CN103290806B - 环境友好型的生态护堤系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于河道、湖泊、水库等护堤应用领域，公开了一种环境友好型的生态护堤系统，所述生态护堤系统包括设置在河道的低水位区域的植物网带和铺设在坡面消涨带区域的种植土袋以及生态混凝土砌块。根据本发明，在满足稳定河道、防止水土流失的基本功能外，还形成了良好的水生生态系统，有助于生态多样性和水质的净化功能。

Description

环境友好型的生态护堤系统

技术领域

本发明属于河道、湖泊、水库等护堤应用领域，其提供了一种环境友好型的生态护堤系统，

背景技术

传统的河流、湖泊护堤多采用直接浇筑混凝土或锚固桩等刚性设置。一方面，这种不透水的硬质性材料会阻断水环境中各要素间的物质和信息的交流，导致生物多样性降低，净化能力下降；另一方面护堤的基部在水的长年冲刷下极易被掏空，而浇筑的护堤不能随之变化，最终导致混凝土护堤塌陷、错位。特别是河道的坡面消涨带区域，其主要特点是水位涨落频繁、土壤水淹与干旱交织、植被组成相对简单，因此消涨带区域也是护堤最容易损坏的区域。

为了克服普通混凝土护堤的缺陷，尽量保持河道的生态多样性，国内外技术人员已经开始研究生态护堤技术。美国常用的有土壤生物工程护堤技术；日本在此基础上又加以改进，推出了植被型生态混凝土；同时，我国的许多机构在生态护堤的研究上也取得了一些经验，多为植物-工程措施复合护堤技术。

生态护堤的最终目的是既能实现稳定河道、防止水土流失的基本功能外，同时还需具有生态、景观等功能。目前也有一些生态护堤技术被设计出来，但其使用的技术方案达到的效果还不够全面，或者有部分缺陷。例如中国发明专利《一种用于河堤水库放冲护岸的新型植物配置及生态工程技术》(专利号：ZL03146885.3)公开了一种以香根草为主体，再配置其它的植物种类的生态工程技术，但形成完整的植物带不仅需要长时间的人工维护，还需要大量的植物肥料，对环境不利；另一方面单纯的植物护坡在突发的洪水或暴雨时缺乏一定的刚性，不能满足极端的情况。文章《巢湖生态混凝土护堤示范工程的设计和应用》公开了一种透水植生生态混凝土，但其采用的是浇筑正方形的混凝土框架，然后在框架中现浇植生态混凝土的方法，一方面不能够抵挡水流及雨水的长期侵蚀，另一方面没有考虑到水生动物的栖息。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种环境友好型生态护堤系统，其采用植物网带、种植土袋和生态混凝土砌块组合构建，并对消涨带区域进行了着重的处理，在满足稳定河道、防止水土流失的基本功能外，还形成了良好的水生生态系统，有助于生态多样性和水质的净化功能，适用于普遍的江、河、湖、水库的护堤工程。

根据本发明，一种环境友好型的生态护堤系统，其包括设置在河道的低水位区域的植物网带和铺设在坡面消涨带区域的种植土袋以及生态混凝土砌块；所述植物网带由无纺网带以及捆扎在该无纺网带上的沉水植物形成；所述无纺网带通过在所述低水位区域的至少一排木桩而进行固定；在所述低水位区域中平行错位的打入多排交错排列的木桩，以使得经过这些木桩进行固定的无纺网带错位排列形成“品”字状；所述无纺网带的一端通过钢丝固定在木桩上，另一端设置有浮标而使得无纺网带漂浮在水中，在无纺网带上捆扎无根类的沉水植物；所述生态混凝土砌块为正六边形，该生态混凝土砌块正中间预设有孔洞，其它各侧面上均预设有半圆形缺口，将所述生态混凝土砌块铺设在所述种植土袋上；多个生态混凝土砌块的侧面上均在相对应的位置处设有半圆形缺口，以使得相邻的生态混凝土砌块进行拼合组成了圆形缺口。

优选地，在所述低水位区域中铺设有碎石垫层。

优选地，所述种植土袋是由无纺土工布编制成具有一定尺寸的袋子，向其中装填种植土、保水剂、缓释肥料、挺水植物的种子，并将多个这种种植土袋按“品”字形铺设在所述坡面消涨带区域。

优选地，该生态护堤系统还包括设置在高水位线上的植灌木或草本木或者该植灌木和草本木的结合。

本发明的优点在于：

1、无纺网带上的沉水植物长成后便形成了一道天然的柔性墙，经过木桩错位的排列形成“品”字状，能够有效的在植物网带和后侧的水域中形成稳定的水环境，又保持着水体之间的联系。一方面大幅度降低水流对护堤的冲击，减少泥沙的冲刷；另一方面可以给水生动物提供更多的生活栖息和隐蔽场所，又可以增加水中的溶氧，净化水质，扩大水生动物的有效生存空间，同时，沉水植物的幼嫩部分又可供水生动物摄食，从而改善整个水生生态系统。

2、种植土袋具有良好的透水性和水土保持性，并且强度高，使用寿命长。里面装填的植物种子能够在稳定适宜的环境下生长，并从种植土袋中长出，因此种植土袋能够较好的稳定植物。

3、生态混凝土砌块制成六边形可以通过咬合保证护堤的稳定，节省了连接件，并且能够适应土基轻微的变形，易于维护；而多处预设的孔洞，有效的提高了孔隙率，联合种植土袋中丰富的根系增强了整个护堤的稳定，并且空隙还可以被部分水生动物利用成为安家和避难的场所。

4、各部分上种植的植物实现了水生生态向陆生生态的自然过渡，形成了良好的生态体系，不仅能够抵挡水流和降雨的冲刷，同时对外部水污染和河面源污染具有良好的净化作用。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述。

