一種半干旱地區生態護坡結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及生態護坡技術領域，尤其涉及一種半干旱地區生態護坡結構及其施工方法，由坡頂、坡面和坡底組成；在坡頂的邊沿處設置有若干個集水槽，集水槽的側面設有能導流到坡底的引水溝槽；該集水槽槽體采用生物堆袋堆制而成，外層包裹厚度為5?10mm的膨潤土防水毯；所述坡面包括栽植層和位于栽植層下方的保水層，所述集水槽通過多股毛管導水纖維與所述坡面保水層連通；所述坡底設置蓄水池，蓄水池內部設置自吸泵，自吸泵將收集的滲水通過回流管注入所述集水槽內。本實用新型在收集坡頂集水、收集坡面經流水和坡面構造設計的同時，借助毛管導水纖維的導水能力實現坡面綠色植物的根部保水和灌溉。
【專利說明】
一種半干旱地區生態護坡結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及生態護坡技術領域，尤其涉及一種半干旱地區生態護坡結構。
【背景技術】
[0002]傳統的護坡方法主要有漿砌或干砌塊石護坡、混凝土護坡等，在滿足護坡功能性要求的同時，一方面隔絕了土壤與水體之間的物質交換，忽視了環境保護和生物生存的需要，破壞了河湖岸區原有的生態系統。隨著河湖水生態的惡化和生態環境保護需要的進一步加強，傳統工程護坡已經不能適應現有坡地治理、美化、固土保水的需求。在邊坡治理的同時考慮如何恢復生態已經被越來越多的專家學者所重視。綜合了工程學、農學、生態學等學科的基本知識對斜坡或邊坡進行支護，形成由植物或工程和植物組成的綜合護坡系統的生態護坡的出現，順應了人與自然共生的要求，減小了對生態環境的破壞，為河湖生態環境的健康發展提供了更多的選擇。
[0003]目前國內外已有很多生態護坡的研究報道，如中國實用新型專利(CN104674755A提供了一種生態護坡方法，通過雙層的生態混凝土實現生態護坡功效，但是其施工過于復雜，混凝土方量增多，造成造價增加。中國實用新型專利(CN 204418108U)提供了一種生態護坡系統，通過多級網格生態護坡構造，由板和粧構成臺階單元，提高污水過濾能力和觀賞效果。基于生態護坡的發展，本實用新型提供了一種適合半干旱地區的生態護坡結構及其施工方法，可有效實現坡面綠色植物的根部保水和灌溉的雙重解決方案，有望成為半干旱地區生態護坡治理工程領域較為經濟可行的應用模式。
【實用新型內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種能在收集坡頂集水、收集坡面徑流水和坡面構造設計的同時，借助毛管導水纖維的導水能力實現坡面綠色植物的根部保水和灌溉的半干旱地區生態護坡結構；既通過坡頂集水達到生態護坡的作用，又通過保水措施和導水纖維對植物根部的自灌溉作用，同時又能起到穩定邊坡，減少水土流失的作用。
[0005]本實用新型主要適用于具有一定坡度起伏的多種坡地，如:公路護坡、溝渠護坡、景觀地形堆坡等。
[0006]本實用新型的一種半干旱地區生態護坡結構，由坡頂、坡面和坡底組成，在所述坡頂的邊沿處設置有若干個集水槽，集水槽的側面設有能導流到坡底蓄水池的引水溝槽;該集水槽槽體采用生物堆袋堆制而成，外層包裹厚度為5-10mm的膨潤土防水毯;所述坡面包括栽植層和位于栽植層下方的保水層，所述集水槽通過多股毛管導水纖維與所述坡面保水層連通;所述坡底設置蓄水池，蓄水池內部設置自吸栗，自吸栗將收集的滲水通過回流管注入所述集水槽內。
[0007]進一步的，所述毛管導水纖維一端沒入集水槽底部，并鋪滿槽底的2/3，另一端從集水槽引出；從集水槽引出的多股毛管導水纖維沿等距離方向均勻布置，整體形成毛管纖維布水網絡。
