CN110820679A - 一种河道生态护岸及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保技术领域，公开了一种河道生态护岸及其施工方法，包括处置区、排水组件和过渡区；所述处置区包括沿河道边坡依次设置的第一斜坡、凹槽和第一挡墙；所述第一斜坡、凹槽和第一挡墙之间形成第一容纳区，所述第一容纳区的底部自下而上依次铺设有第一防渗层、第一吸附过滤层、第一透水层和防滑层；所述排水组件的一端位于第一吸附过滤层中，所述排水组件的另一端位于第一容纳区中，所述第一挡墙靠近第一容纳区的一侧依次铺设有第二吸附过滤层和第二透水层，所述第一容纳区中填充有底泥层。其有益效果在于：疏浚底泥就地处置后用于河岸护坡材料，并同时作为植物及微生物生长基，实现疏浚底泥资源化利用。

Description

一种河道生态护岸及其施工方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种河道生态护岸及其施工方法。

背景技术

随着工业的不断发展，大量工业废水的偷排、漏排及不达标排放，和生活污水的直排，致使河道水体黑臭严重，严重影响水资源的利用及人类生活健康。

河湖底泥中含有大量的粘性土、有机质、营养盐和难降解物质等，这些沉积于底泥中的污染物在物理、化学和生物等复杂的作用下，继而向水体释放污染物，破坏水生生态***。针对河湖污染底泥的移除，目前主要采用机械开挖后，运送至临时堆场进行进一步脱水干化，加药剂处理，或进行填埋，或进行再资源化利用。但疏浚底泥的运输过程成本高，易造成二次污染，同时因底泥疏浚量大、难干化、处理处置困难、占地面积大、耗时长等，对土地资源造成浪费。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构合理，有效利用河道疏浚底泥的河道生态护岸。本发明的另一目的在于提供一种疏浚底泥就地处置后用于河岸护坡材料，并同时作为植物及微生物生长基，在消除自身污染物的同时，构建生态护坡截留径流污染物，实现疏浚底泥资源化利用的河道生态护岸的施工方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种河道生态护岸，包括处置区、排水组件和过渡区；所述处置区包括沿河道边坡依次设置的第一斜坡、凹槽和第一挡墙；所述第一斜坡、凹槽和第一挡墙之间形成第一容纳区，所述第一容纳区的底部自下而上依次铺设第一防渗层、第一吸附过滤层、第一透水层和防滑层；所述排水组件的一端位于第一吸附过滤层中，所述排水组件的另一端位于第一容纳区中，所述第一挡墙靠近第一容纳区的一侧依次铺设有第二吸附过滤层和第二透水层，所述第一容纳区中填充有底泥层，所述底泥层上种植第一植被层，所述过渡区位于第一挡墙远离第一容纳区的一侧。

进一步地，所述过渡区包括第二斜坡、第二防渗层和第二挡墙；所述第二斜坡位于第一挡墙远离第一容纳区的一侧，所述第二防渗层铺设于第二斜坡的表面，所述第二挡墙安装于第二斜坡的底端，所述第一挡墙、第二斜坡和第二挡墙之间形成第二容纳区，所述第二容纳区填充有第三吸附过滤层，所述第三吸附过滤层上种植第二植被层。

进一步地，所述第二容纳区中第三吸附过滤层的粒径由上至下依次减小。

进一步地，所述排水组件包括第一排水管和第二排水管，所述第一排水管开有多个均匀分布的透水孔，第一排水管沿河道的长度方向均匀分布于第一吸附过滤层中，所述第二排水管位于第一容纳区中并与第一排水管垂直连接，所述第二排水管沿第一排水管的长度方向均匀分布。

进一步地，第二排水管的开口端高于底泥层0.5-1cm，所述第二排水管的顶端具有过滤盖。

进一步地，所述凹槽的截面呈直角梯形，所述凹槽的斜边面与第一斜坡连接，所述凹槽的深度为30-50cm。

进一步地，所述第一斜坡的坡度为15°-50°。

进一步地，所述第二斜坡的坡度为15°-50°。

进一步地，所述处置区还包括排水沟，所述排水沟位于第一斜坡的坡顶处，所述排水沟铺设有过滤层，所述排水沟与第一吸附过滤层连通。

进一步地，所述第一吸附过滤层为装有滤料的生态石笼，所述第一吸附过滤层的顶端位于排水沟的底部，并通过固定桩固定。

一种河道生态护岸的施工方法：

S101、将河道边坡进行机械削坡处理，并在第一斜坡顶部开挖排水沟，在第一斜坡底部开挖凹槽，处理后的第一斜坡、凹槽和第二斜坡均用夯土机压实，在第二斜坡顶部安装第一挡墙，在第二斜坡底部安装第二挡墙；

