CN111305144A - 一种利用船行波动能净化水质的生态护岸及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用船行波动能净化水质的生态护岸及其使用方法,包括护岸部分、长条形透空结构体、填料床以及覆盖滤网层的透空出口;其中,所述护岸部分由水平平台和护岸竖直段从上至下依次衔接组成;在所述水平平台下方和护岸竖直段之间构造填料床;护岸竖直段位于所述生态护岸最下端,上部连接水平平台,下部连接至河道河床,护岸竖直段下部留有间隔透空出口,净化后的水流由此回归河道。该发明旨在维护岸坡稳定的同时,充分利用船行波自身机械能,净化波生击岸水流水质,改善河道水环境质量。

Description

一种利用船行波动能净化水质的生态护岸及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种生态护岸及其使用方法,尤其是涉及一种利用船行波动能净化水质的生态护岸及其使用方法。
背景技术
生态护岸建设已经成为当前河道岸坡整治的重要趋势。现阶段较为常见的生态护岸型式主要有植物护岸、木材护岸、石材护岸、生态混凝土护岸、格宾网箱护岸、预制块护坡、生态护岸袋、生态挡墙等。在我国,许多河道属于航道,每天有大量的船舶频繁地通行,由此产生的船行波不断地冲刷岸壁,影响河流岸坡稳定,在这种情况下往往会设置消波防浪结构,通过减缓船行波的冲刷来保障航道岸坡的安全。目前已有的生态护岸设计,主要是在消解、防护船行波冲刷的基础上,关注岸坡着生基底与植被系统构造,营建适宜岸坡动植物的生境。而如何利用航道船行波的有利面,与生态护岸结合,在保障航道护岸稳定的基础上,实现以船行波来连续不断地净化河道水质,这方面技术目前尚属于空白。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用船行波动能净化水质的生态护岸及其使用方法。如图1和2所示,当有船行波冲击在护岸斜坡段或直立护岸时,在波动能作用下,水流涌上水平平台,平台为间隔透空式设计,俯视图如图3、4所示,水体随即会从平台上设置的长条形透空结构渗入下方的填料床,流经填料层实现水质净化,随后,净化后的水体通过护岸竖直段下部设计的覆盖滤网层的透空出口,正视图如图5、6所示回流入河道,实现水体的连续流通,达到改善水质的目的。
技术方案:本发明提供一种利用船行波动能净化水质的生态护岸,包括护岸部分、长条形透空结构体、填料床以及覆盖滤网层的透空出口;其中,所述护岸部分由水平平台和护岸竖直段从上至下依次衔接组成;在所述水平平台下方和护岸竖直段之间构造填料床;护岸竖直段位于所述生态护岸最下端,上部连接水平平台,下部连接至河道河床,护岸竖直段下部留有间隔透空出口,净化后的水流由此回归河道。
优选地,所述生态护岸还包括护岸斜坡段,所述护岸斜坡段位于水平平台和护岸竖直段之间,所述护岸竖直段上部连接护岸斜坡段,下部连接至河道河床。
进一步地,所述水平平台、护岸斜坡段和护岸竖直段的材料为卵石、块石、砂砾或木材辅以生态混凝土,以加强护坡对船行波的抗冲刷能力。
进一步地,所述水平平台为长条形的透空与实心间隔结构,所述长条形的透空与实心间隔结构平行于河岸,实心处交替种植植被。
优选地,上述透空与实心间隔结构的宽度为100~120cm,透空与实心间隔为30~50cm。所述植被为当地适生亲水型挺水植物。
优选地,上述植被为相邻长条形之间的植被错纵交叉排列,不但能使水流容易流入护岸斜坡段和护岸竖直段,在水流回流时还能起到缓冲水流作用。
优选地,所述填料床自上而下依次铺设填料层和碎石层;所述填料层中设有填料;所述填料层和碎石层均位于护岸竖直段后部。
进一步地,所述护岸竖直段下部的透空出口覆盖滤网层。
优选地,所述滤网层为石笼结合聚丙烯酰胺材料,所述聚丙烯酰胺材料,即PAM的孔径小于填料层中填料粒径。这样不但可以使过滤效果更佳,还能从外侧固定住聚丙烯酰胺材料不从滤网层漏出。
优选地,所述填料粒径为(80~100)×(100~120)mm。
进一步地,所述填料层和碎石层厚度比例为(10~5):1,其中填料由沸石、硅藻土、陶粒或活性炭中的一种或几种构成。
优选地,填料层并不限于一层,可根据实际应用设计成多层结构。
优选地,上述碎石层的作用在于将填料层固定在河岸的沙土或泥土地表,同时垫高透空出口,使得过滤水源的过程中,少许从透空出口回流的水流不会带入河道底部的泥沙等造成二次污染。
