一种陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统

技术领域

本发明涉及生态环境治理与修复技术领域，具体来说，涉及一种陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统。

背景技术

岸边带是河流与陆地之间进行物质转换、能量传递和信息交换的重要区域。岸边带兼具截流纳污、防洪排涝、护岸及生态保护功能，且具有丰富的生物多样性，能为不同生物提供栖息与生存环境，营造良好的区域生态景观，对城市的生态、社会和经济发展都具有极大裨益。

近年人类活动致使城市河流生态系统严重退化，主要表现在：城市化建设背景下，由于生态环境建设滞后于经济社会发展，城市河流建设多以防洪、排涝等基本需求为主，受制于有限的空间范围，被迫“裁弯取直”、呈现“硬化”、“渠化”态势，同时因缺少构建近自然河岸缓冲带的空间条件，岸边带结构逐步趋向简单化，呈硬质垂直或陡坡形态，导致河流水文失衡，天然河相被破坏；硬质化河岸无法提供适宜生物生存栖息的生境，致使岸边带生物多样性降低，生态功能逐渐丧失；经济快速发展的背景下，作为受纳水体，河流污染负荷显著增大，而渠化河流对降雨径流的受纳力与净化力明显不足，导致水体污染加重，水质难以达标。如何解决河流水体污染已成为我国水环境治理的一个关键课题。

相关领域已逐渐意识到岸边带缓冲净化系统的重要作用，并着手构建岸边带生态修复技术。但传统的生态岸边带修复技术多适宜于缓坡岸边带，水力停留时间短，景观美化及生境恢复方面考虑较少，且需占用较多土地面积，无法满足城市陡坡硬质岸边带生态修复需求。在此背景下，亟需构建一种生态岸边带，兼具水质净化与生态景观效益，在沿岸空间约束范围内恢复河岸生境，维系河流水生态系统健康。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统，包括若干梯级结构，所述梯级结构沿岸边带斜面由上至下呈Z形交叉排布，所述梯级结构外侧设有陡坡加固装置，所述陡坡加固装置固定在硬质陡坡表面，所述梯级结构内部设有生态缓冲净化结构，所述生态缓冲净化结构外层为槽体，所述生态缓冲净化结构底部设有穿孔排水管。

进一步地，所述陡坡加固装置包括多根固定于陡坡上的锚杆，所述锚杆与陡坡表面的固定框架连接；所述锚杆为混凝土或钢架；所述固定框架为钢架。

进一步地，所述生态缓冲净化结构内部自下而上分别设有砾石层、粗砂层、种植土壤层、过滤蓄水层和植被层。

进一步地，所述生态缓冲净化结构中植被层的植物群落要求为：耐污染能力强、具有污染物净化能力、短时间耐水淹、长时间耐旱、抗风性强、抗雨水冲刷、根系发达的深根系植物，可以为适宜当地种植的小型水生植物、草本植物和灌木植物中的一种或多种组合。

进一步地，所述过滤蓄水层为高密度的化纤毡或矿物棉垫。

进一步地，所述种植土壤层为复合种植土，根据植物层种类确定土层厚度。

进一步地，所述槽体由砌石、混凝土或钢板筑成。

进一步地，所述陡坡为大于45°的自然或人工岸坡，所述梯级结构向下倾斜角度不大于15°，所述梯级结构的长度不超过10m，所述梯级结构的宽度为0.1-0.3m，相邻梯级结构间隔0.1-0.3m。

本发明的有益效果：本发明的陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统能够广泛应用于陡坡硬质岸边带生态修复，具有保护加固岸坡、缓冲水力冲击、净化雨水水质及美化生态环境等多重功能，有利于恢复岸边带生境，维持河流水生态系统健康稳定；本发明的陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统还具有占地面积小，施工难度低的优点，不需额外占用土地便能实现降雨径流水质净化，恢复岸边带生态健康，提升河流水生态系统稳定性，在降雨期形成独特的岸边带跌水景观。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是根据本发明实施例所述的陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统的示意图；

图2是根据本发明实施例所述的生态缓冲净化结构及陡坡加固装置的剖面示意图；

图中： 1、岸边带顶端；2、植物；3、陡坡加固装置；4、生态缓冲净化结构；5、岸边带底端；6、植被层；7、过滤蓄水层；8、种植土壤层；9、粗砂层；10、砾石层；11、穿孔排水管；12、槽体；13、锚杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统，包括3级梯级结构（梯级结构的数量可根据岸边带高度进行增减），所述陡坡为大于45°的自然或人工岸坡，所述梯级结构的长度不超过10m，所述梯级结构的宽度为0.1-0.3m，所述梯级结构位于岸边带顶端1与岸边带底端5之间，所述梯级结构沿岸边带斜面由上至下呈Z形交叉排布，每个梯级结构的倾斜角度为7°，梯级结构相邻梯级间隔0.1-0.3m，且保证位于上方的梯级结构末端的跌水能落入下方梯级结构首端，实现连续的梯级水质净化过程；所述梯级结构外侧设有陡坡加固装置3，所述陡坡加固装置3固定在硬质陡坡表面，所述梯级结构内部设有生态缓冲净化结构4，生态缓冲净化结构4位于陡坡加固装置3之中；所述生态缓冲净化结构4为槽体带状结构，外层为槽体12，内部种植植物2，所述生态缓冲净化结构4底部设有穿孔排水管11，所述穿孔排水管11的出口使水流沿岸边带由上至下依次经过第一梯级结构、第二梯级结构和第三梯级结构进行净化水质过滤净化，最终经第三梯级结构导流至河道内。陡坡加固装置3和生态缓冲净化结构4的长度和倾斜角度可以根据不同河道的特点进行调整，前提是保证岸边带结构功能稳定发挥。

如图2所示，所述陡坡加固装置3包括多根固定于陡坡上的锚杆13，所述锚杆13与陡坡表面的固定框架连接；所述槽体12通过锚杆13固定在陡坡硬质岸边带表面；槽体12由混凝土材料构成；锚杆13由混凝土或钢质材料构成；所述固定框架为钢架。生态缓冲净化结构4内部自下而上包括穿孔排水管11，砾石层10，粗砂层9，种植土壤层8，过滤蓄水层7，植被层6；砾石层10可放置200mm-800mm的砾石，厚度可设置为0.2m；粗砂层9厚度可设置为0.1m；种植土壤层8可采用复合种植土，厚度根据选择的植被根系深度确定；过滤蓄水层7可采用密度较高的化纤毡或矿物棉垫，厚度为50mm；植被层6可采用适宜当地种植的小型水生植物、草本植物和灌木植物，例如选择狐尾藻、香根草、蝴蝶花、狗牙根、双穗雀稗等植被采取多种组合的种植方式，优先将水生植物种植在靠近河道的梯级结构中，且考虑植被多层次配置，以充分发挥水量缓冲与水质净化效果。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明的陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统能够广泛应用于陡坡硬质岸边带生态修复，具有保护加固岸坡、缓冲水力冲击、净化雨水水质及美化生态环境等多重功能，有利于恢复岸边带生境，维持河流水生态系统健康稳定；本发明的陡坡硬质岸边带的梯级降雨径流生态缓冲净化系统还具有占地面积小，施工难度低的优点，不需额外占用土地便能实现降雨径流水质净化，恢复岸边带生态健康，提升河流水生态系统稳定性，在降雨期形成独特的岸边带跌水景观。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。