一種梯形生態框架溝渠的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種梯形生態框架溝渠，包括若干橫截面呈梯形的溝渠單元段，所述溝渠單元段依次對接鋪設形成引水的溝渠，所述溝渠單元段為密布有若干填充孔的框架結構，各所述填充孔中均填充有填充物。本梯形生態框架溝渠采用框架結構的結構形式，不僅能減少流水對溝渠側壁和渠底的沖刷，解決傳統溝渠固封所帶來的溝渠生態環境中物質能量交流受阻的問題，本發明的框架結構形式施工便利，能縮短建筑工期，降低施工工程量，材料用量少，結構穩定抗沖刷，而且能提高溝渠濕地生態系統生物量，實現對水體污染物的阻擋、降解、吸收、利用，減少排出水體中污染物質，具有較好的生態功能。
【專利說明】一種梯形生態框架溝渠
【技術領域】
[0001]本發明用于溝渠水土保持和面源污染控制領域，特別是涉及一種梯形生態框架溝渠。
【背景技術】
[0002]為改善農田耕種條件，保障農田灌溉和排澇，高標準基本農田建設項目正在我國廣大農村實施，同時隨著社會經濟的發展，社會對生態環境的保護意識增強，逐步認識到農田水體污染已成為日益嚴重的環境問題，而構建并保持良好的溝渠濕地生態系統成為解決這一問題的重要途徑。
[0003]目前，對生態溝渠的研究主要集中在凈化機理、種植植物的凈化效果等方面，而在溝渠的設計及施工方面研究相對較少。已發明的生態溝渠因農業面源污染和人地矛盾的區域差異，占地面積大，施工工程量大，耗材多，對施工地環境影響擾動大，受天氣影響大，缺乏普遍利用性和持續利用性等問題有待進一步改善。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明提供一種施工工程量小,耗材少,對施工地環境擾動小，受天氣影響少，可持續利用的梯形生態框架溝渠。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種梯形生態框架溝渠，包括若干橫截面呈梯形的溝渠單元段，所述溝渠單元段依次對接鋪設形成溝渠，所述溝渠單元段為密布有若干填充孔的框架結構，各所述填充孔中均填充有填充物。
[0006]進一步作為本發明技術方案的改進，所述溝渠單元段為預制或現澆的混凝土結構件，混凝土結構件的厚度為2?8cm，所述溝渠單元段每兩填充孔間框架的寬度為5?1cm0
[0007]進一步作為本發明技術方案的改進，所述溝渠單元段的外壁在框架的節點處設有向外垂直伸出的錨釘，所述錨釘為鋼筋混凝土錐，錨釘的長度為0.2?0.5米。
[0008]進一步作為本發明技術方案的改進，所述溝渠單元段包括渠底框架和傾斜設于所述渠底框架兩側邊緣的側壁框架，所述側壁框架包括上部框架和位于所述上部框架下方的下部框架，所述上部框架和下部框架以枯水期水位為界，所述下部框架填充孔的孔徑小于上部框架填充孔的孔徑。
[0009]進一步作為本發明技術方案的改進，所述填充孔為矩形孔或菱形孔或三角形孔或六邊形孔。
[0010]進一步作為本發明技術方案的改進，所述填充物包括填充于所述上部框架填充孔內的耕作土、填充于所述下部框架填充孔內的空心磚以及填充于所述渠底框架填充孔內的碎石或卵石，所述空心磚為與下部框架填充孔匹配的矩形磚或菱形磚或三角形磚或六邊形磚，所述空心磚的空隙中以及渠底框架碎石或卵石間的空隙中填充耕作土。
[0011]進一步作為本發明技術方案的改進，所述耕作土上種植挺水植物。
[0012]本發明的有益效果:本梯形生態框架溝渠采用框架結構的結構形式，不僅能減少流水對溝渠側壁和渠底的沖刷，解決傳統溝渠固封所帶來的溝渠生態環境中物質能量交流受阻的問題，并且能縮短建筑工期，降低施工工程量，減少工程用料，便利、經濟、生態。
[0013]同時，填充孔內可種植挺水植物，挺水植物為水芹等本土具有經濟價值的植物,將植物合理搭配種植，充分利用有限空間，增加生物量，不僅能有效凈化排水水質，還能增加經濟收入。
[0014]本發明的框架結構形式施工便利，材料用量少，結構穩定抗沖刷，而且能提高溝渠濕地生態系統生物量，實現對水體污染物的阻擋、降解、吸收、利用，減少排出水體中污染物質，具有較好的生態功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
圖1是本發明實施例整體結構示意圖；
圖2是本發明實施例端面結構示意圖；
