一种山前公路的路域环境修复引排水系统的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种山前公路的路域环境修复引排水系统。


背景技术：

2.随着越来越多的公路项目开始在山区建设，推动交通运输绿色发展，是深入打好污染防治攻坚战、加强生态文明建设、实现碳达峰碳中和目标的必然要求。
3.近年，受全球气候变化的影响，极端天气如强降雨频频发生，公路水毁是一种常见的自然灾害，尤其是山区公路每年都有水毁现象发生，造成路基路面的损坏，影响公路的通行能力，致使交通中断，如此庞大的交通工程体系，尤其是一些山区公路修建在傍山侧，山区各种复杂多变的条件导致其降雨量大，公路的修建阻断了原有山区雨洪地表径流的路线。
4.目前，为了防止暴雨山洪对公路路基的冲刷影响，排除雨洪对公路路基和行车安全产生的潜在威胁，在考虑到雨洪地表径流对山区公路造成的不良影响，通常在设计中会采取在公路迎冰川融水和季节雨水的一侧设置连续型人字形导流坝，通过连续型人字形导流坝分流使雨洪迅速从排水涵洞集中排出，在导流坝破损的部分区域内和坝前积水的区域，出现了斑块状绿洲，雨洪水分有效的改善了部分区域的路域环境，但是，在导流坝和公路围封范围内以及公路远山一侧束流流经的范围外严重缺水，导致所述范围内路域生态系统逐渐破裂，形成大量生态孤岛，无法形成植被生长及自然恢复的水土条件，植被的破坏也会导致公路路域景观单调，其次，在公路项目修建时破坏了原有的地形地貌，更加容易导致其路域环境发生水土流失，再加之汽车排放尾气、光污染和噪音污染等，导致路域植被稀疏和水土流失更加严重，对路域生态环境造成了不可逆转的严重影响，这种条件下特别是在长直线路段，也会使得驾驶员产生驾驶疲劳，不利于行车安全，也不符合交通运输绿色发展的理念。
5.鉴于此，解决因修建连续型人字形导流坝致使导流坝和公路围封范围内以及公路远山一侧束流流经范围外严重缺水的问题，既能防止公路受到水毁的破坏，又能将公路侧山坡的部分雨洪水和冰川融水等引至和导出路域范围内，利用部分雨洪为路域自然生态环境修复和景观营造提供条件是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型为了解决上述技术问题提供一种引排水方便、有助于生态环境修复的用于路域环境修复的山前公路侧引排水系统，以解决上述至少一项技术问题。
7.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
8.一种山前公路的路域环境修复引排水系统，包括设置于公路的近山侧坡面上用于灌溉引水灌溉区的引水灌溉系统、设置于所述公路下方的排水涵洞和设置于所述公路的远山侧坡面上用于灌溉排水灌溉区的排水灌溉系统，所述引水灌溉系统通过所述排水涵洞与
所述排水灌溉系统连通，所述公路的近山侧和远山侧均设置有截水坝，所述引水灌溉区和所述排水灌溉区内均设置有拦水坝，所述拦水坝与所述截水坝平行；
9.所述引水灌溉系统包括汇水明渠、汇水分流装置、引水明渠和引水分流装置，所述引水灌溉区设置于所述公路的近山侧与所述汇水明渠之间，所述汇水明渠与所述公路平行，所述汇水分流装置设置于所述汇水明渠的侧面与所述引水明渠的顶端之间，所述引水明渠依次贯穿所述引水灌溉区和所述公路近山侧的所述截水坝后与所述排水涵洞的顶端导通，所述引水分流装置沿所述引水明渠的长度方向均匀分布，并且所述引水分流装置对应所述引水灌溉区内的所述拦水坝设置；
10.所述排水灌溉系统包括排水明渠、排水分流装置、集水明渠以及集水分流装置，所述排水灌溉区设置于所述公路远山侧与所述集水明渠之间，所述集水明渠与所述公路平行，所述集水分流装置设置于所述集水明渠的侧面与所述排水明渠的底端之间，所述排水明渠的顶端与所述排水涵洞的底端导通，所述排水明渠依次贯穿所述公路远山侧的截水坝和所述排水灌溉区后与所述集水明渠导通，所述排水分流装置沿所述排水明渠的长度方向均匀分布，并且所述排水分流装置对应所述排水灌溉区内的所述拦水坝设置。
11.本实用新型的有益效果是：本实用新型对雨洪资源进行充分利用，采用新的引排水系统，解决了全路域范围内的缺水问题，一举两得，在有效的解决雨洪对山区公路造成水毁灾害的同时，又可以改善修复路域环境；本实用新型可自由控制引水明渠和排水明渠的雨洪水位和流量分配，也可以控制拦水坝与拦水坝之间灌溉区的雨洪水位和流量分配，在降低雨洪流速的同时，又增强对雨洪的蓄调能力，解决雨洪径流造成路域范围内的水土流失问题；将上游地表雨洪径流通过本发明的利用灌溉后，在排水汇水明渠通过漫流的方式将剩余雨洪排放至下游，也可以有效改善下游路域以外的生态环境。
