一种生态河床结构及构建方法与流程

本发明涉及生态水利技术领域，具体涉及一种生态河床结构及构建方法。

背景技术：

河湖水系是地球水资源循环的重要地表水通道，是生态环境的重要组成部分。本身具备一定的污染物容纳和降解能力，能自然消解一定的污染物。而人类城市化建设过程中对河道的封闭式地渠道化、硬质化改造行为会破坏河流的生态系统，隔绝河流与周边土壤的物质能量信息交换，降低河流的水体净化能力，减弱河流自然生态属性和功能。

目前城市各种工业污水、生活污水经过污水处理厂处理后会通过排污管道排入河流，雨水管网系统收集的雨水也会通过管道排放进河流，给河流带来大量的有机污染物、病原体菌和重金属离子，造成严重的胁迫效应，致使河流水质污染、水环境破坏、水生态退化。河流的水会有一部分通过渗透作用最终汇入地下水，渗漏严重则可能造成水资源浪费严重，同时水渗透过程中携带的污染物和有害物会进入地下水造成地下水污染，最终危害人体健康和工农业生产。

针对上述问题，文献号为cn106927572a的专利文献便公开了一种河流生态活性水岸及其制作方法，一种河流生态活性水岸包括防渗层、生态活性介质层、污水分配管、微生物投放管、隔离膜、无纺布隔离层、生态混凝土保护层、植被层和微生物床，制造方法包括构建分水建筑物、清理水岸基础、铺设防渗层、铺设下层的生态活性介质层、布设污水分配管、铺设上层的生态活性介质、构筑生态混凝土保护层和在生态活性介质层中培育生物。通过构建具有较强生态活性的拟自然人工水岸，对受污染河流水体污染物具有隔离、吸收、分解、沉降等净化功能。

上述技术方案采用微生物投放管进行投放微生物，这种投放方式为一次性投放所有微生物，投放周期短，需要频繁的通过微生物管投放微生物，致使对河床结构的维护较为频繁。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中河床结构维护频繁的缺陷，从而提供一种生态河床结构及构建方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种生态河床结构，包括：

防水层，位于生态河床的底层；

填料体，铺设在所述防水层的上方；

营养缓释毯，具有多条，间隔铺设在所述填料体内；

引水管道，一端伸至于所述填料体内，另一端与外界连通；

微生物包埋箱，埋设在所述填料体的上层，箱体上开设有若干通孔；所述微生物包埋箱内适于放置微生物群落。

作为一种优选的技术方案，所述微生物包埋箱包括：

外壳，固定于填料体一侧内部；

内箱，活动安装在外壳内部，所述内箱适于放置微生物群落。

作为一种优选的技术方案，还包括营养缓释毯，设在填料体内部，所述营养缓释毯包括：

毯体；

生物填料绒毛，固定于毯体表面。

作为一种优选的技术方案，还包括：

集水池，设置在河岸上，与所述引水管道的用于与外界连通的一端连通。

作为一种优选的技术方案，还包括：配水管道，铺设在填料体内，与所述引水管道的用于伸至于填料体内的一端连通，所述配水管道的管壁开设有若干通孔。

作为一种优选的技术方案，还包括：

压力管道，一端与配水管道连接，另一端上连接有水泵。

作为一种优选的技术方案，还包括：

种植土层，铺设在填料体上方；

生态混凝土层，铺设在种植土层与填料体上方。

作为一种优选的技术方案，还包括分层河床结构，铺设在填料体下方，所述分层河床结构包括：

反滤层，包括砂砾，所述砂砾的粒径范围为2mm－6mm。

减渗层，铺设在所述反滤层的上方，所述减渗层包括斑脱岩粉、木屑粉和土壤，所述斑脱岩粉、木屑粉和土壤的粒径小于0.5mm；

垫层，设在所述减渗层的上方，所述垫层包括细沙；所述防水层铺设在所述垫层的上方。

作为一种优选的技术方案，还包括：

渗滤层，设在填料体的远离岸坡的一侧，并铺设在所述垫层的上方，所述渗滤层包括沸石、砂砾、土壤和活性炭颗粒，所述沸石、砂砾、土壤和活性炭的粒径范围为16mm－20mm；

