本发明涉及一种基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，属于水利工程。
背景技术：
1、随着生态文明建设的推进，环境问题受到了社会各界的广泛关注，其中水库大坝鱼类生境问题一直是关注的焦点。水库大坝阻隔河流连通性，使天然河道片段化、鱼类生境破碎化，干扰鱼类觅食与洄游；水库大坝蓄水与运行影响河流自然节律，改变了刺激鱼类产卵及孵化的水流信号，干扰鱼类繁殖，进而威胁鱼类种群延续。
2、为减少梯级水库或大坝带来的鱼类通道受阻隔的影响，目前恢复和连通鱼类通道的措施多聚焦于过鱼设施的修建或鱼类增殖站的补充。但据不完全统计，我国实施降等与报废的水库大坝有6539座，数量较多，其中99％为中、小型水库大坝工程，多建造于上世纪70～90年代。截至2020年底，长江经济带小水电水库大坝退出3528座，基于水库大坝对鱼类洄游通道的阻隔影响，导致部分水库或大坝即将被拆除。而梯级水库大坝的拆除面临着一系列问题：一是对河道泥沙输运造成影响，被拆除水库大坝的坝下水土流失严重，河流消亡，而后形成沟壑，上游流速增加，挟沙能力增加，冲刷下游两岸河床和堤岸；二是对河道地貌造成影响，拆坝后上游河道发生溯源侵蚀，导致上游河道变窄、变深，坡度增加，河床降低，岸滩崩塌引起河道加宽，进而使上游冲刷下游的泥沙在库区下游沉积，使河道的侧向和垂向发生调整，河道变浅变宽；三是对河流水质造成影响，拆坝后，库区水体中污染物不再累积，库区水质会随着拆坝影响至下游，库区被污染的沉积悬浮物有导致下游水质污染的风险，且过多的淤泥会消耗河道内大量的氧，造成缺氧环境，不利于鱼类的生长，过多的有机物分解还会产生有毒气体，直接引起鱼类中毒，使水的ph值降低，酸性增强，对鱼类造成危害。
3、目前，针对梯级水库或水坝的研究多聚焦于拆除的施工方法，如公告号为cn111765824b的专利文献所提供的旧水坝的拆除方法，从确定挡水坎拆除高程、分块爆破、爆破高度和拆除高度等方面确定了旧水坝的拆除方法，实现了控制缺口大小，防止大坝大面积拆除时出现大水流。但是，其并未集中研究和探讨有关拆坝之后的生态修复方法等。
4、又如公告号为cn116145610b的专利文献提供了一种泥沙淤积水库生态拆除及生态修复方法，通过拆坝前观测评估、泄沙聚流、机械清沙、拆除坝段、出露段查勘、坝段修复等步骤，安全有序地实现小型河流上小水电拆坝的安全实施，且利用河道原生地形，对坝址处的生境进行修复。该发明虽然考虑了对坝址处及临近坝址上下游出露段进行生态修复，但其仅是从单个拆除坝址角度出发对生态进行修复，并未从流域梯级整体出发，考虑梯级水坝拆除后的生态修复方法和理论，所以其存在不适用于对梯级水坝拆除后的生态进行修复的弊端。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法。
2、本发明通过以下技术方案得以实现：
3、一种基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，包括以下步骤：
4、步骤一、泥沙输送：在非洪水期内，并在待拆大坝拆除前，开启各级水库大坝的冲沙闸，以通过下泄泥沙填充各级水库大坝库尾的冲击深坑回填区，并使待拆大坝的拆除前坝前泥沙量逐渐降低；
5、步骤二、河道修复：拆除待拆大坝，然后对待拆大坝上下游的河道生态和生境功能进行修复、恢复；
6、步骤三、冲沙闸改建或补建：对待拆大坝下游的下一级大坝的冲沙闸b进行改建或补建；
7、步骤四、梯级电站下泄流量调整：根据生态流量需求，调整待拆大坝的上一级大坝、下一级大坝的下泄流量。
8、所述步骤一中先开启待拆大坝的冲沙闸c，并控制冲沙闸c的闸门开度，使待拆大坝的拆除前坝前泥沙量逐渐降低，并在此过程中借助下泄泥沙对待拆大坝下游的下一级大坝库尾的冲击深坑回填区进行回填；
