一种用于城市河道生态修复的河岸带构造及其修复方法与流程

1.本发明属于城市河道生态修复技术领域，具体涉及一种用于城市河道生态 修复的河岸带构造及其修复方法。


背景技术：

2.随着我国城市化进程的快速推进和城市人口的急剧增加，大量的生活污水 产生了。虽然生活污水处理厂的建设降低了城市河道所承受的污染物的负荷， 但还是造成了许多现代城市河道丧失了天然河道具有的自然净化能力和生态系 统的功能，尤其是天然河道作为生物栖息地的功能，成为一种只发挥排水作用 的“死河”。而且严重影响了河流作为城市中作为居民生活环境中一部分所应有 的美感。
3.目前中国对于城市河道治理的理念大多还仅仅停留于恢复河道排水、自净能力， 以及提升河流的观感层面的效果。并且在治理过程中，普遍采用“工程化”的 治理模式，过渡追求“短、平、快”，大量使用混凝土、浆砌块石等建筑材料固 化驳岸，占据了原本属于河道生物的生态位，破坏了河岸带的栖息地，给河流 的生态恢复造成了严重后果。这其实已经落后于发达国家对于城市河道治理的 理念。以美国为例，美国曾花费了20年的时间治理五大湖流域，在治理湖泊和 河流的进程中，其治理理念也发生了重大变化，从当初的纯粹为了净化水质， 使其满足生活饮用水水源地的功能，到如今的追求湖泊的水生生态恢复和作为 水生动植物栖息地的功能。其所采取的措施包括拆除限制河流自然流动以及鱼 类回游的大坝、构建鱼类回游通道、提升河流蜿蜒度、提高河流断面复杂性、 恢复河流水生和陆生植物等方面。加拿大、新西兰等国家在城市河道治理方面 也采取了多种措施提高城市河流生物多样性和生态系统的功能，如在河流中心 建立人类活动难以干扰的人工岛，作为鸟类、两栖类、爬行类生物的栖息地。 以及扩大部分河道断面，使其形成小型湿地，提升了其生物容量。
4.现代化的城市河道治理理念不仅仅在于净化河道水质，亦或是从视觉、嗅 觉等感官层面上提升河流的美感，而在于真正恢复城市河道作为城市生态系统 一部分的功能，使河道恢复自然状态下作为动植物栖息地的功能，提升生物多 样性，使人与自然和谐相处。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于城市 河道生态修复的河岸带构造及其修复方法，可分别从净化河道水质、恢复河道 生物多样性、还原河岸带自然景观构造和提升护岸及河道边坡稳定性五个方面 恢复并形成稳定的河道生态系统和自然型景观。该技术主要从提升河岸带作为 河道水生、湿生以及陆生动植物的栖息地的功能，提升并恢复河道生物多样性 的角度进行河岸带的改造，能够从本质上提高河道生态完整性和可持续性，发 挥河道生态系统自我恢复的功能。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.设计一种用于城市河道生态修复的河岸带构造，包括河道深水区域，以及 分布在
所述河道深水区域两侧的河道浅水区域、河漫滩区域和河道边坡；
8.所述河漫滩区域和河道边坡之间设有护岸带，护岸带用于保护河道边坡稳 定的护坡构造，其宽度一般为0.4～1m；河道边坡是路堤道路边缘至护岸的斜坡 段；
9.所述河道沿流向平面方向上设有多处河道弯曲点，所述河道弯曲点由相互 对应的凸边河岸和凹边河岸组成，河道弯曲点恢复河道的天然的蜿蜒属性，
10.所述河道沿流向断面方向设有深潭和挑流坝，所述深潭位于挑流坝的同侧 下游，且沿河道两侧方向分布，所述深潭与河道浅水区域形成深潭
‑
浅滩序列构 造；
11.所述河道深水区域、河道浅水区域和河漫滩区域在河底基质层改变方面， 利用块石、大颗粒卵砾石、天然砂和大型木质残体换填单一的河底淤泥基质。
12.进一步的，所述河道深水区域为年平均水深不小于2m的河道区域，河道浅 水区域为年平均水深为0.3～2m的河道区域，河道边坡为年平均水位线以上0.1m 与年平均水深小于0.3m的河道区域。
