[实用新型]适用于山区小流域河道水质强化净化的生态透水坝

说明书

本实用新型涉及水环境治理领域，公开适用于山区小流域河道水质强化净化的生态透水坝，生态透水坝位于无通航的山区小流域河道内，生态透水坝与水流方向相平行的断面为梯形，生态透水坝包括低透水性生态拦截净化层(1)和高透水性生态拦截净化层(2)，低透水性生态拦截净化层(1)位于生态透水坝的底层，低透水性生态拦截净化层(1)的顶部高程高于其低透水性生态拦截净化层(1)所建位置枯水期的水位10～30cm；高透水性生态拦截净化层(2)位于生态透水坝的上层。本实用新型在可快速在全部坝体表层形成水生生态系统，稳定并长期发挥作用。生态透水坝设计合理，排水通畅，建设成本低。

技术领域

本实用新型涉及水环境治理领域，尤其涉及适用于山区小流域河道水质强化净化的生态透水坝。

背景技术

当前，我国许多地区面临着河道污染严重、水质欠佳、水生态退化、水体自净能力较差等问题，河道的供水、生态景观等功能遭受严重影响，迫切需要加强治理。国内外大量研究和工程实践表明，河道水环境的治理，除了需要从源头上削减工农业生产和居民生活所带来的污染排放，还需要在河道上采取行之有效的措施来改善或强化河道自我净化功能。不同于平源地区河道，山区小流域河道通常具有坡降陡、汇流时间短、流速水位变化大等特点，极易发生洪涝灾害，因此长期以来普通采用堤防建设、防洪护岸等渠化措施对其进行治理。然而，河道渠化处理不可避免地对河道的生境条件和水生态系统造成破坏，河道的水体自净能力和水生态承载力也因此受到严重影响。

生态透水坝是近年来得到日益重视的一种生态化污染拦截净化技术，应用于河道治理，通常是利用天然土石料(如砂土、砾石、块石、碎石等)作为构筑材料，通过人工堆筑或机械碾压形成坝体，然后在坝体上配置水生植物，利用水生植物吸收、筑坝材料吸附过滤及其附着微生物的降解转化等作用拦截净化水质，因而在建设成本、净化污染等方面相较于传统的钢筋混凝土坝具有明显的优势。

与人工湿地、生态滤池等以介质或填料为基础的生态化技术相类似，生态透水坝的污染拦截净化能力及其持续性，不仅受到构筑材料(类型、级配、构筑方式等)、所配置的水生植物(种类、配置方式、种植方式等)以及坝体构型与结构尺寸(如横剖面和纵剖面的尺寸)等内在因素的影响，还受到水文(如水位的变化、流量的变化等)、入河污染特性(如入河污染量及时空变化规律)等外部因素的影响。但工程调查发现，现行生态透水坝技术在实际应用中表现出在建成后一段时间内具有较好的污染拦截净化效果，但较长时期运行后出现植被稀少、坝体堵塞、水流短路等问题，导致污染拦截净化效果低下，并对河道行洪排涝产生不同程度的影响。

申请号201620023870.5为实用新型专利，专利公开了一种生态透水坝，该竖向结构由下到上包括基础稳定层、强化处理层、植被种植层和植被稳定层，横截面为梯形，坡度系数为1:1-1:2.5，基础稳定层采用钢筋混凝土构成，其中地下部分高度为1M，地上部分高度为200MM，强化处理层采用填充砾石或陶粒或两者石笼网格方式构筑，植被稳定层由土、沙混合物或自然土填充而成，植被稳定层采用石笼网格按“田”字形间隔构筑，石笼网格内填充砾石，并在“田”字格中种植挺水型水生植物(美人蕉、鸢尾、千屈菜等)。该技术方案可在一部分植被稳定层上部(即植被稳定层石笼网格之间的间隔地带)形成植物净化系统，并可以较好地避免汛期洪水对水生植物的冲刷(若将水生植物种植在石笼网格中石料缝隙中，极易被急流冲走)，但是，该专利技术方案在构造方面存在不少缺陷：(1)植被稳定层采用土、沙混合物或自然土材料填充，这类材料极易渗入强化处理层而导致堵塞，植被稳定层也会因位于其下层的植被稳定层中填充料的流失而失去稳定性；(2)水生植物植被覆盖度低，仅在植被稳定层上部无石笼网格的空隙地带形成水生植被；(3)若应用于山区型河流，低水位时特别是旱季时，由于坝体横截面坡比系数设计过高(1:1-1:2.5)，河水很可能会全部流经强化处理层而进入不了植被稳定层，植被稳定层上的水生植物面临着缺水而枯死的风险。这些构造上不足必然带来坝体安全风险大、污染拦截净化能力十分有限、生态功能微弱等问题，此外，该技术方案基础稳定层采用钢筋混凝土构成(其中地下部分高度为1M，地上部分高度为200MM)，建设成本也相对较高。