CN105297676A - 三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统及构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，特别在于：河流河道的非拐弯处、拐弯处分别固定有第一类、第二类木桩石笼架，第一类和第二类木桩石笼架均由三个木桩、砾石和尼龙网组成，第一类木桩石笼架中设置有大砾石层和小砾石层，第二类木桩石笼架中设置有大砾石层、小砾石层、陶粒层和生物炭包层。本发明的构建方法，包括：a).木桩的嵌入；b).木桩的捆扎；c).尼龙网的设置；d).第一类木桩石笼架的填充；e).第二类木桩石笼架的填充；f).水生植物的栽种；g).人工水草的设置。本发明的河流护岸系统及其构建方法，不仅起到了保护河流堤岸的作用，而且通过陶粒层和生物炭层对水中氮、磷和有机物的吸附作用，增强了河流的自净化能力和多自然景观。

Description

三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统及构建方法

技术领域

本发明涉及一种三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统及构建方法，更具体的说，尤其涉及一种不仅可阻挡洪水对河岸的冲刷而且还可净化水质的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统及构建方法。

背景技术

我国众多的中小河流在加固和整治工作中，片面地强调经济发展，再加上治理理念滞后等原因，造成了当前中小河流存在河道淤积严重、防洪能力不足、水质污染严重、河道形态改变、河网水面积不断缩小等问题。在人与自然和谐相处，生态理念日益深入人心的今天，将河流水生态恢复融入到中小河流的综合治理当中去，是值得深入探讨的问题。为防御洪水及水流作用侵蚀河岸带，在河流岸边需要做护坡工程加以保护。

传统的水利工程堤坝护坡一般采用天然砌石或现浇混凝土等方式；天然砌石护坡存在施工难度大、工程质量难以控制、施工工期长、护坡效果差等缺点，且开采天然砌石易破坏自然生态环境；现浇混凝土护坡存在施工复杂、效率低、柔性差而不能适应地基变形、易开裂和悬空而难以修复等缺陷；且砌石及现浇混凝土护坡与生态护坡相背离，还会存在工程施工时间长，生态效益发挥延时的问题。

发明内容

本发明为了克服上述护坡工程的缺点，提供了一种三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统及构建方法。

本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，其特别之处在于：河流河道的非急弯急流处的两岸固定有第一类木桩石笼架，河流河道拐弯处的两岸设置有第二类木桩石笼架；所述第一类和第二类木桩石笼架均由三个木桩和固定于木桩外围的尼龙网组成，三个木桩的上端通过捆扎绳捆绑在一起，下端相互分开后嵌入河流底部的泥土之中，尼龙网和木桩的内部形成三角锥形空腔；

第一类木桩石笼架的三角锥形空腔中由下至上依次设置有大砾石层和小砾石层，第二类木桩石笼架的三角锥形空腔中由下至上依次设置有大砾石层、小砾石层、陶粒层和生物炭包层；大砾石层和小砾石层可为水生生物和微生物提供栖息场所，陶粒层中的陶粒和生物炭包层中的生物炭用于吸附水中的氮、磷和有机物，增强河流的自净能力。

本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，所述第一类木桩石笼架和第二类木桩石笼架以两个木桩与河岸平行、一个木桩朝向河道中心的形式布置，以降低河水的流动对木桩石笼架和河流堤岸的冲击。

本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，所述相邻的第一和第二类木桩石笼架中相邻的木桩均通过捆扎绳固定在一起。

本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，所述第一类木桩石笼架的小砾石层中种植有水生植物并扦插杨柳条，所述第二类木桩石笼架的木桩上绑扎人工水草。

本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，所述第一类木桩石笼架中小砾石层的高度与河流的平水期水位相一致；第二类石笼架中生物炭包层的高度与河流洪水期水位相一致。

