CN101967811B - 一种水利设施 - Google Patents

Abstract

水利设施，该水利设施包括土基和由土基支撑的水体防渗透气结构，其中，所述水体防渗透气结构包括防水透气颗粒层，所述防水透气颗粒层位于土基上，所述防水透气颗粒层中的防水透气颗粒直径为20-3500微米，所述防水透气颗粒层的压实度为90％以上，所述防水透气颗粒层的厚度至少为1厘米。本发明提供的所述水利设施的防渗透气结构依靠增强水的表面张力的原理，阻止水的渗漏，达到防渗的目的；同时减小气体的表面张力，使气体较容易的通过防水透气颗粒层，因而具有防渗、透气双重功能。由于防水透气颗粒层是有防渗颗粒组成，具有流动性，可以自动修复地基或者地壳运动造成的裂缝，并可以接通地气，能够有效改善水体生态环境。

Description

一种水利设施

技术领域

本发明涉及一种水利设施。

背景技术

我国的水资源特别紧缺，总量为28万亿立方米，人均水资源量仅为2170立方米，不足世界平均水平的四分之一，是世界13个贫水国家之一。在我国，可利用的水源主要包括河流水、淡水湖泊水以及浅层地下水。

对于河流、湖泊等地表淡水资源，水量损失主要是蒸发与渗漏，据不完全统计，渗漏量占到了水体损失的80％左右。在现有技术中，为了解决湖泊等地表淡水资源渗漏问题，主要采用防渗层，防渗层是在人工湖湖底和驳岸利用防渗材料进行处理而形成的结构层。新开挖的人工湖，由于湖底泥土结构疏松，湖水会有渗漏现象。为了防止水渗漏，设计图纸一般都具有防渗层结构。进行防渗处理后，湖水的渗漏得到有效控制，能较大限度地减少水的渗漏损失。目前，主要采用的是土工膜防渗技术、混合材料防渗技术以及膨润土防渗技术。

(1)土工膜防渗膜：目前广泛应用于人工湖的防渗膜中常见的有聚乙烯复合土工膜或聚酯纤维构成的复合土工膜，所述土工膜具有抗老化、防渗效果好等优良性能，一般使用寿命可达30-50年，所使用的添加剂不具有毒性，符合环保标准。施工方法为：在湖底按设计标高找平铺素土，夯实后铺防渗膜，然后铺上30厘米厚的素土并压实。如果做硬底人工湖，则可以采用水泥混凝土进行处理。

(2)混合材料防渗层：用黄泥、石灰、粘土按一定比例混合，铺于湖底，在最佳含水量状态时夯实，具有较好的防渗作用，无毒害，符合环保标准。

(3)膨润土防渗层：按设计标高要求将湖底找平，铺10厘米厚的素土，夯实，再铺上7厘米厚的膨润土并压实，然后铺上15厘米厚的素土，夯实，防渗效果较好。

例如，防渗膜在人工湖防渗工程中的应用，设计人工湖湖面距地面0.7米，湖深采用2.5米。根据该地的地质情况，湖底土质为粉质粘土，对于新开挖湖(1.8万平方米)，若不作处理，渗透水量经计算为64.8立方米/小时。1个月的渗漏量为4.7万立方米。其中，采用0.3毫米高密度聚乙烯(HDPE)衬膜作为防渗材料形成防渗层(膜料焊接渗透系数k设计值取10m/s，其优点在于高防渗性、低造价)，1.8万平方米的湖泊采用高密度聚乙烯(HDPE)衬膜每月渗漏量为0.47万立方米。考虑到人工湖的景观效果，回归自然的理念，湖内要求可以生长荷花等植物，膜上的保护层采用造价低廉的素土层。由于湖区植物生长发达，为防止人工湖的植物根系穿破防渗膜，也为了解决地层的不均匀沉降对膜的损坏，垫层采用100毫米厚的混凝土层。刚性垫层伸缩缝填料采用沥青砂浆，配料采用沥青、水泥、砂，按1∶1∶4重量比混合配置，纵向伸缩缝间距5米，横向伸缩缝间距3米。

再例如，CN201033869Y公开了一种工程用的机织无纺复合土工膜，该土工膜至少有三层，上层为无纺织物，底层为机织物，中间层为塑料膜片。上层无纺织物，底层机织物与中间层塑料膜片之间通过聚合物挤压熔融、压接粘结复合而成。无纺织物为针刺或热粘高分子短纤维化学材料。机织物为化纤长丝机织物。塑料膜片为PVC、PE、HDPE、LDPE、EVA等膜片。该机织无纺复合土工膜具有比重小、延伸性强、耐腐蚀、强力高、抗冻性能好的特点，可广泛应用于各种江、河、湖泊、水库堤坝、垃圾填埋场、铁路隧道、护坡工程及各类建筑物的施工中，作为防水、防渗、防污染用。

