CN109056648A - 强化导流过滤生态截污护坡结构及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强化导流过滤生态截污护坡结构，沿着河道岸坡由上到下依次间隔设置有多级导流槽，上一级导流槽与下一级导流槽之间通过分流槽连通，相邻两级导流槽的分流槽左右错开设置，且错开距离至少为10m，在首级导流槽顶部开有雨水入口，在河道岸坡上未设置导流槽及分流槽的部位铺设填充有鹅卵石的网笼，所述河道岸坡上半部分的导流槽内放置生物陶粒和碎石，河道岸坡下半部分的导流槽内放置生物陶粒和粗砂，每级导流槽中均种植有绿色植物；同时本发明还公开了一种强化导流过滤生态截污系统。包括沿着水流方向在河道内依次间隔布设的若干月牙阵列导流截污净化组。具有强化导流、过滤及生态截污的效果。

Description

强化导流过滤生态截污护坡结构及系统

技术领域

本发明涉及河道岸坡治理及河道内水质处理技术领域。

背景技术

人类对河道的治理在经历了工程治理、自然改造阶段后，逐渐发展到生态修复阶段。河流生态修复是指利用生态系统原理，采用各种方法使受损的水体系统的生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，并能使生态系统实现整体协调、自我维护和自我演替的人良性循环。

基于水体环境修复的生态护坡技术大多采用格宾笼(也称为生态石笼网、格宾网)，即采用钢丝编织成不同规格的矩形网箱，并在矩形网箱内充填石头的结构。这种结构应用到岸坡防护后，在人为和自然因素的双重作用下，石块之间的缝隙不断被泥土充填。植物种子逐渐在石块之间的泥土中生根发芽，茁壮生长，根系牢牢固定石块和泥土，如此即可以对边坡实现防护和绿化的目的，在改善生态、保持水土起到了积极的效果。但格宾笼主要应用于岸坡防护，且结构形式单一。

发明内容

本发明旨在提供一种河道岸坡护岸结构，具有强化导流、过滤及生态截污的效果。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种强化导流过滤生态截污护坡结构，沿着河道岸坡由上到下依次间隔设置有多级导流槽，上一级导流槽与下一级导流槽之间通过分流槽连通，相邻两级导流槽的分流槽左右错开设置，且错开距离至少为10m，在首级导流槽顶部开有雨水入口，在河道岸坡上未设置导流槽及分流槽的部位铺设填充有鹅卵石的网笼，所述河道岸坡上半部分的导流槽内放置生物陶粒和碎石，河道岸坡下半部分的导流槽内放置生物陶粒和粗砂，每级导流槽中均种植有绿色植物。

优选为，相邻两级导流槽的距离为130—150cm，导流槽、分流槽的宽度为50—70cm。

同时，本发明还提供了一种河道护岸及河道内水质处理的综合系统，除能进行河道岸坡保护外，还能进行河道内水质净化处理，具有强化导流、过滤和生态截污的效果，构建生态自净系统，提高水质净化效果，降解污染，提高水中含氧量。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种强化导流过滤生态截污护坡结构，除包括上述的强化导流过滤生态截污护坡结构，还包括沿着水流方向在河道内依次间隔布设的若干月牙阵列导流截污净化组，每个所述月牙阵列导流截污净化组包括石笼网底座、月牙笼和生态浮岛；

所述石笼网底座为宽3m—5m、高0.4m—0.6m，且长大于宽的矩形网箱，该矩形网箱采用丝径为2mm—4mm，抗拉强度不小于38kg/m²的低碳钢丝，包覆一层聚氯乙烯膜后丝径变为3mm—4.5mm，编织成的边长为100mm—120mm的六角孔网制成，在石笼网底座内填充有石块，且石块的大小应确保不得从石笼网底座的网孔内漏出；

所述月牙笼编织在石笼网底座的上方，并沿着石笼网底座的两条长边等距间隔阵列成两列，每个月牙笼均与石笼网底座的长边呈20—40°的夹角α，且每列的相邻两个月牙笼一个凹部朝向水流方向、一个凸部朝向水流方向，从而形成一正一反的交叉摆放，左右两列月牙笼的数量相差一个，且两列月牙笼左右错位设置；所述月牙笼为长0.8m—1.2m、宽0.4m—0.6m、高0.8m—1.2m的月牙形网箱，采用丝径为0.4mm-1.8mm的钢丝，包覆一层聚氯乙烯膜后丝径变为0.8mm-2mm，编织成的边长为11mm—14mm的六角孔网制成，在每个月牙笼填充有粒径20mm—30mm的生物陶粒，在月牙笼的底部编织有人工水草；

