库区消落带生态修复结构

技术领域

本发明涉及消落带的生态修复技术领域，具体涉及一种库区消落带生态修复结构。

背景技术

库区消落带是水生生态系统和陆生生态系统的过度地带，生态修复是改善库区环境、稳坡护岸和降低污染物的重要措施。近年来，消落带生态治理多集中于三峡库区，通过耐水淹植物选培和季节性淹水试验，已筛选出多种水淹能力较强的乔木、灌木和草本。根据消落带地形地貌特征，辅助保水固土等工程措施，在一定程度上改善了库区生态环境，建立了库岸生态屏障。然而，干热河谷干旱少雨，消落带土壤水分匮乏，植被退化严重，水土流失加剧，是我国长江中上游生态恢复的重难点地区。干热河谷消落带经水淹后，原有的乡土植物很难适应淹水环境逐步死亡。适应于三峡等库区消落带生长的植被耐旱程度一般，三峡库区消落带植物修复的成功模式用于干热河谷时面临着巨大挑战。基于干热河谷消落带特殊的气候环境，适宜作为植物修复的物种应具备既耐旱又耐淹的“两栖习性”，目前物种选培仍存在较大不足。此外，干热河谷库区冲沟发育，崩塌、滑坡、泥石流等重力侵蚀作用强烈，水土流失严重，为生态修复带来极大困难。干热河谷水电站库区消落带生态修复面临的主要技术难题包括：(1)既耐旱又耐淹植物遴选；(2)影响工程措施实施的因子较多，受地形起伏影响较大；(3)可借鉴生态修复模式案例相对较少。以植物修复为主的前提下，采用保水固土工程措施是顺利开展干热河谷库区消落带生态重建的重要保障。

发明内容

本发明意在提供库区消落带生态修复结构，以植物修复为主，配套保水固土工程措施，结合库区消落带特征，建立综合修复的思路，提出库区消落带生态修复综合结构。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：库区消落带生态修复结构，包括反坡种植平台、挡土墙、水平种植槽、土工格栅，所述反坡种植平台是沿等高线进行水平阶整地，形成水平阶位外高内低的平台；沿反坡种植平台的前侧面修砌所述挡土墙，形成挡土坎，所述反坡种植平台上至少形成一道挡土坎，在所述挡土坎内开挖形成水平种植槽，在水平种植槽两侧设置土工格栅；所述挡土墙与挡土坎的界面之间铺设防水土工膜。

优选的，作为一种改进，所述反坡种植平台上通过一道挡土墙形成一道对应的挡土坎。

优选的，作为一种改进，所述水平种植槽是沿挡土坎的中轴线连续开挖形成。

优选的，作为一种改进，所述水平种植槽的横断面成倒梯形，上部宽度为0.45m-0.65m，底部宽度为0.25-0.35m，深度为0.45m-0.55m。

优选的，作为一种改进，所述挡土墙由修砌干砌石挡土墙或连续排状打入仿木桩所构成，所述挡土墙至少高出挡土坎10cm；所述防水土工膜在水平方向上连续铺设，所述防水土工膜在高度方向上与挡土墙齐平。

优选的，作为一种改进，所述防水土工膜在水平方向上的间断处采用接头重叠的方式。

优选的，作为一种改进，所述土工格栅的高度为130mm-160mm，网格尺寸270mm×270mm。

优选的，作为一种改进，水平种植槽内种植乔木和灌木，土工格栅内种植灌木和草本；乔木灌木和草本的种植比例为1:2:3，乔木株距2.5m-3.5m，灌木株距0.5-1.5m。

优选的，作为一种改进，所述乔木为中山杉、水桦、枫杨、桑树、印楝、竹柳；所述灌木为秋华柳、火棘、小金丝竹、戟叶酸模；所述草本为狗牙根、甜根子草、野青茅。

优选的，作为一种改进，所述水平种植槽挖出的土曝晒，在雨季来临前回填，回填土的表面低于挡土坎12cm-18cm；回填土中增加保水剂、复合肥和甘蔗渣，保水剂施加浓度为1.0％。

本发明提供库区消落带生态修复结构，为库区消落带生态修复提供重要技术指导，涵盖库区消落带生态修复思路、库区消落带植物修复综合配置、保水固土工程措施和消落带综合修复模式。包括：1.消落带生态修复带，建立库区消落带生态修复防线，形成消落带修复带、生态缓冲带和水土保持带；2.阐明保水固土和保水节水工程措施适用条件，水平阶整地和土工格栅适宜选取坡度15°-35°的斜坡区域开展，挡土墙在坡度为25°-35°的陡坡区域效果较佳，防水地膜和水平种植槽宜在坡度≦45°区域起到最佳作用，卵石覆盖可用于各种坡度；3.库区消落带植物遴选和配置，乔灌木宜栽种于消落带受淹时间较短的上端区域，草本可栽种于受淹时间较长的下端区域；4.库区消落带综合修复模式以植物措施和工程措施相配套的模式，可降低水土流失和面源污染，并改善库区生态环境。