但是，上述两个现有技术实例中的高密度聚乙烯(HDPE)衬膜及无纺复合土工膜，仍然存在抵抗冻胀破坏能力差、易产生裂缝和移位，以及阻隔了地气的上下连通，减少水体含氧量，降低了水体自净化功能的缺陷，造成水质恶化，出现类似太湖污染的现象，使区域生态环境遭到严重破坏。因此，需要一种防渗材料及防渗结构，抵抗冻胀破坏能力强、不易产生裂缝和移位，并且可以接通地气，能够对改善水体生态环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的水利设施的水体防渗透气结构的抵抗冻胀破坏能力差、易产生裂缝和移位，以及阻隔了地气的上下连通，减少水体含氧量，降低了水体自净化功能等缺陷，提供一种防渗透气效果好，且抵抗冻胀破坏能力强、不易产生裂缝和移位，并可以接通地气，能够有效改善水体生态环境的水利设施。

本发明提供了一种水利设施，该水利设施包括土基和由土基支撑的水体防渗透气结构，其中，所述水体防渗透气结构包括防水透气颗粒层，所述防水透气颗粒层位于土基上，所述防水透气颗粒层中的防水透气颗粒直径为20-3500微米，所述防水透气颗粒层的压实度为90％以上，所述防水透气颗粒层的厚度至少为1厘米。

本发明提供的所述水利设施的防渗透气结构依靠增强水的表面张力的原理，阻止水的渗漏，达到防渗的目的；同时减小气体的表面张力，使气体较容易的通过防水透气颗粒层，因而具有防渗、透气双重功能。由于防水透气颗粒层是有防渗颗粒组成，具有流动性，可以自动修复地基或者地壳运动造成的裂缝。由于防水透气颗粒层内无水，因此没有冻胀之忧，抗冻胀破坏能力强，不易产生裂缝和移位，并可以接通地气，能够有效改善水体生态环境。本发明所述防渗透气结构可广泛应用于河流、湖泊、渠道、水库等各种水体领域。

附图说明

图1为本发明提供的防渗透气结构的示意图；

图2为本发明提供的防渗透气结构的示意图；

图3为本发明提供的防渗透气结构的示意图；

图4为本发明提供的防渗透气结构的示意图；

图5为本发明提供的防渗透气结构的示意图。

具体实施方式

按照本发明，该水利设施包括土基和由土基支撑的水体防渗透气结构，其特征在于，所述水体防渗透气结构包括防水透气颗粒层，所述防水透气颗粒层位于土基上，所述防水透气颗粒的直径可以在很大范围内改变，优选情况下，为了更好地提高由防水透气颗粒形成的防水透气层的防水性和透气性，所述防水透气颗粒层中的防水透气颗粒直径为20-3500微米，优选为80-2000微米，更优选为100-500微米；所述防水透气颗粒层的压实度为90％以上，优选为95％以上；所述防水透气颗粒层的厚度至少为1厘米。所述防水透气颗粒层的厚度可以根据水体的高度进行调整，只要能够实现防渗透气效果即可，一般情况下，所述防水透气颗粒层的厚度至少为1厘米，优选为3-20厘米，更优选为3-10厘米。

按照本发明，可以采用各种方法实现所述防水透气颗粒层的压实度的要求，例如，采用人工压实的方法或者机械压实的方法在铺设好的防水透气颗粒层上进行压实而使其满足压实度的要求。其中，所述压实度是填土工程的质量控制指标，土的压实度等于土的实际干密度与最大干密度的比值，用百分比表示。其测试方法为本领域技术人员所公知，例如，可以先测定压实前的土样在最佳含水量时的干密度，此为最大干密度，然后再测定压实后的土样的实际干密度，用实际干密度除以最大干密度即是土的实际压实度。

按照本发明，所述防水透气颗粒层中的防水透气颗粒可以是各种具有防水透气功能的颗粒。优选情况下，所述防水透气颗粒含有骨料及包覆在骨料表面的疏水性树脂膜。由于所述防水透气颗粒层为柔性铺装结构，具有一定的流动性，可以自动修复地基或者地壳运动造成的裂缝。由于所述防水透气颗粒层是防水的，因此所述防水透气颗粒层内无水而没有冻胀之忧，抗冻胀破坏能力强，并且，具有高防水性能及良好的透气性能，在防止水体渗漏的同时接通地气。

所述骨料颗粒和疏水性树脂膜在所述防水透气颗粒中的含量可以在很大范围内变动，所述疏水性树脂膜的量只要使所述骨料颗粒的表面至少部分地被疏水性树脂膜包覆即可，优选情况下，所述疏水性树脂膜的量使所述骨料颗粒的表面全部被疏水性树脂膜包覆。更优选情况下，所述疏水性树脂膜的重量占骨料重量的1-10％。

