一种自净式人工湖恒水位坡面生态布局及其构建方法
技术领域
本发明涉及一种自净式人工湖恒水位坡面生态布局与构建方法，属于城市园林绿化及景观构建技术领域。
背景技术
随着我国经济的飞速发展和城市化进程的日益加快，城乡环境景观的打造日益引起人们的重视。尤其是随着城市人口数量的日益增加，建筑物愈来愈密集，城市园林绿地空间的有限性日益凸显。适宜紧凑的水岸绿化不仅可以作到园林造景和条块分隔的作用，同时又可以做到生态修复、景观多元化的特殊效应，在十分有限的城市空间增加绿量，给地方居民和过往路客一种新鲜、优新的美感。
CN2019105642110提供了一种多功能河岸生物多样性维持结构，包括由水下至岸上依次设置的大型挺水植物净化区、浅滩涉水鸟类补食区、多孔砌块软体动物栖息区、近岸观光休闲赏景区、多层次森林益鸟招引区。本护坡结构一方面可以确保河岸护坡的固土、防蚀安全，另一方面还可以为水生动植物、鸟类提供有益的生存环境，起到水土保持、维持生物多样性的多重效应。
CN201820843912.9公开了一种盐碱地人工湖生态型防水减渗结构，该结构包括由低到高依次分布的第一水生植物种植区、第二水生植物种植区和陆地护坡区，所述第一水生植物种植区、第二水生植物种植区和陆地护坡区由下至上均依次包括湖底素土夯实层、抗疏力土壤固化层、土工布层、黏土层和种植土覆盖层，所述湖底素土夯实层位于陆地护坡区的上端部开挖有素土凹槽，所述抗疏力土壤固化层、土工布层依次延伸并铺设于素土凹槽中，在位于素土凹槽中的土工布层上放置有卵石，所述黏土层在陆地护坡区的铺设延伸至黏土层的压实高程高出常水位100mm。本实用新型整体做法优点：双重减渗和稳定，做法生态可操作性强，工序简单，造价低，与自然和谐。
CN201510076167.0公开了一种人工湖水生态系统的构建方法，所述构建方法包括以下步骤：通过垂直结构设计和水平结构设计构建水生植物群落;并且构建水生动物群落;通过碳素纤维生态草、太阳能水流曝气装置、太阳能水流循环装置和间歇式循环充氧装置完善水生态系统。本发明通过生态工程增强湖水的自净能力，提高生物多样性水平，最终使其形成稳定、良性循环的水生态系统，维持湖体水质。此外，本发明利用结构合理、有一定自净能力的水生态系统维持人工湖水质，对环境无不良影响，符合绿色低碳的时代主题与要求。
传统的湖面绿化结构型式单一，多为纯硬质结构或水泥护墙，外围简单地种植些耐水乔木，坡面绿化和结构布局生硬、呆板，景观效果不理想。简单的湖面结构和护坡布局无法满足湖水蓄积的有限控制，常常汛期溢满致涝，冬季又干涸见底，水生鱼类无法生存繁衍。更为重要的是，传统的湖坡一味地追求坚固和抗蚀，不能为水岸动植物提供生息繁衍的空间和条件，生物多样性维持难以实现，不利于水土保持和现代城市对环境美化的要求，也不利于城市生态系统的长期稳定、健康。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种自净式人工湖恒水位坡面生态布局与构建方法，以适应当前我国城市化进程中城市水面环境改造和湖坡景观提升的需要，并满足城市发展中对生物多样性保护和园林多元化的实际需求。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种自净式人工湖恒水位坡面生态布局，它包括水源涵养汇水区、浅水位浮叶植物净化区、坡面两栖植物点缀区、环湖生态游憩赏景区、恒水位污染物拦截区等5部分组成。
水源涵养汇水区位居地势较高高处，为人工湖水源上游，承接夏季汛期的雨水汇流，通过种植湿地植物起水源涵养作用;浅水位浮叶植物净化区通过种植浮叶植物对湖水实施净化除污，兼有景观改良作用;坡面两栖植物点缀区为常水位线以上，通过适宜的土工结构和两栖植物种植对坡面进行巩固防蚀和生物多样性维持;环湖生态游憩赏景区位居坡顶湖周游憩道边缘，通过种植景观乔木和观花灌木对四周景观精心打造;下游修建恒水位污染物拦截区，确保人工湖水位恒定和污染物截留。
