一種用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于面源污染（非點(diǎn)源）控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵。該植物格柵主要由格柵、外端穩(wěn)定墻（包括進(jìn)水墻、排水墻等）及填料區(qū)組成，整個(gè)裝置建于渠道或內(nèi)河中，格柵設(shè)置于溝渠或內(nèi)河前端，外端穩(wěn)定墻采用鋼混或磚混結(jié)構(gòu)，設(shè)置于格柵下游。本發(fā)明用于生長(zhǎng)微生物及水生植物，改善水泥硬化溝渠及內(nèi)河徑流水質(zhì)，主要解決溝渠及內(nèi)河堤岸和河床的硬化導(dǎo)致其內(nèi)難以生長(zhǎng)植物、光滑的內(nèi)界面缺失了微生物附著生長(zhǎng)的介質(zhì)、水泥及混凝土制品隔斷其徑流與土壤的接觸，散失了土壤的自凈能力等問(wèn)題，適用于農(nóng)村農(nóng)業(yè)徑流、城市徑流的處理，特別適用于以后水泥硬化溝渠及內(nèi)河徑流的處理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于面源污染(非點(diǎn)源)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵。

【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來(lái)，水泥及混凝土制品廣泛的運(yùn)用于城市及農(nóng)村排水渠道、內(nèi)河的建設(shè)，杜絕了渠道及內(nèi)河雜草的生長(zhǎng)，有利于渠道及內(nèi)河排水通暢，保證渠道及內(nèi)河的泄洪，同時(shí)，水泥硬化渠道也有效的保持了渠道及內(nèi)河水土流失，減少了疏通溝渠及內(nèi)河所帶來(lái)的人工及機(jī)械開(kāi)支，減小了管理成本。但同時(shí)，溝渠及內(nèi)河堤岸和河床的硬化導(dǎo)致其內(nèi)難以生長(zhǎng)植物；光滑的內(nèi)界面缺失了微生物附著生長(zhǎng)的介質(zhì)；水泥及混凝土制品隔斷其徑流與土壤的接觸，散失了土壤的自凈能力等，這些新的情況產(chǎn)生也一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，例如，內(nèi)河水體變黑變臭；黑臭水體排入河湖引起下游水體水質(zhì)惡化等。針對(duì)這些問(wèn)題，生態(tài)溝渠、生態(tài)護(hù)坡及堤岸等的發(fā)明和應(yīng)用，在很大的程度上提高了排水溝渠、內(nèi)河的沿程自凈能力，有效的改善了城市、農(nóng)村徑流的水質(zhì)，而生態(tài)溝渠等系列技術(shù)運(yùn)用于原有水泥硬化的溝渠及內(nèi)河時(shí)，需要對(duì)混凝土拆除后重新設(shè)計(jì)及建設(shè)，建設(shè)成本較高。
[0003]本發(fā)明提及的植物格柵，針對(duì)水泥及混凝土制品帶來(lái)的一系列問(wèn)題，提供了一種生態(tài)補(bǔ)救措施，具有微生物及水生植物生長(zhǎng)良好、徑流水質(zhì)改善明顯、投資省、且不影響溝渠或內(nèi)河原有排水及泄洪功能等優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于改善河渠(包括內(nèi)河或溝渠)水質(zhì)的植物格柵，以解決溝渠及內(nèi)河堤岸和河床的硬化導(dǎo)致其內(nèi)難以生長(zhǎng)植物，光滑的內(nèi)界面缺失了微生物附著生長(zhǎng)的介質(zhì)，水泥及混凝土制品隔斷其徑流與土壤的接觸，散失了土壤的自凈能力等問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明提出的植物格柵，設(shè)置于溝渠或內(nèi)河中，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括格柵1、外端穩(wěn)定墻以及填料區(qū)4 ;格柵I設(shè)置在河渠前端，外端穩(wěn)定墻以及填料區(qū)4構(gòu)成一處理單元，處理單元位于河渠中、格柵I的下游10 — 80米處。
[0006]對(duì)于寬度較大(如寬度大于4米)的河渠，所述穩(wěn)定墻包括進(jìn)水墻2、排水墻3和連接墻5，與河渠堤岸一側(cè)形成直角梯形，直角梯形圍成的區(qū)域即為填料區(qū)4 ;穩(wěn)定墻和填料區(qū)組成一處理單元，河渠中至少設(shè)置2個(gè)這樣的處理單元，這2個(gè)處理單元分別靠河渠堤岸的一側(cè)；在直角梯形中，河渠堤岸一側(cè)為直角梯形底邊，進(jìn)水墻2為直角梯形斜邊，迎著水流方向，排水墻3為直角梯形的直角邊，背著水流方向，連接墻5連接于進(jìn)水墻2和排水墻外端之間，為直角梯形的上底邊；直角梯形的高度a (即河渠堤岸與連接墻5之間的距離，也是排水墻3的長(zhǎng)度)為河渠寬度的一半，上底長(zhǎng)c:高度a比值為1-5，(下底長(zhǎng)b-上底長(zhǎng)c):高度a比值為1-3，2個(gè)處理單元之間的距離d:高度a比值為1_2。
