CN111139787A - 一种防波堤内侧生态修复系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种防波堤内侧生态修复系统，包括：构筑在防波堤内侧坡面上的用于种植耐盐碱植物的生态护坡；构筑在防波堤的护坡延伸段及护坡坡底上的用于种植沉水植物的沉水植物生态平台；以及构筑在防波堤的内侧深水区域内的用于种植挺水植物的挺水植物生态平台。本发明的抗冲刷性好，结构安全，整体性强，施工效率高，施工便捷，有利于植物生长，恢复生态系统功能。

Description

一种防波堤内侧生态修复系统
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种防波堤内侧生态修复系统。
背景技术
目前在大规模沿海开发利用和海岸工程建设项目中，为了提高内侧海塘的防汛标准，修筑了大量防波堤。为了防止水流和越浪淘刷，防波堤内坡多采用硬质护面进行防护，从而导致水坝交界面处硬化，滨水生态功能丧失。同时，为了保证渗流安全建设采用的不透水硬质结构阻隔了沿岸水体的自由交换，导致沿岸海水自净能力降低。加上区域海洋环境状况变化等综合因素的影响，滩涂生物群落结构发生变化，生态多样性受到威胁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：针对防波堤硬质结构被破坏的问题，而提供一种防波堤内侧生态修复系统。
本发明所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：
一种防波堤内侧生态修复系统，包括：
构筑在防波堤内侧坡面上的用于种植耐盐碱植物的生态护坡；
构筑在防波堤的护坡延伸段及护坡坡底上的用于种植沉水植物的沉水植物生态平台；以及
构筑在防波堤的内侧深水区域内的用于种植挺水植物的挺水植物生态平台。
在本发明的一个优选实施例中，所述生态护坡为生态砌块护坡结构、绿化混凝土护坡结构或者螺母块护坡结构中的一种。
在本发明的一个优选实施例中，所述生态砌块护坡结构由若干紧密并排铺设的单体砌块体构成，每一单体砌块体的空腔内由下至上依次填充有若干生态种植袋和一层小块石，并在所述若干生态种植袋上扦插有耐盐碱植物，所述生态种植袋由袋体以及装载在袋体内的营养种植土和保水剂构成，在所述生态砌块护坡结构的坡面上铺设有一层三维土工网。
在本发明的一个优选实施例中，所述绿化混凝土护坡结构包括铺设在防波堤内侧坡面上的土工布、现场浇筑在所述土工布上的混凝土层以及覆盖在所述混凝土层的表面上的营养种植土层，所述营养种植土层内添加有保水剂，在所述营养种植土层上种植有耐盐碱植物。
在本发明的一个优选实施例中，所述螺母块护坡结构由若干紧密并排铺设的单体封底螺母块体构成，每一单体封底螺母块体的孔洞内填充有营养种植土，并在所述营养种植土内添加有保水剂，在所述营养种植土上种植有耐盐碱植物。
在本发明的一个优选实施例中，所述沉水植物生态平台由若干沿防波堤长度方向间隔布置的生态悬床单元构成。
在本发明的一个优选实施例中，所述生态悬床单元包括：
若干间隔浇筑在坡底上的混凝土基座；
固定竖直安装在每一混凝土基座上的钢管固定桩；
一悬床框架，所述悬床框架通过牵引绳索组件分别与每一钢管固定桩的上端连接；以及
一安装在所述悬床框架内的用于种植沉水植物的人工种植界面，所述人工种植界面包括由下至上依次设置的高分子基床层、人工界面生态种植基层以及双层尼龙网。
在本发明的一个优选实施例中，所述挺水植物生态平台由若干沿防波堤长度方向间隔布置的生态浮岛单元构成。
在本发明的一个优选实施例中，所述生态浮岛单元包括：
若干间隔打设在地基土内的桩基，每一桩基的上端露出地基土后向上延伸一段距离；
滑动套设在每一桩基的上部的滑动套筒；
一分别与每一滑动套筒的顶端连接且可漂浮于水面上的用于提供水生动植物生存的生物基床；以及
一悬挂于所述生物基床下方的压重块体。
在本发明的一个优选实施例中，所述桩基为四根且呈矩形分布，所述桩基的横截面为圆形，所述桩基为钢筋混凝土或者钢结构。
在本发明的一个优选实施例中，每一桩基露出地基土的部分的顶部及中部处分别设置有上、下定位环，用以控制所述滑动套筒的滑动范围。
在本发明的一个优选实施例中，所述上、下定位环的外周面上分别包覆有一防腐橡胶层，每一滑动套筒的外筒面及其内筒面上分别涂刷有一防腐蚀涂层。
在本发明的一个优选实施例中，所述生物基床包括矩形框架以及固定设置在所述矩形框架内的生态界面主体。
在本发明的一个优选实施例中，所述矩形框架由四根钢管焊接围合而成，每一根钢管内填充有轻质发泡材料，相邻的两根钢管的连接处分别通过卡扣与其相对应的滑动套筒的上端固接。
在本发明的一个优选实施例中，所述生态界面主体包括由上至下依次布置的人工合成种植网、生态种植基质层以及高分子基床层，所述人工合成种植网的四周绑扎在所述矩形框架上。
