CN106256963B - 模块化生物透水坝及其施工方法 - Google Patents
模块化生物透水坝及其施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种模块化生物透水坝及其施工方法,所述的模块化透水坝,包括若干网箱单体堆砌而成的坝结构,所述网箱单体为钢丝通过机械工艺编制而成的网状箱体结构,各所述网箱单体内填充有粒径为8至25cm的水坝石块、粒径为6‑10cm的微生物载体,其中微生物载体填充于网箱单体中部,微生物载体周围填充水坝石块,微生物载体的填充体积为网箱单体整体体积的20%‑35%。本发明即具备水坝的功能,又能对河水水质进行净化,且安装方便便捷,容易拆装,结构牢固,使用范围广,可重复回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于改善非行洪河道水生态环境的技术,具体说是一种模块化生态透水坝。
背景技术
近年来由于我国人口增长和城市化进程的加快,城镇工业的超量排放污水、及农用化肥、农药的大量使用,造成河流水质的严重污染,局部地区形成黑臭水体,不仅给群众带来了极差的感官体验,也是直接影响群众生产生活的突出水环境问题。
2015年,住房城乡***牵头,会同环境保护部、水利部、农业部等部委编制了《城市黑臭水体整治工作指南》,对城市黑臭水体整治工作的目标、原则、工作流程等做出了明确规定,并对城市黑臭水体的识别、分级、整治方案编制方法以及整治技术的选择和效果评估、政策机制保障提出了明确的要求。根据《指南》,到2015年年底前,地级及以上城市建成区应完成水体排查,公布黑臭水体名称、责任人及达标期限;2017年年底前,地级及以上城市建成区应实现河面无大面积漂浮物,河岸无垃圾,无违法排污口;直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体。
在《城市黑臭水体整治工作指南》明确了具体治理黑臭水体的技术,主要包括控源截污技术、内源治理技术、生态修复技术和其它治理措施。生态透水坝是河道生态修复技术的一种,在工程中主要应用是非行洪河道或水库的径流拦蓄。
针对河道水质污染及水生态破坏情况,如何有效的利用生态修复技术措施,对河道水质进行改善,对水生态环境进行修复。实际应用中需解决的问题如下:
(1)水坝块石堆砌是的稳定性、便捷性问题。
(2)受水利冲刷坝体堆砌石块容易坍塌问题。
(3)透水坝表面微生物附着能力,即水质改善能力问题。
有鉴于上述的缺陷,本设计人积极加以研究创新,以期创设一种新型结构的模块化生物透水坝,使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种结构合理,在保证水位前期
本发明模块化生物透水坝,包括若干网箱单体堆砌而成的坝结构,所述网箱单体为钢丝通过机械工艺编制而成的网状箱体结构,各所述网箱单体内填充有粒径为8至25cm的水坝石块、粒径为6-10cm的微生物载体,其中微生物载体填充于网箱单体中部,微生物载体周围填充水坝石块,微生物载体的填充体积为网箱单体整体体积的20%-35%。
进一步地,所述网箱单体包括第一单元结构、第二单元结构,其中第一单元结构为侧面为五边形的直角多面体,第二单元结构为矩形体;以所述的第一单元结构、第二单元结构在水流方向上堆砌成若干排,在河水上、下方向上堆砌成若干层,采用第二单元结构由下向上层叠方式向上堆砌形成迎水面,采用第一单元结构由下向上逐层递减排的方式堆砌形成背水面。
进一步地,所述的第一单元结构由矩形结构的底面、前侧面、前斜侧面、后面、顶盖以及两个五边形的侧面七个网片拼接组成,其中所述底面的长×宽为1m×1m,所述前侧面为1m×0.6m,所述前斜侧面的倾斜角度为45度、长×宽为1m×0.5m,所述后面的长×宽为1m×1m,所述顶盖的长×宽为1m× 0.7m;
