CN210597231U - 一种可净化水质的生态透水坝 - Google Patents

Abstract

一种可净化水质的生态透水坝，包括坝体和坝体基座。坝体包括沿水流方向依次设置在坝体基座上的前坝体、中坝体、后坝体和盖板，前坝体和后坝体结构相同对称设置在中坝体的两侧，中坝体内填装具有水质净化功能的环境矿物材料形成净化层，盖板卡装在中坝体的顶部；坝体基座包括底板和翼缘板，底板和翼缘板为一个整体，底板沿水流方向的长度与坝体的底部宽度相匹配，翼缘板布置在底板的两侧，翼缘板的间距与坝体垂直水流方向的长度相匹配，翼缘板的高度与河岸的高度相匹配。本实用新型可以对河道水体进行净化，并且具有较好的截污能力，可以缓减上游污染物对下游河道水体的污染，具有治污效果好、构造简单、建造成本低和稳固耐久等优点。

Description

一种可净化水质的生态透水坝

技术领域

本实用新型涉及河流面源污染治理技术领域，具体涉及一种可净化水质的生态透水坝。

背景技术

面源污染主要发生在农村地区，人们的生活污水、各种养殖场的废水没经过集中处理，随意排放，特别是农药化肥的不合理使用，这些污染物随着雨水流进河流和湖泊而导致污染。除了农村地区外，城市也有面源污染，各种垃圾渗滤液、一些餐饮行业的随意排水、一些小企业违法偷排污水，虽说都是点源污染，但城市人口密集，这些点数量众多，连接起来，就成为污染严重的面源污染。面源污染最终会汇集到河流湖泊中，造成污染，根据这一特点，在其入口采取措施进行治理，或者将其引入另一个地方，比如支流，处理后再排入河流湖泊中。如今采用较多的就是人工湿地和前置库系统，但其均有缺陷，最大的缺陷就是下暴雨时，不能阻止暴雨径流，而最大的污染往往由暴雨径流带入河流湖泊。

生态透水坝能够拦截暴雨径流，坝体本身能对污染水体进行过滤、微生物分解等净化处理，因此早已被应用到面源污染的治理中。传统的生态透水坝是由不同级配的砾石堆砌而成，结构设计欠合理，本身不牢固，在水流拖曳力的作用下，前后坝体的骨料会发生滑移，导致坝面的崩塌，在渗透力的作用下，坝内的细集料会流失，导致坝体渗透系数增大，功能丧失。

实用新型内容

为了解决现有技术中的不足和缺陷，本实用新型提出一种构造简单、可治理污染、建造成本低的可净化水质的生态透水坝，适宜在中小河流面源污染治理工程中推广应用。

本实用新型的目的通过采用下述技术方案予以实现：

一种可净化水质的生态透水坝，包括坝体和坝体基座，所述坝体包括沿水流方向依次设置在坝体基座上的前坝体1、中坝体2、后坝体3和盖板4，所述坝体基座包括底板5和翼缘板6，所述前坝体1、中坝体2和后坝体3安装在底板5的顶面上，两侧与翼缘板6固定连接，所述前坝体1和后坝体3结构相同对称设置在中坝体2的两侧，所述盖板4设置在前坝体1和后坝体3之间、卡装在中坝体2的顶部将中坝体2封闭，所述前坝体1、后坝体3和盖板4均采用植生型多孔混凝土浇筑而成，所述中坝体2为由前坝体1、后坝体3、盖板4、底板5和翼缘板6围合形成的空心结构，所述中坝体2内填装有具有水质净化功能的环境矿物材料形成净化层。

进一步的，所述中坝体2内净化层的颗粒粒径沿水流流动方向逐级增大。

进一步的，所述坝体固定在坝体基座上，所述坝体基座包括底板5和翼缘板6，所述底板5沿水流方向的长度与坝体的底部宽度相匹配，底板5两端伸入河岸，前坝体1、中坝体2和后坝体3安装在底板5的顶面上，并且底板5在上下游侧各设有一道凸出前坝体1和后坝体3凸坎51，底板5的底面沿水流方向设有至少两道防滑凸榫52，翼缘板6布置在底板5的两侧与前坝体1、中坝体2和后坝体3两侧连接固定，每侧翼缘板6沿水流方向排布有至少两道扶肋61。