在本发明的一个优选实施例中，所述压重块体为牡蛎礁块体，其通过锚链与所述矩形框架连接且位于所述生态界面主体的下方，所述压重块体的重量不小于所述生物基床所受到的浮力。
在本发明的一个优选实施例中，将所述若干生态浮岛单元按照顺序依次划分为若干组，每一组包括至少两个相邻的生态浮岛单元，每一组中的生态浮岛单元的生物基床采用连接钢管串联成整体，所述连接钢管的两端分别绑扎有一配重水箱，所述配重水箱为钢结构空箱且其上开设有进水孔。
在本发明的一个优选实施例中，还包括至少一水泵组件，利用所述水泵组件将防波堤的内侧水域内的水体引导至防波堤的坡面顶部，并经由布水系统排出，排出的水体漫流过防波堤的坡面后返回防波堤的内侧水域，形成循环水流。
由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：
1.本发明的抗冲刷性好，结构安全；
2.本发明的整体性强，施工效率高，施工便捷；
3.本发明的不破坏堤坝结构，不影响堤坝防洪功能；
4.本发明的景观性好，有利于植物生长，恢复生态系统功能；
5.本发明有利于营造微生物生境，启动生态系统的长期自我修复过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明的结构示意图。
图2是本发明的生态砌块护坡结构的结构示意图。
图3是本发明的绿化混凝土护坡结构的结构示意图。
图4是本发明的螺母块护坡结构的结构示意图。
图5是本发明的生态悬床单元的结构示意图。
图6是本发明的生态浮岛单元的结构示意图。
图7是本发明的生态浮岛单元的工作状态示意图。
图8是本发明的生态浮岛单元的桩基与滑动套筒之间的配合示意图。
图9是本发明的生态浮岛单元的生物基床的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，图中给出的是一种防波堤内侧生态修复系统，包括生态护坡100、沉水植物生态平台200以及挺水植物生态平台300。
生态护坡100构筑在防波堤内侧坡面上，其用于种植耐盐碱植物。生态护坡100可以为生态砌块护坡结构、绿化混凝土护坡结构或者螺母块护坡结构中的一种。
参见图2，生态砌块护坡结构由若干紧密并排铺设的单体砌块体110a构成，每一单体砌块体110a采用C30素混凝土预制而成，每一单体砌块体110a的空腔内由下至上依次填充有若干生态种植袋120a和一层小块石130a，并在若干生态种植袋120a上扦插有耐盐碱植物140a，生态种植袋120a由袋体以及装载在袋体内的营养种植土和保水剂构成，保证营养种植土的土料含水率≥15％。在生态砌块护坡结构的坡面上铺设有一层三维土工网150a，作为抗冲保护土措施。
参见图3，绿化混凝土护坡结构100b包括土工布110b、混凝土层120b以及营养种植土层130b。土工布110b铺设在防波堤内侧坡面上。混凝土层120b现场浇筑在土工布110b的表面上，混凝土层120b的厚度不低于150mm。营养种植土层130b覆盖在混凝土层120b的表面上，营养种植土层130b内添加有保水剂，保证营养种植土的土料含水率≥15％，填筑时在土料表面喷洒少量水。在营养种植土层130b上种植有耐盐碱植物140b。
参见图4，螺母块护坡结构由若干紧密并排铺设的单体封底螺母块体110c构成，每一单体封底螺母块体110c采用C30素混凝土预制而成，其整体高度不低于400mm，其底部厚度不低于80mm。每一单体封底螺母块体110c的孔洞内填充有营养种植土120c，并在营养种植土120c内添加有保水剂，保证营养种植土的土料含水率≥15％。在营养种植土120c上种植有耐盐碱植物130c。
沉水植物生态平台200构筑在防波堤的护坡延伸段及护坡坡底上，其用于种植沉水植物。具体地，沉水植物生态平台200由若干沿防波堤长度方向间隔布置的生态悬床单元210构成。参见图5，生态悬床单元210包括若干混凝土基座211、若干钢管固定桩212、悬床框架213以及人工种植界面214。若干混凝土基座211间隔浇筑在坡底上。若干钢管固定桩212对应地固定竖直安装在若干混凝土基座211上，钢管固定桩212采用镀锌钢管制作，其长度可根据现场水深进行调整。悬床框架213通过牵引绳索组件215分别与每一钢管固定桩的上端连接，悬床框架213采用PVC给水管拼装而成，牵引绳索组件215由扣件、挂钩以及牵引绳索等部件构成。人工种植界面214安装在悬床框架213内，其用于种植沉水植物，人工种植界面214包括由下至上依次设置的高分子基床层、人工界面生态种植基层以及双层尼龙网。生态悬床单元210采用可以升降的用于种植沉水植物的人工种植界面214，人为调节植物在水下的深度，克服水深、透明度等因素对植物生长的制约，确保沉水植物健康生长，可以到净化水质、景观营造的作用。
挺水植物生态平台300构筑在防波堤的内侧深水区域内，其用于种植挺水植物。挺水植物生态平台300由若干沿防波堤长度方向间隔布置的生态浮岛单元310构成。参见图6至图7，生态浮岛单元310包括四根桩基311、四根滑动套筒312、生物基床313以及压重块体314。
