CN220704425U - 一种生态净水型驳岸 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生态净水型驳岸，包括位于常水位以上的阶梯式净化模块和位于常水位以下的多孔仿生护坡；所述阶梯式净化模块为阶梯式结构，从迎水面至背水面依次为进水区、净化区和出水区；所述多孔仿生护坡位于所述阶梯式净化模块下方，为塔式凸起的矩阵结构。本实用新型通过层阶嵌入式的净化模块，使地表径流能充分渗入到生态净水型驳岸内部的填料区域，与填料充分接触，有效延长了污水的水力路径和停留时间，增加净化效率，填料净化后的水体由管道收集回流至水体中，大幅降低了初期雨水直接入河对水体造成的污染，多孔仿生护坡能够降低水体浊度，为水陆生物提供栖息、繁衍和避难场地。

Description

一种生态净水型驳岸

技术领域

本实用新型涉及水污染治理技术领域，特别是一种生态净水型驳岸。

背景技术

我国目前正处在城市化快速发展的阶段，城市的高速发展给水环境带了巨大的压力和挑战，近年来随着点源污染逐步得到治理，面源污染已成为当前城市水环境综合治理亟待解决的主要问题之一。在城市发生降雨后，雨水径流冲刷和溶解地表污染物进入水体。传统的驳岸方式主要是通过混凝土、浆砌石建造硬质直立式结构，虽然有较高的固土效能，但对地表径流产生的面源污染没有起到阻截作用，破坏了原本水陆交错带的生物栖息环境，大大减少了驳岸作为河湖缓冲带的净化效能。

20世纪80年代，德国、日本等国家提出了生态驳岸的技术概念，主要内容是恢复河岸自然特性，保证物种多样性及生态系统的稳定性。生态驳岸是指恢复自然河岸“可渗透性的”人工滨水驳岸，是对生态系统的认知和保证生物的多样性的延续，而采取的以生态为基础、安全为导向的工程方法，来减少对河流自然环境的破坏。生态驳岸的出现，相对于传统驳岸而言，恢复了驳岸的自然属性，将水体、驳岸、堤岸植被连成一体提供了适合生物生存和繁衍的空间，并具备对面源污染的拦截作用。

目前，市面上生态驳岸技术根据材料材质可分为自然植草缓坡、三维植被网护坡、防护林护岸、叠石驳岸、生态混凝土驳岸和生态袋驳岸等。这些技术以生态恢复和植被恢复为主导，对面源污染的拦截能力不足，普遍存在地表径流停留时间短、净化效率低、季节性影响等缺陷。因此设计一种能克服以上短板，保持生态驳岸特点的同时有效削减面源污染，保障河湖水环境安全的高效生态净水型驳岸具有重要意义。

实用新型内容

针对现有技术所存在的不足，本实用新型提供一种生态净水型驳岸，在保持生态驳岸特点的同时解决面源污染净化效率低的问题，能够快速、集中处理，具有更强的抗负荷冲击能力，使用年限长且能够兼具景观美化效果。

其解决问题的技术方案如下：

一种生态净水型驳岸，包括位于常水位以上的阶梯式净化模块和位于常水位以下的多孔仿生护坡；

所述阶梯式净化模块为包括若干层台阶的阶梯式结构，从迎水面至背水面依次包括进水单元、净化单元和出水单元，用于收集地表径流进行净化后再排入水体；

所述多孔仿生护坡位于所述阶梯式净化模块下方，包括基层和设于所述基层上方的仿生层，所述仿生层为塔式凸起的矩阵结构，为水陆生物提供栖息、繁衍和避难场地。

在本实用新型的一些实施方式中，所述进水单元包括进水槽，所述进水槽的入口设于台阶的踏步面和侧面，且入口方向朝上，槽底设有出口，所述出口与净化单元连通。

在本实用新型的一些实施方式中，所述净化单元包括设于台阶内部的填料区，填料总厚度低于对应台阶的层高，所述净化单元末端设有出水渠。

在本实用新型的一些实施方式中，所述出水单元设有主排水管，所述主排水管连通所述净化单元各层台阶的出水渠。

在本实用新型的一些实施方式中，所述基层包括碎石垫层和铺设在所述碎石垫层下的土工布；和/或，所述塔式凸起的矩阵结构由预制砼砌块拼接而成，所述预制砼砌块表面设有塔式凸起。