[0008]進一步的，從集水槽引出的毛管導水纖維距離坡底端0.3-0.5m。
[0009]進一步的，在所述集水槽的頂部鋪設有具有透水性能的無砂大孔混凝土的蓋板，蓋板呈凹形結構，厚5-7cm;在所述集水槽內部沿水流方向間隔2-3m設置微型圍堰，微型圍堪高3_5cm。
[0010]進一步的，在集水槽槽體內沿長度方向每隔2-3m設置一排堆袋隔離堰，并高于槽底部 15_25cm。
[0011]進一步的，集水槽為U型槽或者尺寸為50cm*30cm(寬*高)的矩形槽，集水槽的高度、寬度根據坡面具體情況設定，長度與坡頂相符合。
[0012]進一步的，所述坡面栽植層與保水層的厚度均為10-20cm;保水層由具有一定的滲透性能、蓄水能力和空間穩定性的輕質材料組成，優選砂土、木質素纖維、高嶺土、殼聚糖，比例為1:2:1:0.2。
[0013]進一步的，所述坡底設置有用于收集坡面雨水的排水溝，溝內收集的雨水匯流至蓄水池。
[0014]進一步的，采用風能及光能混合動力蓄電為所述自吸栗提供運行的動力，對于河道或湖泊的護坡，可以取消蓄水池，溢流雨水直接進入水體;若所需坡面需采用分級護坡法，則同時在坡底也設置如坡頂一樣的集水槽。
[0015]—種半干旱地區生態護坡結構的施工方法，具體實施步驟如下:
[0016]SI:在坡頂邊沿預留若干U型集水槽，或者50cm*30cm矩形斷面槽;矩形斷面槽的高度、寬度可根據坡面具體情況設定，長度與坡頂位置相符合，側面留有導流到坡腳蓄水池的引水溝槽;槽體采用生物堆袋堆制而成，外層包裹膨潤土防水毯防滲，防水毯厚度為6_;在槽體沿長度方向每隔2_3m，設置一排堆袋隔離堰，并高于槽底部15-25cm，便于儲存雨水，每排堆袋設置膨潤土防水毯隔離，保證堆袋隔離的兩個相鄰區域不會透水，既保證水槽內存水，又保證超出雨水通過堆袋隔離堰頂端導流，最終匯集到坡底蓄水池；
[0017]S2:在集水槽的頂部鋪設一塊具有透水性能的無砂大孔混凝土的蓋板，呈凹形結構，便于徑流雨水收集，并在水流方向2-3m間隔設置凸起微型圍堰，微型圍堰高3-5cm，便于增加滲透溝槽量，蓋板厚5-7cm，作為透水鋪裝，蓋板內水泥、石子的配合比為1:5-1:8，石子粒徑5-10mm，透水系數控制在0.05cm/s以上，可過濾雨水并防止水分揮發，超出圍堰雨水沿溝槽方向導流到坡底蓄水池中；
[0018]S3:清理邊坡，去除雜物，并進行坡面整平，將導水纖維網一端平緩沒入集水槽底部，并鋪滿溝底的2/3，集水槽靠近邊坡的外邊沿頂部預留一小缺口，作為毛管導水纖維的通道，導水纖維與頂端蓋板隔開一定距離，從集水槽引出多股毛管導水纖維沿等距離方向均勻布置，并距離坡底端0.3-0.5m，形成毛管纖維布水網絡；
[0019]毛管導水纖維優選導水能力極強的天然植物纖維和復合導水材料粘土、粘性高吸水性樹脂構成的材料；
[0020]S4:在清理干凈和布置好的坡面覆蓋保水層和栽植層，厚度均為30cm，保水層是由砂土、木質素纖維、高嶺土以及殼聚糖組成的混合料，比例為1: 2:1:0.2。容重控制在1.5?2.0xl03kg/m3 ；
[0021 ] S5:清理邊坡底部雜物，并開挖至設計基礎高程；
[0022]S6:坡底布置，生態護坡底部種植植物作為坡面保護帶，距離坡底一定距離設置一個蓄水池，收集坡頂及坡面溢流下來的雨水，用于二次循環利用，蓄水池的大小、數量、位置根據坡面面積及位置設定，蓄水池內部設置一臺自吸栗，將坡面收集的滲水通過回流管注入坡頂集水槽，采用風能及光能混合動力蓄電以提供水栗運行的動力；
