專利名稱：一種針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法
技術領域：
本發明涉及水利。市政綠化和環保技術領域，具體涉及一種針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法。
背景技術：
河岸帶是介于河流與陸地的生態交錯帶，承擔著泄洪、防沖刷功能，并制約著河流與兩岸地區的物質和能量交換，對河流水質和水生態系統演化具有顯著的制約或調節作用。河道護坡工程是城市水利工程的重要部分，傳統的做法一般采用單純的工程措施護坡， 主要有漿砌或干砌石護坡、現澆混凝土護坡、預制混凝土塊體護坡等，這些結構形式的護坡在保持岸坡的結構穩定性，防止水土流失和防洪排澇等方面起到一定的作用。但是它們在不同程度上，對景觀、環境和生態均產生了不良的影響，造成水體和陸地環境的惡化。為此，人們提出了生態型護坡的概念，生態型護坡的一個顯著特點就是護坡適合植被生長，并且生態護坡是個開放的系統，與周圍環境是密切相關，不斷地與周圍生態系統進行著物質交換。生態護坡由于有一定的坡度，坡面至上而下土壤的地下水位不同，造成坡面土壤的含水率不同，在坡腳處護坡土壤含水率較高，適合植物生長，而處于坡頂位置土壤含水率較低，不利于植物生長。因此，很多生態護坡的植物在垂直分布上呈現出從下而上覆蓋度越來越低的現象，更有的出現“斑塊化”現象，不利于護坡景觀的美觀，更不利于護坡水土保持。目前生態護坡的主要形式有植物型護坡、土工材料復合種植基護坡和生態混凝土護坡等，從其中衍生的護坡形式多種多樣，如土壤生物工程、石籠復合種植、植生袋護坡、三維植被網護坡等。生態護坡上植物的種植方式有人工種草、鋪設草皮、液壓噴薄植草、三維植草等等。人工種草即通過人工在邊坡坡面簡單撒播草籽的方式，種植草籽摻沙拌和，使之播撒均勻，播種時間以氣候溫暖、濕度較大的季節為宜。這種方法多用在邊坡不高、坡度較緩的土質邊坡上，具有施工簡易、價格低廉等特點，但是草籽無保護措施，易被雨水沖走，種草成活率低，雨后易造成坡面溝蝕，表土流失等邊坡問題，往往達不到滿意的護坡效果。鋪設草皮具有施工簡單，前期景觀效果好的優點，但是由于施工后期養護管理困難，平鋪草皮易被沖走，且成活率低，工程質量往往難以保證，達不到滿意的邊坡防護效果。液壓噴播是近幾年新發明的一項植草措施，是將草籽、肥料、粘合劑、紙漿、保水劑等按照一定比例在混合箱內配水攪勻，通過機械加壓噴射到邊坡坡面的植草方式，其特點是施工比較麻煩，后期效果與混合劑的性能關系密切，往往會由于混合劑性能降低導致植物大批死亡。以上種植方式后期會采用覆蓋農用薄膜或者無紡布來減少土壤水分的蒸發，同時維持一個穩定的內部溫度，但是農用薄膜長期放于野外，風水日曬，容易穿孔破壞，從而喪失其本身的防蒸發功能，而且廢棄的農用薄膜在自然界中不易分解，易對環境造成負面影響。
發明內容
本發明的目的在于根據現有技術中存在的上述不足，提供一種針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法。該方法是利用軟性骨料和植物根系固土護坡，自然材料和碎石層覆蓋技術，解決土壤水分蒸發散失的問題，提高植生性能。低投入，綜合效益高。本發明上述目的通過以下技術方案予以實現
本發明是在河岸設置軟隔離帶，所述軟隔離帶主要包括隔離槽和生態坡面，從而達到控制河岸帶護坡和面源污染控制的目的。本發明上述方法中，所述隔離槽的制作方法是河岸坡頂造型、建槽、添加填料； 作為一種優選方案，上述方法中，所述填料的配置是以大比表面積、低成本或微成本物質 (如碎石和/或煤渣)，按照大小粒徑填料分區構成傾斜鋒面，外側粗粒內側細粒。這樣可以加強填料與雨水徑流的接觸效率，并降低沉積物堵塞風險。隔離槽構建是根據提岸寬度、當地降雨條件和集水區形態，設計溝槽的形狀、尺寸和布局。本發明上述方法中，所述生態坡面的制作方法包括如下步驟
(1)岸坡造型改造坡面形態，塑造波浪形坡面，保持構筑層與底土層的一體化結構，還可防止管涌現象的發生；
(2)基質配制就地取材，將河岸原土添加生物性肥料、保水成分和土質調節材料；
