[發明專利]一種直線式渠化河道的自適應性生態修復方法

在審

• 申請號: 201811033501.4
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN108930247A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 趙進勇;于子鋮;王琦;彭文啟;張晶;張愛靜;翟正麗
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: E02B3/02
• 分類號: E02B3/02
• 代理公司: 北京金咨知識產權代理有限公司 11612
• 代理人: 嚴業福;呂曉陽

本發明提供了一種直線式渠化河道的自適應性生態修復方法。所述自適應性生態修復方法包括：基于所述直線式渠化河道的河相關系，利用深槽偏移比來確定河道的深潭中心位置；基于所述河相關系，利用統計公式或經驗公式確定河道內的深潭?淺灘序列的間距和個數；根據確定的深潭中心位置，按照所述深潭?淺灘序列的間距確定下一個深潭中心位置，并將確定的兩個深潭中心位置之間的中心處確定為淺灘位置；在確定的深潭中心位置和淺灘位置處分別進行深潭和淺灘的結構設計。與常規的河道治理相比，本發明的方法主要有以下特點及優勢：維持河道穩定性；維持生態系統的平衡；增加地貌多樣性；為生物多樣性提供自然基礎；豐富河流自然景觀。

技術領域

本發明涉及生態型河道技術，特別涉及一種直線式渠化河道的自適應性生態修復方法。

背景技術

以防洪為目的開展的河道整治，對河道的平面形態進行了改造，將河道形態直線化，即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線型和河床材料的硬質化。渠化河道改變了急流與緩流相間、深潭淺灘交錯的格局，造成生境的異質性降低。因此，應將渠化河流恢復成蜿蜒性河流。蜿蜒性河流包含有多種空間異質性的地貌單元，對于穩定河流物理結構和維持生態系統具有重要意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種直線式渠化河道的自適應性生態修復方法，以使之前被人工渠化的河道最終恢復成自然的蜿蜒形態。

根據本發明的一個方面，提供一種直線式渠化河道的自適應性生態修復方法。所述自適應性生態修復方法包括以下步驟：基于所述直線式渠化河道的河相關系，利用深槽偏移比來確定河道的深潭中心位置；基于所述河相關系，利用統計公式或經驗公式確定河道內的深潭-淺灘序列的間距和個數；根據確定的深潭中心位置，按照所述深潭-淺灘序列的間距確定下一個深潭中心位置，并將確定的兩個深潭中心位置之間的中心處確定為淺灘位置；在確定的深潭中心位置和淺灘位置處分別構建深潭和淺灘。

在本發明的一種改進實施方式中，所述深槽偏移比為彎曲頂點和最大沖刷深度位置之間的河流長度與所述彎曲頂點和下游拐點之間的河流長度之比。

在本發明的一種改進實施方式中，所述統計公式為：

式中，L_r為沿河流的兩個相鄰淺灘或兩個相鄰深潭之間的距離，以米為單位；d為河床材料顆粒的直徑，以毫米為單位；下標r和p分別為淺灘和深潭的材料；ω為河流平均寬度，以米為單位；S為河段平均坡降。

在本發明的一種改進實施方式中，所述經驗公式是：沿河流的兩個相鄰淺灘或兩個相鄰深潭之間的距離為發生漫灘流量時河面寬度的5～7倍。

在本發明的一種改進實施方式中，在確定的深潭中心位置和淺灘位置處分別進行深潭和淺灘的結構設計的步驟包括：開挖所述直線式渠化河道的深潭位置處的硬質材料，并將所述硬質材料移至淺灘位置處，作為淺灘底質。

在本發明的一種改進實施方式中，在確定的深潭中心位置和淺灘位置處分別構建深潭和淺灘的步驟還包括：在淺灘的所述硬質材料上再鋪設粒徑大于等于特征粒徑D_c的卵石和塊石，并將粒徑小于所述特征粒徑D_c的卵石和塊石鋪設在深潭處，其中，所述特征粒徑D_c是根據Isbash公式確定的。

在本發明的一種改進實施方式中，在確定的深潭中心位置和淺灘位置處分別構建深潭和淺灘的步驟還包括：根據河道縱比降，在淺灘位置處布置高度為30cm的淺灘結構，并且使得頂高程的連線坡度與河道坡降一致。

在本發明的一種改進實施方式中，所述淺灘的上游面坡度為1:4，并且，所述淺灘的下游面坡度為1:10至1:20。

在本發明的一種改進實施方式中，所述深潭的深度低于河道縱比降30cm，并且，所述深潭在水深大于0.3m的所有流量條件下，比相鄰的淺灘斷面窄25％。