CN103306294A - 一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，根据山间河流坡地地形，从坡顶到坡底设计2套或者更多集雨净化系统，单套集雨净化系统中的引水沟设在山间并种植耐淹植物，集雨水箱设置在引水沟中部，引水沟出水堰下方打一排柳枝捆排桩，桩内侧铺设土工布，将柳树嫩枝扎成活枝捆，在活枝捆内填充砾石净化滤料，在引水沟出水堰到柳枝捆排桩之间排放活枝捆，用覆土将活枝捆全部覆盖并铺设生态砖，形成一个边坡平台，集雨水箱出水口由PVC管连接重力喷灌设备。优点：可有效防止山间雨水冲刷带来的水土流失和水流面源污染，流速降低截留，水大部分进入集水箱，溢出部分径流再经活枝捆、砾石层及表面微生物相互作用可深层截留净化效果显著。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种可以收集净化雨水再分配可有效防止雨水冲刷带来的水土流失和水流面源污染的集雨净化系统，属于山间防止雨水冲刷水土流失技术领域。
背景技术
我国水土流失问题非常突出，水土流失面积占国土面积近40%，给社会经济发展和人民群众生活造成极大危害。此外，一些湖库山区，和山间河流边坡处，雨水冲刷山体后极易形成水土流失，并带入大量污染物质如悬浮物，有机质，氮，磷等进入河流，甚至出现滑坡现象，造成严重的生态影响目前主要的技术，侧重于边坡生态化构造和植物复合来防止水土流失和面源污染控制，缺乏对雨水收集并净化的方法，其中一种是应用于护坡工程、生态恢复工程及绿化工程所用的防冲刷基材生态护坡方法（200610018847.8）。由基材层、加筋层和防冲刷层构成，并相互作用提供良好边坡植物生长环境，但无法有效拦截冲刷山体下来的水所携带的污染物质，尤其径流量大的情况。另一种是用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体（201110021256），植物功能复合体配制麻烦且成活率低，尤其遇到暴雨冲刷，紧靠植物降低水土流失效果并不理想。
发明内容
本发明提出的是一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，其目的旨在克服现有技术所存在的上述不足，有效收集降雨再合理控制和分配，减少水土流失，又能净化雨水冲刷面源污染。
本发明的技术解决方案：一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，其特征是根据山间河流坡地地形，从坡顶到坡底设计2套或者更多集雨净化系统，单套集雨净化系统包括引水沟、集雨水箱、柳枝捆排桩、重力喷灌设备，其中引水沟设在山间并种植耐淹植物，集雨水箱设置在引水沟中部，引水沟出水堰下方打一排柳枝捆排桩，在柳枝捆排桩内侧铺设土工布，将柳树嫩枝扎成活枝捆，在活枝捆内填充砾石净化滤料，在引水沟出水堰到柳枝捆排桩之间，排放活枝捆，用覆土将活枝捆全部覆盖并铺设生态砖，形成一个边坡平台，自集雨水箱底部设出水口，该出水口由PVC管连接重力喷灌设备。
本发明的优点：（1）有效防止水土流失。通过集雨水箱收集再分配雨水灌溉，通过引水沟、沟内草本植物缓冲作用、出口堰和活枝捆排桩有效的降低了雨水冲刷的径流流速，有效拦截雨水和泥沙；（2）提高自然降雨的利用效率。可以很好解决降雨与作物时空分布不均的问题；（3）面源净化功能。本系统通过设置引水沟，既可以使面源径流污染物质在引水沟中通过沉降作用和植物吸收得到一定程度的初步净化，又可以避免面源径流中悬浮性物质对后面生物捆的堵塞，且能使布水均匀；出口堰后铺设活枝捆排桩有利于净化能力和效率提高，面源污染物质在填充的砾石等及其表面附着的微生物对污染物质具有较好净化效果；（4）种植的经济作物能提高当地农民经济收入；（5）施工方便、功能稳定、造价低廉、适用方便。
