CN114457895B - 一种高寒修复矿区的集排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高寒修复矿区的集排水系统，包括设置在渣山上的若干个截水沟、排水沟和跌水沟，所述渣山由上至下设有若干个阶梯状的马道，所述马道包括平台和与平台连接的斜坡，所述截水沟设在马道平台的外侧边缘，并围绕渣山呈环状布置；所述排水沟沿着马道斜坡设置，排水沟的顶端连接截水沟，底端连接跌水沟；所述跌水沟呈环状设置在每个马道斜坡的底部，用于接收排水沟排下的水。

Description

一种高寒修复矿区的集排水系统

技术领域

本发明属于高寒矿区排水技术领域，具体涉及一种高寒修复矿区的集排水系统。

背景技术

随着我国探矿采矿技术的提高，高寒等自然环境较为恶劣的地区的矿产开采成为可能。高原高寒矿区在露天开采过程中，致使地表形成大量采坑和堆积的渣山，地形、地貌条件被改变，天然河道被人为截断、改道，进一步导致地下潜水（冻结层上水）下降，湿地及植被退化，生态系统原有的水系连通被割断，水源流通能力和水源涵养功能下降。在矿山生态环境修复领域，构建集排水系统是保障矿区覆土复绿成果的重要措施，修筑完善的集排水系统对水土保持具有重要作用，为植被生长奠定基础。覆土复绿工程完成后，在矿山渣山边坡平面、渣山平面、渣山坡面、道路生活区等工作面上修筑排水系统，完成治理区的集排水工作。

高寒矿区多年冻土存在季节活动层的寒季和暖季反复冻融作用，水泥结构的集水沟在高寒矿区易发生变形、破损和沉降，土工布等柔性集排水沟虽然能在一定程度上抵抗变形作用，但通透性不足、易破损。现有的排水装置对于渣山上降水、融水的排水速度控制效果较差，导致排水沟内的水流速度过快或过慢，而且只能任由自然水量大小来控制，造成排水过慢则水多淤积，排水过快则对排水系统冲刷严重。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高寒修复矿区的集排水系统，包括设置在渣山上的若干个截水沟、排水沟和跌水沟，所述渣山由上至下设有若干个阶梯状的马道，所述马道包括平台和与平台连接的斜坡，所述截水沟设在马道平台的外侧边缘，并围绕渣山呈环状布置；

所述排水沟沿着马道斜坡设置，排水沟的顶端连接截水沟，底端连接跌水沟；

所述跌水沟呈环状设置在每个马道斜坡的底部，用于接收排水沟排下的水。

本发明所述的集排水系统，建立在具有阶梯状马道的渣山上，充分利用马道平台和斜坡的交替设计而设置截水沟、排水沟和跌水沟，实现在渣山上分级集水、排水，防止降水或融水一次性整体冲刷渣山，同时通过分级集排水，合理控制整体水速，尽量减少水土流失，实现覆土、固土、复绿。

可选的，所述截水沟的横截面为直角梯形，倾斜侧边连接马道平台，竖直侧边位于马道平台的外侧边缘，截水沟的底面低于马道平台的平面。

进一步可选的，所述截水沟的底面沿着自身的环形方向设有若干级阶梯，最高级阶梯与最低级阶梯分别位于截水沟的首端和尾端，截水沟首尾衔接，形成环形；

每个阶梯的中部的竖直侧边上设有排水接口，用于连接排水沟的顶端。

传统的截水沟或集水沟的底面多为平面或坡面设计，然而这种形式不适用于本发明的渣山，渣山是由高原矿区开采后的渣土、碎石、地表土壤和地下土壤堆砌而成，其组成和结构均与开采前不同，且土质疏松，更易发生水土流失。又因为其马道平台平整表面极易形成较大水流速度，对截水沟底面形成冲刷。本发明的截水沟形成环形阶梯逐渐降低的形式，既能快速排水，又能利用阶梯上的平台达到逐级缓解水流速度的目的，从而合理控制流速，合理涵水又能快速排水。截水沟的每个阶梯的中部设排水接口，能将该阶梯平台上的积水及时导入所述排水沟。