上述利用船行波动能净化水质的生态护岸的使用方法,方法为:所述水平平台高于常水位线,当有流水冲刷或船行波冲击在护岸斜坡段或护岸竖直段时,在波动能作用下击岸水流上涌至水平平台,即从长条形透空结构体进入填料床,流经填料层,由透空出口流出,回归河道,完成水体之间的连续流通,改善水质。
有益效果:本发明技术方案具有的显著优点为:(1)本发明所述的生态护岸不仅能巧妙地消解船行波对岸坡的连续冲刷,维护护岸稳定性,还能利用护岸的护岸斜坡段或护岸竖直段设计,使船行波击岸水流在动能作用下,不断地上涌至透空式水平平台,并在重力作用下经长条形透空结构渗入填料床,渗透下行,经填料层的吸附降解,达到净化水质的效果,最终净化后的水体再通过覆盖有滤网层的透空出口回归河道,实现水体之间的连续流通,提高水域的自净能力。
(2)考虑到农村、城镇不同的河岸土地资源情势,专门针对农村段和城镇段河道,分别设计成斜坡和直立两种型式的生态护岸,斜坡式生态护岸可应用于其他土地资源相对充足的河道,直立式生态护岸也可应用于其他土地资源相对紧缺的河道。所述生态护岸建材尽可能以生态性材料为主,优选但不限于木材、石材以及纤维等亲水性自然材料,同时辅以生态混凝土加固,以增加界面的渗透性和粗糙性,能更好地实现水体之间的交换,提高水生生物的栖息适宜度。
(3)所述水平平台上种植绿化植物,既能促进水质改善,又能美化环境,而交替种植的目的是为减缓植物对水流的阻力,以更大程度地发挥长条形透空结构体的作用。所述填料床由填料层和碎石层构成,碎石层以防护河堤为主要目的,而填料层是实现水质净化的重要载体,且不局限于单一层别,在实际应用中可设置成多层结构。此外,护岸竖直段护岸设计的间隔透空出口距离底部有一定的高程,以防止河底沉积物淤积导致透空处堵塞,而其上新型亲水滤网层的增设不仅能有效防护填料床,防止填料流失,还能更进一步地净化水质。
(4)本发明技术方案在消解船行波冲刷、维护岸坡稳定的同时,充分利用船行波自身机械能,且不借助外加能源,实现波生击岸水流水质的净化,并营建良好的岸坡生物生境,有效保证了生态护岸的安全功能、生态功能和景观功能。
附图说明
图1是本发明所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸的示意图,可适用于农村或河道环境宽阔的地域;
图2是本发明所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸的示意图,可适用于农村或河道环境宽阔的地域;
图3是本发明所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸的示意图,可适用于城镇或河道环境狭窄的地域;
图4是图2的俯视图;
图5是图3的俯视图;
图6是图2的正视图;
图7是图3的正视图;
上述附图1-6中,1为护岸部分;2为长条形透空结构体;3为填料床;4为覆盖滤网层的透空出口;5为水平平台;6为护岸斜坡段;7为护岸竖直段;8为填料层;9为碎石层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供了一种利用船行波动能净化水质的生态护岸,包括护岸部分1、长条形透空结构体2、填料床3以及覆盖滤网层的透空出口4。农村段生态护岸所述护岸部分1包括水平平台5、护岸斜坡段6和护岸竖直段7三部分,水平平台5略高于常水位线。所述生态护岸建材尽可能以生态性材料为主,优选但不限于木材、石材以及纤维等亲水性自然材料,同时辅以生态混凝土加固。所述水平平台5间隔设计长条形透空结构体2,该结构平行于河岸,宽度为100~120cm,间隔30~50cm分布,不透空处交替种植适宜的水生植物。水平平台5和护岸斜坡段6下方构造填料床3,从上往下铺设填料层8和碎石层9,厚度比例为(10:1)~(5:1),其中填料主要由沸石、硅藻土、陶粒以及活性炭等材料构成,填料层3-1并不限于一层,可根据实际应用设计成多层结构。护岸竖直段7于下部留有透空出口4,每间隔200cm留有50cm*50cm的矩形空隙作水体交换通道,透空处覆盖滤网层,由石笼结合聚丙烯酰胺,即PAM材料制成,孔径小于填料粒径,优选为(80~100)*(100~120)mm。城镇段生态护岸所述护岸部分由水平平台5和护岸竖直段7两部分衔接组成,其他结构同前。