所述生态浮岛居中放置在两列月牙笼之间。

作为上述方案的优选，每个所述月牙阵列导流截污净化组的后一列月牙笼比前一列月牙笼少一个，所述人工浮岛的底部设置有与后一列月牙笼数量相等的“S”形导流板，所述“S”形导流板的前端介于前一列的两个月牙笼之间，后端介于后一列最近的两个月牙笼之间，且所述“S”形导流板的底部与月牙笼的底部齐平。“S”形导流板结合月牙笼，能在较短的流程内快速形成连续多次的水流折弯，避免相邻折弯段之间断开形成缓流段，进一步提高系统对水流的挠动。

更进一步，每个所述月牙笼与石笼网底座的长边的夹角α为30°，所述生态浮岛宽度为1.5m。优化尺寸，进一步提高导流截污净化效果。

本发明的有益效果是：

(1)河道岸坡上半部分的导流槽内放置生物陶粒和碎石，河道岸坡下半部分的导流槽内放置生物陶粒和粗砂，碎石、生物陶粒及粗砂对水源均有过滤、净化作用，随着时间的积累，水中大颗粒污染物会被截留下来，经碎石及生物陶粒上附着的微生物的消化、降解作用，为绿植类提供营养物；另外，河道岸坡下半部分的导流槽内放置生物陶粒和粗砂会对水流起二次过滤净化作用(粒径更小)；绿植类除了能美化景观，保证岸坡的水土不易流失外，其发达的根系也会对水净化起到一定的作用，导流槽内可以选择种植灯心草、菖蒲、梭鱼草等植物；

(2)相邻两级导流槽的分流槽左右错开设置，目的是为了使水在导流槽内停留更久的时间，流过更远的距离，起到更好的过滤、净化效果；

(3)两导流槽之间铺设填充有鹅卵石的网笼应用于岸坡防护，可根据实际需求制成合适结构的大小(体积)单元，便于组装和拆卸；另外，选装鹅卵石，美观且耐雨水冲刷；

(4)根据河道宽确定石笼网底座的长度，石笼网底座内填充有石块作稳固底座，也更容易生长挺水植物；石笼网底座稳固，可拆卸，可移动，可生长水下植物，净化水质，提高水中氧含量，还可以起到生态鱼礁作用；

(5)月牙笼与石笼网底座的长边呈夹角布置，且每列的相邻两个月牙笼一正一反的交叉摆放，两列月牙笼左右错位设置，对水流形成较大的挠动，易于形成涌升流和加速流，同时具有导流和延长水净化路线的作用；

(6)在月牙笼内填充生物陶粒，增强净化、截污和过滤效果；在月牙笼的底部编织人工水草，能附着微生物，降解污染，净化水质，为鱼类提供娱乐嬉戏场所；

(7)生态浮岛上种植水生植物，净化水质，构建生态自净系统；

(8)石笼网底座采用高抗拉强度的低碳钢丝外包覆聚氯乙烯膜，月牙笼均采用采用玻璃纤维钢丝外包覆聚氯乙烯膜，具有防锈、防静电、抗老化、耐腐蚀等特点，更能抵抗高度污染环境的侵蚀，且石笼网底座还具有高抗压、高抗剪能力。

综上所述，该系统对河道内水质具有导流、截污、净化的综合处理效果，能显著提高水体环境的生态修复效果，且易于施工。

附图说明

图1是强化导流过滤生态截污护坡结构。

图2是强化导流过滤生态截污系统。

图3是强化导流过滤生态截污系统河道内的月牙阵列导流截污净化组。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种强化导流过滤生态截污护坡结构，沿着河道岸坡由上到下依次间隔设置有多级导流槽1。上一级导流槽1与下一级导流槽1之间通过分流槽2连通，相邻两级导流槽1的分流槽2左右错开设置，且错开距离至少为10m。

在首级导流槽1顶部开有雨水入口3，方便雨水进入导流槽1内。在河道岸坡上未设置导流槽1及分流槽2的部位铺设填充有鹅卵石的网笼4。河道岸坡上半部分的导流槽1内放置生物陶粒和碎石，河道岸坡下半部分的导流槽1内放置生物陶粒和粗砂，每级导流槽1中均种植有绿色植物5。

