本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種扇形多階梯式生態(tài)緩沖型護岸系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少設(shè)置有4級階梯，階梯的外側(cè)依次設(shè)置有攔截墻，各級攔截墻之內(nèi)設(shè)置有植物種植區(qū)，植物種植區(qū)的上層設(shè)置有土壤基質(zhì)，下層依次為黃砂、陶粒、軟石和沸石，各級植物種植區(qū)設(shè)置有挺水景觀植物和耐淹性植物；各級攔截墻間隔植物種植區(qū)的對應(yīng)位置依次設(shè)有跌水平臺；攔截墻與跌水平臺之間設(shè)置有導(dǎo)流板；第一級植物種植區(qū)與農(nóng)田排水溝渠相銜接，向下游呈扇形狀，為扇形展開的跌水式層級結(jié)構(gòu)，扇形半徑為5～8米，圓心角為45°～75°；末級攔截墻與河道相銜接。本發(fā)明專利技術(shù)不但具有保護河道邊坡、實現(xiàn)排洪和水土保持的功效，還具有良好的凈化和景觀效果。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種河流護岸設(shè)施，特別涉及一種對以面源形式進入河道的污染物質(zhì)具有截留凈化效果的扇形多階梯式生態(tài)緩沖型護岸系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
近年來，農(nóng)業(yè)面源污染已成為我國重大的水環(huán)境問題，化肥的過量施用導(dǎo)致了氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的大量流失，造成湖泊等水體的富營養(yǎng)化，使之失去生產(chǎn)和生活的使用價值，并可能造成地下水污染甚至食品污染。農(nóng)業(yè)面源C0D、N、P的污染負荷已占水體污染負荷中的1/2-2/3。太湖藍藻事件暴發(fā)后，關(guān)于農(nóng)田面源徑流、滲漏養(yǎng)分的生態(tài)攔截技術(shù)的研究興起。長期以來，專家學(xué)者針對溝渠(河浜)岸、溝渠(河浜)床以及溝渠(河浜)道水體三者的不同特點提出了眾多面源污染原位攔截和生態(tài)修復(fù)的技術(shù)與方法，其中以生態(tài)緩沖岸坡、水生植物強化修復(fù)、生態(tài)透水壩等較為突出。在本專利技術(shù)之前，現(xiàn)有的對面源污染具有截留凈化效果的河道護坡技術(shù)有自然式護坡、硬質(zhì)護坡和生態(tài)型護坡。自然式護坡是利用根系發(fā)達的植物，將其種植在河道的坡道上，使之固土防沙、防止水土流失，滿足生態(tài)環(huán)境需要，保持自然景觀效果。但這種自然式護坡方式存在著穩(wěn)定性差的缺陷，易被雨水沖刷形成深溝，長期浸泡在水下或河道流速過大均會影響其穩(wěn)定性，對以面源形式進入河道的污染物質(zhì)的清除作用有限，且占地面積大。硬質(zhì)護坡通常是指在河邊坡道上采用漿砌或干砌塊石、現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土塊體等結(jié)構(gòu)，尤其是在城市河道護岸工程中大都采用直立式混凝土擋土墻。這些結(jié)構(gòu)占地較小，對于保持岸坡的穩(wěn)定性、防止水土流失及防洪安全都有一定的作用，但也在不同程度上對岸坡的景觀環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生了不良影響，其所用材料(包括堿化骨料)的水化反應(yīng)、炭化反應(yīng)及各種添加劑(如早強劑、抗凍劑、膨脹劑等)在水中發(fā)生的反應(yīng)影響了水體質(zhì)量；其對河道坡面采取的封閉形式使得植物和微生物難以在此生存繁衍，嚴重破壞了生物多樣性，造成水體與陸地生態(tài)環(huán)境惡化，對以面源形式進入河道的污染物難以清除，施工量較大，成本較高。生態(tài)型護坡技術(shù)有多種方式，如采用土工材料復(fù)合種植基、鐵絲網(wǎng)與碎石復(fù)合基、土工材料固土種植基、植被型生態(tài)混凝土、水泥生態(tài)種植基以及土壤固化劑等對河邊、邊坡進行護坡，對穩(wěn)定岸坡結(jié)構(gòu)有較好效果，并且對岸坡景觀進行了一定的改善，但是對截留面源入河污染物的作用非常有限，且有機膠結(jié)材料成本過高，施工量也較大，推廣使用受到了限制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的，在于克服上述各種河道護坡技術(shù)的各自缺陷，針對農(nóng)田溝渠徑流提供一種不但具有良好的凈化效果和景觀效果、還可以很好的保護河道邊坡、實現(xiàn)排洪和水土保持等功效的扇形多階梯式河道護岸系統(tǒng)。