CN208792470U - 一种生态植草沟 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种生态植草沟，所述生态植草沟的沟底(10)从上到下依次包括植被层(1)、种植土层(2)、防渗层(3)、砂砾层(4)和碎石层(5)；所述生态植草沟还包括设置在沟底(10)两侧的第一沟壁(8)和第二沟壁(9)，第一沟壁(8)和第二沟壁(9)均设置生态棒(6)，生态棒(6)包括袋体和袋体包裹的种植土；所述生态棒(6)表面覆盖有植被层(1)。本实用新型的生态植草沟合理设置植被层、种植土层、防渗层、砂砾层和碎石层，配合生态棒堆砌沟壁适应边坡，贴合度高适应性好，结构稳定，渗水滤过效果好，有效缓解汛期压力，降低收纳水体污染。

Description

一种生态植草沟

技术领域

本实用新型属于市政工程技术领域，具体涉及一种生态植草沟。

背景技术

随着国民经济和公路建设的迅速发展，人们对公路建设质量和水平的要求越来越高。公路不仅要满足交通运输快速、便捷、安全等功能要求，而且要与所经过地区的自然环境融合统一，相得益彰，互为衬托。因此生态环境建设已成为公路建设中十分重要的组成部分，成为公路总体规划设计水平及建设质量的一个重要标志。生态防护技术是综合运用各种生态措施、生物措施、农艺措施、管理措施将公路建设的破坏限制在最小范围内，降低到最小程度。而对于已造成的破坏采取最大可能的恢复措施，重建新的生态系统，并具备良好的安全防护与景观效果。

现有公路两侧沟渠通常采用硬质化的方法，采用水泥混凝土或砌片石结构。这种刚性结构的沟渠不具有自然渗水的功能，蓄水能力差，为横向或纵向直渠。混凝土结构不但不利于植物根部的扎入生长，而且对水体没有修复功能，不利于边坡整体景观的构建。

CN202031005U公开了一种生态排水沟，呈浅碟形分布，设置在非机动车道与机动车道之间，包括带边坡的沟体，所述沟体包括沟底，由所述边坡向所述沟底方向依次分为泄流区、缓冲区和渗流区，所述沟体的横断面由上至下依次为植被层、种植土层、碎石层和卵石层，各个所述断面分层之间用针刺土工布间隔分开，所述卵石层内设置有软式透水管。所述沟体纵向每隔30m～40m设有一座溢流井，所述溢流井的上端开口为溢流口，所述溢流口与所述溢流井底部的排水管连通，所述溢流井一侧与所述软式透水管相通。该实用新型对初期雨水处理效果好，具有生态环保效应。CN207201426U公开了一种城市绿地生态植草沟，属于市政工程技术领域，该城市绿地生态植草沟呈凹坑状设置在园林平台一侧，所述城市绿地生态植草沟从上至下依次包括植被层、沙石层、种植土层、透水土工布层、砾石层以及实土层，所述砾石层内设有透水管，透水管的末端连接有雨水收集井，所述透水管外壁覆盖有两层透水土工布。该城市绿地生态植草沟的过滤性好，能有效控制和削减进入受纳水体的径流污染负荷。

但上述方案均设置透水管道，增加排水成本，且边坡直接覆盖植被层，植被层与边坡贴合度差，植被生长受限。在坡面修筑排水沟渠，由于地基结构稳定性不佳，尤其是土夹石或填方堆积坡面，往往在坡体发生沉降或部分坍塌时，直接影响沟渠的完整性，出现断裂等现象，严重影响汛期坡面的导水与排水功能，导致坡体发生垮塌灾害，留有安全隐患。

