專利名稱：景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種環(huán)境保護(hù)型河道護(hù)坡設(shè)施，特別涉及對以面源形式進(jìn)入河道的污染物質(zhì)具有截留凈化效果的景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在本實(shí)用新型發(fā)明之前，現(xiàn)有的河道護(hù)坡技術(shù)有自然式護(hù)坡、硬質(zhì)護(hù)坡和生態(tài)型護(hù)坡。
自然式護(hù)坡就是利用根系發(fā)達(dá)的植物，將其種植在河道的坡道上，使之固土防沙、防止水土流失，滿足生態(tài)環(huán)境需要，保持自然景觀效果，從而達(dá)到護(hù)固土目的。但這種自然式護(hù)坡方式存在著穩(wěn)定性差的缺陷，易被雨水沖刷形成深溝，長期浸泡在水下或河道流速過大均會(huì)影響其穩(wěn)定性，對以面源形式進(jìn)入河道的污染物質(zhì)的清除作用有限，且占地面積大。
硬質(zhì)護(hù)坡通常是指在河邊坡道上采用漿砌或干砌塊石、現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土塊體等結(jié)構(gòu)，尤其是在城市河道護(hù)岸工程中大都采用直立式混凝土擋土墻。這些結(jié)構(gòu)占地較少，對于保持岸坡的穩(wěn)定性、防止水土流失及防洪安全都有一定的作用，但也在不同程度上對岸坡的景觀環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生了不良的影響其所用材料(包括堿化骨料)的水化反應(yīng)、炭化反應(yīng)及各種添加劑(如早強(qiáng)劑、抗凍劑、膨脹劑等)在水中發(fā)生的反應(yīng)影響了水體質(zhì)量；其對河道坡面采取的封閉形式使得植物和微生物難以在此生存繁衍，嚴(yán)重破壞了生物多樣性，造成水體與陸地生態(tài)環(huán)境惡化，對以面源形式進(jìn)入河道的污染物質(zhì)難以清除，施工量較大，成本較高。
目前普遍采用的生態(tài)型護(hù)坡技術(shù)有多種方式，如采用土工材料復(fù)合種植基、鐵絲網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基、土工材料固土種植基、植被型生態(tài)混凝土、水泥生態(tài)種植基以及土壤固化劑等對河岸、邊坡進(jìn)行護(hù)坡，對穩(wěn)定岸坡結(jié)構(gòu)有較好效果，并且對岸坡景觀進(jìn)行了一定的改善，但是對截留面源入河污染物的作用非常有限，且有機(jī)膠結(jié)材料成本實(shí)在太高，當(dāng)場進(jìn)行施工且施工量也很大，推廣使用受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于克服上述各種河道護(hù)坡技術(shù)的各自缺陷，研制一種綜合性效果佳的河道護(hù)坡技術(shù)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)，包括立在岸坡上的板、樁構(gòu)成的板樁構(gòu)件，其板面向河床設(shè)置，在板樁構(gòu)件向坡一側(cè)設(shè)置植物種植區(qū)，有植物及填料，板樁構(gòu)件在岸坡上從高至低一排排設(shè)置。
其進(jìn)一步的技術(shù)方案是景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)，樁兩側(cè)有凹槽，板一側(cè)嵌入樁的凹槽內(nèi)，另一側(cè)嵌入另一樁的凹槽內(nèi)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果在于能夠穩(wěn)定河道岸坡，同時(shí)具有良好的透水性，降雨徑流進(jìn)入河道邊坡后，以下滲和溢流的方式，經(jīng)過系統(tǒng)的逐級處理后進(jìn)入河道。卵礫石、粗砂和土壤等填料和植物根系表面生長了大量微生物并形成生物膜，當(dāng)降雨徑流攜帶大量污染物進(jìn)入河道岸坡時(shí)，徑流中的SS(固體懸浮物)被填料包括卵礫石、粗砂和土壤及植物根系阻擋截留，有機(jī)質(zhì)通過生物膜的吸附及同化、異化作用而得以清除；植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍微環(huán)境中依次出現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧現(xiàn)象和交替環(huán)境，因而保證了徑流水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作為營養(yǎng)成份直接吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用從徑流中去除，達(dá)到截留污染物進(jìn)入河道的目的和效果；河道中的水經(jīng)過該岸坡時(shí)，通過上述過程也能得到相當(dāng)程度的凈化；然后，對填料進(jìn)行定期更換和收割植物，最終把污染物從河道系統(tǒng)中徹底清除掉。
本實(shí)用新型種植了茭草、蘆葦和灌木等植物，美化了河道岸坡，呈現(xiàn)出層層階梯式綠色景觀。可以在產(chǎn)業(yè)上進(jìn)行大批量生產(chǎn)，形成預(yù)制件，基本避免現(xiàn)場施工的諸多不便和帶來的不良影響，只要在現(xiàn)場河道岸坡上安裝即可，節(jié)省了用地。


圖1——本實(shí)用新型景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡斷面示意圖。
