一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞
技术领域
本发明涉及生态廊道建设技术领域,尤其涉及一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞。
背景技术
涵洞是指在公路工程建设中,为了使公路顺利通过水渠不妨碍交通,设于路基下修筑于路面以下的排水孔道(过水通道),通过这种结构可以让水从公路的下面流过。用于跨越天然沟谷洼地排泄洪水,或横跨大小道路作为人、畜和车辆的立交通道,或农田灌溉作为水渠。涵洞主要由洞身、基础、端和翼墙等,涵洞是根据连通器的原理,常用砖、石、混凝土和钢筋混凝土等材料筑成,般孔径较小,形状有管形、箱形及拱形等。
然而在生态廊道建设中,涵洞和桥梁一样起到了人与物种穿越通道的作用,起作用在于通过涵洞构件两个栖息地之间的活动空间,从而建立道路沿线物种活动栖息地的方式,增加非陆栖动物及昆虫利用的机会,形成新的生态廊道空间,而先有技术中涵洞的设计中,氧气含量会随着涵洞深度的增加而降低,在对于生态廊道的建设中不利于两栖动物的栖息和生活,同时在实际使用中缺少了生物穿越的物质条件,使得物种活动和道路使用产生了冲突,基于此,本发明设计一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中涵洞深处含氧量低,不利于生物栖息,同时涵洞内不具有生物穿越的物质条件,而提出的一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞,包括地质层和开设在地质层内的涵洞,所述涵洞底部社有生物活动层,所述生物活动层下方设有固定网,所述地质层顶部设为道路并且道路两侧分别设有护栏,所述涵洞顶部贯穿设有半导体,所述半导体连接有换气装置;
所述换气装置包括传动轴,所述传动轴通过电机与半导体电连接,所述半导体的两端分别与道路和涵洞内部连通,所述传动轴的两端分别位于涵洞的两个开口部分并且传动轴两端分别固定连接有叶轮,所述叶轮位于涵洞的顶部,所述生物活动层包括堆积在涵洞底部的中小型碎石和积水;
所述固定网的两侧分别设有一个连接杆,所述连接杆远离固定网的一端均与涵洞的内壁通过连轴转动连接,所述连接杆与涵洞内壁的连接处开设有凹槽,所述凹槽的侧壁均连接有导电层,所述导电层电连接有电磁铁,所述连接杆靠近电磁铁的部分设有磁性层,所述磁性层与电磁铁同极相对。
在上述基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞中,所述地质层位于涵洞的上方开设有多个排水孔,所述涵洞侧壁底部连接有出液管,所述出液管上连接有压力阀,所述排水孔通过控制器与水管连接。
在上述基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞中,位于涵洞上方的两个所述护栏上分别水平固定连接有一个挡流块,所述挡流块采用梯形台结构。
与现有的技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明中,由于阳光、汽车热量排放和涵洞自身内部环境等多种因素影响下,道路与涵洞内温度存在明显差异,以汤姆逊效应作为原理,半导体两端分别插入涵洞内部和道路环境中,使得两端存在温度梯度的情况下产生电流,进而通过温差电给电机通电,使得传动轴转动,而传动轴的两端分别固定连接有叶轮,使得自然状态下,叶轮会不定期进行转动作业;
2、而叶轮设置的风向为由涵洞内部指向外部,一方面使得涵洞内部空气流动速度加快,提高空气质量,另一方面在气流流动的作用下,位于涵洞内部的空气从上方向外排出,而位于涵洞底部的空气由外界通入涵洞内,使得位于底部生存的生物具有较好的生态条件,同时提高涵洞内部的含氧量,维持穿越廊道内的正常生态环境;
3、在汽车路过涵洞上方的道路时,由于汽车速度较大,使得汽车周围风压降低,外界空气将向汽车方向特别是轮胎方向移动,在风轮的作用下,被抽出的风将在向汽车轮胎方向偏移,使得构成一个气流层,并且护栏处设置挡流块,当气流层穿过挡流块发生边界分离时产生卡门涡街现象,使得位于挡流块后方的气流形成气流旋涡,使得在汽车轮胎处产生噪音向四周辐射时,通过气流旋涡的折射和吸收后降低能量,使得减少对于涵洞内栖息的生物产生的噪音影响;
4、涵洞底部设置由多个中小型碎石和积水构成的生物活动层,增加动物通过速度和局部隐秘性,更利于两栖物种生存,满足生物栖息的物质条件,同时在涵洞两侧地面上设置固定网,当水流量较大时,在连接杆的旋转作用下将固定网撑起使得避免水流将碎石冲走,影响构建出来的生态环境;
5、同时位于涵洞上方的地质层内设有排水孔,通过控制器与水管连接,并且设置排水孔间隔一段时间后往涵洞内进行排水,使得位于涵洞内的积水在出液管和压力阀的作用下进行自然更换,避免积水长时间堆积,产生变质。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞的结构示意图;