按照本发明，一个所述防水透气颗粒可以包括一个或多个骨料颗粒。当一个防水透气颗粒包括多个骨料颗粒时，上述定义的疏水性树脂膜的含量是指疏水性树脂膜的重量占骨料颗粒的总重量的百分比。

所述骨料颗粒可以为各种硬质且不溶于水的颗粒，优选为石英砂、矿渣、陶粒和玻璃微珠中的一种或多种。

所述疏水性树脂膜是由疏水性树脂经固化剂固化得到的，所述疏水性树脂可以为各种疏水性树脂，为了实现更好的防水性，所述疏水性树脂优选选自疏水性环氧树脂、疏水性酚醛树脂、疏水性聚氨酯树脂、疏水性不饱和聚酯及疏水性硅树脂中的一种或多种。

更优选情况下，所述疏水性树脂选自疏水性环氧树脂、疏水性酚醛树脂、疏水性聚氨酯树脂、疏水性不饱和聚酯及疏水性硅树脂中的两种或更多种，任意两种疏水性树脂的质量比可以为1∶0.1-10。按照该优选实施方式，可以进一步提高由骨料颗粒形成的防水透气颗粒形成的防水透气颗粒层的防水性和透气性。

所述疏水性环氧树脂可以为各种常规的疏水性环氧树脂，优选选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂、聚酰胺树脂改性环氧树脂、聚乙烯醇叔丁醛改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、酚醛树脂改性环氧树脂、聚酯树脂改性环氧树脂、尿醛三聚氰胺树脂改性环氧树脂、糠醛树脂改性环氧树脂、乙烯树脂改性环氧树脂、异氰酸酯改性环氧树脂和硅树脂改性环氧树脂中的一种或多种。所述疏水性环氧树脂可以商购得到，也可以通过常规的制备方法制得。

例如，所述疏水性环氧树脂可以通过如下的方法之一进行改性而获得：

方法一：将环氧树脂，如双酚A型环氧树脂，与油溶性的单体共聚，所述油溶性的单体为：丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸烷基酯，乙基丙烯酸、醋酸乙烯酯、乙酸烯丙酯、乙烯基磺酸钠、甲基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基丙酯、丙烯酸二甲氨基丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的任一种。共聚的条件可以为：环氧树脂与油溶性单体的摩尔比为1∶0.1-0.5，共聚的温度为80-120℃，共聚的时间为2-6小时；共聚可以在反应介质中进行，反应介质可以为能够溶解所述反应原料并且不与所述反应原料反应的溶剂，如丙酮、四氢呋喃或二氯乙烷中的至少一种，反应介质的量只要满足使所述反应原料完全溶解即可。

方法二：将环氧树脂接枝改性剂，形成接枝聚合物；改性的条件可以包括：温度为80-150℃，时间为0.5-6小时，改性剂与环氧树脂的用量比为摩尔比为0.01-0.1∶1。所述改性剂可以为硅氧烷、有机硅、聚氨酯或偏氯乙烯等。

方法三：将环氧树脂的亲水性基团(如羟基)与疏水的功能单体发生反应，将疏水的功能单体连接到环氧树脂上；疏水性的功能单体优选为：苯甲醛和/或烷基苯甲醛，利用羟基与醛基的反应。所述烷基苯甲醛可以包括一个或多个烷基，每个烷基的碳原子数可以为1-10。

所述疏水性酚醛树脂可以为各种常规的疏水性酚醛树脂，优选选自二甲苯改性酚醛树脂、环氧树脂改性酚醛树脂和有机硅改性酚醛树脂中的一种或多种。所述疏水性酚醛树脂可以商购得到，也可以通过常规的制备方法制得。

所述疏水性聚氨酯树脂可以为各种常规的疏水性聚氨酯树脂，优选由有机多异氰酸酯及聚醚、聚酯等低聚物多元醇的一种或多种制备而得。所述疏水性聚氨酯树脂可以商购得到，也可以通过常规的制备方法制得。

所述疏水性硅树脂可以为各种常规的疏水性硅树脂，优选选自甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的一种或多种。所述疏水性硅树脂可以商购得到，也可以通过常规的制备方法制得。

所述不饱和聚酯可以选自双酚A型不饱和聚酯、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯、邻苯型不饱和聚酯以及间苯型不饱和聚酯中的一种或多种。所述不饱和聚脂可以商购得到，也可以通过常规的制备方法制得。