[0007]本發(fā)明中，穩(wěn)定墻可采用鋼筋磚混結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明中，所述的格柵I可用于截留徑流所攜帶的固體垃圾，格柵I中的柵條間距為 lcm_5cm0
[0009]本發(fā)明中，所述的外端穩(wěn)定墻上平面在同一水平位，墻體高度為30-50 cm。具體由河渠深度確定。
[0010]所述的進(jìn)水墻2水流方向留有孔道，便于水流通過(guò)，孔道口面積為進(jìn)水墻2面積的10-50%。所述的排水墻3水流方向留有與進(jìn)水墻2上類(lèi)似大小的孔道。
[0011]所述的進(jìn)水墻2截面為下寬上窄的直角梯形，梯形斜邊迎著水流方向。
[0012]所述的排水墻3和連接墻5為直立墻，截面為矩形。
[0013]本發(fā)明中，所述的填料區(qū)4中所使用的填料可為卵石、碎石、青石、粗砂及吸濕性的顆粒填料，如陶粒中的一種或多種。
[0014]所述的填料區(qū)4中可種植香蒲、蘆葦、水蔥、茭白等宿根類(lèi)挺水植物。
[0015]本發(fā)明中，若植物格柵建設(shè)地點(diǎn)渠道及內(nèi)河寬度比較窄(<4m)，植物格柵的處理單元可采用矩形形狀，即外端穩(wěn)定墻包括進(jìn)水墻2、排水墻3，進(jìn)水墻2及排水墻3兩端分別與兩側(cè)堤岸相接，構(gòu)成矩形(這里沒(méi)有連接墻5)，取植物格柵長(zhǎng)度f(wàn):寬度e的比值為2-5，矩形格柵至少建設(shè)I個(gè)，其余條件保持不變。
[0016]本發(fā)明的植物格柵一般建于溝渠或內(nèi)河水流平緩地帶，若水流較急，應(yīng)在上游建立攔水壩或攔水墻，以減緩水流速度。
[0017]本發(fā)明提供的植物格柵，可使微生物及水生植物生長(zhǎng)良好，投資省，可用于水泥硬化溝渠及內(nèi)河徑流水質(zhì)改善。適用于農(nóng)村農(nóng)業(yè)徑流、城市徑流的處理，特別適用于以后水泥硬化溝渠及內(nèi)河徑流的處理。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為處理單元為直角梯形的植物格柵結(jié)構(gòu)圖示。
[0019]圖2為處理單元為矩形的植物格柵結(jié)構(gòu)圖示。
[0020]圖中標(biāo)號(hào):1為格柵，2為進(jìn)水墻,3為排水墻,4為填料區(qū),5為連接墻。

【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0022]實(shí)施例1:
基本資料:某城市內(nèi)河徑流，主要為雨水徑流、污水管網(wǎng)跑冒滴漏及沿河居民排水，水流平緩，水質(zhì)為劣五類(lèi)，水體中含大量的固體垃圾，SS高達(dá)200，上面生長(zhǎng)了大量的浮萍，內(nèi)河寬度1m,平日水深為40cm,汛期水深3m,內(nèi)河河床及河堤硬化時(shí)間為3年。
[0023]參照?qǐng)D1所示，由外端穩(wěn)定墻(包括進(jìn)水墻2、排水墻3和連接墻5)及填料區(qū)4組成，外端穩(wěn)定墻采用磚混結(jié)構(gòu)，說(shuō)明如下:
在處理單元上游50m處設(shè)置格柵，格柵為角鐵焊制，格柵的柵條間距為3cm，高度為50cm,環(huán)衛(wèi)工人每周清理格柵I次。設(shè)置圖1直角梯形處理單元2對(duì)共4個(gè)，其中，高度a=5m，下底長(zhǎng)b=20m，上底長(zhǎng)c=10m，2個(gè)處理單元之間的距離d=15m。外端穩(wěn)定墻(包括進(jìn)水墻2、排水墻3和連接墻5)墻體離河床高度為30cm，進(jìn)水墻2為穿孔花墻，孔尺寸為12mmX 12cm,進(jìn)水墻上端面寬度24cm，下底面寬度為50cm，排水墻3和連接墻5寬度為24cm直立墻。填料區(qū)4內(nèi)使用的填料為:下層為1cm粒徑4-8cm的碎石，中層為1cm粒徑l_2cm的凈水陶粒,上層為粒徑2-4cm的碎石。各處理單元填料區(qū)4內(nèi)種植相同品種的水生植物，由水流方向，前2個(gè)種植蘆葦，后2個(gè)分別種植香蒲及水蔥。
[0024]本發(fā)明的有益效果:經(jīng)過(guò)2個(gè)月的運(yùn)行，水體變清，表面浮萍及固體垃圾消失，SS減小到40，同時(shí)，對(duì)COD、TN、TP都有一定的去除效果，并且形成了沿河的濕地景觀。
[0025]實(shí)施例2:
基本資料:某農(nóng)村排水渠道，主要為農(nóng)業(yè)及居民排水等，水體呈黑色，發(fā)臭，水體表面含有大量的固體垃圾，夏日可見(jiàn)黑膜產(chǎn)生，渠道寬度3m，渠道深度lm，平日水深為30cm，流速不超過(guò)Im/日，汛期滿渠，硬化時(shí)間達(dá)5年，為該村有名的臭水溝。