导流槽1内绿色植物5优选灯心草、菖蒲、梭鱼草及常绿水生鸢尾。灯心草：最适宜生长在河边，池旁，水沟边，稻田旁，草地上，沼泽湿处。菖蒲：生于海拔1500-1750米(2600米)以下的水边、沼泽湿地或湖泊浮岛上，也常有栽培。最适宜生长的温度20-25℃，10℃以下停止生长。冬季以地下茎潜入泥中越冬。喜冷凉湿润气候，阴湿环境，耐寒，忌干旱。梭鱼草：喜温、喜阳、喜肥、喜湿、怕风不耐寒，静水及水流缓慢的水域中均可生长，适宜在20厘米以下的浅水中生长，适温15℃至30℃，越冬温度不宜低于5℃，梭鱼草生长迅速，繁殖能力强。常绿水生鸢尾：喜光照充足的环境，能常年生长在20厘米水位以上的浅水中，可作水生植物、湿地植物或旱地花境材料。

最好是，相邻两级导流槽1的距离为130—150cm，导流槽1、分流槽2的宽度为50—70cm。

结合图2、图3所示，一种强化导流过滤生态截污系统，除包含上述的强化导流过滤生态截污护坡结构外，在河道10内也进行处理。具体为：

沿着水流方向在河道内依次间隔布设有若干月牙阵列导流截污净化组，每个月牙阵列导流截污净化组由石笼网底座6、月牙笼7和生态浮岛8组成。

石笼网底座6为宽3m—5m、高0.4m—0.6m，且长大于宽的矩形网箱，矩形网箱的长度根据河道的宽度设置。该矩形网箱采用丝径为2mm—4mm，抗拉强度不小于38kg/m²的低碳钢丝，包覆一层聚氯乙烯膜后丝径变为3mm—4.5mm，编织成的边长为100mm—120mm的六角孔网制成。在石笼网底座6内填充有石块，且石块的大小应确保不得从石笼网底座6的网孔内漏出。石笼网底座6的石块之间的缝隙不断被泥土充填，水生植物种子易于在石块之间的泥土中生根发芽，同时起到生态鱼礁的作用。

月牙笼7编织在石笼网底座6的上方，并沿着石笼网底座6的两条长边等距间隔阵列成两列。每个月牙笼7均与石笼网底座6的长边呈20—40°的夹角α。每列的相邻两个月牙笼7一个凹部朝向水流方向、一个凸部朝向水流方向，从而形成一正一反的交叉摆放。左右两列月牙笼7的数量相差一个，且两列月牙笼7左右错位设置。采用一正一反的倾斜布置，且左右错位设置，既能提高对水流的挠动，又能延长水流路线，提高净化、过滤、截留效果。

月牙笼7为长0.8m—1.2m、宽0.4m—0.6m、高0.8m—1.2m的月牙形网箱，采用丝径为0.4mm-1.8mm的钢丝，包覆一层聚氯乙烯膜后丝径变为0.8mm-2mm，编织成的边长为11mm—14mm的六角孔网制成，在每个月牙笼7填充有粒径20mm—30mm的生物陶粒，在月牙笼7的底部编织有人工水草。

生态浮岛8居中放置在两列月牙笼7之间。

最好是，每个月牙阵列导流截污净化组的后一列月牙笼7比前一列月牙笼7少一个(以水流方向确定前后)，生态浮岛8的底部设置有与后一列月牙笼7数量相等的“S”形导流板9。“S”形导流板9的前端介于前一列的两个月牙笼7之间，后端介于后一列最近的两个月牙笼7之间，且“S”形导流板9的底部与月牙笼7的底部齐平。

另外，每个月牙笼7与石笼网底座6的长边的夹角α为30°，生态浮岛8宽度为1.5m。河道10内设置了该系统后，水流方向如图中箭头所述。

碎石(如鹅卵石、陶瓷环、火山岩、珊瑚骨等)对水源具有净化的作用。因为吸水并且结构多孔，面积很大，为硝化细菌提供了很好的繁殖场所，而足够的硝化细菌才是净水的实际原因。

粗砂能够达到过滤的作用，过滤除去水中的大颗粒悬浮物；有一定的表面积可以附着生长微生物，保持一定的停留时间，能够生物降解污染物。

生物陶粒是一种新型的生物膜载体滤料，具有质轻、比表面积大、吸附能力强等优点。生物陶粒在物理微观结构方面表现为表面微孔发达且分布合理，生长在微孔内的微生物不易流失，即使长时间不运转也能保持菌种，使得曝气生物滤池可间断运行；同时，比表面积大，可附着生长、繁殖大量微生物；另外，该产品质地轻、强度高、耐摩擦、耐冲洗、不向水体释放有毒有害物，具有良好的物理、化学和水力学特性，可适应于不同污水净化的要求。现代水处理工艺充分利用了这些特性，使其成为水处理特别是污水、微污染水源水生物预处理以及给水过滤技术的首选滤料。