S102、在第一斜坡和凹槽底部自下而上依次铺设第一防渗层、第一吸附过滤层、第一透水层和防滑层，第一吸附过滤层的顶端设置于排水沟的底部，并通过固定桩将其固定，在第一挡墙靠近凹槽的一侧依次铺设第二吸附过滤层和第二透水层，在第一吸附过滤层中沿河道长度方向铺设第一排水管，安装与第一排水管垂直连接的第二排水管；

S103、在第一斜坡和凹槽中分层填放底泥，每层厚度为5-20cm，时间间隔2-7天，第一斜坡处填入底泥高度15-30cm，凹槽处填入底泥高度50-80cm；

S104、在第二斜坡底部自下往上依次铺设第二防渗层和第三吸附过滤层；

S105、在排水沟铺设与第一吸附过滤层连通的过滤层；

S106、在底泥层和第三吸附过滤层上种植植被。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、本河道生态护岸沿河道边坡构建底泥自然脱水场地，将疏浚底泥直接进行就地处置，不需要外加药剂处理，减少运输转运成本及土地占用。本河道生态护岸修整开挖出凹槽，能够增加底泥就地处置量。通过设置第一挡墙能够更好的支撑处置区疏浚淤泥，以免造成滑坡。通过设置过渡区和第二挡水墙，削减了水流对岸坡的冲击，增加了岸坡水土保持能力和岸坡稳定性。在处置区和过渡区上层种植植被，构建生态岸坡结合微生物降解及植物吸附，截留径流污染物，减少二次污染。

2、本河道生态护岸布设第一排水管和第二排水管不仅能加快排水速度，防止底泥层积水坍塌，还可作为气体交换管，促进好氧微生物的繁殖；第一吸附过滤层和第二吸附过滤层的存在，不仅提供吸附作用，同时也为微生物提供了生存空间，促进微生物降解污染物能力。

3、本河道生态护岸在第一斜坡的顶部设置排水沟，可将地表径流经处置区底部过滤吸附层、处置区上层植被，再到过渡区进行截留，可实现对地表径流的分次、多级截流。

4、本河道生态护岸将疏浚底泥就地处置后用于河岸护坡材料，并同时作为植物及微生物生长基，在消除自身污染物的同时，构建生态护坡截留径流污染物，实现疏浚底泥资源化利用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的河道生态护岸的结构示意图；

图2示出了本发明的排水组件的结构示意图；

图中，11为处置区；111为排水沟；112为第一植被层；113为底泥层；114为防滑层；115为第一透水层；116为第一吸附过滤层；117为第一防渗层；118为第一排水管；1181为透水孔；119为第二排水管；120为第二透水层；121为第二吸附过滤层；122为第一挡墙；123为固定桩；22为过渡区；221为第二植被层；222为第三吸附过滤层；223为第二防渗层；224为第二挡墙；3为第一斜坡；4为凹槽；5为第二斜坡。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示的一种河道生态护岸，包括处置区11、排水组件和过渡区22；所述处置区11包括从上到下依次设置的第一斜坡3、凹槽4和第一挡墙122；所述第一斜坡3、凹槽4和第一挡墙122之间形成第一容纳区，所述第一容纳区的底部自下而上依次铺设有第一防渗层117、第一吸附过滤层116、第一透水层115和防滑层114，所述排水组件的一端位于第一吸附过滤层116中，所述排水组件的另一端位于第一容纳区中，所述第一挡墙122靠近第一容纳区的一侧依次设置有第二吸附过滤层121和第二透水层120，所述第一容纳区中填充有底泥层113，所述底泥层113上种植第一植被层112；所述过渡区22位于第一挡墙122远离第一容纳区的一侧。本生态护岸利用机械对河湖边坡进行修整，挖出第一斜坡3和凹槽4，将底泥置于其中，构建污染底泥就地处理处置区，可降低运输产生的高成本及土地占用耗时长等缺点，同时结合生物降解与植物吸附，进一步消除河湖底泥污染物，同时构建生态岸坡截留径流污染物，实现底泥资源化利用。

