本發明涉及河道生態修復領域，尤其涉及一種用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地構建方法。

背景技術：

城市河流護坡是水域生態系統與陸地生態系統進行物質、能量、信息交換的一個重要過渡帶，能為各種水生生物提供生存和繁衍的主要空間，同時具有增加動植物物種種源、提高生物多樣性和生態系統生產力、治理水土流失、穩定河岸、調節微氣候和美化環境的功能。但由于人們對河流生態系統健康、平衡缺乏足夠的認識，采取“裁彎取直”、“渠化”、“硬化”等破壞河相多樣化的水利工程，造成自然河道的生態系統受到了不同程度的干擾，對水生態環境造成了極大的危害，對城市河流生態修復提出新的挑戰。由于傳統的水利工程在一定程度上提高了城市的防洪功能以及耗費了大量的金錢，所以在維持原有的護坡形式下，采用建立河道體內式人工濕地的方法進行生態修復是一種合適的河道修復方法。

河道人工濕地選擇自然土壤基質，只改變濕地的外形邊界和水流運動形式。通過改變濕地的外形邊界，使邊界水流沿著設計的流路和運動方式進行最優的水流交換，屬于自由表面流濕地系統。同時由于天然河道水位季節的變化，創造了濕地內部干濕交替的環境，可以更好地修復濕地基質的物質性狀，增強了濕地系統對污染物的吸收能力。河道人工濕地具有一般人工濕地的特點，又有天然濕地的特征，其結構簡單，管理方便，運行成本較低，同時既可以美化環境，又可以為河道中水生動物與兩棲動物的棲息地，為改善河道生態環境提供了更為有利的條件。

填料是人工濕地的基質與載體，它支撐著人工濕地動植物與微生物的生命過程，填料對污染物的成功截留為后續植物的吸收創造良好條件，是出水水質的保證。人工濕地填料對污染物的去除過程包括物理過濾、離子交換、專性與非專性吸附、螯合作用和沉降反應等，但是現有技術中河道人工濕地均選擇自然土壤為基質，對污染物的截留能力和對水的處理能力有限。

不僅如此，在河道人工濕地的構建中，濕地植物的選擇是其核心部分，通過濕地植物不但可以去除污染物，同時還具有綠化環境，增加生物多樣性，改善區域氣候，促進生態環境的良性循環等功能。但是現今的濕地系統多采用單一植物，且不同濕地植物對污染物有不同的去除效果，現有濕地系統中使用的植物對污染物的去除比較單一，處理效果不理想。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述不足，本發明要解決的技術問題是：針對現有濕地系統對水中污染物的截留能力和處理能力有限，去除污染物種類比較單一，處理效果不理想的技術問題，而提供一種功能多樣化的用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地構建方法，該方法具有生態修復效果好，功能完整，對多種河道普遍適用的特點。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地構建方法，包括如下步驟：

1）在硬質駁岸河道的兩岸選址，在選址位置處打樁，使樁與河岸圍合成一個濕地單元，控制每個所述濕地單元垂直于河岸的最大寬度≤河道寬度的20%~30%，控制同側河岸相鄰濕地單元的間距為1~20倍河道平灘寬度，控制異側河岸相鄰濕地單元的間距為1~20倍河道平灘寬度；本發明打樁后樁與河岸圍成的濕地外形可以呈現為一個規則或不規則的形狀，布置于河道兩側成犬牙交錯狀，既形成部分的彎曲水流，又因水面的局部擴大而減緩流速，這樣既可以避免沖刷該側河岸，又可以增加水流摻氣；且本發明控制了濕地單元的長度和面積，以及濕地單元垂直于河岸的最大寬度和河道寬度的比例，可以提高濕地效率，還可以減少對河岸的淘刷侵蝕，固坡護坡，同時還不影響河流的正常水力流動，設置同側和異側濕地單元之間都保持合理的距離，既不影響河流的正常水力流動，同時提高濕地的穩定性；

2）在步驟1）打下的樁靠近河道一側堆積塊石，所述塊石的邊長為200~300 mm，堆積的塊石的總高度低于河道水面0.1~0.3 m；塊石用以增強木樁的強度，減輕水流對木樁的沖擊，起到侵蝕防護的作用；

3）在所述濕地單元的床體內鋪設組合填料，所述填料包括由生物陶粒和細紗組成的組合填料1、由煤渣和碎石組成的組合填料2、由粉煤灰和細磚屑組成的組合填料3、由鋼渣和碎石組成的組合填料4、由火山巖和水洗砂組成的組合填料5、由沸石和細紗組成的組合填料6、由粉煤灰和碎石組成的組合填料7、由沸石和石灰石組成的組合填料8、由蛭石和鋼渣組成的組合填料9、由頁巖和細紗組成的組合填料10或由礫石和礦渣組成的組合填料11；填料是濕地植物的生長載體，同時是微生物的附著界面，它對污染物進行截留，并為后續植物的吸收創造良好條件，本發明對河道內水體中含有的污染物種類進行了分析和研究，最終創造性地提出了本發明組合填料，采用本發明組合填料可以提高濕地系統對除磷脫氮的效果，對水體中多種污染物均具有處理效果；

