CN104314057A - 一种u形生态框架沟渠 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种U形生态框架沟渠，包括若干横截面呈U形的沟渠单元段，所述沟渠单元段依次对接铺设形成沟渠，所述沟渠单元段为密布有若干填充孔的框架结构，各所述填充孔中均填充有填充物。本U形生态框架沟渠采用框架结构的结构形式，不仅能减少流水对沟渠侧壁和渠底的冲刷，解决传统沟渠固封所带来的沟渠生态环境中物质能量交流受阻的问题，本发明的框架结构形式施工便利，能缩短建筑工期，降低施工工程量，材料用量少，结构稳定抗冲刷，而且能提高沟渠湿地生态系统生物量，实现对水体污染物的阻挡、降解、吸收、利用，减少排出水体中污染物质，具有较好的生态功能。

Description

一种U形生态框架沟渠
技术领域
本发明用于沟渠水土保持和面源污染控制领域，特别是涉及一种U形生态框架沟渠。
背景技术
为改善农田耕种条件，保障农田灌溉和排涝，高标准基本农田建设项目正在我国广大农村实施，同时随着社会经济的发展，社会对生态环境的保护意识增强，逐步认识到农田水体污染已成为日益严重的环境问题，而构建并保持良好的沟渠湿地生态系统成为解决这一问题的重要途径。
目前，对生态沟渠的研究主要集中在净化机理、种植植物的净化效果等方面，而在沟渠的设计及施工方面研究相对较少。已发明的生态沟渠因农业面源污染和人地矛盾的区域差异，占地面积大，施工工程量大，耗材多，对施工地环境影响扰动大，受天气影响大，缺乏普遍利用性和持续利用性等问题有待进一步改善。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种施工工程量小，耗材少，对施工地环境扰动小，受天气影响少，可持续利用的U形生态框架沟渠。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种U形生态框架沟渠，包括若干横截面呈U形的沟渠单元段，所述沟渠单元段依次对接铺设形成沟渠，所述沟渠单元段为密布有若干填充孔的框架结构，各所述填充孔中均填充有填充物。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述沟渠单元段为预制或现浇的混凝土结构件，混凝土结构件的厚度为2～8cm，所述沟渠单元段每两填充孔间框架的宽度为5～10cm。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述沟渠单元段的外壁在框架的节点处设有向沟渠外侧垂直伸出的锚钉，所述锚钉为钢筋混凝土锥，锚钉的长度为0.2～0.5米。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述沟渠单元段的前端设有沿沟渠延伸方向伸出的凸起，所述沟渠单元段的末端设有可与相邻沟渠单元段的凸起配合的凹槽。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述填充孔为矩形孔或菱形孔或三角形孔或六边形孔。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述填充物为装入所述填充孔内的空心砖，所述空心砖为与填充孔匹配的矩形砖或菱形砖或三角形砖或六边形砖，所述空心砖内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述填充物为装入所述填充孔内的碎石或卵石，所述碎石或卵石的缝隙内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述填充物为装入所述填充孔内的空心砖，所述空心砖为与填充孔匹配的矩形砖或菱形砖或三角形砖或六边形砖，所述空心砖内填充碎石或卵石，所述碎石或卵石的缝隙内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述填充物包括装入所述沟渠单元段侧壁的填充孔内的空心砖以及装入所述沟渠单元段渠底的填充孔内的碎石或卵石，所述空心砖为与填充孔匹配的矩形砖或菱形砖或三角形砖或六边形砖，所述空心砖的缝隙内以及碎石或卵石的缝隙内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物。
本发明的有益效果：本U形生态框架沟渠采用框架结构的结构形式，不仅能减少流水对沟渠侧壁和渠底的冲刷，解决传统沟渠固封所带来的沟渠生态环境中物质能量交流受阻的问题，并且能缩短建筑工期，降低施工工程量，减少工程用料，便利、经济、生态。
同时，填充孔内可种植挺水植物，挺水植物为水芹等本土具有经济价值的植物，将植物合理搭配种植，充分利用有限空间，增加生物量，不仅能有效净化排水水质，还能增加经济收入。