因此，提供一种边坡高效排水且坡体结构稳定，渗透性好、过滤性强、能有效降低收纳水体径流污染负荷，同时经济美观的生态植草沟具有重要意义和广阔前景。

发明内容

针对现有技术的不足及实际的需求，本实用新型提供一种生态植草沟，有效储蓄和排泄雨水，过滤性强，减少对受纳水体的污染，经过植草沟渗透的降水可直接用于补充边坡植被层的水分，循环利用，坡体结构稳定，沟渠表面覆绿，修复坡面景观功能，具有广阔的应用前景和市场价值。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种生态植草沟，所述生态植草沟为下凹式的沟槽，所述植草沟的沟底从上到下依次包括植被层、种植土层、防渗层、砂砾层和碎石层；所述生态植草沟还包括设置在沟底两侧的第一沟壁和第二沟壁，第一沟壁和第二沟壁均设置生态棒，生态棒包括袋体和袋体包裹的种植土；生态棒表面覆盖有植被层。

本实用新型中，第一沟壁紧贴公路一侧，角度和高度均与公路边坡一致，第二沟壁角度自由设置，高度与公路旁土地一致，适应公路周边环境。本实用新型合理设置植被层、种植土层、防渗层、砂砾层和碎石层，配合生态棒堆砌沟壁适应边坡，贴合度高适应性好，结构稳定，渗水滤过效果好，有效缓解汛期压力，降低收纳水体污染。

优选地，所述生态棒的长度为1-5m，例如可以是1m、2m、3m、4m或5m。

优选地，所述生态棒的宽度为40-50cm，例如可以是40cm、41cm、42cm、 43cm、44cm、45cm、46cm、47cm、48cm、49cm或50cm。

优选地，所述生态棒的厚度为5-15cm，例如可以是5cm、6cm、7cm、8cm、 9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm或15cm。

优选地，所述袋体包括无纺布。

本实用新型中，所述袋体透气透光，利于蓄水，孔隙率适当，满足包裹土壤的需求。

优选地，所述第一沟壁和第二沟壁独立地包括3-8个堆砌的生态棒，例如可以是3层、4层、5层、6层、7层或8层。

优选地，所述第二沟壁的堆砌为垂直堆砌.

优选地，所述第一沟壁的边坡比为1:(2-3)，例如可以是1:2、1:2.2、1:2.5、 1:2.7、1:2.8或1:3。

本实用新型发现，通过生态棒的方式堆砌沟壁灵活性强，根据公路本来的边坡斜度，堆砌不同层数的生态棒，生态棒可形变适应公路边坡，在生态棒上覆盖种植层的贴合度高，且生态棒中富含种植土，利于植物生长繁育，促进景观美化，适用于任何路面边坡。

优选地，所述生态棒在第二沟壁的堆砌方式为垂直堆砌。

本实用新型发现，第二沟壁的生态棒采用垂直堆砌的方式可有效提高植草沟的蓄水滞水能力，水量小时可以有效将降水蓄积在沟底滋养植物，降水量大时有效防止降水外溢，将积水沿植草沟方向外排至沟尽头的排水沟。

优选地，所述植被层与生态棒通过U型钉固定连接。

优选地，所述U型钉每隔2-5m设置一个，例如可以是每隔2m、3m、4m 或5m设置一个。

本实用新型中，U型钉有效固定植被层与生态棒，提高初期植被层与边坡的贴合度，增加植物的存活率。

优选地，所述植被层包括植物和植被毯。

优选地，所述植物为紫穗槐、紫花苜蓿或地锦中的任一种或至少两种的组合，例如可以是紫穗槐和紫花苜蓿的组合，紫穗槐和地锦的组合，紫花苜蓿和地锦的组合，或紫穗槐、紫花苜蓿和地锦的组合。

优选地，所述植被毯包括椰丝、棕榈或农作物废料中的任一种或至少两种的组合，例如可以是椰丝和棕榈的组合，椰丝和农作物废料的组合，棕榈和农作物废料的组合，或椰丝、棕榈和农作物废料的组合。

本实用新型中，紫穗槐、紫花苜蓿或地锦等根系发达的植物配合椰丝、棕榈或农作物废料构成的植被毯，有效提高植物存活率，缩短植被层在边坡生存的过渡期。

优选地，所述种植土层的厚度为10-20cm，例如可以是10cm、11cm、12cm、 13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm或20cm。