[0023]坡底設置排水溝收集坡面雨水，溝內收集的雨水匯流至集水井，對于河道或湖泊的護坡，可以取消蓄水池，溢流雨水直接進入水體；
[0024]S7:在栽植層間種種植根系發達、生長迅速、抗干旱等生命力強的的灌木植物和草本植物。
[0025]借由上述方案，本實用新型至少具有以下優點:本實用新型通過坡頂蓋板、透水鋪裝和坡頂不透水集水槽收集雨水，導水纖維網布水護坡。既滿足收集坡頂集水和生態護坡的功用，又能實現半干旱地區坡面綠色植物的根部保水和灌溉，減少坡面系統的水土流失，含蓄水源，該方法使用壽命長、施工簡單、成本低廉，因而大大節約了護坡治理和維護的資金有望成為較為經濟可行的生態護坡應用模式。
[0026]本實用新型是基于傳統的護坡提出了自集水慢灌溉的方法，可以實現如下功能:
[0027](I)護坡固土作用
[0028]生態護坡坡面構造設計相對于傳統采用綠植/栽植的護坡方式，本實用新型提出了生態坡面的復合結構，包括栽植層和保水層。栽植層間隔種植根系發達的沙地柏、小檗、胡頹子、火棘、苜蓿、野牛草、香根草等根系發達的灌木和草本經濟植物，耐貧瘠、具有良好的護坡固土等作用，可有效防止土壤侵蝕和水土流失。
[0029](2)生態護坡的自灌溉功能
[0030]通過坡頂多級集水槽，及與之連接的毛管導水纖維。通過導水纖維的自動引水作用，可有效地為作物根部提供生長所需的水分，也減少水分的流失。
[0031](3)雨水收集利用
[0032]節約用水，減少外排。通過坡頂多級集水槽，收集徑流雨水，進行灌溉減少綠化用水;另外多余雨水導流進入坡底蓄水池，經過管路循環可以進一步灌溉，使徑流雨水全部留在本區域。
[0033]本實用新型主要適用于半干旱地區公路護坡、河道護坡、礦山破壞面、堆土邊坡、景觀地形堆坡等領域，通過在坡頂集水槽中添加連接生態護坡保水層的毛管導水纖維，將收集凈化的徑流雨水導入坡面導水纖維網，并將富余水量收集回流、儲存、循環利用，實現半干旱地區坡面保水自灌溉，達到集水和灌溉的雙重目的。
[0034]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【附圖說明】
[0035]圖1是本實用新型的一種半干旱地區生態護坡結構的結構示意圖；
[0036]圖2是本實用新型的系統結構圖。
[0037]1、蓋板;2、毛管導水纖維;3、保水層;4、栽植層;5、自吸栗;6、排水溝;7、回流管;8、集水槽;9、膨潤土防水毯;1、蓄水池。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0039]參見圖1所示，一種半干旱地區生態護坡結構，由坡頂、坡面和坡底組成，在所述坡頂的邊沿處設置有若干個集水槽8，集水槽8的側面設有能導流到坡底蓄水池的引水溝槽；該集水槽8槽體采用生物堆袋堆制而成，外層包裹厚度為5-10mm的膨潤土防水毯9;所述坡面包括栽植層4和位于栽植層4下方的保水層3，所述集水槽8通過多股毛管導水纖維2與所述坡面保水層連通;所述坡底設置蓄水池10，蓄水池內部設置自吸栗5，自吸栗5將收集的滲水通過回流管7注入所述集水槽8內。
[0040]進一步的，所述毛管導水纖維2—端沒入集水槽底部，并鋪滿槽底的2/3，另一端從集水槽引出；從集水槽引出的多股毛管導水纖維沿等距離方向均勻布置，整體形成毛管纖維布水網絡。
[0041 ]進一步的，從集水槽引出的毛管導水纖維，距離坡底端0.3-0.5m。
[0042]進一步的，在所述集水槽的頂部鋪設有具有透水性能的無砂大孔混凝土的蓋板I，蓋板呈凹形結構，厚5-7cm;在所述集水槽內部沿水流方向間隔2-3m設置微型圍堰，微型圍堪高3_5cm。