(3)骨料及構建采用高強度纖維為骨料，用植物枝干插釬固定多層骨料成三維網絡；
(4)植被配置和景觀建造篩選配置草坪植物、灌叢植物、花卉植物、水生植物和木籬， 組成整體景觀，形成軟隔離帶主體；
(5)覆料設置在軟隔離帶表面鋪撒小粒徑覆料，覆蓋度1/3 1/2。上述步驟中，作為一種優選方案，步驟(2)中所述基質配制是以80質量份的坡面土壤作為主體，添加10質量份的泥炭土，4質量份的植物秸稈和6質量份的疏松材料，選取上述材料具有低成本，高性能，水土保持、透水通氣性能和基質肥力提升等優點。步驟(3)中不用硬質骨料，采用高強度纖維為骨料的原因是與金屬骨料或化石骨料相比，高強度纖維為骨料更適合固結土壤層，且生物無害，成本低。步驟(4)中，根據坡面與河道的組合特征和水力聯系，分別篩選配置草坪植物、灌叢植物、花卉植物、水生植物、木籬，組合成整體景觀。植物珠體可攔截、吸附、蓄納懸浮物和飛塵，植物根系可固結土壤，吸收降解有機物和N、P營養，固定重金屬等，消減河道面源負荷。木籬可固提，防滑坡，凈化河水，并與植被組合成古樸格調景觀。步驟(5)中，通過設置輔料，有利于植物防凍、調節濕度、提高掛膜效率、強化對面源有機污染物的降解等優點，小粒徑覆料優選碎石和/或煤渣。更進一步地，本發明所述方法還包括設置生態氧化床和木樁圍欄。所述生態氧化床的制作方法包括如下步驟
(1)制作片石床于岸坡坡腳與木樁圍欄之間設置片石床；片石床承擔兩個功能，一是加固岸坡；二是為生物膜提供基質。(2)將挺水植物種植于片石床；挺水植物用于維持氧化床生態系統穩定，為微生物的降解作用提供條件；吸收水體中的營養鹽，凈化水質；都是景觀植物。所述木樁圍欄是用松木樁固定于河床，間隔0. :3m。作為一種最優選方案，上述步驟(1)中所述片石的粒徑為l(T30cm，高度為3(T50cm ；步驟(2)中所述植物為再力花、菖蒲、風車草、海芋中的一種或多種。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
目前，現有與本發明相類似的技術方案主要有土壤生物工程護岸技術、植物固土護坡技術、石籠復合種植基護坡、土工網墊固土種植基護坡和多孔生態混凝土護坡技術，綜合起來可以歸納為兩類一類是單純利用植物護坡，該類技術不在基質中設置骨料，防沖刷和滑、塌能力收到局限；另一類是植物-工程措施復合護坡技術，該類技術的工程措施通常以混凝土類工程為基質，坡體的滲透性、保持水肥能力和植生性受到制約。此外，目前的類似技術在工藝結構上缺少隔離槽的設置，對雨水型面源污染的截污效果受到制約。與同類技術相比，本技術不僅在結構上更為完善、基質中配置了軟性骨料，提高了土壤的質地和肥力，因而既增強岸坡的穩定性、防止水土流失、抑制面源污染、滿足城市河流防洪排澇等功能，又提高河岸區植生性能，對于營造城鎮生態景觀、改善人居環境起到了積極的作用。
圖1為本發明設置河岸軟隔離帶的結構示意圖，其中，1為河提面，2為雨水徑流， 3為面源污染隔離槽，4為岸坡生態坡面植被，5為岸坡生態坡面基質，6為生態氧化床，7為木樁圍欄。
具體實施例方式以下結合實施例來進一步解釋本發明，但實施例并不對本發明做任何形式的限定。
實施例目前，該技術在惠州市水口干渠建立了技術示范工程，通過跟蹤觀測，效果良好。1)植生性效果狗牙根草籽于上年11月份播種，歷經冬季寒冷氣候條件，在播種完成3個月后，長勢非常好，目測其覆蓋度達到80%以上，植物地上部分高度在IOcm左右， 地下部分長度平均為7. 5cm。而在對照小區中僅發現有2種植物，其中鋪地黍(Panicum r印ens)為工程完成后侵入，對照組的狗牙根覆蓋率為40%左右，地上部分高度在6cm左右， 而且根系大多為橫向生長，根長平均僅為3cm。建成4個多月后，植物覆蓋度已達到80%以上，而對照組上面的植物經過自然恢復達到40%左右，大部分仍然為裸坡。2)水質凈化效果工程區坡面徑流實驗顯示(建成4個月后)，進水總懸浮固體濃度平均值為lMmg/L、T-N和T-P含量(mg .L-1)分別為11. 23、1. 26時，出水濃度平均值為 57 mg/L,平均去除率已經達到60. 4%，對照區總懸浮固體反而增加了 96. 6% ；對T-N和T-P 的平均去除率分別為9. 0%和28. 4%，而對照試驗小區后，出水的T-N和T-P濃度平均值較進水分別增加了 23. 7%和39. 5%ο
