专利名称：一种生态护岸的构建方法
技术领域：
本发明涉及河道、湖泊、水库及池塘岸坡的构建与修复，尤其是一种生态护岸 的构建方法，属于环境保护、水土保持、生态及景观修复等技术领域。
背景技术：
由于抗洪、防洪需要和过去对生态环境保护的意识淡薄，我国河道、湖泊等水 体修筑了大量的硬质水泥提坝，这不仅阻断了水域生态系统与陆地生态系统的生态连续 性，破坏了水路交错带原生态环境，丧失了河床边坡和湖岸带滞留与消解污染物等多种 生态功能及生物多样性，还不利于涵养水土，降低了水体的调蓄能力。河道边坡及湖 泊、水库等水体沿岸带生态功能丧失加速了水体的富营养化以及加重了水体污染程度， 严重影响了我国社会经济可持续发展，甚至影响了人类身心健康。因此改善水环境质量 和恢复良好的生态环境已成为当前迫切需求，生态修复作为生态环境改善的重要手段已 经被广泛运用，但是修复边坡生态环境的技术手段相对较弱，而且多集中在生态混凝土 技术方面，影响了生态岸坡的修复计划开展或修复效果。生态混凝土是上个世纪90年代在日本提出的新技术，与国外相比，我国起步较 晚。ZL97109738.0专利文献公开了采用单一粒度，如6_10mm或者3_5mm的骨料并在配 料中加入2kg/m3的玻璃纤维的多孔混凝土。ZL200310112757.1专利文献公开了一种植 物生长型多孔混凝土球状砌块，在铺设护岸和道路护坡时，预留了植物能够生长的孔。 ZL200310108435.X号专利文献公开了利用活性矿渣粉和焚烧飞灰作为掺合料配制生态混 凝土的方法。ZL200410044905.5专利文献公开了一种多孔混凝土预制球，植物能够从球 体缝隙生长。ZL200410077332.6专利文献公开了一种由水泥、煤灰、发泡剂、添加剂等 原料制作的多孔混凝土砌块。ZL200510030133.4专利文献公开了一种植被生态混凝土预 制块，采用多层植生基材，植物能够在混凝土预制块上生长。ZL200610041316.0专利文 献公开了一种仿卵石生态混凝土预制件，是由水泥、颗粒状炉渣、十二烷基苯磺酸钠、 矿物外加剂、沸石粉、减水剂、无机颜料等制作而成的，对水体氨氮的去除具有较好效 果。近几年来，生态混凝土在水体生态修复、河道整治、公路护坡、城市绿化等方面得 到应用。上述各种现有技术的生态混凝土在透水性、孔隙率方面考虑较多，也有涉及吸 附性研究，但均忽略了保水和留土性以及植物种子的预置，不利于植物迅速恢复；也未 考虑多种植物生长对环境的需求，如具有匍匐地下茎且地上部分茎杆较粗的挺水植物需 要较大的孔隙才能生长；而且一些混凝土中添加了非原环境中多种添加剂，不符合生态理念。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种生态护岸的构建方法，采用透 水性好、孔隙率高、具有留土性和保水性、不添加任何化学添加剂以及含有植物种子的活性生态护岸预制砖构建护岸，并提供了生态护岸预制砖及其制作方法，适用于江、 河、湖、库的坡度小于45°护岸工程也可以用于生态墙体和生态道路铺设。本发明的上述目的是这样实现的一种生态护岸的构建方法，用生态预制砖拼 接、固定在护坡上构成生态护岸，其特征在于1)将煤渣、水泥、黄砂和切碎后的稻麦秸秆混合，混合体积比例为 0.4 0.1 0.3 0.2，然后搅拌成生态混凝土；2)用生态混凝土制作生态预制砖，预制砖面设有贯穿孔眼；3)在混凝土干燥之前，将尾部剪透的螺蛳壳铺在预制砖一侧表面，该表面为构 成护岸时的外表面，预制砖面设置的贯穿孔眼不要被螺蛳壳封堵；4)待完全干燥后，在贯穿孔眼和表面螺蛳壳空腔中填满含有草本植物种子的淤 泥，淤泥干燥后，即成生态预制砖；5)将多块生态预制砖拼接、固定在护坡上构成生态护岸。