一种浅水湖泊底质斑块化系统

技术领域

本发明涉及水体生态修复和水产养殖技术领域，具体涉及一种浅水湖泊底质斑块化系统。

背景技术

当前我国湖库水体生态环境形势依然严峻，水体富营养化是其重要的表现形式，我国很多湖泊正面临着富营养化问题。随着国家对水体生态环境的重视，按照近自然修复的原则，以沉水植物恢复为主的清水型生态系统的构建已经成为生态修复的利剑，越来越多的应用于受损水体治理中，特别是对浅水湖库的治理中更表现出巨大的优越性，“水下森林”已经成为生态修复成功的重要标志。

但水体生态修复技术是通过人为力量的干预进行的治理或修复，甚至是重建，对于被长期污染的水体来说，湖泊底泥和水体营养过剩，种植沉水植物待其适应后，往往会导致沉水植物疯狂生长和蔓延，致使偏离设计覆盖度，形成稠密的“水下森林”，同时由于沉水植物间不同的适应能力，斑块化种植的沉水植物往往会被优势物种取代。该情况较为普遍，其劣势主要表现在大大增加沉水植物收割和维护的人力物力，同时沉水植物蔓延和优势种的覆盖使得湖底环境异质化大大降低，并且沉水植物在夜晚消耗大量氧气，稠密的植物使得氧气分布极不均匀，遇到“梅雨”天气时，甚至形成底部低氧甚至缺氧的情况，给底部生物和水产品带来威胁。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，构建一种浅水湖泊底质斑块化系统，解决在生态修复和水产养殖等领域中沉水植物过度蔓延和生长，降低维护成本，同时可以提高斑块化种植的成功率，有效阻止优势种的泛滥和覆盖，亦可增加水体底质异质性，增加底栖生物生存空间和条件，利于水体溶氧的均匀分布，利于底泥的氧化和分解，本发明结构简单，材料便宜，构建简单，效果显著。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种浅水湖泊底质斑块化系统，包括水下廊道，所述的水下廊道铺设在湖泥原状底泥上，水下廊道两侧设置有松木桩，水下廊道包括并行设置的第一阻隔带、氧化带和第二阻隔带，氧化带位于第一阻隔带和第二阻隔带之间，第一阻隔带和第二阻隔带均包括自下至上设置的沙层、砾石层和块石层，沙层布设在湖泥原状底泥上，氧化带包括布设在湖泥原状底泥上的块石层，氧化带的块石层内铺设有曝气装置。

如上所述的第一阻隔带的块石层、氧化带的块石层和第二阻隔带的块石层的顶面平齐，且第一阻隔带的块石层、氧化带的块石层和第二阻隔带的块石层的顶面与水下廊道两侧的湖泥原状底泥的顶面平齐，氧化带下方的湖泥原状底泥的顶面与第一阻隔带的砾石层、第二阻隔带的砾石层的顶面平齐。

如上所述的第一阻隔带和第二阻隔带的宽度为50cm，第一阻隔带和第二阻隔带位于氧化带两侧对称分布，所述氧化带的宽度30cm。

如上所述的松木桩的直径为10-15cm，高度为50-70cm。

如上所述的第一阻隔带和第二阻隔带的沙层的铺设厚度为2-4cm，沙层的沙子直径为1-2mm；第一阻隔带和第二阻隔带的砾石层的铺设厚度为4-6cm，砾石层的砾石直径为2-3cm，第一阻隔带、第二阻隔带和氧化带的块石层的铺设厚度为10-14cm，块石层的块石的厚度为6-12cm，块石的长宽为10-30cm。

如上所述的水下廊道布置在水深0.6-2m之间。

如上所述的曝气装置安装在氧化带的块石层内，曝气装置布设间隔为10-20m。

如上所述的由水下廊道分割的湖泥原状底泥为种植区，种植区种植的沉水植物为苦草、黑藻、马来眼子菜、金鱼藻中的一种或多种。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

以沙石等天然材料构建的水下廊道为基础实现的湖泊底质斑块化，可有效解决沉水植物过度蔓延和生长，阻止优势种的泛滥和覆盖，提高斑块化种植的成功率，亦可增加水体底质异质性，增加底栖生物生物多样性，利于水体溶氧均匀分布，利于底泥的氧化和分解，同时可以利用水下廊道基本结构进行艺术化的创造，如在景观水体铺设主题宣传词等，增加生态修复的景观性。本发明结构简单，材料便宜，构建简单，效果显著，具有较高的推广示范作用。