可选的，所述截水沟的内部由下至上包括第一致密层、第一碎石层和第一植被层，第一致密层由原始土壤、岩石颗粒和有机质组成，第一致密层铺设在截水沟内，顺应截水沟的形状，形成中部凹陷，并被压实；

所述第一碎石层铺设在第一致密层的中部凹陷处，也被压实，但并未填平第一致密层的凹陷处，使得第一致密层的凹陷处形成沟道；

所述第一植被层覆盖在第一碎石层上方以及裸露在外的第一致密层的上方。

本发明所述的截水沟的第一致密层和第一碎石层均压实，压实度不小于0.85。

进一步可选的，所述第一致密层由上至下包括第一致密上层、第一致密中层和第一致密下层，所述第一致密上层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为(5-6):(3-5):1，所述第一致密中层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为(8-10):(3-5):1，所述第一致密下层中原始土壤、岩石颗粒与有机质的体积比为(4-5):(2-3):1，第一致密上层、第一致密中层和第一致密下层的体积比为1:1:1。

第一碎石层的覆盖可以提高土壤的保水、保墒性能，同时起到调节第一致密层温度的作用，有利于草种生长成活。所述截水沟环形阶梯设计与沟内第一致密层、第一碎石层和第一植被层的铺设，相互配合，提高抗冲刷强度，第一致密上层、第一致密中层和第一致密下层的设计，不仅增加了第一致密层的抗冲刷强度，而且有利于第一植被层的成活。

可选的，所述排水沟的横截面为等腰梯形，沿着马道斜坡竖直设置，每个排水沟对应截水沟的一个阶梯，若干个排水沟围绕马道斜坡布置；

所述排水沟的底面沿着马道斜坡的下降方向设有若干级溢流凸起，溢流凸起垂直于排水沟内的水流方向；排水沟的底端出口连通跌水沟。

进一步可选的，相邻的两个排水沟之间设有副排水沟，副排水沟相对于排水沟为倾斜设置，副排水沟的顶端连通与截水沟较低级阶梯连接的排水沟，副排水沟的底端连通与截水沟较高级阶梯连接的排水沟；所述副排水沟的横截面为等腰梯形。

所述溢流凸起能够放缓排水沟内部的水流速度，拦截被冲刷的有机质或渣土。由于所述截水沟内阶梯的设置，使得较低级的阶梯部分积水较多，较高级的阶梯部分积水相对较少，连接截水沟较低级的阶梯的排水沟内的水量较大，所述副排水沟具有临时引流均流的作用，同时，副排水沟横贯在两个排水沟之间的马道斜坡上，该处本来就是水土流失严重的地带，所述副排水沟能够拦截斜坡流水，同时发挥固定带的作用，巩固马道斜坡渣土。

可选的，所述排水沟的内部由下至上包括第二致密层、第二碎石层和第二植被层，第二致密层也是由原始土壤、岩石颗粒和有机质组成，第二致密层铺设在排水沟内，顺应排水沟的形状，形成中部凹陷，并被压实；

所述第二碎石层铺设在第二致密层的中部凹陷处，也被压实，但并未填平第二致密层的凹陷处，使得第二致密层的凹陷处形成沟道；

所述第二植被层覆盖在第二碎石层上方以及裸露在外的第二致密层的上方。

进一步可选的，所述第二致密层由上至下包括第二致密上层、第二致密中层和第二致密下层，所述第二致密上层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为(8-10):(3-5):1，强度较高，也为第二植被层14提供充足养分，抗冲刷性能较好；所述第二致密中层中原始土壤、有机质与岩石颗粒的体积比为(4-5):(2-3):1，有利于生长中的植物根系下探汲取养分，该层混合比例接近高寒地区原始土质状态；所述第二致密下层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为(5-6):(2-3):1，强度较高，较为接近原始土质状态；第二致密上层、第二致密中层和第二致密下层的体积比为1:1:1。