圖3是本發明對應不同形狀填充孔的空心磚結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]參照圖1至圖3，本發明提供了一種梯形生態框架溝渠，包括若干橫截面呈梯形的溝渠單元段I，所述溝渠單元段I依次對接鋪設形成溝渠，所述溝渠單元段I為密布有若干填充孔11的框架結構，各所述填充孔11中均填充有填充物。所述溝渠單元段I為預制或現澆的混凝土結構件，混凝土結構件的厚度為2?8cm，所述溝渠單元段I每兩填充孔11間框架的寬度為5?10cm。所述溝渠單元段I的外壁在框架的節點處設有向外垂直伸出的錨釘12，所述錨釘12為鋼筋混凝土錐，錨釘12的長度為0.2?0.5米。所述溝渠單元段I包括渠底框架13和傾斜設于所述渠底框架13兩側邊緣的側壁框架14，所述側壁框架14包括上部框架15和位于所述上部框架15下方的下部框架16，所述上部框架15和下部框架16以枯水期水位為界，所述下部框架16填充孔11的孔徑小于上部框架15填充孔11的孔徑。
[0017]其中，所述填充物包括填充于所述上部框架15填充孔11內的耕作土、填充于所述下部框架16填充孔11內的空心磚2以及填充于所述渠底框架13填充孔11內的碎石或卵石，所述空心磚2的空隙中以及渠底框架13碎石或卵石間的空隙中填充耕作土。所述耕作土上種植挺水植物。
[0018]根據具體情況，所述填充孔11為矩形孔或菱形孔或三角形孔或六邊形孔，所述空心磚2為與下部框架16填充孔11匹配的矩形磚或菱形磚或三角形磚或六邊形磚。
[0019]實施例1:
自然溝渠中的原有植物使土質溝渠具有一定的抗沖刷能力，但豐水期溝渠水流量增大，對溝渠渠壁和渠底的沖刷增加。針對該區域降水、地形、土質等特點，設計梯形橫斷面、填充孔11為矩形孔的生態溝渠，用混凝土預制溝渠單元段1，溝渠單元段I上部框架15每兩填充孔11間框架的寬度為0.08米，厚度為0.06米，矩形孔的寬度為0.3米，矩形孔的長度為0.8米；溝渠單元段I下部框架16每兩填充孔11間框架的寬度為0.06米，厚度為0.06米，矩形孔的寬度為0.2米，矩形孔的長度為0.8米。所述溝渠單元段I的外壁在框架的節點處布置有錨釘3，錨釘3為鋼筋混凝土錐，深0.2米。
[0020]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內填充矩形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0021]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚11和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0022]本梯形生態框架溝渠依原有溝渠的自然狀態，用0.5m3小型挖掘機和人工挖掘。溝渠深度為0.8米，溝底寬0.8米，側壁框架14與渠底框架13的夾角為75度。
[0023]梯形生態框架溝渠主要結構建好后，將當地耕作土鋪設于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底框架13的耕作土上播種挺水植物，如茭白，其播種密度為20g/m2。
[0024]本實施例由自然溝渠改造形成，總長度為1000米，用上述設計、程序和方法施工。
[0025]較一般現澆混凝土溝渠施工，本溝渠施工中開挖面小，擾動面積小，減少水土流失可能；
受天氣影響小，溝渠單元段I在室內澆筑形成，室外工作時間短，能更好地分工和施工管理，提高施工效率；混凝土使用量少，保障溝渠壁內外的物質能量交流，增加溝渠中有經濟價值的生物量，經濟環保。
[0026]實施例2:
該溝渠位于丘陵地區，原有土質溝渠中的土著植物使土質溝渠具有一定抗沖刷能力，但豐水期溝渠過水量增大，對溝渠壁和渠底的沖刷增加。針對該區域降水、地形、土質等特點，設計梯形橫斷面、填充孔11為三角形孔的生態溝渠，用混凝土預制溝渠單元段1，厚度為0.06米，所述溝渠單元段I的外壁在框架的節點處布置有錨釘，錨釘為鋼筋混凝土錐，深0.2 米。