所述第二单元结构由六个边长为1m的正方形网片拼接组成;
进一步地,所述网片的边缘线直径不小于φ4mm,内部网丝直径不小于φ 3mm的低碳钢丝或包覆PVC的低碳钢丝编织而成,网片的网孔为边长30mm 的正六边形,各网片采用φ2mm绑扎丝固定,其双线绞合部分的长度不得小于 50mm。
进一步地,编制形成网箱单体的钢丝直径介于2.0-4.0mm之间,钢丝的抗拉强度不少于38kg/m2,金属镀层重量高于245g/m2。
进一步地,所述微生物载体为火山岩生物填料。
进一步地,梯形结构坝坡的边坡系数为1:1-1:2.5。
进一步地,微生物载体的填充体积为网箱单体整体体积的20%-30%。
本发明模块化生物透水坝的施工方法,包括:
对选定的河道或池塘进行清淤整理,河底夯实平整,然后根据生态透水坝的设计参数进行堆筑,梯形结构坝坡的边坡系数为1:1-1:2.5,设计参数包括几何尺寸、砾石级配;
河床底边外侧定线:根据施工图纸结合实际河床地质及筑岛边线,实际测设出基底边线,基底边线应尽量顺直。
基底开挖:清理河床底冲积沙、虚渣,开挖基底平台并整平夯实,使基底大致平整稳定,大块的孤石应予以清除;
建立形成上述的透水坝结构:(1)网箱安装:用挖掘机或卷杨机配合人工安放就位,分层从一端往另一端放置,或者是从最低处开始放置,相邻网箱连接稳固后方可向笼内填石,且不影响后续网箱的安置和连接、填石;
(2)填石:施工时石料应有选择性的分层填筑,每层靠近网箱边部人工选择块径较大石块码砌,再回填内部石料,必须分层填筑密实;
其中,所述的网箱为上述模块化生物透水坝中的网箱单体,所述的石料为上述述的水坝石块、微生物载体。
借由上述方案,本发明至少具有以下优点:
本发明将石块布置与网箱内,形成模块化装置,便于机械化施工,施工简单方便。
本发明既能确保蓄水功能,又能维护和恢复河道生态的结构型式。网箱内填充微生物载体,可通过微生物作用对河水进行净化。网内部填充石块的粒径不固定,可根据现场实际情况及相关水利计算自行选择。
本发明网箱单体之间连接简单,便于后期维修与清理。第一单元结构背水面具有一定角度的斜面,可有有效增加水流与单元的接触面积,同时减小水体叠落产生的势能,降低对河道底部的冲刷。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1本发明模块化生物透水坝第一单元结构***图;
图2本发明模块化生物透水坝第一单元结构展开图;
图3本发明模块化生物透水坝第一单元结构填石图;
图4本发明模块化生物透水坝第二单元结构***图;
图5本发明模块化生物透水坝第二单元结构展开图;
图6 是本发明模块化生物透水坝实施例2 的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1至6所示,本实施例模块化生物透水坝,包括若干网箱单体1堆砌而成的坝结构,所述网箱单体为钢丝通过机械工艺编制而成的网状箱体结构,各所述网箱单体内填充有粒径为8至25cm的水坝石块、粒径为6-10cm的微生物载体,其中微生物载体填充于网箱单体中部,微生物载体周围填充水坝石块 21,微生物载体22的填充体积为网箱单体整体体积的20%。
所述透水坝单元结构为由高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝或者包覆PVC的以上钢丝使用机械编织而成,使用该网制作而成的箱型结构。所使用的低碳钢丝直径根据工程设计要求而不同。一般介于2.0-4.0mm之间,钢丝的抗拉强度不少于38kg/m2,金属镀层重量一般高于245g/m2。网片的边缘线11 直径为φ4mm,内部网丝12直径为φ3mm。其双线绞合部分的长度不得小于 50mm。以保证绞合部分钢丝的金属镀层和PVC镀层不受破坏。