所述水源涵养汇水区(Ⅰ)通过种植水生植物构建植被缓冲带，选择的水生植物有再力花、水葱、唐菖蒲、水烛、黑三菱、菰等，种植方式为群团状自然种植，栽植密度为15～20株/m2，种植间隙间种粉绿狐尾藻、泽泻、泽薹草、矮蒲苇、芦荻等耐水草本，兼有水土保持作用。
所述浅水位浮叶植物净化区居常水位以下，选用睡莲、光叶眼子菜、荇菜、菱角等植物，种植模式为点状配置，栽植密度为10～15株/m2，后期自然增植。
所述坡面两栖植物点缀区沿水位线自下而上铺设特制的坡面护坡砖，并通过兼种两栖植物起到软硬结合、生物兼顾，为湖岸生物多样性的维持创造条件。
所述坡面护坡砖为一多面体结构，具有方向性，左右侧面宽18cm，上下侧面宽9cm，四角侧面宽9cm，中间留有边长7cm的正方体孔洞。
所述坡面护坡砖厚度10～12cm，底部设有3个截面半圆形的生物桥，生物桥横置于护坡砖底部，而中央大型生物桥顶部与正方体孔洞相通，便于水生植物根系共生，而两端小型生物桥则为坡面底部的软体动物(如蚯蚓、马陆、蜗牛等)提供栖息空间和迁徙通道。
所述两栖植物选择两栖蓼、水毛莨、鸢尾、苦草等，植于坡面护坡砖的方形孔洞中。
所述环湖生态游憩赏景区位的景观乔木为水杉、池杉、落羽杉中一种或两种以上组合;观花灌木为木槿、丁香、木芙蓉、海州常山中一种或两种以上组合。景观乔木与观花灌木混交间隔配置施工。
所述恒水位污染物拦截区位于人工湖下游一侧，筑成一堤坝，自底部自然向上收缩，顶部筑平，一侧留有水位控制闸口。
所述水位控制闸口为一簸箕型，前端靠近水体，设计为恒水位挡墙，两侧为闸壁，支撑闸口，后端设计为闸顶和出水口，出水口固定有栅栏，用于拦截固体污染物。
所述水位控制闸口挡墙为一混凝土结构，构筑宽度4.5～6m，出水口宽度3.5～4m，出水口高度不小于2m，确保汛期水流畅通。
所述的一种自净式人工湖恒水位坡面生态布局与构建方法，其特征在于所述水位控制闸口的闸顶宽度等同于湖周游憩道宽度。
本发明进一步提供了一种自净式人工湖恒水位坡面生态布局的构建方法，其步骤包括：
步骤一：修整坡面，清除杂物，根据水位划分水源涵养汇水区、浅水位浮叶植物净化区、坡面两栖植物点缀区、环湖生态游憩赏景区和恒水位污染物拦截区，其中，水源涵养汇水区位居地势高处，为人工湖水源上游，浅水位浮叶植物净化区设置于浅水位，坡面两栖植物点缀区为常水位线以上，设置于坡面上，环湖生态游憩赏景区位居坡顶湖周游憩道边缘，恒水位污染物拦截区修建于下游;
步骤二：在坡面两栖植物点缀区沿水位线自下而上铺设坡面护坡砖，并兼种两栖植物;
步骤三：在水源涵养汇水区种植水生植物;
步骤四：在恒水位污染物拦截区修建水位控制闸口，构筑堤坝;
步骤四：在浅水位浮叶植物净化区植浮叶植物，放水蓄池;
步骤五：对环湖生态游憩赏景区进行景观打造，种植环湖树木。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本申请将生态位原理引入城市湖坡修建工程，通过因地制宜地的格局划分和功能分区，种植不同生物学特性的绿色植物，并运用巧妙的配置措施为城市人工湖坡创造出一种结构紧凑、优势互补、环境协调，又有利于园林植物生长、定居的格局结构;
(2)本申请可有效地克服当前城市人工湖坡面硬质化过高、植物难于生存、景观过于单板的弊端，在确保生态防护功能的前提下为景观植物生存创造出一个微环境，有利于各种水生植物的生长繁衍，提高了坡面绿化率、美景度，实现了城市人工湖园林景观的多元化;
(3)本申请克服了传统人工湖面结构呆板、湖水控制受限、易受环境污染的弊端，创造性地设计了恒水位污染物拦截堤坝和水位控制闸口，确保了湖水位常年均一、汛期不淹、旱季不涸。
附图说明
图1为人工湖坡面布局整体结构图;
图2为坡面护坡砖结构俯视图;
图3为坡面护坡砖结构侧视图;
图4为坡面护坡砖拼接结构示意图;
图5为水位控制闸口结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
