本發(fā)明涉及一種河道生態(tài)減滲的方法，屬于河道治理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

河流是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是地球生命的重要支持系統(tǒng)，為動(dòng)植物的生存和發(fā)展提供了基礎(chǔ)，是生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性、系統(tǒng)連續(xù)性、生態(tài)穩(wěn)定性的保障，也是人類不可或缺的生命線。目前，河流生命健康狀態(tài)已經(jīng)得到世界各國(guó)的廣泛重視，河流生態(tài)修復(fù)需求越來(lái)越大。河流水量的多少和有無(wú)則成為干旱地區(qū)河流生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵。水是河流生命健康及發(fā)揮其生態(tài)功能的決定性因子。我國(guó)北方大部分城市干旱缺水，河流水量小甚至干涸，難以滿足河流生態(tài)修復(fù)需求。針對(duì)干旱地區(qū)有限的水資源量，砂礫石河流生態(tài)修復(fù)工程中對(duì)河道進(jìn)行減滲處理是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目前，用于河道減滲的材料和措施大致有以下幾種：1、混凝土，一般采用現(xiàn)澆或是與塊石、預(yù)制板結(jié)合對(duì)河道進(jìn)行硬護(hù)砌；2、土工膜，直接鋪設(shè)進(jìn)行防滲；3、粘土，鋪設(shè)一定厚度的粘土或膨潤(rùn)土層進(jìn)行防滲；4、膨潤(rùn)土防水毯，直接鋪設(shè)進(jìn)行防滲；前兩者雖能起到較好的防滲效果，但對(duì)河道自然生態(tài)系統(tǒng)存在不良影響，有損水相、土壤相、氣相和生物相的相互聯(lián)系，破壞了河流自然生態(tài)系統(tǒng)，河水失去自凈能力，水質(zhì)惡化加快；第三種材料相對(duì)前兩者對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)影響略小，但在河道中增加了一些難降解的異物層，與自然河道不太協(xié)調(diào)，同時(shí)，一旦受洪水沖刷可能會(huì)被成片掀起；第四種材料粘土層防滲則生態(tài)效果良好，但膨潤(rùn)土防水毯減滲基本是無(wú)法恢復(fù)的，且會(huì)隔斷減滲層上下微生物等的遷移，從而導(dǎo)致減滲層以下包氣帶凈污能力大幅度降低。因此，迫切需要一種不會(huì)破壞河流自然生態(tài)系統(tǒng)，不會(huì)使得水質(zhì)惡化的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)傳統(tǒng)的河道減滲方法對(duì)河道自然生態(tài)系統(tǒng)存在不良影響，有損水相、土壤相、氣相和生物相的相互聯(lián)系，破壞了河流自然生態(tài)系統(tǒng)，使得河水失去自凈能力，加快水質(zhì)惡化的問(wèn)題，提供了一種河道生態(tài)減滲的方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種河道生態(tài)減滲的方法，其特征在于具體生態(tài)減滲方法為：

（1）取竹齡為3～5年的竹子，取竹子的主干，并使用竹子的主干制備成高為25～30cm的竹筒，將竹筒浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的雙氧水中，浸泡5～6h，隨后將竹筒取出，自然晾曬2～3天；

（2）將晾曬后的竹筒放入管式炭化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以5℃/min升溫至170～180℃，保溫70～90min，再以3℃/min升溫至430～470℃，保溫炭化8～12h，自然冷卻至室溫，收集炭化竹筒，備用；

（3）按質(zhì)量比6:7:2～6:7:4，將蛭石、飯麥?zhǔn)昂Ｅ菔湃肽肽C(jī)中進(jìn)行碾磨，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒，將過(guò)篩顆粒與過(guò)篩顆粒質(zhì)量30～35％的含水量為70～75％池塘淤泥混合均勻，得填充料；

（4）將填充料填滿備用炭化竹筒內(nèi)，使用紗布密封竹筒口，再將密封后的炭化竹筒置于26～30℃下，靜置3～5天后去除紗布，隨后對(duì)炭化竹筒進(jìn)行自然晾曬至炭化竹筒內(nèi)的填充料含水量為25～30％，得處理柱；

