一種灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，包括如下步驟:1)在修建混凝土灌溉輸水渠道(1)或U形斷面、梯形斷面、矩形斷面或復(fù)式斷面時，預(yù)留長方體孔槽；2)將在花房培育好的，植物生長健康的防滲型生態(tài)盒(2)批量移放進(jìn)長方體孔槽中；3)在生態(tài)盒上表面四周的翼緣下部墊上一圈橡膠防滲墊片(10)；4)在所述步驟1)中打好的孔里安裝膨脹錨栓(8)，擰緊螺帽(9)加以固定。優(yōu)點：能夠提高灌溉水利用率，同時不影響護(hù)坡結(jié)構(gòu)安全，避免渠道整體塌陷；能為水生動物提供棲息地；能使水生植物最大化覆蓋護(hù)坡混凝土形成綠色廊道，加大渠道自凈能力；充分利用原有灌溉輸水渠道，達(dá)到防滲和護(hù)坡的目的。
【專利說明】一種灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，屬于灌溉輸水渠道防滲和生態(tài)功能復(fù)合的【技術(shù)領(lǐng)域】，適用于生境條件惡化的傳統(tǒng)灌溉輸水渠道，以及水資源稀少的半干旱和干旱灌溉輸水渠道防滲型生態(tài)護(hù)坡。

【背景技術(shù)】
[0002]我國是水資源嚴(yán)重短缺的國家，同時水資源利用率也十分低下，其重要原因之一是由我國農(nóng)業(yè)灌溉用水的浪費造成的。據(jù)統(tǒng)計目前我國水田和旱地的灌溉引水量3445億III3，由于農(nóng)田水利設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)低、老化、不配套、灌溉方式落后等原因，全國農(nóng)業(yè)灌溉水的有效利用率只有40%左右，僅為發(fā)達(dá)國家的一半。渠系輸水損失就達(dá)1730億V左右，占渠首總引水量50%，也就是說輸水損失占灌溉水總損失的80%以上。尤其在干旱或半干旱性地區(qū)，為了防止灌溉輸水渠道下滲引起的水資源浪費，影響渠道輸水效率，必須對灌溉輸水渠道進(jìn)行襯砌。
[0003]長期以來渠道常用的襯砌方式是“三面光”混凝土全襯砌，其有效地防止了下滲引起的水量減少，提高了輸水灌溉效率。但該技術(shù)方法也嚴(yán)重破壞了灌溉輸水渠道內(nèi)的生態(tài)群落，造成渠道內(nèi)水生植物無法生存，進(jìn)而導(dǎo)致許多水生動物失去了棲息地，水陸移動動物失去了綠色廊道；由于岸坡植被的破壞，降雨徑流造成的非點源污染物質(zhì)沒有經(jīng)過任何截留過程便進(jìn)入了灌溉農(nóng)田，嚴(yán)重影響了農(nóng)田水質(zhì)，有毒、有害的污染物質(zhì)進(jìn)一步被農(nóng)作物吸收，殘留在農(nóng)產(chǎn)品中的污染物質(zhì)將會對人體產(chǎn)生十分嚴(yán)重的危害；失去水生植物后，輸水渠道內(nèi)水體的自凈能力大大降低。因此對于半干旱性和干旱性地區(qū)輸水渠道，一方面要考慮防止下滲引起的水資源損失，必須進(jìn)行防滲性的襯砌；另一方面也要創(chuàng)造適宜的水生生物生長環(huán)境，維持渠道內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)完整性，保持一定的水體自凈能力。
[0004]防滲型生態(tài)渠道的構(gòu)建和發(fā)明可以很好地解決上述問題，但目前相關(guān)的專利發(fā)明還不是很多。⑶203420255 I公開了一種防滲性能優(yōu)異的生態(tài)防滲渠道，其特點是梯形渠道斷面，利用在渠道基層上鋪設(shè)復(fù)合土工材料層，在上面設(shè)置中間有孔洞的砼塊層，在砼連鎖塊的中間孔洞中種植水生植物。⑶1699697八公開了一種農(nóng)田生態(tài)攔截渠道系統(tǒng)，其特點是渠道橫斷面呈梯形，渠道的兩壁和底部采用蜂窩狀混凝土板材硬質(zhì)化，在渠道末端的底部設(shè)置有若干過濾箱，在渠道中分段設(shè)置有節(jié)制閘，在蜂窩狀孔中種植水生植物。