12.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
13.进一步的，所述引水分流装置包括引泄水堰口和两个引水堰口，两个所述引水堰口分别设置于所述引水明渠的相对侧，且每个所述引水堰口均位于所述引水明渠侧面的相邻两个所述拦水坝之间，所述引泄水堰口设置于所述引水明渠相对侧的两个所述拦水坝之间。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：引泄水堰口和引水堰口能够有利于对引水明渠的水进行分流，有利于将雨洪分流进行灌溉。
15.进一步的，所述排水分流装置包括排泄水堰口和两个排水堰口，两个所述排水堰口分别设置于所述引水明渠的相对侧，且每个所述排水堰口均位于所述排水明渠侧面的相邻两个所述拦水坝之间，所述排泄水堰口设置于所述排水明渠相对侧的两个所述拦水坝之间。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：排泄水堰口和排水堰口有利于对排水明渠的水进行分流，有利于将雨洪分流进行灌溉。
17.进一步的，所述汇水明渠的近山侧设置有铺盖，所述铺盖靠近所述汇水明渠的一侧高于所述铺盖远离所述汇水明渠的一侧。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：铺盖能够对雨洪的流动起到一定的缓冲作用。
19.进一步的，所述集水明渠的远山侧设置有海漫，所述海漫靠近所述集水明渠一侧
的高程等于所述集水明渠远离所述公路一侧的渠顶高程。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：海漫能够消除集水明渠中水流的余能，调整流速分布，可以减少水流冲刷。
21.进一步的，所述引水明渠和所述排水明渠均与所述公路垂直。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：引水明渠和排水明渠与公路垂直，能够更好的对雨洪进行导流。
23.进一步的，所述汇水明渠、所述引水明渠、所述截水坝、所述排水明渠和所述集水明渠均为钢筋混凝土结构。
24.采用上述进一步方案的有益效果是：钢筋混凝土结构稳定性好。
25.进一步的，所述拦水坝为装填有山坡土石的多层土工布袋骑缝垒砌而成。
26.采用上述进一步方案的有益效果是：取材方便，经济便利，拦水坝的稳定性更好。
27.进一步的，所述引水灌溉区和所述排水灌溉区均填筑有种植土，所述种植土上种植有湿地植物。
28.采用上述进一步方案的有益效果是：湿地植物能够有利于防止水土流失，有利于生态修复。
29.进一步的，所述湿地植物为草本植物和灌木中的任意一种或两种。
30.采用上述进一步方案的有益效果是：草本植物和灌木有利于保留水土，防止水土流失。
附图说明
31.图1为本实用新型结构俯视图；
32.图2为本实用新型结构示意图；
33.图3为本实用新型引水灌溉系统的结构示意图；
34.图4为本实用新型排水灌溉系统的结构示意图；
35.图5为本实用新型引水明渠的结构俯视图；
36.图6为本实用新型排水涵洞的结构俯视图；
37.图7为本实用新型排水明渠的结构俯视图；
38.图8为本实用新型汇水分流装置的结构俯视图；
39.图9为本实用新型引水分流装置的结构俯视图；
40.图10为本实用新型排水分流装置的结构俯视图。
41.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
42.1、汇水明渠；2、铺盖；3、汇水分流装置；4、引水明渠；5、拦水坝； 6、引水分流装置；601、引水堰口；602、引泄水堰口；7、公路；8、排水涵洞；9、排水分流装置；901、排水堰口；902、排泄水堰口；10、排水明渠；11、截水坝；12、集水明渠；13、海漫。
具体实施方式
43.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
44.实施例