所述排水沟与截水沟的设计思路类似，也具有较高的边坡稳定性、抗暴雨抗冲刷能力，以及抗风蚀的能力。然后，在针对排水沟的水量特点以及所在的马道斜坡的特点，设计了所述溢流凸起和副排水沟，再结合所述第二致密层、第二碎石层和第二植被层的铺设，辅助以第二致密上层、第二致密中层和第二致密下层的配比，提高了排水沟的使用寿命、植被成活率。

可选的，所述跌水沟的横截面为直角梯形，倾斜侧边连接马道斜坡，倾斜侧边对应排水沟的位置设有跌水接口，用于连接排水沟的底端，承接排水沟的排水；跌水沟的底面低于所处同一级的马道平台的平面；

可选的，跌水沟的直角侧边沿跌水沟的环形方向均匀设有溢水口，所述溢水口的一端连通跌水沟沟内储水空间，另一端贯穿直角侧边，接入马道平台的平面内部，用于将跌水沟内的水均匀引入马道平台的地下，涵养渣土层，并继续下渗，补给地下水。

可选的，所述跌水沟的内部由下至上包括第三致密层、第三碎石层和第三植被层，第三致密层由原始土壤、岩石颗粒和有机质均匀混合组成，第三致密层铺设在跌水沟内，顺应跌水沟的形状，形成中部凹陷，并被压实；

所述第三碎石层铺设在第三致密层的中部凹陷处，也被压实，但并未填平第三致密层的凹陷处，使得第三致密层的凹陷处形成沟道；

所述第三植被层覆盖在第三碎石层上方以及裸露在外的第三致密层的上方。

所述第一碎石层、第二碎石层和第三碎石层的碎石来源与高寒矿区，粒径为3-5cm。

所述第一植被层、第二植被层、第三植被层和渣山马道种植的植被均为同德短芒披碱草、青海冷地早熟禾、青海草地早熟禾和青海中华羊茅。

上述植物根系除了吸收、输送植物生长所必需的营养物质之外，同时兼具复杂的弹性和塑性力学性质，其对渣山边坡和截水沟、排水沟、跌水沟的稳定防护，有着植物地上茎叶部分无法替代的功效，上述植物根系如同交互错杂的“天然钢筋”，同土壤或致密层形成混合结构，增强了土体的强度。

附图说明

图1为实施例1的渣山上集排水系统的结构示意图；

图2为实施例1的所述集排水系统的俯视图；

图3为实施例2的最高级截水沟的结构示意图；

图4为实施例4的排水沟的结构示意图；

图5为实施例5的副排水沟与排水沟的结构示意图；

图6为实施例7的跌水沟的结构示意图；

图7为实施例1的截水沟的横截面图。

附图中，1-截水沟，2-排水沟，3-跌水沟，4-马道平台，5-马道斜坡，6-排水接口，7-第一致密层，8-第一碎石层，9-第一植被层，10-溢流凸起，11-副排水沟，12-溢水口。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，如图1、图2和图7所示，包括设置在渣山上的三个截水沟1、12个排水沟2和三个跌水沟3，所述渣山由上至下设有三个阶梯状的马道，每个马道包括平台和与平台连接的斜坡，所述截水沟1设在马道平台4的外侧边缘，并围绕渣山呈环状布置；

所述排水沟2沿着马道斜坡5设置，排水沟2的顶端连接截水沟1，底端连接跌水沟3；

所述跌水沟3呈环状设置在每个马道斜坡5的底部，用于接收排水沟2排下的水。

所述截水沟1的横截面为直角梯形，倾斜侧边连接马道平台4，竖直侧边位于马道平台4的外侧边缘，截水沟1的底面低于马道平台4的平面，便于平台上的水流入截水沟1，截留被水冲刷的表面覆土，而不会携带平台上的表面土质直接流下马道斜坡5。截水沟1内的底面沿着截水沟自身弧度方向逐渐降低，形成斜面。

