專利名稱：一種生態(tài)減污型排水溝渠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種排水溝渠，尤其涉及一種生態(tài)減污型排水溝渠。
背景技術(shù)：
新中國成立以來，黨和政府高度重視灌溉排水事業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)已建成農(nóng)田灌溉面 積8. 3億畝，每年灌溉面積上生產(chǎn)的糧食占全國總量的3/4，生產(chǎn)的經(jīng)濟作物占全國的90% 以上，使我國能夠以占世界6%的可更新水資源量、9%的耕地，解決了占世界22%人口的 溫飽問題，為保障中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、糧食安全以及經(jīng)濟社會的穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造了重要條件。隨著全國灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工作的深入開展，我國灌溉工程設(shè)施得到了很 大發(fā)展，并初步建立起了灌溉排水工程體系，但也存在灌排工程不配套、重灌輕排等現(xiàn)象， 以至于一方面存在灌溉渠道大量襯砌、硬化現(xiàn)象嚴重，另一方面又存在大量排水溝渠坍塌 淤積嚴重，排水不暢，自然降水、地下水和灌溉回歸水利用率低等問題，致使全國迄今仍有 易澇耕地2450萬hm2。如何在滿足農(nóng)田排澇、防漬標準要求下，合理優(yōu)化設(shè)計排水溝渠，維 持其邊坡穩(wěn)定，實現(xiàn)計量排水與控制排水，提高農(nóng)田排水的再生利用率，則是人們迫切需要 研究解決的重要實際問題之一。目前，人們雖已針對排水溝渠坍塌淤積嚴重的問題，提出了利用鋼筋混凝土板進 行排水溝襯砌技術(shù)。但是，襯砌硬化后的排水溝渠可能會改變農(nóng)田排水過程線，甚至阻礙農(nóng) 田排漬；同時，也不利于保護農(nóng)田生物多樣性。硬化排水溝渠由于缺少生態(tài)植被，也就減少 了生態(tài)植被對氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收機會，從而，喪失了農(nóng)田排水溝渠的生態(tài)屏障與減污 作用。大量氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)流失到了農(nóng)田之外，造成我國許多湖泊、水庫和河流發(fā)生水體 富營養(yǎng)化現(xiàn)象。為此，陳金山提出一種使用生態(tài)混凝土板建造凈水溝渠技術(shù)(用于水污染 治理的生態(tài)混凝土技術(shù)[J]，建筑材料學報，2003，3 (4)，60-64頁)，但是，該種技術(shù)應用于 污水處理時，仍存在污水中的固體物質(zhì)沉積在混凝土上，會很快堵塞大孔混凝土的孔隙，使 其失去了凈水功能；而且，普通生態(tài)混凝土凈水效果(尤其是濁度等)還不夠理想；混凝土 在流動水中鈣離子大量流失，使水泥水化產(chǎn)物分解，造成強度降低，甚至破壞，結(jié)果導致混 凝土的耐久性不夠等諸多問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決上述問題而提供一種能夠防止排水溝渠坍塌，保持其邊 坡穩(wěn)定與排水通暢，并在滿足農(nóng)田排澇防漬標準要求下實行排水計量與控制排水，減少化 肥營養(yǎng)污染物質(zhì)從灌排系統(tǒng)流失的生態(tài)減污型排水溝渠。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括橫斷面為梯形的溝道，溝道表面鋪設(shè)蜂窩狀混凝土預制板，所述的蜂窩狀 混凝土預制板上設(shè)有多個孔洞，孔洞內(nèi)栽種有沉水植物，所述的沉水植物為苦草、金魚藻、 水蘊草、聚藻、眼子菜或流蘇菜等；在生態(tài)減污型排水溝渠中每隔200-500m設(shè)置一個寬頂 堰式攔水提壩，在寬頂堰式攔水提壩頂部設(shè)置控制閘。[0008]上述在寬頂堰式攔水提壩頂部一側(cè)設(shè)有量水刻度，用于計量農(nóng)田排水量。上述的孔洞的間距為260mm，孔徑為110mm。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型取得了以下的技術(shù)效果1、此實用新型可以有效解決現(xiàn)在灌排系統(tǒng)的坍塌問題，降低農(nóng)田排水中氮磷等營 養(yǎng)物質(zhì)濃度，防止水體富營養(yǎng)化，達到水肥資源高效利用的目的，此外，生態(tài)溝中的植物可 以增加生物多樣性，美化農(nóng)村環(huán)境，甚至可以用作牲畜飼料等，具有很好的經(jīng)濟收益。2、通過在排水溝渠中設(shè)立寬頂堰式攔水提壩，并在其頂部設(shè)置控制間和頂部一側(cè) 設(shè)置量水刻度，可實現(xiàn)農(nóng)田控制排水與排水計量，提高雨水與灌溉回歸水利用率。

