CN111236275A - 一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统及其建造方法，在山体上沿等高线或近于等高线设置鱼鳞坑，在所述鱼鳞坑的下方设置一条截流沟，所述鱼鳞坑中种植有植物，所述鱼鳞坑通过集水管将雨水收集到地下的集水池中，所述集水池中还设有毛细管，所述毛细管的顶部与所述植物的根系接触；多个集水池间通过排水管连通，且排水管的底端直接与截流沟连通；所述截流沟靠近天然沟道的一端面上设有泄洪口，所述泄洪口上设有可自动开闭的挡水板。在降雨时，雨水通过集水管收集到集水池中，通过毛细管用来浇灌植物；集水池中的水位达到一定高度时，通过排水管排至截流沟中，截流沟中的水位超过安全高度后，挡水板自动开启进行排水，防止洪灾发生。

Description

一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统及其建造方法

技术领域

本发明涉及边坡防护领域，尤其涉及一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统及其建造方法。

背景技术

由于自然条件的限制和长期以来人类活动的结果，我国很多地方边坡上长年干旱，植物难以生长，水土流失严重；目前解决水土流失的主要途径为植树造林，但在干旱地区，特别是山地丘陵等地带，植树造林面临的最大问题是这种地方无太多地下水，因此严重影响树木的健康生长，死亡率较高；随着树木的死亡，整个山地坡面的植被覆盖率很低，在降雨的时候就极易引起水土流失，严重的时候还会造成山体滑坡或者山洪泥石流等自然灾害，严重威胁着周边居民的安全。

在鄂尔多斯地区，边坡上存在着大量的砒砂岩，由于其成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低，遇水如泥、遇风成砂，水土流失非常严重，也由于这种岩层自身物理、化学性质和当地特殊的自然、人文环境，使得该岩层极易发生风化剥蚀，群众深受其害，视害毒如砒霜，故称其为“砒砂岩”。砒砂岩像普通的岩石一样坚硬，然而一旦遇到风便成砂，遇到水便成泥。被中外专家称为“地球上的月球”、“地球生态癌症”。内蒙古准格尔旗的砒砂岩占全旗总面积的76.9%，多年来，该地平均土壤侵蚀模数高达3000吨/平方公里，每年向黄河输送泥沙高达1亿吨，是黄河流域粗沙主要来源区之一，也是黄河下游河床淤积抬高酿成洪水灾害的主要成因之一 。

水土流失源于降雨和径流，因此，如果能有效地控制降雨径流的产生，就能有效地控制水土流失；同时，雨水资源大多数以径流和蒸发的形式损失掉，又极大的浪费了水资源。

现有的山地丘陵地带，受地形的影响，植树造林时铺设灌溉设备所需的成本较大，且传统的地面灌水方法是由地面渗入根区土壤，这一方法的缺陷在于：一方面因蒸发而引起的灌溉水损失严重，另一方面因灌水量小，往往使近地表的土层含水量较大，因而会诱导树木根系集中分布于近地表土层，使树木抗旱能力减弱，须长期维持灌溉；另外，由于土壤水分再分布的缓慢性，中深土层中的根系获取水分的速度较为缓慢，且水量小。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种将鱼鳞坑与截流沟结合起来，实现径流拦蓄、便于植物根系水分吸收和自动及时排水的鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，包括设在山体上的鱼鳞坑和截流沟，所述鱼鳞坑中种植有植物；其特征在于：所述截流沟位于所述鱼鳞坑的下方，所述鱼鳞坑的底部设有集水装置，所述集水装置与所述截流沟之间通过排水装置连通；所述植物的根部设有用来固定植物根部的网状固定板，所述网状固定板与所述集水装置之间设有若干毛细管；

所述截流沟靠近天然沟道的一端面上设有泄洪口，所述泄洪口设有可自动升降的挡水板，所述挡水板的升降实现泄洪口的开闭切换。

进一步的，所述集水装置包括设在鱼鳞坑底部的集水池，所述鱼鳞坑内垂直设有多根集水管，多根所述集水管位于所述植物的周围；每根所述集水管的顶部高于地面，底部伸入所述集水池中。

进一步的，所述集水池的顶部设有若干毛细管孔，所述毛细管通过毛细管孔通入集水池的底部，所述毛细管的顶部穿过所述网状固定板，与所述植物的根系接触。

进一步的，所述集水池靠近顶端的上下左右四个面上均设有开口，每个所述集水池与其临近的四个集水池之间均设有排水管，所述排水管与所述集水池的开口固定连接；所述排水管的底端与所述截流沟连通；若干所述排水管形成网状结构的排水装置。