本发明所述的截水沟1利用所述倾斜侧边便于马道平台4的积水流入截水沟1，所述竖直侧边防止截水沟1内的水溢流至外部。

所述截水沟1的内部由下至上包括第一致密层7、第一碎石层8和第一植被层9，第一致密层7由原始土壤、岩石颗粒和有机质组成，第一致密层7铺设在截水沟1内，顺应截水沟1的形状，形成中部凹陷，并被压实，增加自身的抗剪强度，防止在高寒环境下反复冻融而变形、破损或沉降；

所述第一碎石层8铺设在第一致密层7的中部凹陷处，也被压实，但并未填平第一致密层7的凹陷处，使得第一致密层7的凹陷处形成沟道；

所述第一植被层9覆盖在第一碎石层8上方以及裸露在外的第一致密层7的上方。

所述原始土壤为高寒矿区开采之前，收集的地表及地表下层的土壤，这些土壤经过千万年的沉积、地质和环境作用，是不可复制、不可再生资源，所以在开挖矿坑时，将其挖出并保存，留待矿区修复时回填使用。所述岩石颗粒为矿区岩石碎屑颗粒，粒径为0.1-1cm。所述有机质为高寒地区当地的羊板粪与渣土的混合物，所述羊板粪为羊粪与羊粪下方地表表层土壤的混合物。

所述的截水沟1的第一致密层7和第一碎石层8均压实，压实度为0.85，能够提高边坡的稳定性、抗暴雨抗冲刷能力，以及抗风蚀的能力。第一致密层7的正常自然沉降与第一碎石层8仍易形成整体。同时，在第一碎石层8上方以及裸露在外的第一致密层7的上方播撒草种，形成第一植被层9。

所述排水沟2的横截面为等腰梯形，沿着马道斜坡5竖直设置，每个排水沟2对应截水沟1的一个阶梯，若干个排水沟2围绕马道斜坡5布置；具体的，最高的马道平台对应的截水沟连接三个排水沟，次高层的马道平台对应的截水沟连接四个排水沟，最低层的马道平台对应的截水沟连接五个排水沟。

所述排水沟2的内部由下至上包括第二致密层、第二碎石层和第二植被层，第二致密层也是由原始土壤、岩石颗粒和有机质组成，第二致密层铺设在排水沟2内，顺应排水沟2的形状，形成中部凹陷，并被压实；

所述第二碎石层铺设在第二致密层的中部凹陷处，也被压实，但并未填平第二致密层的凹陷处，使得第二致密层的凹陷处形成沟道；

所述第二植被层覆盖在第二碎石层上方以及裸露在外的第二致密层的上方。

所述跌水沟3的横截面为直角梯形，倾斜侧边连接马道斜坡5，倾斜侧边对应排水沟2的位置设有跌水接口，用于连接排水沟2的底端，承接排水沟2的排水；跌水沟3的底面低于所处同一级的马道平台4的平面。

所述跌水沟3的内部由下至上包括第三致密层、第三碎石层和第三植被层，第三致密层由原始土壤、岩石颗粒和有机质均匀混合组成，第三致密层铺设在跌水沟3内，顺应跌水沟3的形状，形成中部凹陷，并被压实；

所述第三碎石层铺设在第三致密层的中部凹陷处，也被压实，但并未填平第三致密层的凹陷处，使得第三致密层的凹陷处形成沟道；

所述第三植被层覆盖在第三碎石层上方以及裸露在外的第三致密层的上方。

当渣山的坡体过高或坡度过大时，首先人工削坡，通过放缓原坡体使边坡稳定性达到安全要求，坡度放缓后利用水土保持和植被的生长。对于所述截水沟1、排水沟2和跌水沟3，沟槽内所述的有机质能够提升沟内土壤有机质含量，增强土壤肥力，改良土壤结构，能改善草本植物根系的营养环境，提高渣土养分，利于草籽成长，复绿效果保持。