（5）清理開(kāi)挖后的河道表面，再在清理后的河道表面鋪設(shè)一層厚度為5～8cm粒徑小于3mm的細(xì)沙并壓實(shí)，再將上述處理柱布滿細(xì)沙表面上，同時(shí)使用粒徑小于3mm的細(xì)沙填充至處理柱間的間隙內(nèi)；

（6）在上述處理柱間的間隙被填充后進(jìn)行平整夯實(shí)，隨后使用保護(hù)顆粒鋪設(shè)于處理柱上，鋪設(shè)后度為45～55cm，再使用振動(dòng)碾均勻壓實(shí)，即可完成河道生態(tài)減滲。

所述步驟（5）粒徑小于3mm的細(xì)沙是河道土沙篩選而得。

所述步驟（6）保護(hù)顆粒為按質(zhì)量比1:3:6，將蒙脫石、硅藻土及河卵石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，再過(guò)100目篩，收集過(guò)篩顆粒，即可得保護(hù)顆粒。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明采用的材料都是天然物質(zhì)，與河道的相容性好，不易破壞水相、土壤相、氣相和生物相的相互聯(lián)系，同時(shí)利用碳化的竹筒對(duì)有害物進(jìn)行吸附，利用填充料減緩水流下滲速度，凈化水質(zhì)，再使用保護(hù)顆粒在凈化水質(zhì)的時(shí)，提高水的自凈能力；

（2）本發(fā)明中充分利用自制的處理柱對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化，提高了水的潔凈度，保護(hù)了河流生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展；

（3）本發(fā)明對(duì)河水的減滲效果好，滿足了河水生態(tài)減滲要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

處理柱的制備：取竹齡為3～5年的竹子，取竹子的主干，并使用竹子的主干制備成高為25～30cm的竹筒，將竹筒浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的雙氧水中，浸泡5～6h，隨后將竹筒取出，自然晾曬2～3天；將晾曬后的竹筒放入管式炭化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以5℃/min升溫至170～180℃，保溫70～90min，再以3℃/min升溫至430～470℃，保溫炭化8～12h，自然冷卻至室溫，收集炭化竹筒；再按質(zhì)量比6:7:2～6:7:4，將蛭石、飯麥?zhǔn)昂Ｅ菔湃肽肽C(jī)中進(jìn)行碾磨，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒，將過(guò)篩顆粒與過(guò)篩顆粒質(zhì)量30～35％的含水量為70～75％池塘淤泥混合均勻，得填充料；將填充料填滿炭化竹筒內(nèi)，使用紗布密封竹筒口，再將密封后的炭化竹筒置于26～30℃下，靜置3～5天后去除紗布，隨后對(duì)炭化竹筒進(jìn)行自然晾曬至炭化竹筒內(nèi)的填充料含水量為25～30％，得處理柱。

河道生態(tài)減滲：清理開(kāi)挖后的河道表面，在清理后的河道表面鋪設(shè)一層厚度為5～8cm粒徑小于3mm的細(xì)沙并壓實(shí)，再將處理柱布滿細(xì)沙表面上，同時(shí)使用粒徑小于3mm的細(xì)沙填充至處理柱間的間隙內(nèi)；在處理柱間的間隙被填充后進(jìn)行平整夯實(shí)，隨后使用保護(hù)顆粒鋪設(shè)于處理柱上，鋪設(shè)后度為45～55cm，再使用振動(dòng)碾均勻壓實(shí)，即可完成河道生態(tài)減滲。其中粒徑小于3mm的細(xì)沙是河道土沙篩選而得。保護(hù)顆粒為按質(zhì)量比1:3:6，將蒙脫石、硅藻土及河卵石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，再過(guò)100目篩，收集過(guò)篩顆粒，即可得保護(hù)顆粒。