四根桩基311呈矩形分布间隔打设在地基土内，每一桩基311的上端露出地基土后向上延伸一段距离。在本实施例中，桩基311的桩径为40cm，其长度为7m，为保证低水位时桩基311没与水下不出露，桩基311打入泥面以下5.6m，露出泥面高度1.4m。桩基311的横截面为圆形，桩基可采用钢筋混凝土或者钢结构，如采用钢结构作为桩基311时，为了避免钢结构被腐蚀，在钢结构的外周面上涂覆一层防腐蚀涂料。
四根滑动套筒312对应地滑动套设在四根桩基311的上部。在本实施例中，滑动套筒312的直径为45cm，其长度为1.40m，为了控制滑动套筒312的滑动范围，每一桩基311露出地基土的部分的顶部及中部处分别设置有上、下定位环(图中未示出)，以防止滑动套筒312脱离桩基311的限制。同时，在上、下定位环的外周面上分别包覆有一防腐橡胶层311a，如图8所示，减小滑动套筒312与上、下定位环之间的碰撞，延长其使用寿命。此外，每一滑动套筒312的外筒面及其内筒面上分别涂刷有一防腐蚀涂层，防止滑动套筒312被腐蚀，影响滑动套筒312的使用寿命。
生物基床313分别与四根滑动套筒312的顶端连接，生物基床313可漂浮于水面上，其可用于提供水生动植物生存。具体地，生物基床313包括矩形框架3131以及固定设置在矩形框架3131内的生态界面主体3132。矩形框架3131由四根直径为10cm的轻型不锈钢钢管3131a焊接围合而成，每一根钢管钢管3131a内填充有轻质发泡材料3131b，提升生物基床313的浮力。相邻的两根钢管3131a的连接处分别通过卡扣与其相对应的滑动套筒312的上端固接。参见图9，生态界面主体3132包括由上至下依次布置的人工合成种植网3132a、生态种植基质层3132b以及高分子基床层3132c，人工合成种植网3132a的四周绑扎在矩形框架3131上。生态界面主体3132上可种植挺水植物，也可以提供水生动物的生存空间。
压重块体314悬挂于生物基床313的下方。在本实施例中，压重块体314为牡蛎礁块体，其通过锚链314a与矩形框架3131连接且位于生态界面主体3132的下方，其中锚链314a的长度可根据水深要求调整。压重块体314的重量不小于生物基床313所受到的浮力。
为了防止桩基距离过近导致打桩困难，相邻的两个生态浮岛单元310之间留有适当的水域空档，彼此之间的距离宜为0.5m～1m，优选地为0.5m。同时，为了提高可升降生态重构界面修复结构的整体结构稳定性，将若干生态浮岛单元310按照顺序依次划分为若干组，每一组包括至少两个相邻的生态浮岛单元310。本实施例中，将三个相邻的生态浮岛单元310作为一组，三个相邻的生态浮岛单元310的生物基床313采用两根连接钢管315串联成整体，并在连接钢管315的两端分别绑扎一配重水箱316。配重水箱316采用尺寸为1.5m×0.3m×1m的钢结构空箱且其上开设有进水孔。正常运行时，配重水箱316内充有一定水量且其进水孔封死，保证结构浮在水面上；在极端条件(如台风)时，打开进水孔将配重水箱316内封满水作为临时压重，使得结构沉入水中。
本发明的防波堤内侧生态修复系统还包括至少一水泵组件(图中未示出)，利用水泵组件将防波堤的内侧水域内的水体引导至防波堤的坡面顶部，并经由布水系统排出，排出的水体漫流过防波堤的坡面后返回防波堤的内侧水域，形成循环水流，可为坡面植物生长提供必要的水源，同时水体流经坡面后，与植被和表层土壤进行接触，可以得到净化，从而进一步改善防波堤内侧水域的水质。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (18)

1.一种防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，包括：
构筑在防波堤内侧坡面上的用于种植耐盐碱植物的生态护坡；
构筑在防波堤的护坡延伸段及护坡坡底上的用于种植沉水植物的沉水植物生态平台；以及
构筑在防波堤的内侧深水区域内的用于种植挺水植物的挺水植物生态平台。
2.如权利要求1所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述生态护坡为生态砌块护坡结构、绿化混凝土护坡结构或者螺母块护坡结构中的一种。
3.如权利要求2所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述生态砌块护坡结构由若干紧密并排铺设的单体砌块体构成，每一单体砌块体的空腔内由下至上依次填充有若干生态种植袋和一层小块石，并在所述若干生态种植袋上扦插有耐盐碱植物，所述生态种植袋由袋体以及装载在袋体内的营养种植土和保水剂构成，在所述生态砌块护坡结构的坡面上铺设有一层三维土工网。
