CN116335096B - 一种河道生态缓冲带及其污染物拦截方法 - Google Patents

Abstract

一种河道生态缓冲带及其污染物拦截方法，包括草本水土保持坡、乔灌水土保持带、浮动水生植物区，浮动水生植物区包括浮板、折叠支架和基座，在浮板的底部，连接有折叠支架，还包括气泵站、固定气囊、活动气囊、孔板固定气囊、气管一和气管二构成的充气系统，固定气囊设置于河道里立面并紧贴折叠支架靠近河岸一侧的底部，活动气囊和孔板固定气囊设置于折叠支架远离河岸的一侧，气泵站分别通过气管一和气管二对固定气囊和活动气囊进行充气和抽气，以使河水在水位从高位回落时，浮板向河岸一侧进行倾斜，从而在河流水位上涨时阻止垃圾进入河道水面，同时在洪峰经过水位回落后，将垃圾集中方便工作人员处理。

Description

一种河道生态缓冲带及其污染物拦截方法

技术领域

本发明涉及生态保护系统，尤其涉及一种河道生态缓冲带及其污染物拦截方法。

背景技术

为了保持河流两岸的水土，通常在河流与陆地之间设置乔木、灌木、草地构成的缓冲地带。对于流经人口聚集区的河流，如城市内河等，由于人类的活动，缓冲带的植物中容易积累生活、生产垃圾，对河流造成污染。现有技术中通常会在河道两岸的缓冲带中设置沿河公园以及沿河步道，并沿着步道设置垃圾箱等垃圾堆放设备，并有专门的环卫人员定期清理。但是，即便设置了垃圾收集的措施，如果遇上丰水期洪峰经过，若水位上升出现淹没河流两岸的公园、步道的情况，大量生活、生产垃圾则会被涨高的河水带入河流中，对河流造成严重的污染。

因此，需要设计一种河道生态缓冲带，可以在河流水位上涨时阻止垃圾进入河道水面，同时在洪峰经过水位回落后，将垃圾集中方便工作人员处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种河道生态缓冲带及其污染物拦截方法，以解决现有技术中的技术问题。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种河道生态缓冲带，包括紧邻河面依次设置的草本水土保持坡和乔灌水土保持带，其特征在于，还包括紧邻草本水土保持坡的河面上设置的浮动水生植物区，所述浮动水生植物区包括浮板、折叠支架和基座；浮板于紧邻草本水土保持坡的河面上漂浮设置，浮板上部种植浮萍、睡莲、黄花菱等浮水植物，在浮板的底部，连接有折叠支架，基座固定安装在浮板正下方的河床上，基座顶部通过折叠支架与浮板连接；

充气系统，包括气泵站、固定气囊、活动气囊、孔板固定气囊、气管一和气管二；所述固定气囊设置于河道里立面并紧贴折叠支架靠近河岸一侧的底部；所述活动气囊和孔板固定气囊设置于折叠支架远离河岸的一侧；气泵站分别通过气管一和气管二对固定气囊和活动气囊进行充气和抽气，以使河水在水位从高位回落时，浮板向河岸一侧进行倾斜。

优选的，折叠支架包括对称设置的两块折叠板，折叠板上下两侧分别通过转轴与浮板和基座铰接连接；折叠板包括四块依次铰接的矩形的孔板，每块孔板之间通过转轴铰接连接。

优选的，固定气囊设置于河岸立面上，当固定气囊完全充气时呈截面为三角形的棱柱状，三角形棱柱状的固定气囊的一个面固定于河岸立面，另两个面与折叠板折叠时的轮廓匹配。

优选的，活动气囊设置于远离河岸一侧的折叠板的最顶部的孔板上；孔板固定气囊为长条圆柱状气囊，其设置于远离河岸一侧的折叠板的两侧，并且孔板固定气囊的长度方向与转轴的方向相互垂直，其长度方向一端连接至活动气囊，另一端延伸至该侧最下方的孔板表面，孔板固定气囊与活动气囊连通。