进一步的，所述泄洪口下部设有与所述挡水板对应的下降槽，所述泄洪口上部设有倒U型的开槽，所述开槽中设有长度不可变化的拉绳，所述拉绳的一端与所述挡水板固定连接，所述拉绳的另一端固定连接有浮块；所述浮块的质量大于所述挡水板的质量。

进一步的，所述挡水板为T型结构。

进一步的，所述拉绳上均匀设有若干滚珠，所述滚珠可在所述开槽中自由滚动。

进一步的，所述鱼鳞坑的外沿设有坑沿，所述坑沿的底部宽，上部窄。

进一步的，所述截流沟靠近天然沟道的一端与天然沟道连接处设有多级的台阶。

进一步的，一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统的建造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在山体上沿等高线或者近于等高线挖设鱼鳞坑；

S2：在鱼鳞坑的底部挖设开槽，放置集水装置；

S3：在山体的地面以下铺设排水装置，将所有的集水装置连通；

S4：回填集水装置所处的开槽，在开槽中放置网状固定板；

S5：将毛细管从网状固定板的上方插入集水装置底部；

S6：将鱼鳞坑进行回填，种植植物；

S7：在鱼鳞坑的下方挖设截流沟，截流沟与排水装置的底部开口连通；

S8：在截流沟靠近天然沟道的端面开设泄洪口；

S9：在泄洪口处开槽，组装能够自动升降的挡水板。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于：

1、本发明将鱼鳞坑和截流沟结合起来，而现有技术中均是单独采用鱼鳞坑或者截流沟进行径流拦截，由于鱼鳞坑与截流沟都具有一定的蓄水功能，因此本发明对山体径流进行拦蓄的效果更好，最大程度的降低了降雨对山体的冲刷，防止水土流失。

2、本发明在鱼鳞坑的底部设置集水装置，在天气干旱的时候可以通过毛细管对植物进行灌溉，减少了水资源的浪费，同时在植物缺水的时候能够及时的进行灌溉，保证植物的生长，提高植物的成活率，而植物的根系也可以进一步的防止水土流失。

3、本发明将鱼鳞坑底部的集水池与截流沟连通起来，在集水池中水位达到一定高度时，可自动流入底部的截流沟中，在截流沟中进行蓄水，截流沟中的水不仅可以用来灌溉山体上的植物，还能供周边居民使用。

4、本发明中在截流沟靠近天然沟道的一端设有泄洪口和自动升降的挡水板，当截流沟中的水位超过安全高度后，挡水板自动下落，开始泄洪，防止突降暴雨或者其他突发情况时截流沟的水溢出截流沟，对截流沟下方的山体造成冲刷。

5、本发明中在截流沟与天然沟道连接处设有台阶，大量泄洪时，可对水流进行缓冲，减少水流对天然沟道造成强烈冲击。

附图说明

图1为本发明拦蓄系统剖面结构示意图。

图2为本发明鱼鳞坑与截流沟平面分布图。

图3为本发明鱼鳞坑结构俯视图。

图4为本发明鱼鳞坑纵剖面主视图。

图5为本发明排水装置平面分布图。

图6为本发明网状固定板与集水池之间连接关系图。

图7为本发明截流沟靠近天然沟道的端面结构主视图。

图8为本发明截流沟靠近天然沟道的端面结构侧视图。

图9为本发明截流沟与天然沟道连接处结构示意图。

其中：1-山体，2-鱼鳞坑，21-集水管，211-滤网，22-集水池，221-毛细管孔，222-集水管孔，23-排水管，3-截流沟，31-泄洪口，32-挡水板，33-下降槽，34-开槽，35-拉绳，36-浮块，37-滚珠，38-排水管接口，4-植物，5-网状固定板，6-毛细管，7-坑沿，8-台阶。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

参照附图1-9所示的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，包括设在山体1上的鱼鳞坑2和截流沟3，所述鱼鳞坑2在山体1上沿等高线或近于等高线分布，上下呈品字形排列；所述鱼鳞坑2中种植有植物4，优选的，所述植物4为耐风耐干旱的乔木。所述植物4的根系对山体1上的土层进行加固，防止雨水冲刷时水土流失。

进一步的，所述鱼鳞坑2的外沿设有坑沿7，所述坑沿7的底部宽，上部窄，形成一个三角形的结构，鱼鳞坑2的积水较多时，坑沿7可以挡住雨水往下流，防止雨水对下方的山体1进行冲刷，三角形结构由于其稳定性，在雨水冲刷时更加牢固，防止造成坍塌。

进一步的，所述鱼鳞坑2的下方沿等高线或近于等高线设有一条截流沟3，所述鱼鳞坑2的底部设有集水装置，所述集水装置与所述截流沟3之间通过排水装置连通。

具体的，所述集水装置包括设在鱼鳞坑2底部的集水池22，所述鱼鳞坑2内垂直设有多根集水管21，多根所述集水管21位于所述植物4的周围；每根所述集水管21的顶部高于地面，底部伸入所述集水池22中，所述集水池22的顶端面上设有与所述集水管21对应的集水管孔222，所述集水管21通过所述集水管孔222伸入所述集水池22中。降雨时，雨水可以通过集水管21流入集水池22中。

