一种具有修复功能的生态沟渠的制作方法

本实用新型涉及水土工程的技术领域，尤其是涉及一种具有修复功能的生态沟渠。

背景技术：

随着社会的不断进步，为了达到国家海绵城市建设规划的要求，城市建筑越来越多，城市规划所带来的最大难题是城市排水系统的问题，城市排水系统是处理和排除城市污水和雨水的工程设施系统，是城市公用设施的重要组成部分，由于城市规划需要考虑美化环境和环保等因素，因此，在城市中修建沟渠是一种必不可少的方法。

沟渠，是人们为了城市调水和配水而修建的公用设施，由于城市建筑的规划还不完善，在修建沟渠时，现有的河流经常是弯曲型的，如果按照河流的自然状态修建，外观效果肯定不会很好，这时就需要对河流进行裁弯取直，以使沟渠顺畅的引水；另外，为了提高河流的径流输送效率，节约土地资源，修建沟渠还通常采用硬质化的方法，即沟渠的坡面采用水泥混凝土的构筑方式，采用这样的方法，减少了泥土的污染，使城市更加整洁，并且水泥混凝土的原材料资源丰富，取用便利，应用在沟渠建设中，还可以对混凝土进行着色，将制得的不同色泽的混凝土制品铺设在城市建筑中，还可以达到美化环境的要求。

修建上述的沟渠需要采用水泥混凝土，在修建的过程中，所需要的成本比较高，并且采用钢筋混凝土修建的沟渠不具有自然渗水的功能，导致沟渠的蓄水能力差，尤其是遇到大雨时，由于降雨量比较多，城市的排涝能力不足，而沟渠又不能自然渗水，城市街道就会出现滔滔江河的状况，对城市经济造成一定的损失，尤其是沟渠的坡体遭到雨水冲刷形成勾缝时，对勾缝的修复不能达到很好的修复效果，给后期的维修服务带来了很大的困难，另外，用混凝土对沟渠进行封底，地面就会比较平整，外观效果好，但是混凝土不能自然渗水，不但不利于植物根部的生长，而且混凝土对水体没有修复功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有修复功能的生态沟渠，以解决现有技术中存在的，沟渠采用传统的混凝土结构进行修建，致使沟渠的蓄水、抗洪能力差，并且混凝土对水体没有修复功能等问题。

本实用新型提供的一种具有修复功能的生态沟渠，包括：由下至上依次铺设的防止水流渗透的防渗层、供水生植物生长的种植层和种植有水生植物的水生植物毯层；

所述种植层设有梯形面，所述水生植物毯层铺设固定在种植层的梯形面上。

进一步地，所述水生植物毯层的上部水面设有生态浮岛。

进一步地，所述生态浮岛上连接有螺杆和螺套，所述生态浮岛具有通孔，螺杆穿过通孔且能够在通孔内沿竖直方向滑动，所述螺杆的一端连接在水底，螺杆的另一端与螺套连接，使螺套的底面抵在生态浮岛的顶面上。

进一步地，所述生态浮岛上连接有固定杆和弹性套，所述生态浮岛具有通孔，固定杆穿过通孔且能够在通孔内沿竖直方向滑动，所述固定杆的一端连接在水底，固定杆的另一端与弹性套连接，使弹性套的底面抵在生态浮岛的顶面上。