本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，其特别之处在于，通过以下步骤来实现：

a).木桩的嵌入，以两个木桩靠近河岸、一个木桩靠近河道内侧的形式，将木桩打入河道的泥土之中，并保证一个木桩石笼架中的3个木桩的底部呈三角形且上端可捆绑在一起，构成稳定的三角锥形结构；b).木桩的捆扎，将同一个木桩石笼架中的3个木桩的顶端用捆扎绳捆扎在一起，同时将两相邻的木桩石笼架中的相邻木桩也用捆扎绳绑扎在一起，不仅使木桩石笼架中的所有木桩可同时抵御洪水的冲击，而且使得木桩石笼架整体上具有一定的变形能力，使其更加坚固、耐用；c).尼龙网的设置，在每个木桩石笼架的外围固定一层尼龙网，使得尼龙网和木桩石笼架的内部形成三角锥形空腔；d).第一类木桩石笼架的填充，对于处于河流河道非拐弯处的木桩石笼架来说，首先在尼龙网上开口，然后依次向石笼架的内部三角锥形空腔中填入大砾石和小砾石，以形成大砾石层和小砾石层，最后将尼龙网的开口缝合，即形成了第一类木桩石笼架；e).第二类木桩石笼架的填充，对于处于河流河道拐弯处的木桩石笼架来说，首先在尼龙网上开口，然后依次向石笼架的内部三角锥形空腔中填入大砾石、小砾石、陶粒、生物炭包，以形成大砾石层、小砾石层、陶粒层、生物炭包层，最后将尼龙网的开口缝合，即形成了第二类木桩石笼架；f).水生植物的栽种，在第一类木桩石笼架中的小砾石层中栽插水生植物或插入杨柳，水生植物可增加河流的净化能力，杨柳既能增加河流的净化能力，又能美化河流两岸的环境；g).人工水草的设置，在第二类石笼架的木桩上固定人工水草，人工水草利于微生物的附着，使得人工水草的表面形成生物膜，提高对河流的水质净化功能。

本发明的有益效果是：本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统及构建方法，通过在河道的非拐弯处设置第一类木桩石笼架，在木桩石笼架的内部填充大砾石层和小砾石层，木桩石笼架的外部固定尼龙网，借助砾石对河流波浪冲击的缓冲作用，实现了对河道非拐弯处的护岸作用。通过在河道的急弯急流处设置第二类木桩石笼架，外部设置尼龙网，内部由下至上依次填充有大砾石层、小砾石层、陶粒层、生物炭层，不仅起到了保护河流堤岸的作用，而且通过陶粒层和生物炭层对水中氮、磷和有机物的吸附作用，增强了河流的自净化能力。同时，由于木桩所形成三角锥形结构的稳定性，以及相邻木桩石笼架通过捆扎绳捆绑在一起，使得所有木桩石笼架所组成的护岸系统中的所有木桩整体受力，同时相邻木桩石笼架之间又可产生一定的位移和形变，使其更加坚固、持久、耐用。

同时，生物炭包层中的生物炭可采用河流岸边水生植物进行烧制，取材方便经济，实现水生植物资源的循环利用，更加环保，生物炭和陶粒可对水中的有机物和氮、磷进行吸附，当水位下降后，通过日光的照射，又可将有机物分解，使其具有循环、可持续的吸附能力。通过种植水生植物和杨柳条，以及绑扎人工水草，进一步增加了对河流的净化能力。

附图说明

图1为本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统的结构示意图；

图2为本发明中第一类木桩石笼架的结构示意图；

图3为本发明中第二类木桩石笼架的结构示意图；

图4为本发明中相邻两木桩石笼架捆扎在一起的结构示意图。

图中：1河道，2第一类木桩石笼架，3第二类木桩石笼架，4木桩，5捆扎绳，6三棱锥空腔，7尼龙网，8大砾石层，9小砾石层，10水生植物，11杨柳条，12陶粒层，13生物炭包层，14人工水草。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统的结构示意图，所示的河流河道1非拐弯处的两岸设置有第一类木桩石笼架2，河流河道1的急弯急流处的两岸设置有第二类木桩石笼架2。对于非拐弯处的河道1来说，水流较缓慢，河岸的水体中携带的有机物和氮、磷的含量也较少；对于急弯急流处的河道来说，由于水流急湍，岸边的河流中携带的有机物和氮、磷的含量也较多，在河流拐弯处设置能去除水中有机物和氮、磷的木桩石笼架较为合适。