[0043]進一步的，在集水槽槽體內沿長度方向每隔2_3m設置一排堆袋隔離堰，并高于槽底部 15_25cm。
[0044]進一步的，集水槽為U型槽或者尺寸為50cm*30cm的矩形槽，集水槽的高度、寬度根據坡面具體情況設定，長度與坡頂相符合。
[0045]進一步的，所述坡面栽植層與保水層的厚度均為10-20cm;保水層由具有一定的滲透性能、蓄水能力和空間穩定性的輕質材料組成，優選砂土、木質素纖維、高嶺土、殼聚糖，比例為1:2:1:0.2。
[0046]進一步的，所述坡底設置有用于收集坡面雨水的排水溝6，溝內收集的雨水匯流至蓄水池。
[0047]進一步的，采用風能及光能混合動力蓄電為所述自吸栗提供運行的動力，對于河道或湖泊的護坡，可以取消蓄水池，溢流雨水直接進入水體;若所需坡面需采用分級護坡法，則同時在坡底也設置如坡頂一樣的集水槽。
[0048]參見圖2所示，一種半干旱地區生態護坡結構的施工方法，具體實施步驟如下:
[0049]S1:在坡頂邊沿預留若干U型集水槽，或者50cm*30cm矩形斷面槽;矩形斷面槽的高度、寬度可根據坡面具體情況設定，長度與坡頂位置相符合，側面留有導流到坡腳蓄水池的引水溝槽;槽體采用生物堆袋堆制而成，外層包裹膨潤土防水毯防滲，防水毯厚度為6_;在槽體沿長度方向每隔2_3m，設置一排堆袋隔離堰，并高于槽底部15-25cm，便于儲存雨水，每排堆袋設置膨潤土防水毯隔離，保證堆袋隔離的兩個相鄰區域不會透水，既保證水槽內存水，又保證超出雨水通過堆袋隔離堰頂端導流，最終匯集到坡底蓄水池；
[0050]S2:在集水槽的頂部鋪設一塊具有透水性能的無砂大孔混凝土的蓋板，呈凹形結構，便于徑流雨水收集，并在水流方向2-3m間隔設置凸起微型圍堰，微型圍堰高3-5cm，便于增加滲透溝槽量，蓋板厚5-7cm，作為透水鋪裝，蓋板內水泥、石子的配合比為1:5-1:8，石子粒徑5-10mm，透水系數控制在0.05cm/s以上，可過濾雨水并防止水分揮發，超出圍堰雨水沿溝槽方向導流到坡底蓄水池中；
[0051 ] S3:清理邊坡，去除雜物，并進行坡面整平，將導水纖維網一端平緩沒入集水槽底部，并鋪滿溝底的2/3，集水槽靠近邊坡的外邊沿頂部預留一小缺口，作為毛管導水纖維的通道，導水纖維與頂端蓋板隔開一定距離，從集水槽引出多股毛管導水纖維沿等距離方向均勻布置，并距離坡底端0.3-0.5m，形成毛管纖維布水網絡；
[0052]毛管導水纖維優選導水能力極強的天然植物纖維和復合導水材料粘土、粘性高吸水性樹脂構成的材料；
[0053]S4:在清理干凈和布置好的坡面覆蓋保水層和栽植層，厚度均為30cm，保水層是由砂土、木質素纖維、高嶺土以及殼聚糖組成的混合料，比例為1: 2:1:0.2。容重控制在1.5?2.0xl03kg/m3 ；
[0054]S5:清理邊坡底部雜物，并開挖至設計基礎高程；
[0055]S6:坡底布置，生態護坡底部種植植物作為坡面保護帶，距離坡底一定距離設置一個蓄水池，收集坡頂及坡面溢流下來的雨水，用于二次循環利用，蓄水池的大小、數量、位置根據坡面面積及位置設定，蓄水池內部設置一臺自吸栗，將坡面收集的滲水通過回流管注入坡頂集水槽，采用風能及光能混合動力蓄電以提供水栗運行的動力；
[0056]坡底設置排水溝收集坡面雨水，溝內收集的雨水匯流至集水井，對于河道或湖泊的護坡，可以取消蓄水池，溢流雨水直接進入水體；
[0057]S7:在栽植層間種種植根系發達、生長迅速、耐鹽堿、抗干旱等生命力強的的灌木植物和草本植物。
[0058]本實用新型的結構特點:
[0059](I)一套收集灌溉系統；