[0027]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內填充三角形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0028]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚2和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0029]框架溝渠依原有溝渠的自然狀態，用Im3小型挖掘機和人工挖掘。溝渠深度為1.5米，溝底寬2.0米，側壁框架14與渠底框架13的夾角為60度。
[0030]梯形生態框架溝渠主要結構建好后，將當地耕作土鋪設于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底框架13的耕作土上播種挺水植物，如水芹。
[0031]本實施例由自然溝渠改造形成，總長度為700米，用上述設計、程序和方法施工。
[0032]本實施例不僅具有實施例1較其他一般混凝土溝渠的優點，較實施例1，因本實施例位于丘陵地區且過水量較大，采用三角形孔結構，以增加溝渠框架結構的穩定性，減少流水對溝渠壁填充物的沖刷。
[0033]實施例3:
該溝渠位于平原地區且靠近村莊，原有土質溝渠中水流較緩，其中的土著植物使土質溝渠具有一定抗沖刷能力。針對該區域降水、地形、土質等特點，設計梯形橫斷面、填充孔為矩形孔生態溝渠，用混凝土預制溝渠單元段1，溝渠單元段I上部框架每兩填充孔間框架的寬度為0.08米,厚度為0.06米,矩形孔的寬度為0.3米,矩形孔的長度為1.0米；溝渠單元段下部框架每兩填充孔間框架的寬度為0.06米，厚度為0.06米，矩形孔的寬度為0.2米，矩形孔的長度為I米。所述溝渠單元段I的外壁在框架的節點處布置有錨釘3，錨釘3為鋼筋混凝土錐，深0.2米。
[0034]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內填充矩形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0035]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚2和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0036]本梯形生態框架溝渠依原有溝渠的自然狀態，用Im3小型挖掘機和人工挖掘。溝渠深度為1.2米，溝底寬1.5米，側壁框架14與渠底框架13的夾角為75度。
[0037]梯形生態框架溝渠主要結構建好后，將當地耕作土鋪設于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底框架13的耕作土上播種挺水植物，如豇豆。
[0038]本實施例由自然溝渠改造形成，總長度為1300米，用上述設計、程序和方法施工。
[0039]本實施例的填充物就地取材地采用了當地較多的卵石，降低了溝渠建筑成本，溝渠填充種植土上種植經濟價值較高的豇豆，對溝渠壁的水土保持有較好作用，減少了溝渠排水中N、P等富營養物質的排放，增加了蔬菜種植面積，增加了村民收入。
[0040]實施例4:
針對所在區域降水、地形、土質等特點，設計梯形橫斷面、填充孔為矩形孔的生態溝渠，用混凝土預制溝渠單元段1，溝渠單元段I上部框架每兩填充孔11間框架的寬度為0.1米，厚度為0.1米，矩形孔的寬度為0.4米，矩形孔的長度為0.8米；溝渠單元段I下部框架每兩填充孔11間框架的寬度為0.1米，厚度為0.06米，矩形孔的寬度為0.2米，矩形孔的長度為0.8米。所述溝渠單元段I的外壁在框架的節點處布置有錨釘3，錨釘3為鋼筋混凝土錐，深0.2米。
[0041]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內填充矩形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0042]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚2和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0043]本梯形生態框架溝渠依原有溝渠的自然狀態，用Im3小型挖掘機和人工挖掘。溝渠深度為2.0米，溝底寬2.5米，側壁框架14與渠底框架13的夾角為60度。