优选地，所述种植土层和生态棒中的种植土按重量份数独立地包括壤土 20-30份、黄土1-10份、草木灰1-10份、枯树叶5-8份、石灰1-3份、固氮菌 0.1-2份、硝化细菌1-5份和木屑1-5份。

本实用新型中，种植土层所用种植土和生态棒中所用种植土均可由所述重量份数的组合物组成，且种植土层和生态棒的种植土的具体重量份数配比可相同也可不同，根据施工地质可进行相应调整，通过组合种植土和植被层，可有效渗透过滤降水，减少降水中的污染物对收纳水体的污染。

优选地，所述壤土的重量份数为20-30份，例如可以是20份、21份、22 份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份。

优选地，所述黄土的重量份数为1-10份，例如可以是1份、2份、3份、4 份、5份、6份、7份、8份、9份或10份。

优选地，所述草木灰的重量份数为1-10份，例如可以是1份、2份、3份、 4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份。

优选地，所述枯树叶的重量份数为5-8份，例如可以是5份、6份、7份或 8份。

优选地，所述石灰的重量份数为1-3份，例如可以是1份、1.5份、2份、 2.5份或3份。

优选地，所述固氮菌的重量份数为0.1-2份，例如可以是0.1份、0.2份、0.5 份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.6份、1.8份或2份。

优选地，所述硝化细菌的重量份数为1-5份，例如可以是1份、2份、3份、 4份或5份。

优选地，所述木屑的重量份数为1-5份，例如可以是1份、2份、3份、4 份或5份。

优选地，所述防渗层包括土工布。

本实用新型中，土工布不仅可以防止降水量大导致的水土流失，同时可以对植被层起到保温的作用，保护营养植被层，利于植被群落的形成，最大限度保蓄水土。

优选地，所述砂砾层的厚度为5-15cm，例如可以是5cm、6cm、7cm、8cm、 9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm或15cm。

优选地，所述砂砾的粒径不大于2cm，例如可以是0.1cm、0.3cm、0.5cm、 0.7cm、0.8cm、1.0cm、1.2cm、1.4cm、1.5cm、1.7cm、1.8cm、1.9cm或2cm。

优选地，所述碎石层的厚度为10-20cm，例如可以是10cm、11cm、12cm、 13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm或20cm。

优选地，所述碎石粒径不大于5cm，例如可以是2cm、2.3cm、2.5cm、2.8cm、 3cm、3.2cm、3.4cm、3.5cm、3.7cm、3.8cm、4cm、4.1cm、4.3cm、4.5cm、4.7cm、 4.9cm或5cm。

本实用新型中，组合使用砂砾和碎石层，可有效调整孔隙率，既能快速渗水又不引起水土流失，确保植草沟的结构稳定，导水与排水性能好。

优选地，所述生态植草沟的横截面为梯形，优选为直角梯形。

优选地，所述生态植草沟的沟底宽度为50-80cm，例如可以是50cm、52cm、 54cm、55cm、58cm、60cm、63cm、65cm、67cm、69cm、70cm、71cm、73cm、 74cm、75cm、77cm、79cm或80cm。

本实用新型中生态植草沟沟底的宽度是指第一沟壁和第二沟壁靠近种植土层的末端之间的距离，即生态植草沟横截面的下边长。

运行本实用新型所述生态植草沟时，雨水或其他来源的积水汇集到生态植草沟中，坡体的生态棒在汛期仍可保持植草沟的结构稳定性，将雨水引流至沟底，从沟的边坡流动至沟底过程中，生态棒可以有效蓄水；通过所述植被层的生物净化作用以及所述种植土层的初步过滤后，水体中的悬浮物、有机物等污染物被部分拦截降解，种植土层的细菌配合其他组分有效清除水体中的氮磷元素，经初步过滤的水体再经过防渗层、砂砾层和碎石层的进一步过滤后，较为干净澄清，实现降雨的安全排放，降低对收纳水体的污染；生态棒中蓄积的水量也可补充植被层所需水分，实现雨水的充分利用。

