CN108978597B - 用于河道生态修复的生物过滤护坡及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于河道生态修复的生物过滤护坡及其施工方法，其中护坡包括：闸门，其分为拦截层和过滤层；橡胶坝，其由设置在河道内的混凝土土建、设置在混凝土土建上的坝袋以及用于坝袋充排气的充排气机构组成；第一橡胶坝的坝袋和第二橡胶坝的坝袋在充气后分别将拦截层和过滤层侧的河道的水位抬高；生态过滤边坡，其设置在第二橡胶坝的两侧，坡底设置有连接河道的导流管；生态过滤边坡包括导水槽、水生植物和过滤种植层；过滤种植层倾斜设置在第二橡胶坝两侧；水生植物种植在过滤种植层上，导水槽布置在水生植物的上方。其能够提高河水溶氧量，并对河水进行过滤，在治理了河道污染的情况下，还美化了环境。

Description

用于河道生态修复的生物过滤护坡及其施工方法

技术领域

本发明涉及用于河道污染修复技术领域，特别涉及一种用于河道生态修复的生物过滤护坡及其施工方法。

背景技术

我国现阶段面临严峻的水资源短缺和水环境恶化问题，尤其是流经城市的河流污染，然而流经城市的河流承担着城市排污、排洪的功能，每天有大量的生物污水、工业废水和夹渣着污染物的雨水排入河中，造成河道水体生态恶化，形成黑臭河，对城市居民的健康和以及城市环境均造成影响，成为城市环境保护工作难以解决的顽疾，所以对城市黑臭河进行生态修复变得极为迫切。

城市河道呈现黑臭状主要是河水过量纳污导致水体耗氧和需氧失衡，污染物在此条件下转化为氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等恶臭物质以及铁和锰硫化合物等黑色物质。目前河道治理手段包括物理、化学和生物等方法。物理方法为建立人工过滤床，需要将河道中水提到岸坡的人工过滤床中，不仅占据大量城市用地，而且消耗大量电能用来提水。化学方法则向河道中投放化学试剂，可能会对河水造成二次污染，而在河道内建设人工湿地，影响到河道河水泄流，植物和生物过滤层容易在汛期毁坏，且河水过滤效果不如离线处理方式好。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种用于河道生态修复的生物过滤护坡，能够提高河水溶氧量，并对河水进行过滤，在治理了河道污染的情况下，还美化了环境。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于河道生态修复的生物过滤护坡，包括：

闸门，其以可上下移动的方式横向设置在所述河道内，以在与所述河道的底部连接时将所述河道截断；所述闸门由所述河道上游开始，每间隔一修复长度设置1个；所述闸门设置为可拆卸的双层结构，由靠近河道上游至远离河道上游分别为拦截层和过滤层；

橡胶坝，其由设置在河道内的混凝土土建、设置在所述混凝土土建上的坝袋以及用于向所述坝袋充排气的充排气机构组成；所述橡胶坝包括分别设置在所述拦截层侧河道内的第一橡胶坝和设置在所述过滤层侧河道内的第二橡胶坝，所述坝袋在充气后向上膨胀，使得所述坝袋上游的水位被抬高；

生态过滤边坡，其设置在所述第二橡胶坝的两侧，且所述生态过滤边坡的坡底设置有连接至河道的导流管；所述生态过滤边坡包括导水槽、水生植物和过滤种植层；所述过滤种植层倾斜设置在所述第二橡胶坝的两侧，且使所述过滤种植层相对于水平面较低的一端连接于所述第二橡胶坝的混凝土土建；所述水生植物种植在所述过滤种植层上，所述导水槽间隔均匀的平行布置在所述水生植物的上方，且进水端连接所述第二橡胶坝的混凝土土建的顶端，出水端连接于所述过滤种植层。

优选的是，所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡中，所述闸门的上方设置有龙门架，所述龙门架上设置有牵引轴和第一牵引链条，所述第一牵引链条的第一端连接于所述牵引轴，第二端连接于所述闸门，以在所述牵引轴旋转时，由第一牵引链条带动所述闸门上下运动。

优选的是，所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡中，所述过滤层为与所述拦截层适配的板体，所述板体的表面逐行均匀开设有通孔，所述通孔的孔径为1-2cm。

优选的是，所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡中，还包括：

增流机构，其为逐行设置在相邻两行通孔间的通气管；所述通气管一端具有开口，另一端封闭，且所述通气管在与所述板体相对的一面的侧壁上开设有若干通气孔；所述通气管的开口连接于所述充排气机构的排气口。