进一步的，所述底板5和翼缘板6为一个整体，由钢筋混凝土浇筑而成。

进一步的，所述环境矿物材料为石英、石榴石、海泡石、膨胀珍珠岩、明矾石、三水铝石、高岭石、蒙脱石或沸石。

进一步的，所述前坝体1和后坝体3上在常水位以上种植有挺水植物10层，常水位以下种植有沉水植物9层。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果及优点在于：

(1)本实用新型所述的生态透水坝不仅可以用于前置库系统中用于拦截污水，还可以直接建于河道上对污水进行净化处理。

(2)通过坝体基座底板底部设置的防滑凸榫可以提高坝体的抗滑稳定性，基座底板顶部设置的凸坎可以阻止上部坝体沿基座底板发生滑动；基座两侧的翼缘板可以起到护岸挡土的作用，翼缘板内侧设置的扶肋能提高翼缘板的整体强度。

(3)由植生型多孔混凝土浇筑而成的前、后坝体，不仅具有一定的抗压强度和抗冲刷能力，并且具有一定的连通孔隙率和植生性能，上、下游坝坡可根据污水处理的实际情况，在常水位以上种植挺水植物，常水位以下种植沉水植物。坝体可以利用其多孔、透水性能对污水中的悬浮物进行截留和过滤，坝体孔隙内外表面上形成的生物膜中生物种群较多，可以充分发挥生物膜的作用，降解水中的污染物质，坝体表面种植的水生植物能有效地吸收、积累、分解废水中的营养盐类和多种有机污染物，从而达到净化水质的效果。

(4)中坝体内填装具有水质净化功能的环境矿物材料形成净化层，上游受污染的水体经过前坝体的处理后渗入中坝体中的净化层，水流通过渗流的方式穿过净化层中分层填装的环境矿物材料，通过矿物表面的吸附作用、孔道过滤作用、离子交换作用及化学活性作用达到净化水体中污染物的效果；净化层的颗粒粒径沿水流方向逐级增加，可有效地防止净化层在渗透压力的作用发生管涌等渗透破坏的现象；中坝体顶部设有可拆装式盖板，运行期间可对坝体内的净化层进行更换或补充。

综上所述，本实用新型可以对河道水体进行净化，并且具有较好的截污能力，可以缓减上游污染物对下游河道水体的污染，具有治污效果好、构造简单、建造成本低和稳固耐久等优点，适宜在中小河流面源污染治理工程中推广应用。

附图说明

图1为生态透水坝结构示意图；

图2为生态透水坝平面布置图；

图3为生态透水坝立视图；

图4为生态透水坝剖视图；

图中：1-前坝体、2-中坝体、3-后坝体、4-盖板、5-底板、51-凸坎、52-防滑凸榫、6-翼缘板、61-扶肋、7-上游常水位线、8-下游常水位线、9-沉水植物、10-挺水植物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例，来详细说明一种可净化水质的生态透水坝的具体实施方式。

如图1～4所示，本实用新型的实施时段宜选在一年当中的枯水季节，在拟建河坝位置的上下游新建土石围堰，将水抽干，并在工程河段新开导流明渠将施工期的洪水引至下游河道；河底清基至设计底高程，若地基承载力不满足设计要求，需对地基采取换填或夯实等加固处理措施；基础开挖完成后，在拟建河坝位置采用钢筋砼整体浇筑坝体基座的底板5和翼缘板6，底板5沿水流方向的长度与坝体的底部宽度相匹配，底板5两端伸入河岸，底板5的顶面上下游侧各设有一道凸坎51，底板5的底面沿水流方向设有至少两道防滑凸榫52，翼缘板6布置在底板5的两侧，翼缘板6的间距与坝体垂直水流方向的长度相匹配，翼缘板6的高度与河岸的高度相匹配，每侧翼缘板6沿水流方向设有至少两道扶肋61；坝体基座浇筑完后3天便可脱模养护，养护完成后，在基座上采用植生型多孔混凝土支模浇筑前坝体1和后坝体3，前、后坝体采用分层浇筑插捣密实的方式制作，坝坡坡比取1:1～1:2，坝体需要满足28d抗压强度≥10MPa、连通孔隙率≥25％、抗冲流速≥4m/s的性能指标；待前、后坝体制作完成后，在中坝体2内分层填装具有水质净化功能的环境矿物材料形成净化层，实际选择所述净化层时，根据水体的污染程度，按照净化标准选择相应环境矿物材料作为净化层，可选择石英、石榴石、海泡石、膨胀珍珠岩、明矾石、三水铝石、高岭石、蒙脱石、沸石中的任意3～4种环境矿物材料，沿水流渗透的方向分层排布填装，每层环境矿物材料可采用透水隔板分隔，净化层的颗粒粒径沿水流方向应逐级增加，填装完成后在顶部铺设可拆装式盖板4，以便运行期间对净化层进行更换或补充；上、下游坝坡可根据污水处理的实际情况，在常水位以上种植挺水植物10，常水位以下种植沉水植物9，待植物成活后，拆除围堰，回填导流明渠，本实用新型正式投入运行。