第二方面，本实用新型提供一种如第一方面所述的生态植草沟用于渗滤降水、排泄雨水径流或稳定边坡结构的用途。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型提供的生态植草沟可设置于道路或矿山边坡以及马道分级台阶上，用于汇集上边坡雨水径流，储蓄和排泄雨水，降雨径流滞纳于沟渠底部结构中，逐步缓慢下渗，渗水滤过效果好，TSS去除率达86％，TN去除率达 53％。TP去除率达65％，最终用于补充边坡植被的土壤含水量，实现降雨径流的全部吸收；

(2)本实用新型提供的生态植草沟合理设置植被层、种植土层、防渗层、砂砾层和碎石层，配合生态棒堆砌沟壁适应边坡，贴合度高适应性好，结构稳定，有效缓解汛期压力，降低收纳水体污染；

(3)本实用新型提供的生态植草沟减少水土流失的同时，还具有隔热保温的作用，保护营养植被层，利于植被群落的形成，最大限度保蓄水土，为微生物、植被和动物提供一个原生态环境。

附图说明

图1为实施例1提供的生态植草沟的横截面图。

其中1，植被层；2，种植土层；3，防渗层；4，砂砾层；5，碎石层；6，生态棒；7，U型钉；8，第一沟壁；9，第二沟壁；10，沟底。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案，但本实用新型并非局限在实施例范围内。

实施例1

一种生态植草沟，设置于某矿上边坡，所述生态植草沟为下凹式的沟槽，如图1所示，所述植草沟的沟底从上到下依次包括植被层1、种植土层2、防渗层3、砂砾层4和碎石层5；所述生态植草沟还包括第一沟壁8和第二沟壁9，两侧沟壁由生态棒6堆砌构成，生态棒的长为2m，宽度为40cm，厚为10cm，堆砌6层，第一沟壁8的边坡比为1:2.5，第二沟壁9垂直堆砌，所述生态棒6 包括无纺布和无纺布包裹的种植土；所述生态棒表面覆盖有植被层。所述植被层1与生态棒6通过U型钉7固定连接，每隔2m设置一个U型钉7。所述植被层1的植物包括紫穗槐和地锦，植被毯由椰丝和棕榈构成，所述种植土层2 厚度为15cm，所述种植土层2和生态棒6中的种植土按重量份数包括壤土25 份、黄土8份、草木灰5份、枯树叶6份、石灰1.5份、固氮菌1份、硝化细菌 3份和木屑3份。所述防渗层3为土工布，所述砂砾层4的厚度为10cm，砂砾粒径为1cm，所述碎石层5的厚度为15cm，碎石粒径为3cm。所述生态植草沟的横截面为直角梯形，生态植草沟的沟底10宽度为70cm。

运行本实施例所述生态植草沟时，雨水或其他来源的积水汇集到生态植草沟中，坡体的生态棒在汛期仍可保持植草沟的结构稳定性，将雨水引流至沟底，从沟的边坡流动至沟底过程中，生态棒可以有效蓄水；通过所述植被层1的生物净化作用以及所述种植土层2的初步过滤后，水体中的悬浮物、有机物等污染物被部分拦截降解，种植土层的细菌配合其他组分有效清除水体中的氮磷元素，经初步过滤的水体再经过防渗层3、砂砾层4和碎石层5的进一步过滤后，较为干净澄清，实现降雨的安全排放，降低对收纳水体的污染；生态棒中蓄积的水量也可补充植被层1所需水分，实现雨水的充分利用。