45.如图1-10所示，本实施例提供一种山前公路的路域环境修复引排水系统，包括设置于公路7的近山侧坡面上用于灌溉引水灌溉区的引水灌溉系统、设置于公路7下方的排水涵洞8和设置于公路7的远山侧坡面上用于灌溉排水灌溉区的排水灌溉系统，引水灌溉系统通过排水涵洞8与排水灌溉系统连通，公路7的近山侧和远山侧均设置有截水坝11，引水灌溉区和排水灌溉区内均设置有拦水坝5，拦水坝5与截水坝11平行；截水坝11具有一定埋置深度和一定的高度；排水涵洞8近山侧的底坡为正坡且排水涵洞8的长度方向与公路7的路线方向垂直。
46.引水灌溉系统包括汇水明渠1、汇水分流装置3、引水明渠4和引水分流装置6，引水灌溉区设置于公路7的近山侧与汇水明渠1之间，汇水明渠 1与公路7平行，汇水分流装置3设置于汇水明渠1的侧面与引水明渠4的顶端之间，引水明渠4的底端贯穿引水灌溉区后与排水涵洞8的顶端导通，引水分流装置6沿引水明渠4的长度方向均匀分布，并且引水分流装置6对应引水灌溉区内的拦水坝5设置；汇水明渠1的断面为矩形，汇水明渠1的近山侧的渠顶高程小于汇水明渠1近路侧的渠顶高程，汇水明渠1的渠底高程小于其所在山坡的高程，引水明渠4的长度方向与公路7的路线方向平行；汇水分流装置3为钢筋混凝土结构，为矩形薄壁堰，堰口为矩形；引水明渠 4的断面为矩形，其长度与公路7的路线方向垂直，引水明渠4是从近山侧到近路侧的正坡渠道，引水明渠4的近山侧的渠底高程大于其近路侧的渠底高程，引水明渠4的底坡与山坡的坡率相同；引水分流装置6为钢筋混凝土材质，为矩形薄壁堰，引水分流装置6设置于引水明渠4与拦水坝5的衔接处，并且引水分流装置6沿着引水明渠4的底坡方向均匀分布多个；引水灌溉区内的拦水坝5将引水灌溉区分割为多个灌溉区，引水灌溉区内的拦水坝 5沿山坡的坡向间隔设置，并且每个引水明渠4的侧面均与拦水坝5的端部连接为一体，拦水坝5的高度与引水明渠4的渠顶高程相同；汇水分流装置 3的堰口宽度小于引水明渠4的过水断面的宽度，汇水分流装置3的堰口溢流水头小于汇水明渠1的过水断面的高度。
47.排水灌溉系统包括排水明渠10、排水分流装置9、集水明渠12以及集水分流装置，排水灌溉区设置于公路7远山侧与集水明渠12之间，集水明渠12与公路7平行，集水分流装置设置于集水明渠12的侧面与排水明渠10 的底端之间，排水明渠10的顶端与排水涵洞8的底端导通，排水分流装置9 沿排水明渠10的长度方向均匀分布，并且排水分流装置9对应排水灌溉区内的拦水坝5设置；集水明渠12的断面为矩形，集水明渠12的近路侧的渠顶高程大于集水明渠12远路侧的渠顶高程，集水明渠12的渠底高程小于其所在山坡的高程，集水明渠12的长度方向与公路7的路线方向平行；排水明渠10的断面为矩形，排水明渠10是从近路侧到远路侧的正坡渠道，排水明渠10的近路侧的渠底高程大于其远路侧的渠底高程，排水明渠10的底坡与山坡的坡率相同；排水分流装置9为矩形薄壁堰；排水灌溉区内的拦水坝 5将排水灌溉区分割为多个灌溉区，排水灌溉区内的拦水坝5沿山坡的坡向间隔设置，并且每个排水明渠10的侧面均与拦水坝5的端部连接为一体，拦水坝5的高度与排水明渠10的渠顶高程相同；排水分流装置9设置于排水明渠10与拦水坝5的衔接处，并且排水分流装置沿着排水明渠10的底坡方向均匀分布多个。
48.优选的，引水分流装置6包括引泄水堰口602和两个引水堰口601，两个引水堰口601分别设置于引水明渠4的相对侧，且每个引水堰口601均位于引水明渠4侧面的相邻两个拦水坝5之间，引泄水堰口602设置于引水明渠4相对侧的两个拦水坝5之间；引水堰口601的
溢流水头大于引水堰口601 的宽度，且引水堰口601的溢流水头大于引泄水堰口602的溢流水头，引泄水堰口602的宽度大于引泄水堰口602的溢流水头，且引泄水堰口602的宽度大于引水堰口601的宽度。
49.优选的，排水分流装置9包括排泄水堰口902和两个排水堰口901，两个排水堰口901分别设置于引水明渠4的相对侧，且每个排水堰口901均位于排水明渠10侧面的相邻两个拦水坝5之间，排泄水堰口902设置于排水明渠10相对侧的两个拦水坝5之间；排水堰口901的溢流水头大于排水堰口901的宽度，且排水堰口901的溢流水头大于排泄水堰口902的溢流水头，排泄水堰口902的宽度大于排泄水堰口902的溢流水头，且排泄水堰口902 的宽度大于排水堰口901的宽度。
50.优选的，汇水明渠1的近山侧设置有铺盖2，铺盖2靠近汇水明渠1的一侧高于铺盖2远离汇水明渠1的一侧；铺盖与汇水明渠平行，铺盖为钢筋混凝土材质，铺盖与山坡的坡面形成逆坡，铺盖的远山侧的高程与汇水明渠的近山侧的渠顶高程相同。
