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1、10申请公布号CN103125163A43申请公布日20130605CN103125163ACN103125163A21申请号201110386287222申请日20111129A01B79/00200601A01G1/00200601E02B3/00200601E02B3/12200601C02F3/3220060171申请人水利部中国科学院水工程生态研究所地址430079湖北省武汉市雄楚大道578号72发明人万成炎郑志伟张志永胡莲74专利代理机构武汉楚天专利事务所42113代理人孔敏54发明名称一种利用消落带时空特异性改善水库水质的方法57摘要本发明提供一种利用消落带时空特异性改善水库水质。
2、的方法，包括如下步骤1消落带反坡梯田整地；2植物栽种；3植物收获与利用对试验区的桑、马唐、牛鞭草、鬼针草、狗牙根进行人工收割用作青饲料喂养牲畜，所有植物在不同生长期均可收割用于沼气池发酵。本发明利用缓坡消落带土地的生产潜力，筛选种植适合消落带环境的经济植物，植物生长可有效吸收土壤中的氮、磷及其他污染物，再通过植物的收获利用，降低土壤污染负荷，同时避免植物死亡或茎叶腐烂对水体造成二次累积性污染；在消落带淹没时，在水土界面发生生源要素转化，减轻土壤氮、磷及其他污染物释放对水体的污染，或吸收水体中的氮、磷及其他污染物，达到改善水质的目的。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和。
3、国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10申请公布号CN103125163ACN103125163A1/1页21一种利用消落带时空特异性改善水库水质的方法，其特征在于包括如下步骤1消落带反坡梯田整地修整梯田地块，使其平整且形成与消落带坡向相反、田面微向内倾斜35的反坡；在上下两个反坡之间修建挡土墙，在坡面底部挖保水沟，沿坡面纵向挖排水沟；在消落带最低水位处进行散抛块石形成抛石护脚区，抛石护脚区顶宽、高度均为2M左右；2植物栽种桑选择一年生幼株进行移栽，行株距100CM30CM，栽植时首先将苗木按大、小分类分段种植，小苗栽在边沿；牛鞭草选择种茎移栽方式，将种茎切成152。
4、0CM长茎段，每段含23节，开沟扦插，沟深1015CM，行距3040CM，株距1520CM；狗牙根采用种茎移栽方式，种茎移栽方法同牛鞭草；鬼针草、苍耳均选择2030CM的幼苗进行移栽，在土地湿润时挖窝定植，行株距4040CM；3植物收获与利用对桑、马唐、牛鞭草、鬼针草和狗牙根可人工收割用作青饲料喂养牲畜，所有植物在不同生长期均可收割用于沼气池发酵。2如权利要求1所述的利用消落带时空特异性改善水库水质的方法，其特征在于所述挡土墙的截面为直角梯形，高50100CM，顶宽2540CM，底宽3550CM，斜边倾角7580。3如权利要求1所述的利用消落带时空特异性改善水库水质的方法，其特征在于保水沟和排。
5、水沟的截面尺寸均为30CM25CM。权利要求书CN103125163A1/4页3一种利用消落带时空特异性改善水库水质的方法技术领域0001本发明涉及水污染防治技术领域，具体是一种利用消落带时空特异性改善水库水质的方法。背景技术0002我国已建成各类水库86万余座，总库容近5千亿M3，在发挥了巨大防洪、灌溉、发电、航运和供水等综合效益的同时，在库周形成了大面积的消落带。消落带的面积与成库区域的地形地貌、水库水位落差紧密相关，通常情况下，峡谷或丘陵性水库消落带面积较小，平原性水库消落带的面积较大；水库水位落差大，消落带的面积大，反之，消落带的面积小。受长期水力侵蚀和水流冲刷的影响，消落带植物生长基。
6、质变为物质组成与结构基本类同的淤积土层或裸露基岩，环境质量下降、生态退化。如三峡水库为长约660公里的河道型水库，根据三峡水库现行的调度方案，水位在坝前高程145M至175M之间变化，在形成2215亿M3防洪库容同时，库周形成300余KM2的消落带，涉及湖北省和重庆市的库区19区县及重庆主城区。消落带受水库水位大幅度坝前高达30M、反季节涨落的影响，出露时段为炎热潮湿的夏季；库周城集镇众多、人口密集，经济社会发展水平低，人类活动与消落带的相互影响频繁、复杂。因此，三峡水库消落带的生态环境问题引起了社会的广泛关注。0003大型水库消落带植物“种子或根茎萌发生长淹没分解种子或根茎萌发”的周期性变化。