所述固化剂的量可以为其常规的用量，优选为所述疏水性树脂的10-40重量％。

对于不同的疏水性树脂可以使用不同的固化剂，优选情况下：

用于所述疏水性环氧树脂的固化剂可以选自脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂、芳香胺固化剂、聚酰胺固化剂、酸酐固化剂和叔胺固化剂中的一种或多种；

用于所述疏水性酚醛树脂的固化剂为六次甲基四胺；

用于所述疏水性硅树脂的固化剂可以为二丁基二月桂酸锡和/或N，N，N′，N′-四甲基胍盐；

用于所述疏水性聚氨酯树脂的固化剂可以选自甲苯二异氰酸酯(TDI)和三羟甲基丙烷(TMP)的加成物、甲苯二异氰酸酯和含羟基组份的预聚物、甲苯二异氰酸酯的三聚体。所述含羟基组份可以为二元醇、多元醇、醇胺、芳香族二元胺和二元羧酸(酐、酯)中的一种或多种；

用于所述不饱和聚酯的固化剂可以选自过氧化酮和环烷酸钴、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸酯、二烷基过氧化物、过氧化辛酸叔己酯和过氧化二碳酸双酯中的一种或几种。

按照本发明，所述防水透气颗粒的制备方法包括如下步骤：

步骤(1)：将骨料颗粒加热至50-400℃，优选为100-240℃；

步骤(2)：将骨料与疏水性树脂和固化剂混合，搅拌均匀，使该疏水性树脂在所述骨料颗粒的表面固化、覆膜，得到防水透气颗粒。

优选地，该方法还包括将步骤(2)得到的防水透气颗粒进行冷却、破碎、筛分的步骤，以控制疏水颗粒的粒径。本发明对冷却的条件没有特别要求，优选冷却至室温。此外，可以采用常规的破碎和筛分方法进行破碎和筛分。

优选情况下，在步骤(1)之前，该方法还可以包括用油性物质浸泡骨料颗粒的步骤，浸泡后的颗粒具有更好的疏水效果，且更易于与疏水性树脂发生反应，所述油性物质可以选自己烷、120#溶剂油、菜子油、花生油、葵花子油、大豆油和色拉油中的至少一种。

在步骤(2)中，对搅拌的时间没有特别的要求，只要使疏水性树脂均匀地附着在骨料颗粒的表面即可。优选情况下，所述搅拌时间可以为1-10分钟。

所述骨料颗粒和疏水性树脂的种类和用量在上文中已作详细描述，在此不再赘述。

按照本发明，为了更好地保护所述防水透气颗粒层并进一步提高所述防水透气结构的防水、透气性能，在防水透气颗粒层上还可以包括土工布层、辅助压实层和保护层中的至少一种。

按照本发明的一种具体实施方式，可以直接在所述防水透气颗粒层上形成保护层。所述防水透气颗粒层和保护层的厚度比可以根据实际需要而定，只要能够保证防水透气颗粒层的防渗要求即可。优选情况下，所述防水透气颗粒层和保护层的厚度比例可以为1∶1-20，更优选为1∶1-10。

另外，按照本发明的另一种具体实施方式，为了起到进一步保护所述防水透气颗粒层的作用，优选情况下，在防水透气颗粒层和保护层之间还可以依次包括土工布层和辅助压实层；即，在防水透气颗粒层上设置土工布层，在土工布层上设置辅助压实层，在辅助压实层上设置保护层。为了起到更好的防渗透气效果以及保护作用，所述防水透气颗粒层与土工布层、辅助压实层和保护层的厚度比可以为1∶0.01-1∶1-10∶1-20，更优选为1∶0.02-1∶1-5∶1-10。所述土工布层和细砂层的厚度只要能够起到保护防水透气颗粒层的作用即可，一般情况下，所述土工布层的厚度可以为0.2-2厘米；所述辅助压实层的厚度可以为1-10厘米。

此外，本发明的发明人意外的发现，在将所述防水透气颗粒层直接与辅助压实层接触并在所述细砂层上形成保护层的所述水体防渗透气结构能够大大提高防渗透气效果。因此，优选情况下，所述水体防渗透气结构依次由防水透气颗粒层、辅助压实层和保护层构成。推测原因可能在于，由于在所述防水透气颗粒层上形成的是辅助压实层，因此，由于细砂层的自身重量而使防水透气颗粒层的形成空间相对固定(防止了土工布层直接与防渗透气层接触，而由于某些原因可能导致土工布层与防水透气颗粒层之间受力不均匀使得防水透气颗粒层和土工布层之间易产生孔隙，导致水体渗透至防水透气颗粒层时防渗透气颗粒溶胀使防水透气颗粒层体积膨胀而填充了孔隙，而无法真正起到由溶胀而使颗粒之间缝隙减小，使防水透气颗粒层颗粒更密实的目的)，因此，辅助压实层与防渗透气层之间的受力均匀，当有水从保护层上方渗透至防水透气颗粒层时，由于防渗透气中的颗粒在与水接触后的溶胀作用，使得该防水透气颗粒层中的防渗透气颗粒之间的间距大大缩小，而使防渗透气颗粒更密实，从而达到进一步阻止水体渗漏的情况发生。

