[发明专利]一种直线式渠化河道的自适应性生态修复方法

说明书

本发明提供了一种直线式渠化河道的自适应性生态修复方法。所述自适应性生态修复方法包括：基于所述直线式渠化河道的河相关系，利用深槽偏移比来确定河道的深潭中心位置；基于所述河相关系，利用统计公式或经验公式确定河道内的深潭‑浅滩序列的间距和个数；根据确定的深潭中心位置，按照所述深潭‑浅滩序列的间距确定下一个深潭中心位置，并将确定的两个深潭中心位置之间的中心处确定为浅滩位置；在确定的深潭中心位置和浅滩位置处分别进行深潭和浅滩的结构设计。与常规的河道治理相比，本发明的方法主要有以下特点及优势：维持河道稳定性；维持生态系统的平衡；增加地貌多样性；为生物多样性提供自然基础；丰富河流自然景观。

技术领域

本发明涉及生态型河道技术，特别涉及一种直线式渠化河道的自适应性生态修复方法。

背景技术

以防洪为目的开展的河道整治，对河道的平面形态进行了改造，将河道形态直线化，即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线型和河床材料的硬质化。渠化河道改变了急流与缓流相间、深潭浅滩交错的格局，造成生境的异质性降低。因此，应将渠化河流恢复成蜿蜒性河流。蜿蜒性河流包含有多种空间异质性的地貌单元，对于稳定河流物理结构和维持生态系统具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种直线式渠化河道的自适应性生态修复方法，以使之前被人工渠化的河道最终恢复成自然的蜿蜒形态。

根据本发明的一个方面，提供一种直线式渠化河道的自适应性生态修复方法。所述自适应性生态修复方法包括以下步骤：基于所述直线式渠化河道的河相关系，利用深槽偏移比来确定河道的深潭中心位置；基于所述河相关系，利用统计公式或经验公式确定河道内的深潭-浅滩序列的间距和个数；根据确定的深潭中心位置，按照所述深潭-浅滩序列的间距确定下一个深潭中心位置，并将确定的两个深潭中心位置之间的中心处确定为浅滩位置；在确定的深潭中心位置和浅滩位置处分别构建深潭和浅滩。

在本发明的一种改进实施方式中，所述深槽偏移比为弯曲顶点和最大冲刷深度位置之间的河流长度与所述弯曲顶点和下游拐点之间的河流长度之比。

在本发明的一种改进实施方式中，所述统计公式为：

式中，L_r为沿河流的两个相邻浅滩或两个相邻深潭之间的距离，以米为单位；d为河床材料颗粒的直径，以毫米为单位；下标r和p分别为浅滩和深潭的材料；ω为河流平均宽度，以米为单位；S为河段平均坡降。

在本发明的一种改进实施方式中，所述经验公式是：沿河流的两个相邻浅滩或两个相邻深潭之间的距离为发生漫滩流量时河面宽度的5～7倍。

在本发明的一种改进实施方式中，在确定的深潭中心位置和浅滩位置处分别进行深潭和浅滩的结构设计的步骤包括：开挖所述直线式渠化河道的深潭位置处的硬质材料，并将所述硬质材料移至浅滩位置处，作为浅滩底质。

在本发明的一种改进实施方式中，在确定的深潭中心位置和浅滩位置处分别构建深潭和浅滩的步骤还包括：在浅滩的所述硬质材料上再铺设粒径大于等于特征粒径D_c的卵石和块石，并将粒径小于所述特征粒径D_c的卵石和块石铺设在深潭处，其中，所述特征粒径D_c是根据Isbash公式确定的。

在本发明的一种改进实施方式中，在确定的深潭中心位置和浅滩位置处分别构建深潭和浅滩的步骤还包括：根据河道纵比降，在浅滩位置处布置高度为30cm的浅滩结构，并且使得顶高程的连线坡度与河道坡降一致。

在本发明的一种改进实施方式中，所述浅滩的上游面坡度为1:4，并且，所述浅滩的下游面坡度为1:10至1:20。

在本发明的一种改进实施方式中，所述深潭的深度低于河道纵比降30cm，并且，所述深潭在水深大于0.3m的所有流量条件下，比相邻的浅滩断面窄25％。