本專利技術(shù)通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。一種扇形多階梯式生態(tài)緩沖型護岸系統(tǒng)，包括攔截墻、基質(zhì)和植物，其特征在于，該系統(tǒng)至少設(shè)置有4級階梯，階梯的外側(cè)依次設(shè)置有第一級攔截墻A5、第二級攔截墻B6、第三級攔截墻C7和第四級攔截墻D8，所述攔截墻由無砂混凝土構(gòu)筑；所述第一級攔截墻A5的墻體頂部高程為中間高、兩邊低的結(jié)構(gòu)，第二級攔截墻B6的墻體頂部高程為兩邊高、中間低的結(jié)構(gòu)，第三級攔截墻C7的墻體頂部高程又為中間高、兩邊低的結(jié)構(gòu)，第四級攔截墻D8的墻體頂部高程為兩邊高、中間低的結(jié)構(gòu)，依此類推；所述各級攔截墻之內(nèi)依次設(shè)置有植物種植區(qū)Al、植物種植區(qū)B2、植物種植區(qū)C3和植物種植區(qū)D4 ;所述植物種植區(qū)的上層設(shè)置有土壤基質(zhì)13，土壤基質(zhì)13的下面設(shè)置有凈化材料，該凈化材料由上至下依次為黃砂14、陶粒15、軟石16和沸石17 ；植物種植區(qū)Al、植物種植區(qū)B2、植物種植區(qū)C3和植物種植區(qū)D4均設(shè)置有挺水景觀植物和耐淹性植物或者沉水植物；在各級攔截墻間隔植物種植區(qū)的對應(yīng)位置依次設(shè)置有第一級跌水平臺A9、第二級跌水平臺B10、第三級跌水平臺Cll和第四級跌水平臺D12，所述跌水平臺由無砂混凝土構(gòu) 筑在各級攔截墻與跌水平臺之間的垂直位置依次設(shè)置有兩個導(dǎo)流板A18、導(dǎo)流板B19、導(dǎo)流板C20和導(dǎo)流板D21 ;所述導(dǎo)流板為不透水的混凝土板，其下部設(shè)置有小孔22 ；所述植物種植區(qū)Al與農(nóng)田排水溝渠相銜接，第四級攔截墻D4與河道相銜接；該系統(tǒng)以與農(nóng)田排水溝渠相銜接的植物種植區(qū)Al向下游呈扇形狀，為扇形展開的跌水式層級結(jié)構(gòu)，其扇形半徑為5 8米,弧長為5.5 10.5米，圓心角為45° 75°。所述第一級攔截墻A5、第二級攔截墻B6、第三級攔截墻C7和第四級攔截墻D8的墻體厚度均為10 15cm。所述第一級攔截墻A5中間最高高度為75 85cm，向兩邊逐漸減小至兩端墻高為55 65cm,第二級攔截墻B6的兩端最高高度為85 95cm,向中間逐漸減小至55 65cm,以后各級攔截墻的最高點逐級增加10cm，依此類推；所述的各級跌水平臺寬度為5 8cm。所述導(dǎo)流板A18、導(dǎo)流板B19、導(dǎo)流板C20和導(dǎo)流板D21的厚度為5 8cm，分別設(shè)置在每一級植物種植區(qū)的三等分線上，其下部設(shè)置的小孔22 Φ為4 6cm，其高度與對應(yīng)攔截墻的墻體高度相同。由黃砂14、陶粒15、軟石16和沸石17組成的凈化材料也稱為填料層，其總高度為35 45cm。所述土壤基質(zhì)13的高度為5 10cm。所述挺水景觀植物為黃花鳶和美人蕉，耐淹性植物為狗牙根、高羊茅，沉水植物為苦草、金魚藻和馬來眼子菜。本專利技術(shù)的有益效果:( I)斜坡式岸坡加上混凝土構(gòu)筑圍墻，使系統(tǒng)穩(wěn)定，符合岸坡安全要求。(2)扇形展開的跌水式層級設(shè)計，可有效降低徑流流速并截留泥沙，對高泥沙含量的降雨徑流有良好的攔截凈化效果。(3)充分利用坡岸原有坡度，徑流污染靠重力流的方式進入系統(tǒng)進行處理。徑流中的顆粒污染物被攔截墻攔截沉降，并被填料及植物根系吸附截留，有機質(zhì)通過生物膜吸附及同化、異化作用得以消除。根系植物對氧的傳遞釋放，使其周圍微環(huán)境中依次出現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧現(xiàn)象和交替環(huán)境，因而保證了徑流水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作為營養(yǎng)成分直接吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用從徑流中去除，達到截留部分污染物的目的和效果。