如图1所示，一种自净式人工湖恒水位坡面生态布局与构建方法，它包括水源涵养汇水区Ⅰ、浅水位浮叶植物净化区Ⅱ、坡面两栖植物点缀区Ⅲ、环湖生态游憩赏景区Ⅳ、恒水位污染物拦截区Ⅴ。
其中，水源涵养汇水区Ⅰ位居地势较高高处，为人工湖水源上游，承接夏季汛期的雨水汇流，通过种植湿地植物起水源涵养作用;浅水位浮叶植物净化区Ⅱ通过种植浮叶植物4对湖水实施净化除污，兼有景观改良作用;坡面两栖植物点缀区Ⅲ为常水位线以上，通过适宜的土工结构和两栖植物种植对坡面进行巩固防蚀和生物多样性维持;环湖生态游憩赏景区Ⅳ位居坡顶湖周游憩道边缘，通过种植景观乔木和观花灌木对四周景观精心打造;下游修建恒水位污染物拦截区Ⅴ，确保人工湖水位恒定和污染物截留。
其中，所述水源涵养汇水区Ⅰ通过种植水生植物构建植被缓冲带，选择的水生植物有再力花、水葱、唐菖蒲、水烛、黑三菱、菰等，种植方式为群团状自然种植，栽植密度为15～20株/m2，种植间隙间种粉绿狐尾藻、泽泻、泽薹草、矮蒲苇、芦荻等耐水草本，兼有水土保持作用。
其中，所述浅水位浮叶植物净化区Ⅱ居常水位以下，选用睡莲、光叶眼子菜、荇菜、菱角等植物，种植模式为点状配置，栽植密度为10～15株/m2，后期自然增植。
其中，所述坡面两栖植物点缀区Ⅲ沿水位线自下而上铺设特制的坡面护坡砖6，并通过兼种两栖植物起到软硬结合、生物兼顾，为湖岸生物多样性的维持创造条件。
其中，所述坡面护坡砖6为一多面体结构，具有方向性，左右侧面8宽18cm，上下侧面9宽9cm，四角侧面11宽9cm，中间留有边长7cm的正方体孔洞10。
其中，所述坡面护坡砖6厚度10～12cm，底部设有3个截面半圆形的生物桥12、13，生物桥12、13横置于砖体底部，而中央大型生物桥13顶部与正方体孔洞10相通，便于水生植物根系共生，而两端小型生物桥12则为坡面底部的软体动物如蚯蚓、马陆、蜗牛等提供栖息空间和迁徙通道。
其中，所述两栖植物选择两栖蓼、水毛莨、鸢尾、苦草等，植于坡面护坡砖6的方形孔洞10中。
其中，所述环湖生态游憩赏景区位Ⅳ的景观乔木1为水杉、池杉、落羽杉中一种或两种以上组合;观花灌木1′为木槿、丁香、木芙蓉、海州常山中一种或两种以上组合。景观乔木1与观花灌木1′混交间隔配置施工。
其中，所述恒水位污染物拦截区Ⅴ位于人工湖下游一侧，筑成一堤坝2，自底部自然向上收缩，顶部筑平，一侧留有水位控制闸口3。
其中，所述水位控制闸口3为一簸箕型，前端靠近水体，设计为恒水位挡墙14，两侧为闸壁15，支撑闸口，后端设计为闸顶16和出水口17，出水口17固定有栅栏，用于拦截固体污染物。
其中，所述水位控制闸口3挡墙14为一混凝土结构，构筑宽度4.5～6m，出水口17宽度3.5～4m，出水口17高度不小于2m，确保汛期水流畅通。
其中，所述水位控制闸口3的闸顶16宽度等同于湖周游憩道宽度。
一种自净式人工湖恒水位坡面生态布局的构建步骤如下：
步骤一：修整坡面，清除杂物，根据水位划分水源涵养汇水区Ⅰ、浅水位浮叶植物净化区Ⅱ、坡面两栖植物点缀区Ⅲ、环湖生态游憩赏景区Ⅳ和恒水位污染物拦截区Ⅴ，其中，水源涵养汇水区Ⅰ位居地势高处，为人工湖水源上游，浅水位浮叶植物净化区Ⅱ设置于浅水位，坡面两栖植物点缀区Ⅲ为常水位线以上，设置于坡面上，环湖生态游憩赏景区Ⅳ位居坡顶湖周游憩道边缘，恒水位污染物拦截区Ⅴ修建于下游;
步骤二：在坡面两栖植物点缀区Ⅲ沿水位线自下而上铺设坡面护坡砖6，并兼种两栖植物;
步骤三：在水源涵养汇水区Ⅰ种植水生植物;
步骤四：在恒水位污染物拦截区Ⅴ修建水位控制闸口3，构筑堤坝;
步骤四：在浅水位浮叶植物净化区Ⅱ植浮叶植物，放水蓄池;
步骤五：对环湖生态游憩赏景区Ⅳ进行景观打造，种植环湖树木。
本发明提供了一种城市内河生态赏景护岸结构的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