其中：防滑层114可选用碎石、建筑废料等，粒径在3-8cm之间，铺设厚度5-10cm。底泥层113，可分层多次填入，每层时间间隔2-7天，每层厚度5-20cm。第一斜坡3的坡面处填充底泥高度在15-30cm之间，凹槽处填充底泥高度在50-80cm之间，凹槽4的截面呈直角梯形，凹槽4的斜边面与第一斜坡3连接，所述凹槽的深度为30-50cm。凹槽4的斜边面的坡度为30°-75°，凹槽4的斜边面的坡度大于第一斜坡的坡度。通过设置凹槽4可增加底泥的就地处置量。第一植被层112为草皮。第一挡墙122靠近第一容纳区的一侧依次设置有第二吸附过滤层121和第二透水层120能够有效防止底泥层中污染物腐蚀第一挡墙122。

所述过渡区22包括第二斜坡5、第二防渗层223和第二挡墙224；所述第二斜坡5位于第一挡墙122远离第一容纳区的一侧，所述第二防渗层223铺设于第二斜坡5的表面，所述第二挡墙224安装于第一斜坡3的底端，所述第一挡墙122、第二斜坡5和第二挡墙224之间形成第二容纳区，所述第二容纳区填充有第三吸附过滤层222，所述第三吸附过滤层222上种植第二植被层221。过渡区22宽度可适当调整，一般为50-100cm。第三吸附过滤层222为装有填料的生态石笼，第三吸附过滤层222为多级过滤，填料自上而下分层填入，粒径尺寸由大到小，上部分可选用碎石、建筑废料等，粒径不大于5cm；中下部分为陶粒、火山岩、沸石、活性炭、石英砂等，粒径不大于2cm。第二植被层221为草皮或灌木。

第一挡墙122可选用松木桩、柳木桩、混凝土桩等，第二挡墙224可选择水泥桩，防止水利侵蚀腐蚀，同时也可选择耐淹易活树木，如柳树、水杉等，第一挡墙122和第二挡墙224深度打至地下2-3m。第一防渗层117和第二防渗层223采用防渗土工膜。第一挡墙122和第二挡墙224均沿河岸长度方向设置。

第一透水层115的透水能力高于第二透水层120透水能力，透水能力较弱的第二透水层120能够适当延长污水停留时间，从而截流污水，增加第一吸附过滤层和第二吸附过滤层中微生物处理污水的时间。第一透水层和第二透水层可选用透水土工布等透水材料，克重为100-1000g/m²。

如图1和图2所示，所述排水组件包括第一排水管118和第二排水管119，所述第一排水管118开有多个均匀分布的透水孔1181，第一排水管118沿河道长度方向均匀分布于第一吸附过滤层116中，所述第二排水管119位于第一容纳区中并与第一排水管118垂直连接，所述第二排水管119沿第一排水管118的长度方向均匀分布。第一排水管118在第一吸附过滤层116中间隔分布，间隔为100-200cm。具体地，横向设置的第一排水管118穿过第一吸附过滤层116，沿纵向设置的第二排水管119，与第一排水管118垂直连接，第二排水管119的开口端高出底泥层约0.5-1cm，所述第二排水管的顶端具有过滤盖，此过滤盖具有多个开孔。第一排水管118的管径以能够穿过第一吸附过滤层116的生态石笼为宜，第一排水管118上的孔径为0.5-1cm，第二排水管的管径为5-10cm，第二排水管之间的间隔为100-300cm。第一排水管118和第二排水管119可利用废旧的雨水管材料等。通过设置第一排水管118和第二排水管119可为第一吸附过滤层116中的微生物提供气体交换。排水沟111和底泥层113中的污水经第一防渗层117拦截不会直接渗入处置区底部的土壤中，污水在处置区经第一植被层112、第一吸附过滤层116和第二吸附过滤层121被吸附降解后，经第二透水层120、第一挡墙122慢慢渗出至过渡区。降雨时，当排水沟中排水量较大时，一部分雨季面源污水可经排水沟中的过滤层、第一吸附过滤层116、第一排水管118后进入第二排水管119，随后经第二透水层120、第一挡墙122渗出至过渡区；另一部分雨季面源污水可经处置区11的第一植被层112流入过渡区22后入河。