圖2——樁板構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3——樁板在河道岸坡上的平面分布圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示，在河道的岸坡12(邊坡)上按一定排列規(guī)律打入無砂混凝土樁9，無砂混凝土樁9的兩側(cè)有凹槽，無砂混凝土板10的一側(cè)嵌入，另一側(cè)嵌入另一無砂混凝土樁9的凹槽內(nèi)，構(gòu)成無砂混凝土板樁構(gòu)件1，一直連接下去，形成從河道岸坡12底部(高于常水位)逐漸向上直至坡頂?shù)呐帕校粺o砂混凝土板10有兩面，一面臨水(河床)，一面臨岸(坡)，混凝土板10采用無砂混凝土，具有良好的透水性；在無砂混凝土板樁構(gòu)件1中的無砂混凝土板10背水的一面上設(shè)置土工布11，阻止土、砂透過；在每一排無砂混凝土板樁構(gòu)件1面向岸坡的一側(cè)單元即植物種植區(qū)，有植物和填料，填料包含卵礫石2、粗砂3以及土壤4；然后在每一排植物種植區(qū)內(nèi)種植植物，從下至上可依次種植不同植物，本例中依次灌木8、蘆葦7、茭草6等，形成不同植物的階梯式景觀效果，當(dāng)然也可依次種植其他植物；在最下層的無砂混凝土板樁構(gòu)件1與河床之間的坡角堆設(shè)(放)塊石5。形成了景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)。
當(dāng)面源污染物從河道兩岸向河道流經(jīng)時(shí)，首先遇到本實(shí)用新型，即面源污染物流入無砂混凝土樁9與無砂混凝土板10構(gòu)成的無砂混凝土樁板構(gòu)件1，從上向下先進(jìn)入第一排無砂混凝土樁板構(gòu)件1的單元中，植物種植區(qū)內(nèi)種植的灌木植物8吸收污染水中的富營養(yǎng)成份，填料包括卵礫石2、粗砂3和土壤4表面生成生物膜吸附降解污染物；由于無砂混凝土板樁構(gòu)件1具有良好的透水性，經(jīng)過此級初步處理的污水繼續(xù)下滲或溢流，進(jìn)入第二排無砂混凝土板樁構(gòu)件1單元中，依次逐級下去，經(jīng)過蘆葦7、茭草6吸收富營物質(zhì)生長，經(jīng)過多級的吸收、吸附和降解，最后污水得到較大程度的凈化后流入河道，從而達(dá)到截留入河污染物質(zhì)的目的。
種植的植物可以根據(jù)需要選擇，并不僅局限于本實(shí)用新型的描述。通過及時(shí)、定期更換填料和收割植物，可以最終把污染物從河道中去除。
本實(shí)用新型的無砂混凝土板樁構(gòu)件1可以在工廠里預(yù)制生產(chǎn)，然后在現(xiàn)場安裝即可，非常簡單、方便。本實(shí)用新型中的板10、樁9采用無砂混凝土制成，既堅(jiān)固又具有透水性。
本實(shí)用新型在具體的實(shí)施過程中，取得了較好的效果。下面是實(shí)施過程中的試驗(yàn)效果表。(單位mg/L)

由此可見，本實(shí)用新型對污染物質(zhì)的去除率非常高，經(jīng)過處理后進(jìn)入河道的水質(zhì)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，符合河道水環(huán)境質(zhì)量要求。
權(quán)利要求1.景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)，包括立在岸坡上的板、樁構(gòu)成的板樁構(gòu)件，其特征是板面向河床設(shè)置，在板樁構(gòu)件向坡一側(cè)設(shè)置植物種植區(qū)，有植物及填料，板樁構(gòu)件在岸坡上從高至低一排排設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)，其特征是在植物種植區(qū)內(nèi)加入的填料包括卵礫石、粗砂、土壤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)，其特征是樁兩側(cè)有凹槽，板一側(cè)嵌入樁的凹槽內(nèi)，另一側(cè)嵌入另一樁的凹槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)，其特征是板、樁采用無砂混凝土預(yù)制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)，其特征是在樁板構(gòu)件的板的背水面上設(shè)置土工布。
專利摘要本實(shí)用新型涉及對以面源形式進(jìn)入河道的污染物質(zhì)具有截留凈化效果的景觀型多級階梯式人工濕地護(hù)坡系統(tǒng)。采用無砂混凝土樁、板嵌插形成樁板構(gòu)件，在河道岸坡上形成從岸坡至河床一排排由高至低的護(hù)坡系統(tǒng)，樁板臨岸一側(cè)設(shè)置植物種植區(qū)，內(nèi)有填料，板臨岸一面上設(shè)置土工布，使面源污染物從河岸向河道流經(jīng)時(shí)，植物種植區(qū)內(nèi)種植的植物吸收污染水中的富營養(yǎng)成份，填料表面生成生物膜吸附降解污染物，經(jīng)過此級處理的污水繼續(xù)下滲或溢流，進(jìn)入第二排，依次逐級下去，最后污水得到較大程度的凈化后流入河道。解決了自然式、硬質(zhì)和生態(tài)型護(hù)坡的缺陷。結(jié)構(gòu)簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，施工量小，節(jié)省用地，美化景觀。
文檔編號A01G7/00GK2770315SQ200420054
公開日2006年4月12日 申請日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者王超, 王沛芳, 侯俊 申請人:河海大學(xué)