13.进一步的，所述河道浅水区域和河漫滩区域的宽度占河道宽度不低于40％。
14.进一步的，所述挑流坝呈直角三角形的钢筋混凝土结构，所述挑流坝的上 游边与河道岸边的夹角为55
°
～70
°
，挑流坝的下游边与河道岸边的夹角为20
°ꢀ
～35
°
，挑流坝的斜边与河岸平行，且位于河道浅水区域和河漫滩区域的相交处， 从河道的横断面方向，挑流坝的直角顶点深入至河道浅水区域的20％～40％，挑流 坝的顶面标高应高出河流的年平均水位约0.1～0.3m
15.进一步的，所述深潭离所述挑流坝的距离为2～3m，呈不规则椭圆状，所述 深潭的长轴沿河道长度方向设置，深潭的短轴沿河道宽度方向设置，所述深潭 短轴的宽度覆盖整个所述河道浅水区域和10％～15％的河道深水区域，所述深潭长 轴的长度为整个河道断面宽度的40％～60％。
16.进一步的，所述护岸带为可生物降解编织袋堆砌而成的自然型护岸，编织 袋内填充可种植树木的腐殖土，所述护岸带深入河道边坡的深部不低于1.5m， 宽度为0.4～1m，所述护岸带的顶部应高出与之紧邻的河漫滩区域在20～30cm。 种植的树木选用耐水性较好的树木，如水松、垂柳、水杉等，树龄不小于3年。 可生物降解编织袋应满足在未来的1～2年类被完全生物降解。
17.本发明还提出了一种用于城市河道生态的修复方法，采用所述的用于城市 河道生态修复的河岸带构造，城市河道的生态修复主要包括了河道整体的综合 改造、河道深水、浅水以及河漫滩区域的改造、护岸的改造以及河道边坡的改 造，河道整体的综合改造包括河道平面与断面结构的改造、河道水文的控制与 调节，河道深水、浅水以及河漫滩区域的改造包括河底基质的改变和速生生物 的引进，具体包括如下步骤：
18.步骤一，河道水文的控制与调节，通过工程措施在河流上游建设水库、设 置雨水排口以及处理后的生活污水排口、开挖或利用天然泄洪湖泊调节径流， 控制河道径流量的最大值和最小值不超过年平均径流量的50％，河流中心处水面 1m以下河水流速均值为0.2～0.5m/s，维持具有一定通量且相对稳定的河流径流 量、流速以及相对稳定的河道水深对于保持河道生态系统的稳定具有重要的意 义，主要体现在以下三个方面：
19.1、维持河道水文、水温、do和河道水质的相对稳定，这对于鱼类、水草等 水生动植物的生长繁殖均十分重要；
20.2、维持河漫滩区域的土壤湿度，为生长在河漫滩区域的湿生植物提供稳定 且良好的生长环境；
21.3、为鱼类、底栖无脊椎动物以及两栖动物提供良好的栖息和产卵环境，尤 其对于受精卵的孵化，一定流速且稳定的水流、稳定的水温和较高的do提供了 优质的孵化环境。
22.步骤二，河道平面结构的改造，通过工程措施，填筑的方式构建河道弯曲 点的凸边河岸，开挖的方式构建河道弯曲点的凹边河岸，沿河道方向构建多个 河道弯曲点；
23.步骤三，河道断面结构的改造，通过机械挖掘和水力冲击等措施将河道浅 水区域和河漫滩区域的占比提升至河道全宽的45％～50％，采用机械挖掘的方式构 建深潭，并在深潭同侧的上游建造挑流坝；河道断面结构的改造一方面在于提 升浅水与河漫滩区域的占整个河道宽度的比例，另一方面，通过工程措施恢复 天然河道具有的深潭
‑
浅滩序列构造，研究表明，天然河流中，浅水区域与河漫 滩区域汇集了超过70％的河流生物量。浅水区域是河流生物的主要活动场所，是 鱼类、两栖类、底栖无脊椎动物活动、觅食和产卵的重要场所。河漫滩区域作 为河流水体和河岸的过渡区域，在水域和陆地物质和能量的交换方面发挥着重 要的作用。大量的植物碎屑等有机质、地表径流携带的泥土均通过河漫滩区域 缓慢进入水体中，为河道水体环境的稳定做出了很大的贡献。因此，提升河道 断面中浅水和河漫滩区域的占比对于整个河道栖息地和生态系统的恢复具有重 要作用。挑流坝的作用在于通过调整或限制水流动力轴线，促使河床一定范围 的冲淤，维持人造深潭的结构。