這兩種發(fā)明的共同缺點是適用的渠道斷面形狀單一，防滲效果不好，孔洞滲水較大，且容易造成灌溉水利用率下降，在灌區(qū)中使用率不高，同時容易造成孔洞內(nèi)土壤流失、渠道淤塞，甚至出現(xiàn)渠道整體塌陷，不利于渠道修復(fù)和重建，運行的經(jīng)濟(jì)成本和管理成本較高，推廣困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出的是一種灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，其目的:為解決灌溉輸水渠道常用的混凝土全襯砌防滲技術(shù)所存在的水生動植物無法生存，破壞渠道內(nèi)的生態(tài)群落，降低渠道內(nèi)生物多樣性，以及上述兩種生態(tài)防滲渠道存在的防滲效果不好，孔洞內(nèi)土壤流失，甚至出現(xiàn)渠道整體塌陷等缺陷。具有防滲性能強，不會造成渠道墊層土壤流失，很好地實現(xiàn)了農(nóng)田灌水效率要求，同時能保證渠道整體的穩(wěn)固性，生態(tài)盒可通過花房培養(yǎng)，集中移裝、更換，工程造價和維護(hù)成本低。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，包括如下步驟:
1)在修建混凝土灌溉輸水渠道(可以是I形斷面、梯形斷面、矩形斷面或復(fù)式斷面)時預(yù)留一定規(guī)格和數(shù)量的長方體孔槽，或者在已修建好的混凝土襯砌灌溉輸水渠道(可以是I形斷面、梯形斷面、矩形斷面或復(fù)式斷面)中開掘出同樣規(guī)格的長方體孔槽，并在與孔槽上表面的四邊相隔一定距離的渠壁(底)處打孔以安裝錨栓；
2)將在花房培育好的，植物生長健康的防滲型生態(tài)盒批量移放進(jìn)長方體孔槽中；
3)為加強生態(tài)盒的防滲性能，在生態(tài)盒上表面四周的翼緣下部墊上一圈橡膠防滲墊片；
4)為提高生態(tài)盒的穩(wěn)固性，在所述步驟1)中打好的孔里安裝膨脹錨栓，擰緊螺帽加以固定。
[0007]所述的防滲型生態(tài)盒由塑料盒、植物生長栽培基質(zhì)和植物層三部分組成，其中塑料盒由目前植物園制作塑料花盆常用的無毒害？？樹脂(聚丙烯塑料)制成，上表面四周設(shè)有水平向外伸出的翼緣，翼緣上與渠壁(底)上錨栓孔對應(yīng)的位置處事先預(yù)留孔，用來固定錨栓；
所述的防滲型生態(tài)盒中的植物生長栽培基質(zhì)的上表面低于塑料盒的上表面呈內(nèi)凹型以避免生長栽培基質(zhì)隨水流失；
所述的防滲型生態(tài)盒中的植物層在常水位以上種植根系發(fā)達(dá)的草本植物為狗牙根草、黑麥草、香根草等，常水位以下種植沉水植物為金魚藻、馬來眼子菜和輪藻等，種植密度為10^15^/1112 ；
所述的防滲型生態(tài)盒在渠壁(底)采用錯位布置的方式，借助錯位布置使得水生植物能夠最大化覆蓋護(hù)坡混凝土形成綠色廊道，同時有利于植物與不同水位的水流充分接觸，加大渠道自凈能力。
[0008]本發(fā)明優(yōu)點:(1)提高灌水利用率，同時不影響護(hù)坡結(jié)構(gòu)安全，在渠壁(底)的孔槽中用生態(tài)盒填充，能夠有效地解決農(nóng)業(yè)灌溉輸水過程中水量下滲引起的水資源損失問題，同時避免渠道整體塌陷；(2)增強生態(tài)盒中植物栽培基質(zhì)表層抗剪切力強度，防止基質(zhì)隨水流失、於塞渠道，狗牙根草、黑麥草等水生植物具有十分發(fā)達(dá)的根系，可對生態(tài)盒內(nèi)的植物生長栽培基質(zhì)進(jìn)行防護(hù)、加固；(3)改善渠道內(nèi)的生境，在防滲型生態(tài)盒內(nèi)種植水生植物，其莖葉能覆蓋護(hù)坡混凝土，既能為水生動物提供棲息地，陸生動物提供水陸移動綠色廊道，也能提高水體自凈能力并美化景觀環(huán)境；(4)在渠壁(底)采用錯位方式布置防滲型生態(tài)盒，使得水生植物能夠最大化覆蓋護(hù)坡混凝土形成綠色廊道，同時有利于植物與不同水位的水流充分接觸，加大渠道自凈能力；(5)工程造價和維護(hù)成本低，操作簡單，防滲型生態(tài)盒可以通過批量生產(chǎn)塑料盒，在花房批量施種、培育后，至現(xiàn)場進(jìn)行移裝和更換，便于大面積推廣應(yīng)用；(6)充分利用原有灌溉輸水渠道，解決了生態(tài)工程占用較多耕地的問題，在不影響渠道輸水效率基礎(chǔ)上，本發(fā)明能有效改善渠道內(nèi)動植物生長環(huán)境，同時達(dá)到防滲和護(hù)坡的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖1是防滲型生態(tài)盒在V形斷面渠道的布置橫截面示意圖。