9、接下来再开启待拆大坝上游的上一级大坝的冲沙闸a，并控制冲沙闸a的闸门开度，使上一级大坝的泥沙下泄量刚好被冲至待拆大坝库尾的冲击深坑回填区；
10、最后开启下一级大坝的冲沙闸b，并控制冲沙闸b的闸门开度，使下一级大坝的泥沙下泄量刚好被冲至其坝后的冲击深坑回填区。
11、所述冲沙闸a的闸门开度小于冲沙闸b的闸门开度。
12、所述待拆大坝上下游的原始河床线在完成泥沙输送后会降低，待拆除待拆大坝并完成清理后，先对待拆大坝库尾的冲击深坑回填区进一步进行回填，并对裸凸削减区进行整改，以形成坡度趋于平稳的拆除后河床线，再对待拆大坝上下游的河道生态和生境功能进行修复、恢复。
13、所述步骤二中对待拆大坝上下游的河道生态和生境功能进行修复、恢复包括护岸修复、河床修复和鱼类栖息地生境功能修复。
14、所述护岸修复方法为：采用格宾石笼结构堆砌形成挡墙，以增强岸坡防护的自然属性，格宾石笼结构为在格宾网内填充块石、卵石石、木桩或活体树桩形成。
15、所述河床修复方法为：在待拆大坝上下游河道自然形态的基础上，并在完成待拆大坝及其库区清理工作后，对河道形态进行防自然再塑，具体为采用回填和削平方式将河道设置成不对称断面，构建深潭浅滩区，并在深潭浅滩区添加多种规格和粒径的砂石、卵石和砾石，形成砂卵砾石底质，以改变和调整河流局部的侵蚀和淤积情况，使泥沙淤积形成自然沙洲，塑造多样化的断面流速和水深，为水生动植物提供类型多样的栖息环境。
16、所述鱼类栖息地生境功能修复方法为：在河道内部设置多种生态栖息地加强结构来增加水流多样性，使水流对河床产生不同程度的冲刷，以改善河道内部微地形，加强河道栖息地功能，同时提高河道内栖息地多样性水平和生物多样性水平。
17、所述生态栖息地加强结构为小型丁坝、堰、树墩、砾石群或遮蔽物。
18、所述步骤三中对待拆大坝下游的下一级大坝的冲沙闸b进行改建或补建的方法为：扩大待拆大坝的下一级大坝的冲沙闸b尺寸，或者增加待拆大坝的下一级大坝的冲沙闸b个数。
19、本发明的有益效果在于：
20、1、从流域梯级整体出发，在完成泥沙输送和待拆大坝拆除后，对待拆大坝上下游的河道生态和生境功能进行修复、恢复，为水生动植物提供适宜生境，对待拆大坝下游的下一级大坝的冲沙闸b进行改建或补建，以提高下一级大坝的调沙冲沙能力，降低下一级大坝出现溃坝的风险，对待拆大坝的上一级大坝、下一级大坝的下泄流量进行调整，使其与生态流量需求相适应。
21、2、通过泥沙输送，分解或降低了待拆大坝的坝前泥沙淤积量，有助于提高待拆大坝的拆除效率，同时降低了拆除待拆大坝的施工难度；此外，在待拆大坝拆除过程中，实现了上一级大坝和下一级大坝的坝前泥沙清淤。
22、3、采用块石、卵石石、木桩、活体树桩等自然材料构建多孔隙“柔性生态护岸”代替无孔隙的钢筋、混凝土硬质护岸，柔性生态护岸具有较好的稳定性和耐久性，增加了河岸的孔隙度，为生物提供一个多孔隙的栖息地，并且与周围自然环境融为一体，体现河流自然景观。
23、4、在待拆大坝上下游河道自然形态的基础上，并在完成待拆大坝及其库区清理工作后，对河道形态进行防自然再塑，具体为采用回填和削平方式将河道设置成不对称断面，构建深潭浅滩区，并在深潭浅滩区添加多种规格和粒径的砂石、卵石和砾石，形成砂卵砾石底质，以改变和调整河流局部的侵蚀和淤积情况，使泥沙淤积形成自然沙洲，塑造多样化的断面流速和水深，为水生动植物提供类型多样的栖息环境，便于多种鱼类休憩和藏匿，并完成其生活史。
24、5、在河道内部设置多种生态栖息地加强结构来增加水流多样性，使水流对河床产生不同程度的冲刷，以改善河道内部微地形，加强河道栖息地功能，同时提高河道内栖息地多样性水平和生物多样性水平，实现鱼类栖息地生境功能修复。