附图说明

图1为水下廊道的剖面结构示意图；

图2实施例2中第一围隔区域的平面示意图。

图中：1-种植区；2-阻隔区；3-氧化区；4-松木桩；5-湖泥原状底泥；6-沙层；7-砾石层；8-块石层；9-沉水植物、9-1苦草，9-2马来眼子菜、9-3金鱼藻；10-曝气装置；11-水下廊道；12-第一阻隔带；13-氧化带；14-第二阻隔带。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种浅水湖泊底质斑块化系统，包括水下廊道11，所述的水下廊道11铺设在湖泥原状底泥5上，水下廊道11两侧设置有松木桩4，水下廊道11包括并行设置的第一阻隔带、氧化带和第二阻隔带，氧化带位于第一阻隔带和第二阻隔带之间，第一阻隔带和第二阻隔带均包括自下至上设置的沙层6、砾石层7和块石层8，沙层6布设在湖泥原状底泥5上，氧化带包括布设在湖泥原状底泥5上的块石层8，氧化带的块石层8内铺设有曝气装置10。

水下廊道11两侧形成种植区，第一阻隔带和第二阻隔带形成阻隔区，氧化带形成氧化区。

优选的，第一阻隔带的块石层8、氧化带的块石层8和第二阻隔带的块石层8的顶面平齐，且第一阻隔带的块石层8、氧化带的块石层8和第二阻隔带的块石层8的顶面与水下廊道11两侧的湖泥原状底泥5的顶面平齐，氧化带下方的湖泥原状底泥5的顶面与第一阻隔带的砾石层7、第二阻隔带的砾石层7的顶面平齐。

优选的，第一阻隔带和第二阻隔带的宽度为50cm，第一阻隔带和第二阻隔带位于氧化带两侧对称分布，所述氧化带的宽度30cm。

松木桩的直径为10-15cm，高度为50-70cm，高度优选为60cm。

优选的，第一阻隔带和第二阻隔带的沙层6的铺设厚度约3cm，沙层6的沙子直径约2mm；第一阻隔带和第二阻隔带的砾石层7的铺设厚度约5cm，砾石层7的砾石直径约2cm，第一阻隔带、第二阻隔带和氧化带的块石层8的铺设厚度约12cm，块石层8的块石的厚度约6-12cm，块石的长宽在10-30cm左右。

优选的，水下廊道布置在水深0.6-2m之间。

水下廊道11作为一个基本结构单元，可根据具体情况等比例调整，在适宜铺设水下廊道11的水下区域，铺设面积占水下区域的4-8％，优选的铺设面积占6％。可根据景观需要在水下廊道11上铺设不同形状和主体宣传词等。

曝气装置10安装在氧化带的块石层8内，进行生态修复时，约10-20m布置一个曝气装置10，水产养殖区域可适当增加密度。

由水下廊道分割的湖泥原状底泥5为沉水植物斑块化的种植区1，沉水植物的品种主要根据水深进行斑块化种植，主要选取苦草(种植水深≤150cm)、黑藻(种植水深100-200cm)、马来眼子菜(种植水深80-150cm)、金鱼藻(种植水深100-250cm)、狐尾藻(种植水深50-250cm)等。

实施例2：

本实施例在武汉市某湖泊实施，设置2个100m

一个月后第一围隔区域和第二围隔区域中的金鱼藻9-3、苦草9-1和马来眼子菜9-2全部成活，半年后金鱼藻9-3、苦草9-1和马来眼子菜9-2进一步蔓延和生长，第二围隔区域几乎全部铺满，一年半以后，第二围隔区域金鱼藻9-3逐渐成为优势种，而第一围隔区域在水下廊道11的阻隔下形成了明显的斑块化形态。经过对第一围隔区域和第二围隔区域持续性的维护和检测，水质都从劣五类Ⅴ改善到Ⅳ类，其中第一围隔区水质从半年后一直优于第二围隔区，一年后对底栖动物、底泥氧化还原电位及营养水平进行测定，其中第一围隔区底栖动物香农-威纳多样性指数H'为2.1，氧化还原电位为+286mv，底泥TN为2382mg/kg，TP为1065mg/kg，第二围隔区底栖动物香农-威纳多样性指数H'为1.5，氧化还原电位为+100mv，底泥TN为2632mg/kg，TP为1269mg/kg，以上指标第一围隔区都优于第二围隔区，同时在此期间进行过一次植物收割，经测算第一围隔区比第二围隔区少收割50kg，节省了人力物力。

实施例3：

武汉市内某浅水湿地公园，水域面积60000m

实施一年后沉水植物覆盖率达80％，水质基本维持在Ⅲ类水，由水下廊道11阻隔的沉水植物呈现明显斑块化，水下廊道区域没有出现沉水植物大量繁殖现象。水下廊道区域底栖动物生物多样性最高，香农-威纳多样性指数H'为2.8，其次为沉水植物覆盖区香农-威纳多样性指数H'为1.8，最差区域为裸露底泥区域香农-威纳多样性指数H'为0.8，实施一年半后，除水下廊道11外其他区域已经被沉水植物完全覆盖，水下廊道区域氧化还原电位最高为+380mv，沉水植物覆盖区为+153。梅雨季下午五点对水下溶氧进行测量，发现水下廊道区水下溶氧平均为6.2mg/L，而沉水植物覆盖区溶氧为3.8mg/L，水下廊道区溶氧明显高于沉水植物覆盖区。

需要指出的是，本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。