CN218842990U 有效 一种侵蚀海岸带生态修复系统
技术领域 [0001]本实用新型涉及生态修复工程技术领域,尤其涉及一种侵蚀海岸带生态修复系统。 背景技术 [0002]盐沼湿地等海岸带生态系统作为陆海交界地带,发挥着涵养水源、净化水质、调节气候、消浪减灾、维持生物多样性、产品供给和碳汇支撑等多种生态社会价值,但是由于沿海经济带的高速发展造成的城市扩张以及全球气候变化引起的海平面上升、海岸侵蚀、外来物种入侵等原因,海岸带生态系统面临陆海两个方向的挤压,造成不同程度的结构和功能受损、退化。 [0003]一方面,全球气候变暖导致的海平面上升造成了全球范围内海岸带生态系统的衰退,尤其是侵蚀海岸带,如上海杭州湾北岸海域,海水的强冲刷性导致的盐沼湿地基底严重受损,同时也给海岸带生态修复带来了极大的难度。另一方面,互花米草等外来入侵物种会挤占原有海岸带乡土植被尤其是草本植被的生存空间,造成海三棱藨草、芦苇等本地植被退化严重,潮间带底栖生物、鸟类的生活空间被压缩,海岸带生态系统尤其是盐沼湿地原有的结构受损严重,服务功能急剧下降。因此,海岸带生态系统的生态修复,尤其是侵蚀岸段海洋生物与盐沼植物的修复已经成为当前海岸带生态空间品质提升的重中之重。 [0004]目前,国内外对侵蚀海岸带盐沼湿地的保护与修复措施是相对割裂的,并没有形成一个完整的体系。如仅通过外来入侵物种清除和恢复乡土植被,并未对低潮带以及潮下带进行修复与控制,导致在强冲刷环境下乡土植被定植困难或者造成互花米草的外来种的二次入侵,导致工程失败。 [0005]还有部分工程在盐沼湿地等海岸带生态系统修复的同时通过在低潮带布置扭王块体、抛石等来减缓强冲刷性潮水对海岸带生态系统基底的侵蚀,这种方法具有操作简单、施工工期短等优点,但是其生态性较差,且在强冲刷性海岸带需要定期进行维护,增加了经济成本;而且,在海岸带临海侧边缘构筑一条单一的保滩坝容易造成潮汐动能在坝体处的爆发,长此以往会逐渐形成深鸿逼岸的态势,造成海岸带生态系统的持续受损。 [0006]同时,过多的传统钢筋混凝土结构阻拦了海洋和海岸带生态系统通过水文构建的能量和物质的连接通道,不利于近海海洋生态环境提升与海洋生物的群落结构与种群数量的恢复。此外,目前国内大部分海岸带生态系统的大堤为单一硬质化结构,生态功能不足,景观效果较差。 [0007]因此,如何能够将海岸带生态系统与近海海域形成一个有机整体,在侵蚀性海域实现近岸海域潮水侵蚀缓解、海岸带生态系统保护与修复、乡土物种重新定植以及海洋生物种群丰度和生物多样性提升已经成为当下侵蚀性海岸带生态修复的重中之重。 [0008]为此,本申请人经过有益的探索和研究,找到了解决上述问题的方法,下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。 实用新型内容 [0009]本实用新型的目的在于:提供一种提高生态治理效果、增强生态支持作用、提高消浪减灾效果的侵蚀海岸带生态修复系统。 [0010]为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案: [0011]一种侵蚀海岸带生态修复系统,包括: [0012]构筑在海岸带的接岸处的接岸生物礁结构; [0013]构筑在海岸带的低滩区域内且位于所述接岸生物礁结构后方的低滩生物礁结构; [0014]种植在海岸带的低滩区域内且位于所述低滩生物礁结构后方的第一修复乡土植被; [0015]种植在海岸带的中高滩区域的前半段部分内且位于所述第一修复乡土植被后方的第二修复乡土植被; [0016]若干道沿垂直于海岸线方向间隔构筑在海岸带的中高滩区域的前半段部分内且位于所述第二修复乡土植被内的潮沟; [0017]构筑在海岸带的中高滩区域的后半段部分内且位于所述第二修复乡土植被后方的潮汐池;以及 [0018]构建在海堤护坡上的生态化改造护坡。 [0019]在本实用新型的一个优选实施例中,所述接岸生物礁结构采用窄长型平面结构,并垂直于海岸线布置,所述接岸生物礁结构沿长轴方向的断面呈渐变结构,其底部与海岸带的接岸处的滩地接触,其沿短轴方向的端面呈梯形结构。 [0020]在本实用新型的一个优选实施例中,所述接岸生物礁结构包括: [0021]铺设在海岸带的接岸处的混凝土连锁块软体排层; [0022]铺设在所述混凝土连锁块软体排层上的抛石层; [0023]构筑在所述抛石层上的生物礁体,所述生物礁体由若干自下至上堆叠的礁体层构成,每一礁体层由若干钢筋砼四脚空心方块间隔排布构成;以及 [0024]铺设在所述抛石层上且位于所述生物礁体的两侧护脚处的扭王块体压脚。 [0025]在本实用新型的一个优选实施例中,所述低滩生物礁结构由若干沿垂直于海岸线方向构筑在海岸带的低滩区域内的梯形复合生物礁体构成,每一梯形复合生物礁体由若干沿海岸线方向并排布置的生物礁单体构成。 [0026]在本实用新型的一个优选实施例中,所述生物礁单体为钢筋砼结构,其表面间隔插入牡蛎壳。 [0027]在本实用新型的一个优选实施例中,所述第一修复乡土植被所采用的植物为海三棱藨草;所述第二修复乡土植被所采用的植物为芦苇。 [0028]在本实用新型的一个优选实施例中,所述潮汐池采用生态水泥和现状散抛碎石现场浇筑而成。 [0029]在本实用新型的一个优选实施例中,还包括生态监测平台,所述生态监测平台由海岸带生态系统恢复监测系统、海洋灾害预警系统、海洋生态监测系统、盐沼湿地生态监测系统构成。 [0030]由于采用了如上技术方案,本实用新型的有益效果在于: [0031]1.系统性保护与修复。本实用新型对海岸带进行了系统的保护与修复,从潮下带一直延伸到大坝,真正将海岸带纵向串联成了一个有机整体; [0032]2.生态效果突出。本实用新型不仅实现了盐沼湿地等海岸带系统的生态修复,消除了外来入侵物种的危害,同时也通过削减海流流速、提升栖息场所等为近海海洋生物提供了生存空间,可显著地提升近岸生态系统的种群数量和密度; [0033]3.减灾效应突出。本实用新型通过接岸生物礁、低滩生物礁对侵蚀性海岸带的强冲刷海流进行二次削减,有效降低海岸带的侵蚀危害;同时,恢复后的多层次盐沼湿地对波浪也具有显著的削减作用,减灾效应突出; [0034]4.碳汇价值明显。本实用新型不仅能够对强海流进行有效削减,而且可极大地避免互花米草刈割与翻耕后的湿地沉积物流失,减小了施工过程中的碳汇流失;同时,接岸生物礁与低滩生物礁可以为牡蛎等提供附着的场所,造成牡蛎等底栖生物种群的大量扩增,形成显著的海岸带碳汇效应。 附图说明 [0035]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0036]图1是本实用新型的侵蚀海岸带生态修复系统的结构示意图。 具体实施方式 [0037]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。 [0038]参见图1,图中给出的是一种侵蚀海岸带生态修复系统,包括接岸生物礁结构1、低滩生物礁结构2、第一修复乡土植被3、第二修复乡土植被4、若干道潮沟5、潮汐池6以及生态化改造护坡7。 [0039]接岸生物礁结构1构筑在海岸带的接岸处,其采用窄长型平面结构,并垂直于海岸线布置。接岸生物礁结构1沿长轴方向的断面呈渐变结构,其底部与海岸带的接岸处的滩地接触,其沿短轴方向的端面呈梯形结构。接岸生物礁结构1包括混凝土连锁块软体排层、抛石层、生物礁体以及扭王块体压脚。混凝土连锁块软体排层铺设在海岸带的接岸处,其采用C25混凝土制成,确保软土地基上的构筑物稳定,防止沿堤流或越堤冲刷。抛石层铺设在混凝土连锁块软体排层上,其厚度为500mm。