进一步的，所述集水管21的顶端还设有滤网211，所述滤网211可过滤掉雨水下降过程中集水管21上方的山体被冲刷后流下的部分泥沙，使流入集水管21的雨水干净无泥沙。

进一步的，所述集水池22靠近顶端的上下左右四个面上均设有开口，每个所述集水池22与其临近的四个集水池22之间均设有排水管23，所述排水管23与所述集水池22的开口焊接连接；所述排水管23的底端与所述截流沟3连通；所述截流沟3靠近山体1的侧面上设有与排水管23相对应的排水管接口38，所述排水管23套接在所述排水管接口38内；若干所述排水管23在山体1的坡面上形成网状结构的排水装置。当集水池22的水位到达靠近顶端的开口处，水从开口处流出，由于鱼鳞坑2沿坡面向下，地势越来越低，对应的集水池22的高度也是逐渐降低的，因此，位于高处的集水池22中的水通过排水管23流入地势较低的集水池22中，最终流入截流沟3中。网状结构的排水装置还能够对山体的坡面进行地下加固，进一步的防止雨水冲刷时出现大量的水土流失。

进一步的，所述植物4的根部设有用来固定植物根部的网状固定板5，所述植物4的根系穿过所述网状固定板5进行生长，所述网状固定板5对所述植物4的根系进行固定，防止大风天气植物4被风吹倒。

进一步的，所述网状固定板5与所述集水池22之间设有若干毛细管6；所述集水池22的顶端面上还设有与所述毛细管6对应的毛细管孔221，所述毛细管6通过所述毛细管孔221伸入到所述集水池22的底部，所述毛细管6的顶部与所述植物4的根系接触。降雨时，雨水从集水管21收集到集水池22中，天气干旱植物缺水时，毛细管6的底部在集水池22中被浸润，将水分输送到顶部的植物4根系处，对植物4进行灌溉。地下灌溉相比于地面灌溉会减少水分蒸发造成的损失，还能对收集到的雨水进行再利用，节约了水资源。

进一步的，所述截流沟3的底面具有一定的坡度，靠近天然沟道的一端底面所处的高度比远离天然沟道的一端底面所处的高度要低，所述截流沟3靠近天然沟道的一端面上设有泄洪口31，所述泄洪口31设有可自动开闭的挡水板32。

具体的，所述截流沟3采用砖块和混凝土修建而成，所述截流沟3的两个端面是具有一定厚度的。

所述泄洪口31下部设有与所述挡水板32对应的下降槽33，所述下降槽33可以容纳所述挡水板3；所述泄洪口31上部设有倒U型的开槽34，所述开槽34的两端高度与所述泄洪口31的上部高度相同，所述开槽34中拉绳35，所述拉绳35的长度与所述开槽34的总长度相同，且所述拉绳35为柔性材质，可随意弯曲，所述拉绳35的一端与所述挡水板32固定连接，所述拉绳35的另一端固定连接有浮块36；所述浮块36的质量大于所述挡水板32的质量。

进一步的，所述挡水板32的厚度大于所述开槽34宽度，或者所述挡水板32为T型结构，保证所述挡水板32不会被拉绳35提拉上升至所述开槽34中。

进一步的，所述拉绳35上均匀设有若干滚珠37，所述滚珠37可在所述开槽34中自由滚动。所述开槽34拐角的地方为倒圆角结构，使滚珠37滚动更加顺畅，防止滚珠37卡在角落处，提高滚珠37的滚动效率。

具体的，由于浮块36的质量大于挡水板32的质量，在重力的作用下，浮块36拉动拉绳35，进而拉动挡水板32向上运动，当挡水板32的顶端移动至泄洪口31的顶端时，所述挡水板32被截流沟3的端面挡住，挡水板32不再移动，浮块36被悬空吊住。

当截流沟3的水位上升至所述浮块36所处的高度时，浮块36受到水的浮力作用漂浮在水面上，随着水位的升高浮块36的位置随之升高，由于拉绳35的长度是固定的，浮块36与挡水板32之间的拉绳35发生松动，拉绳35不再能够对挡水板32产生向上的拉力，而挡水板32在自身重力作用下下落至下降槽33中，挡水板32上部与泄洪口31之间形成一个开口，水从开口中流出。当水位下降时，浮块36的高度随之下降，拉绳35将挡水板32提升，挡住泄洪口31，由此实现泄洪口31的开闭切换，从而实现蓄水与排水的切换。截流沟3中的水位低于浮块36的高度时，水被蓄在截流沟3中，可用来灌溉植物4。