24.步骤四，河底基质的改造，利用块石、大颗粒卵砾石、天然砂和大型木质 残体换填单一的河底淤泥基质；
25.步骤五，速生生物的引进，引进速生生物并构建持续稳定发展的生态系统；
26.步骤六，河道的护岸改造，在河漫滩区域和河道边坡的连接区域以可生物 降解编织袋填充腐殖土的方式构建，并在其中栽种树木形成的自然型的护岸带。 传统的护岸以稳定驳岸为主，大量使用了如浆砌块石、钢筋混凝土等工程材料， 几乎完全隔断了河岸和河道水生环境的物质和能量交流，不利于河道生物栖息 地的构建。而采用生物编织袋填充腐殖土，并在其中栽种树木形成的自然型护 岸，能够保证水陆之间高效的物质和能量交换，包括传递营养物质、过滤雨水、 将木屑和有机物输送到河流中、提供荫蔽、稳定河岸等作用。生物编织袋只提 供护岸前1～2的边坡防护，而随着生物编织袋的生物降解和树木根系的伸长和 盘根错节，最终由树木根系承担起自然型护岸的职责。
27.步骤七，河道边坡的改造，河道边坡以边坡全覆盖的方式种植草本和低矮 灌木绿植，其目的主要是为了减小雨水冲刷对河道边坡的影响，并避免暴雨冲 击致使大量泥沙进入河道，对河道生态系统的稳定造成不利影响。同时，在河 道边坡种植绿植也美化和边坡环境，与河道水生植物、湿生植物一起，共同构 造了多层次的河道景观。
28.步骤八，城市河道生态修复保护，在城市河道生态修复完工后的前三年， 不应在河岸和河道上方建设观赏步道、水中观赏台等设施，以保证人类活动对 河道栖息地恢复的干扰降到最低。后期修建的观赏步道、观赏台等设施尽量采 用木质结构，建设范围距离护岸的水平距离不小于1.5m。中国许多的河道生态 修复案例均重视河道的景观观赏性，因此在河道生态修复改造的同时就修建了 观赏步道、水中观赏台等供市民活动、游赏的设施，并且河道修复工程完工后 就早早地对外开放。但处于恢复早期的河道栖息地无疑是非常脆弱的，修筑沿 河观赏设施的建造活动、建造的观赏设施本身以及游人都可能给河道生态
修复 早期的生物栖息地造成严重的破坏，因此延缓沿河观赏设施的建设以及人类活 动的靠近是十分必要的。
29.进一步的，在步骤二中，所述河道弯曲点的弯曲率为1.5～2.5，并且，每1km 的河道弯曲点不少于3处，当然，河道弯曲点的设置也应与城市规划建设相协 调，对于不便于设置弯曲点的河道，可着重于河道断面结构的改造。蜿蜒的河 流平面形态是河流自然状态的表现，其作用不仅仅是提升河流自然状态下的美 感。蜿蜒的河流平面形态造就了河流沿其流向形成了宽度起伏变化的河道断面 以及河道深潭
‑
浅滩结构。在河道的弯曲点，由于河流流向的强制性改变，造成 了折点凸边一侧河岸的冲击加强，从而河道断面得以拓宽，并且形成了河道下 部的深潭区域。而远离河道弯曲点以及弯曲点凹边一侧河道则形成了对应于深 潭的浅滩区域。拓宽的河道断面使得河水水流速度降低，成为适合鱼类等水生 生物的停驻、栖息的区域。因河流蜿蜒形成的深潭区域也因为水流流速较小、 光照强度低、水温稳定等因素，成为鱼类等水生生物常见的栖息场所。综合来 说，河流蜿蜒性的增加，其作用不仅仅是提升河流自然状态下的美感，更为鱼 类等水生生物提供大面积舒适的栖息地，促进其生长繁衍。
30.进一步的，在步骤四中，所述河底基质层的换填深度为0.5～1m，以质量计， 块石、大颗粒卵砾石、天然砂和大型木质残体的使用量比例一般为5～6：5～6： 2：1，块石和大型木质残体均匀分布，大颗粒卵砾石和天然砂均匀分布于块石 的缝隙间和表面，为防止木质残体漂浮或随河水向下游流动，大型木质残体可 部分压在块石下部并用土工网与块石固定，单块块石的平均质量一般为25～40kg， 大颗粒卵砾石的粒径范围为10～100mm，呈级配分布，天然砂的平均粒径为20～30 目，大型木质残体为长度不小于1m，直径不小于150mm的圆木残体。研究表明， 提升河底物理形态的复杂性能够大大增加河流的生物多样性。将单一淤泥基质 的平坦河底基床换填成块石、大颗粒卵砾石、天然砂和大型木质残体构成的崎 岖不平、构造复杂、充满孔洞的复杂河底基床，大大提升了河床物理形态的复 杂性，其与河道中的水生植物一起，共同为河道中的鱼类、昆虫和底栖无脊椎 动物提供了良好的栖息地和庇护所，尤其为孵化后的鱼苗、虾苗、蝌蚪等处于 幼稚时期的水生生物躲避天敌以及成年水生生物提供良好的躲避场所，提高了 水生生物的繁殖速率。