本实施中,生态透水坝设计巧妙合理,安装方便便捷,容易拆装,结构牢固,使用范围广,可重复回收利用。网箱单体内容置水坝石块以及微生物载体,有效解决了水坝受水利冲刷坝体堆砌石块容易坍塌的问题。透水坝具有独特的孔隙结构,可在保证设计水位的前提下,使部分河水透过水坝。透水坝内部填充微生物载体,通过微生物的净化作用,对河水进行处理,从而达到河道水质改善,水生态环境修复的目的。
实施例2
本实施例本实施例模块化生物透水坝,在实施例1的基础上,所述网箱单体包括第一单元结构、第二单元结构,其中第一单元结构为侧面为五边形的直角多面体,第二单元结构为矩形体;以所述的第一单元结构、第二单元结构在水流方向上堆砌成若干排,在河水上、下方向上堆砌成若干层,采用第二单元结构由下向上层叠方式向上堆砌形成迎水面,采用第一单元结构由下向上逐层递减排的方式堆砌形成背水面。
本实施例中生态透水坝安装采用逐层堆砌安装,其中迎水面采用垂直向上形式进行安装,背水面采用逐层递减形式,逐层向上安装,第一单元结构安装于背水面,从而增大水流与透水坝的接触面积,强化水质净化效果,同时弄够降低水体叠落对河道及坝体的冲刷。安装高度根据河道水面高度及设计决定。
所述的第一单元结构由矩形结构的底面、前侧面、前斜侧面、后面、顶盖以及两个五边形的侧面七个网片拼接组成,其中所述底面的长×宽为1m×1m,所述前侧面为1m×0.6m,所述前斜侧面的倾斜角度为45度、长×宽为1m× 0.5m,所述后面的长×宽为1m×1m,所述顶盖的长×宽为1m×0.7m;
所述第二单元结构由六个边长为1m的正方形网片拼接组成;
所述网片的边缘线直径不小于φ4mm,内部网丝直径不小于φ3mm的低碳钢丝或包覆PVC的低碳钢丝编织而成,网片的网孔为边长30mm的正六边形,各网片采用φ2mm绑扎丝固定,其双线绞合部分的长度不得小于50mm。
所述第一单元结构由七个网片拼接组成,包括2个面积为1m2的正方形网片(底面和后面);2个面积为0.94m2的五边形网面(左右两面);面积为0.5m2的长方形网片;面积为0.6m2的长方形网片;面积为0.7m2的长方形网片;总面积为5.68m2。所述网片内部由φ3的网丝编织而成,网孔为边长30mm的正六边形,各网面采用φ2绑扎丝固定,形成开口的箱体结构,为填装石块提供空间。所述第一单元结构内部填装8-25cm粒径的石块及6-10cm粒径的微生物载体,填充后压实。可根据具体设计要求选择不同粒径的石块填充。石块填充后用φ2的绑扎丝封盖。
所述第二单元结构为边长为1m的正方体结构,由六个正方形网片拼接组成,总面积为6m2。所述网片内部由φ3的网丝编织而成,网孔为边长30mm的正六边形,各网面采用φ2绑扎丝固定,形成开口的箱体结构,为填装石块提供空间。所述箱体内部填装8-25cm粒径的石块及6-10cm粒径的微生物载体,填充后压实。可根据具体设计要求选择不同粒径的石块填充。石块填充后用φ2 的绑扎丝封盖。
上述各实施例中,梯形结构坝坡的边坡系数为1:1-1:2.5。
上述各实施例中,微生物载体采用高强度环保材质构成,可重复利用,无二次污染。载体为开放型多孔结构,具有孔隙率高、比表面积大等特点。载体表面具有离子交换以及吸附截留功能,有利于微生物附着生长,能同时提供好氧性及兼氧性微生物良好生长环境。
本发明微生物载体采用火山岩生物填料,不仅具有质地轻、化学稳定性好、强度适宜、表面粗糙易挂膜等优点,而且孔隙发达,分布合理,非常适合微生物的接种、驯化、繁殖生长。耐冲洗、不堵塞,具有良好的物理、化学和水力特性,可适应于不同污水净化的要求。比表面积大,可积累高浓度的微生物量,高浓度的微生物使曝气生物滤池的容积负荷增大,去除率高。单位体积污水处理效率比常规微生物载体提高5-7倍。微生物载体粒径为6-10cm。
实施例3
本实施例模块化生物透水坝的施工方法,包括:
对选定的河道或池塘进行清淤整理(围堰施工),河底夯实平整,然后根据生态透水坝的设计参数(几何尺寸、砾石级配)进行堆筑,梯形结构坝坡的边坡系数为1:1-1:2.5。
