一种用于江心洲和河漫滩的人工湿地系统

摘要

本发明公开了一种用于江心洲和河漫滩的人工湿地系统主要包括以下内容，1)人工湿地设置为二级阶梯式，一级阶梯为挺水植物种植区，二级阶梯为灌、草混合种植区；2)人工湿地一级阶梯外侧设置沉砂装置；3)在人工湿地区域表面喷制厚度为3‑5cm的抗冲蚀的种植基质层；4)根据当地气候环境条件分别选择挺水植物种植区和乔灌草混合种植区的植物；5)将种子混入基质中，喷制在相应区域的基质层表面，形成厚度为2cm的种子层。本发明有效解决了人工湿地技术在江心洲和河漫滩应用时容易造成泥沙淤积和植物难以保存的问题，减少枯水期江心洲和河漫滩的裸露面积，削减了风沙源，防止泥沙堆积进一步扩大江心洲和河漫滩，实现了生态修复。

说明书

技术领域

本发明属于水环境综合整治技术领域，尤其涉及一种在江心洲和河漫滩的人工湿地系统。

背景技术

雅鲁藏布江中游水位变化导致河道动态变化，引起江心洲和河漫滩在冬春季节裸露，形成季节性的沙源，该地区冬春季节强烈的风力为风沙灾害形成提供动力。同时丰水期宽谷段水流携带较多泥沙，不断在江心洲和河漫滩堆积，进一步加剧了区域的风沙灾害。通过在这些区域构建人工湿地，营建植被，可以增大旱季水域面积，提高江心洲和河漫滩植被覆盖率，减少江心洲和河漫滩的裸露面积。

中国专利CN104790340A公开了一种无动力滨河景观人工湿地水质净化系统，包括一沿河道、湖塘水陆交错带建设的滨河湿地，滨河湿地由若干交错排列的湿地岛以及相邻湿地岛之间所形成的水道构成，滨河湿地的底面低于河道、湖塘的常水位，湿地岛的顶面与河道、湖塘的常水位齐平，湿地岛上栽种有植物，降低滨河湿地与河道、湖塘之间已建设好的驳岸，驳岸的顶面介于滨河湿地的底面与湿地岛的顶面之间。

中国专利CN105198085A公开了一种阶梯式水平潜流人工湿地组合系统及其应用，该组合系统依斜坡地形建造而成，包括多级依斜坡坡度由上而下呈阶梯状分布设置的水平潜流人工湿地单元以及将各级水平潜流人工湿地单元相连通的管网单元，水平潜流人工湿地单元采用侧面进水方式，并且水平潜流人工湿地单元中的水流沿水平潜流人工湿地单元的长度方向水平流动。

上述人工湿地系统用于河流湖泊岸边的景观建设，起到消除污染、净化水质的作用，但由于其不具备截留泥沙的作用，在丰水期容易造成湿地淤积、泥沙掩埋等问题，对人工湿地造成严重破坏，限制了人工湿地在江心洲和河漫滩的应用。

发明内容

针对现有人工湿地不适宜建设在江心洲和河漫滩的问题。

本发明提供一种用于江心洲和河漫滩的人工湿地系统，包括以下步骤：

1)、人工湿地设置为二级阶梯式，其中，一级阶梯为挺水植物种植区，二级阶梯为灌、草混合种植区；

2)、人工湿地一级阶梯外侧设置沉砂装置；

3)、在人工湿地区域表面喷制3-5cm的抗冲蚀的种植基质层；

4)、根据当地气候环境条件分别选择挺水植物种植区和乔灌草混合种植区的植物；

5)、将种子混入基质中，喷制在相应区域的种植基质层表面，形成2cm的种子层。

在本发明的一些实施例中，所述一级阶梯最大水淹深度的范围为0.3m-1.0m，二级阶梯最大水淹深度的范围为≤0.3m。

在本发明的一些实施例中，沉砂装置为混凝土结构，包括前挡墙、后挡墙、底座和固定部件，所述前挡墙的高度范围为0.2-0.3m，其形状为直角三角形，且底边与高之比为(2～4):1，所述后挡墙的高度范围为0.4-0.6m，其底座长度1.0-1.5m，所述固定部件长度范围为0.3-0.5m，且所述固定部件埋入沙地中，沉砂装置于枯水期在江心洲和河漫滩进行设置安装。

