加快当地生态系统恢复的速度、改良局部小气候环境，对当地的物种保护与生态平衡具有重要意义。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、针对上述问题，本专利技术的目的是为高山峡谷区河流系统提供一种生态修复技术，该技术能够削弱水流侵蚀动力，并且稳固河道、控制河漫滩上细粒物质的流失，还可以促进河漫滩土壤质量提升，加快河漫滩生态系统恢复，改良局部小气候环境，综合提升河流系统生态服务功能。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：一种高山峡谷区河流系统生态修复技术，包括河床治理措施、岸坡防护措施和河漫滩修复措施。所述河床治理措施，通过河道的纵向治理削弱水流能量，限制河流的横向侵蚀，特征在于建立阶梯消能系统，阶梯由块石构成，具有水平或向下反坡的阶梯面，阶梯高度由阶梯长度和河床坡降综合控制。所述岸坡防护措施，具有与河岸线平行的乔木带，特征在于乔木种植时采用客土种植，并且客土由纤维卷包裹，随后布置于设计尺寸的沟内，旨在提高成活率、加快成熟速度。所述河漫滩修复措施，仿照自然的形式将河漫滩修整为沙波，沙波与河岸线成一定的夹角，特征在于具有浅沟、沙垄，且呈流线状连接，剖面为波浪状，并通过生态学调查数据设计河漫滩生态恢复物种，沙垄上种植灌木，其间撒播草籽。河漫滩修复措施还包括沿河岸线布置石笼，石笼具有埋深，位于乔木带内侧。
3、优选地，所述阶梯消能系统，利用机械自下游向上平整阶梯面，阶梯面应保持水平或具有向下的反坡，从挖出的砾石中筛选粒径大于0.4m的块石修筑阶梯，其余留下备用，以填充石笼；
4、优选地，所述乔木选择根系发达、耐寒耐涝的乡土树种，应培育至树径达3～4cm粗，平行于河岸线种植1～2排，所述客土应由当地开采，所述纤维卷采用椰丝或秸秆编制而成，直径为0.5m，埋设时应于河岸线间隔0.5m，避免对岸坡造成剧烈扰动；
5、优选地，所述河漫滩修复措施中，石笼应该埋深0.4m，高于地面0.4m，宽0.6m；
6、优选地，所述河漫滩沙波，应按照放大设计后的尺寸修建，采取挖浅沟、筑沙垄的方式修建，并做流线状连接，并且沙波应与河岸线方向呈45°，旨在缓解洪水流速、诱导洪水向河漫滩外围扩散；所述修建有公路的河漫滩，在距离路堤2～3m处应平行于路堤再次修筑土垄，土垄前挖排水沟。
7、优选地，所述河床治理措施、岸坡防护措施和河漫滩修复措施，若河流位于山脚，只需在一侧岸坡、河漫滩进行修复治理；当河流位于峡谷中间时，则需对两侧的岸坡、河漫滩进行修复治理，两侧的修复模式对称于河流。
8、本专利技术进一步提供了河床治理措施、岸坡防护措施和河漫滩修复措施的设计方法，包括如下步骤：
9、步骤1：基础数据调查，包括：
10、河面宽度w、河水深s、河床坡降s以及当地发育较好生态系统的群落、物种组成、关键物种，关键物种通过计算各物种的重要值进行判断；
11、步骤2：阶梯系统设计，主要设计阶梯高度h与石块粒径d。根据最大阻力假说以及拥堵效应，阶梯高度h与石块粒径d满足以下关系式：
12、1<(h/l)/s<2 式1
13、w/d≤5 式2
14、式中，l为阶梯长度，s为河床比降，w为河流宽度；
15、步骤3：岸坡防护措施，需沿河岸线种植本土树种，主要根据已有生态学调查数据，对纤维卷布置、埋深以及树种种植间距进行设计，所选树种要求根系发达、耐寒耐涝；
16、步骤4：河漫滩修复措施，主要设计石笼布置方式以及埋深、高度，以及沙波尺寸，包括沙波高度h、沙波长度l与沙波同河岸线夹角。沙波高度h与沙波长度l依据julien andklaasse(1995)确定的方法计算，该方法能够综合反映洪水期间河床底部沙波的形态特征。具体方法如下：
17、(1)中值粒径d50
18、τc＝0.15s0.25 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高山峡谷区河流系统生态修复技术，其特征在于：包括河床治理措施、岸坡防护措施和河漫滩修复措施；
2.根据权利要求1所述的阶梯消能系统，其特征在于：利用机械自下游向上平整阶梯面，阶梯面应保持水平或具有向下的反坡，从挖出的砾石中筛选粒径大于0.4m的块石修筑阶梯(1)，其余留下备用，以填充石笼(5)。
3.根据权利要求1所述的岸坡防护措施，其特征在于：乔木(2)选择根系发达、耐寒耐涝的乡土树种，应培育至树径达3～4cm粗，平行于河岸线种植1～2排，所述客土(3)应由当地开采，所述纤维卷(4)采用椰丝或秸秆编制而成，直径为0.5m，埋设时应于河岸线间隔0.5m，避免对岸坡造成剧烈扰动。
4.根据权利要求1所述的河漫滩修复措施，其特征在于：石笼(5)应该埋深0.4m，高于地面0.4m，宽0.6m。
5.根据权利要求1所述的河漫滩沙波，其特征在于：按照放大设计后的尺寸修建，采取挖浅沟(8)、筑沙垄(10)的方式修建，并做流线状连接，并且沙波应与河岸线方向呈45°，旨在缓解洪水流速、诱导洪水向河漫滩外围扩散；所述修建有公路的河漫滩，在距离
6.根据权利要求1所述的河床治理措施、岸坡防护措施和河漫滩修复措施，其特征在于：若河流位于山脚，只需在一侧岸坡、河漫滩进行修复治理；当河流位于峡谷中间时，则需对两侧的岸坡、河漫滩进行修复治理，两侧的修复模式对称于河流。
...【技术特征摘要】
1.一种高山峡谷区河流系统生态修复技术，其特征在于：包括河床治理措施、岸坡防护措施和河漫滩修复措施；
2.根据权利要求1所述的阶梯消能系统，其特征在于：利用机械自下游向上平整阶梯面，阶梯面应保持水平或具有向下的反坡，从挖出的砾石中筛选粒径大于0.4m的块石修筑阶梯(1)，其余留下备用，以填充石笼(5)。
3.根据权利要求1所述的岸坡防护措施，其特征在于：乔木(2)选择根系发达、耐寒耐涝的乡土树种，应培育至树径达3～4cm粗，平行于河岸线种植1～2排，所述客土(3)应由当地开采，所述纤维卷(4)采用椰丝或秸秆编制而成，直径为0.5m，埋设时应于河岸线间隔0.5m，避免对岸坡造成剧烈扰动。
4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚军，李国伟，王蒙钰，孟兴民，岳东霞，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：
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