[0010]附圖2是防滲型生態(tài)盒在梯形斷面渠道的布置橫截面示意圖。
[0011]附圖3是防滲型生態(tài)盒在渠道底面布置的示意圖。
[0012]附圖4是布置在梯形斷面渠壁上的單個防滲型生態(tài)盒截面示意圖。
[0013]附圖5是單個防滲型生態(tài)盒的俯視圖。
[0014]圖中1是混凝土渠壁(底)，2是長方體孔槽，3是常水位線，4是水體，5是水生植物，6是塑料盒，7是植物生長培養(yǎng)基質(zhì)，8是膨脹錨栓，9是螺帽，10是橡膠墊片，11是土壤。

【具體實施方式】
[0015]一種灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，包括如下步驟:
1)在修建混凝土灌溉輸水渠道(1)或I形斷面、梯形斷面、矩形斷面或復(fù)式斷面時，預(yù)留長方體孔槽，或者在已修建好的混凝土襯砌灌溉輸水渠道(1)或V形斷面、梯形斷面、矩形斷面或復(fù)式斷面中開掘出同樣規(guī)格的長方體孔槽，并在與孔槽上表面的四邊相隔間距的渠壁或底處打孔以安裝錨栓；
2)將在花房培育好的，植物生長健康的防滲型生態(tài)盒(2)批量移放進(jìn)長方體孔槽中；
3)為加強生態(tài)盒的防滲性能，在生態(tài)盒上表面四周的翼緣下部墊上一圈橡膠防滲墊片
(10)；
4)為提高生態(tài)盒的穩(wěn)固性，在所述步驟1)中打好的孔里安裝膨脹錨栓(8),擰緊螺帽
(9)加以固定。
[0016]所述步驟2)中的防滲型生態(tài)盒(2)由塑料盒出)、植物生長栽培基質(zhì)(7)和植物層(5)三部分組成。
[0017]所述防滲型生態(tài)盒(2)中的塑料盒￠)由目前植物園制作塑料花盆常用的無毒害樹脂(聚丙烯塑料)制成，上表面四周設(shè)有水平向外伸出的翼緣，翼緣上與渠壁或底上錨栓孔對應(yīng)的位置處事先預(yù)留孔，用來固定錨栓。
[0018]所述步驟2)中的防滲型生態(tài)盒(2)中的植物生長栽培基質(zhì)(7)的上表面低于塑料盒出)的上表面呈內(nèi)凹型以避免生長栽培基質(zhì)(7)隨水流失。
[0019]所述步驟2)中的防滲型生態(tài)盒中的植物層(5)在常水位(3)以上種植根系發(fā)達(dá)的草本植物為狗牙根草、黑麥草、香根草等，常水位(3)以下種植沉水植物為金魚藻、馬來眼子菜和輪藻，種植密度為10158/1112。
[0020]所述步驟2)中的防滲型生態(tài)盒(2)在渠壁或底采用錯位布置的方式，借助錯位布置使得植物能夠最大化完全覆蓋護(hù)坡混凝土形成綠色廊道，同時有利于植物與不同水位的水流充分接觸，加大渠道自凈能力。
實施例
[0021]如圖1、2、3所示，本灌溉輸水渠道防滲型生態(tài)護(hù)坡方法，是在修建混凝土灌溉輸水渠道(1)時預(yù)留一定規(guī)格和數(shù)量的長方體孔槽，或者在已修建好的混凝土襯砌灌溉輸水渠道(1)中開掘出一定規(guī)格和數(shù)量的長方體孔槽，輸水渠道可以是V形斷面、梯形斷面、矩形斷面或復(fù)式斷面，本發(fā)明以常見的I形斷面和梯形斷面為例進(jìn)行說明，孔槽長寬深規(guī)格為30(3^20(:^30(^ ；孔槽在渠道壁面和底面按錯位形式分布，本發(fā)明以同行孔槽的間隔距離為50^，兩行孔槽之間距離為40(^為例(孔槽分布的密度可根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況以及水流速度酌情更定為了使水生植物層(5)能夠最大化覆蓋護(hù)坡混凝土形成綠色廊道，同時使水生植物層(5)與渠道水體(4)充分接觸，以提高水體自凈能力并美化景觀環(huán)境，我們設(shè)定下一行孔槽與前一行孔槽錯開20。?。?！排列。