可净化水质的生态透水坝的工作原理：上游河道受污染水体通过渗流的方式依次流经生态透水坝的前、中、后坝体排至下游河道，前、后坝体可以利用其多孔、透水性能对污水中的悬浮物进行截留和过滤，坝体孔隙内外表面上形成的生物膜中生物种群较多，可以充分发挥生物膜的作用，降解水中的污染物质，坝体表面种植的水生植物能有效地吸收、积累、分解废水中的营养盐类和多种有机污染物；中坝体内填装的具有水质净化功能的环境矿物材料通过矿物表面的吸附作用、孔道过滤作用、离子交换作用及化学活性作用共四个方面进行减污，从而达到净化水质的效果。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的实施方式并不局限于此，其他的任何未违背本实用新型的精神实质和原理下所作的改变或修饰，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可净化水质的生态透水坝，其特征在于：包括坝体和坝体基座，所述坝体包括沿水流方向依次设置在坝体基座上的前坝体(1)、中坝体(2)、后坝体(3)和盖板(4)，所述坝体基座包括底板(5)和翼缘板(6)，所述前坝体(1)、中坝体(2)和后坝体(3)安装在底板(5)的顶面上，两侧与翼缘板(6)固定连接，所述前坝体(1)和后坝体(3)结构相同对称设置在中坝体(2)的两侧，所述盖板(4)设置在前坝体(1)和后坝体(3)之间、卡装在中坝体(2)的顶部将中坝体(2)封闭，所述前坝体(1)、后坝体(3)和盖板(4)均采用植生型多孔混凝土浇筑而成，所述中坝体(2)为由前坝体(1)、后坝体(3)、盖板(4)、底板(5)和翼缘板(6)围合形成的空心结构，所述中坝体(2)内填装有具有水质净化功能的环境矿物材料形成净化层。

2.根据权利要求1所述的可净化水质的生态透水坝，其特征在于：所述中坝体(2)内净化层的颗粒粒径沿水流流动方向逐级增大。

3.根据权利要求1所述的可净化水质的生态透水坝，其特征在于：所述坝体固定在坝体基座上，所述坝体基座包括底板(5)和翼缘板(6)，所述底板(5)沿水流方向的长度与坝体的底部宽度相匹配，底板(5)两端伸入河岸，前坝体(1)、中坝体(2)和后坝体(3)安装在底板(5)的顶面上，并且底板(5)在上下游侧各设有一道凸出前坝体(1)和后坝体(3)凸坎(51)，底板(5)的底面沿水流方向设有至少两道防滑凸榫(52)，翼缘板(6)布置在底板(5)的两侧与前坝体(1)、中坝体(2)和后坝体(3)两侧连接固定，每侧翼缘板(6)沿水流方向排布有至少两道扶肋(61)。

4.根据权利要求3所述的可净化水质的生态透水坝，其特征在于：所述底板(5)和翼缘板(6)为一个整体，由钢筋混凝土浇筑而成。

5.根据权利要求1所述的可净化水质的生态透水坝，其特征在于：所述环境矿物材料为石英、石榴石、海泡石、膨胀珍珠岩、明矾石、三水铝石、高岭石、蒙脱石或沸石。

6.根据权利要求1所述的可净化水质的生态透水坝，其特征在于：所述前坝体(1)和后坝体(3)上在常水位以上种植有挺水植物(10)层，常水位以下种植有沉水植物(9)层。

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