(1)河床底边外侧定线
根据施工图纸结合实际河床地质及筑岛边线,实际测设出基底边线。为确保边坡防护工程美观,基底边线应尽量顺直。
(2)基底开挖
清理河床底冲积沙、虚渣,开挖基底平台并整平夯实,使基底大致平整稳定,大块的孤石应予以清除。
(3)网箱的制作
选择较平整的场地加工网箱。
(4)网箱安装
网箱制作完毕,经检查合格后用挖掘机或卷杨机配合人工安放就位。分层从一端往另一端放置,或者是从最低处开始放置。相邻网箱连接稳固后方可向笼内填石,且不影响后续网箱的安置和连接、填石。
(6)填石
施工时石料应有选择性的分层填筑,每层靠近网箱边部人工选择块径较大石块码砌,再回填内部石块,必须分层填筑密实。
其中,所述的网箱为上述实施例中模块化生物透水坝中的网箱单体,所述的石料为上述实施例中所述的水坝石块、微生物载体。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种模块化生物透水坝,其特征在于,包括若干网箱单体堆砌而成的坝结构,所述网箱单体为钢丝通过机械工艺编制而成的网状箱体结构,各所述网箱单体内填充有粒径为8至25cm的水坝石块、粒径为6-10cm的微生物载体,其中微生物载体填充于网箱单体中部,微生物载体周围填充水坝石块,微生物载体的填充体积为网箱单体整体体积的20%-35%,所述微生物载体为火山岩生物填料;
所述网箱单体包括第一单元结构、第二单元结构,其中第一单元结构为侧面为五边形的直角多面体,第二单元结构为矩形体;以所述的第一单元结构、第二单元结构在水流方向上堆砌成若干排,在河水上、下方向上堆砌成若干层,采用第二单元结构由下向上层叠方式向上堆砌形成迎水面,采用第一单元结构由下向上逐层递减排的方式堆砌成背水面;
所述模块化生物透水坝的施工方法包括:
对选定的河道或池塘进行清淤整理,河底夯实平整,然后根据生态透水坝的设计参数进行堆筑,梯形结构坝坡的边坡系数为1:1-1:2.5,设计参数包括几何尺寸、砾石级配;
河床底边外侧定线:根据施工图纸结合实际河床地质及筑岛边线,实际测设出基底边线,基底边线应尽量顺直;
基底开挖:清理河床底冲积沙、虚渣,开挖基底平台并整平夯实,使基底大致平整稳定,大块的孤石应予以清除;
建立形成所述的模块化生物透水坝:(1)网箱安装:用挖掘机或卷扬机配合人工安放到位,分层从一端往另一端放置,或者是从最低处开始放置,相邻网箱连接稳固后方可向笼内填石,且不影响后续网箱的安置和连接、填石;
(2)填石:施工时石料应有选择性的分层填筑,每层靠近网箱边部人工选择块径较大石块码砌,再回填内部石料,必须分层填筑密实;
其中,所述的网箱为所述网箱单体,所述的石料为所述的水坝石块、微生物载体。
2.根据权利要求1所述的模块化生物透水坝,其特征在于,所述的第一单元结构由矩形结构的底面、前侧面、前斜侧面、后面、顶盖以及两个五边形的侧面七个网片拼接组成,其中所述地面的长×宽为1m×1m,所述前侧面为1m×0.6m,所述前斜侧面的倾斜角度为45度、长×宽为0.5m,所述后面的长×宽为1m×1m,所述顶盖的长×宽为1m×0.7m;
所述第二单元结构由六个边长为1m的正方形网片拼接组成。
3.根据权利要求2所述的模块化生物透水坝,其特征在于,所述网片的边缘线直径不小于Φ4mm,内部网丝直径不小于Φ3mm的低碳钢丝或包敷PVC的低碳钢丝编织而成,网片的网孔为边长30mm的正六边形,各网片采用Φ2mm绑扎丝固定,其双线绞合部分的长度不得小于50mm。
4.根据权利要求1所述的模块化生物透水坝,其特征在于,编制形成网箱单体的钢丝直径介于2.0-4.0mm之间,钢丝的抗拉强度不少于38kg/m2,金属镀层重量高于245g/m2。
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