附图说明
附图1是山间边坡集雨净化系统剖面示意图。
附图2是山间边坡集雨净化系统主视图。
附图3是集雨水箱刨面示意图。
图中1是引水沟，2是耐淹植物，3是出水堰，4是集雨水箱，5是铁丝网，6是活枝捆，7是覆土，8是生态砖，9是活枝嫩芽，10是活枝根系，11是土工布，12是柳枝捆排桩（木桩），13是PVC管，14是重力喷灌设备，15是经济作物，16是树木，17是疏水孔板，18是砾石净化滤料。
具体实施方式
对照附图，一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，其特征是根据山间河流坡地地形，从坡顶到坡底设计2套或者更多集雨净化系统，单套集雨净化系统包括引水沟1、集雨水箱4、柳枝捆排桩12、重力喷灌设备14，其中引水沟1设在山间并种植耐淹植物2，集雨水箱4设置在引水沟1中部，引水沟出水堰3下方打一排柳枝捆排桩12，在柳枝捆排桩内侧铺设土工布11，将柳树嫩枝扎成活枝捆6，在活枝捆内填充砾石净化滤料18，在引水沟出水堰到柳枝捆排桩之间，排放活枝捆，用覆土7将活枝捆全部覆盖并铺设生态砖8，形成一个边坡平台，自集雨水箱底部设出水口，该出水口由PVC管连接重力喷灌设备14。
所述的集雨水箱4，设计为半地下式，集雨水箱顶部低于梯形引水沟上底，集雨水箱两侧进水口设置铁丝网5，该铁丝网底部高于引水沟底3-5cm，集雨水箱内上部填充有粗变细的砾石净化滤料18，该砾石净化滤料18分别是2～3cm砾石层、1～2cm砾石层和0.5～1cm碎小砾石层，其中砾石层大于砾石层，砾石层大于碎小砾石层，砾石净化滤料18下接疏水孔板17，疏水孔板的尺寸为30cm×80cm×50cm，集雨水箱下部尺寸为200cm×80cm×200cm。
所述的引水沟为上宽下窄开口的梯形，尺寸为下底30cm，上底50cm，高20cm，引水沟内所种耐淹植物为苦草或者牧草，引水沟出水堰堰顶高于引水沟顶3~5cm。
所述的柳枝捆排桩在出水堰沿边坡下1~2m处，柳枝捆排桩顶高于出水堰顶0.4~0.5m；所述生态砖8均铺设成“8”字形，集雨水箱底部出水口、出土位置位于柳枝捆排桩下方1m处。
所述的活枝捆选用细嫩柳枝，净化滤料为砾石、卵石、陶粒和沸石等，活枝捆填充高度比出水堰顶高0.3~0.4m。
所述的重力喷灌设备接集雨水箱底部出水口，主要对柳枝捆排桩以下部分进行灌溉，对于闸阀要砌体保护，所灌溉部分可以种植经济作物。
本系统成型后，通过引水沟将雨水径流汇集，上部较清液通过集雨水箱上部铁网口进入水箱，经过滤料过滤收集储存于水箱，再用于控制和分配雨水用于灌溉经济作物，同时引水沟中耐淹植物、活枝捆排桩及活枝捆所填的滤料表面生长大量微生物形成生物膜对未收集雨水面源都有净化作用。当面源随降雨冲刷径流进入本发明时，径流中的悬浮性污染物在引水沟初步除去部分，水中的部分污染物在耐淹草本植物作用得到初步净化，径流流速被降低，经过出口堰流速进一步降低后进入填充的活枝捆，在砾石吸附和生物膜吸附及同化异化作用下得到清除；当径流较大时部分上层较清的径流溢出，从平台上经过，经过生态砖及新生的柳枝枝桠的净化作用实现净化面源的目的和效果。
实施例
如附图1所示，从坡顶到坡底设计2套集雨净化系统，单个系统是在山间开挖出一条上宽下窄的梯形引水沟及出水堰，尺寸为下底30cm，上底50cm，高20cm，引水沟内所种耐淹植物为苦草或者牧草；引水沟中部设置一个集雨水箱4，设计为半地下式，集水箱顶部低于梯形引水沟上底，水箱两侧进水口设置铁丝网5，铁丝网底部高于引水沟底3-5cm，水箱内上部填充有粗变细的砾石滤料，分别是2～3cm较大砾石层、1～2cm中等砾石层和0.5～1cm碎小砾石层，下接疏水孔板，尺寸为30cm×80cm×50cm，水箱下部尺寸为200cm×80cm×200cm，水箱底部设出水口由PVC管连接重力喷灌设备14；引水沟出口堰堰顶高于引水沟顶3~5cm；在出口堰沿边坡下1~2m处打一排木桩，木桩顶高于堰顶0.4~0.5m，在木桩内侧铺设土工布11；将柳树的嫩枝扎成活枝捆，在活枝捆中填充砾石、卵石、陶粒和沸石，按与边坡平行的方式放于木桩和出水堰之间，用覆土7将活枝捆6全部覆盖，活枝捆填充高度比出水堰顶高0.3~0.4m并在土上铺设生态砖8，呈“8”字形。