[0026]參照?qǐng)D2所示，外端穩(wěn)定墻(包括進(jìn)水墻2、排水墻3)及填料區(qū)4組成，采用磚混結(jié)構(gòu)。說(shuō)明如下:
在處理單元上游1m處設(shè)置格柵，格柵為角鐵焊制，格柵的柵條間距為4cm，高度為50cm,村委會(huì)組織工人每周清理格柵I次。設(shè)置圖2矩形植物格柵單元3個(gè)，其中，寬度e=3m,長(zhǎng)度f(wàn)=10m，格柵間距5m，進(jìn)水墻2、排水墻3直接與渠堤相接，墻體離河床高度為40cm,進(jìn)水墻2為穿孔花墻,孔尺寸為12mmX 12cm,進(jìn)水墻上端面寬度24cm,下底面寬度為50cm，排水墻3和連接墻5寬度為24cm直立墻。填料區(qū)4內(nèi)使用的填料為混合砂石料。第一個(gè)處理單元填料區(qū)4內(nèi)種植蘆葦，第二三個(gè)處理單元填料區(qū)4內(nèi)種植多種宿根類(lèi)挺水植物，主要有蘆葦、香蒲、水蔥及茭白等。
[0027]經(jīng)過(guò)3個(gè)月的運(yùn)行，水質(zhì)明顯變清，某次的監(jiān)察數(shù)據(jù)如下:
采SS
率^CODcjt Ti TP
樣
進(jìn)32§
158 18 4.2。
水

SM 9.5 2.3
水
【權(quán)利要求】
1.一種用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵，設(shè)置于溝渠或內(nèi)河中，其特征在于包括格柵、夕卜端穩(wěn)定墻以及填料區(qū)；格柵設(shè)置在河渠前端，外端穩(wěn)定墻以及填料區(qū)構(gòu)成一處理單元，處理單元位于河渠中、格柵的下游； 對(duì)于寬度大于4米的河渠，所述外端穩(wěn)定墻包括進(jìn)水墻、排水墻和連接墻，與河渠堤岸一側(cè)圍成直角梯形，直角梯形圍成的區(qū)域即為填料區(qū)；穩(wěn)定墻和填料區(qū)組成一處理單元，河渠中至少設(shè)置2個(gè)這樣的處理單元，這2個(gè)處理單元分別靠河渠堤岸的一側(cè)；在直角梯形中，河渠堤岸一側(cè)為直角梯形底邊，進(jìn)水墻為直角梯形斜邊，迎著水流方向，排水墻為直角梯形的直角邊，背著水流方向，連接墻連接于進(jìn)水墻和排水墻外端之間，為直角梯形的上底邊；直角梯形的高度a為河渠寬度的一半，上底長(zhǎng)c:高度a比值為1-5，(下底長(zhǎng)b_上底長(zhǎng)c):高度a比值為1-3，2個(gè)處理單元之間的距離d:高度a比值為1_2 ； 對(duì)于寬度小于4米的河渠，所述外端穩(wěn)定墻包括進(jìn)水墻、排水墻，進(jìn)水墻2及排水墻兩端分別與兩側(cè)堤岸相接，構(gòu)成矩形，矩形長(zhǎng)度f(wàn):河渠寬度e的比值為2-5，矩形格柵至少建設(shè)I個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵，其特征在于所述的外端穩(wěn)定墻采用鋼筋磚混結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵，其特征在于所述的格柵中的格子間距為lcm_5cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵，其特征在于所述的外端穩(wěn)定墻上平面在同一水平位，墻體高度為30-50 cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵，其特征在于所述的進(jìn)水墻水流方向留有孔道，孔道口面積為進(jìn)水墻2面積的10-50% ;所述的排水墻3水流方向留有與進(jìn)水墻2上類(lèi)似大小的孔道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵，其特征在于所述的進(jìn)水墻截面為下寬上窄的直角梯形，梯形斜邊迎著水流方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵，其特征在于所述的填料區(qū)中所使用的填料為卵石、碎石、青石、粗砂及吸濕性的顆粒填料中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于改善河渠水質(zhì)的植物格柵，其特征在于所述的填料區(qū)中種植香蒲、蘆葦、水蔥、茭白等宿根類(lèi)挺水植物。
【文檔編號(hào)】E02B3/12GK104195985SQ201410429612
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】劉群, 鄭正, 聶耳, 羅興章, 楊曉英, 王東, 單穎 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)