优选的是，所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡中，所述板体的底端设置有横截面为L形的刮板，所述刮板的长度与所述板体的宽度相同；所述刮板的短边端与所述板体的表面相贴合，所述刮板的长边端通过第二牵引链条连接于所述牵引轴，以在所述刮板上升时，对所述板体的表面进行刮削。

优选的是，所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡中，还包括：

水培植物景观带，其设置在相邻两个生态过滤边坡之间；所述水培植物景观带由在净化过滤层上种植水生植物形成；其中，所述净化过滤层为由生物陶粒层、粗砾石层和细砾石层由上至下逐层铺设的多层结构，且所述净化过滤层的表面高于所述河道的边缘上表面；所述过滤种植层的底部设置有连通至所述细砾石层底部的通水管。

优选的是，所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡中，所述过滤种植层为由鹅卵石、粗砾石、碎木屑和粗粒砂由上至下逐层铺设的多层结构。

一种用于河道生态修复的生物过滤护坡的施工方法，其中，包括如下步骤：

步骤1、针对待修复河道的水质进行检测，按照检测结果确定各个闸门的设置的位置，以及橡胶坝和生态过滤边坡的长度和深度；

步骤2、依据步骤1中确定的各项参数分别进行闸门、橡胶坝以及生态过滤边坡的施工；

步骤3、在修筑的生态过滤边坡间修建水培植物景观带；

其中，生态过滤边坡的坡面最高点距离第二橡胶坝的混凝土土建的顶面的距离不少于1m；水培植物景观带的净化过滤层的顶面高于河道边缘挡水墙顶面不少于0.3m；净化过滤层的底面低于过滤种植层的底面。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明在河道内分段设置闸门，实现对河道内河水的分段治理，提高了污水治理的效果；

通过闸门两侧橡胶坝的设置，使得河道上游的橡胶坝将水位提高后，通过闸门过滤层后，不仅使河水内的污物被过滤，还加速了河水的流速，使得河水含氧量提高，进而便于河水内污染物的分解；

通过河道下游的生态过滤边坡和第二橡胶坝的配合，使得经过过滤并提高了含氧量的河水的水位被提高，然后一部分经倾斜的导水槽流入过滤种植层上，另一部分直接越过混凝土土建流入过滤种植层内，而同样倾斜设置过滤种植层迫使水流经过过滤种植层的过滤再经导流管流回河道内，完成了河水的进一步过滤和净化，水生植物的种植能够进一步净化河水，同时美化了河道环境。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡的结构示意图；

图2为本发明所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1和图2所示，本发明提供一种用于河道生态修复的生物过滤护坡，包括：闸门100，其以可上下移动的方式横向设置在所述河道200内，以在与所述河道200的底部连接时将所述河道200截断；所述闸门100由所述河道200上游开始，每间隔一修复长度设置1个；所述闸门100设置为可拆卸的双层结构，由靠近河道上游至远离河道上游分别为拦截层110和过滤层120。

橡胶坝300，其由设置在河道200内的混凝土土建310、设置在所述混凝土土建310上的坝袋320以及用于向所述坝袋320充排气的充排气机构330组成；所述橡胶坝300包括分别设置在所述拦截层110侧河道200内的第一橡胶坝340和设置在所述过滤层120侧河道内的第二橡胶坝350，所述坝袋320在充气后向上膨胀，使得所述坝袋320上游的水位被抬高。

生态过滤边坡400，其设置在所述第二橡胶坝350的两侧，且所述生态过滤边坡400的坡底设置有连接至河道200的导流管440；所述生态过滤边坡400包括导水槽410、水生植物420和过滤种植层430；所述过滤种植层430倾斜设置在所述第二橡胶坝350的两侧，且使所述过滤种植层430相对于水平面较低的一端连接于所述第二橡胶坝350的混凝土土建310；所述水生植物420种植在所述过滤种植层430上，所述导水槽410间隔均匀的平行布置在所述水生植物420的上方，且进水端连接所述第二橡胶坝350的混凝土土建310的顶端，出水端连接于所述过滤种植层430。

在上述方案中，在河道内分段设置闸门，实现对河道内河水的分段治理，提高了污水治理的效果；通过闸门两侧橡胶坝的设置，使得河道上游的橡胶坝将水位提高后，通过闸门过滤层后，不仅使河水内的污物被过滤，还加速了河水的流速，使得河水含氧量提高，进而便于河水内污染物的分解；通过河道下游的生态过滤边坡和第二橡胶坝的配合，使得经过过滤并提高了含氧量的河水的水位被提高，然后一部分经倾斜的导水槽流入过滤种植层上，另一部分直接越过混凝土土建流入过滤种植层内，而同样倾斜设置过滤种植层迫使水流经过过滤种植层的过滤再经导流管流回河道内，完成了河水的进一步过滤和净化，水生植物的种植能够进一步净化河水，同时美化了河道环境。