4）在步驟3）鋪設的組合填料上種植濕地植物，構建得到近岸淺灘濕地；其中，所述濕地植物包括由美人蕉和千屈菜組成的濕地植物組合1、由鳳眼蓮和石菖蒲組成的濕地植物組合2、由再力花和睡蓮組成的濕地植物組合3、由慈姑和水芹組成的濕地植物組合4、由梭魚草和荇菜組成的濕地植物組合5、由燈心草和荇菜組成的濕地植物組合6、由粉綠狐尾藻和美人蕉組成的濕地植物組合7、由黃花鳶尾和香蒲組成的濕地植物組合8、由美人蕉和萍逢草組成的濕地植物組合9、由風車草和美人蕉組成的濕地植物組合10、由紙莎草和埃及莎草組成的濕地植物組合11、由水蔥和矮慈姑組成的濕地植物組合12、由水芹和菖蒲組成的濕地植物組合13、由菰和再力花組成的濕地植物組合14、由大薸和王蓮組成的濕地植物組合15、由蘆竹和黃花鳶尾組成的濕地植物組合16或由粉綠狐尾藻和睡蓮組成的濕地植物組合17。這樣的濕地植物組合根系發達，同時在根系分布區有著豐富的微生物，同時植物對這些根際微生物和根系作用起到強化的作用，提高濕地系統對氮磷的吸收能力，使整個生態系統高效運行，最終形成穩定可持續利用的系統，提高系統凈化河水的能力，能夠對水體中多種污染物進行去除處理，克服了現有技術中使用單一植物對污染物的去除比較單一，處理效果不理想的不足之處。

進一步，每一個所述濕地單元的面積為20~100 m²。

作為優化，其特征在于，每一個所述濕地單元的長度為5~10 m。

作為優化，其特征在于，在濕地單元的床體內鋪設組合填料的厚度為0.2~1 m。

作為又一優化，所述河道為河水水質COD為30~100 mg/L，BOD₅為6~30 mg/L，氨氮為1~25 mg/L，總氮為1~30 mg/L，總磷0.2~2 mg/L的河道。

作為進一步優化，調節所述組合填料的堆積密度使河道內水體通過所述濕地單元內組合填料橫截面的平均流速為0.01~5 m/s。這樣可以避免水流流速過大對填料和植物根莖結構造成破壞。

作為再一優化，在河道的兩岸選擇淤泥高度與水面高度相差±0.1~0.4 m的位置進行打樁。這樣選擇打樁位置，可以減少挖方量，避免因工程攬動而引起的底泥再懸浮或污染底泥在遷移過程的擴散，同時提高施工的方便性。

作為優化，濕地單元的外形呈矩形、平行四邊形、三角形、半圓形、半橢圓形、梯形、扇形、月牙形或波浪形。

作為優化，采用圓木進行打樁，所述圓木直徑50~150 mm，長度1~4 m，且圓木打樁深度為0.5~2 m。選用這樣的圓木進行打樁可以增強濕地系統的穩定性，并防止河岸侵蝕、維持河岸穩定，起到固坡護坡的作用。

相比現有技術，本發明具有如下優點：

1、本發明中在河道兩岸優先選擇在淤泥高度與水面高度相差±0.1—0.4 m的位置打樁，相比傳統河道人工濕地，這樣選擇打樁位置，可以減少挖方量，實現對河道底泥的原位修復，避免因工程攬動而引起的底泥再懸浮或污染底泥在遷移過程的擴散，同時減少投資、降低成本，且提高施工的方便性。

2、本發明中采用圓木打樁，相比沒有打樁的傳統河道人工濕地，提高了濕地的穩定性、增加濕地的壽命，同時具有防止河岸侵蝕、維持河岸穩定，形成河濱緩沖帶的作用。

3、本發明中在木樁外側堆積一定邊長和堆積高度的塊石，減輕水流對木樁的沖擊，增強了木樁的強度，起到侵蝕防護的作用。

4、本發明控制了同側河岸相鄰濕地單元的間距和異側河岸相鄰濕地單元的間距，一方面防止了濕地對河流正常水力流動的影響，同時提高了濕地對河水的處理能力和效率，達到最好的處理效果。

5、傳統河道人工濕地直接在濕地河床上種植濕地植物；本發明在濕地河床上鋪設組合填料，利用組合填料上微生物數量大、生物膜密集，水處理能力強、適應能力強的特點，增強濕地對污染物的截留能力，為后續植物的吸收創造更好的條件，增多微生物和酶的數量及種類，提高濕地系統對除磷脫氮的效果。

6、本發明中濕地植物采用濕地植物的優化組合，不同濕地植物對污染物有不同的去除效果，采用濕地植物的優化組合，提高了對氮磷的凈化效果，使整個生態系統高效運行，最終形成穩定可持續利用的系統，相比只種植單一植物的傳統河道濕地植物，提高了系統凈化河水的能力。

說明書附圖

圖1為本發明用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地俯視圖；

圖2為本發明用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地河道剖面圖；

圖3為本發明用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地A截面圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例和說明書附圖對本發明作進一步詳細說明。本實施案例在以本發明技術為前提下進行實施，現給出詳細的實施方式和具體的操作過程來說明本發明具有創造性，但本發明的保護范圍不限于以下的實施例。

參見圖1~3，下述實施例用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地在硬質駁岸河道兩岸1上選址，在選址處用圓木2打樁形成木樁4，在木樁和河道內圍合成濕地單元3，在木樁靠近河道的一側外部堆砌塊石5，在濕地單元3床體上鋪設填料，在填料上種植濕地植物6.