圖1為蜂窩狀混凝土預制板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型縱剖面圖；圖3為本實用新型的俯視圖；圖4為圖3在I-I處的剖視圖；圖5為圖3在II-II處的剖視圖。其中1_蜂窩狀混凝土預制板、2-孔洞、3-沉水植物、4-寬頂堰式攔水提壩、5-控 制閘、6-量水刻度。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的實施例。實施例1參見圖1-5，一種生態(tài)減污型排水溝渠，它包括橫斷面為梯形的溝道，溝道表面鋪 設(shè)蜂窩狀混凝土預制板1，所述的蜂窩狀混凝土預制板上設(shè)有多個孔洞2，單個蜂窩混凝土 板長度60cm、寬度50cm、厚度5cm，孔中心距離260mm，孔直徑1 IOmm,孔洞內(nèi)栽種有沉水植物 3，所述的沉水植物為苦草、金魚藻、水蘊草、聚藻、眼子菜或流蘇菜；在生態(tài)減污型排水溝渠 中每隔200-500m設(shè)置一個寬頂堰式攔水提壩4，在寬頂堰式攔水提壩頂部設(shè)置控制閘5，用 于農(nóng)田控制排水。在寬頂堰式攔水提壩頂部一側(cè)還設(shè)有量水刻度6，用于計量農(nóng)田排水量。 當水資源緊缺時，可關(guān)閘攔蓄雨水與灌溉回歸水，實現(xiàn)雨水資源化利用與農(nóng)田排水再生利 用，提高雨水與灌溉回歸水的利用率；當遇暴雨時，可開閘放水，滿足排澇要求。參見圖1，虛線表示內(nèi)部鋼筋平局結(jié)構(gòu)，單個蜂窩混凝土板長度60cm、寬度50cm、 厚度5cm，孔中心距離260mm，孔直徑110mm。參見圖2，m-邊坡系數(shù)，根據(jù)開挖深度、溝槽土質(zhì)及地下水情況等，經(jīng)穩(wěn)定分析計 算后確定，開挖深度不超過5m，水深不超過3m的溝道最小邊坡系數(shù)應符合《灌溉與排水工 程設(shè)計規(guī)范GB50288-99》之規(guī)定；H1-排澇水位高程，其確定應符合《農(nóng)田排水工程技術(shù)規(guī)范SL/T4-1999》之規(guī)定；H2-排漬水位高程，其確定應符合《農(nóng)田排水工程技術(shù)規(guī)范SL/T4-1999》之規(guī)定；H3-渠道底面高程，根據(jù)灌排溝渠所在地理位置及《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范 GB50288-99))之規(guī)定確定；b-渠道底面寬度，根據(jù)灌排溝渠在灌排系統(tǒng)中所處地位及《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范GB50288-99》之規(guī)定確定；a、a'-地下水控制水位，應根據(jù)農(nóng)田防漬標準確定。參見圖3，hr寬頂堰兩側(cè)混凝土高程；h2-寬頂堰底部高程，h2 ^ H2 ；I-I表示寬頂堰閘門橫剖面示意圖(如圖4所示)；II-II表示寬頂堰閘門縱剖面示意圖(如圖5所示)。參見圖4，I1-過流寬度；I2-閘門寬度；參見圖5，K1-寬頂堰堰頂厚度；K2-閘門厚度；對本實用新型在溝渠開挖時要注意以下的工程技術(shù)參數(shù)如下(1)對排水溝渠采用原位改造或新開挖，溝橫斷面為梯形斷面，邊坡系數(shù)為m，溝 底適當挖深。由于梯形斷面適用于設(shè)計流量較大、邊坡較小的渠道，因而采用梯形斷面較穩(wěn) 定；另外，邊坡系數(shù)m主要與溝道土質(zhì)和溝深有關(guān)，土質(zhì)愈松，溝道愈深，采用的邊坡系數(shù)愈 大。(2)溝道開挖后進行回填土。由于濕地植物的根系主要分布在25cm以內(nèi)的區(qū)域， 所以溝壁回填土深20-30cm，最后用混凝土預制板鋪設(shè)溝壁(混凝土預制板規(guī)格如圖所示， 參考尺寸孔間距約260mm，孔徑為110mm，具體尺寸視植物而定)；另外，由于溝底保持自然 透水，存在一定程度的沖刷，故溝底回填土應適當壓實。