7、，是消落带物质循环和能量流动的主要环节。目前，已在三峡水库消落带耐淹耐旱植物筛选及植被构建方面获得了一些成果，为消落带生态治理奠定了一定的技术基础。三峡水库消落带为水陆交替环境，出露期人工构建或自然形成的植被在滞留、吸收和转化面源污染方面起到了重要作用，但在淹没期每年最长淹水时间达8个月植物死亡或茎叶腐烂，污染物重新释放到水体，对水库水质造成累积性的二次污染，影响水库水环境安全。0004关于消落带的植被构建和生态治理，具有代表性的发明专利主要有水体消涨带植被护坡方法中国专利申请号2005100336013提出了在消涨带构建李氏禾草被进行护坡，以防治消涨带水土流失并绿化消涨带；消落带草被构建方法。
8、中国专利申请号200510022662X提出了在感潮河段的消落带栽植麦冬，进行感潮河段消落带生态修复和植被构建；一种水面消涨带植物护坡的方法中国专利申请号200610062500采用向消涨带坡面喷播两栖植物种子为主、栽种两栖植物苗木为辅的植物护坡方案，在消涨带坡面形成乔、灌、草立体配置的，具有水土保持和景观效果的生态防护植物群落；扁穗牛鞭草和牛鞭草在水库和江河湖泊消落带的植被构建与生态治理中的应用中国专利申请号201010611877提出由扁穗牛鞭草或牛鞭草构建的植被可在水位涨落垂直高差为030米、水淹时间为08个月的消落带存活并能很好地生长，适用于我国水库特别是三峡水库以及江河湖泊的消落带植。
9、被恢复和生态治理；一种利用荷花构建三峡水库消落带湿地植被的方法中国专利申请号200910273270提出在水库消落带的原有农田区域种植红莲和湘莲，构建湿地植被生态系统，达到美化消落带景观的效果，改善消落带生态环境质量。0005关于水体污染负荷削减，具有代表性的发明专利主要有受污染湖泊水体净化说明书CN103125163A2/4页4方法中国专利申请号200910040965提出了利用复合菌剂转移、转化和降解湖泊中的污染物；一种复合人工生态浮岛及构建方法中国专利申请号200810236944提出了构建人工生态浮岛，通过栽种净水植物使之与微生物形成微型生态群落，对污染水体产生全方位立体净化作用；一种。
10、原位控制富营养化水体底泥磷释放的方法中国专利申请号201010167172提出使臭氧和铁盐溶液作用于富营养化水体的底泥上覆水界面，在臭氧形成的强氧化条件下，形成铁的氢氧化物絮体，通过吸附混凝或络合从上覆水中去除磷，并在底泥表层界面形成一层薄膜，进一步抑制底泥磷的释放，实现原位控制底泥磷释放；浅水湖泊湖滨带生态修复方法中国专利申请号200810019140提出在湖滨带构建以挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和沉水植物群落相结合的错落有致的水生植物群落，采用微生物、鱼类、贝类和水生植物等生态修复综合技术措施改善水质。0006上述消落带植被构建技术，强调植物的耐淹能力，在消落带出露后能恢复生长，具有固土护。
11、岸功能，但没有涉及去污植物的筛选与收获利用，包括植物自身吸收土壤氮、磷的能力和地上生物量大小，且植物叶或部分茎腐烂后会对水体造成累积性二次污染；上述水体污染负荷削减技术，直接针对水体或湖滨带采取生物措施微生物、水生植物和动物，没有利用消落带出露和淹没的时空特点，与本申请专利技术所涉及的空间区域及环境特点不同。发明内容0007本发明提供一种利用消落带时空特异性改善水库水质的方法，该方法基于消落带时空特异性，在消落带出露时段通过种植高效去污植物、收获与利用，削减土壤污染负荷，通过消落带淹没时段水土界面的生源要素转化，减轻土壤污染物释放或吸收水体污染物，达到改善水库水质的目的。0008一种利用消落带。
12、时空特异性改善水库水质的方法，包括如下步骤00091消落带反坡梯田整地修整梯田地块，使其平整且形成与消落带坡向相反、田面微向内倾斜35的反坡；在上下两个反坡之间修建挡土墙，在坡面底部挖保水沟，沿坡面纵向挖排水沟；在消落带最低水位处进行散抛块石形成抛石护脚区，抛石护脚区顶宽、高度均为2M左右；00102植物栽种桑选择一年生幼株进行移栽，行株距100CM30CM，栽植时首先将苗木按大、小分类分段种植，小苗栽在边沿；牛鞭草选择种茎移栽方式，将种茎切成1520CM长茎段，每段含23节，开沟扦插，沟深1015CM，行距3040CM，株距1520CM；狗牙根采用种茎移栽方式，种茎移栽方法同牛鞭草；鬼针草、。
