CN107352753B - 一种仿生式多组合生态净水堰 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生态工程技术领域，具体涉及一种仿生式多组合生态净水堰，包括：基座(1)；若干个网状填料组件(3)，可拆卸地安装在所述基座(1)上，且若干个网状填料组件(3)在所述基座(1)上并排分布，在每一竖直方向上仅设置有一个所述网状填料组件(3)，相邻两个所述网状填料组件(3)通过可拆卸的连接构件(5)连接固定，每一所述网状填料组件(3)中填装有不同的填料。本发明提供了一种物料可以按需及时进行更换，更换方式简单，且主体结构牢固的仿生式多组合生态净水堰。

Description

一种仿生式多组合生态净水堰

技术领域

本发明涉及生态工程技术领域，具体涉及一种仿生式多组合生态净水堰。

背景技术

随着对污水治理的加强，点源污染得到了遏制，面源污染凸显出来。面源污染主要发生在城市和农村的中小河流中，且这些中小河流还存在河道地貌与水域环境单一、栖息地多样性和复杂度降低、河水表观指标差、景观性差等问题。而对城市和农村的面源污染的治理的传统方式，如钢闸坝、橡胶坝等，存在功能单一、施工造价高、维护困难、景观性差等问题。

为了解决上述技术问题，中国专利文献CN104452674A公开了一种组合式生态透水坝，由坝基座、滤料层、生态垫、生态浮床、微孔曝气增氧装置组成，坝基座分为防渗层、透水墙、石笼三个部分，透水墙又将坝体分为坝前、坝中、坝后三部分，坝前有三层不同渗透系数的滤料层，坝后有一层滤料层，滤料层顶部覆盖一层土壤，坝前和坝后的迎水面覆盖一层生态垫，坝中设置生态浮床和微孔曝气增氧装置，透水墙顶部设置过水道。该透水坝起到了一定的净水作用，但是由于滤料层是由下至上依次装填的，若需要更换某一层的滤料，需要将其上层的滤料全部去除后才可进行，操作繁琐，且在坝的迎水面只是覆盖了一层生态垫，当水流较大时，生态垫和滤料层均会被破坏，造成物料流失。为了解决滤料层不易更换和易流失的问题，中国专利文献CN106256963A公开了一种模块化生物透水坝，包括若干网箱单体堆砌而成的坝结构，网箱单体为钢丝通过机械工艺编制而成的网状箱体结构，模块化的网箱单体在一定程度上解决了不易维修与清理的问题，但是由于若干个网箱单体是堆砌而成，相邻的两个网箱单体之间缺少一定的连接，安装强度有限，且网箱单体在同一竖直方向上堆砌有多个，对位于下方的网箱单体的物料的更换仍不方便。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的生态坝的物料不易更换，且物料层易流失，主体结构不牢固的缺陷，从而提供一种物料可以按需及时进行更换，更换方式简单，且主体结构牢固的仿生式多组合生态净水堰。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种仿生式多组合生态净水堰，包括：

基座；

若干个网状填料组件，可拆卸地安装在所述基座上，且若干个网状填料组件在所述基座上并排分布，在每一竖直方向上仅设置有一个所述网状填料组件，相邻两个所述网状填料组件通过可拆卸的连接构件连接固定，每一所述网状填料组件中填装有不同的填料。

所述的仿生式多组合生态净水堰，在所述净水堰的宽度和长度方向均并排分布有若干个网状填料组件，且位于堰顶的所述网状填料组件的高度高于位于上游和下游的所述网状填料组件的高度。

所述的仿生式多组合生态净水堰，所述网状填料组件的上表面为斜面，且所述净水堰上游的坡度大于下游的坡度。

所述的仿生式多组合生态净水堰，所述净水堰的上游的坡度为1:4，下游的坡度为1:20-1:10。

所述的仿生式多组合生态净水堰，所述网状填料组件包括网箱和填充在所述网箱中的填料，所述网箱包括箱体和箱盖，所述箱体采用无锈熔接网，所述净水堰上游和堰顶的箱盖采用无锈熔接网，所述净水堰下游的箱盖采用机编网。

所述的仿生式多组合生态净水堰，所述连接构件具有若干个连接部，位于水平方向的所述连接部分别固定在相邻的两个所述网状填料组件的侧壁上，位于底部的所述连接部与预埋在所述基座上的预埋件可拆卸连接。

所述的仿生式多组合生态净水堰，所述连接构件包括一主体部和设置在所述主体部周缘的若干个所述连接部，所述主体部为钢板，所述连接部为焊接在所述钢板上的钢丝绳，所述钢丝绳穿过所述网箱的网孔将其固定连接。