本发明建立了库区消落带生态修复综合体系，阐明了消落带植物配置模式和不同坡度保水固土的工程措施，提出了适用于库区消落带生态修复结构。

附图说明

图1为本发明实施例的库区消落带生态修复结构四种断面示意图。

图2为本发明实施例的库区消落带生态修复结构的俯视效果示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

图1中，1和1’为水平阶整地，2和2’为挡土墙，3和3’为土工格栅，4、4’、4”和4”’为水平种植槽，5、5’和5”为防水地膜，6、6’和6”为卵石覆盖。

图2中，7和8为乔木栽种槽，9为灌木栽种槽，10和11为草本栽种槽，12为仿木桩，13为土工格栅。

1.库区消落带生态修复思路

以干热河谷库区为例，库岸从下而上依次为水库淹没区、消落带出露区、水库影响区和生态脆弱区。水库影响区内沿着消落带出露区上部设置一条狭长、线状、滨水的生态缓冲带。生态缓冲带种植乔木或灌木，调节和过滤地表径流，并减缓高海拔区域雨水汇流的水力冲刷，稳固岸坡。在生态缓冲带上部，规划一定面积范围的水土保持带，改善岸坡上部生境，提升整体景观。

2.库区消落带植物配置方法

干热河谷库区消落带可配置的乔木包括中山杉、水桦、枫杨、桑树、印楝、竹柳等，灌木包括秋华柳、火棘、小金丝竹、戟叶酸模等，草本包括狗牙根、甜根子草、野青茅等。水平配置选择抗逆性强且生态位互补的混交树种，采用行间混交、带状混交或与原有幼苗随机混交等方式进行；垂直配置根据植物圣堂习性营造乔、灌、草立体修复体系。

3.保水工程措施选配方法

工程措施主要包括水平阶整地、挡土墙、土工格栅(或自锁砌块)、水平种植槽、防水地膜墙和卵石覆盖等。坡度≦15°的消落带区域，适宜选择种植槽、防水地膜和卵石覆盖3种工程措施；15°-25°的消落带区域，适宜选择水平阶整地、土工格栅、种植槽、防水地膜和卵石覆盖5种工程措施；25°-35°的消落带区域，适宜选择水平阶整地、挡土墙、土工格栅、种植槽、防水地膜和卵石覆盖6种工程措施；35°-45°的消落带区域，优先选择卵石覆盖，可考虑选配挡土墙、土工格栅和防水地膜3种工程措施；>45°的消落带区域只开展卵石覆盖工程措施。

在干热河谷库区消落带上沿3-10m高程范围内，设置乔灌草相结合的生态缓冲带。依据坡度分布情况，对不同消落带进行生态修复配置，涵盖表1中I、II、III和IV等4种修复模式，消落带生态修复平面效果如图2。以陡坡区(模式III)修复模式为例(图1c)，具体实施方案如下：

1.水平阶整地：沿等高线进行水平阶整地，形成水平阶位外高内低的反坡种植平台。水平阶高度设置为1m。水平阶整地应依原始岸坡地形分区分块实施，尽量减少因土石方开挖带来的地表扰动。整地前，还应依据表土层厚度分布情况，剥离并定点存放表土。

2.挡土墙与防水地膜：沿台阶前侧面修砌干砌石挡土墙或连续排状打入仿木桩组成的挡土墙，形成挡土坎。挡土墙或仿木桩应高出挡土坎10cm，深度应达犁底层。防水地膜依托挡土墙设置，即在挡土墙与挡土坎界面之间铺设一层防水土工膜。在高度方向上，防水土工膜应与挡土墙齐平。在水平方向上，防水土工膜应连续铺设，间断处应实现接头重叠。

3.水平种植槽：沿挡土坎的中轴线连续开挖种植槽。种植槽横断面开挖成倒梯形，上部和底部宽度分别为0.5m和0.3m，深度0.5m。挖出的土先曝晒，后在雨季来临前回填，回填面低于水平阶面15cm。在11-12月期间整地，挖出的土在次年1-4月暴晒，在雨季来临前将曝晒后的土回填，6-7月雨季来临时开始种植。回填土面低于水平阶面10cm左右，水平界面宽1m，呈反坡状。长度随地形而定，尽量连续就势弯曲，开挖深度0.5m，阶间距3m。

4.土工格栅：在水平种植槽两侧铺设土工格栅。土工格栅高150mm，网格尺寸270mm×270mm。在土工格栅工程配套措施基础上，考虑土壤含水率垂直分布规律，调整格室大小和高度，可融合加入地下地膜隔墙的节水措施。在土壤中施加保水剂可以抑制土壤水分蒸发，保持土壤水分，较为适宜的施加浓度为1.0％。

5.植物种植：在种植槽内种植乔木和灌木。乔木以中山杉、水桦、枫杨、桑树、印楝、竹柳、银合欢、乌桕、构树等为主；灌木以秋华柳、火棘、小金丝竹、戟叶酸模、中华蚊母树、小梾木、花椒等为主；草本以狗牙根、甜根子草、野青茅、皇竹草、苍耳等为主。乔灌草种植比例为1:2:3，乔木株距3m，灌木株距1m。回填土中可适当增加保水剂。水肥控制措施主要为砾石覆盖为主，施加复合肥和甘蔗渣，种植后第二年再施肥一次。在土工格栅内种植小型灌木和草本。另外，种植穴覆盖卵石抑制土壤水分蒸发。

表1：干热河谷库区消落带生态修复工程措施适用条件

(√为配置，○为选配，×为不配置)

本发明专利综合了干热河谷库区消落带立地特征和地形分布规律，综合植物修复措施和保水固土工程措施，划分了5种坡度适用于干热河谷库区消落带生态修复模式，丰富了消落带生态恢复技术体系，也为干热河谷库区生态重建提供技术指导。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。