其中，水生植物可以为水芹、芦苇、茭草、鸢尾以及菖蒲等水生经济作物，既能美化环境，净化水质，还能增加经济效益。

一个优选方案中，所述闸门100的上方设置有龙门架500，所述龙门架500上设置有牵引轴510和第一牵引链条520，所述第一牵引链条520的第一端连接于所述牵引轴510，第二端连接于所述闸门100，以在所述牵引轴510旋转时，由第一牵引链条520带动所述闸门100上下运动。

在上述方案中，通过龙门架的设置，使得通过电机驱动牵引轴，能够使得第一牵引链条在牵引轴的旋转过程中，实现对闸门上下移动的自由控制，便于操作。

一个优选方案中，所述过滤层120为与所述拦截层110适配的板体，所述板体的表面逐行均匀开设有通孔121，所述通孔121的孔径为1-2cm。

在上述方案中，通过将过滤层设置为板体上开设通孔，使得水流不仅得到过滤，同时分散从各个通孔流过，还能加大河水与空气的接触，进而提高河水的含氧量；其中通孔的孔径设置为1-2cm，使得河水能够顺利的泄流，避免引起过滤层堵塞，同时还能起到对较大体积的污染物过滤的目的。

一个优选方案中，还包括：增流机构600，其为逐行设置在相邻两行通孔121间的通气管610；所述通气管610一端具有开口，另一端封闭，且所述通气管610在与所述板体相对的一面的侧壁上开设有若干通气孔611；所述通气管610的开口连接于所述充排气机构330的排气口。

在上述方案中，通过增流机构的设置，使得由橡胶坝排出的气体由通气管的通气孔排出，加速了河水的流速，同时向河水中通入了空气，进一步提高了河水的含氧量。

一个优选方案中，所述板体的底端设置有横截面为L形的刮板，所述刮板的长度与所述板体的宽度相同；所述刮板的短边端与所述板体的表面相贴合，所述刮板的长边端通过第二牵引链条连接于所述牵引轴，以在所述刮板上升时，对所述板体的表面进行刮削。

在上述方案中，通过刮板的设置，使得被过滤层过滤下来的垃圾被收集在刮板内部，从而便于清理，同时L形的刮板不仅方便过滤的垃圾的收集，同时在位于河道底部时，不影响拦截层的设置。

一个优选方案中，还包括：水培植物景观带700，其设置在相邻两个生态过滤边坡400之间；所述水培植物景观带700由在净化过滤层上种植水生植物形成；其中，所述净化过滤层为由生物陶粒层、粗砾石层和细砾石层由上至下逐层铺设的多层结构，且所述净化过滤层的表面高于所述河道的边缘上表面；所述过滤种植层的底部设置有连通至所述细砾石层底部的通水管。

在上述方案中，通过水培植物景观带的设置，使得其与生态过滤边坡连接，共同组成沿河道方向布置的绿色景观带，美化了河道的环境，同时使经生态过滤边坡过滤后的河水部分流入水培植物景观带的净化过滤层内，不仅为上部种植的水生植物提供了水分，同时起到了进一步的净化作用。其中，生物陶粒层、粗砾石层和细砾石层的粒径以及层厚可以根据治理河道的污染程度而灵活设置，从而提高水流的净化效果；其中，水生植物可以选用与过滤种植层相同或不同的植物。

一个优选方案中，所述过滤种植层430为由鹅卵石、粗砾石、碎木屑和粗粒砂由上至下逐层铺设的多层结构。

在上述方案中，过滤种植层的各层的粒径以及层厚可以根据河水的污染程度进行灵活设置，而通过设置过滤种植层由上至下分别为鹅卵石、粗砾石、碎木屑以及粗粒砂，使得水流的过滤效率较高，避免积水，而其中碎木屑层的设置，使得在橡胶坝在排气后，即水位下降后，碎木屑保存的水分也能为水生植物的生长提供足够的水分。