溝渠兩側(cè)根據(jù)實際需要栽種一些易 吸收營養(yǎng)物質(zhì)且不易封溝阻水的當?shù)刂参?。按照排澇防漬標準要求開挖或修整排水溝渠時，渠道底部保持自然透水平穩(wěn)，而 溝渠兩側(cè)鋪設(shè)可透水的蜂窩狀混凝土預制板以保持農(nóng)田排水通暢和維持邊坡穩(wěn)定，并在混 凝土預制板上蜂窩孔洞內(nèi)栽種一些容易吸收氮磷、農(nóng)藥等污染物且不太阻水的沉水植物， 由此構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)減污型排水溝渠系統(tǒng)。通過系統(tǒng)內(nèi)有機物、水生植物、微生物之間形成 的有機生物鏈與水體內(nèi)物理、化學、生物等方面的協(xié)同作用，實現(xiàn)對農(nóng)田排水中氮、磷營養(yǎng) 物的吸收凈化處理，減少了農(nóng)業(yè)非點源污染物的排放量，防止水體富營養(yǎng)化。與此同時，在 生態(tài)減污型排水溝渠系統(tǒng)一定間距范圍內(nèi)設(shè)置一個可計量的寬頂堰(堰頂高度以不超過 農(nóng)田防漬控制水位標準要求為宜)式攔水提壩(間)，在該提堰頂上面設(shè)置一定高度的控制 閘(以不超過農(nóng)田排澇控制水位標準要求為宜)，并在堰頂一側(cè)標注量水刻度，以實現(xiàn)計量 農(nóng)田排水量和控制排水位。當水資源緊缺時，可關(guān)間攔蓄雨水與灌溉回歸水，實現(xiàn)雨水資源 化利用與農(nóng)田排水再生利用，提高雨水與灌溉回歸水的利用率；當遇暴雨時，可開閘放水， 滿足排澇防漬要求。值得說明的是，寬頂堰式攔水提壩對排水口高度的控制推遲了降雨期 間格田向墑溝的排水時間，有利于充分發(fā)揮排水溝的濕地功能，減輕因雨滴擊濺而引起的 水流紊動，降低由于降雨擊濺侵蝕和化學侵蝕進入地表水中顆粒和可溶性氮磷含量，有效 地阻止了底部泥沙進入溝道，從而減少了農(nóng)業(yè)非點源污染。最后，在生態(tài)溝中種植的植物可 以有效地攔截田面滲水中的泥沙等氮磷顆粒進入下游河湖承泄水系統(tǒng)，降低水土流失率及 其顆粒態(tài)的氮磷濃度。本實用新型的保護范圍并不限于上述的實施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變形而不脫離本實用新型的范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本實用新型的意圖也包含這些改動和變形在內(nèi)。
權(quán)利要求一種生態(tài)減污型排水溝渠，它包括橫斷面為梯形的溝道，溝道表面鋪設(shè)蜂窩狀混凝土預制板(1)，其特征在于所述的蜂窩狀混凝土預制板上設(shè)有多個孔洞(2)，孔洞內(nèi)栽種有沉水植物(3)，所述的沉水植物為苦草、金魚藻、水蘊草、聚藻、眼子菜或流蘇菜；在生態(tài)減污型排水溝渠中每隔200-500m設(shè)置一個寬頂堰式攔水堤壩(4)，在寬頂堰式攔水堤壩頂部設(shè)置控制閘(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)減污型排水溝渠，其特征在于在寬頂堰式攔水提壩頂 部一側(cè)設(shè)有量水刻度(6)，用于計量農(nóng)田排水量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生態(tài)減污型排水溝渠，其特征在于所述的孔洞的間距 為260mm，孔徑為110mm。
專利摘要本實用新型涉及一種生態(tài)減污型排水溝渠，它包括橫斷面為梯形的溝道，溝道表面鋪設(shè)蜂窩狀混凝土預制板，所述的蜂窩狀混凝土預制板上設(shè)有多個孔洞，孔洞內(nèi)栽種有沉水植物，所述的沉水植物為苦草、金魚藻、水蘊草、聚藻、眼子菜或流蘇菜；在生態(tài)減污型排水溝渠中每隔200-500m設(shè)置一個寬頂堰式攔水堤壩，在寬頂堰式攔水堤壩頂部設(shè)置控制閘與排水計量標尺。本實用新型能夠防止排水溝渠坍塌，保持其邊坡穩(wěn)定與排水通暢，并在滿足農(nóng)田排澇防漬標準要求下實行排水計量與控制排水，減少化肥營養(yǎng)物質(zhì)從灌排系統(tǒng)的流失量。
文檔編號E02B13/02GK201554013SQ20092022999
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者喬欣, 劉歡歡, 劉武藝, 孫春敏, 楊睿, 王建漳, 過龍根, 邵東國 申請人:武漢大學