按照本发明，所述防水透气颗粒层、辅助压实层和保护层的厚度比可以根据实际需要而定，只要能够保证防水透气颗粒层的防渗要求即可。优选情况下，为了起到更好的防渗透气效果，所述防水透气颗粒层、辅助压实层和保护层的厚度比例为1∶1-10∶1-20，更优选为1∶1-5∶1-10。

本发明对所述水利设施的防渗透气结构的形状没有特别的限定，例如，可以为储水池，也可以为能够使水流通的槽体等规则或不规则的结构。所述防渗透气结构可广泛应用于河流、湖泊、渠道、水库等各种水体领域。本发明中所述的防水透气颗粒层可以替代现有技术中的各种水利设施的防渗透气结构中的防渗层，例如，土工防渗层、混合料防渗层、膨润土防渗层等。形成本发明的防渗透气结构，一方面保证了水的防渗，另一方面保证使水体与地气接通，以改善水体水质。

按照本发明，所述土工布层可以为各种常规的土工布层，例如，可以选自无纺织物、机织物和塑料膜片中的一种或多种。所述无纺织物可以为针刺或热粘高分子短纤维化学材料。所述机织物可以为化纤长丝机织物。所述塑料膜片为PVC、PE、HDPE、LDPE、EVA等膜片。

按照本发明，所述辅助压实层可以为各种可以起到辅助压实作用的压实层，优选由细砂颗粒形成，为了起到更好的溶胀作用，所述细砂的颗粒直径可以为100-3000微米，更优选为100-1000微米。所述细砂可以为各种可以形成所述细砂层的细砂，例如，可以选自风积沙、河沙和海砂中的一种或多种。

按照本发明，所述保护层可以为各种用于形成所述水利设施的防渗透气结构的保护层，以用于保护所述防水透气颗粒层并满足各种不同的水利设施的需要，例如，可以选自种植土层、砾石层、透水砖层和混凝土层中的一种或多种。其中，所述种植土层可以由选自粘土、黄土、黑土和褐土等中的一种或多种的种植土形成；所述砾石层可以由颗粒大小为1-1000毫米的石灰石形成；此外，所述砾石层也可以制成景观砾石层结构，以带来美观的效果。所述透水砖层可以由各种现有技术中常规的透水砖铺设形成，更优选情况下，为了更好地满足透水需要，可以采用CN1994955A公开的透水砖形成所述透水砖层；另外，该透水砖层可制作不同的图案及颜色，起到美观的效果。所述混凝土层可以为无砂混凝土层或者混凝土板层。一般情况下，所述种植土层可以为30-50厘米；所述砾石层可以为8-30厘米，特别是所述景观砾石层可以为10-20厘米；所述透水砖层可以为5-10厘米，所述无砂混凝土层可以为8-15厘米，所述混凝土板层可以为8-15厘米。

此外，按照一种实施方式，为了便于找平水底层，还可以在保护层的上方设置一找平层以找平所述水底层，或者还可以在铺设保护层之前设置一找平层，以便于所述保护层，特别是透水砖砖层的找平。优选情况下，所述找平层优选为土工布层或粘土层。本发明找平层的厚度没有特别限定，可以根据实际需要而定。

如图1所示，按照本发明的一个具体实施方式，所述水利设施包括土基1和由土基支撑的水体防渗透气结构，所述水体防渗透气结构包括防水透气颗粒层2和保护层3，所述防水透气颗粒层2为防水透气颗粒层；所述保护层3为种植土层和位于种植土层上面的石子层或者种植土层和位于种植土层上面的碎石层。所述防水透气颗粒层2的厚度优选为1-10厘米，所述保护层3中的种植土层可以为30-50厘米，所述石子层或碎石层的厚度可以为8-30厘米。

例如，对湖泊防渗结构可以采用以下两种方法实现防渗的同时实现透气，方法一：先在湖底铺设防水透气砂形成防水透气颗粒层(可以根据不同地段不同的渗透需求，选择防水透气砂的铺设厚度，一般优选为1-10厘米)，在防水透气砂上铺设一层15-25厘米的土层，在土层上再铺设一层直径为1-2厘米的石子层，厚度可以为8-30厘米，这种防渗结构可以达到生态型防渗的要求；方法二：先在湖底铺设防水透气砂形成防水透气颗粒层(可以根据不同地段不同的渗透需求，选择防水透气砂的铺设厚度，一般优选为1-10厘米)，在防水透气砂上铺设一层颗粒大小为0.1-1厘米的碎石层，铺设厚度可以为5-10厘米，在碎石层上再铺设一层细石粘合土，铺设厚度可以为5-20厘米，以达到湖底的生态防渗效果。