优选的，浮板和折叠支架均采用高聚氨酯泡沫或塑料制成。

优选的，还包括附件系统，所述附件系统包括浮板挂钩、固定杆、拦截网、导柱以及导环；浮板挂钩设置于浮板靠近河岸的一侧；在草本水土保持坡紧邻河面的河岸上，沿河流走向设置有固定杆；在固定杆和浮板挂钩之间，设置有拦截网；导柱竖直设置于河道的立面上，在导柱上滑动设置有导环，导环固定于靠近河岸一侧折叠板上中间的一个转轴上。

优选的，乔灌水土保持带为高于河面日常水位的平整土地，其上种植柳、杉、枫、杨、槡等临水高大乔木进行土地水土的保持，在乔木下填充种植月季、杜鹃、黄金条等灌木进行配套。

优选的，草本水土保持坡从乔灌水土保持带边缘斜向下连接至河流日常水面高度，草本水土保持坡上种植狗牙根、高羊茅、黑麦草、四季青等常见草本植物进行水土保持。

优选的，气泵站设置于乔灌水土保持带上，气泵站包括电源、气泵、气罐结构，此外气泵站还设置有压力传感器能够检测固定气囊、活动气囊、孔板固定气囊的气压大小。

一种河道生态缓冲带的污染物拦截方法，其特征在于：

S1：在河面水位位于正常水位时，浮板位于草本水土保持坡最低位置处，浮板挂钩钩在固定杆上，此时浮板下的两个折叠板折叠，气泵站使固定气囊保持充满同时使活动气囊和孔板固定气囊泄气；

S2：当河面涨水时，浮板随水位上升，浮板挂钩脱离固定杆，拦截网被完整打开，浮板下的折叠板随浮力被打开，靠近河岸的折叠板挤压固定气囊，此时气泵站的压力传感器检测到固定气囊受压压力升高，开始对固定气囊抽气，同时对活动气囊和孔板固定气囊充气至充满；

S3：当河水水位回落时，浮板随水位下降，靠近河岸一侧的折叠板随着水位下降进行折叠，由此使浮板向河岸一侧倾斜，此时活动气囊和孔板固定气囊内的气压由于浮板的倾斜而升高，气泵站的压力传感器检测到活动气囊和孔板固定气囊内的气压升高后，对固定气囊进行充气，靠近河岸一侧的折叠板在固定气囊的推动下进一步折叠，最终使浮板靠近河岸一侧的浮板挂钩勾在固定杆上；

S4：工人对截留在浮动水生植物区和草本水土保持坡之间的垃圾进行人工清理，随后人工控制气泵站对活动气囊和孔板固定气囊抽气泄气，使充气系统恢复至水位正常的状态。

本发明的有益效果是：

1、本申请在河岸侧设置浮动水生植物区，同时将浮水植物设置于浮板上，使得浮板可以随水位升高而升高，并在浮板下方设置折叠板结构，并将固定气囊设置于河道里立面并紧贴折叠支架靠近河岸一侧的底部，活动气囊和孔板固定气囊设置于折叠支架远离河岸的一侧，气泵站分别通过气管一和气管二对固定气囊和活动气囊进行充气和抽气，以使河水在水位从高位回落时，浮板能够向河岸一侧进行倾斜，以便对污染物进行拦截，实现了河流水位上涨时阻止垃圾进入河道水面，同时在洪峰经过水位回落后，将垃圾集中方便工作人员处理的技术效果。

2、固定气囊在水位正常时处于充满状态，同时在气泵站设置压力传感器可以检测固定气囊压力，水位上升时折叠板能够挤压固定气囊，随后气泵站的抽气和充气的启动均是通过河水涨水后折叠板对固定气囊的挤压实现的，实现自动河水涨水检测，无需设置额外的检测装置。

3、将孔板固定气囊设置为长条圆柱状气囊，其设置于远离河岸一侧的折叠板的两侧，并且孔板固定气囊的长度方向与转轴的方向相互垂直，其长度方向一端连接至活动气囊，另一端延伸至该侧最下方的孔板表面，孔板固定气囊与活动气囊连通，因此当孔板固定气囊完全充气后，该侧折叠板的四块孔板之间的铰接被两侧的孔板固定气囊限位，由此实现水位回落时该侧折叠板不会被轻易折叠，从而使浮板进行朝向河岸的倾斜。