在本实用新型的一些实施方式中，所述阶梯式结构包括若干承重墙和嵌入式安装于承重墙之间的净化模块。

在本实用新型的一些实施方式中，所述承重墙为直角梯形，墙体采用厚混凝土轻集料砌块；和/或，相邻两座承重墙之间的距离为10～20m；和/或，相邻两座承重墙之间设有水平承重梁，所述净化模块置于所述水平承重梁上；和/或，所述净化模块四周墙体以及底板采用钢筋混凝土材料。

在本实用新型的一些实施方式中，所述台阶为3～5层，每层台阶的高度为50～80cm；和/或，所述台阶的放坡比例为1:1；和/或，所述台阶的坡面铺设有等六边形植草砖；和/或，所述阶梯式结构还包括设于最上层台阶顶端的顶板。

在本实用新型的一些实施方式中，所述填料选自砾石、陶粒、火山岩、玻璃轻石中任一种；和/或，所述填料区铺设有3～4层填料；和/或，所述出水渠为长方体箱涵结构，所述箱涵结构一端封堵，另一端通过支管连接出水单元的主排水管；和/或，所述主排水管自上而下呈“L”型，主排水管出口与常水位面平齐。

在本实用新型的一些实施例中，所述塔式凸起的塔顶设有中空部分。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的生态净水型驳岸，阶梯式净化模块通过阶梯嵌入式的设计，使地表径流能充分渗入到生态净水型驳岸内部的填料区域，与填料充分接触实现净化，有效延长了污水的水力路径和停留时间，增加净化效率，填料净化后的水体由管道收集回流至水体中，大幅降低了初期雨水直接入河对水体造成的污染，解决了现有生态驳岸对面源污染拦截能力不足的问题。

2、本实用新型提供的生态净水型驳岸通过阶梯式结构设计，使暴雨期间的地表径流产生跌水效果，进行自然充氧曝气，为水体复氧，降低河、湖厌氧化的风险；分层填料结构，可以有效的收集与贮存雨水，起到了海绵城市雨水收集净化作用；分层嵌入式结构的设计在后期维护和填料更换上更加便利，需要维护时将单体净化模块拉出进行填料更换和清理。

3、本实用新型提供的生态净水型驳岸水下部分的多孔结构有效提高了驳岸的粗糙率，在水体波浪产生或水平面变动时，水中悬浮物会沉淀或吸附在多孔结构中，从而降低浊度；水下部分的多孔结构可以为水生动物提供产卵、避难和觅食的场所，并为水生动物尤其是底栖动物提供丰富的食物，提升水生动物数量，丰富生物多样性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中生态净水型驳岸的立体结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中生态净水型驳岸的俯视结构示意图(不含净化模块)。

图3为本实用新型一实施例中生态净水型驳岸的正视结构示意图(不含净化模块)。

图4为本实用新型一实施例中塔式凸起的矩阵结构预制砼砌块的立体结构示意图。

图5为本实用新型一实施例中塔式凸起的矩阵结构预制砼砌块的侧视结构示意图。

图6为本实用新型一实施例中塔式凸起的矩阵结构预制砼砌块的俯视结构示意图。

附图标记：

1-阶梯式净化模块；2-多孔仿生护坡；11-进水单元；111-进水槽；112-植草砖；12-净化单元；121-填料区；122-出水渠；13-出水单元；131-主排水管；131a-主排水管出口；132-支管；14-承重墙；16-水平承重梁；17-顶板；21-基层；22-仿生层；221--预制砼砌块；221a-塔式凸起；221b-中空部分。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型提供的生态净水型驳岸，参考图1，包括位于常水位以上的阶梯式净化模块1和位于常水位以下的多孔仿生护坡2；

所述阶梯式净化模块1为包括若干层台阶的阶梯式结构，从迎水面至背水面依次包括进水单元11、净化单元12和出水单元13，用于收集地表径流进行净化后再排入水体；

所述多孔仿生护坡2位于所述阶梯式净化模块1下方，包括基层21和设于所述基层21上方的仿生层22，所述仿生层22为塔式凸起的矩阵结构，为水陆生物提供栖息、繁衍和避难场地。