如图2所示，按照本发明的另外一个具体实施方式，所述水利设施包括土基1和由土基支撑的水体防渗透气结构，所述水体防渗透气结构包括防水透气颗粒层2、土工布层3、细砂层4和保护层5。所述防水透气颗粒层2为防水透气颗粒层，铺设厚度优选为1-10厘米；所述土工布层3为无纺布织物层，铺设厚度优选为0.2-2厘米；所述细砂层4为细砂颗粒层，铺设厚度优选为5-10厘米，细砂颗粒直径为100-3000微米；所述保护层5为透水砖层，铺设厚度优选为5-10厘米。由于在防水透气颗粒层2和细砂层4之间设置土工布层3，保证了结构及细砂层的稳定；并且上层铺设保护层透水砖起到了保护防水透气颗粒的作用，便于维护。

如图3所示，按照本发明的另外一个具体实施方式，所述水利设施包括土基1和由土基1支撑的水体防渗透气结构，所述水体防渗透气结构由内到外依次由防水透气颗粒层2、细砂层3和保护层4构成。所述防水透气颗粒层2为防水透气颗粒层，铺设厚度优选为1-10厘米；所述细砂层为细砂颗粒层，铺设厚度优选为5-10厘米，细砂颗粒直径为100-3000微米；所述保护层4为种植土层，铺设厚度优选为30-50厘米。适合于在所述种植土层上种植各种植物以改善水体生态环境。

如图4所示，按照本发明的另外一个具体实施方式，所述水利设施包括土基1和由土基1支撑的水体防渗透气结构，所述水体防渗透气结构由内到外依次由防水透气颗粒层2、细砂层3和保护层4构成。所述防水透气颗粒层2为防水透气颗粒层，铺设厚度优选为1-10厘米；所述细砂层3为细砂颗粒层，铺设厚度优选为5-10厘米，细砂颗粒直径为100-3000微米；所述保护层4为砾石层，铺设厚度优选为8-30厘米。该水利设施适合于各种场合、各种类型的景观水体。

如图5所示，按照本发明的另外一个具体实施方式，所述水利设施包括土基1和由土基1支撑的水体防渗透气结构，所述水体防渗透气结构由内到外依次由防水透气颗粒层2、细砂层3和保护层4构成。所述防水透气颗粒层2为防水透气颗粒层，铺设厚度优选为1-10厘米；所述细砂层3为细砂颗粒层，铺设厚度优选为5-10厘米，细砂颗粒直径为100-3000微米；所述保护层4为透水砖层，铺设厚度优选为5-10厘米。该水利设施适合于各种场合、各种类型的景观水体。

下面将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。

在以下制备实施例中，石英砂购自永登蓝天石英砂有限公司公司，矿渣购自吉林吉恩镍业股份有限公司，陶粒购自山西江合通达油气工程材料制造有限公司，玻璃微珠购自廊坊维德兴业化工有限公司。

疏水性树脂及固化剂的厂家和牌号如下：

液体聚乙烯醇叔丁醛改性环氧树脂：山东圣泉化工股份有限公司

二甲苯改性酚醛树脂：山东圣泉化工股份有限公司

有机硅树脂：道康宁(美国)

聚氨酯树脂：山东圣泉化工股份有限公司

聚酰胺固化剂：福清王牌精细化工有限公司

六次甲基四胺固化剂：江阴天星保温材料有限公司

二丁基二月桂酸锡：上海元吉化工有限公司

TDI三聚体：顺德市勒流镇博高涂料厂。

制备实施例1

本实施例用于说明防水透气颗粒的制备。

将颗粒直径为3327微米(6目)的石英砂颗粒100克，加热至50℃，然后加入液体聚乙烯醇叔丁醛改性环氧树脂6克，充分搅拌(搅拌5分钟)，再加入聚酰胺固化剂1克，并搅拌均匀，使得环氧树脂在石英砂颗粒表面覆膜；然而，冷却至室温，破碎、筛分后得到防水透气颗粒(颗粒直径为3350微米)。

制备实施例2

本实施例用于说明防水透气颗粒的制备。

将颗粒直径为74微米(200目)的石英砂颗粒200克，加热至240℃，然后加入有机硅树脂10克，充分搅拌(搅拌5分钟)，再加入二丁基二月桂酸锡固化剂1.8克，搅拌均匀，使得有机硅树脂在石英砂颗粒表面覆膜；然而，冷却至室温，破碎、筛分后得到防水透气颗粒(颗粒直径为80微米)。