具体地,如图3、5、7所示,水平平台5略高于常水位线,当有流水冲刷或船行波冲击在护岸竖直段7时,在水流波动能作用下击岸水流上涌至水平平台5,并在重力作用下经从长条形透空结构体2进入填料床3,渗透下行,流经填料层8中的填料吸附降解,完成水质净化,净化后的水体通过覆盖有滤网层的透空出口4回归河道,实现水体之间的连续流通,达到改善水质的目的。
作为优选的实施例,如图2、4、6所示,在农村或地域更为广阔的河道环境中,还设有护岸斜坡段6,当有流水冲刷或船行波冲击在护岸斜坡段6时,在水流波动能作用下击岸水流上涌至水平平台5,并在重力作用下经从长条形透空结构体2进入填料床3,渗透下行,流经填料层8中的填料吸附降解,完成水质净化,净化后的水体通过护岸竖直段7上覆盖有滤网层的透空出口4回归河道,实现水体之间的连续流通,达到改善水质的目的。
特别地,当暴雨来临时,地表水能直接流入长条形透空结构体2,流经填料床3,再由透空出口4汇入河道,从而实现地表水的及时排放,减少严重积水甚至水土流失等灾害的发生。

Claims (10)

1.一种利用船行波动能净化水质的生态护岸,其特征在于:包括护岸部分(1)、长条形透空结构体(2)、填料床(3)以及覆盖滤网层的透空出口(4);其中,所述护岸部分(1)由水平平台(5)和护岸竖直段(7)从上至下依次衔接组成;所述水平平台(5)上设置有长条形透空结构体(2),在所述水平平台(5)下方和护岸竖直段(7)之间构造填料床(3);护岸竖直段(7)位于所述生态护岸最下端,上部连接水平平台(5),下部连接至河道河床,护岸竖直段(7)下部留有间隔透空出口(4),净化后的水流由此回归河道。
2.根据权利要求1所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸,其特征在于:所述生态护岸还包括护岸斜坡段(6),所述护岸斜坡段(6)位于水平平台(5)和护岸竖直段(7)之间,所述护岸竖直段(7)上部连接护岸斜坡段(6),下部连接至河道河床。
3.根据权利要求2所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸,其特征在于:所述水平平台(5)、护岸斜坡段(6)和护岸竖直段(7)的材料为卵石、块石、砂砾或木材辅以生态混凝土。
4.根据权利要求1或2所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸,其特征在于:长条形透空结构体(2)为长条形的透空与实心间隔结构,所述长条形的透空与实心间隔结构平行于河岸,实心处交替种植植被。
5.根据权利要求1或2所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸,其特征在于:所述填料床(3)自上而下依次铺设填料层(8)和碎石层(9);所述填料层(8)中设有填料;所述填料层(8)和碎石层(9)均位于护岸竖直段(7)后部。
6.根据权利要求5所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸,其特征在于:所述护岸竖直段(7)下部的透空出口(4)覆盖滤网层。
7.根据权利要求6所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸,其特征在于:所述滤网层为石笼结合聚丙烯酰胺材料,所述聚丙烯酰胺材料的孔径小于填料层(8)中填料粒径。
8.根据权利要求6所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸,其特征在于:所述填料粒径为(80~100)×(100~120)mm。
9.根据权利要求5所述的利用船行波动能净化水质的生态护岸,其特征在于:所述填料层和碎石层厚度比例为(10~5):1,其中填料由沸石、硅藻土、陶粒或活性炭中的一种或几种构成。
10.权利要求5所述利用船行波动能净化水质的生态护岸的使用方法,其特征在于:所述水平平台(5)高于常水位线,当有流水冲刷或船行波冲击在护岸斜坡段(6)或护岸竖直段(7)时,在波动能作用下击岸水流上涌至水平平台(5),即从长条形透空结构体(3)进入填料床(3),流经填料层(8),由透空出口(4)流出,回归河道,完成水体之间的连续流通,改善水质。
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