本实用新型提供的生态净水型驳岸，参考图1，降雨初期的地表径流进入河、湖时，与常水位以上的阶梯式净化模块1接触，首先地表径流漫流至迎水面的进水单元11进入阶梯式净化模块1，避免地表径流直接进入河、湖，造成污染；由于阶梯设计，漫流过程产生跌水效果，对地表径流进行自然充氧曝气，之后水体渗入净化单元12，能够被有效收集与贮存，与填料充分接触实现净化，净化后的水体经出水单元13回流至河湖中；位于常水位以下的多孔仿生护坡2，其仿生层22的多孔结构提高了驳岸的粗糙率，在水体波浪产生或水平面变动时，水中悬浮物会沉淀或吸附在多孔结构中，从而降低浊度，仿生层22也为水生动物提供产卵、避难和觅食的场所，并为水生动物尤其是底栖动物提供丰富的食物，提升水生动物数量，丰富生物多样性。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1，所述进水单元11包括进水槽111，所述进水槽111设于台阶的踏步面和侧面，且入口方向朝上，槽底设有出口，所述出口与净化单元12连通，地表径流由入口漫流至进水槽111后由出口流入净化单元12，对地表径流起到调节缓冲和沉淀作用。优选实施例中，所述进水槽111的槽宽为8～12cm，槽深与对应台阶的层高一致，槽底出口高度为5cm。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1和图2，所述净化单元12包括设于台阶内部的填料区121，填料总厚度低于对应台阶的层高，所述净化单元12末端设有出水渠122，流入净化单元12的水体与填料区121铺设的多层填料充分接触实现净化，有效延长了污水的水力路径和停留时间，增加净化效率，净化单元12的出水采用溢流的方式流入出水渠122。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1～图3，所述出水单元13设有主排水管131，所述主排水管131连通所述净化单元12各层台阶的出水渠122，汇集净化后的水体由驳岸底端排入河、湖。在优选实施例中，所述主排水管131采用DN200的PE管。

在本实用新型的一些实施例中，所述基层21包括碎石垫层和铺设在所述碎石垫层下的土工布，在优选实施例中，所述碎石垫层的厚度为100mm。

在本实用新型的一些实施例中，所述塔式凸起的矩阵结构由预制砼砌块221拼接而成，所述预制砼砌块221结构如图4～图6所示，若干预制砼砌块按照矩阵分布铺设形成矩阵结构，所述预制砼砌块221表面设有塔式凸起221a。在本实用新型的一些优选实施例中，如图4～图6所示，所述塔式凸起221a的塔顶设有中空部分221b，所述中空部分221b具有消浪作用，也可以作为底栖动物的生存繁衍场所，在优选实施例中，所述预制砼砌块厚120mm。

在本实用新型的一些实施例中，如图2和图3所示，所述阶梯式结构包括若干承重墙14和嵌入式安装于承重墙之间的净化模块，分层嵌入式结构的设计在后期维护和填料更换上更加便利，需要维护时将单体净化模块拉出进行填料更换和清理。

在本实用新型的一些实施例中，所述承重墙14为直角梯形，墙体采用厚混凝土轻集料砌块，墙顶底边宽度可根据生态驳岸尺寸调整，在优选实施例中，所述墙体的厚度为200mm。在本实用新型的一些实施例中，相邻两座承重墙14之间的距离为10～20m。在本实用新型的一些实施例中，相邻两座承重墙14之间设有水平承重梁16，所述净化模块置于所述水平承重梁16上，实现与生态驳岸嵌入式连接，所述水平承重梁的位置可根据净化模块的数量和台阶层高调整。在本实用新型的一些实施例中，所述净化模块四周墙体以及底板采用钢筋混凝土材料，在优选实施例中，所述净化模块墙体厚度为150mm，底板厚度为200mm，采用C30砼条形基础。

在本实用新型的一些实施例中，所述台阶为3～5层，每层台阶的高度为50～80cm；所述台阶的放坡比例为1:1，坡度根据防洪需要调整。在本实用新型的一些实施例中，所述台阶的坡面铺设有等六边形植草砖112，砖内播种小型灌木和矮草，如紫苜蓿、猫尾草、三叶草等，不仅景观性好，且能够依靠植物根系的吸收、转化、拦截作用，减少地表径流中携带的污染物质。在本实用新型的一些实施例中，所述阶梯式结构还包括设于最上层台阶顶端的顶板17。