一种用于河道生态修复的生物过滤护坡的施工方法，包括如下步骤：

步骤1、针对待修复河道的水质进行检测，按照检测结果确定各个闸门的设置的位置，以及橡胶坝和生态过滤边坡的长度和深度；

步骤2、依据步骤1中确定的各项参数分别进行闸门、橡胶坝以及生态过滤边坡的施工；

步骤3、在修筑的生态过滤边坡间修建水培植物景观带；

其中，生态过滤边坡的坡面最高点距离第二橡胶坝的混凝土土建的顶面的距离不少于1m；水培植物景观带的净化过滤层的顶面高于河道边缘挡水墙顶面不少于0.3m；净化过滤层的底面低于过滤种植层的底面。

在上述方案中，针对不同河道内的河水进行分段检测，然后确定各个闸门的安装位置，是考虑到河道流入的不同周遭环境的不同，以及流速不同，各段的水质可能具有不同污染程度，进而确定闸门以及橡胶坝的安装位置，做到因地制宜的灵活设置。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种用于河道生态修复的生物过滤护坡，其中，包括：

闸门，其以可上下移动的方式横向设置在所述河道内，以在与所述河道的底部连接时将所述河道截断；所述闸门由所述河道上游开始，每间隔一修复长度设置1个；所述闸门设置为可拆卸的双层结构，由靠近河道上游至远离河道上游分别为拦截层和过滤层；所述过滤层为与所述拦截层适配的板体，所述板体的表面逐行均匀开设有通孔，所述通孔的孔径为1-2cm；

橡胶坝，其由设置在河道内的混凝土土建、设置在所述混凝土土建上的坝袋以及用于向所述坝袋充排气的充排气机构组成；所述橡胶坝包括分别设置在所述拦截层侧河道内的第一橡胶坝和设置在所述过滤层侧河道内的第二橡胶坝，所述坝袋在充气后向上膨胀，使得所述坝袋上游的水位被抬高；

生态过滤边坡，其设置在所述第二橡胶坝的两侧，且所述生态过滤边坡的坡底设置有连接至河道的导流管；所述生态过滤边坡包括导水槽、水生植物和过滤种植层；所述过滤种植层倾斜设置在所述第二橡胶坝的两侧，且使所述过滤种植层相对于水平面较低的一端连接于所述第二橡胶坝的混凝土土建；所述水生植物种植在所述过滤种植层上，所述导水槽间隔均匀的平行布置在所述水生植物的上方，且进水端连接所述第二橡胶坝的混凝土土建的顶端，出水端连接于所述过滤种植层；

增流机构，其为逐行设置在相邻两行通孔间的通气管；所述通气管一端具有开口，另一端封闭，且所述通气管在与所述板体相对的一面的侧壁上开设有若干通气孔；所述通气管的开口连接于所述充排气机构的排气口。

2.如权利要求1所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡，其中，所述闸门的上方设置有龙门架，所述龙门架上设置有牵引轴和第一牵引链条，所述第一牵引链条的第一端连接于所述牵引轴，第二端连接于所述闸门，以在所述牵引轴旋转时，由第一牵引链条带动所述闸门上下运动。

3.如权利要求1所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡，其中，所述板体的底端设置有横截面为L形的刮板，所述刮板的长度与所述板体的宽度相同；所述刮板的短边端与所述板体的表面相贴合，所述刮板的长边端通过第二牵引链条连接于所述牵引轴，以在所述刮板上升时，对所述板体的表面进行刮削。

4.如权利要求1所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡，其中，还包括：

水培植物景观带，其设置在相邻两个生态过滤边坡之间；所述水培植物景观带由在净化过滤层上种植水生植物形成；其中，所述净化过滤层为由生物陶粒层、粗砾石层和细砾石层由上至下逐层铺设的多层结构，且所述净化过滤层的表面高于所述河道的边缘上表面；所述过滤种植层的底部设置有连通至所述细砾石层底部的通水管。

5.如权利要求1所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡，其中，所述过滤种植层为由鹅卵石、粗砾石、碎木屑和粗粒砂由上至下逐层铺设的多层结构。

6.一种如权利要求4所述的用于河道生态修复的生物过滤护坡的施工方法，其中，包括如下步骤：

步骤1、针对待修复河道的水质进行检测，按照检测结果确定各个闸门的设置的位置，以及橡胶坝和生态过滤边坡的长度和深度；

步骤2、依据步骤1中确定的各项参数分别进行闸门、橡胶坝以及生态过滤边坡的施工；

步骤3、在修筑的生态过滤边坡间修建水培植物景观带；

其中，生态过滤边坡的坡面最高点距离第二橡胶坝的混凝土土建的顶面的距离不少于1m；水培植物景观带的净化过滤层的顶面高于河道边缘挡水墙顶面不少于0.3m；净化过滤层的底面低于过滤种植层的底面。

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