本发明的框架结构形式施工便利，材料用量少，结构稳定抗冲刷，而且能提高沟渠湿地生态系统生物量，实现对水体污染物的阻挡、降解、吸收、利用，减少排出水体中污染物质，具有较好的生态功能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例整体结构示意图；
图2是本发明实施例端面结构示意图；
图3是本发明对应不同形状填充孔的空心砖结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明提供了一种U形生态框架沟渠，包括若干横截面呈U形的沟渠单元段1，所述沟渠单元段1依次对接铺设形成沟渠，所述沟渠单元段1为密布有若干填充孔11的框架结构，各所述填充孔11中均填充有填充物。所述沟渠单元段1为预制或现浇的混凝土结构件，混凝土结构件的厚度为2～8cm，所述沟渠单元段1每两填充孔11间框架的宽度为5～10cm。所述沟渠单元段1的外壁在框架的节点处设有向沟渠外侧垂直伸出的锚钉12，所述锚钉12为钢筋混凝土锥，锚钉的长度为0.2～0.5米。所述沟渠单元段1的前端设有沿沟渠延伸方向伸出的凸起13，所述沟渠单元段1的末端设有可与相邻沟渠单元段1的凸起13配合的凹槽14。
其中，所述填充物为装入所述填充孔11内的空心砖2，所述空心砖2内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物；或者所述填充物为装入所述填充孔11内的碎石或卵石，所述碎石或卵石的缝隙内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物；或者所述填充物为装入所述填充孔11内的空心砖2，所述空心砖2内填充碎石或卵石，所述碎石或卵石的缝隙内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物；或者，所述填充物包括装入所述沟渠单元段1侧壁的填充孔11内的空心砖2以及装入所述沟渠单元段1渠底的填充孔11内的碎石或卵石，所述空心砖2的缝隙内以及碎石或卵石的缝隙内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物。
根据具体情况，所述填充孔11可以设置为矩形孔或菱形孔或三角形孔或六边形孔，所述空心砖2为与填充孔匹配的矩形砖或菱形砖或三角形砖或六边形砖。
实施例1：
本发明根据区域农田灌溉情况，设计一条U形框架生态沟渠，该U形框架沟渠包括沟渠单元段1和填充物，所述沟渠单元段1为预制的混凝土结构件，填充孔11为矩形，侧壁填充孔11中填充矩形砖，渠底填充孔11中填充项目区使用较为广泛的卵石，在空心砖2的空隙中、卵石间的空隙处填充耕作土，在耕作土上种植茭白、水芹。
项目区土质自然沟渠中的植物使其具有一定的抗冲刷能力，但随着沟渠水流量增大，沟渠中被流水冲刷的泥沙量增大。针对该区域降水、地形、土质等特点，设计U形横断面、矩形填充孔11的结构生态沟渠，用混凝土预制沟渠单元段1，沟渠单元段1的长度为100cm，填充孔11的形状为矩形，填充孔11的长度为15cm，厚度为5cm。在沟渠单元段1中布置有锚钉12，锚钉12为钢筋混凝土锥，深0.25米。
较一般现浇混凝土沟渠施工，本沟渠施工中开挖面小，扰动面积小，减少水土流失可能；
受天气影响小，沟渠单元段1在室内浇筑形成，室外工作时间短，能更好地分工和施工管理，提高施工效率；混凝土使用量少，保障沟渠壁内外的物质能量交流，增加沟渠中有经济价值的生物量，经济环保。
实施例2：
本发明根据该区域沟渠排灌情况，设计一条U形框架生态沟渠，该U形框架沟渠包括沟渠单元段1和填充物，所述沟渠单元段1为预制的混凝土结构件，填充孔11中填充空心砖2，在空心砖2的缝隙中填充碎石或卵石，再填充耕作土，在耕作土上种植挺水植物。
项目区土质自然排沟中的植物使其具有一定的抗冲刷能力，但随雨季降水增多排沟中泥沙被排水冲刷增加，部分区段出现小面积塌方。针对该区域降水、地形、土质等特点，设计U形横断面、三角形填充孔11的结构生态沟渠，用混凝土预制沟渠单元段1，沟渠单元段1的长度为200cm，其填充孔11的形状为等边三角形，边长为30cm，厚度为10cm。在沟渠单元段1中布置有锚钉12，锚钉12为钢筋混凝土锥，深0.3米。
较实施案例1，因过水量较大，采用三角形的填充孔11，以增加沟渠结构的稳定性，因而本实施例混凝土使用量稍多；较实施案例1，本实施例填充孔11更多，水生植物种植密度较大，获得的水生植物的经济价值较多。
实施例3：
本发明根据该区域沟渠排灌情况，设计一条U形框架生态沟渠，该U形框架沟渠包括沟渠单元段1和填充物，所述沟渠单元段1为预制的混凝土结构件，填充孔11中填充空心砖2，在空心砖2的缝隙中填充碎石或卵石，再填充耕作土，在耕作土上种植挺水植物。