进一步地，所述水生植物毯层的上部水面设有多个拦水坝和拦水格栅。

进一步地，所述种植层铺设的厚度范围在8～12cm之间。

进一步地，所述水生植物毯的厚度范围在1～3cm之间。

进一步地，所述水生植物毯的底部铺设有尼龙和塑料网。

进一步地，所述防渗材料的不透水率为90％～100％。

本实用新型还提供一种具有修复功能的生态沟渠，包括：由下至上依次铺设的防止水流渗透的防渗层、供水生植物生长的种植层和种植有水生植物的水生植物毯层；

所述种植层设有弧形面，所述水生植物毯层铺设固定在种植层的弧形面上

本实用新型提供的一种具有修复功能的生态沟渠，包括由下至上依次铺设的防渗层、种植层和水生植物毯层，由于防渗层的防渗功能好，大大减少了后期的维护成本，所述的种植层配合底部的防渗层，使整体上具有较好的防渗性能，对上层的水生植物毯层起到了很好的支撑作用，同时也为上层的水生植物毯层提供了一定的养分；所述的水生植物毯层种植水生植物，水生植物对污水中的氮和磷具有很好的吸收能力，沟渠的植被能够保持四季常绿，可以常年稳定修复水体，种植层的内壁采用梯形面的结构，梯形面比较平整，植物毯固定在种植层上，使植物毯的固定更加牢固，另外，沟渠内的植物还可以进行收割，用于畜禽渔等的养殖，且无二次污染的问题，本实用新型采用直接铺设防渗层、植物层和植物毯的结构，代替了传统的混凝土砌石和植物种植的过程，从而减少了人力物力，本实用新型的铺设结构简单，挡水装置的安装方式简单易操作，能够在一定程度上节约沟渠建设综合成本，并且有利于保持沟渠中的微生物群落和生物多样性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一的截面结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的截面结构示意图；

图3为本实用新型水生植物毯层的结构示意图；

图4为本实用新型生态浮岛的实施例一结构示意图；

图5为本实用新型生态浮岛的实施例二结构示意图；

图6为本实用新型沟渠的整体结构示意图；

图7为本实用新型沟渠的铺设方法流程图。

附图标记：

11－防渗层； 12－种植层； 13－水生植物毯层；

14－生态浮岛； 15－拦水坝； 16－拦水格栅。

141－螺杆； 142－螺套； 143－固定杆；

144－弹性套。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶面”、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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例一的截面结构示意图；图2为本实用新型实施例二的截面结构示意图；图3为本实用新型水生植物毯层的结构示意图；图4为本实用新型生态浮岛的实施例一结构示意图；图5为本实用新型生态浮岛的实施例二结构示意图；图6为本实用新型沟渠的整体结构示意图；图7为本实用新型沟渠的铺设方法流程图。

如图1所示，本实用新型提供一种具有修复功能的生态沟渠，包括：由下至上依次铺设的防止水流渗透的防渗层11、供水生植物生长的种植层12和种植有水生植物的水生植物毯层13；

所述种植层12设有梯形面，所述水生植物毯层13铺设固定在种植层12的梯形面上。

所述沟渠进行平整后，在沟渠的表面铺设有防渗层11，所述的防渗层11采用具有一定弹性和韧性的防渗材料，可以防止植物的根系穿透，所述防渗层11采用防渗膜，所述的防渗膜采用土工布，所述的土工布包括多层，且中间设有聚乙烯材料层，聚乙烯土工膜主要是由乳白色透明至不透明的热塑性树脂材料－聚乙烯树脂制作的，聚乙烯为高分子聚合物，是无毒无味无臭的白色颗粒，熔点为110℃～130℃之间，相对密度为0.918～0.965之间，由于防渗膜具有良好的耐热性和耐寒性，且化学稳定性好，具有较高的刚性和韧性，耐酸、碱、有机溶剂等的腐蚀，应用于人工湖防渗、人工河道防渗以及水渠防渗等的领域，防渗效果好，渗透系数小于10～17cm/s。所述的种植层12用来供水生植物的生长，种植层12能够起到良好的支撑作用，配合底层的防渗层11，使整体上具有较好的防渗性能，同时也能够为上层的水生植物毯层13提供一定的养分，为了保持种植层12的稳定性，所述种植层12铺设的厚度范围在8～12cm之间，并且内部形状为倒梯形，以使水生植物毯层13容纳在种植层12内部形成的梯形面内，所述梯形面两侧的水生植物毯层13与种植层12之间采用多个柳钉固定连接，防止梯形面两侧的水生植物毯层13从种植层12上滑落，所述梯形面底面的水生植物毯层13与种植层12之间也可以采用多个铆钉固定连接，对种植层12上部的水生植物毯层13再次进行固定，所述的水生植物毯层13具有非常好的生态修复作用，充分利用沟渠的整体空间，对流经的水体起到长期而稳定的净化作用，水生植物毯层13底面处所种植的水生植物对污水中的氮、磷有很好的吸收能力，使沟渠植被四季常绿，常年稳定修复水体，沟渠内的植物还可以进行收割，用于畜禽渔养殖，并且没有二次污染的问题，所述水生植物毯13的厚度如果太厚，就会增加整体的重量，不便于搬运和施工，如果太薄，所含有的基质就不能满足水生植物生长的需要，取值范围在1～3cm之间，最佳取值为2cm的厚度。

