CN110016886B - 河道近自然生态堤岸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河道近自然生态堤岸，以河道边坡土层为基础修整形成边坡土基层作为基础，边坡土基层包含沿河道方向延伸的斜面、底部立面和上部平面，在边坡土基层的上部平面、斜面和底部立面铺设土工膜。本发明通过在表层土壤层底部增设上下贯穿的纤维层和上下贯穿的砾石料渗滤层，利用砾石料渗滤层将收集的雨水通过渗滤方式收集至底部的积水区内以利于储水，在雨季该堤岸能够收集足够多的雨水资源储存。在确保河道护坡底层有充足水资源的调节下，能够顺利实现自然生态改造目的。

Description

河道近自然生态堤岸

技术领域

本发明属于河道生态建设技术领域，具体涉及一种对河道护堤进行层次改造，使其利于储水和提水功能从而适合生态改造的护堤。

背景技术

传统的河道护坡技术主要采用浆砌片石护坡和孔洞型护坡，这些都隔绝了原有的生态环境，背离了生态自然的规律，不利于河道的生态修复。为满足城市发展需要的高强度人类活动使土地利用方式发生改变，相当比例的软性透水性下垫面被不透水表面所覆盖，雨水径流量增加，雨水资源流失严重导致区域内缺水严重，不利于生态建设。另一方面，传统的城市排水系统设计是以雨水的尽快排除为根本出发点，这种设计方式存在诸多弊端，不能实现雨洪资源的合理利用。而且，我国大部分城市的雨水径流污染较为严重，地表径流经城市河道岸边排水口直接排入受纳水体，已成为城市河道水质恶化的重要因素。城市河道水体，作为城市的重要组成部分，对城市居民生活生产都有巨大的影响。当今的城市河道水体，多数都受到了不同程度的污染，使城市的生态环境建设更加艰巨。再者，目前河道护坡都采用浆砌片石护坡不利于雨水保持，然而单纯进行河道护坡绿化也不适合水资源长期保持，又缺乏足够的灌溉条件，容易造成护坡退化和生态破坏问题，进而造成护坡水土流失而影响护坡稳定性问题出现。

发明内容

本发明针对目前河道护坡因边坡含水能力差而不适合绿化的问题，以及采用简单的浆砌片石护坡又不利于河道生态化问题，提供一种通过对河道护坡基层进行改造，使其具有充分含水功能和雨洪资源利用功能的河道堤岸，从而实现河道近自然生态建设目的。

本发明通过如下技术方案予以实现：一种河道近自然生态堤岸，以河道边坡土层为基础修整形成边坡土基层作为基础，边坡土基层包含沿河道方向延伸的斜面、底部立面和上部平面，在边坡土基层的上部平面、斜面和底部立面铺设土工膜。

在底部立面土工膜外侧区域水平铺设砼框体，砼框体底部有多个砼立板支撑，各砼立板上分别设有通孔，砼框体表面有密布的孔排，砼框体内部存在的空间作为积水区，主要用作收集雨水资源。

在所述砼框体上侧以及在斜面土工膜和上部平面土工膜上侧铺设有砾石料渗滤层，形成沿河道的斜面形状。在砾石料渗滤层上侧铺设有纤维层，亦形成沿河道的斜面形状。其中，底部纤维层厚度大于上部纤维层，底部纤维层位于所述砼框体侧部或内部并涉水，作为涉水纤维层。又在各纤维层的上侧铺设表层土壤层形成沿河道的斜面形状。表层土壤层种植草本植物或树木形成绿化区。

河床底基的两侧边连接有边坡护砌，边坡护砌至少有部分区域设置护砌穿孔，所述涉水纤维层位于护砌穿孔内或从护砌穿孔内引出，生态堤岸顶部分布的地井通过管道引流至砾石料渗滤层内。

进一步地，在表层土壤层上侧铺设空心砖面层，空心砖面层的空隙中种植草本植被形成绿化层，空心砖面层环形区域内种植树木形成绿化林区。

在砾石料渗滤层的顶部区域间隔铺设有多个混凝土板支撑板组形成缓冲积水池，地井通过管道引流至缓冲积水池，砾石料渗滤层的一侧位于缓冲积水池内，砾石料渗滤层表面用固定网压紧固定。凝土板支撑板组包括上下两个凝土板支撑板，其间通过砼立柱支撑固定，上下凝土板支撑板之间的区域形成缓冲积水池。