在本实用新型的一些实施例中，所述填料选自砾石、陶粒、火山岩、玻璃轻石中任一种，采用高比表面积、高孔隙率的填料，能够依靠其特性充分发挥对污染物的吸附净化作用。在本实用新型的一些实施例中，所述填料区121铺设有3～4层填料，优选地，相邻两层的填料种类不同，分层填料结构，可以有效的收集与贮存雨水，起到了海绵城市雨水收集净化作用。在优选实施例中，单层填料厚度为100～200mm，填料总厚度低于层高5cm。在本实用新型的一些实施例中，所述出水渠122为长方体箱涵结构，所述箱涵结构一端封堵，另一端通过支管132连接出水单元13的主排水管131，在优选实施例中，所述出水渠122的渠底斜率为0.01，便于净化单元12出水流入主排水管131。在本实用新型的一些实施例中，所述主排水管131自上而下呈“L”型，主排水管出口131a与常水位面平齐，将净化后的出水汇集导入河、湖水体。

本实用新型生态净水型驳岸安装前，应对项目区域的年径流量、降雨量、排洪要求以及水文水利数据等现场情况进行实地勘测。根据设计要求确定生态驳岸的安装位置和高度，按照规格要求对原驳岸进行坡面清理和土方开挖，将坡面对施工有碍的障碍物清理或转移，清理坡面开口线以上原始边坡的接触面，清除坡表面的杂草、落叶枯枝、浮土浮石等；土方开挖的宽度和深度按要求进行放线定位，根据整体结构坡度和高度预留净化模块的安装空间。

承重墙14砌筑：承重墙14的墙体部分采用座浆法分层砌筑，铺浆厚度宜为3～5cm，用砂浆填满砌缝，砌缝内砂浆采用扁铁插捣密实。上下层砌石错缝砌筑；砌体外露面平整美观，外露面上的砌缝预留约4cm深的空隙，以备勾缝处理；基础部分先将砌块堆在样线处，修去不平之处，再座浆，砌块石，在缝处用浆填塞紧，对两砌块间进行灌浆填实。

净化模块及水平承重梁16制作方法：采用木模板，内外模板设置对拉止水螺栓，钢筋加工由车间制作成型后进行绑扎，混凝土由现场拌制，混凝土需连续一次浇筑完成，水平施工缝采用止水钢板处理。净化模块内部的防水处理采用水泥砂浆五层做法。

多孔仿生护坡2制作方法：先在目标水域设置挡水围堰，围堰砌筑完成并无明显漏水后，使用潜水泵进行抽水，清理河底淤泥，挖土至驳岸基础垫层底标高，回填碎石垫层，浇筑C20混凝土，振捣密实，确保表面平整，按照矩阵分布要求铺设预制砼砌块221。

净化模块安装及岸坡植物种植：将制作好的净化模块嵌入驳岸内，由下至上依次安装，分层铺设填料，预埋主排水管131并与出水渠122连接，最上层净化模块安装完毕后进行封顶，回填土并铺设草皮，安装完毕后在台阶坡面植草砖112内播撒草种。

工作原理：本实用新型提供的生态净水型驳岸常水位以上借鉴水平潜流人工湿地，在驳岸内部镶嵌填料区，使阶梯式驳岸的迎水面收集到的地表径流分别进入各层的填料区，净化后的水体由末端出水管道汇集进入河湖；常水位以下采用多孔仿生结构，模拟水底表面，为底栖动物提供栖息和觅食场所。参考图1～图3，降雨初期的地表径流进入河、湖时，与常水位以上的阶梯式净化模块1接触，首先地表径流漫流至生态净水型驳岸迎水面的进水单元11，通过进水槽111朝上的入口进入进水槽111，之后通过进水槽111槽底的出口流入净化单元12，净化单元12包括填料区121，填料区铺设有3～4层填料，填料对水体中的污染物进行吸附，水体通过在净化单元12与填料充分接触实现净化，净化后的水体溢流至出水渠122，出水渠122经支管132与出水单元的主排水管131连通，主排水管131呈“L”型分别将各层出水渠的出水收集一并经底部的主排水管出口131a导入河、湖中；位于常水位以下的多孔仿生护坡2，其仿生层22为塔式凸起的矩阵结构，由若干预制砼砌块221拼接而成，具有多孔结构，多孔结构提高了驳岸的粗糙率，在水体波浪产生或水平面变动时，水中悬浮物会沉淀或吸附在多孔结构中，从而降低浊度，塔式凸起的矩阵结构具有高孔隙率、多仿生巢穴、多生物生长带、多流速变化的特点，为底栖动物和其他两栖类动物提供了栖息、繁衍和避难场地，也是陆上昆虫、鸟类的觅食、繁衍场所；预制砼砌块221表面设有塔式凸起221a，塔式凸起221a的塔顶设有中空部分221b，中空部分221b为鱼苗产卵、幼鱼避难和觅食提供了环境，形成一个水陆复合型生物共生的生态系统。

