[发明专利]一种顺直河道低水蜿蜒生态构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种顺直河道低水蜿蜒生态构建方法，属于河流生态修复技术领域，特别是涉及城市中空间受限顺直河道低水生态构建方法。

背景技术

据估计，全世界大约有60％的河流经过了人工改造，包括筑坝、筑堤、自然河道渠道化、裁弯取直等，在城市中，河道人工改造现象更为突出。顺直河道形态主要存在平面顺直化、断面规则化等特点，这种河道形态的不合理性导致了自然水文条件及河流地貌特征的单一化。平面上顺直化导致无法形成自然条件下河流蜿蜒形态，也不存在多样化的流速带；而断面上的几何规则化，也无法构建深槽、浅滩交错的多样性格局。这些因素的不足导致了河流生境异质性的降低，生物栖息环境的破坏，其后果是生物多样性的下降，河流生态系统的退化。

随着人们认识到顺直河道不利于生态环境的维护，已开始对一些顺直河流进行了生态改造，以恢复其原有的自然蜿蜒特性。目前主要是通过在大范围内修复作业将已被直线化的河道直接改变成蜿蜒形态。其中一个比较典型的例子就是美国基西米河生态修复工程，在其下游二级回填工程中，回填部分被渠化的河道，重新开挖渠化工程中被回填掉的河道，与部分残余河道连接形成蜿蜒形态，恢复到渠化前的自然状态。然而，一般情况下城市顺直河道空间拓展受限，难以直接进行大尺度改变河道形态来形成平面上的蜿蜒性；此外，城市顺直河道虽然一般以防洪为主，但是洪水持续时间较短，一年中大部分时段内都处于低水状态，不能为了短期的防洪目标就牺牲了顺直河道长期的生态效益。针对宽度受限、短期防洪为主的城市顺直河道，如何构建其蜿蜒形态已成为亟待解决的问题。目前，在这方面鲜有研究，因此，解决城市顺直河道蜿蜒性构建问题具有重要的现实意义。

发明内容

本发明针对上述问题提供了顺直河道低水蜿蜒生态构建方法。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的一种顺直河道低水蜿蜒生态构建方法，步骤如下：

步骤一：分析顺直河道由于平面顺直化、断面规则化而带来的生态问题；分析待修复顺直河道的特点，如果是宽度受限、短期防洪为主，则应主要通过在两岸交错布置低矮的生态构造物来构建低水蜿蜒形态；

步骤二：对待修复顺直河进行调查，获取河道低水蜿蜒性水文资料；根据河道的生态景观要求，依据已有研究成果确定相应的设计水位与设计流量；

步骤三：根据步骤二得到的设计水位或设计流量，由河相关系中河宽与水深或流量的关系确定蜿蜒性设计河宽。

步骤四：根据步骤三得出的设计河宽，由河道蜿蜒形态特征值与河宽的经验公式计算低水构建蜿蜒形态特征值，确定弯曲半径R、蜿蜒波长L_m、摆幅T_m以及过渡段长度L等特征值。

步骤五：根据步骤三、步骤四得到的设计参数，分别由设计水位或设计流量确定生态构造物高程，由设计河宽确定生态构造物伸入河道的长度，由蜿蜒形态特征值确定生态构造物的总体布置形式；在设置生态构造物的初期需采用负反馈调节与维护，持久稳定地形成低水蜿蜒流动状态。

本发明所述的顺直河道低水蜿蜒生态构建方法，步骤二中低水蜿蜒生态构建的设计水位在枯水位以上、中水位以下区间内，可由最小景观水位或平滩水位来确定；设计流量可由生态需水量、生态基流、最小景观流量或第二造床流量来给定。

本发明所述的顺直河道低水蜿蜒生态构建方法，所述的步骤三中得到设计水位时，通过下列公式计算得到河宽

B/h=ξ]]>

本发明所述的顺直河道低水蜿蜒生态构建方法，所述的步骤三中得到设计流量时，通过下列公式得到河宽与流量关系

B＝aQ^b

本发明所述的顺直河道低水蜿蜒生态构建方法，所述步骤四通过如下公式计算得到主要蜿蜒形态特征值；步骤二、三、四均是提供一种参数的确定方法，其目的就是指导生态构造物的布置，共同构成低水蜿蜒生态修复的方法。

L_m＝(10～14)B，

R＝(3～5)B，

L＝(1～5)B，

T_m＝(4～5)B