所述第一碎石层8、第二碎石层13和第三碎石层的碎石来源与高寒矿区，粒径为3-5cm。

所述第一植被层9、第二植被层14、第三植被层和渣山马道种植的植被均为同德短芒披碱草、青海冷地早熟禾、青海草地早熟禾和青海中华羊茅。

对比例1

本对比例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例1结构相同，区别在于，不设置截水沟和跌水沟，只保留排水沟，马道平台上的水自然流入排水沟，未流入排水沟的水沿马道斜坡流下。

实施例2

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例1结构相同，区别在于，如图3所示，最高的马道平台对应的截水沟1的底面沿着自身的环形方向设有三级阶梯，最高级阶梯与最低级阶梯分别位于截水沟1的首端和尾端，该截水沟1首尾衔接，形成环形；次高层的马道平台对应的截水沟1的底面沿着自身的环形方向设有四级阶梯，最低层的马道平台对应的截水沟1的底面沿着自身的环形方向设有五级阶梯，均是最高级阶梯与最低级阶梯分别位于对应截水沟1的首端和尾端，对应截水沟1首尾衔接，形成环形；

每个截水沟1的每个阶梯的中部的竖直侧边上设有排水接口6，用于连接排水沟2的顶端。

实施例3

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例2结构相同，区别在于，所述截水沟1的第一致密层7由上至下包括第一致密上层、第一致密中层和第一致密下层，所述第一致密上层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为5:3:1，所述第一致密中层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为8:3:1，所述第一致密下层中原始土壤、岩石颗粒与有机质的体积比为4:2:1，第一致密上层、第一致密中层和第一致密下层的体积比为1:1:1。

实施例4

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例3结构相同，区别在于，如图4所示，每个排水沟2的底面沿着马道斜坡5的下降方向设有四级溢流凸起10，溢流凸起10垂直于排水沟2内的水流方向；排水沟2的底端出口连通跌水沟3。

实施例5

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例4结构相同，区别在于，如图5所示，相邻的两个排水沟2之间设有副排水沟11，副排水沟11相对于排水沟2为倾斜设置的，副排水沟11的顶端连通与截水沟1较低级阶梯连接的排水沟2，副排水沟11的底端连通与截水沟1较高级阶梯连接的排水沟2；所述副排水沟11的横截面为等腰梯形。副排水沟内也由下至上包括第二致密层、第二碎石层和第二植被层，结构与排水沟内相同。

例如，次高层的马道平台4对应的截水沟1连接四个排水沟2，第一排水沟连接截水沟的最低一级阶梯，第二排水沟连接截水沟的次低一级阶梯，第三排水沟连接截水沟的最高一级阶梯，第四排水沟连接截水沟的最高一级阶梯；第一排水沟与第二排水沟之间连接有第一副排水沟，第二排水沟与第三排水沟之间连接有第二副排水沟，第三排水沟与第四排水沟之间连接有第三副排水沟，第四排水沟与第一排水沟之间连接有第四副排水沟；第一副排水沟倾斜设置，其连接第一排水沟的接口高于连接第二排水沟的接口；第二副排水沟倾斜设置，其连接第二排水沟的接口，高于连接第三排水沟的接口，且低于第一副排水沟连接第一排水沟的接口；第三副排水沟倾斜设置，其连接第三排水沟的接口，高于连接第四排水沟的接口，且低于第二副排水沟连接第二排水沟的接口；第四副排水沟倾斜设置，其连接第四排水沟的接口，高于连接第一排水沟的接口，且低于第三副排水沟连接第三排水沟的接口。