生物礁体构筑在抛石层上,生物礁体由若干自下至上堆叠的礁体层构成,每一礁体层由若干C30钢筋砼四脚空心方块(透空块体)间隔排布构成。扭王块体压脚铺设在抛石层上且位于生物礁体的两侧护脚处,维持礁体整体结构稳定。此外,接岸生物礁结构1的材料可使用玄武岩等生态材料或者在传统硬质材料的基础上通过表面糙化处理或开挖凹槽等结构,提高其生态性。 [0040]接岸生物礁结构1在生态性方面起到了生境勾连的作用,潮下带生物生境能够通过构筑物连续过渡到潮上带生物生境,生物能量交换通道更为顺畅。从经济性方面考虑,接岸生物礁结构1构筑合理利用了近岸相对较高的滩地高程,近岸构筑物断面面积小,工程投资小,经济效益高。从减灾方面考虑,接岸生物礁结构1构筑能够有效减缓沿岸潮汐流流速,扼制滩面冲刷态势,保护生态基底安全。 [0041]低滩生物礁结构2构筑在海岸带的低滩区域内且位于接岸生物礁结构1的后方。低滩生物礁结构2由若干沿垂直于海岸线方向构筑在海岸带的低滩区域内的梯形复合生物礁体构成,每一梯形复合生物礁体由若干沿海岸线方向并排布置的生物礁单体构成。生物礁单体构造由钢筋混凝土格栅条、底座、横梁、立柱等构成,由若干钢筋混凝土格栅条组成的平板面均匀布置于上下两层横梁上。生物礁底面尺寸为2.5m×2.5m,顶面尺寸为0.9m×0.9m,高度为1.6m,单个礁体重量约4.5t,单体空方约为3.4方。生物礁单体采用C35钢筋砼结构,在浇筑时,待上表面未干之时,将牡蛎壳间隔3~5cm整齐插入,以增大表面粗糙度,便于藻类、贝类在其上附着生长。 [0042]第一修复乡土植被3种植在海岸带的低滩区域内且位于低滩生物礁结构2的后方。第一修复乡土植被3所采用的植物为海三棱藨草。 [0043]第二修复乡土植被4种植在海岸带的中高滩区域的前半段部分内且位于第一修复乡土植被3的后方。第二修复乡土植被4所采用的植物为芦苇。 [0044]若干道潮沟5沿垂直于海岸线方向间隔构筑在海岸带的中高滩区域的前半段部分内且位于第二修复乡土植被4内。根据恢复区域历史上潮沟的分布、走向和宽度设计一级和二级沟渠或者三级潮沟,在潮汐的作用下,1~2年即可自然形成更小的稳定潮汐通道,改善湿地内部的水文联通情况,增加湿地内部的空间异质性,提升湿地内部的生物多样性。 [0045]潮汐池6构筑在海岸带的中高滩区域的后半段部分内且位于第二修复乡土植被4的后方,即布置于大堤栅栏板护坡堤脚前的抛石区域,通过移除部分块石,形成可供潮汐池内嵌安放的空间,利用生态水泥和现状散抛碎石,现场浇筑潮汐池构件,潮汐池的规模大小视现场场地条件决定。 [0046]生态化改造护坡7构建在海堤护坡上,其通过坡面覆绿等形式对海堤坡面进行生态化改造。 [0047]本实用新型的侵蚀海岸带生态修复系统还包括生态监测平台,所述生态监测平台由海岸带生态系统恢复监测系统、海洋灾害预警系统、海洋生态监测系统、盐沼湿地生态监测系统构成。海岸带生态系统的恢复不是一蹴而就的,因此需要加强海岸带生态系统恢复过程的实时监测,同时还可以加深对其自然演替过程中的科学研究,因此建设海岸带生态监测平台意义重大。通过海岸带生态系统恢复监测系统、建设海洋灾害预警平台、海洋生态监测平台、盐沼湿地生态监测平台等,提升海岸带生态修复的技术与效果的认知水平,总结经验,形成科学、有效的海岸带生态系统保护与修复数据库。 [0048]本实用新型的侵蚀海岸带生态修复系统的修复方法,包括以下步骤: [0049]步骤S10,在海岸带的接岸处构筑接岸生物礁结构1; [0050]步骤S20,在海岸带的低滩区域内且位于接岸生物礁结构1后方构筑低滩生物礁结构2; [0051]步骤S30,对海岸带的低滩区域和中高滩区域内的互花米草进行清除处理; [0052]步骤S40,在海岸带的低滩区域内位于低滩生物礁结构2后方种植第一修复乡土植被3,并在海岸带的中高滩区域的前半段部分内位于第一修复乡土植被3后方种植第二修复乡土植被4; [0053]步骤S50,在海岸带的中高滩区域的前半段部分位于第二修复乡土植被4内沿垂直于海岸线方向间隔构筑若干道潮沟5; [0054]步骤S60,在海岸带的中高滩区域的后半段部分内位于第二修复乡土植被4后方构筑潮汐池6; [0055]步骤S70,对海堤护坡进行生态化改造,形成生态化改造护坡7。 [0056]在步骤S30中,对海岸带的低滩区域和中高滩区域内的互花米草进行清除处理,其主要采用刈割+翻耕+遮荫的方法进行,具体包括以下步骤: [0057]步骤S31,在扬花期内对海岸带的低滩区域和中高滩区域内的互花米草进行刈割,避免互花米草的有性繁殖,刈割次数视互花米草的复发情况而定,一般以2~3次为宜; [0058]步骤S32,为阻止互花米草根茎扩繁,互花米草刈割后对空出的滩地进行翻耕处理,翻耕深度为50~60cm,每次翻耕后,为了避免互花米草在施工期的反复繁殖,需要对翻出的互花米草根系进行清理,并打包运出场外; [0059]步骤S33,由于深耕后滩涂基底松散,可能会造成湿地沉积物被潮水侵蚀,同时,刈割+翻耕后部分互花米草可能会再次萌发,一个生长季节造成互花米草的再次入侵,影响工程治理效果;因此在翻耕区域采用吸水不透光土工布对裸露滩涂进行覆盖,并对土工布通过木签、竹签等进行固定;吸水后的土工布可以有效地固定在滩涂上,保护滩涂基底不被冲刷;同时,零星复萌的互花米草由于缺少光照条件,无法进行正常的光合作用合成自身所需营养物质而短期内迅速死亡;土工布的遮荫覆盖时间为3~6个月。 [0060]在步骤S40中,第一修复乡土植被3被所采用的植物为海三棱藨草,海三棱藨草采用球茎法和移栽法相结合的方式进行斑块化恢复种植。第二修复乡土植被4所采用的植物为芦苇,芦苇苗采用墩移栽法和/或青芦苇带根移栽法进行恢复种植。 [0061]本实用新型通过从低滩到高滩,分别为接岸生物礁-低滩生物礁-入侵物种控制-潮沟构建-乡土盐沼植被重建-潮汐池建设-人工海堤生态化改造-生态监测平台等建设内容。接岸生物礁主要是采用生态材料降低潮水对海岸带基底的侵蚀作用,同时生态材料或者具备生态结构的硬质材料可以为底栖动物、藻类、鱼类等提供栖息、附着和捕食及躲避天敌的场所;低滩生物礁的主要功能是保护坝田外侧的生态基底与修复牡蛎等附着生物的生境基质,同时可以有效的对潮水动能进行二次削减,降低潮水对海岸带生态系统的侵蚀;以生物替代法为主要,辅以物理等方法控制互花米草等入侵物种,恢复芦苇、海三棱藨草等乡土植被,实现海岸带中高滩系统性的生态修复;并通过潮汐池构建等措施对人工硬质海堤进行生态改造。本实用新型具有治理效果明显、生态支持作用显著、减灾效果突出等优点,实现了生态与减灾的协同增效。 [0062]下面给出的是本实用新型的一个具体应用实施例: [0063]本实用新型已经在上海市奉贤区某岸段试验开展。项目区域长度为850米,开展的探究性工作包括保滩坝外牡蛎礁散抛、互花米草清除、芦苇群落恢复、大坝堤角微型潮汐池构建等,试验区运行18个月后,散抛牡蛎礁区域已经出现斑块化的牡蛎群落,且具有一定的波高削减作用。 [0064]同时,互花米草除了在芦苇定植时出现零星复发外,无明显二次入侵现象,芦苇种群已经基本恢复;大坝上的微型潮汐池生态效应显著,池内底栖生物密度在339——681只/平方米,种类涵盖蛤类、贝类和螺类,且在池内发现较多螺类幼苗,说明潮汐池已为该区域的螺类提供了栖息和繁殖的场所。 [0065]总体来看,本实用新型在试验段取得了较为理想的结果,后期拟在上海市奉贤沿岸开展大规模应用。 [0066]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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