空白對(duì)照例：首先以膨潤(rùn)土防水毯為主要減滲材料，直接鋪設(shè)于夯實(shí)平整、無(wú)坑洼積水的河道基層表面，再鋪設(shè)土工膜即可。鋪設(shè)前河道的滲透系數(shù)為3.5×10^-5cm/s，而鋪設(shè)后15天，河道的滲透系數(shù)為1.5×10^-6cm/s，水中的磷的含量由2.1mg/l提高至2.5mg/l，水中總氮的含量從24mg/l提高至27mg/l，降低了河水自凈化能力。

實(shí)例1

處理柱的制備：取竹齡為5年的竹子，取竹子的主干，并使用竹子的主干制備成高為30cm的竹筒，將竹筒浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的雙氧水中，浸泡6h，隨后將竹筒取出，自然晾曬3天；將晾曬后的竹筒放入管式炭化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以5℃/min升溫至180℃，保溫90min，再以3℃/min升溫至470℃，保溫炭化12h，自然冷卻至室溫，收集炭化竹筒；再按質(zhì)量比6:7:4，將蛭石、飯麥?zhǔn)昂Ｅ菔湃肽肽C(jī)中進(jìn)行碾磨，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒，將過(guò)篩顆粒與過(guò)篩顆粒質(zhì)量35％的含水量為75％池塘淤泥混合均勻，得填充料；將填充料填滿炭化竹筒內(nèi)，使用紗布密封竹筒口，再將密封后的炭化竹筒置于30℃下，靜置5天后去除紗布，隨后對(duì)炭化竹筒進(jìn)行自然晾曬至炭化竹筒內(nèi)的填充料含水量為30％，得處理柱。

河道生態(tài)減滲：清理開(kāi)挖后的河道表面，在清理后的河道表面鋪設(shè)一層厚度為5cm粒徑小于3mm的細(xì)沙并壓實(shí)，再將處理柱布滿細(xì)沙表面上，同時(shí)使用粒徑小于3mm的細(xì)沙填充至處理柱間的間隙內(nèi)；在處理柱間的間隙被填充后進(jìn)行平整夯實(shí)，隨后使用保護(hù)顆粒鋪設(shè)于處理柱上，鋪設(shè)后度為55cm，再使用振動(dòng)碾均勻壓實(shí)，即可完成河道生態(tài)減滲。其中粒徑小于3mm的細(xì)沙是河道土沙篩選而得。保護(hù)顆粒為按質(zhì)量比1:3:6，將蒙脫石、硅藻土及河卵石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，再過(guò)100目篩，收集過(guò)篩顆粒，即可得保護(hù)顆粒。

首先將滲透系數(shù)為2×10^-5cm/s的河道進(jìn)行抽水，將河道中的水排出，再利用實(shí)例1中的減滲方法對(duì)該河道進(jìn)行減滲處理，治理結(jié)束后，對(duì)河道進(jìn)行注水，10天后，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，該河道的滲透系數(shù)為2×10^-8cm/s，水中磷的含量從2.5mg/l降低至0.45mg/l，水中總氮的含量從29mg/l降低至13mg/l。

實(shí)例2

處理柱的制備：取竹齡為3年的竹子，取竹子的主干，并使用竹子的主干制備成高為25cm的竹筒，將竹筒浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的雙氧水中，浸泡5h，隨后將竹筒取出，自然晾曬2天；將晾曬后的竹筒放入管式炭化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以5℃/min升溫至170℃，保溫70min，再以3℃/min升溫至430℃，保溫炭化8h，自然冷卻至室溫，收集炭化竹筒；再按質(zhì)量比6:7:2，將蛭石、飯麥?zhǔn)昂Ｅ菔湃肽肽C(jī)中進(jìn)行碾磨，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒，將過(guò)篩顆粒與過(guò)篩顆粒質(zhì)量30％的含水量為70％池塘淤泥混合均勻，得填充料；將填充料填滿炭化竹筒內(nèi)，使用紗布密封竹筒口，再將密封后的炭化竹筒置于26℃下，靜置3天后去除紗布，隨后對(duì)炭化竹筒進(jìn)行自然晾曬至炭化竹筒內(nèi)的填充料含水量為25％，得處理柱。