如图2所示，给出了本发明中第一类木桩石笼架2的结构示意图，第一类木桩石笼架2由3个木桩4、尼龙网7、大砾石层8和小砾石层9组成，第一类木桩石笼架2中的3个木桩，两个以紧靠岸边的形式嵌入河道1的泥土之中，一个以靠近河道1内侧的形式嵌入泥土之中。3个木桩的下方组成三角形形状，上方紧靠在一起并通过捆扎绳5捆绑在一起，这样，就形成了三角锥形稳定性结构的第一类木桩石笼架2。

所示的尼龙网7固定于3个木桩的外围，尼龙网7和3个木桩4的内部就形成了三角锥形空腔6，大砾石层8和小砾石层9在三角锥形空腔6中由下至上依次设置。尼龙网7具有较强的耐腐蚀性，可将砾石围护在三角锥形空腔6中。当河流中的波浪冲击河岸时，通过大砾石层8和小砾石层9中砾石对波浪的缓冲作用，实现了对河流堤岸的保护作用。同时，还可在小砾石层9中栽插水生植物10和种植杨柳条11，不仅可增强河流的净化能力，而且杨柳条11还可起到美化河岸景观的作用。

如图3所示，给出了本发明中第二类木桩石笼架3的结构示意图，所示的第二类木桩石笼架3与第一类木桩石笼架2的结构和布置方式相同，不同的是三角锥形空腔6中由下至上依次设置为大砾石层8、小砾石层9、陶粒层12、生物炭包层13。在第二类木桩石笼架3中，位于底部的大砾石层8和小砾石层9可为鱼、虾类等水生生物提供栖息场所，位于上部的陶粒层12和生物炭包层13，不仅可抵挡湍急的水流对堤岸的冲击作用，而且还可吸附水中的有机物质，除去河水中的氮、磷等，实现对河流的净化作用。

生物炭包层13中的生物炭可采用河流岸边植物进行烧制，实现水生植物资源的循环利用，更加环保，生物炭和陶粒可对水中的氮、磷和有机物进行吸附，当水位下降后，通过日光的照射，又可将有机物分解，使其具有循环、可持续的吸附能力。所示的第二类石笼架3的木桩上还绑扎有人工水草14，人工水草14利于微生物的附着，使得人工水草的表面形成生物膜，便于水质净化。

本发明的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统及其构建方法，通过以下步骤来实现：

a).木桩的嵌入，以两个木桩靠近河岸、一个木桩靠近河道内侧的形式，将木桩打入河道的泥土之中，并保证一个木桩石笼架中的3个木桩的底部呈三角形且上端可捆绑在一起，构成稳定的三角锥形结构；

b).木桩的捆扎，将同一个木桩石笼架中的3个木桩的顶端用捆扎绳捆扎在一起，同时将两相邻的木桩石笼架中的相邻木桩也用捆扎绳绑扎在一起，不仅使木桩石笼架中的所有木桩可同时抵御洪水的冲击，而且使得木桩石笼架整体上具有一定的变形能力，使其更加坚固、耐用；

c).尼龙网的设置，在每个木桩石笼架的外围固定一层尼龙网，使得尼龙网和木桩石笼架的内部形成三角锥形空腔；

d).第一类木桩石笼架的填充，对于处于河流河道非拐弯处的木桩石笼架来说，首先在尼龙网上开口，然后依次向石笼架的内部三角锥形空腔中填入大砾石和小砾石，以形成大砾石层和小砾石层，最后将尼龙网的开口缝合，即形成了第一类木桩石笼架；

e).第二类木桩石笼架的填充，对于处于河流河道拐弯处的木桩石笼架来说，首先在尼龙网上开口，然后依次向石笼架的内部三角锥形空腔中填入大砾石、小砾石、陶粒、生物炭包，以形成大砾石层、小砾石层、陶粒层、生物炭包层，最后将尼龙网的开口缝合，即形成了第二类木桩石笼架；

f).水生植物的栽种，在第一类木桩石笼架中的小砾石层中栽插水生植物或插入杨柳，水生植物可增加河流的净化能力，杨柳既能增加河流的净化能力，又能美化河流两岸的环境；

g).人工水草的设置，在第二类石笼架的木桩上固定人工水草，人工水草利于微生物的附着，使得人工水草的表面形成生物膜，提高对河流的水质净化功能。

Claims (6)