31.进一步的，在步骤五中，速生生物的引进包括了水生植物、浮游动植物、 底栖无脊椎动物、鱼类以及两栖类动物等类别。对于河道的深水区域，引进的 水生植物为沉水植物，如伊乐藻、四季苦草、狐尾藻等，每个区域内植物均等 比例数量种植，种植密度为10～15株/m2。对于河道的浅水区域，引进的水生植 物为沉水植物与深水区域一致、挺水植物，如荷花、香蒲、芦苇、茨菇等和漂 水植物如睡莲、一叶莲等，种植密度为15～20株/m2。对于河道的河漫滩区域， 以种植湿生植物为主，如黄菖蒲、铜钱草、水芹等，种植密度为10～15株/m2。 浮游动植物可以选择一些漂浮性的藻类，如硅藻、小球藻、蓝藻等和浮游动物， 如轮虫、水蚤、黑壳虾等，投加量分别为湿重5～8kg/km河道以及湿重40～50kg/km 河道。底栖无脊椎动物可选择田螺、河蚌、水蛭、小龙虾、河虾等，投加量为 40～50kg/km河道。鱼类可选择青鱂、鲫鱼、鳑鲏、麦穗鱼、白条鱼等小型本土 鱼类以及鲢鳙等完全以水生浮游动植物为食的大体型鱼类，投加量为湿重 40～50kg/1km河道。两栖动物可选择青蛙和蟾蜍，投加量为湿重5～10kg/km河道。 引进的速生生物应具有环境适应能力强、繁殖能力较强的特点，但注意引进的 速生生物不得对当地生物和环境造成不利影响。引进的速生生物均应是本
土物 种，最好是当地物种，不得引入外来物种，防止造成外来物种入侵。引进的速 生生物应种类齐全，在河道立体空间上合理分布，覆盖河道所有的生态位，并 形成自给自足食物网和系统完善的生态系统。速生生物引进并构建持续稳定发 展的生态系统是本发明提供的河道生态修复技术的核心。上述的河道平面和断 面结构的改造、河道水文的控制与调节以及河底基质的改变，均是为河道引进 的速生生物提供稳定良好的生活环境，促进其快速的生长和繁殖，恢复河道的 生物多样性和生态系统功能。速生生物的引进并构建持续稳定发展的生态系统 对于净化河道水质至关重要。藻类和水生植物能够吸收利用河道水体中的富营 养化物质，而水生动物一般以这些藻类和水生植物为食，构建起了完整的食物 链，能够快速消耗河道中的富营养化盐和有机质，防止河道水体富营养化和有 机物在河底堆积腐化，净化了河道水体。田螺、河蚌等底栖无脊椎动物还能够 分泌具有絮凝作用的天然物质，捕捉水体中细小的颗粒物，提升河道水体透明 度。青鱂、鳑鲏、麦穗鱼等小型鱼类还能以水体中的蚊虫幼虫为食，大大降低 了河流沿岸蚊虫的数量，改善居民的生活环境，降低蚊虫传染病的发生概率。 从河道景观营造方面，速生生物引进造就的稳定的生态系统提高河道水体的透 明度，同时避免了底泥腐化产生的不良气味，提升了河流的整体观感。从河道 深水区至河漫滩的多种类型的水生、湿生植物，营造出了不同层次的天然美感， 具有较高的观赏价值。
32.本发明提出的一种用于城市河道生态修复的河岸带构造及其修复方法，有 益效果在于：
33.(1)、本发明区别于传统的“工程式”河道改造技术，该技术主要从提升 河岸带作为河道水生、湿生以及陆生动植物的栖息地的功能，恢复河道生物多 样性的角度，能够从本质上提高河道生态完整性和可持续性，恢复河道自然生 态系统的功能。
34.(2)、本发明涉及河道平面、断面、深水、浅水、河漫滩、护岸和河道边 坡的全方位综合改造，构造起河道全长和全断面区域的河道生物栖息地。