51.优选的，集水明渠12的远山侧设置有海漫13，海漫13靠近集水明渠 12一侧的高程等于集水明渠12远离公路7一侧的渠顶高程；海漫13为钢筋混凝土材质，海漫13与山坡的坡面衔接，海漫13的近路侧的高程与集水明渠12的远路侧的渠顶高程相同。
52.优选的，引水明渠4和排水明渠10均与公路7垂直。
53.优选的，汇水明渠1、引水明渠4、截水坝11、排水明渠10和集水明渠 12均为钢筋混凝土结构。
54.优选的，拦水坝5为装填有山坡土石的多层土工布袋骑缝垒砌而成。
55.优选的，引水灌溉区和排水灌溉区均填筑有种植土，种植土上种植有湿地植物；在需要补植湿地植物时，向引水灌溉区或排水灌溉区内需补植区域补植湿地植物。
56.优选的，湿地植物为草本植物和灌木中的任意一种或两种。
57.本实用新型的路域环境修复的原理为：1、通过铺盖2将雨洪挑入汇水明渠1中，经过消能和沉砂处理后，雨洪在汇水明渠1中沿其底坡方向流动； 2、雨洪径流沿汇水明渠1的底坡流动，通过汇水分流装置3将小部分雨洪引入引水明渠4中，汇水分流装置3的堰口宽度比汇水明渠1的过水断面宽度小，汇水分流装置3的堰口堰上水头比汇水明渠1的过水断面高度小，使得当雨洪径流量较大时，有小部分雨洪径流量通过汇水分流装置3的堰口进入引水明渠4中，有大部分雨洪径流量通过汇水明渠1进入其他引水明渠4 中，当雨洪流量较小时，有大部分雨洪径流量通过汇水分流装置3的堰口进入引水明渠4中，有小部分雨洪径流量通过汇水明渠1进入其他引水明渠4 中；3、通过引水分流装置6的矩形薄壁将引水明渠4中的雨洪流量进行分流，引水堰口601的宽度比引泄水堰口602的宽度小，引水堰口601的堰上水头比引泄水堰口602的堰上水头大，使得当引水明渠4中雨洪流量较大时，有大部分雨洪流量通过泄水堰口进入下游的引水明渠4中，有小部分雨洪流量通过引水堰口601进入对应位置的相邻拦水坝5之间的灌溉区域，对相邻拦水坝5之间的灌溉区域进行灌溉，当引水明渠4中雨洪流量较小时，有小部分雨洪流量通过引泄水堰口602进入下游的引水明渠4中，有大部分雨洪流量给过引水堰口601进入到对应位置的向量拦水坝5之间的灌溉区域，对相邻截水坝之间进行灌溉，充分湿润相邻拦水坝5之间的灌溉区域，使得灌溉区域内的湿地植物可以通过根茎吸收土壤内的水，可改善水土流失和路域生态环境；4、通过引水明渠4和引水分流装置6将雨洪依次引入下一级相邻拦水坝5之间进行灌溉；5、引水明渠4剩余的雨洪
通过排水涵洞8进入排水明渠10中；6、排水分流装置9的矩形壁堰将排水明渠10中的雨洪进行分流，排水堰口901的宽度比排泄水堰口902的宽度小，排水堰口901的堰上水头比排泄水堰口902的堰上水头大，使得当排水明渠10中雨洪流量较大时，有大部分雨洪流量通过排泄水堰口902进入下游排水明渠10中，有小部分雨洪流量通过排水堰口901进入对应位置的相邻拦水坝5之间的灌溉区域，对相邻拦水坝5之间的灌溉区域进行灌溉，当排水明渠10中雨洪流量较小时，有小部分雨洪流量通过排泄水堰口902进入下游排水明渠10 中，有大部分雨洪流量通过排水堰口901进入相应位置的相邻拦水坝5之间的灌溉区域，对相邻拦水坝5之间的灌溉区域进行灌溉，充分湿润相邻拦水坝5之间的灌溉区域，使得灌溉区域内的湿地植物可以通过根茎吸收土壤内部的水分，可有效改善水土流失和路域生态环境；7、通过排水明渠10和排水分流装置9将雨洪依次引入下一级相邻拦水坝5之间进行灌溉；8、剩余的雨洪通过集水分流装置进入集水明渠12中，通过海漫13，将剩余雨洪流量以漫流形式排出下游侧路域范围。
58.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统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实用新型的限制。
59.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
60.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
61.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
62.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。