保护层，铺设在所述渗滤层上方，所述保护层包括卵石，所述卵石粒径范围为2cm－8cm；

作为一种优选的技术方案，包括以下步骤；

设置防水层，在生态河床的底面铺设防水结构；

设置引水管道，在岸坡内铺设引水管道，使引水管道的一端伸入到生态河床内、另一端与外界连通；

铺设填料体和营养缓释毯，在防水结构的上方铺设填料体，在填料体内间隔设置若干营养缓释毯；

设置微生物包埋箱，将微生物包埋箱埋设在填料体的上层。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的生态河床结构，防水层设置在生态河床的底部，填料体铺设在防水层上方，引水管道伸至填料体内部，防水层可以使填料体与岸坡隔离，当引水管道引进污水进入填料体后，防水层可以使污水缓慢渗入岸坡内，增加填料体对污水的净化时间。微生物包埋箱埋设在填料体的上层，箱体上开设有若干通孔，并且内部放置有微生物群落，填料体内部设置有多条营养缓释毯，将微生物群落放置在微生物包埋箱中，可以实现微生物持续缓慢向填料体中释放，避免频繁向填料体内投放微生物，营养缓释毯可以为微生物提供营养物质，增加微生物的存活时间，保证对污水的净化效率。

2.本发明提供的生态河床结构，微生物包埋箱包括外壳和内箱，外壳固定在填料体内部，防止水流的冲刷而改变位置，内箱活动设置在外壳内，微生物群落放置于内箱中，每当需要对微生物群落进行更换时，只需要打开外壳，将内箱取出，并将放好微生物群落的新的内箱放入外壳即可，操作简单便捷。

3.本发明提供的生态河床结构，集水池设置在河岸上，并与引水管道连通，污水厂排出的污水先进入集水池，在通过引水管道进入填料体中，集水池的设置可避免因污水厂排出的污水量过大而破坏生态河床结构，可以缓冲污水对填料体的冲刷。

4.本发明提供的生态河床结构，配水管道铺设在填料体内，并与引水管道连通，配水管道的管壁开设有若干通孔，配水管道可以将引水管道进入的污水通过管壁上的通孔均匀的排放在填料体内，防止对填料体固定位置的冲刷。

5.本发明提供的生态河床结构，压力管道与配水管道连通，并连接有水泵，当配水管道中污染物较多时，可引进清水通过水泵增压进入压力管道，在进入配水管道中，冲刷污染物，提高污水排放效率。

6.本发明提供的生态河床结构，生态混凝土层具备一定的抗压、抗冲刷能力，使生态河床结构更加稳定。

7.本发明提供的生态河床结构，分层河床结构从下至上依次铺设保护层、渗滤层和垫层，保护层可以减少河床冲刷、侵蚀；渗滤层中活性炭颗粒可以吸附污染物，斑脱岩粉遇水时形成离子交换性胶体，吸收重金属离子；垫层由细沙构成，防止出现管涌、流土等破坏。

8.本发明提供的生态河床结构，减渗层由斑脱岩粉、木屑粉和土壤构成，反滤层由小中粒径砂构成，减渗层和反滤层进一步加强生态河床结构的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的生态河床结构的结构示意图；

图2为微生物包埋箱的结构示意图；

图3为内箱的结构示意图；

图4为营养缓释毯的结构示意图；

图5为营养缓释毯的内部结构示意图；

图6为分层河床河床结构的结构示意图。

附图标记说明：

1、集水池；121、反滤层；122、减渗层；123、垫层；2、引水管道；3、配水管道；4、压力管道；5、生态混凝土层；6、种植土层；7、填料体；8、微生物包埋箱；81、外壳；82、内箱；821、支撑架；822、活性炭填料；823、培养基；9、滨水植物；10、营养缓释毯；101、毯体；1011、聚丙烯纤维；1012、无纺涤纶布；102、生物填料绒毛；11、防水层；12、分层河床结构；13、渗滤层；14、保护层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，为本发明提供的生态河床结构的一种具体的实施方式，防水层11设置在生态河床的底部，填料体7铺设在防水层11上方，引水管道2伸至填料体7内部，防水层11可以使填料体7与岸坡隔离，当引水管道2引进污水进入填料体7后，防水层11可以使污水缓慢渗入岸坡内，增加填料体7对污水的净化时间。微生物包埋箱8埋设在填料体7的上层，箱体上开设有若干通孔，并且内部放置有微生物群落，填料体7内部设置有多条营养缓释毯10，将微生物群落放置在微生物包埋箱8中，可以实现微生物持续缓慢向填料体7中释放，避免频繁向填料体7内投放微生物，营养缓释毯10可以为微生物提供营养物质，增加微生物的存活时间，保证对污水的净化效率。

如图2所示，本发明提供的生态河床结构的微生物包埋箱8，微生物包埋箱8包括外壳81和内箱82，外壳81固定在填料体7内部，防止水流的冲刷而改变位置，内箱82活动设置在外壳81内，微生物群落放置于内箱82中，每当需要对微生物群落进行更换时，只需要打开外壳81，将内箱82取出，并将放好微生物群落的新的内箱82放入外壳81即可，操作简单便捷。