35.(3)、本发明采取多种河道改造手段，为河道引进的速生生物提供稳定良 好的生活环境，促进其快速的生长和繁殖，恢复河道的生物多样性和生态系统 功能。包括：
①
河道平断面结构的改造(增加河道蜿蜒性和构建深潭
‑
浅谈序 列结构)；
②
河流水文的控制与调节，保持河道水体流量、流速、水深的相对稳 定；
③
河底基质的改造，提升河流物理形态的复杂性；
④
护岸带采用可生物降 解编织袋充填腐殖土，并栽种树木的自然型护岸；
④
河道边坡的植被防护。
36.(4)、本发明速生生物引进并构建持续稳定发展的生态系统是本发明提供 的河道生态修复技术的核心。速生生物能够有效地净化水质、提升河流水体透 明度、消灭蚊虫、遏制不良气味和营造河道不同层次的天然美感。
附图说明
37.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发 明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
38.图1是本发明的河道立体结构示意图；
39.图2是本发明河道平面结构示意图；
40.图3是本发明关于河道断面结构示意图；
41.图中标记为：1、河道深水区域，2、河道浅水区域，3、河道边坡，4、护 岸带，5、河道弯曲点，51、凸边河岸，52、凹边河岸，6、挑流坝，7、深潭， 8、河漫滩区域，9、河底基质层，10、水库。
具体实施方式
42.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明 确的规定和限定，术语“设有”、“连接”应做广义理解。对于本领域的普通技 术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。
44.实施例1
45.参照图1
‑
3所示，本发明提供了一种用于城市河道生态的修复方法，本工 程案例事实施于2019年10月，针对的是南京市江宁区某河段的河道生态修复， 区段长度约为6km，河道宽度在20～25m，河道最深处约为4.5～6m。整个河道主 要受纳沿河城区的雨水和居民生活污水。本次城市河道的生态修复主要包括了 河道整体的综合改造、河道深水、浅水以及河漫滩区域的改造、护岸带的改造 以及河道边坡的改造。河道整体的综合改造包括河道平面与断面结构的改造、 河道水文的控制与调节。河道深水、浅水以及河漫滩区域的改造包括河底基质 的改变和速生生物的引进。
46.河道平面改造主要集中在通过工程措施，恢复河道的天然的蜿蜒属性。原 本的河道在6km长度上的弯曲点共为4个，河道弯曲点5的弯曲率分别为1.7、 2.4、2.0、1.9。但因为该河道因城市规划建设的原因无法增加河道的弯曲点5 的数量，因而工程着重于河道断面结构的改造。在河道断面结构的改造方面， 通过机械挖掘和水力冲击等措施将浅水和河漫滩区域的占比提升至河道全宽的 45％～50％。另一方面，通过工程措施恢复天然河道具有的深潭
‑
浅滩序列构造， 推荐的工程措施为机械挖掘深潭并设置挑流坝6。开挖深潭7位于挑流坝6的同 侧下游，距离挑流坝6的距离约为3m，呈不规则椭圆状，长轴应沿河道长度方 向，短轴沿河道宽度方向。从河道横断面看，覆盖了整个浅水区域和15％的深水 区域，其长轴的长度一般为整个河道断面宽度的55％。挑流坝6采用钢筋混凝土 结构，平面形状为直角三角形，其上游边与河道岸边的夹角为60
°
，下游边与 河道岸边的夹角为30
°
。斜边与河岸平行，且位于河道浅水区域2和河漫滩区 域8的相交处。从河道的横断面看，直角顶点深入至河道深水区域1的25％。挑 流坝6的顶面标高高出河流的年平均水位约0.2m。