(4)利于布水均勻,對水量和水質(zhì)適應(yīng)能力強,水質(zhì)凈化效果穩(wěn)定可靠。(5)攔截墻墻體頂部高程的逐級規(guī)律化設(shè)計，使得徑流在通過護坡系統(tǒng)時形成往復(fù)折流式前進，有效增大了水力停留時間，解決了當降雨徑流流量較大時，流經(jīng)坡面時流速過快、停留時間短，污染物質(zhì)無法得到有效去除、截留凈化效果非常有限的缺陷。(6)跌水平臺既能起到消能作用，同時又起充氧作用，可以減少對各級處理單元內(nèi)植物和基質(zhì)的沖刷。(7)導(dǎo)流墻可以使處理單元內(nèi)的水呈潛流態(tài)流動，既能充分利用基質(zhì)的去污作用，又能防止底部死水。(8)階梯內(nèi)層次布局的植物系統(tǒng)，在營造良好的河岸生物棲息環(huán)境的同時，也提升了護坡系統(tǒng)對徑流中污染物的最終凈化能力。層層階梯式綠色景觀，使護坡系統(tǒng)觀賞性大大增強。附圖說明圖1為扇形多階梯式生態(tài) 緩沖型護岸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1的左視剖面圖；圖4為圖3的凈化材料局部放大示意圖；圖5為圖2的導(dǎo)流板局部放大示意圖。本專利技術(shù)附圖標記如下:1-植物種植區(qū)A2-植物種植區(qū)B3-植物種植區(qū)C4-植物種植區(qū)D5—第一級攔截墻A6—第二級攔截墻B7—第三級攔截墻C8—第四級攔截墻D9—第一級跌水平臺A10—第二級跌水平臺B11—第三級跌水平臺C12—第四級跌水平臺D13——土壤基質(zhì)14——黃砂15-陶粒16-軟石1本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種扇形多階梯式生態(tài)緩沖型護岸系統(tǒng)，包括攔截墻、基質(zhì)和植物，其特征在于，該系統(tǒng)至少設(shè)置有4級階梯，階梯的外側(cè)依次設(shè)置有第一級攔截墻A（5）、第二級攔截墻B（6）、第三級攔截墻C（7）和第四級攔截墻D（8），所述攔截墻由無砂混凝土構(gòu)筑；所述第一級攔截墻A（5）的墻體頂部高程為中間高、兩邊低的結(jié)構(gòu)，第二級攔截墻B（6）的墻體頂部高程為兩邊高、中間低的結(jié)構(gòu)，第三級攔截墻C（7）的墻體頂部高程又為中間高、兩邊低的結(jié)構(gòu)，第四級攔截墻D（8）的墻體頂部高程為兩邊高、中間低的結(jié)構(gòu)，依此類推；?所述各級攔截墻之內(nèi)依次設(shè)置有植物種植區(qū)A（1）、植物種植區(qū)B（2）、植物種植區(qū)C（3）和植物種植區(qū)D（4）；所述植物種植區(qū)的上層設(shè)置有土壤基質(zhì)（13），土壤基質(zhì)（13）的下面設(shè)置有凈化材料，該凈化材料由上至下依次為黃砂（14）、陶粒（15）、軟石（16）和沸石（17）；?植物種植區(qū)A（1）、植物種植區(qū)B（2）、植物種植區(qū)C（3）和植物種植區(qū)D（4）均設(shè)置有挺水景觀植物和耐淹性植物或者沉水植物；?在各級攔截墻間隔植物種植區(qū)的對應(yīng)位置依次設(shè)置有第一級跌水平臺A（9）、第二級跌水平臺B（10）、第三級跌水平臺C（11）和第四級跌水平臺D（12），所述跌水平臺由無砂混凝土構(gòu)筑；?在各級攔截墻與跌水平臺之間的垂直位置依次設(shè)置有兩個導(dǎo)流板A（18）、導(dǎo)流板B（19）、導(dǎo)流板C（20）和導(dǎo)流板D（21）；所述導(dǎo)流板為不透水的混凝土板，其下部設(shè)置有小孔(22)；?所述植物種植區(qū)A（1）與農(nóng)田排水溝渠相銜接，第四級攔截墻D（4）與河道相銜接；該系統(tǒng)以與農(nóng)田排水溝渠相銜接的植物種植區(qū)A（1）向下游呈扇形狀，為扇形展開的跌水式層級結(jié)構(gòu)，其扇形半徑為5～8米，弧長為5.5～10.5米,圓心角為45°～75°。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于海明，李陽，孫井梅，任炳昱，王曉玲，
申請(專利權(quán))人：天津大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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