实施例6

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例5结构相同，区别在于，所述第二致密层由上至下包括第二致密上层、第二致密中层和第二致密下层，所述第二致密上层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为8:3:1；所述第二致密中层中原始土壤、有机质与岩石颗粒的体积比为4:2:1；所述第二致密下层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为5:2:1；第二致密上层、第二致密中层和第二致密下层的体积比为1:1:1。

实施例7

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例6结构相同，区别在于，如图6所示，在跌水沟的直角侧边沿跌水沟3的环形方向均匀设有溢水口12，所述溢水口12一端连通跌水沟3沟内储水空间，另一端贯穿直角侧边，插入马道平台4的平面内部，用于将跌水沟3内的水均匀引入马道平台4的地下，涵养渣土层，并继续下渗，补给地下水。

实施例8

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例3结构相同，区别在于，所述第一致密上层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为6:5:1。

实施例9

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例3结构相同，区别在于，所述第一致密上层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为4:2:1。

实施例10

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例8结构相同，区别在于，所述第一致密中层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为10:5:1。

实施例11

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例8结构相同，区别在于，所述第一致密中层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为7:2:1。

实施例12

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例10结构相同，区别在于，所述第一致密下层中原始土壤、岩石颗粒与有机质的体积比为5:3:1。

实施例13

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例10结构相同，区别在于，所述第一致密下层中原始土壤、岩石颗粒与有机质的体积比为3:1:1。

实施例14

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例6结构相同，区别在于，所述第一致密上层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为6:5:1，所述第一致密中层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为10:5:1，所述第一致密下层中原始土壤、岩石颗粒与有机质的体积比为5:3:1；

所述第二致密上层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为10:5:1。

实施例15

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例14结构相同，区别在于，所述第二致密上层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为7:2:1。

实施例16

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例14结构相同，区别在于，所述第二致密中层中原始土壤、有机质与岩石颗粒的体积比为5:3:1。

实施例17

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例14结构相同，区别在于，所述第二致密中层中原始土壤、有机质与岩石颗粒的体积比为3:1:1。

实施例18

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例16结构相同，区别在于，所述第二致密下层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为6:3:1。

实施例19

本实施例提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，与实施例16结构相同，区别在于，所述第二致密下层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为4:1:1。

表1 截水沟抗水土流失性能比较

a表示所有截水沟内第一致密层被排水冲刷掉1/4高度时的平均月数，表示截水沟平均抵抗水土流失的性能和抗冲刷强度。

表2 排水沟的抗水土流失性能比较

b表示渣山上所有排水沟内第二致密层被排水冲刷掉1/4高度时的平均月数，表示排水沟平均抵抗水土流失的性能和抗冲刷强度。

表3 跌水沟的抗水土流失性能比较

c表示渣山上所有跌水沟内第三致密层被排水冲刷掉1/4高度时的平均月数，表示跌水沟平均抵抗水土流失的性能和抗冲刷强度。

表4 渣山的抗水土流失性能比较

d表示渣山表面被排水冲刷掉5cm时的平均月数，表示渣山整体抵抗水土流失的性能和抗冲刷强度。

由上表1-4可知，本发明提供所述的高寒修复矿区的集排水系统，其中的截水沟、排水沟和跌水沟在集排水的同时，具有良好的抵抗水土流失的性能和抗冲刷强度，同时，渣山整体的水土流失情况大为好转，覆土复绿效果较好。

Claims (7)

1.一种高寒修复矿区的集排水系统，其特征在于，包括设置在渣山上的若干个截水沟、排水沟和跌水沟，所述渣山由上至下设有若干个阶梯状的马道，所述马道包括平台和与平台连接的斜坡，所述截水沟设在马道平台的外侧边缘，并围绕渣山呈环状布置；