又在生态堤岸的斜面中部沿河道走向设置有梯级缓冲池，梯级缓冲池含有上下侧壁，相邻梯级缓冲池通用一个侧壁，各侧壁底部含有砼板穿孔，从而是相邻梯级缓冲池的底部相互贯通，每个梯级缓冲池内从上向下依次分别表层土壤层、纤维层和砾石料渗滤层，其中至少有纤维层和砾石料渗滤层通过砼板穿孔上下贯穿。

本发明的有益效果：本发明通过在表层土壤层底部增设上下贯穿的纤维层和上下贯穿的砾石料渗滤层，利用砾石料渗滤层将收集的雨水通过渗滤方式收集至底部的积水区内以利于储水，在雨季该堤岸能够收集足够多的雨水资源储存。其中纤维层具有较强的含水功能，能够吸收水份并为表层植被提供持续生长所需供水，纤维层成分以含氟类纤维为主，还有某些芳杂环类纤维及无机纤维。纤维层能够将底层的积水通过毛细管路吸附提升，从而能够在旱季持续为护坡表层的植被持续补水。从而达到平衡雨季和旱季水资源的作用，使雨季和旱季用水尽可能平均分配给植被层。雨季时候多余雨水沿砾石料渗滤层向下渗滤过程中，由于纤维层位于砾石料渗滤层上侧，所以能够使纤维层直接吸收充足的水份。在确保河道护坡底层有充足水资源的调节下，能够顺利实现自然生态改造目的。

本发明将底部的涉水纤维层与河道水接触后，能够在任何时刻将河水通过纤维层向上引流至护坡表层的植被持续补水。同时河道内水生动物能够借助于边坡护砌的穿孔进入纤维层及积水区内，为水生动物提供特殊生存空间，达到动植物协调发展，逐渐改造河道生态的作用。

本发明通过砾石层和纤维层的过滤和吸附作用，植物根系净化雨水径流污染，改善了入河径流水质。其中，雨水径流中的多数悬浮颗粒污染物和部分溶解态污染物能到有效去除，亦可去除部分重金属离子、病原体等。

本发明综合运用生态学原理、结合梯级缓冲池的应用，能够与城市雨水管网末端对接，具有良好的净化效果和景观效果，实现生态多维滞留系统，直接减少径流入河的风险。

附图说明

图1是本发明河道堤岸的剖面视图。

图2是图1中A部放大结构示意图。

图3是图1中B部放大结构示意图。

图4是图1中C-C剖面结构示意图。

图5是图2中池壁的正面结构示意图。

图6是图1中砼框体的立体结构示意图。

图中标号：1为边坡土基层，2为河床底基，3为边坡护砌，4为混凝土板支撑板，5为缓冲积水池，6为土工膜，7为砼立柱，8为固定网，9为管道，10为地井，11为砾石料渗滤层，12为砼框体，13为通孔，14为孔排，15为上部纤维层，16为涉水纤维层，17为表层土壤层，18为空心砖面层，19为草本植被绿化层，20为耐旱树种，21为耐湿树种，22为梯形区绿化带，23为梯级缓冲池，24为马道，25为护砌穿孔，26为砼板穿孔，27为砼立板。

具体实施方式

本实施例通过对河道堤岸进行改造，使之成为近自然生态堤岸，其采用的方式按照施工顺序，首先以河道边坡土层为基础修整形成边坡地基层作为基础，边坡土基层被修整为近似梯形结构，如图1所示，边坡土基层1包含沿河道的斜面和底部立面及上部平面。同时在边坡土基层的上部平面、斜面和底部立面铺设土工膜6，利用土工膜隔离边坡土基层，确保边坡土基层结构稳定。

在底部立面土工膜外侧区域水平铺设砼框体12，如图6所示的砼框体底部有多个砼立板支撑，各砼立板上分别设有通孔13，砼框体（面板）表面有密布的孔排14，砼框体内部存在的空间作为积水区。在所述砼框体上侧或周边铺设有砾石料渗滤层11，孔排上可以直接铺设砾石料渗滤层，或者铺设支撑网片后再铺设砾石料渗滤层。同时在斜面土工膜和上部平面土工膜上侧铺设有砾石料渗滤层，形成沿河道的斜面形状。

在砾石料渗滤层上侧铺设有纤维层15，亦形成沿河道的斜面形状。纤维层成分以含氟类纤维为主，还有某些芳杂环类纤维及无机纤维。如图1所示，底部纤维层厚度大于上部纤维层，底部纤维层位于所述砼框体侧部或内部并涉水，作为涉水纤维层，在各纤维层的上侧铺设表层土壤层形成沿河道的斜面形状。