附图说明

图1是本申请河道生态缓冲带的结构示意图；

图2是本申请河道生态缓冲带折叠板结构图；

图3是本申请河道生态缓冲带附件结构图；

图4是本申请河道生态缓冲带充气系统结构图；

图5是本申请河道生态缓冲带充气系统的另一结构图；

图6是本申请河道生态缓冲带充气系统的另一结构图；

图7是本申请河道生态缓冲带充气系统的另一结构图；

图8是本申请河道生态缓冲带污染物拦截方式示意图；

图9是本申请河道生态缓冲带污染物拦截方式的另一示意图；

图10是本申请河道生态缓冲带污染物拦截方式的另一示意图。

图中：乔灌水土保持带1、草本水土保持坡2、浮动水生植物区3、浮板31、折叠支架32、基座33、折叠板321、转轴323、孔板322、充气系统4、气泵站41、固定气囊42、活动气囊43、孔板固定气囊44、气管一45、气管二46、浮板挂钩51、固定杆52、拦截网53、导柱54、导环55。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-3所示，本申请的河道生态缓冲带包括乔灌水土保持带1、草本水土保持坡2、浮动水生植物区3。其中，乔灌水土保持带1为高于河面日常水位的平整土地，为本河道生态缓冲带中最远离河道的部分，其上通过种植柳、杉、枫、杨、槡等常见的临水高大乔木进行土地水土的保持，此外在乔木下填充种植月季、杜鹃、黄金条等灌木进行配套。通过该乔灌水土保持带1的设置，保证了河道两岸水土的稳定，同时乔木和灌木的种植，可以为水鸟提供栖息的场所，增加了河道两岸生态的多样性。在乔灌水土保持带1和河流水面之间，设置草本水土保持坡2，草本水土保持坡2从乔灌水土保持带1边缘斜向下连接至河流日常水面高度，草本水土保持坡2上通过种植狗牙根、高羊茅、黑麦草、四季青等常见草本植物进行水土保持。

紧邻草本水土保持坡2的河面上，设置有浮动水生植物区3。浮动水生植物区包括浮板31、折叠支架32和基座33。其中，浮板31和折叠支架32均采用轻质材料如高聚氨酯泡沫或塑料制成。浮板31位于紧邻草本水土保持坡2的河面上，浮板31上部种植常见的水生植物，如浮萍、睡莲、黄花菱等浮水植物。在浮板31的底部，连接有折叠支架32。基座33固定安装在浮板31正下方的河床上，基座33顶部通过折叠支架32与浮板31连接。折叠支架32包括对称设置的两块折叠板321，折叠板321上下两侧分别通过转轴323与浮板31和基座33铰接连接。折叠板321包括四块依次铰接的矩形的孔板322，每块孔板322之间通过转轴323铰接连接。浮板31可随着河水水位升高和降低，从而带动折叠支架32打开和折叠。当处于正常低水位时，折叠支架32处于折叠状态；当水位升高时浮板31随之升高，带动折叠支架32打开。

为了保证折叠支架32可以正常折叠并在水位回落时延迟折叠，还配套设置有充气系统4。充气系统4包括气泵站41、固定气囊42、活动气囊43、孔板固定气囊44、气管一45和气管二46。气泵站41设置于乔灌水土保持带1上，包括常规的电源、气泵、气罐结构，气泵站41可以分别对固定气囊42、活动气囊43、孔板固定气囊44进行充气和抽气，同时，气泵站41设置有压力传感器可以检测固定气囊42、活动气囊43、孔板固定气囊44的气压大小。固定气囊42设置于河岸立面上，当固定气囊42完全充气时呈截面为三角形的棱柱状，该三角形棱柱状的固定气囊42一个面固定于河岸立面，另两个面与折叠板321折叠时的轮廓匹配。固定气囊42与靠近河岸一侧的折叠板321紧贴设置，当固定气囊42完全充气后，固定气囊42可以推动折叠板321最靠下方的两块孔板322通过转轴323折叠。气管一45设置于河岸土层之内并连接固定气囊42和气泵站41。活动气囊43设置于远离河岸一侧的折叠板321的最顶部的孔板322上。气管二46设置于河岸土层之内并连接活动气囊43和气泵站41。当活动气囊43完全充气时，可以提高该侧浮力。孔板固定气囊44为长条圆柱状气囊，其设置于远离河岸一侧的折叠板321的两侧，并且孔板固定气囊44的长度方向与转轴323的方向相互垂直，其长度方向一端连接至活动气囊43，另一端延伸至该侧最下方的孔板322表面，孔板固定气囊44与活动气囊43连通，当孔板固定气囊44完全充气后，该侧折叠板321的四块孔板322之间的铰接被两侧的孔板固定气囊44限位。