实施本发明后，活枝捆将迅速生长出活枝嫩芽9和活枝根系10，活枝根系10的加固作用进一步保障边坡稳定，活枝嫩芽9向上穿过生态砖10的“8”形成茂盛的边坡平台植被，可截留净化当径流量大时，少量溢出从平台上经过的水，侧向成长掩盖木桩显得自然不突兀，整体在边坡形成了绿色的自然景观；集雨水箱进水口略高于引水沟底，汇集雨水上层较清液再经过铁丝网和滤料被收集储存解决降雨和作物时空分配不均问题；引水沟及出口堰的水利组合有效降低雨水冲刷径流流速并截留大量泥沙；植物、净化滤料及其表面附着的生物可以通过拦截、吸收和降解等作用对污染物质进行净化，改善河流水质。
Claims (6)
1.一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，其特征是根据山间河流坡地地形，从坡顶到坡底设计2套或者更多集雨净化系统，单套集雨净化系统包括引水沟、集雨水箱、柳枝捆排桩、重力喷灌设备，其中引水沟设在山间并种植耐淹植物，集雨水箱设置在引水沟中部，引水沟出水堰下方打一排柳枝捆排桩，在柳枝捆排桩内侧铺设土工布，将柳树嫩枝扎成活枝捆，在活枝捆内填充砾石净化滤料，在引水沟出水堰到柳枝捆排桩之间，排放活枝捆，用覆土将活枝捆全部覆盖并铺设生态砖，形成一个边坡平台，自集雨水箱底部设出水口，该出水口由PVC管连接重力喷灌设备。
2.根据权利要求1所述的一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，其特征是所述的集雨水箱，设计为半地下式，集雨水箱顶部低于梯形引水沟上底，集雨水箱两侧进水口设置铁丝网，该铁丝网底部高于引水沟底3-5cm，集雨水箱内上部填充有粗变细的砾石滤料，该砾石滤料分别是2～3cm砾石层、1～2cm砾石层和0.5～1cm碎小砾石层，其中砾石层大于砾石层，砾石层大于碎小砾石层，砾石滤料下接疏水孔板，疏水孔板的尺寸为30cm×80cm×50cm，集雨水箱下部尺寸为200cm×80cm×200cm。
3.根据权利要求1所述的一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，其特征是所述的引水沟为上宽下窄开口的梯形，尺寸为下底30cm，上底50cm，高20cm，引水沟内所种耐淹植物为苦草或者牧草，引水沟出口堰堰顶高于引水沟顶3~5cm。
4.根据权利要求1所述的一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，其特征是所述的柳枝捆排桩在出水堰沿边坡下1~2m处，柳枝捆排桩顶高于堰顶0.4~0.5m；所述生态砖均铺设成“8”字形，集雨水箱底部出水口、出土位置位于柳枝捆排桩下方1m处。
5.根据权利要求1所述的一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，其特征是所述的活枝捆选用细嫩柳枝，净化滤料为砾石、卵石、陶粒和沸石等，活枝捆填充高度比出水堰顶高0.3~0.4m。
6.根据权利要求1所述的一种山间防止雨水冲刷水土流失的集雨净化系统，其特征是所述的所述重力喷灌设备接集雨水箱底部出水口，主要对柳枝捆排桩以下部分进行灌溉，对于闸阀要砌体保护，所灌溉部分可以种植经济作物。
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