4.如权利要求2所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述绿化混凝土护坡结构包括铺设在防波堤内侧坡面上的土工布、现场浇筑在所述土工布上的混凝土层以及覆盖在所述混凝土层的表面上的营养种植土层，所述营养种植土层内添加有保水剂，在所述营养种植土层上种植有耐盐碱植物。
5.如权利要求2所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述螺母块护坡结构由若干紧密并排铺设的单体封底螺母块体构成，每一单体封底螺母块体的孔洞内填充有营养种植土，并在所述营养种植土内添加有保水剂，在所述营养种植土上种植有耐盐碱植物。
6.如权利要求1所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述沉水植物生态平台由若干沿防波堤长度方向间隔布置的生态悬床单元构成。
7.如权利要求6所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述生态悬床单元包括：
若干间隔浇筑在坡底上的混凝土基座；
固定竖直安装在每一混凝土基座上的钢管固定桩；
一悬床框架，所述悬床框架通过牵引绳索组件分别与每一钢管固定桩的上端连接；以及
一安装在所述悬床框架内的用于种植沉水植物的人工种植界面，所述人工种植界面包括由下至上依次设置的高分子基床层、人工界面生态种植基层以及双层尼龙网。
8.如权利要求1所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述挺水植物生态平台由若干沿防波堤长度方向间隔布置的生态浮岛单元构成。
9.如权利要求8所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述生态浮岛单元包括：
若干间隔打设在地基土内的桩基，每一桩基的上端露出地基土后向上延伸一段距离；
滑动套设在每一桩基的上部的滑动套筒；
一分别与每一滑动套筒的顶端连接且可漂浮于水面上的用于提供水生动植物生存的生物基床；以及
一悬挂于所述生物基床下方的压重块体。
10.如权利要求9所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述桩基为四根且呈矩形分布，所述桩基的横截面为圆形，所述桩基为钢筋混凝土或者钢结构。
11.如权利要求10所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，每一桩基露出地基土的部分的顶部及中部处分别设置有上、下定位环，用以控制所述滑动套筒的滑动范围。
12.如权利要求11所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述上、下定位环的外周面上分别包覆有一防腐橡胶层，每一滑动套筒的外筒面及其内筒面上分别涂刷有一防腐蚀涂层。
13.如权利要求9所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述生物基床包括矩形框架以及固定设置在所述矩形框架内的生态界面主体。
14.如权利要求13所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述矩形框架由四根钢管焊接围合而成，每一根钢管内填充有轻质发泡材料，相邻的两根钢管的连接处分别通过卡扣与其相对应的滑动套筒的上端固接。
15.如权利要求14所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述生态界面主体包括由上至下依次布置的人工合成种植网、生态种植基质层以及高分子基床层，所述人工合成种植网的四周绑扎在所述矩形框架上。
16.如权利要求9所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，所述压重块体为牡蛎礁块体，其通过锚链与所述矩形框架连接且位于所述生态界面主体的下方，所述压重块体的重量不小于所述生物基床所受到的浮力。
17.如权利要求9所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，将所述若干生态浮岛单元按照顺序依次划分为若干组，每一组包括至少两个相邻的生态浮岛单元，每一组中的生态浮岛单元的生物基床采用连接钢管串联成整体，所述连接钢管的两端分别绑扎有一配重水箱，所述配重水箱为钢结构空箱且其上开设有进水孔。
18.如权利要求1至17中任一项所述的防波堤内侧生态修复系统，其特征在于，还包括至少一水泵组件，利用所述水泵组件将防波堤的内侧水域内的水体引导至防波堤的坡面顶部，并经由布水系统排出，排出的水体漫流过防波堤的坡面后返回防波堤的内侧水域，形成循环水流。
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