图2为本发明提出的一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞中A部分的放大示意图;
图3为本发明提出的一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞中B部分的放大示意图。
图4为本发明提出的一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞的侧剖图。
图中:1地质层、2涵洞、3护栏、4半导体、5传动轴、6叶轮、7电磁铁、8生物活动层、9固定网、10排水孔、11连接杆、12凹槽、13导电层、14挡流块、15出液管。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的,而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-4,一种基于生态廊道建设便于生物穿越的道路涵洞,包括地质层1和开设在地质层1内的涵洞2,涵洞2底部社有生物活动层8,生物活动层8下方设有两个固定网9,地质层1顶部设为道路并且道路两侧分别设有护栏3,涵洞2顶部贯穿设有半导体4,半导体4的两端分别与道路和涵洞2连接,并且半导体4具有在两端温度不同时,半导体4两端会形成电势差的特点,同时半导体材料本身的特点提高了电势差的数值,半导体4连接有换气装置;
换气装置包括传动轴5,传动轴5通过电机与半导体4电连接,传动轴5的两端分别位于涵洞2的两个开口部分并且传动轴5两端分别固定连接有叶轮6,叶轮6位于涵洞2的顶部,叶轮6采用抽风式叶片结构,使得在叶轮6的转动会带动空气的流动方向为由涵洞2内部流向涵洞2的外部,生物活动层8包括堆积在涵洞2底部的中小型碎石和积水,增加动物通过速度和局部隐秘性,并且在涵洞2存在积水的状态下提高溶氧量,满足动物栖息和活动的物质条件,每个固定网9的两侧分别设有一个连接杆11,连接杆11远离固定网9的一端均与涵洞2的内壁通过连轴和扭簧转动连接,两个固定网9分别位于涵洞2两个开口处的底部,连接杆11与涵洞2内壁的连接处开设有凹槽12,凹槽12的侧壁均连接有导电层13,导电层13电连接有电磁铁7,连接杆11靠近电磁铁7的部分设有磁性层,磁性层与电磁铁7同极相对,导电层13与外界电源连通,使得当水位高于凹槽12高度时,导电层通电将使得电磁铁7带有磁性,此时两个连接杆11会在磁斥力作用下转动。
地质层1位于涵洞2的上方开设有多个排水孔10,涵洞2侧壁底部连接有出液管15,出液管15上连接有压力阀,排水孔10通过控制器与水管连接,使得排水孔10定期排水,位于涵洞2上方的两个护栏3上分别水平固定连接有一个挡流块14,挡流块14采用梯形台结构,使得气流在通过挡流块14时易发生边界分离,从而在挡流块14的后方产生涡流,从而提高噪音传出时警告气流涡流而消耗的能量。
本发明中,涵洞2处于地质层1位于道路的下方,同时内部处于较为幽静的环境,使得其温度较为稳定,而道路由于受到光照,车辆热量排放等因素的共同作用下,使得其温度值梯度较大,因此,在正常状态下,道路温度与涵洞2内部温度具有较大差异,此时通过半导体4两端温度差异形成的电流使得叶轮6工作转动,一方面使得在抽气作用下,涵洞2内部空气被向外抽出,使得在涵洞2内动植物呼吸作用下产生的废气和二氧化碳含量下降,同时位于涵洞2下方的空气将顺着风压进入涵洞2内部,从而补充涵洞2内部氧气不足的情况,并提高了空气质量,从而满足了涵洞2作为物种穿越廊道的环境条件,同时,被抽离的空气形成风流向涵洞2外流出,在车辆经过时,由于车辆速度较快,轮胎外部在经过使得风压较低,使得风流在向外扩撒的同时朝着轮胎方向偏移,如图4所示,在这种状态下风流将在轮胎侧面构成一个气流层,从而在车辆穿越气流层时起到了消耗噪音能量的作用;
并且位于涵洞2上方的护栏3水平设置有梯台结构的挡流块14,使得部分气流在通过挡流块14时发生卡门涡街现象,即气流在挡流块14后方产生涡流,此时噪音在穿越涡流时会消耗更大的能量从而进一步减少了噪音向涵洞2内部传递的能量,保证涵洞2内生态环境不受噪音干扰。
同时,涵洞2底部由多个中小型碎石和积水的生物活动层8构建生物在涵洞2内栖息的外界环境,提高了生物穿越的可能性,并且在涵洞2作为排水功能下,当水位高过凹槽12高度时,此时水流量较大,易于将碎石冲走,此时,导电层在外界电源和水作为介质的作用下连通,使得电磁铁7带电带磁,而连接杆11上设置的磁性层在于电磁铁7同极磁斥力的作用下发生偏转,使得两个固定网9分别拦住涵洞2的两个出口,使得中小型碎石不会被冲走,影响涵洞2内原有的生态环境。
尽管本文较多地使用了地质层1、涵洞2、护栏3、半导体4、传动轴5、叶轮6、电磁铁7、生物活动层8、固定网9、排水孔10、连接杆11、凹槽12、导电层13、挡流块14、出液管15等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。