25、6、在正常施工围堰的基础上，在下一级大坝上建设下一级大坝改/补冲沙闸，以提高和满足上一级大坝和下一级大坝之间的调沙冲沙的能力，防止因泥沙淤积过多导致下一级大坝出现溃坝。
26、7、待拆大坝拆除后，会造成其坝址处的水域面积扩大，导致减水河段增多，进一步导致水域面积不能继续与上一级大坝的下泄流量继续保持协调，因此，对上一级大坝和下一级大坝的下泄流量进行了调整，以满足待拆大坝上下游的生态流量需求。
1.一种基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：所述步骤一中先开启待拆大坝(1)的冲沙闸c，并控制冲沙闸c的闸门开度，使待拆大坝(1)的拆除前坝前泥沙(4)量逐渐降低，并在此过程中借助下泄泥沙对待拆大坝(1)下游的下一级大坝(12)库尾的冲击深坑回填区(5)进行回填；
3.如权利要求2所述的基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：所述冲沙闸a(7)的闸门开度小于冲沙闸b(71)的闸门开度。
4.如权利要求1所述的基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：所述待拆大坝(1)上下游的原始河床线(3)在完成泥沙输送后会降低，待拆除待拆大坝(1)并完成清理后，先对待拆大坝(1)库尾的冲击深坑回填区(5)进一步进行回填，并对裸凸削减区(51)进行整改，以形成坡度趋于平稳的拆除后河床线(31)，再对待拆大坝(1)上下游的河道生态和生境功能进行修复、恢复。
5.如权利要求1所述的基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：所述步骤二中对待拆大坝(1)上下游的河道生态和生境功能进行修复、恢复包括护岸修复、河床修复和鱼类栖息地生境功能修复。
6.如权利要求5所述的基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：所述护岸修复方法为：采用格宾石笼结构(63)堆砌形成挡墙，以增强岸坡防护的自然属性，格宾石笼结构(63)为在格宾网内填充块石、卵石石、木桩或活体树桩形成。
7.如权利要求5所述的基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：所述河床修复方法为：在待拆大坝(1)上下游河道自然形态的基础上，并在完成待拆大坝(1)及其库区清理工作后，对河道形态进行防自然再塑，具体为采用回填和削平方式将河道设置成不对称断面，构建深潭浅滩区(6)，并在深潭浅滩区(6)添加多种规格和粒径的砂石、卵石和砾石，形成砂卵砾石底质(62)，以改变和调整河流局部的侵蚀和淤积情况，使泥沙淤积形成自然沙洲，塑造多样化的断面流速和水深，为水生动植物提供类型多样的栖息环境。
8.如权利要求5所述的基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：所述鱼类栖息地生境功能修复方法为：在河道内部设置多种生态栖息地加强结构来增加水流多样性，使水流对河床产生不同程度的冲刷，以改善河道内部微地形，加强河道栖息地功能，同时提高河道内栖息地多样性水平和生物多样性水平。
9.如权利要求8所述的基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：所述生态栖息地加强结构为小型丁坝、堰、树墩、砾石群或遮蔽物。
10.如权利要求1所述的基于梯级水库拆除的河道生态修复与生境功能恢复方法，其特征在于：所述步骤三中对待拆大坝(1)下游的下一级大坝(12)的冲沙闸b(71)进行改建或补建的方法为：扩大待拆大坝(1)的下一级大坝(12)的冲沙闸b(71)尺寸，或者增加待拆大坝(1)的下一级大坝(12)的冲沙闸b(71)个数。