所述第一斜坡3的坡度为15°-50°。所述第二斜坡5的坡度为15°-50°。第一斜坡3和第二斜坡5的坡度较缓能够降低对挡墙的压力，同时降低滑坡发生率。

所述处置区11还包括排水沟111，所述排水沟111位于第一斜坡3的坡顶处，所述排水沟111铺设有过滤层，所述排水沟111与第一吸附过滤层116连通。所述处置区11顶部与坝顶之间设有排水沟111，排水沟底部铺设过滤层，其中过滤层中可选用碎石、陶粒、活性炭等，粒径1.5-3cm，厚度5-10cm。

所述第一吸附过滤层116为装有滤料的生态石笼，所述第一吸附过滤层116的顶端位于排水沟111的底部，并通过固定桩123固定。采用此设置，可提高第一吸附过滤层116的稳定性，保证处置区11整体结构稳固。第一吸附过滤层116中的滤料至少由陶粒、火山岩、沸石、活性炭、石英砂等的一种或多种组成，粒径小于1.5cm，铺设厚度在5-10cm。固定桩123可选用木桩、钢柱、混凝土柱等，打入地下深度0.5-1m。第二吸附过滤层121与第一吸附过滤层116组成相同。第一吸附过滤层116和第二吸附过滤层121中均可预先加入微生物。

一种河道生态护岸的施工方法：

S101、将河道边坡进行机械削坡处理，并在第一斜坡3顶部开挖排水沟111，在第一斜坡3底部开挖凹槽4，处理后的第一斜坡3、凹槽4和第二斜坡5均用夯土机压实，在第二斜坡5顶部安装第一挡墙122，在第二斜坡5底部安装第二挡墙224；第一斜坡3和第二斜坡5的坡度均为15°-50°。第二斜坡5的宽度为河道边坡常水位之上50-100cm，第一斜坡3的宽度根据河道边坡宽度减去第二斜坡5宽度的最大值为宜，凹槽4深度30-50cm，凹槽4的宽度与第一斜坡3宽度相同。第一斜坡3、凹槽4和第二斜坡5之间为第一容纳区，第一挡墙122、第二斜坡5和第二挡墙224之间为第二容纳区。

S102、在第一斜坡3和凹槽4底部自下而上依次铺设第一防渗层117、第一吸附过滤层116、第一透水层115和防滑层114，第一吸附过滤层116的顶端设置于排水沟111的底部，并通过固定桩123将其固定，在第一挡墙122靠近凹槽4的一侧依次铺设第二吸附过滤层121和第二透水层120，在第一吸附过滤层116中沿河道长度方向铺设第一排水管118，在第一容纳区中安装与第一排水管118垂直的第二排水管119，第一吸附过滤层116和第二吸附过滤层121均为装有滤料的生态石笼，第一吸附过滤层116的顶端位于排水沟111中，通过固定桩123固定，防止滑动。第一排水管118直径的选择以刚好穿过生态石笼为宜，间隔1-2m布设。同时，第二排水管119的布设可根据处置区11宽度适当增加，第一排水管118和第二排水管119相互连通，可做为排水通道及底部气体交换通道，加快排水及微生物繁殖。

S103、在第一斜坡3和凹槽4中分层填放底泥，每层厚度为5-20cm，时间间隔2-7天，第一斜坡3处填入底泥高度15-30cm，凹槽4处填入底泥高度50-80cm；采用开挖凹槽4和分层填入的方式能够增加疏浚底泥处理量且防止上部底泥滑动，最终填入的底泥层坡度小于50°，且低于第一挡墙122高度。底泥层上表面高于第三吸附过滤层222上表面5-10cm，此设置可增加底泥处理量，减少过渡区填料用量。而且在降雨时，径流雨水经处置区的第一植被层流入过渡区时会产生跌落，减缓雨水流速。

S104、在第二斜坡5底部自下往上依次铺设第二防渗层223和第三吸附过滤层222；第三吸附过滤层222中自上而下均匀铺设不同粒径的填料，上部分可选用碎石、建筑废料等，粒径3-5cm；中下部分为陶粒、火山岩、沸石、石英砂等，粒径0.5-2cm，均用生态石笼固定。生态石笼可绑扎至处置区11和过渡区22之间的第一挡墙上122。

S105、在排水沟111铺设与第一吸附过滤层116连通的过滤层；排水沟111底部用混凝土修建，留有多处排水口与处置区11的第一吸附过滤层116连通，同时铺设5-10cm的过滤层。固定桩123依次穿过过滤层、排水口和第一吸附过滤层116后钉入土壤中。

S106、在底泥层113和第三吸附过滤层222上种植植被。其中底泥层113上种植第一植被层112，如草皮等，在第三吸附过滤层222种植第二植被层221，如草皮、灌木等。