附图说明

图1为根据本发明生态护堤系统的平面示意图；

图2为根据本发明生态护堤系统的混凝土砌块示意图。

图3为根据本发明生态护堤系统的断面示意图。

主要的附图标记说明

1：低水位区域                 2：木桩

3：碎石垫层                   4：挺水植物

5：带有沉水植物的无纺网带     6：浮标，

7：高水位                     8：种植土袋，

9：生态混凝土砌块             10：灌木及草本植物。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施例，在附图中和以下的描述中示出了这些实施例的实例。虽然本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施例。

下面结合附图对本发明的优选实施方案作进一步说明：

如图所示，选取80-100mm直径，长为1000mm的木桩2，按每排8m，一排4个的距离打入河道低水位区域1，共设置3排木桩2，每排的垂直距离为3m，然后铺设粒径为100-150mm的碎石垫层3；用钢丝将8m×5m的无纺网带5固定在木桩上2，上端用钢丝固定若干浮标6，网带低于水面约1m；在无纺网带5上捆扎适宜本地的沉水植物茎部，本例中在网带底部使用的是有根的黑藻，上部使用的是无根的金鱼藻、微齿眼子菜，最终形成植物网带；在坡面消涨带区域错列铺设5m×5m种植土袋8，种植土袋8中装填有种植土、保水剂、缓释肥料、挺水植物4的种子，本例中挺水植物使用的是石菖蒲和水葱；在种植土袋上再铺设生态混凝土砌块9；在高水位线上直接种植灌木及草本植物10。

优选地，生态混凝土砌块9的形状为厚度为100mm、表面边长为200mm的正六边形，该生态混凝土砌块9正中间预留一个直径为200mm的圆柱形孔洞，其它各侧面上均预留直径为100mm的半圆缺口。

优选地，多个生态混凝土砌块9的侧面上的半圆形缺口的位置互相对应，从而使得相邻的生态混凝土砌块9之间拼合成圆形缺口，从而进一步增大了孔隙率。

之后，将生态混凝土砌块铺设在种植土袋上。该生态混凝土砌块制成六边形可以通过咬合保证护堤的稳定，节省了连接件，并且能够适应土基轻微的变形，易于维护；而多处预设的孔洞，有效的提高了孔隙率，联合种植土袋中丰富的根系增强了整个护堤的稳定，并且空隙还可以被部分水生动物利用成为安家和避难的场所。

实施例一

某实验场所的城市河道，水文信息为：流量约为800m³/d，多年平均降水量1834.7mm，年平均水位8.27m，近10年最低水位6.86m，最高水位9.74m，有生态景观需求。依本发明建造护堤，木桩的配置为：每排5m，一排3个，每排的垂直距离为2m，设置3排，在无纺网带上捆扎有根沉水植物黑藻，种植土袋中装填有荷花和水葱的种子，高水位线上种植栀子花和美人蕉。

经专业养护3个月后，护堤的植物养成已经达到了设计的要求。坡面消涨带区域未发现明显冲刷，河道水质中CODMn，NH3-N，TN的平均去除率分别为18％，70％，45％，坡面植被覆盖率及生长情况良好，水生动物数量增多，水质改善效果明显。

实施例二

某流域支流水文信息为：6000m³/d，多年日最高降水量180mm，年平均水位16.47m，近年最低水位12.50m，最高水位21.65m，有防洪需求。依本发明建造护堤，木桩的配置为：每排8m，一排5个，每排的垂直距离为4m，设置4排，在无纺网带上底部捆扎有根沉水植物黑藻，上部捆扎无根的金鱼藻、微齿眼子菜，种植土袋中装填有芦、蒲草和茭白的种子，高水位线上种植珊瑚树、红叶继木和香根草。

经专业养护6个月后观察，坡面消涨带区域有轻微冲刷，护堤能很好的适应坡面的变化，未发现有破损地方；河道水质中CODMn，NH3-N，TN的平均去除率分别为12％，65％，38％，坡面植被覆盖率及生长情况良好，水生动物数量增多，水质改善效果明显。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种环境友好型的生态护堤系统，所述生态护堤系统包括设置在河道的低水位区域的植物网带和铺设在坡面消涨带区域的种植土袋以及生态混凝土砌块；其特征在于：

所述植物网带由无纺网带以及捆扎在该无纺网带上的沉水植物形成；所述无纺网带通过在所述低水位区域的至少一排木桩而进行固定；

在所述低水位区域中平行错位的打入多排交错排列的木桩，以使得经过这些木桩进行固定的无纺网带错位排列形成“品”字状；

所述无纺网带的一端通过钢丝固定在木桩上，另一端设置有浮标而使得无纺网带漂浮在水中，在无纺网带上捆扎无根类的沉水植物；

所述生态混凝土砌块为正六边形，该生态混凝土砌块正中间预设有孔洞，其它各侧面上均预设有半圆形缺口，将所述生态混凝土砌块铺设在所述种植土袋上；

多个生态混凝土砌块的侧面上均在相对应的位置处设有半圆形缺口，以使得相邻的生态混凝土砌块进行拼合组成了圆形缺口。

2.根据权利要求1所述的环境友好型的生态护堤系统，其特征在于，在所述低水位区域中铺设有碎石垫层。

3.根据前述任意一项权利要求所述的环境友好型的生态护堤系统，其特征在于，所述种植土袋是由无纺土工布编制成具有一定尺寸的袋子，向其中装填种植土、保水剂、缓释肥料、挺水植物的种子，并将多个这种种植土袋按“品”字形铺设在所述坡面消涨带区域。

4.根据权利要求1所述的环境友好型的生态护堤系统，其特征在于，该生态护堤系统还包括设置在高水位线上的植灌木或草本木或者该植灌木和草本木的结合。