在本发明的一些实施例中，沉砂装置设置有多个，且多个沉砂装置进行组装，通过连接部件紧密连接，围绕江心洲或者排列在河漫滩外围。

在本发明的一些实施例中，沉砂装置需在水位回落后对装置内部的泥沙进行清理。

在本发明的一些实施例中，种植基质层和种子层按照以下体积比进行配制：泥沙35％、种植土20％、膨润土5％、青稞秸秆腐熟物39.91％、团粒剂0.03％和稳定剂0.06％。

在本发明的一些实施例中，挺水植物为芦苇、水葱和灯芯草，灌、草种植区植物为紫穗槐、桦树、蜀葵、油菜和酸模。

在本发明的一些实施例中，种植基质层喷制时间为3-4月份，厚度为3-5cm，种子层喷制时间为时间4月中旬至5月上旬，厚度为2cm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：提供的人工湿地系统中，沉砂装置丰水期起到泥沙沉降的作用，防止湿地泥沙淤积和江水直接冲蚀湿地，并在水位回落后保持人工湿地区域有较高的含水量，为植物生长提供有利条件；有效解决了现有人工湿地技术不适于在江心洲和河漫滩应用的难题；能够减少枯水期江心洲和河漫滩的裸露面积，削减风沙源，防止泥沙堆积进一步扩大江心洲和河漫滩。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为江心洲和河漫滩构建人工湿地的剖面图。

图中：1、江心洲和河漫滩；2、枯水期水位；3、一级阶梯；4、二级阶梯；5、前挡墙；6、后挡墙；7、底座；8、固定部件。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

一种用于江心洲和河漫滩的人工湿地系统，参见图1，包括步骤：

1)、人工湿地设置为二级阶梯式，其中，一级阶梯为挺水植物种植区，二级阶梯为灌、草混合种植区；

2)、人工湿地一级阶梯外侧设置沉砂装置；

3)、在人工湿地区域表面喷制3-5cm的抗冲蚀的种植基质层；

4)、根据当地气候环境条件分别选择挺水植物种植区和乔灌草混合种植区的植物；

5)、将种子混入基质中，喷制在相应区域的种植基质层表面，形成2cm的种子层。

进一步的，人工湿地区域划分，根据常年丰水期淹水深度的平均值，将人工湿地划分为二级阶梯4，一级阶梯3最大水淹深度的范围为0.3m-1.0m，为挺水植物种植区域，二级阶梯4最大水淹深度的范围为≤0.3m，为灌、草混合种植区域。

进一步的，沉砂装置的建设，砂装置为混凝土结构，包括前挡墙5、后挡墙6、底座7和固定部件8，所述前挡墙5的高度为0.3m，其形状为直角三角形，且底边与高之比为3:1，所述后挡墙6的高度范围为0.6m，其底座7长度1.5m，所述固定部件8长度为0.5m，需提前在沙地挖好沟槽，沉砂装置于枯水期在江心洲和河漫滩1进行设置安装，将固定部件8放置于沙地中，之后进行回填压实，前挡墙5的结构及固定部件8可保证沉砂装置耐受较高强度的水力冲击。

进一步的，沉砂装置设置有多个，且多个沉砂装置进行组装，通过连接部件紧密连接，根据人工湿地建设的位置，在江心洲划定的人工湿地区域周边紧密围绕成一圈，在河漫滩划定的人工湿地区域外围呈一列紧密排列，减缓湿地内部水位的回落速度，沉砂装置的位置在枯水期水位22以上。

进一步的，进行植物种类的选择，根据当地的气候环境条件和水位的周期性变化规律，选择的挺水植物为芦苇、水葱和灯芯草，灌、草种植区灌木为紫穗槐和桦树，草本植物为蜀葵、油菜和酸模。

进一步的，人工湿地基质层和种子层的喷制，按照以下体积比进行配制：泥沙35％、种植土20％、膨润土5％、青稞秸秆腐熟物39.91％、团粒剂0.03％和稳定剂0.06％，上述材料加入喷播设备中，加水搅拌均匀，通过团粒剂和稳定剂的添加，基质耐周期性的水蚀和风蚀，为植物的生长提供稳定的附着。

进一步的，3月份在挺水植物种植区和灌、草混合种植区喷制厚度3-5cm的种植基质层。

进一步的，5月上旬，气温适合种子萌发及植物生长后，分别在挺水植物种植区和灌、草混合种植区种植基质层之上喷制相应的种子层，种子层的厚度在2cm左右。

进一步的，淤积泥沙的清理，在水位回落后对沉砂装置内部的泥沙进行清理，可采取机械或者人工清理的方式。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。