利用本方法构建处置区和过渡区物理截流-微生物分解-植被吸收***，能够有效减少污水入河污染。

本方法对疏浚底泥就地处置后，进行构建时要充分考虑边坡稳定性，处置区最低位置等，疏浚底泥含水率不大于75％，同时充分发挥滤料-微生物-植物降解吸附去除污染物机制，将岸坡构建与底泥疏浚同时进行，该方法可操作性高、削减二次污染效果好、环境效益显著。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种河道生态护岸，其特征在于：包括处置区、排水组件和过渡区；所述处置区包括沿河道边坡依次设置的第一斜坡、凹槽和第一挡墙；所述第一斜坡、凹槽和第一挡墙之间形成第一容纳区，所述第一容纳区的底部自下而上依次铺设有第一防渗层、第一吸附过滤层、第一透水层和防滑层；所述排水组件的一端位于第一吸附过滤层中，所述排水组件的另一端位于第一容纳区中，所述第一挡墙靠近第一容纳区的一侧依次铺设有第二吸附过滤层和第二透水层，所述第一容纳区中填充有底泥层，所述底泥层上种植第一植被层，所述过渡区位于第一挡墙远离第一容纳区的一侧。

2.根据权利要求1所述的河道生态护岸，其特征在于：所述过渡区包括第二斜坡、第二防渗层和第二挡墙；所述第二斜坡位于第一挡墙远离第一容纳区的一侧，所述第二防渗层铺设于第二斜坡的表面，所述第二挡墙安装于第二斜坡的底端，所述第一挡墙、第二斜坡和第二挡墙之间形成第二容纳区，所述第二容纳区填充有第三吸附过滤层，所述第三吸附过滤层上种植第二植被层。

3.根据权利要求1所述的河道生态护岸，其特征在于：所述排水组件包括第一排水管和第二排水管，所述第一排水管开有多个均匀分布的透水孔，第一排水管沿河道的长度方向均匀分布于第一吸附过滤层中，所述第二排水管位于第一容纳区中并与第一排水管垂直连接，所述第二排水管沿第一排水管的长度方向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的河道生态护岸，其特征在于：第二排水管的开口端高于底泥层0.5-1cm，所述第二排水管的顶端具有过滤盖。

5.根据权利要求1所述的河道生态护岸，其特征在于：所述凹槽的截面呈直角梯形，所述凹槽的斜边面与第一斜坡连接，所述凹槽的深度为30-50cm。

6.根据权利要求1所述的河道生态护岸，其特征在于：所述第一斜坡的坡度为15°-50°。

7.根据权利要求2所述的河道生态护岸，其特征在于：所述第二斜坡的坡度为15°-50°。

8.根据权利要求1所述的河道生态护岸，其特征在于：所述处置区还包括排水沟，所述排水沟位于第一斜坡的坡顶处，所述排水沟铺设有过滤层，所述排水沟与第一吸附过滤层连通。

9.根据权利要求8所述的河道生态护岸，其特征在于：所述第一吸附过滤层为装有滤料的生态石笼，所述第一吸附过滤层的顶端位于排水沟的底部，并通过固定桩固定。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的河道生态护岸的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101、将河道边坡进行机械削坡处理，并在第一斜坡顶部开挖排水沟，在第一斜坡底部开挖凹槽，处理后的第一斜坡、凹槽和第二斜坡均用夯土机压实，在第二斜坡顶部安装第一挡墙，在第二斜坡底部安装第二挡墙；

S102、在第一斜坡和凹槽底部自下而上依次铺设第一防渗层、第一吸附过滤层、第一透水层和防滑层，第一吸附过滤层的顶端设置于排水沟的底部，并通过固定桩将其固定，在第一挡墙靠近凹槽的一侧依次铺设第二吸附过滤层和第二透水层，在第一吸附过滤层中沿河岸长度方向铺设第一排水管，安装与第一排水管垂直连接的第二排水管；

S103、在第一斜坡和凹槽中分层填放底泥，每层厚度为5-20cm，时间间隔2-7天，第一斜坡处填入底泥高度15-30cm，凹槽处填入底泥高度50-80cm；

S104、在第二斜坡底部自下往上依次铺设第二防渗层和第三吸附过滤层；

S105、在排水沟铺设与第一吸附过滤层连通的过滤层；

S106、在底泥层和第三吸附过滤层上种植植被。

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