以在边坡土基层铺设多层构造后形成了如图3所示的边坡层次结构。表层土壤层种植草本植物或树木形成绿化区。利用纤维层的透水作用，能够实现上下均衡补水的功能功能。当雨季时，通过雨水收集管道进入护坡砾石层下方，通过砾石层初步过滤后进入纤维层内。积水随纤维层向下可贯穿护坡的斜面区域和多级生态净化滞留池内部，只有多余且被净化的雨水通过纤维层进入河道，所以，能利用滞留空间对雨水提供暂时的储存来减缓雨水径流直接排入受纳水体的污染负荷。在旱季时，利用整体纤维层的虹吸作用，纤维层底层可以吸附河水并提升河水至整个护坡绿化带，从而达到滋润护坡植被满足排水净化要求。可见，本发明的生态护坡可以实现雨季与旱季的积水互换的效果，从而延长了护坡的使用寿命。而且，本发明充分与河道岸边结合，具有良好的景观效果，充分体现了生态建设理念。

实施例2：在实施例1基础上，本实施例又在河床底基的两侧边连接有边坡护砌3，边坡护砌至少有部分区域设置护砌穿孔。将涉水纤维层位于护砌穿孔内或从护砌穿孔内引出，生态堤岸顶部分布的地井通过管道引流至砾石料渗滤层内。将底部的涉水纤维层与河道水接触后，能够在任何时刻将河水通过纤维层向上引流至护坡表层的植被持续补水。同时河道内水生动物能够借助于边坡护砌的穿孔进入纤维层及积水区内，为水生动物提供特殊生存空间，达到动植物协调发展，逐渐改造河道生态的作用。

本实施例在满足行洪排涝要求的基础上，保证河道岸边稳定，防止水土流失。它是一个开放式的平衡系统，不断与周围生态系统进行物质交换。是一个动力式的系统，水流对岸边有冲刷作用，岸边对水流有滞留作用，岸边生态系统是地表水与地下水交换的媒介。

实施例3：在实施例1基础上，表层土壤层上侧铺设空心砖面层18，空心砖面层的空隙中种植草本植被形成绿化层19，空心砖面层环形区域内种植树木形成绿化林区。

实施例4：在实施例1基础上，在砾石料渗滤层的顶部区域间隔铺设有多个混凝土板支撑板组形成缓冲积水池5，如图4所示，地井通过管道引流至缓冲积水池，砾石料渗滤层的一侧位于缓冲积水池内，砾石料渗滤层表面用固定网压紧固定。缓冲积水池能够暂存较多雨水，适合雨季降雨量较大时的雨水存储。

实施例5：在实施例1基础上，在生态堤岸的斜面中部沿河道走向设置有梯级缓冲池23，如图2所示，梯级缓冲池含有上下侧壁，相邻梯级缓冲池通用一个侧壁，各侧壁底部含有砼板穿孔26如图5所示，从而是相邻梯级缓冲池的底部相互贯通，每个梯级缓冲池内从上向下依次分别表层土壤层、纤维层和砾石料渗滤层，其中至少有纤维层和砾石料渗滤层通过砼板穿孔上下贯穿。利用梯级缓冲池能够提高护坡稳定性，以及在降雨量较大时合理径流的作用，而且能够过滤和吸附地表冲刷的浮沉物，防止其入河道。本实施例能进一步改善雨水径流水质实现城市雨洪管理，其梯级缓冲池具有重要作用。梯级缓冲池主要通过填料的过滤与吸附作用，以及植物根系的吸收作用来净化雨水，由于其能将雨水暂时储存而后慢慢渗入周围土壤，因此可以削减地表雨水的洪峰流量。梯级缓冲池一般下凹10～30cm，表面种植植物，其填料自上而下通常依次为覆盖物、土壤、粗砂和砾石，底部一般设有排水系统。另外，该系统通常还包括进水和溢流等附属设施。梯级缓冲池具有对建设、管理技术要求较低、运行能耗小等优点。

现有滞留系统多来源于LID及BMPs，应用于公路边及花园等地，但是布设形式过于传统单一，过水效果差，处理能力不足，若未设计合理，长时间应用后无人打理，造成填料易堵塞板结，植物荒废，未能达到开发LID和BMPs时所想要达到的效果，且很少见到滞留系统应用于河道岸边治理雨水排水、汇集道边雨水及自然降雨。本发明梯级缓冲池是整个河道生态系统的一个子系统，与其他生态系统之间是互相协调、协同发展的，其生态功能好坏直接影响其他生态子系统功能的发挥。