47.通过调查当地的水文资料，该河流净流量在一年中变化较大，一年中的最 大径流量超过了年平均径流量的60％。雨季过大的径流造成了河流水体浑浊，并 携带了大量的漂浮物。工程实施中采用了两种调节河道径流的方法，一种是控 制河流上游的闸口流量，另一种是打通与沿河小型湖泊的连接。经过水利调整 后，在雨季的最大径流量下降到了不超过年平均径流量的50％。在枯水期和丰水 期的河流平均流速分别为0.21m/s和0.44m/s。河流最深处均在4.5m以上，满 足权利要求。
48.在河底基质层9的改变方面，利用块石、大颗粒卵砾石、天然砂和大型木 质残体换填单一的河底淤泥基质，换填深度为1m。以质量计，块石、大颗粒卵 砾石、天然砂和大型木质残体的使用量比例一般为5：5：2：1。块石形状尺寸 可不作要求，但强度应满足使用需要，
单块块石的平均质量为30kg。大颗粒卵 砾石的粒径范围为10～100mm，呈级配分布。天然砂的平均粒径为30目。大型木 质残体一般为长度均为1.5m以上，直径超过200mm的圆木残体。换填完成后具 有的效果为块石和大型木质残体均匀分布，大颗粒卵砾石和天然砂均匀分布于 块石的缝隙间和表面。木质残体部分压在块石下部并用土工网与块石绑牢。
49.速生生物的引进包括了水生植物、浮游动植物、底栖无脊椎动物、鱼类以 及两栖类动物等类别。对于河道的深水区域，引进的水生植物为沉水植物，包 括伊乐藻、四季苦草、狐尾藻三种水生植物，每个区域内植物均等比例种植， 种植密度为10株/m2。对于河道的浅水区域，引进的水生植物为沉水植物(与深 水区域一致)，挺水植物种植了香蒲、芦苇和黄花鸢尾，漂水植物种植了睡莲、 一叶莲和圆心萍，三种植物等比例种植，种植密度为15株/m2。对于河道的河漫 滩区域，种植了黄菖蒲、铜钱草、水芹三种湿生植物，种植密度为10株/m2。浮 游动植物选择了硅藻、小球藻、蓝藻三种混合藻类和轮虫、水蚤、黑壳虾三种 浮游动物，投加量分别为湿重5kg/km河道以及湿重40kg/km河道。底栖无脊椎 动物选择田螺、河蚌、水蛭、小龙虾四种动物，投加量为40kg/km河道。鱼类 选择青鱂、鲫鱼、鳑鲏以及鲢鳙，投加量为湿重50kg/1km河道。两栖动物选择 了青蛙和蟾蜍，投加量为湿重10kg/km河道。
50.河道的护岸带4采用可生物降解编织袋填充腐殖土，并在其中种植柳树和 水杉形成的护岸。护岸深入河道边坡的深部约为2m，宽度为0.8m。土质护岸顶 部高出与之紧邻的河漫滩地带约30cm。可生物降解编织袋应满足在未来的1～2 年类被完全生物降解。
51.本工程项目还在河道与道路之间修建了网状隔离带，用以保证在未来的三 年内人类活动不进入河道区域。
52.实施例2
53.参照图1
‑
3所示，本发明提供了一种用于城市河道生态的修复方法，具体 为：本工程案例事实施于2020年5月，针对的是合肥市瑶海区的河道生态修复， 区段长度约为15km，河道宽度在30～35m，河道最深处约为3.5～5.5m。整个河道 主要受纳沿河城区的雨水和居民生活污水。本次城市河道的生态修复主要包括 了河道整体的综合改造、河道深水、浅水以及河漫滩区域的改造、护岸的改造 以及河道边坡的改造。河道整体的综合改造包括河道平面与断面结构的改造、 河道水文的控制与调节。河道深水、浅水以及河漫滩区域的改造包括河底基质 的改变和速生生物的引进。
54.河道平面改造主要集中在通过工程措施，恢复河道的天然的蜿蜒属性。原 本的河道在15km长度上的弯曲点5共为7个，河道弯曲点5的弯曲率分别为 1.2、1.6、、1.3、1.1、2.0、2.2、1.9。在工程实践中通过填筑河道弯曲点凹 边河岸52，开挖河道弯曲点5凸边河岸51的方式提高河道的弯曲率。但因为该 河道因城市规划建设的原因无法增加河道的弯曲点数量，因而工程着重于河道 断面结构的改造。在河道断面结构的改造方面，通过机械挖掘和水力冲击等措 施将河道浅水区域2和河漫滩区域3的占比提升至河道全宽的45％～50％。另一方 面，通过工程措施恢复天然河道具有的深潭
‑