所说煤渣粒径0.4-1.0cm，切碎后的稻麦秸秆长度0.3_1.0Cm ；生态预制砖为四 边形，四边向内凹陷成弧形，弧顶凹陷0.5-1.5cm，预制砖厚度6-lOcm，贯穿孔眼间距 5-15cm,孔眼直径010mm-15mm，其中，生态预制砖四个角的贯穿孔眼采用上大下小 的阶梯形，供紧固件以埋头方式与护坡固定多块生态预制砖拼接、固定在护坡上后，两 块砖边之间形成的空隙供挺水植物生长。在贯穿孔眼和表面螺蛳壳空腔中充填含有草本植物种子的淤泥之前，砖体用pH 为3-4的清水浸泡1天，再用清水浸泡1天，再用清水冲洗2-3次，所说含有草本植物种 子的淤泥系采用包括雀稗、狗牙根、黑麦草、李氏禾、薦草在内的禾本科植物种子以及 包括薦草、香附子在内的莎草科植物种子与淤泥混合，种子类型选择2-4种植物种子按 等量混合，种子总重量与淤泥的比例为3-8g种子/Ikg淤泥，淤泥采用从河沟、湖泊、池 塘中取来的底泥，其含水率45-65%。本发明的优点及效果整个砖块基材由煤渣、水泥、砂和稻麦秸秆制作，表面 有一层螺蛳壳，预制砖中间有预留贯穿孔，使得该预制砖的透水性好，孔隙率高，具有 留土性和保水性，不添加任何化学添加剂，是含有植物种子的活性生态护岸预制砖材； 螺蛳壳和贯穿孔可以为植物、微生物提供小生境。该生态预制砖的制作简单，不需要 在施工现场进行生产加工，可以在生产厂家产生出产品，施工时运输至现场进行安装既 可，此外，该生态预制砖的成本较低，运输方便，作为护岸材料施工完成后的抗冲刷性 强，护岸牢固，无需人工种植与管理即可生长出草本植物，可以为有益微生物提供生 境，现场自然养护，适用于江、河、湖、库及池塘岸坡生态功能修复。在江、河、湖、 库风浪较大的岸段适用于坡度小于45°护岸工程。
图1是本发明生态预制砖的平面示意图；图2是生态预制砖的剖面示意图；图3是两块生态护岸预制砖安装在平面基底上的剖面图；图4是四块生态护岸预制砖拼装排列式样平面图；图5是两块生态护岸预制砖安装在湖岸或河岸坡岸式样剖面图。
具体实施例方式参看图1-5，一块用煤渣、水泥、黄砂和稻麦秸秆按比例混合，搅拌成生态混凝 土后用模具制作成生态预制砖3的平面图(图1)，砖面预留贯穿孔眼2，预制砖为正四边 形，且四边向内凹陷成弧形，多块生态预制砖拼接、固定在护坡上后，两块砖边之间形 成的空隙7供挺水植物生长(见图4)；生态预制砖四个角的贯穿孔眼1采用上大下小的阶 梯形，供铆钉4以埋头方式与护坡固定(见图2、3、5)。5是预制砖表面粘连牢固的螺 蛳壳，在混凝土干燥之前，将尾部剪透的螺蛳壳铺在预制砖一侧表面，该表面为构成护 岸时的外表面，螺蛳壳铺设一层厚度，预制砖面设置的贯穿孔眼不要被螺蛳壳封堵，待 完全干燥后，螺蛳壳与生态混凝土牢牢粘在一起，螺蛳壳就在预制砖的表面形成许多孔 隙和小生境；待该生态混凝土预制砖完全干燥后，用pH为3-4的清水浸泡1天，再用自 来水浸泡1天，再用清水冲洗2-3次，晾干。然后将预制砖砖块铺平，在其表面铺上含 有雀稗、狗牙根、黑麦草、李氏禾、薦草等禾本科植物种子以及薦草、香附子等莎草科 植物种子与淤泥混合，淤泥采用从河沟、湖泊、池塘中取来的底泥，其含水率45-65%。 种子混合类型可以任意选择以上其中2-4种植物种子按等量混合，经试验，构建的生态 护坡物种多样性高，易在本预制砖的狭小孔隙中良好生长。种子总重量与淤泥的比例为 3_8g种子/Ikg淤泥，然后震荡，使得贯穿孔眼和表面螺蛳壳空隙及其他孔隙中填满含有 草本植物种子的淤泥，待淤泥干燥后，即成生态预制砖。生态预制砖厚度为6-lOcm，如 果是用于铺设路面或墙体，预制砖的厚度为3-6cm为宜。在铺设护岸之前，先平整好土质岸坡6，根据需要，预埋挺水植物芦苇或香蒲 或茭草的根茎，预埋的芦苇的匍匐根茎长度10-30cm，保留根茎上茎节1-4个为宜，每 平方米3-6个根茎，香蒲或茭草预埋基部根茎，每平方米3-5个根茎，根茎埋藏深度 5-15cm,然后将多块生态预制砖拼接、固定在护坡上构成生态护岸，用工程塑料铆钉插 入基底6 土中10-20cm固定；铺设好的生态护坡会自然生长出草本植物，生态预制砖下 面预埋的挺水植物如芦苇、香蒲或茭草会穿过拼接的空隙7或贯穿孔眼2生长出护坡表 面，8为水面。