實施例1：

一種用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地構建方法，采用如下步驟構建：

1）在河道兩岸選擇在淤泥高度與水面高度相差+0.2 m的位置用圓木打樁，使木樁與河岸圍合濕地單元的外形呈矩形，濕地單元的長度為6 m，面積為24 mm²，濕地單元垂直于河岸的最大寬度占河道寬度的10%，同側河岸相鄰濕地單元的間距為4倍河道平灘寬度，異側河岸相鄰濕地單元的間距為2倍河道平灘寬度；

2）待步驟1）結束后，在木樁外側堆積的塊石邊長為200 mm，在木樁外側堆積塊石的總高度低于水面0.2 m；

3）待步驟2）結束后，在木樁濕地床體上鋪設填料厚0.5 m的組合填料，填料組合為生物陶粒和細紗；

4）待步驟3）結束后，將濕地植物美人蕉和千屈菜種植在填料上，即得1#近岸淺灘濕地。

實施例2：

一種用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地構建方法，采用如下步驟構建：

1）在河道兩岸選擇在淤泥高度與水面高度相差-0.1 m的位置用圓木打樁，使木樁與河岸圍合濕地單元的外形呈半橢圓形，濕地單元的長度為8 m，面積為50 mm²，濕地單元垂直于河岸的最大寬度為河道寬度的15%，同側河岸相鄰濕地單元的間距為6倍河道平灘寬度，異側河岸相鄰濕地單元的間距為3倍河道平灘寬度；

2）待步驟1）結束后，在木樁外側堆積的塊石邊長為300 mm，在木樁外側堆積塊石的總高度低于水面0.2 m；

3）待步驟2）結束后，在木樁濕地床體上鋪設填料厚0.8 m的組合填料，填料組合為粉煤灰和細磚屑；

4）待步驟3）結束后，將濕地植物黃花鳶尾和香蒲種植在填料上，即得2#近岸淺灘濕地。

實施例3：

一種用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地構建方法，采用如下步驟構建：

1）在河道兩岸選擇在淤泥高度與水面高度相差+0.3 m的位置用圓木打樁，使木樁與河岸圍合濕地單元的外形呈波浪形等，濕地單元的長度為7 m，面積為80 mm²，濕地單元垂直于河岸的最大寬度不大于河道寬度的16%，同側河岸相鄰濕地單元的間距為7倍河道平灘寬度，異側河岸相鄰濕地單元的間距為4倍河道平灘寬度；

2）待步驟1）結束后，在木樁外側堆積的塊石邊長為260 mm，在木樁外側堆積塊石的總高度低于水面0.1 m；

3）待步驟2）結束后，在木樁濕地床體上鋪設填料厚0.6 m的組合填料，填料組合為沸石和石灰石；

4）待步驟3）結束后，將濕地植物水蔥和矮慈姑種植在填料上，即得3#近岸淺灘濕地。

實施例4：

一種用于硬質駁岸河道的近岸淺灘濕地構建方法，采用如下步驟構建：

1）在河道兩岸選擇在淤泥高度與水面高度相差-0.2 m的位置用圓木打樁，使木樁與河岸圍合濕地單元的外形呈月牙形，濕地單元的長度為9 m，面積為68 mm²，濕地單元垂直于河岸的最大寬度不大于河道寬度的10%，同側河岸相鄰濕地單元的間距為15倍河道平灘寬度，異側河岸相鄰濕地單元的間距為8倍河道平灘寬度；

2）待步驟1）結束后，在木樁外側堆積的塊石邊長為240 mm，在木樁外側堆積塊石的總高度低于水面0.2 m；

3）待步驟2）結束后，在木樁濕地床體上鋪設填料厚0.7 m的組合填料，填料組合為蛭石和鋼渣；

4）待步驟3）結束后，將濕地植物菰和再力花種植在填料上，4#近岸淺灘濕地。

上述實施例中在濕地河床上鋪設組合填料，利用組合填料上微生物數量大、生物膜密集，水處理能力強、適應能力強的特點，增強濕地對污染物的截留能力，為后續植物的吸收創造更好的條件，增多微生物和酶的數量及種類，提高濕地系統對除磷脫氮的效果；濕地植物采用濕地植物的優化組合，不同濕地植物對污染物有不同的去除效果，采用濕地植物的優化組合，提高了對氮磷的凈化效果，使整個生態系統高效運行，最終形成穩定可持續利用的系統，相比只種植單一植物的傳統河道濕地植物，對水體中多種污染物都具有良好的處理效果，提高了系統凈化河水的能力。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。