河道生態(tài)減滲：清理開(kāi)挖后的河道表面，在清理后的河道表面鋪設(shè)一層厚度為5cm粒徑小于3mm的細(xì)沙并壓實(shí)，再將處理柱布滿細(xì)沙表面上，同時(shí)使用粒徑小于3mm的細(xì)沙填充至處理柱間的間隙內(nèi)；在處理柱間的間隙被填充后進(jìn)行平整夯實(shí)，隨后使用保護(hù)顆粒鋪設(shè)于處理柱上，鋪設(shè)后度為45cm，再使用振動(dòng)碾均勻壓實(shí)，即可完成河道生態(tài)減滲。其中粒徑小于3mm的細(xì)沙是河道土沙篩選而得。保護(hù)顆粒為按質(zhì)量比1:3:6，將蒙脫石、硅藻土及河卵石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，再過(guò)100目篩，收集過(guò)篩顆粒，即可得保護(hù)顆粒。

首先將滲透系數(shù)為1.73×10^-6cm/s的河道進(jìn)行抽水，將河道中的水排出，再利用實(shí)例2中的減滲方法對(duì)該河道進(jìn)行減滲處理，治理結(jié)束后，對(duì)河道進(jìn)行注水，15天后，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，河道中水的滲透系數(shù)為1×10^-8cm/s，水中磷的含量從2.4mg/l降低至0.4mg/l，水中總氮的含量從27mg/l降低至12mg/l。

實(shí)例3

處理柱的制備：取竹齡為4年的竹子，取竹子的主干，并使用竹子的主干制備成高為27cm的竹筒，將竹筒浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的雙氧水中，浸泡6h，隨后將竹筒取出，自然晾曬2天；將晾曬后的竹筒放入管式炭化爐中，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)，以5℃/min升溫至175℃，保溫80min，再以3℃/min升溫至440℃，保溫炭化10h，自然冷卻至室溫，收集炭化竹筒；再按質(zhì)量比6:7:3，將蛭石、飯麥?zhǔn)昂Ｅ菔湃肽肽C(jī)中進(jìn)行碾磨，過(guò)150目篩，收集過(guò)篩顆粒，將過(guò)篩顆粒與過(guò)篩顆粒質(zhì)量32％的含水量為72％池塘淤泥混合均勻，得填充料；將填充料填滿炭化竹筒內(nèi)，使用紗布密封竹筒口，再將密封后的炭化竹筒置于28℃下，靜置4天后去除紗布，隨后對(duì)炭化竹筒進(jìn)行自然晾曬至炭化竹筒內(nèi)的填充料含水量為27％，得處理柱。

河道生態(tài)減滲：清理開(kāi)挖后的河道表面，在清理后的河道表面鋪設(shè)一層厚度為7cm粒徑小于3mm的細(xì)沙并壓實(shí)，再將處理柱布滿細(xì)沙表面上，同時(shí)使用粒徑小于3mm的細(xì)沙填充至處理柱間的間隙內(nèi)；在處理柱間的間隙被填充后進(jìn)行平整夯實(shí)，隨后使用保護(hù)顆粒鋪設(shè)于處理柱上，鋪設(shè)后度為50cm，再使用振動(dòng)碾均勻壓實(shí)，即可完成河道生態(tài)減滲。其中粒徑小于3mm的細(xì)沙是河道土沙篩選而得。保護(hù)顆粒為按質(zhì)量比1:3:6，將蒙脫石、硅藻土及河卵石放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，再過(guò)100目篩，收集過(guò)篩顆粒，即可得保護(hù)顆粒。

首先將滲透系數(shù)為3×10^-5cm/s的河道進(jìn)行抽水，將河道中的水排出，再利用實(shí)例3中的減滲方法對(duì)該河道進(jìn)行減滲處理，治理結(jié)束后，對(duì)河道進(jìn)行注水，15天后，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，河道中水的滲透系數(shù)為3×10^-8cm/s，水中磷的含量從2.8mg/l降低至0.5mg/l，水中總氮的含量從30mg/l降低至15mg/l。