13、苍耳均选择2030CM的幼苗进行移栽，在土地湿润时挖窝定植，行株距4040CM；00113植物收获与利用对桑、马唐、牛鞭草、鬼针草和狗牙根可人工收割用作青饲料喂养牲畜，所有植物在不同生长期均可收割用于沼气池发酵。0012如上所述的利用消落带时空特异性改善水库水质的方法，所述挡土墙的截面为直角梯形，高50100CM，顶宽2540CM，底宽3550CM，斜边倾角7580。0013如上所述的利用消落带时空特异性改善水库水质的方法，保水沟和排水沟的截面尺寸均为30CM25CM。0014本发明利用缓坡消落带土地的生产潜力，筛选种植适合消落带环境的土著经济植说明书CN103125163A3/4页5物，植物。
14、生长可有效吸收土壤中的氮、磷及其他污染物，再通过植物的收获利用收割后作为牧草或者沼气池发酵，降低土壤污染负荷，同时避免植物死亡或茎叶腐烂对水体造成二次累积性污染；在消落带淹没时，在水土界面发生生源要素转化，减轻土壤氮、磷及其他污染物释放对水体的污染，或吸收水体中的氮、磷及其他污染物，达到改善水质的目的，与现有的消落带的植被构建和生态治理技术相比，避免了植物死亡或茎叶腐烂对水体造成二次累积性污染，与现有的水体污染负荷削减技术相比，更加经济、有效。附图说明0015图1是本发明利用消落带时空特异性改善水库水质的方法中对水库消落带反坡梯田整地的剖面示意图；0016图2是本发明利用消落带时空特异性改善水。
15、库水质的方法的技术原理图。具体实施方式0017下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。00182011年在三峡重庆库区开县小江又称澎溪河支流浦里河左岸消落带进行试验，植物种植面积30亩，种植的植物种类为桑MORUSALBA、鬼针草BIDENSPILOSA、马唐DIGITARIASANGUINALIS、牛鞭草HEMARTHRIAALTISSIMA、苍耳XANTHIUMSIBIRICUM、狗牙根CYNODONDACTYLON。0019本发明利用消落带时空特异性改善水库水质的方法，具体包括如下步骤00201消落带反坡梯田整地如图1所示，修整梯田地块试验地原为梯田，使其平整。
16、且形成与消落带坡向相反、田面微向内倾斜35的反坡；在上下两个反坡之间修建挡土墙，挡土墙截面为直角梯形，高50100CM，顶宽2540CM，底宽3550CM，斜边倾角7580；在坡面底部挖保水沟，沿坡面纵向挖排水沟，保水沟和排水沟的截面尺寸均为30CM25CM，满足植物生长对消落带土壤水分和养分需求。为防止底部消落带发生坍塌，在最低水位处进行散抛块石形成抛石护脚区，抛石护脚区顶宽、高度均为2M左右。00212植物栽种桑选择一年生幼株进行移栽，行株距100CM30CM，栽植时首先将苗木按大、小分类分段种植，小苗栽在边沿，便于护理，避免生存竞争时，形成参差不齐的现象；牛鞭草选择种茎移栽方式，将种茎切。
17、成1520CM长茎段，每段含23节，开沟扦插，沟深1015CM，行距3040CM，株距1520CM；狗牙根采用种茎移栽方式，种茎移栽方法同牛鞭草；鬼针草、苍耳均选择2030CM的幼苗进行移栽，在土地湿润时挖窝定植，行株距4040CM。00223植物收获与利用对试验区的桑、马唐、牛鞭草、鬼针草、狗牙根进行人工收割，作青饲料喂养猪、牛和羊等，所有植物，特别是不能作饲料的植物如苍耳，在不同生长期均收割用于沼气池发酵。0023水库水质改善技术原理参考图2，在消落带出露时，利用缓坡消落带土地的生产潜力，筛选种植适合消落带环境的土著经济植物，植物生长可有效吸收土壤中的氮、磷及其他污染物，再通过植物的收获利。
18、用收割后作为牧草或者沼气池发酵，降低土壤污染负荷，同时避免植物死亡或茎叶腐烂对水体造成二次累积性污染；在消落带淹没时，在水土界面发生生源要素转化，减轻土壤氮、磷及其他污染物释放对水体的污染，或吸收水体中的氮、说明书CN103125163A4/4页6磷及其他污染物是释放还是吸收，取决于土壤和水体污染物的背景值，达到改善水质的目的。0024去污效果评估试验结果表明见下表1，植物生长地上部吸收去除土壤氮、磷折纯量累计G/M2从大到小排序为桑、鬼针草、马唐、牛鞭草、苍耳、狗牙根。去除氮折纯量G/M2从大到小排序为桑、鬼针草、马唐、牛鞭草、苍耳、狗牙根；去除磷折纯量G/M2从大到小排序为桑、鬼针草、马唐、牛鞭草、苍耳、狗牙根。0025表1植物生物量及去除氮、磷折纯量效果比较00260027以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。说明书CN103125163A1/1页7图1图2说明书附图CN103125163A。