所述种植层12的基材包括植生混凝土、有机堆肥、黄土和添加剂；所述水生植物毯层13的基质包括塘泥和腐叶。所述基材采用植生混凝土、有机堆肥、黄土和添加剂按照一定的比例混合而成，所述植生混凝土的保水性好，具有护坡透水、防止水土流失消波、抗震植生、改善生态环境、净化水质的作用，并且施工简便，硬化速度快。所述有机堆肥是利用各种植物残体，例如：作物秸杆、杂草、树叶、泥炭、垃圾以及其它废弃物等为主要原料，混合人畜粪尿经堆制腐解而成的有机肥料，由于所含的营养物质比较丰富，且肥效长而稳定，同时有利于促进土壤固粒结构的形成，能增加土壤保水、保温、透气、保肥的能力，而且与化肥混合使用又可弥补化肥所含养分单一。所述黄土是一种很肥沃的土层，具备土壤腐殖层、淋溶层、淀积层三层特征，且质地均匀，含有很多钙质或黄土结核，多孔隙，有显著的垂直节理，干燥时较坚硬。上述植生混凝土、有机堆肥、黄土和添加剂混合，使种植层12的稳固性能更好，保水性好。

如图2所示，为本实用新型实施例二的截面结构示意图，本实用新型提供一种具有修复功能的生态沟渠，包括：由下至上依次铺设的防止水流渗透的防渗层11、供水生植物生长的种植层12和种植有水生植物的水生植物毯层13；

所述种植层12设有弧形面，所述水生植物毯层13铺设固定在种植层12的弧形面上。

本实施例与实施例一的区别在于：所述种植层12具有弧形面，使水生植物毯层13容纳在种植层12的弧形面内，所述弧形面两侧的水生植物毯层13与种植层12之间采用多个柳钉固定连接，防止弧形面两侧的水生植物毯层13从种植层12滑落，其余实现方式均与实施例一相同。

如图3所示，所述水生植物毯13的底部铺设有尼龙和塑料网，然后再铺设一层基质，在基质的上部种植水生植物。所述水生植物毯层13采用细软的塘泥和腐叶进行培植，繁育成具有一定拉伸和韧性的植物毯，所述塘泥是用动物粪便，腐叶，秸秆，生物肥等有机物为原料，经混合后在淹水条件下被厌氧微生物分解沤制而成的一种有机肥料，含有氮、磷、钾等营养成分。所述腐叶是森林土壤的重要组成部分，具有涵养水源、维持土壤肥力、保持生物多样性等特征。上述塘泥和腐叶相结合能够使植物毯的保水性好、营养成分充足。所述水生植物毯层13的水生植物为铜钱草、马蹄金、竹节草、金鱼藻、黑藻中的任意一种或几种的组合。所述铜钱草对水质要求不严，可在硬度较低的淡水中进行栽培，对肥料的需求量较多，株形美观，叶色青翠，为美观又易种的水生植物之一，尤其适合于池塘绿化用。所述马蹄金的适应性强，侵占性强，生命力旺盛，而且具有一定的耐践踏能力，其对土壤要求不严格。所述竹节草具有匍匐茎，侵占性强，叶片着生于基部，易形成平坦的坡面，适宜的土壤类型较广，抗旱、耐湿，具有一定的耐践踏性，由于其根茎发达，耐贫瘠土壤，最适合用于池塘作水土保持。所述金鱼藻是多年生草本的沉水性水生植物，广泛种植在小湖泊静水处，或者池塘等地方。所述黑藻俗称温丝草、灯笼薇、转转薇等，属水鳖科，黑藻属单子叶多年生沉水植物，常见于水塘中，为淡水鱼类很好的饲料，适宜浅水绿化、室内水体绿化，作水下植被，耐高温，不污染池塘水质，断株再生能力强，不易折断等优点。