所述排水沟沿着马道斜坡设置，排水沟的顶端连接截水沟，底端连接跌水沟；

所述跌水沟呈环状设置在每个马道斜坡的底部，用于接收排水沟排下的水；

所述截水沟的底面沿着自身的环形方向设有若干级阶梯，最高级阶梯与最低级阶梯分别位于截水沟的首端和尾端，截水沟首尾衔接，形成环形；

每个阶梯的中部的竖直侧边上设有排水接口，用于连接排水沟的顶端；

所述排水沟沿着马道斜坡竖直设置，每个排水沟对应截水沟的一个阶梯；

相邻的两个排水沟之间设有副排水沟，副排水沟相对于排水沟为倾斜设置，副排水沟的顶端连通与截水沟较低级阶梯连接的排水沟，副排水沟的底端连通与截水沟较高级阶梯连接的排水沟；

所述截水沟的内部由下至上包括第一致密层、第一碎石层和第一植被层，第一致密层由原始土壤、岩石颗粒和有机质组成，第一致密层铺设在截水沟内；

所述第一致密层由上至下包括第一致密上层、第一致密中层和第一致密下层，所述第一致密上层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为(5-6):(3-5):1，所述第一致密中层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为(8-10):(3-5):1，所述第一致密下层中原始土壤、岩石颗粒与有机质的体积比为(4-5):(2-3):1，第一致密上层、第一致密中层和第一致密下层的体积比为1:1:1；

所述排水沟的内部由下至上包括第二致密层、第二碎石层和第二植被层，第二致密层由原始土壤、岩石颗粒和有机质组成，第二致密层铺设在排水沟内，所述第二致密层由上至下包括第二致密上层、第二致密中层和第二致密下层，所述第二致密上层中岩石颗粒、有机质与原始土壤的体积比为(8-10):(3-5):1；所述第二致密中层中原始土壤、有机质与岩石颗粒的体积比为(4-5):(2-3):1；所述第二致密下层中岩石颗粒、原始土壤与有机质的体积比为(5-6):(2-3):1；第二致密上层、第二致密中层和第二致密下层的体积比为1:1:1；

所述跌水沟的横截面为直角梯形，倾斜侧边连接马道斜坡，直角侧边沿跌水沟的环形方向均匀设有溢水口，所述溢水口的一端连通跌水沟沟内储水空间，另一端贯穿直角侧边，接入马道平台的平面内部，用于将跌水沟内的水均匀引入马道平台的地下，涵养渣土层，并继续下渗，补给地下水。

2.根据权利要求1所述的集排水系统，其特征在于，所述截水沟的横截面为直角梯形，倾斜侧边连接马道平台，竖直侧边位于马道平台的外侧边缘，截水沟的底面低于马道平台的平面。

3.根据权利要求2所述的集排水系统，其特征在于，所述第一致密层顺应截水沟的形状，形成中部凹陷，并被压实；

所述第一碎石层铺设在第一致密层的中部凹陷处，也被压实，但并未填平第一致密层的凹陷处，使得第一致密层的凹陷处形成沟道；

所述第一植被层覆盖在第一碎石层上方以及裸露在外的第一致密层的上方。

4.根据权利要求1所述的集排水系统，其特征在于，所述排水沟的横截面为等腰梯形，若干个排水沟围绕马道斜坡布置；

所述排水沟的底面沿着马道斜坡的下降方向设有若干级溢流凸起，溢流凸起垂直于排水沟内的水流方向；排水沟的底端出口连通跌水沟。

5.根据权利要求1所述的集排水系统，其特征在于，所述副排水沟的横截面为等腰梯形。

6.根据权利要求4所述的集排水系统，其特征在于，第二致密层顺应排水沟的形状，形成中部凹陷，并被压实；

所述第二碎石层铺设在第二致密层的中部凹陷处，也被压实，但并未填平第二致密层的凹陷处，使得第二致密层的凹陷处形成沟道；

所述第二植被层覆盖在第二碎石层上方以及裸露在外的第二致密层的上方。

7.根据权利要求1所述的集排水系统，其特征在于，所述跌水沟的倾斜侧边对应排水沟的位置设有跌水接口，用于连接排水沟的底端，承接排水沟的排水；

跌水沟的底面低于所处同一级的马道平台的平面。