进一步的，所述截流沟3靠近天然沟道的一端与天然沟道连接处设有多级的台阶8，水流经过多级台阶8的缓冲，流入天然沟道时可减小对天然沟道的冲击。

本发明中的鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，在建造的时候，先在山体上沿等高线或近于等高线自上而下挖鱼鳞坑，在鱼鳞坑的底部挖设放置集水池的开槽，从鱼鳞坑的表面将集水管插入集水池中，在地下铺设排水管，将集水池与截流沟全部连通起来；在鱼鳞坑的下方，集水池的上方，布设网状固定板，将毛细管从网状固定板的网孔中插入集水池的底部，最后在鱼鳞坑中种植植物。

进一步的，在截流沟靠近天然沟道的端面设定安全水位高度，根据安全水位高度选择拉绳的长度；在截流沟靠近天然沟道的端面上开设开槽和下降槽，设置挡水板，并将挡水板与拉绳栓接在一起，在拉绳的另一端固定好浮块。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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 (10)

1.一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，包括设在山体(1)上的鱼鳞坑(2)和截流沟(3)，所述鱼鳞坑(2)中种植有植物(4)；其特征在于：所述截流沟(3)位于所述鱼鳞坑(2)的下方，所述鱼鳞坑(2)的底部设有集水装置，所述集水装置与所述截流沟(3)之间通过排水装置连通；所述植物(4)的根部设有用来固定植物根部的网状固定板(5)，所述网状固定板(5)与所述集水装置之间设有若干毛细管(6)；

所述截流沟(3)靠近天然沟道的一端面上设有泄洪口(31)，所述泄洪口(31)设有可自动升降的挡水板(32)，所述挡水板(32)的升降实现泄洪口(31)的开闭切换。

2.根据权利要求1所述的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，其特征在于：所述集水装置包括设在鱼鳞坑(2)底部的集水池(22)，所述鱼鳞坑(2)内垂直设有多根集水管(21)，多根所述集水管(21)位于所述植物(4)的周围；每根所述集水管(21)的顶部高于地面，底部伸入所述集水池(22)中。

3.根据权利要求2所述的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，其特征在于：所述集水池(22)的顶部设有若干毛细管孔(221)，所述毛细管(6)通过毛细管孔(221)通入集水池(22)的底部，所述毛细管(6)的顶部穿过所述网状固定板(5)，与所述植物(4)的根系接触。

4.根据权利要求2所述的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，其特征在于：所述集水池(22)靠近顶端的上下左右四个面上均设有开口，每个所述集水池(22)与其临近的四个集水池(22)之间均设有排水管(23)，所述排水管(23)与所述集水池(22)的开口固定连接；所述排水管(23)的底端与所述截流沟(3)连通；若干所述排水管(23)形成网状结构的排水装置。

5.根据权利要求1所述的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，其特征在于：所述泄洪口(31)下部设有与所述挡水板(32)对应的下降槽(33)，所述泄洪口(31)上部设有倒U型的开槽(34)，所述开槽(34)中设有长度不可变化的拉绳(35)，所述拉绳(35)的一端与所述挡水板(32)固定连接，所述拉绳(35)的另一端固定连接有浮块(36)；所述浮块(36)的质量大于所述挡水板(32)的质量。

6.根据权利要求5所述的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，其特征在于：所述挡水板(32)为T型结构。

7.根据权利要求6所述的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，其特征在于：所述拉绳(35)上均匀设有若干滚珠(37)，所述滚珠(37)可在所述开槽(34)中自由滚动。

8.根据权利要求1所述的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，其特征在于：所述鱼鳞坑(2)的外沿设有坑沿(7)，所述坑沿(7)的底部宽，上部窄。

9.根据权利要求1所述的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统，其特征在于：所述截流沟(3)靠近天然沟道的一端与天然沟道连接处设有多级的台阶(8)。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种鱼鳞坑与截流沟综合径流拦蓄系统的建造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在山体(1)上沿等高线或者近于等高线挖设鱼鳞坑(2)；

S2：在鱼鳞坑(2)的底部挖设开槽，放置集水装置；

S3：在山体(1)的地面以下铺设排水装置，将所有的集水装置连通；

S4：回填集水装置所处的开槽，在开槽中放置网状固定板(5)；

S5：将毛细管(6)从网状固定板(5)的上方插入集水装置底部；

S6：将鱼鳞坑(2)进行回填，种植植物(4)；

S7：在鱼鳞坑(2)的下方挖设截流沟(3)，截流沟(3)与排水装置的底部开口连通；

S8：在截流沟(3)靠近天然沟道的端面开设泄洪口(31)；

S9：在泄洪口(31)处开槽，组装能够自动升降的挡水板(32)。

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