具体的，如图3，内箱82包括支撑架821、活性炭填料822和培养基823。培养的微生物群落可通过内箱82固定于箱体范围内，保持较高的生物活性，微生物浓度高，抗冲刷能力强，有利于长久周期的高效净水。培养基823包括带辫状纤维填料，带辫状纤维带两端固定于支撑架821，纤维带在内箱82中呈自然弯曲状态，穿刺固定有大量纳米织物，亲水亲油，表面粗糙度较高，具备良好的吸附特性和生物活性；活性炭填料822为柱状活性炭材料，直径为4－6mm，长度为3－6mm，起吸附和支撑培养基823的作用；培养基823包括净水微生物，污染物通过培养基823时，培养基823内的净水微生物可高效降解消耗污染，起到高效净化水质水体的作用。

具体的，防水层11为膨润土防水毯，优选用柔性gcl膨润土防水毯，防水毯呈u形，铺设在填料体7的两侧边和底边上，将填料体7包裹在内，起到阻水包裹作用，具备较低的透水性，能阻绝填料体7和岸坡直接接触，当配水管道3释放污水时，增加污水在填料体7的接触时间，阻隔配水管道3出水直接接触河岸。

具体的，如图4和5，营养缓释毯10包括毯体101和生物填料绒毛102，毯体101由聚丙烯纤维1011和无纺涤纶布1012复合组成，并包裹营养物质，毯体101设置有大量针刺孔，具备良好的反滤作用，能固定营养物质的同时仅使少量的营养分子通过，缓慢释放营养元素，为填料体7的微生物提供主要营养元素；生物填料绒毛102由维纶、聚丙烯复合纤维构成，呈弹性绒毛态，是具备较大比表面积和良好吸附的半柔性生物料，在水中随水流会有一定的飘动，能够吸附固定大量的营养物质，创造良好的微生物生存繁衍和挂膜条件，在水中快速形成微生物膜。

本发明提供的生态河床结构，集水池1设置在河岸上，并与引水管道2连通，污水厂排出的污水先进入集水池1，在通过引水管道2进入填料体7中，集水池1的设置可避免因污水厂排出的污水量过大而破坏生态河床结构，可以缓冲污水对填料体7的冲刷。

本发明提供的生态河床结构，配水管道3铺设在填料体7内，并与引水管道2连通，配水管道3的管壁开设有若干通孔，配水管道3可以将引水管道2进入的污水通过管壁上的通孔均匀的排放在填料体7内，防止对填料体7固定位置的冲刷。

本发明提供的生态河床结构，压力管道4与配水管道3连通，并连接有水泵，当配水管道3中污染物较多时，可引进清水通过水泵增压进入压力管道4，在进入配水管道3中，冲刷污染物，提高污水排放效率。

本发明提供的生态河床结构，填料体7上方铺设种植土层6，铺设厚度为20－30cm，种植土层6为滨水植物9提供一定营养和良好的扎根生存环境。

生态混凝土层5铺设在种植土层6和填料体7的上方，将填料体7裸露在外的部分全部覆盖，铺设厚度为10－20cm，生态混凝土层5具备一定的抗压、抗冲刷能力，将填料体7和种植土层6固结为整体结构，保护填料体7和土壤，使生态河床结构更加稳定。同时生态混凝土层5具备一定的生态亲和力，孔隙率大于30％，水体小颗粒物质和营养物质可以通过孔隙通过，植物可以穿过生态混凝土层5向下生长。

具体的，如图6所示，分层河床结构12从下至上依次铺设反滤层121、减渗层122和垫层123，反滤层121由粒径为2－6mm的砂砾构成，防止发生流土；减渗层122包括斑脱岩粉和木屑粉，粒径小于0.5mm，接触水后迅速膨胀，封闭部分土壤间隙，增强土壤强度；垫层123由细沙构成，防止出现管涌、流土等破坏。

渗滤层13包括沸石、砂砾、土壤和活性炭颗粒，铺设厚度为30－50cm，可以吸收大量的水中污染物，通过微生物将污染物大量分解降解，减少病原体菌，使河流下渗水体得到净化，中活性炭颗粒可以吸附污染物，斑脱岩粉遇水时形成离子交换性胶体，吸收重金属离子；

保护层14为卵石结构，粒径范围为2－8cm，铺设厚度为10－20cm，可以减少河床冲刷、侵蚀。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。