进一步地，所述水生植物毯层13的上部水面设有生态浮岛14。

所述的生态浮岛14等距离设置多个，所述生态浮岛14之间的距离也可以不同，生态浮岛14是一种针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮岛，能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果，生态浮岛14对水质净化还具有很好的功效，利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如磷、氨氮、有机物等，使得水体的营养得到转移，根系膜内微生物产生的多聚糖能有效吸附水中的悬浮物，从而减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象。

进一步地，所述生态浮岛14上连接有螺杆141和螺套142，所述生态浮岛14具有通孔，螺杆141穿过通孔且能够在通孔内沿竖直方向滑动，所述螺杆141的一端连接在水底，螺杆141的另一端与螺套142连接，使螺套142的底面抵在生态浮岛14的顶面上。

如图4所示，所述的生态浮岛14可以设置为手动升降式，所述生态浮岛14上设有通孔，螺杆141穿过生态浮岛14的通孔，使生态浮岛14沿着螺杆141上下运动，并且螺杆141上具有刻度值，检测人员可以根据水位在刻度值处的变化，对生态浮岛14的位置进行调节，当降雨量多时，检测人员将螺套142的位置向上旋转，使生态浮岛14的位置向上移动，当降雨量少时，检测人员将螺套142的位置向下旋转，使生态浮岛14的位置向下移动。所述螺杆141可以采用相对应的两个，也可以采用四个，对生态浮岛14的水平位置进行固定，稳定性好，所述螺杆141的底端为尖锐状，插入水底时更加稳定。

进一步地，所述生态浮岛14上连接有固定杆143和弹性套144，所述生态浮岛14具有通孔，固定杆143穿过通孔且能够在通孔内沿竖直方向滑动，所述固定杆143的一端连接在水底，固定杆14的另一端与弹性套144连接，使弹性套144的底面抵在生态浮岛14的顶面上。

如图5所示，所述的生态浮岛14具有自动升降的功能，可以设置为自动升降式，由于上述手动调节生态浮岛14需要人工不断进行测量、调节，从而浪费了人力，并且测量的误差大，数据不准确，致使调节的位置也不准确，将生态浮岛14设置为自动升降式，固定杆143穿过生态浮岛14的通孔，使生态浮岛14沿着固定杆143上下运动，弹性套144采用橡胶套，并套设在固定杆143上，防止生态浮岛14的位置移动，当降雨量多时，生态浮岛14自动向上移动，固定杆143上的橡胶套对生态浮岛14的位置进行限定，当降雨量少时，生态浮岛14自动向下移动，固定杆143上的橡胶套对生态浮岛14的位置进行限定，生态浮岛14可以随时根据水位的变化，自动调节生态浮岛14的位置，节省了人力操作，自动调节的精度高，使用更加的便利。所述固定杆143可以采用相对应的两个，也可以采用四个，对生态浮岛14的水平位置进行固定，稳定性好，所述固定杆143的底端为尖锐状，插入水底时更加稳定。

进一步地，所述水生植物毯层13的上部水面设有多个拦水坝15和拦水格栅16。

如图6所示，所述拦水坝15和拦水格栅16可以根据实际使用的需要设置为多个，用以拦截渠道水流以抬高水位或者调节水流的流量，集中水头，主要起防洪、蓄水、截污、保护沟渠的河道的作用。