浅滩序列构造，推荐的工程措施为 机械挖掘深潭并设置挑流坝6。开挖深潭7位于挑流坝6的同侧下游，距离挑流 坝6的距离约为3m，呈不规则椭圆状，长轴应沿河道长度方向，短轴沿河道宽 度方向。从河道横断面看，覆盖了整个河道浅水区域2和15％的河道深水区域1，其长轴的长度一般为整个河道断面宽度的55％。挑流坝6采用钢筋混凝土结 构，平面形状为直角三角形，其上游边与河道岸边的夹角为60
°
，下游边与河 道岸边的夹角为30
°
。斜边与河岸平行，且位于浅水区域和河
漫滩区域的相交 处。从河道的横断面看，直角顶点深入至河道深水区域1的30％。挑流坝6的顶 面标高高出河流的年平均水位约0.3m。
55.通过调查当地的水文资料，该河流净流量在一年中变化较大，一年中的最 小径流量小于年平均径流量的50％。枯水期由于径流量过小，河道河床超过70％ 的断面处于干涸状态，造成浅水的大部分区域和全部的河漫滩区域8变成完全 的陆地，严重影响了河道生态系统的存续。工程实施中采用了两种调节河道径 流的方法，一种是增加河流上游的闸口流量，另一种是在河道两岸增设雨水和 处理后的污水排口。经过调整后，在雨季的最小径流量下降到了达到了年平均 径流量的65％。在枯水期和丰水期的河流平均流速分别为0.35m/s和0.5m/s。 河流最深处均在4m以上，满足权利要求。
56.在河底基质层9的改变方面，利用块石、大颗粒卵砾石、天然砂和大型木 质残体换填单一的河底淤泥基质，换填深度为1m。以质量计，块石、大颗粒卵 砾石、天然砂和大型木质残体的使用量比例一般为5：5：2：1。块石形状尺寸 可不作要求，但强度应满足使用需要，单块块石的平均质量为30kg。大颗粒卵 砾石的粒径范围为10～100mm，呈级配分布。天然砂的平均粒径为30目。大型木 质残体一般为长度均为1.5m以上，直径超过200mm的圆木残体。换填完成后具 有的效果为块石和大型木质残体均匀分布，大颗粒卵砾石和天然砂均匀分布于 块石的缝隙间和表面。木质残体部分压在块石下部并用土工网与块石绑牢。
57.速生生物的引进包括了水生植物、浮游动植物、底栖无脊椎动物、鱼类以 及两栖类动物等类别。对于河道的深水区域，引进的水生植物为沉水植物，包 括伊乐藻、四季苦草、狐尾藻三种水生植物，每个区域内植物均等比例种植， 种植密度为10株/m2。对于河道浅水区域2，引进的水生植物为沉水植物(与深 水区域一致)，挺水植物种植了香蒲、芦苇和黄花鸢尾，漂水植物种植了睡莲、 一叶莲和圆心萍，三种植物等比例种植，种植密度为15株/m2。对于河道的河漫 滩区域8，种植了黄菖蒲、铜钱草、水芹三种湿生植物，种植密度为10株/m2。 浮游动植物选择了硅藻、小球藻、蓝藻三种混合藻类和轮虫、水蚤、黑壳虾三 种浮游动物，投加量分别为湿重5kg/km河道以及湿重40kg/km河道。底栖无脊 椎动物选择田螺、河蚌、水蛭、小龙虾四种动物，投加量为40kg/km河道。鱼 类选择青鱂、鲫鱼、鳑鲏以及鲢鳙，投加量为湿重50kg/1km河道。两栖动物选 择了青蛙和蟾蜍，投加量为湿重10kg/km河道。
58.河道的护岸带4采用可生物降解编织袋填充腐殖土，并在其中种植柳树和 水杉形成的护岸。护岸深入河道边坡的深部约为2m，宽度为0.8m。土质护岸顶 部高出与之紧邻的河漫滩地带约30cm。可生物降解编织袋应满足在未来的1～2 年类被完全生物降解。
59.本工程项目还在河道与道路之间修建了网状隔离带，用以保证在未来的三 年内人类活动不进入河道区域。
60.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照 前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进 行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改 进等，均应包含在本发明的保护范围之内。