实施例2

一种生态植草沟，设置于某公路边坡，所述生态植草沟为下凹式的沟槽，所述植草沟的沟底从上到下依次包括植被层1、种植土层2、防渗层3、砂砾层 4和碎石层5；所述生态植草沟还包括第一沟壁8和第二沟壁9，两侧沟壁由生态棒6堆砌构成，生态棒的长为5m，宽度为50cm，厚为15cm，堆砌3层，第一沟壁8的边坡比为1:2，第二沟壁9垂直堆砌，所述生态棒6包括无纺布和无纺布包裹的种植土；所述生态棒表面覆盖有植被层。所述植被层1与生态棒6 通过U型钉7固定连接，每隔5m设置一个U型钉7。所述植被层1的植物包括紫穗槐和紫花苜蓿，植被毯由椰丝和农作物废料构成，所述种植土层2厚度为10cm，所述种植土层2和生态棒6中的种植土按重量份数包括壤土20份、黄土1份、草木灰1份、枯树叶5份、石灰1份、固氮菌0.1份、硝化细菌1份和木屑1份。所述防渗层3为土工布，所述砂砾层4的厚度为5cm，砂砾粒径为2cm，所述碎石层5的厚度为10cm，碎石粒径为5cm。所述生态植草沟的横截面为直角梯形，生态植草沟的沟底10宽度为50cm。

运行本实施例所述生态植草沟时，雨水或其他来源的积水汇集到生态植草沟中，坡体的生态棒在汛期仍可保持植草沟的结构稳定性，将雨水引流至沟底，从沟的边坡流动至沟底过程中，生态棒可以有效蓄水；通过所述植被层1的生物净化作用以及所述种植土层2的初步过滤后，水体中的悬浮物、有机物等污染物被部分拦截降解，种植土层的细菌配合其他组分有效清除水体中的氮磷元素，经初步过滤的水体再经过防渗层3、砂砾层4和碎石层5的进一步过滤后，较为干净澄清，实现降雨的安全排放，降低对收纳水体的污染；生态棒中蓄积的水量也可补充植被层1所需水分，实现雨水的充分利用。

实施例3

一种生态植草沟，设置于某马道边坡，所述生态植草沟为下凹式的沟槽，所述植草沟的沟底从上到下依次包括植被层1、种植土层2、防渗层3、砂砾层 4和碎石层5；所述生态植草沟还包括第一沟壁8和第二沟壁9，两侧沟壁由生态棒6堆砌构成，生态棒的长为1m，宽度为45cm，厚为5cm，堆砌8层，第一沟壁8的边坡比为1:3，第二沟壁9垂直堆砌，所述生态棒6包括无纺布和无纺布包裹的种植土；所述生态棒表面覆盖有植被层。所述植被层1与生态棒6 通过U型钉7固定连接，每隔3m设置一个U型钉7。所述植被层1的植物包括紫花苜蓿和地锦，植被毯由棕榈和农作物废料构成，所述种植土层2厚度为 20cm，所述种植土层2和生态棒6中的种植土按重量份数包括壤土30份、黄土 10份、草木灰10份、枯树叶8份、石灰3份、固氮菌2份、硝化细菌5份和木屑5份。所述防渗层3为土工布，所述砂砾层4的厚度为15cm，砂砾粒径为1.5cm，所述碎石层5的厚度为20cm，碎石粒径为4cm。所述生态植草沟的横截面为直角梯形，生态植草沟的沟底10宽度为80cm。

运行本实施例所述生态植草沟时，雨水或其他来源的积水汇集到生态植草沟中，坡体的生态棒在汛期仍可保持植草沟的结构稳定性，将雨水引流至沟底，从沟的边坡流动至沟底过程中，生态棒可以有效蓄水；通过所述植被层1的生物净化作用以及所述种植土层2的初步过滤后，水体中的悬浮物、有机物等污染物被部分拦截降解，种植土层的细菌配合其他组分有效清除水体中的氮磷元素，经初步过滤的水体再经过防渗层3、砂砾层4和碎石层5的进一步过滤后，较为干净澄清，实现降雨的安全排放，降低对收纳水体的污染；生态棒中蓄积的水量也可补充植被层1所需水分，实现雨水的充分利用。

实施例4

与实施例1相比，区别点在于，种植土全部为壤土，其他条件同实施例1。

对比例1

与实施例1相比，区别点在于，不使用生态棒，其他条件同实施例1。

对比例2

一种生态植草沟，为CN207201426U中实施例一中所述的生态植草沟。

模拟地表径流实验

人工模拟地表径流，将自来水中加入风干后的土壤，并添加适量葡萄糖、磷酸二氢钾、氯化铵和硝酸钾，模拟典型的地表径流，分别对实施例1-4与对比例1进行实验，待径流在植草沟中产流稳定后，过30min后取样测定样本中的水中悬浮物含量(TSS)、总氮量(TN)和总磷量(TP)，计算各指标的去除率，结果见表1。