制备实施例3

本实施例用于说明防水透气颗粒的制备。

将颗粒直径为165微米(100目)的玻璃微珠颗粒100克，加热至100℃，然后加入二甲苯改性酚醛树脂4克，充分搅拌(搅拌5分钟)，再加入六次甲基四胺固化剂0.4克，搅拌均匀，使得二甲苯改性酚醛树脂在玻璃微珠颗粒表面覆膜；然而，冷却至室温，破碎、筛分后得到防水透气颗粒(颗粒直径为170微米)。

制备实施例4

本实施例用于说明防水透气颗粒的制备。

将颗粒直径分别为246微米(60目)的陶粒50克、石英砂50克和玻璃微珠100克的混合物加热至150℃，然后加入聚氨酯树脂6克，充分搅拌(搅拌5分钟)，再加入TDI三聚体固化剂0.5克，搅拌均匀，使得聚氨酯树脂在陶粒、石英砂和玻璃微珠颗粒表面覆膜；然而，冷却至室温，破碎、筛分后得到防水透气颗粒(颗粒直径为250微米)。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的水利设施的构建。

先在湖底找平夯实，并在湖底铺设由制备实施例1制得的防水透气颗粒以形成防水透气颗粒，并压实，得到防水透气颗粒层(防水透气颗粒层的厚度为1厘米，压实度为90％)；在所述防水透气颗粒层上铺设厚度为细砂层(所述细砂层为由海沙形成的细砂颗粒层，铺设厚度为2.5厘米，细砂颗粒直径为800微米)，再在该土层上铺设厚度为5厘米石子层(石子的直径为1-2厘米)作为保护层。

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的水利设施的构建。

先在湖底找平夯实，并在湖底铺设由制备实施例1制得的防水透气颗粒以形成防水透气颗粒，并压实，得到防水透气颗粒层(防水透气颗粒层的厚度为1厘米，压实度为95％)；在所述防水透气颗粒层上铺设厚度为细砂层(所述细砂层为由海沙形成的细砂颗粒层，铺设厚度为5厘米，细砂颗粒直径为800微米)，再在该土层上铺设厚度为10厘米石子层(石子的直径为1-2厘米)作为保护层。

实施例3

本实施例用于说明本发明提供的水利设施的构建。

先在湖底找平夯实，并在湖底铺设由制备实施例2制得的防水透气颗粒以形成防水透气颗粒，并压实，得到防水透气颗粒层(防水透气颗粒层的厚度为5厘米，压实度为96％)；在所述防水透气颗粒层上铺设厚度为0.2厘米的土工布层(所述土工布层为无纺布织物)；在所述土工布层上铺设细砂层(所述细砂层为由海沙形成的细砂颗粒层，铺设厚度为5厘米，细砂颗粒直径为1000微米)，最后在所述细砂层上铺设透水砖(所述透水砖为按照CN1994955A公开的方法制备得到)层作为保护层，铺设厚度为10厘米。

实施例4

本实施例用于说明本发明提供的水利设施的构建。

按照实施例3的方法构建水利设施，不同的是，不包括土工布层，而直接在防水透气颗粒层上铺设细砂层，然后在细砂层上铺设透水砖层。

实施例5

本实施例用于说明本发明提供的水利设施的构建。

先在湖底找平夯实，并在湖底铺设由制备实施例3制得的防水透气颗粒以形成防水透气颗粒，并压实，得到防水透气颗粒层(防水透气颗粒层的厚度为3厘米，压实度为96％)；在所述防水透气颗粒层上铺设细砂层(所述细砂层由风积沙形成的细砂颗粒层，铺设厚度为8厘米，细砂颗粒直径为1000微米)，在所述细砂层上铺设保护层，所述保护层为种植土层，铺设厚度为30厘米。

实施例6

本实施例用于说明本发明提供的水利设施的构建。

先在湖底找平夯实，并在湖底铺设由制备实施例4制得的防水透气颗粒以形成防水透气颗粒，并压实，得到防水透气颗粒层(防水透气颗粒层的厚度为4厘米，压实度为98％)；在所述防水透气颗粒层上铺设细砂层(所述细砂层由风积沙形成的细砂颗粒层，铺设厚度为10厘米，细砂颗粒直径为300微米)，在所述细砂层上依次铺设黄土层和砾石层作为保护层，黄土层的厚度为20厘米，砾石层(颗粒直径为80-100毫米)的厚度为10厘米。