后期维护：通过观察进水槽111的下水情况，初步判断内部填料是否堵塞。若遇到填料堵塞，分层将净化模块拉出，将内部填料翻耕冲洗或者更换。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生态净水型驳岸，其特征在于，包括位于常水位以上的阶梯式净化模块(1)和位于常水位以下的多孔仿生护坡(2)；

所述阶梯式净化模块(1)为包括若干层台阶的阶梯式结构，从迎水面至背水面依次包括进水单元(11)、净化单元(12)和出水单元(13)，用于收集地表径流进行净化后再排入水体；

所述多孔仿生护坡(2)位于所述阶梯式净化模块(1)下方，包括基层(21)和设于所述基层(21)上方的仿生层(22)，所述仿生层(22)为塔式凸起的矩阵结构，为水陆生物提供栖息、繁衍和避难场地。

2.根据权利要求1所述的生态净水型驳岸，其特征在于，所述进水单元(11)包括进水槽(111)，所述进水槽(111)的入口设于台阶的踏步面和侧面，且入口方向朝上，槽底设有出口，所述出口与净化单元(12)连通。

3.根据权利要求1所述的生态净水型驳岸，其特征在于，所述净化单元(12)包括设于台阶内部的填料区(121)，填料总厚度低于对应台阶的层高，所述净化单元(12)末端设有出水渠(122)。

4.根据权利要求3所述的生态净水型驳岸，其特征在于，所述出水单元(13)设有主排水管(131)，所述主排水管(131)连通所述净化单元(12)各层台阶的出水渠(122)。

5.根据权利要求1所述的生态净水型驳岸，其特征在于，所述基层(21)包括碎石垫层和铺设在所述碎石垫层下的土工布；和/或，所述塔式凸起的矩阵结构由预制砼砌块(221)拼接而成，所述预制砼砌块(221)表面设有塔式凸起(221a)。

6.根据权利要求1所述的生态净水型驳岸，其特征在于，所述阶梯式结构包括若干承重墙(14)和嵌入式安装于承重墙之间的净化模块。

7.根据权利要求6所述的生态净水型驳岸，其特征在于，所述承重墙(14)为直角梯形，墙体采用厚混凝土轻集料砌块；和/或，相邻两座承重墙(14)之间的距离为10～20m；和/或，相邻两座承重墙(14)之间设有水平承重梁(16)，所述净化模块置于所述水平承重梁(16)上；和/或，所述净化模块四周墙体以及底板采用钢筋混凝土材料。

8.根据权利要求1所述的生态净水型驳岸，其特征在于，所述台阶为3～5层，每层台阶的高度为50～80cm；和/或，所述台阶的放坡比例为1:1；和/或，所述台阶的坡面铺设有等六边形植草砖（112）；和/或，所述阶梯式结构还包括设于最上层台阶顶端的顶板(17)。

9.根据权利要求4所述的生态净水型驳岸，其特征在于，所述填料选自砾石、陶粒、火山岩、玻璃轻石中任一种；和/或，所述填料区(121)铺设有3～4层填料；和/或，所述出水渠(122)为长方体箱涵结构，所述箱涵结构一端封堵，另一端通过支管(132)连接出水单元(13)的主排水管(131)；和/或，所述主排水管(131)自上而下呈“L”型，主排水管出口(131a)与常水位面平齐。

10.根据权利要求5所述的生态净水型驳岸，其特征在于，所述塔式凸起(221a)的塔顶设有中空部分(221b)。