此外，河道生态缓冲带还包括附件系统，所述附件系统包括浮板挂钩51、固定杆52、拦截网53、导柱54以及导环55。其中浮板挂钩51设置于浮板31靠近河岸的一侧，同时在草本水土保持坡2紧邻河面的河岸上，沿河流走向设置有固定杆52，当浮板31随水位位于固定杆52的高度时，浮板挂钩51会钩在固定杆52上。在固定杆52和浮板挂钩51之间，设置有拦截网53，当浮板31高于固定杆52位置时，拦截网53可以阻拦污染物从缓冲带上进入河流内侧区域。导柱54竖直设置于河道的立面上，在导柱54上滑动设置有导环55，导环55固定于靠近河岸一侧折叠板321上中间的一个转轴323上。因此可以通过导环55在导柱54上的导向，对浮板31的升降位置进行大致的限位和导向。

下面结合图4-10，以一次河道内河水先涨后回落为例，对本申请河道生态缓冲带在洪峰过境时的垃圾拦截方法进行阐述。

S1：在河面水位位于正常水位时，如图4、8所示，浮板31位于草本水土保持坡2最低位置处，浮板挂钩51钩在固定杆52上，此时浮板31下的两个折叠板321折叠，气泵站41使固定气囊42保持充满同时使活动气囊43和孔板固定气囊44泄气。

S2：当河面涨水时，如图5、9所示，浮板31随水位上升，浮板挂钩51脱离固定杆52，拦截网53会被完整打开，此时浮板31下的折叠板321随浮力被打开，靠近河岸的折叠板321挤压固定气囊42，此时气泵站41的压力传感器检测到固定气囊42受压压力升高，开始对固定气囊42抽气，同时对活动气囊43和孔板固定气囊44充气至充满。此过程中气泵站的抽气和充气的启动是通过河水涨水后折叠板321对固定气囊42的挤压实现的，实现自动河水涨水检测，无需设置额外的检测装置。

S3：当河水水位回落时，如图6、10所示，浮板31随水位下降，但是由于活动气囊43和孔板固定气囊44充气，远离河岸一侧的折叠板321的折叠受限加之活动气囊43对该侧的浮力，而靠近河岸一侧的折叠板321随着水位下降进行折叠，由此使浮板31向河岸一侧倾斜。此时由于浮板31失去了浮力的加持，导致活动气囊43和孔板固定气囊44内的气压由于浮板31的倾斜而升高，此时气泵站41的压力传感器检测到活动气囊43和孔板固定气囊44内的气压升高，开始对固定气囊42进行充气，靠近河岸一侧的折叠板321在固定气囊42的推动下进一步折叠，最终使浮板31靠近河岸一侧的浮板挂钩51勾在固定杆53上。这样，通过在河水回落时，通过充气系统4使浮动水生植物区3的浮板31可以向河岸进行倾斜并保持，使得河水在退水过程中，乔灌水土保持带1、草本水土保持坡2上的垃圾不会被河水带入河道内，而是被倾斜的浮板31进行拦截。

S4：工人对截留在浮动水生植物区3和草本水土保持坡2之间的垃圾进行人工清理，随后人工控制气泵站41对活动气囊43和孔板固定气囊44抽气泄气，使充气系统4恢复至水位正常的状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种河道生态缓冲带，包括紧邻河面依次设置的草本水土保持坡和乔灌水土保持带，其特征在于，还包括紧邻草本水土保持坡的河面上设置的浮动水生植物区，所述浮动水生植物区包括浮板、折叠支架和基座；浮板于紧邻草本水土保持坡的河面上漂浮设置，浮板上部种植浮水植物，在浮板的底部，连接有折叠支架，基座固定安装在浮板正下方的河床上，基座顶部通过折叠支架与浮板连接；