所述的仿生式多组合生态净水堰，在所述净水堰的上游前端和下游后端还分别设有加固组件。

所述的仿生式多组合生态净水堰，所述加固组件为钢筋石笼或块石。

所述的仿生式多组合生态净水堰，若干个网状填料组件中分别填充有砾石、沸石、陶粒、页岩、碎石、石灰石、煤矸石、石灰岩或煤渣中的任一种。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的仿生式多组合生态净水堰，若干个网状填料组件在基座上并排分布，且在每一竖直方向上仅设置有一个网状填料组件，相邻两个网状填料组件通过可拆卸的连接构件连接固定。由于在净水堰的高度方向上仅设置有一个网状填料组件，因此任一个网状填料组件中的填料需要更换时，都可以方便将其取出，而不影响周围其他的网状填料组件的正常使用，防止由于部分网状填料组件的取出导致整个堰体的坍塌，且填料更换方便快捷。相邻两个网状填料组件通过可拆卸的连接构件连接固定，在便于拆卸的前提下，提高了连接的可靠性，保证了净水堰主体结构的牢固性。

2.本发明提供的仿生式多组合生态净水堰，净水堰的上游的坡度为1:4，下游的坡度为1:20-1:10。这种设计使得在净水堰的上游形成深水水面，下游形成深潭，塑造了多样性的地貌与水域环境，模拟水生生物所偏好的活动场所，增强水域栖息功能；在增加曝气和景观作用的同时，避免了对河流连通性的破坏，以保证鱼类顺利通过。

3.本发明提供的仿生式多组合生态净水堰，网箱包括主体部和表面部，主体部采用无锈熔接网，净水堰上游和堰顶的表面部采用无锈熔接网，净水堰下游的表面部采用机编网。网箱的主体部采用刚性强的无锈熔接网，能够维持净水堰的形态，确保稳定性；净水堰上游和堰顶的表面部采用无锈熔接网，净水堰下游的表面部采用机编网，这是由于上游受到水流的冲击作用较大，需要具有一定的刚性，而下游上表面采用机编网，能够形成凹凸不平的粗糙表面，改变水流形态，形成多样的流场环境，增加曝气。

4.本发明提供的仿生式多组合生态净水堰，连接构件具有若干个连接部，位于水平方向的连接部分别固定在相邻的两个网状填料组件的侧壁上，位于底部的连接部与预埋在基座上的预埋件可拆卸连接。这样既可以保证网状填料组件与基座安装牢固以及相邻的网状填料组件之间的连接可靠性，同时便于拆卸更换，延长使用寿命，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的仿生式多组合生态净水堰的纵断面示意图；

图2为本发明提供的仿生式多组合生态净水堰的横断面示意图。

附图标记说明：

1-基座；2-护岸；3-网状填料组件；4-水面线；5-连接构件；6-加固组件；7-土工布；11-预埋件；31-网箱；32-填料；51-连接部；52-主体部；311-箱体；312-箱盖。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和2所示的仿生式多组合生态净水堰的一种具体实施方式，包括基座1，在本实施例中为钢筋混凝土基座，以提供一定强度的支撑，保证堰体的稳定性；基座1在宽度方向上延伸至一对护岸2的底部，长度方向以满足实际需求为宜，基座1在浇筑成型的同时预埋多个预埋件11，如螺钉等。若干个网状填料组件3，可拆卸地安装在所述基座1上，通过与预埋件11焊接或螺栓连接实现可拆卸；且若干个网状填料组件3在所述基座1上并排分布，在每一竖直方向上仅设置有一个所述网状填料组件3，即每一网状填料组件3均为长条状，从基座1上表面一直延伸至接近水面线4；相邻两个所述网状填料组件3通过可拆卸的连接构件5连接固定，每一所述网状填料组件3中填装有不同的填料，可以根据目标污染物及渗透能力组合具有不同净水特性的填料。

在所述净水堰的宽度和长度方向均并排分布有若干个网状填料组件3，以尽量减小每个网状填料组件3的体积，方便安装和拆卸；且位于堰顶的所述网状填料组件3的高度高于位于上游和下游的所述网状填料组件3的高度。所述网状填料组件3的上表面为斜面，以在相互连接后形成连续性的斜面结构，且所述净水堰上游的坡度大于下游的坡度。具体地，所述净水堰的上游的坡度为1:4，下游的坡度为1:20-1:10。即堰体采用溢流与渗透组合的过水形式来达到净水的目的，堰顶高度最高，溢流形成跌水曝气，堰体由具有渗透作用的填料组成，利用堰体内的填料吸附污染物，同时填料表面形成的生物膜可以吸附、降解污染物，从而形成渗透过流。

所述网状填料组件3包括网箱31和填充在所述网箱31中的填料32，所述网箱31包括箱体311和箱盖312，所述箱体311采用无锈熔接网，边缘采用钢结构框架，无锈熔接网包覆在钢结构框架上，所述净水堰上游和堰顶的箱盖312采用无锈熔接网，所述净水堰下游的箱盖312采用机编网。向箱体311中填充选好的填料后，再将箱盖312的无锈熔接网或机编网通过钢丝绳等紧固连接。网箱31可以为长方形，方便连接，也可以为任意的多边形，或不规则形状，只要保证连接可靠即可。