人工水草技术是一种新型人工合成接触材料接触氧化技术。它利用耐污染、有一定弹性的人工材料，仿照水生植物设计成具有较大比表面积的新型仿生载体，通过微生物系统自身的演替，在载体表面形成从菌类、藻类到原生动物、后生动物的立体微生物生态系统，通过微生物的物种多样性，实现治理系统的高效性和稳定性。由于其表面有大量的微生物物种和完善的食物网，使得其微生物群落对有机污染物的代谢效率远高于其他技术。同时，其上独有的“藻菌共生”体和微A/O结构使脱氮除磷的效果更为明显。

Claims (5)

1.一种强化导流过滤生态截污护坡结构，其特征在于：沿着河道岸坡由上到下依次间隔设置有多级导流槽(1)，上一级导流槽(1)与下一级导流槽(1)之间通过分流槽(2)连通，相邻两级导流槽(1)的分流槽(2)左右错开设置，且错开距离至少为10m，在首级导流槽(1)顶部开有雨水入口(3)，在河道岸坡上未设置导流槽(1)及分流槽(2)的部位铺设填充有鹅卵石的网笼(4)，所述河道岸坡上半部分的导流槽(1)内放置生物陶粒和碎石，河道岸坡下半部分的导流槽(1)内放置生物陶粒和粗砂，每级导流槽(1)中均种植有绿色植物(5)。

2.根据权利要求1所述的强化导流过滤生态截污护坡结构，其特征在于：相邻两级导流槽(1)的距离为130—150cm，导流槽(1)、分流槽(2)的宽度为50—70cm。

3.一种包含权利要求1—2中任一项所述的强化导流过滤生态截污护坡结构的强化导流过滤生态截污系统，其特征在于：包括沿着水流方向在河道内依次间隔布设的若干月牙阵列导流截污净化组，每个所述月牙阵列导流截污净化组包括石笼网底座(6)、月牙笼(7)和生态浮岛(8)；

所述石笼网底座(6)为宽3m—5m、高0.4m—0.6m，且长大于宽的矩形网箱，该矩形网箱采用丝径为2mm—4mm，抗拉强度不小于38kg/m²的低碳钢丝，包覆一层聚氯乙烯膜后丝径变为3mm—4.5mm，编织成的边长为100mm—120mm的六角孔网制成，在石笼网底座(6)内填充有石块，且石块的大小应确保不得从石笼网底座(6)的网孔内漏出；

所述月牙笼(7)编织在石笼网底座(6)的上方，并沿着石笼网底座(6)的两条长边等距间隔阵列成两列，每个月牙笼(7)均与石笼网底座(6)的长边呈20—40°的夹角α，且每列的相邻两个月牙笼(7)一个凹部朝向水流方向、一个凸部朝向水流方向，从而形成一正一反的交叉摆放，左右两列月牙笼(7)的数量相差一个，且两列月牙笼(7)左右错位设置；所述月牙笼(7)为长0.8m—1.2m、宽0.4m—0.6m、高0.8m—1.2m的月牙形网箱，采用丝径为0.4mm-1.8mm的钢丝，包覆一层聚氯乙烯膜后丝径变为0.8mm-2mm，编织成的边长为11mm—14mm的六角孔网制成，在每个月牙笼(7)填充有粒径20mm—30mm的生物陶粒，在月牙笼(7)的底部编织有人工水草；

所述生态浮岛(8)居中放置在两列月牙笼(7)之间。

4.根据权利要求3所述的强化导流过滤生态截污系统，其特征在于：每个所述月牙阵列导流截污净化组的后一列月牙笼(7)比前一列月牙笼(7)少一个，所述生态浮岛(8)的底部设置有与后一列月牙笼(7)数量相等的“S”形导流板(9)，所述“S”形导流板(9)的前端介于前一列的两个月牙笼(7)之间，后端介于后一列最近的两个月牙笼(7)之间，且所述“S”形导流板(9)的底部与月牙笼(7)的底部齐平。

5.根据权利要求4所述的强化导流过滤生态截污系统，其特征在于：每个所述月牙笼(7)与石笼网底座(6)的长边的夹角α为30°，所述生态浮岛(8)宽度为1.5m。