对比例1

本对比例用于说明现有技术的水利设施的构建。

先在湖底找平夯实，铺10厘米厚的素土，夯实，再铺上7厘米厚的膨润土并压实，然后铺上15厘米厚的素土，夯实。

将所述实施例1-6和对比例1的水利设施设计为人工湖，湖底面积为100平方米，湖深为2.5米。注水量为200立方米，1个月的渗漏量分别为4.2立方米、3.8立方米、2.5立方米、1.2立方米、3.2立方米、3.4立方米、10.2立方米(水的体积的减少量即水的渗漏量)。由此说明，采用本发明的方法构建的具有水体防渗透气结的水利设施大大降低了水的渗漏量；特别是，在相同条件下与具有土工布层的水体防渗透气结构相比，由防水透气颗粒层、细砂层和保护层构成的水体防渗透气结构的月渗水量仅为1.2立方米。

Claims (10)

1.一种水利设施，该水利设施包括土基和由土基支撑的水体防渗透气结构，其特征在于，所述水体防渗透气结构包括防水透气颗粒层，所述防水透气颗粒层位于土基上，所述防水透气颗粒层中的防水透气颗粒直径为20-3500微米，所述防水透气颗粒层的压实度为90%以上，所述防水透气颗粒层的厚度至少为1厘米；在防水透气颗粒层上还包括土工布层、辅助压实层和保护层中的至少一种，所述防水透气颗粒含有骨料及包覆在骨料表面的疏水性树脂膜，所述疏水性树脂膜是由疏水性树脂经固化剂固化得到的，所述疏水性树脂选自疏水性环氧树脂、疏水性酚醛树脂、疏水性聚氨酯树脂、疏水性不饱和聚酯和疏水性硅树脂中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的水利设施，其中，所述防水透气颗粒层中的防水透气颗粒直径为80-2000微米，所述防水透气颗粒层的压实度为95%以上，所述防水透气颗粒层的厚度为3-20厘米。

3.根据权利要求1所述的水利设施，其中，所述疏水性树脂膜的重量占骨料重量的1-10%。

4.根据权利要求1或3所述的水利设施，其中，所述骨料选自石英砂、矿渣、陶粒和玻璃微珠中的一种或多种。

5.根据权利要求1或3所述的水利设施，其中，所述疏水性树脂为疏水性环氧树脂、疏水性酚醛树脂、疏水性聚氨酯树脂、疏水性不饱和聚酯及疏水性硅树脂中的两种或更多种，任意两种疏水性树脂的质量比为1:0.1-10。

6.根据权利要求5所述的水利设施，其中， 

所述疏水性环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂、聚酰胺树脂改性环氧树脂、聚乙烯醇叔丁醛改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、酚醛树脂改性环氧树脂、聚酯树脂改性环氧树脂、尿醛三聚氰胺树脂改性环氧树脂、糠醛树脂改性环氧树脂、乙烯树脂改性环氧树脂、异氰酸酯改性环氧树脂和硅树脂改性环氧树脂中的一种或多种；

所述疏水性酚醛树脂选自二甲苯改性酚醛树脂、环氧树脂改性酚醛树脂和有机硅改性酚醛树脂中的一种或多种；

所述不饱和聚酯选自双酚A型不饱和聚酯、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯、邻苯型不饱和聚酯以及间苯型不饱和聚酯的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的水利设施，其中，

用于所述疏水性环氧树脂的固化剂选自脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂、芳香胺固化剂、聚酰胺固化剂、酸酐固化剂和叔胺固化剂中的一种或多种；

用于所述疏水性酚醛树脂的固化剂为六次甲基四胺；

用于所述疏水性硅树脂的固化剂为二丁基二月桂酸锡和/或N,N,N',N'-四甲基胍盐；

用于所述疏水性聚氨酯树脂的固化剂选自甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的加成物、甲苯二异氰酸酯和含羟基组份的预聚物和甲苯二异氰酸酯的三聚体中的一种或多种；

用于所述疏水性不饱和聚酯的固化剂选自过氧化酮和环烷酸钴、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸酯、二烷基过氧化物、过氧化辛酸叔己酯和过氧化二碳酸双酯中的一种或多种；

所述固化剂的量为所述疏水性树脂的量的10-40重量%。 

8.根据权利要求1所述的水利设施，其中，所述防水透气颗粒层与土工布层、辅助压实层和保护层的厚度比例为1:0.01-1:1-10:1-20。

9.根据权利要求1或8所述的水利设施，其中，所述土工布层选自无纺织物、机织物和塑料膜片中的一种或多种；所述辅助压实层由细砂形成，所述细砂的颗粒直径为100-3000微米；所述细砂选自风积沙、河沙和海砂中的一种或多种；所述保护层选自种植土层、砾石层、透水砖层和混凝土层中的一种或多种。

10.根据权利要求1或8所述的水利设施，其中，所述水体防渗透气结构由依次设置的防水透气颗粒层、细砂层和保护层构成。 

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