[0044]梯形生態框架溝渠主要結構建好后，將當地耕作土鋪設于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底13框架的耕作土上播種挺水植物，如美人蕉。
[0045]本實施例由自然溝渠改造形成，總長度為1500米，用上述設計、程序和方法施工。
[0046]本實施例的過水量較大，溝渠排水富營養化較為嚴重，經清除渠底淤泥，用框架混凝土來構筑溝渠結構，用碎石填充溝渠底，用空心磚填充溝渠下部，加速溝渠排水流動，在渠底和渠壁下部種植茭白，促進挺水植物對排水中N、P等富營養元素的吸收，溝渠上部回填耕作土上種植美人蕉等觀賞性耐水植物，有利于改善溝渠景觀，經改造使本溝渠生態進入良性循環。
[0047]實施例5:
本實施例所在區域降水、地形、土質等特點，設計梯形橫斷面、填充孔為三角形孔的生態溝渠，用混凝土預制溝渠單元段1，厚度為0.06米，所述溝渠單元段I的外壁在框架的節點處布置有錨釘3，錨釘3為鋼筋混凝土錐，深0.2米。
[0048]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內填充矩形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0049]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚2和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0050]本梯形生態框架溝渠依原有溝渠的自然狀態，用0.5m3小型挖掘機和人工挖掘。溝渠深度為0.6米，溝底寬0.6米，側壁框架14與渠底框架13的夾角為60度。
[0051]梯形生態框架溝渠主要結構建好后，將當地耕作土鋪設于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底框架13的耕作土上播種挺水植物，如水芹。
[0052]本實施例由自然溝渠改造形成，總長度為600米，用上述設計、程序和方法施工。
[0053]本實施例是灌渠，其過水量較小，為減少混凝土對耕地土地的固化，采用框架溝渠設計。本設計不僅能減少水泥等建筑的使用，而且縮短了施工工期，框架底部和框架下部均填充耕作土，保障了溝渠內外的物質和能量交換，避免了完全固化溝渠造成的耕地生態系統被分割等生態問題。
[0054]當然，本發明創造并不局限于上述實施方式，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【權利要求】
1.一種梯形生態框架溝渠，其特征在于:包括若干橫截面呈梯形的溝渠單元段，所述溝渠單元段依次對接鋪設形成溝渠，所述溝渠單元段為密布有若干填充孔的框架結構，各所述填充孔中均填充有填充物。
2.根據權利要求1所述的梯形生態框架溝渠，其特征在于:所述溝渠單元段為預制或現澆的混凝土結構件，混凝土結構件的厚度為2?8cm，所述溝渠單元段每兩填充孔間框架的寬度為5?1cm0
3.根據權利要求2所述的梯形生態框架溝渠，其特征在于:所述溝渠單元段的外壁在框架的節點處設有向外垂直伸出的錨釘，所述錨釘為鋼筋混凝土錐，錨釘的長度為0.2?0.5 米。
4.根據權利要求1、2或3所述的梯形生態框架溝渠，其特征在于:所述溝渠單元段包括渠底框架和傾斜設于所述渠底框架兩側邊緣的側壁框架，所述側壁框架包括上部框架和位于所述上部框架下方的下部框架，所述上部框架和下部框架以枯水期水位為界，所述下部框架填充孔的孔徑小于上部框架填充孔的孔徑。
5.根據權利要求4所述的梯形生態框架溝渠，其特征在于:所述填充孔為矩形孔或菱形孔或三角形孔或六邊形孔。
6.根據權利要求5所述的梯形生態框架溝渠，其特征在于:所述填充物包括填充于所述上部框架填充孔內的耕作土、填充于所述下部框架填充孔內的空心磚以及填充于所述渠底框架填充孔內的碎石或卵石，所述空心磚為與下部框架填充孔匹配的矩形磚或菱形磚或三角形磚或六邊形磚，所述空心磚的空隙中以及渠底框架碎石或卵石間的空隙中填充耕作土。
7.根據權利要求6所述的梯形生態框架溝渠，其特征在于:所述耕作土上種植挺水植物。
【文檔編號】E02B5/00GK104404920SQ201410545806
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】黃燕, 程炯, 劉曉南 申請人:廣東省生態環境與土壤研究所