本实用新型提供的一种具有修复功能的生态沟渠，采用由下至上依次铺设防渗层、生态混凝土喷薄基质和植物毯的形式，并在水面配置一定数量的生态浮岛，所述的生态浮岛可以为可升降式的生态浮岛，也可以为漂浮在水面上的移动式生态浮岛，为可升降式的生态浮岛时，可以根据河道内水位的变化，随时对生态浮岛的高度进行调整，生态浮岛的高度可以采用手动式调整，还可以采用自动式调整，河道内还设置一定数量的拦水坝和拦水栅格，可以起到蓄水和抗洪的作用。上述生态沟渠的结构对沟渠的整体空间进行了充分的综合利用，有助于提高物种丰富多样性，水体净化功能更强，蓄水、防洪、截污能力及整体景观效果均有较大的提升，成本低廉，没有二次污染风险。

如图7所示，本实用新型的铺设方法，包括如下步骤：

(ⅰ)平整沟渠

根据沟渠的深度、底部的宽度和坡比，对沟渠表面的碎石、浮土进行平整后，分别对沟渠的堤面和底面进行平整，然后铺设黄土或者生态混凝土；

(ⅱ)铺设防渗层

在沟渠的表面铺设防渗材料，所述的防渗材料选用防渗膜；

(ⅲ)铺设生态种植层

在防渗材料上喷播种植层12，以供水生植物生长，使种植层12的内部形状呈倒梯形，沟渠的两侧具有梯形面；

(ⅳ)铺设水生植物毯层

将植物毯铺设在种植层12的上部，即植物毯容纳在种植层12内部的倒梯形面内，并用柳钉将植物毯固定在种植层12的两侧面，；

(ⅴ)种植植物

在植物毯的底面种植沉水植物，所述的沉水植物为黑藻、金鱼藻等一种或两种的混合，在沟渠上部的水面配置生态浮岛14，所述的生态浮岛14可以根据河道的长度需要配置为多个；

(ⅵ)安装挡水装置

在沟渠上部的水面安装拦水坝15和拦水格栅16，所述的拦水坝15和拦水格栅16可以根据河道的长度需要安装多个，以提高河道的蓄水、抗洪、截污能力。

进一步地，所述生态浮岛14的两端安装螺杆141，螺套142与螺杆141的水上一端连接，生态浮岛14置于螺套142的下部。

手动旋转螺套142，使螺套142沿着螺杆141上下运动，从而使生态浮岛14沿着螺杆141在水面处上下运动，对生态浮岛14的位置进行调节。

进一步地，所述生态浮岛14的两端安装固定杆143，弹性套144与固定杆143的水上一端连接，生态浮岛14置于弹性套144的下部。

所述沿着固定杆144生态浮岛14随着水面自动上下运动，对生态浮岛14的水位进行调整，弹性套144对固定杆143的位置进行固定。

进一步地，所述防渗材料的不透水率为90％～100％。

所选用的防渗膜可以采用土工布，所述的土工布包括多层，且中间设有聚乙烯材料层，不透水率为90％以上，使防渗膜具有一定的柔韧性和伸缩性，可以防止水生植物的根系扎透。

本实用新型的铺设方法，采用防渗膜、种植层和植物毯进行直接铺设，代替了传统方法采用混凝土砌石及植物种植过程，减少人力物力消耗，建成即时效果好，即时覆绿，辅助硬景软景措施，形成生态秀美景观带，且防渗功能较好，后期运行维护成本较低，施工效率高，河道内的植物毯有利于维持物种的丰富多样性，更自然生态，能维持原始的自然沟渠基底和堤面生态群落，形成良性水系生态系统结构，充分利用水生动植物及微生物对水体污染物的物理拦截、营养吸收好，生物降解作用强，较好地修复水体内的有害污染物，所述拦水坝和拦水格栅的安装方式简单，易操作。

本实用新型所述的生态沟渠不但适用于海绵城市建设生态水系的构建和改造，还适用于农村灌区水利沟渠生态改造和生态沟渠的建设。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。