充气系统，包括气泵站、固定气囊、活动气囊、孔板固定气囊、气管一和气管二；所述固定气囊设置于河道里立面并紧贴折叠支架靠近河岸一侧的底部；所述活动气囊和孔板固定气囊设置于折叠支架远离河岸的一侧；气泵站分别通过气管一和气管二对固定气囊和活动气囊进行充气和抽气，以使河水在水位从高位回落时，浮板向河岸一侧进行倾斜；

折叠支架包括对称设置的两块折叠板，折叠板上下两侧分别通过转轴与浮板和基座铰接连接；折叠板包括四块依次铰接的矩形的孔板，每块孔板之间通过转轴铰接连接；

固定气囊设置于河岸立面上，当固定气囊完全充气时呈截面为三角形的棱柱状，三角形棱柱状的固定气囊的一个面固定于河岸立面，另两个面与折叠板折叠时的轮廓匹配；

活动气囊设置于远离河岸一侧的折叠板的最顶部的孔板上；孔板固定气囊为长条圆柱状气囊，其设置于远离河岸一侧的折叠板的两侧，并且孔板固定气囊的长度方向与转轴的方向相互垂直，其长度方向一端连接至活动气囊，另一端延伸至该侧最下方的孔板表面，孔板固定气囊与活动气囊连通；

气泵站设置于乔灌水土保持带上，气泵站包括电源、气泵、气罐结构，此外气泵站还设置有压力传感器能够检测固定气囊、活动气囊、孔板固定气囊的气压大小。

2.如权利要求1所述的一种河道生态缓冲带，其特征在于：浮板和折叠支架均采用高聚氨酯泡沫或塑料制成。

3.如权利要求1所述的一种河道生态缓冲带，其特征在于：还包括附件系统，所述附件系统包括浮板挂钩、固定杆、拦截网、导柱以及导环；浮板挂钩设置于浮板靠近河岸的一侧；在草本水土保持坡紧邻河面的河岸上，沿河流走向设置有固定杆；在固定杆和浮板挂钩之间，设置有拦截网；导柱竖直设置于河道的立面上，在导柱上滑动设置有导环，导环固定于靠近河岸一侧折叠板上中间的一个转轴上。

4.如权利要求3所述的一种河道生态缓冲带，其特征在于：乔灌水土保持带为高于河面日常水位的平整土地，其上种植临水高大乔木进行土地水土的保持，在乔木下填充种植灌木进行配套。

5.如权利要求4所述的一种河道生态缓冲带，其特征在于：草本水土保持坡从乔灌水土保持带边缘斜向下连接至河流日常水面高度，草本水土保持坡上种植草本植物进行水土保持。

6.如权利要求5所述的一种河道生态缓冲带的污染物拦截方法，其特征在于：

S1：在河面水位位于正常水位时，浮板位于草本水土保持坡最低位置处，浮板挂钩钩在固定杆上，此时浮板下的两个折叠板折叠，气泵站使固定气囊保持充满同时使活动气囊和孔板固定气囊泄气；

S2：当河面涨水时，浮板随水位上升，浮板挂钩脱离固定杆，拦截网被完整打开，浮板下的折叠板随浮力被打开，靠近河岸的折叠板挤压固定气囊，此时气泵站的压力传感器检测到固定气囊受压压力升高，开始对固定气囊抽气，同时对活动气囊和孔板固定气囊充气至充满；

S3：当河水水位回落时，浮板随水位下降，靠近河岸一侧的折叠板随着水位下降进行折叠，由此使浮板向河岸一侧倾斜，此时活动气囊和孔板固定气囊内的气压由于浮板的倾斜而升高，气泵站的压力传感器检测到活动气囊和孔板固定气囊内的气压升高后，对固定气囊进行充气，靠近河岸一侧的折叠板在固定气囊的推动下进一步折叠，最终使浮板靠近河岸一侧的浮板挂钩勾在固定杆上；

S4：工人对截留在浮动水生植物区和草本水土保持坡之间的垃圾进行人工清理，随后人工控制气泵站对活动气囊和孔板固定气囊抽气泄气，使充气系统恢复至水位正常的状态。