[0060](2)雙層導流結構:溝蓋板、溝槽；
[0061 ] (3)雙重凈化措施:溝蓋板過濾，溝槽、蓄水池沉淀；
[0062](4)三重雨水回用:溝槽內雨水直接通過毛管導水纖維灌溉坡面;溝槽徑流雨水進入蓄水池循環利用；多級坡面徑流雨水進入蓄水池循環利用。
[0063]本實用新型主要適用于半干旱地區公路護坡、河道護坡、礦山破壞面、堆土邊坡、景觀地形堆坡等領域，通過在坡頂集水槽中添加連接生態護坡保水層的毛管導水纖維，將收集凈化的徑流雨水導入坡面導水纖維網，并將富余水量收集回流、儲存、循環利用，實現半干旱地區坡面保水自灌溉，達到集水和灌溉的雙重目的。
[0064]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，并不用于限制本實用新型，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種半干旱地區生態護坡結構，由坡頂、坡面和坡底組成，其特征在于:在所述坡頂的邊沿處設置有若干個集水槽，集水槽的側面設有能導流到坡底的引水溝槽;該集水槽槽體采用生物堆袋堆制而成，外層包裹厚度為5-10mm的膨潤土防水毯;所述坡面包括栽植層和位于栽植層下方的保水層，所述集水槽通過多股毛管導水纖維與所述坡面保水層連通；所述坡底設置蓄水池，蓄水池內部設置自吸栗，自吸栗將收集的滲水通過回流管注入所述集水槽內。2.根據權利要求1所述的半干旱地區生態護坡結構，其特征在于:所述毛管導水纖維一端沒入集水槽底部，并鋪滿槽底的2/3，另一端從集水槽引出；從集水槽引出的多股毛管導水纖維沿等距離方向均勻布置，整體形成毛管纖維布水網絡。3.根據權利要求1所述的半干旱地區生態護坡結構，其特征在于:從集水槽引出的毛管導水纖維長度從集水槽引出的毛管導水纖維沿斜坡面方向均勻布置，纖維間距0.5-0.Sm，纖維距離坡底端0.3-0.5m。4.根據權利要求1所述的半干旱地區生態護坡結構，其特征在于:在所述集水槽的頂部鋪設有具有透水性能的無砂大孔混凝土的蓋板，蓋板呈凹形結構，厚5-7cm;5.根據權利要求4所述的半干旱地區生態護坡結構，其特征在于:在集水槽槽體內沿長度方向每隔2-3m設置一排堆袋隔離堰，并高于槽底部15-25cm。6.根據權利要求4或5所述的半干旱地區生態護坡結構，其特征在于:集水槽為U型槽或者尺寸為50cm*30cm的矩形槽，集水槽的高度、寬度根據坡面具體情況設定，長度與坡頂相符合。7.根據權利要求1所述的半干旱地區生態護坡結構，其特征在于:所述坡面栽植層與保水層的厚度均為10-20cmo8.根據權利要求1所述的半干旱地區生態護坡結構，其特征在于:所述坡底設置有用于收集坡面雨水的排水溝，溝內收集的雨水匯流至蓄水池。9.根據權利要求1所述的半干旱地區生態護坡結構，其特征在于:采用風能及光能混合動力蓄電為所述自吸栗提供運行的動力，對于河道或湖泊的護坡，可以取消蓄水池，溢流雨水直接進入水體;若所需坡面需采用分級護坡法，則同時在坡底也設置如坡頂一樣的集水槽。10.根據權利要求4所述的半干旱地區生態護坡結構，其特征在于:在所述集水槽內部沿水流方向間隔2-3m設置微型圍堰，微型圍堰高3-5cm。
【文檔編號】E03B3/02GK205636756SQ201620065483
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年1月22日
【發明人】潘玲, 高彥波, 梁玉婷, 佟鎮, 鄭鵬, 徐志, 李遠帆, 王影, 于田田, 閆媛媛
【申請人】嶺南新科生態科技研究院（北京）有限公司