權利要求
1.一種針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述方法是在河岸設置軟隔離帶，所述軟隔離帶主要包括隔離槽和生態坡面。
2.根據權利要求1所述的針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述隔離槽的制作方法是河岸坡頂造型、建槽、添加填料。
3.根據權利要求2所述的針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述填料的配置是以大比表面積、低成本或微成本物質，按照大小粒徑填料分區構成傾斜鋒面，外側粗粒內側細粒。
4.根據權利要求3所述的針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述大比表面積、低成本或微成本物質為碎石和/或煤渣。
5.根據權利要求1所述的針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述生態坡面的制作方法包括如下步驟(1)岸坡造型改造坡面形態，塑造波浪形坡面，保持構筑層與底土層的一體化結構；(2)基質配制將河岸原土添加生物性肥料、保水成分和土質調節材料；(3)骨料及構建采用高強度纖維為骨料，用植物枝干插釬固定多層骨料成三維網絡；(4)植被配置和景觀建造篩選配置草坪植物、灌叢植物、花卉植物、水生植物和木籬， 組成整體景觀，形成軟隔離帶主體；(5)覆料設置在軟隔離帶表面鋪撒小粒徑覆料，覆蓋度1/3 1/2。
6.根據權利要求5所述的針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于步驟(2)中所述基質配制是以80質量份的坡面土壤作為主體，添加10質量份的泥炭土， 4質量份的植物秸稈和6質量份的發酵鋸末。
7.根據權利要求5所述的針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于步驟(5)中所述小粒徑覆料為碎石和/或煤渣。
8.根據權利要求廣7中任意一條權利要求所述針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述方法還包括設置生態氧化床和木樁圍欄。
9.根據權利要求8所述針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于所述生態氧化床的制作方法包括如下步驟(1)制作片石床于岸坡坡腳與木樁圍欄之間設置片石床；(2)將挺水植物種植于片石床；所述木樁圍欄是用松木樁固定于河床，間隔0. :3m。
10.根據權利要求9所述針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法，其特征在于步驟(1)中所述片石的粒徑為l(T30cm，高度為3(T50cm ；步驟(2)中所述植物為再力花、 菖蒲、風車草、海芋中的一種或多種。
全文摘要
本發明公開了一種針對河岸帶護坡和面源污染控制的軟隔離帶方法。本發明所述方法是在河岸設置軟隔離帶，所述軟隔離帶主要包括隔離槽和軟骨料生態坡面。隔離槽的作用是污染物滯納、隔離，生態坡面的作用為水土保持、污染物過濾和吸收。本發明上述方法主要適用于土壤含水量較低的河道岸坡，可以克服干燥和寒冷的氣候條件，促進草籽萌發和生長，能在較短的時間內綠化護坡，兼具有顯著的景觀美化和生態系統恢復功能。
文檔編號E02B3/12GK102296567SQ20111016322
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月17日 優先權日2011年6月17日
發明者喬永民, 劉振乾, 楊揚, 陶然 申請人:暨南大學