表1植草沟的污染物平均去除率

	TSS/％	TN/％	TS/％
				实施例1	86	53	65
实施例2	84	51	63
				实施例3	85	50	63
实施例4	75	23	54
				对比例1	78	43	52
对比例2	72	40	43

由表1可知，比较实施例1与实施例4可以看出，本实用新型中种植土的配方配合植被层的植物，有助于提高植草沟的渗滤作用，显著提升植草沟对降水中氮元素的去除效果，降低对收纳水体的污染，TSS去除率达86％，TN去除率达53％。TP去除率达65％；比较实施例1与对比例1可知，生态棒对植草沟渗滤作用起积极影响；比较实施例1与对比例2可知，本实用新型合理设置植被层、种植土层、防渗层、砂砾层和碎石层，配合生态棒堆砌沟壁适应边坡，贴合度高适应性好，结构稳定，渗水滤过效果好，降低收纳水体污染。加大对植草沟的水力负荷，随着模拟降水冲击的增加，实施例1-4的植草沟结构稳定，无明显移位或坍塌，而对比例1-2出现不同程度的植被层移位，植草沟结构松动，由此可知，生态棒的设置显著提高植被层与边坡的贴合度，稳定结构，有效缓解汛期压力。

综上，本实用新型提供的生态植草沟结构稳定，适用于多种边坡路况，通过生态棒增加植被层与边坡的贴合度，渗透性好，能有效过滤雨水中的污染物，利用自然降雨补充植被层所需水量，蓄水滞水效果好，恢复自然景观，增加植被层存活率，具有重要意义和广阔前景。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细方法，但本实用新型并不局限于上述详细方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种生态植草沟，其特征在于，所述生态植草沟的沟底(10)从上到下依次包括植被层(1)、种植土层(2)、防渗层(3)、砂砾层(4)和碎石层(5)；

所述生态植草沟还包括设置在沟底(10)两侧的第一沟壁(8)和第二沟壁(9)，第一沟壁(8)和第二沟壁(9)均设置生态棒(6)，生态棒(6)包括袋体和袋体包裹的种植土；

所述生态棒(6)表面覆盖有植被层(1)。

2.根据权利要求1所述的生态植草沟，其特征在于，所述生态棒(6)的长度为1-5m。

3.根据权利要求1或2所述的生态植草沟，其特征在于，所述生态棒(6)的宽度为40-50cm；所述生态棒(6)的厚度为5-15cm；所述袋体包括无纺布。

4.根据权利要求1或2所述的生态植草沟，其特征在于，所述第一沟壁(8)和第二沟壁(9)独立地包括3-8个堆砌的生态棒(6)；所述第二沟壁(9)的堆砌为垂直堆砌；所述第一沟壁(8)的边坡比为1:(2-3)。

5.根据权利要求1或2所述的生态植草沟，其特征在于，所述植被层(1)与生态棒(6)通过U型钉固定连接；所述U型钉(7)每隔2-5m设置一个。

6.根据权利要求1或2所述的生态植草沟，其特征在于，所述种植土层(2)的厚度为10-20cm；所述防渗层(3)包括土工布。

7.根据权利要求1或2所述的生态植草沟，其特征在于，所述砂砾层(4)的厚度为5-15cm；所述砂砾的粒径不大于2cm。

8.根据权利要求1或2所述的生态植草沟，其特征在于，所述碎石层(5)的厚度为10-20cm；所述碎石粒径不大于5cm。

9.根据权利要求1或2所述的生态植草沟，其特征在于，所述生态植草沟的横截面为梯形；所述生态植草沟的沟底(10)宽度为50-80cm。

10.根据权利要求1或2所述的生态植草沟，其特征在于，所述生态植草沟的横截面为直角梯形。