实施例6：河道生态护坡包括河床砌石墙和堤岸护坡，在堤岸护坡的斜面区域设置多级生态净化滞留池，在堤岸护坡上侧设置雨水汇流通道，雨水汇流通道与多级生态净化滞留池底部连通，在堤岸护坡的斜面区域内部设有与斜面的斜度近似一致的生态护砌层，在生态护砌层的上侧自下而上依次铺设砾石层、纤维层、土壤层和透水铺砖层，在多级生态净化滞留池内自下而上依次铺设砾石层、纤维层和土壤层；相邻生态净化滞留池之间的砾石层或纤维层通过贯穿通孔相互连通，从而使上下各纤维层相互贯穿连通，并且最下侧的纤维层贯穿河床砌石墙预留的通孔后与河水接触；最上侧的生态净化滞留池的底部与所述雨水汇流通道连通。

雨水汇流通道的上侧管壁设置有透水孔并覆盖有透水网，透水网上侧为砾石层。

自所述堤岸护坡下侧设置有污水通道，地表污水排放管与污水通道连通。在污水通道内安装污泥泵，污泥泵的进口通过污泥管道连通于河床底层。

由以上各实施例可知，本发明改变了传统较单纯的工程排水，实现了向生态排水方向发展。综合运用生态学原理，结合梯级缓冲池的应用对城市河道岸边进行生态规划，从河道岸边工程建设、植被重建、景观构建、生态管理等方面着手，构建符合地域排水及流域生态特征的梯级缓冲池，形成结构合理、功能健全的河道生态系统。

Claims (5)

1.一种河道近自然生态堤岸，其特征是：以河道边坡土层为基础修整形成边坡土基层作为基础，边坡土基层包含沿河道的斜面和底部立面及上部平面，在边坡土基层的上部平面、斜面和底部立面铺设土工膜，在底部立面土工膜外侧区域水平铺设砼框体，砼框体底部有多个砼立板支撑，各砼立板上分别设有通孔，砼框体表面有密布的孔排，砼框体内部存在的空间作为积水区，在所述砼框体上侧以及在斜面土工膜和上部平面土工膜上侧铺设有砾石料渗滤层，形成沿河道的斜面形状，在砾石料渗滤层上侧铺设有纤维层，亦形成沿河道的斜面形状，底部纤维层厚度大于上部纤维层，底部纤维层位于所述砼框体侧部或内部并涉水，作为涉水纤维层，在各纤维层的上侧铺设表层土壤层形成沿河道的斜面形状，表层土壤层种植草本植物或树木形成绿化区，河床底基的两侧边连接有边坡护砌，边坡护砌至少有部分区域设置护砌穿孔，所述涉水纤维层位于护砌穿孔内或从护砌穿孔内引出，生态堤岸顶部分布的地井通过管道引流至砾石料渗滤层内。

2.根据权利要求1所述的河道近自然生态堤岸，其特征是：表层土壤层上侧铺设空心砖面层，空心砖面层的空隙中种植草本植被形成绿化层，空心砖面层环形区域内种植树木形成绿化林区。

3.根据权利要求1所述的河道近自然生态堤岸，其特征是：在砾石料渗滤层的顶部区域间隔铺设有多个混凝土板支撑板组形成缓冲积水池，地井通过管道引流至缓冲积水池，砾石料渗滤层的一侧位于缓冲积水池内，砾石料渗滤层表面用固定网压紧固定。

4.根据权利要求3所述的河道近自然生态堤岸，其特征是：凝土板支撑板组包括上下两个凝土板支撑板，其间通过砼立柱支撑固定，上下凝土板支撑板之间的区域形成缓冲积水池。

5.根据权利要求1所述的河道近自然生态堤岸，其特征是：在生态堤岸的斜面中部沿斜面从上至下设置有梯级缓冲池，梯级缓冲池含有上下侧壁，相邻梯级缓冲池通用一个侧壁，各侧壁底部含有砼板穿孔，从而使相邻梯级缓冲池的底部相互贯通，每个梯级缓冲池内从上向下依次分别表层土壤层、纤维层和砾石料渗滤层，其中至少有纤维层和砾石料渗滤层通过砼板穿孔上下贯穿。

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