一種適用於農村的減汙河岸帶的製作方法

2023-05-07 14:32:16

本實用新型屬於農村生態河岸帶建設技術領域，具體涉及一種可減輕農田面源汙染對河湖水質的生態破壞並能防洪護堤的新型河岸帶。

背景技術：

農村面源汙染是指農村生活和農業生產活動中，溶解的或固有的汙染物，如農田中的土粒、氮素、磷素、農藥重金屬、農村禽畜糞便與生活垃圾等有機或無機物質，從非特定的地域，在降水和徑流衝刷作用下，通過農田地表徑流、農田排水和地下滲漏，使大量汙染物進入受納水體(河流、湖泊、水庫、海灣)所引起的汙染。

目前，國內外河岸帶建設主要集中在大型水利工程或交通工程，針對農村的河岸帶建設研究甚少，之前已有許多專家學者研究為固土護坡，在河岸帶鋪設水泥、瀝青、混凝土等硬性材料，隨著人們對環境要求的提高，後又提出了生態護坡的防治理念，採取植被各植被物以達到截流納汙的效果，但若單純植被物，河岸帶的抗衝刷能力下降，且近岸水域的植被增大了水力糙率，減小了渠道的過水能力，在強衝刷的凹岸或河段仍建議使用抗衝刷能力強的混凝土護面。後發現這兩者單獨使用各有其弊端，所以本實用新型設計將這兩種方式結合使用。

農村河岸帶一般較短小，坡頂到坡底大約5米，所以降雨時在地表流經時間短，要想加強河岸帶的減汙效果，光靠河岸帶上的植被攔截汙染物遠遠不夠，所以如何簡單有效地解決以上問題並達到經濟實用的目的仍需進一步探究。

技術實現要素：

本實用新型針對現有農村河岸帶存在的技術問題，就地取材，設計了一種物理-化學-生物為一體的減汙生態河岸帶。

一種適用於農村的減汙河岸帶，包括在河岸兩邊的迎水面上開設的斜坡生態帶，斜坡生態帶上種植有灌木和草本植物，斜坡生態帶的底部設置有混凝土製成的生態球，斜坡生態帶的底部向河內設置有跌坎，跌坎的下遊向河內依次設置有透水層、植被土層和生態袋，透水層和植被土層的底部向河底依次設置有砂礫過濾層和生態袋，植被土層中埋設有鋼筋圈，鋼筋圈中種植有高淨化能力的植物。

作為優選，斜坡生態帶上灌木採用梅花形均勻分布，草本植物均勻鋪滿坡面。

作為優選，斜坡生態帶上間隔設置有沸石防護帶，沸石防護帶傾斜設置，沸石防護帶與斜坡生態帶底端的傾角為20-25度。

跌坎的寬為35cm，深為20cm，跌坎的上遊及底面用混凝土澆築形成，下遊設置透水層。

喬灌草及生態球按比例分布的斜坡帶主要起物理作用；每個生態帶的兩側鋪設的沸石分隔帶可吸收汙水中的氮磷元素，主要起化學作用；疊繞型鋼筋圈埋置在植被層，高淨化能力的植物(優選蘆葦、茭白、再立花等經濟植物)依圈而種，高淨化能力的植物根系的微生物降解反應起到生物去汙作用。

通過以上技術方案，對比現有技術，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型中河岸帶部分灌草結合、軟硬材料並用的措施，一改以往採用單一植被和大面積硬性材料的傳統設計，既滿足了生態指標，也符合安全性的要求。傾斜沸石防護帶進一步提高減汙效果，跌坎設計能有效緩衝徑流，減小流速以便更好發揮下一單元的生物去汙作用，同時也能減小水流的侵蝕性。透水層和植被層的傾斜設置符合水流的行徑狀態，使汙水能充分與生物淨化層接觸。以淤泥、砂礫混合栽培淨化植物就地取材，節約成本，經濟實用，疊繞型鋼筋生物圈可穩定植被的株幹，防止植物被強風暴雨襲擊摧毀，同時鋼圈深埋坡底，有護坡功能，待植被長滿填實鋼圈空隙，也可為河底生物提供棲息地，遠遠望去宛如一縷綠色的綢帶纏繞在河堤兩岸，為景觀欣賞性加分。