[0022]如圖4所示，與孔槽匹配、可以批量生產(chǎn)的防滲型生態(tài)盒是由塑料盒￠)、植物生長栽培基質(zhì)(7)和植物層(5)三部分組成，其中塑料盒￠)由目前植物園制作塑料花盆常用的無毒害？？樹脂(聚丙烯塑料)制成，規(guī)格參數(shù)為300^200^30(^,并且其上表面四周設(shè)有水平向外伸出的翼緣，翼緣上與渠壁(底)上錨栓孔對應(yīng)的位置處事先預(yù)留孔，用來固定錨栓。
[0023]塑料盒(6)里填充植物生長栽培基質(zhì)(7),使生長栽培基質(zhì)(7)的上表面低于塑料盒(6)的上表面呈內(nèi)凹型以避免生長栽培基質(zhì)(7)隨水流失、於塞渠道，然后種植植物層
(5),在常水位(3)以上種植草本植物為狗牙根草、黑麥草、香根草等，常水位(3)以下種植沉水植物為金魚藻、馬來眼子菜和輪藻等，種植密度為10158/1112。
[0024]如圖5所示，將在花房培育好的，植物生長健康的防滲型生態(tài)盒批量移放進(jìn)長方體孔槽中，同時在生態(tài)盒上表面四周的翼緣下部墊上一圈橡膠防滲墊片(10)，并在事先打好的孔里安裝膨脹錨栓，擰緊螺帽(9)加以固定。
[0025]本發(fā)明所述的防滲型生態(tài)盒，做工簡單，經(jīng)濟(jì)成本低，可進(jìn)行批量生產(chǎn)、培育、安裝和更換，避免了施工和維護(hù)管理的諸多不便，節(jié)約大量人力和物力，在灌區(qū)輸水渠道生態(tài)防滲方面具有很好的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 1)在修建混凝土灌溉輸水渠道(I)或U形斷面、梯形斷面、矩形斷面或復(fù)式斷面時，預(yù)留長方體孔槽，或者在已修建好的混凝土襯砌灌溉輸水渠道(I)或U形斷面、梯形斷面、矩形斷面或復(fù)式斷面中開掘出同樣規(guī)格的長方體孔槽，并在與孔槽上表面的四邊相隔間距的渠壁或底處打孔以安裝錨栓； 2)將在花房培育好的，植物生長健康的防滲型生態(tài)盒(2)批量移放進(jìn)長方體孔槽中； 3)為加強生態(tài)盒的防滲性能，在生態(tài)盒上表面四周的翼緣下部墊上一圈橡膠防滲墊片(10)； 4)為提高生態(tài)盒的穩(wěn)固性，在所述步驟I)中打好的孔里安裝膨脹錨栓(8)，擰緊螺帽(9)加以固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，其特征在于所述步驟2)中的防滲型生態(tài)盒(2)由塑料盒￠)、植物生長栽培基質(zhì)(7)和植物層(5)三部分組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，其特征在于所述防滲型生態(tài)盒(2)中的塑料盒(6)由目前植物園制作塑料花盆常用的無毒害PP樹脂即聚丙烯塑料制成，上表面四周設(shè)有水平向外伸出的翼緣，翼緣上與渠壁或底上錨栓孔對應(yīng)的位置處事先預(yù)留孔，用來固定錨栓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，其特征在于所述步驟2)中的防滲型生態(tài)盒(2)中的植物生長栽培基質(zhì)(7)的上表面低于塑料盒￠)的上表面呈內(nèi)凹型以避免生長栽培基質(zhì)(7)隨水流失。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，其特征在于所述步驟2)中的防滲型生態(tài)盒中的植物層(5)在常水位(3)以上種植根系發(fā)達(dá)的草本植物為狗牙根草、黑麥草、香根草等，常水位(3)以下種植沉水植物為金魚藻、馬來眼子菜和輪藻，種植密度為l(Tl5g/m2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌溉輸水渠道防滲型裝配式生態(tài)護(hù)坡方法，其特征在于所述步驟2)中的防滲型生態(tài)盒(2)在渠壁或底采用錯位布置的方式，借助錯位布置使得植物能夠最大化完全覆蓋護(hù)坡混凝土形成綠色廊道，同時有利于植物與不同水位的水流充分接觸,加大渠道自凈能力。
【文檔編號】E02B13/00GK104452706SQ201410563076
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】王沛芳, 王超, 錢進(jìn), 侯俊, 饒磊, 俞陽 申請人:河海大學(xué)