自然排沟中的挺水植物具有一定的水土保持作用，但下游淤泥堆积阻塞排沟。针对该区域降水、地形、土质等特点，设计U形横断面、菱形填充孔11的生态沟渠，用混凝土预制沟渠单元段1，沟渠单元段1的长度为150cm，其填充孔11的形状为菱形，填充孔11的边长为20cm，厚度为8cm。在沟渠单元段中布置有锚钉12，锚钉12为钢筋混凝土锥，深0.3米。
本实施例较实施例1和实施例2，因沟渠流水较缓，顺延流水方向采用菱形填充孔11，以减少渠壁对流水的阻力。
实施例4：
本发明根据该区域沟渠排灌情况，设计一条U形框架生态沟渠，该U形框架沟渠包括沟渠单元段1和填充物，所述沟渠单元段1为预制的混凝土结构件，填充孔11中填充空心砖2，在空心砖2的缝隙中填充碎石或卵石，再填充耕作土，在耕作土上种植挺水植物。
自然排沟中的挺水植物具有一定的水土保持作用，沟渠经过之处部分段发生小面积塌方。针对该区域降水、地形、土质等特点，设计U形横断面、正六边形填充孔11的生态沟渠，用混凝土预制沟渠单元段1，沟渠单元段1的长度为150cm，其填充孔11的形状为正六边形，填充孔11的边长为30cm，厚度为8cm。在沟渠单元段1中布置有锚钉12，锚钉12为钢筋混凝土锥，深0.3米。
本实施例较实施例1、2和3，断面较大，沟渠壁面积大，过水量多，采用正六边形填充孔11不仅可以提高施工工作效率，而且能较大可能的避免因过水量大空心砖2被流水冲走。
实施例5：
本发明根据该区域沟渠排灌情况，设计一条U形框架生态沟渠，该U形框架沟渠包括沟渠单元段1和填充物，所述沟渠单元段1为预制的混凝土结构件，填充孔11中填充空心砖2，在空心砖2的缝隙中填充碎石或卵石，再填充耕作土，在耕作土上种植挺水植物。
自然灌渠中的挺水植物具有一定的水土保持作用，但会减缓灌溉水流速度，使灌渠淤积，大量灌溉用水流失。针对该区域降水、地形、土质等特点，设计U形横断面、三角形填充孔11的生态沟渠，用混凝土预制沟渠单元段1，沟渠单元段1的长度为150cm，其填充孔11的形状为三角形，框架单元的边长为15cm，厚度为6cm。在沟渠单元段1中布置有锚钉12，锚钉12为钢筋混凝土锥，深0.3米。
较实施例1、2、3和4，本实施例将填充孔11选择为三角形，一方面减少沟渠灌溉用水的流失，保障沟渠壁内外物质能量交流，另一方面充分利用土地，增加水稻种植面积。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种U形生态框架沟渠，其特征在于：包括若干横截面呈U形的沟渠单元段，所述沟渠单元段依次对接铺设形成沟渠，所述沟渠单元段为密布有若干填充孔的框架结构，各所述填充孔中均填充有填充物。
2.根据权利要求1所述的U形生态框架沟渠，其特征在于：所述沟渠单元段为预制或现浇的混凝土结构件，混凝土结构件的厚度为2～8cm，所述沟渠单元段每两填充孔间框架的宽度为5～10cm。
3.根据权利要求2所述的U形生态框架沟渠，其特征在于：所述沟渠单元段的外壁在框架的节点处设有向沟渠外侧垂直伸出的锚钉，所述锚钉为钢筋混凝土锥，锚钉的长度为0.2～0.5米。
4.根据权利要求1、2或3所述的U形生态框架沟渠，其特征在于：所述沟渠单元段的前端设有沿沟渠延伸方向伸出的凸起，所述沟渠单元段的末端设有可与相邻沟渠单元段的凸起配合的凹槽。
5.根据权利要求1、2或3所述的U形生态框架沟渠，其特征在于：所述填充孔为矩形孔或菱形孔或三角形孔或六边形孔。
6.根据权利要求5所述的U形生态框架沟渠，其特征在于：所述填充物为装入所述填充孔内的空心砖，所述空心砖为与填充孔匹配的矩形砖或菱形砖或三角形砖或六边形砖，所述空心砖内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物。
7.根据权利要求5所述的U形生态框架沟渠，其特征在于：所述填充物为装入所述填充孔内的碎石或卵石，所述碎石或卵石的缝隙内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物。
8.根据权利要求5所述的U形生态框架沟渠，其特征在于：所述填充物为装入所述填充孔内的空心砖，所述空心砖为与填充孔匹配的矩形砖或菱形砖或三角形砖或六边形砖，所述空心砖内填充碎石或卵石，所述碎石或卵石的缝隙内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物。
9.根据权利要求5所述的U形生态框架沟渠，其特征在于：所述填充物包括装入所述沟渠单元段侧壁的填充孔内的空心砖以及装入所述沟渠单元段渠底的填充孔内的碎石或卵石，所述空心砖为与填充孔匹配的矩形砖或菱形砖或三角形砖或六边形砖，所述空心砖的缝隙内以及碎石或卵石的缝隙内填充耕作土，耕作土上种植挺水植物。
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