在室内模拟试验中，环境温度25_30°C条件下，2天浇水1次，经过35天试验， 受试的生态预制砖均生长出植物，且预埋的挺水植物根茎也可以通过预制砖之间的空隙 钻出生长，禾本科和莎草科植物出苗覆盖度达到85%以上，挺水植物钻孔率(穿过贯穿 孔生长的比例)为32%-46%，穿过预制砖之间的空隙生长的幼苗为2-3株，挺水植物平 均高度41.2士4.8cm，效果十分显著。此外，试验期间未发现选用的禾本科或莎草科植物 之间相互抑制现象，种间竞争较弱，原因可能是处于苗期。在实际应用中可以根据要求 在植物生长的中后期对现场挺水植物进行适当收获、稀疏管理，让相对较低矮的植物获 得阳光而生长。在野外现场试验中，用本发明的方法完成的生态护坡植物的覆盖率达到100%， 但是在坡度>45°的岸坡，在迎风面由于风浪冲刷与淘洗，孔隙中土壤的留土率较低， 低于36%，而大于45°的岸坡留土率80%以上，植物覆盖度大于90%。因此，本发明 在江、河、湖、库风浪较大的岸段适用于坡度小于45°护岸工程，但不包括风浪较小、 无风浪岸段或用于生态道路或生态墙面建设。
权利要求
1.一种生态护岸的构建方法，用生态预制砖拼接、固定在护坡上构成生态护岸，其 特征在于1)将煤渣、水泥、黄砂和切碎后的稻麦秸秆混合，混合体积比例为 0.4 0.1 0.3 0.2，然后搅拌成生态混凝土；2)用生态混凝土制作生态预制砖，预制砖面设有贯穿孔眼；3)在混凝土干燥之前，将尾部剪透的螺蛳壳铺在预制砖一侧表面，该表面为构成护 岸时的外表面，预制砖面设置的贯穿孔眼不要被螺蛳壳封堵；4)待完全干燥后，在贯穿孔眼和表面螺蛳壳空腔中填满含有草本植物种子的淤泥， 淤泥干燥后，即成生态预制砖；5)将多块生态预制砖拼接、固定在护坡上构成生态护岸。
2.根据权利要求1所述的生态护岸的构建方法，其特征在于煤渣粒径O+4-l.Ocm，切碎后的稻麦秸秆长度O+3-l.Ocm;生态预制砖为四边形，四 边向内凹陷成弧形，弧顶凹陷0.5-1.5cm，预制砖厚度6-lOcm，贯穿孔眼间距5_15cm， 孔眼直径Φ10ιηιη-15ιηιη，其中，生态预制砖四个角的贯穿孔眼采用上大下小的阶梯形， 供紧固件以埋头方式与护坡固定多块生态预制砖拼接、固定在护坡上后，两块砖边之间 形成的空隙供挺水植物生长。
3.根据权利要求1或2所述的生态护岸的构建方法，其特征在于在贯穿孔眼和表面螺蛳壳空腔中充填含有草本植物种子的淤泥之前，砖体用ρΗ为 3-4的清水浸泡1天，再用清水浸泡1天，再用清水冲洗2-3次，所说含有草本植物种子 的淤泥系采用包括雀稗、狗牙根、黑麦草、李氏禾、薦草在内的禾本科植物种子以及包 括薦草、香附子在内的莎草科植物种子与淤泥混合，种子类型选择2-4种植物种子按等 量混合，种子总重量与淤泥的比例为3-8g种子/Ikg淤泥，淤泥采用从河沟、湖泊、池塘 中取来的底泥，其含水率45-65%。
全文摘要
一种生态护岸的构建方法，用生态预制砖拼接、固定在护坡上构成生态护岸，1)将煤渣、水泥、黄砂和切碎后的稻麦秸秆混合，混合体积比例为0.4∶0.1∶0.3∶0.2，然后搅拌成生态混凝土；2)用生态混凝土制作生态预制砖，预制砖面设有贯穿孔眼；3)在混凝土干燥之前，将尾部剪透的螺蛳壳铺在预制砖一侧表面，该表面为构成护岸时的外表面，预制砖面设置的贯穿孔眼不要被螺蛳壳封堵；4)待完全干燥后，在贯穿孔眼和表面螺蛳壳空腔中填满含有草本植物种子的淤泥，淤泥干燥后，即成生态预制砖；5)将多块生态预制砖拼接、固定在护坡上构成生态护岸。本发明适用于江、河、湖、库岸坡生态修，也可以用于生态墙体和生态道路铺设。
文档编号E02B3/14GK102021897SQ20101054738
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者任奎晓, 陈开宁, 黄蔚 申请人:中国科学院南京地理与湖泊研究所