附圖說明

圖1是本實用新型的優選實施例的整體結構示意圖；

圖2是本實用新型的優選實施例的斷面結構示意圖；

圖3是本實用新型的優選實施例的河岸帶斜坡布局示意圖。

圖中：1為斜坡生態帶，2為沸石防護帶，3為跌坎，4為透水層，5為植被土層，6為砂礫過濾層，7為鋼筋圈，8為高淨化能力的植物，9為生態袋，10為灌木，11為草本植物，12為生態球。

具體實施方式

現在結合附圖進一步對本實用新型進行說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的結構。

如圖1所示，適用於農村的減汙河岸帶包括三個單元：起基礎作用的斜坡生態帶1，起加強作用的沸石防護帶2，起深化作用的植被層5和生態袋9，集合了物理‐化學‐生物作用於一體，構建了生態‐景觀‐經濟並存的農村河岸帶。

如圖3所示，斜坡生態帶的坡面上採用灌草結合、軟硬材料並用的建設方式，灌木10採用梅花形均勻分布，底坡鋪設兩排生態球12，生態球為混凝土材質，草本植物11均勻鋪滿剩餘坡面(喬灌草植被種類可根據當地情況選取，例如浙江桐鄉的農村可選用柳樹代表喬木、紅葉石楠為灌木、狗牙根為草本植物)；植被的枝幹葉身對水流有攔截去汙作用，若水流較緩，便可以下滲到土壤中，汙水中的氮磷元素等被植物的根系吸收利用；兩排生態球可起到護坡防衝刷的作用，防止急流衝刷導致水土流失，植被和硬性材料的合理配置使得河岸帶達到環保固坡的最佳效果。

沸石防護帶2將斜坡生態帶分成若干等分，滿足不同的規劃需求，便於管理，也有一定的美觀性；而且沸石可以吸附汙水中的氨氮元素，急流的情況下，水流來不及下滲，沸石可以代替植物根系的化學作用，清水衝刷後亦可將氨氮帶入田中，作二次吸收利用。

將斜坡生態帶1設置成一定的傾斜角度，增加了地表徑流的行徑，延長了水流時間，便於下滲和充分發揮沸石作用，進一步加強減汙效果。

如圖2、3所示，在生態球下遊處設置有寬35cm，深20cm的跌坎3，靠近上遊一側及底面用混凝土澆築，靠近下遊一側為透水層4；跌坎3可減緩水的流速，還有蓄水的作用，使水流能充分地經過透水層4，進入下一級去汙單元，尤其是強降雨的情況下，減緩水流匯入河湖的速度，減輕水流對河岸的衝刷侵蝕作用，這對於保護農田被淹、作物被毀具有重要意義。

如圖2所示，透水層4為鋪設的透水土工布，裹以海綿，植被土層5由河底的淤泥和農村常見的鍋底灰、壤土等以4:2:1的比例混合配置，透水層4和植被土層5的下方鋪設砂礫層6作為基底墊層，疊繞型鋼筋圈埋置在植被土層中，高淨化能力的植物(優選蘆葦、茭白等經濟植物)依圈而種，疊繞型鋼筋生物圈可穩定植被的株幹，防止植物被強風暴雨襲擊摧毀，同時鋼圈深埋坡底，有護坡功能，待植被長滿填實鋼圈空隙，也可為河底生物提供棲息地，遠遠望去宛如一縷綠色的綢帶纏繞在河堤兩岸，為景觀欣賞性加分。

所述的生態袋9是用長方形的尼龍袋子裝滿大石塊，然後再用河底淤泥灌滿填實，堆壘在河河岸帶底部和河岸帶外圍，起保護堤岸和過濾的作用；

本實用新型的系統工作流程如下：

來自農田排水或者雨水流經帶來的，帶有農田面源汙染的汙水流經斜坡生態帶1，地表徑流中的化學元素被灌木10、草本植物11等植株攔截，被沸石防護帶2吸附，傾斜的生態帶使得一部分水流能夠滲入土壤，被植物根系再次吸收利用；接著水流流經生態球12落入跌坎3，一部分水蓄留在跌坎中，經過透水層4進入植被土層5，漫過跌坎的水流被鋼筋圈7和高淨化能力的植物8截留，植物根系附著的生物膜中的微生物可降解面源汙染中有機汙染物質，從透水層4和植被土層5向下流出的汙水經過砂礫過濾層6流到底部的生態袋9，從植被層流出的水流經外圍的生態袋9，經歷最後一層去汙工序，最後乾淨的水緩緩排入河湖中。整個系統最主要的兩大功效就是減少汙水對河水的汙染和減輕水流對河岸的侵蝕。