所述连接构件5具有若干个连接部51，位于水平方向的所述连接部51分别固定在相邻的两个所述网状填料组件3的侧壁上，位于底部的所述连接部51与预埋在所述基座1上的预埋件11可拆卸连接。具体地，所述连接构件5包括一主体部52和设置在所述主体部52周缘的若干个所述连接部51，所述主体部52为钢板，在将两个网状填料组件3连接的同时，还能提供一定的支撑，钢板从网状填料组件3的顶部延伸至底部；所述连接部51为焊接在所述钢板上的钢丝绳，所述钢丝绳穿过所述网箱31的网孔将其固定连接，连接部51也可以为弯钩，弯钩的前端挂持在相应的网孔中。

在所述净水堰的上游前端和下游后端还分别设有加固组件6。具体地，所述加固组件6为钢筋石笼或块石。钢筋石笼或块石可以沿净水堰的上游前端和下游后端堆砌成阶梯状，以支撑堰体结构，维持稳定性。为了增大接触面之间的摩擦，在加固组件6和网状填料组件3之间的接触面上可以铺设土工布7。

若干个网状填料组件3中分别填充有砾石、沸石、陶粒、页岩、碎石、石灰石、煤矸石、石灰岩或煤渣中的任一种，从而形成适当过水的透水堰，并可根据现场的水体情况进行多种材料和结构形式的组合，在堰体内部构成纵向、横向、竖向三维水流通道，通过延长水力滞留时间和自然材料的吸附作用，达到净化水质的目的。如石灰石、石灰石与煤矸石、石灰岩与砾石等组合在流速较低时对面源污染物TP、TN、SS去除效果较好；石灰岩与煤矸石组合材料对TP、TN去除效果最好；石灰岩与砾石组合材料对SS去除效果最好。

作为一种替代的实施方式，连接构件5可以为通过钢丝绳相互连接的两个角钢，角钢的另一边缘与网箱31的钢结构框架焊接固定。在拆卸任一网状填料组件3时，只需将与其相邻的网状填料组件3之间的钢丝绳解开即可。

本发明提供的净水堰有助于河道水质的改善，具体体现在：堰体的上游流速降低，水力停留时间增加，促进水流中悬浮颗粒的沉降，进而改善堰体对氮磷的去除效果；下游形成跌水曝气，提高了河水中溶解氧(DO)的含量；河水经堰体渗透至下游的过程中，堰体自身的砾石填料形成的过滤介质能够截留水中的悬浮物；同时在运行过程中堰体形成的微生物膜能吸附及分解水中的有机物，并降低BOD₅、TN等污染物含量，使通过堰体后的河水浊度降低，表观指标得到改善。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种仿生式多组合生态净水堰，其特征在于，包括：

基座（1），基座（1）在宽度方向上延伸至一对护岸（2）的底部；

若干个网状填料组件（3），可拆卸地安装在所述基座（1）上，且若干个网状填料组件（3）在所述基座（1）上并排分布，在每一竖直方向上仅设置有一个所述网状填料组件（3），相邻两个所述网状填料组件（3）通过可拆卸的连接构件（5）连接固定，每一所述网状填料组件（3）中填装有不同的填料；

在所述净水堰的宽度和长度方向均并排分布有若干个网状填料组件（3），且位于堰顶的所述网状填料组件（3）的高度高于位于上游和下游的所述网状填料组件（3）的高度；

所述网状填料组件（3）的上表面为斜面，且所述净水堰上游的坡度大于下游的坡度；

所述网状填料组件（3）包括网箱（31）和填充在所述网箱（31）中的填料（32），所述网箱（31）包括箱体（311）和箱盖（312），所述箱体（311）采用无锈熔接网，所述净水堰上游和堰顶的箱盖（312）采用无锈熔接网，所述净水堰下游的箱盖（312）采用机编网；

所述连接构件（5）具有若干个连接部（51），位于水平方向的所述连接部（51）分别固定在相邻的两个所述网状填料组件（3）的侧壁上，位于底部的所述连接部（51）与预埋在所述基座（1）上的预埋件（11）可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的仿生式多组合生态净水堰，其特征在于，所述净水堰的上游的坡度为1:4，下游的坡度为1:20-1:10。

3.根据权利要求1所述的仿生式多组合生态净水堰，其特征在于，所述连接构件（5）包括一主体部（52）和设置在所述主体部（52）周缘的若干个所述连接部（51），所述主体部（52）为钢板，所述连接部（51）为焊接在所述钢板上的钢丝绳，所述钢丝绳穿过所述网箱（31）的网孔将其固定连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的仿生式多组合生态净水堰，其特征在于，在所述净水堰的上游前端和下游后端还分别设有加固组件（6）。

5.根据权利要求4所述的仿生式多组合生态净水堰，其特征在于，所述加固组件（6）为钢筋石笼或块石。

6.根据权利要求1-3任一项所述的仿生式多组合生态净水堰，其特征在于，若干个网状填料组件（3）中分别填充有砾石、沸石、陶粒、页岩、碎石、石灰石、煤矸石、石灰岩或煤渣中的任一种。

Images