1.一种三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，其特征在于：河流河道（1）的非急弯急流处的两岸固定有第一类木桩石笼架（2），河流河道急弯急流处的两岸设置有第二类木桩石笼架（3）；所述第一类和第二类木桩石笼架均由三个木桩（4）和固定于木桩外围的尼龙网（7）组成，三个木桩的上端通过捆扎绳（5）捆绑在一起，下端相互分开后嵌入河流底部的泥土之中，尼龙网和木桩的内部形成三角锥形空腔（6）；

第一类木桩石笼架的三角锥形空腔中由下至上依次设置有大砾石层（8）和小砾石层（9），第二类木桩石笼架的三角锥形空腔中由下至上依次设置有大砾石层、小砾石层、陶粒层（12）和生物炭包层（12）；大砾石层和小砾石层可为水生生物和微生物提供栖息场所，陶粒层中的陶粒和生物炭包层中的生物炭用于吸附水中的氮、磷和有机物，增强河流的自净能力。

2.根据权利要求1所述的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，其特征在于：所述第一类木桩石笼架（2）和第二类木桩石笼架（3）以两个木桩（4）与河岸平行紧靠、一个木桩朝向河道中心的形式布置，以降低河水的流动对木桩石笼架和河流堤岸的冲击。

3.根据权利要求1或2所述的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，其特征在于：所述相邻的第一类木桩石笼架（2）中相邻的木桩（4）以及相邻的第二类木桩石笼架（3）中相邻的木桩均通过捆扎绳固定在一起。

4.根据权利要求1或2所述的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，其特征在于：所述第一类木桩石笼架（2）的小砾石层（9）中种植有水生植物（10）并扦插有杨柳条（11），所述第二类木桩石笼架（3）的木桩（4）上绑扎有人工水草（14）。

5.根据权利要求1或2所述的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统，其特征在于：所述第一类木桩石笼架（2）中小砾石层（9）的高度和第二类木桩石笼架（3）中生物炭包层（13）的高度与河流的平水期水位相一致。

6.一种用于构建权利要求1所述的三角锥形木桩石笼架构成的河流生态护岸系统的方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).木桩的嵌入，以两个木桩靠近河岸、一个木桩靠近河道内侧的形式，将木桩打入河道的泥土之中，并保证一个木桩石笼架中的3个木桩的底部呈三角形且上端可捆绑在一起，构成稳定的三角锥形结构；

b).木桩的捆扎，将同一个木桩石笼架中的3个木桩的顶端用捆扎绳捆扎在一起，同时将两相邻的木桩石笼架中的相邻木桩也用捆扎绳绑扎在一起，不仅使木桩石笼架中的所有木桩可同时抵御洪水的冲击，而且使得木桩石笼架整体上具有一定的变形能力，使其更加坚固、耐用；

c).尼龙网的设置，在每个木桩石笼架的外围固定一层尼龙网，使得尼龙网和木桩石笼架的内部形成三角锥形空腔；

d).第一类木桩石笼架的填充，对于处于河流河道非急弯急流处的木桩石笼架来说，首先在尼龙网上开口，然后依次向石笼架的内部三角锥形空腔中填入大砾石和小砾石，以形成大砾石层和小砾石层，最后将尼龙网的开口缝合，即形成了第一类木桩石笼架；

e).第二类木桩石笼架的填充，对于处于河流河道拐弯处的木桩石笼架来说，首先在尼龙网上开口，然后依次向石笼架的内部三角锥形空腔中填入大砾石、小砾石、陶粒、生物炭包，以形成大砾石层、小砾石层、陶粒层、生物炭包层，最后将尼龙网的开口缝合，即形成了第二类木桩石笼架；

f).水生植物的栽种，在第一类木桩石笼架中的小砾石层中栽插水生植物或插入杨柳，水生植物可增加河流的净化能力，杨柳既能增加河流的净化能力，又能美化河流两岸的环境；

g).人工水草的设置，在第二类石笼架的木桩上固定人工水草，人工水草利于微生物的附着，使得人工水草的表面形成生物膜，提高对河流的水质净化功能。