本發(fā)明涉及一種用于改善非行洪河道水生態(tài)環(huán)境的技術，具體說是一種模塊化生態(tài)透水壩。

背景技術：

近年來由于我國人口增長和城市化進程的加快，城鎮(zhèn)工業(yè)的超量排放污水、及農(nóng)用化肥、農(nóng)藥的大量使用，造成河流水質的嚴重污染，局部地區(qū)形成黑臭水體，不僅給群眾帶來了極差的感官體驗，也是直接影響群眾生產(chǎn)生活的突出水環(huán)境問題。

2015年，住房城鄉(xiāng)建設部牽頭，會同環(huán)境保護部、水利部、農(nóng)業(yè)部等部委編制了《城市黑臭水體整治工作指南》，對城市黑臭水體整治工作的目標、原則、工作流程等做出了明確規(guī)定，并對城市黑臭水體的識別、分級、整治方案編制方法以及整治技術的選擇和效果評估、政策機制保障提出了明確的要求。根據(jù)《指南》，到2015年年底前，地級及以上城市建成區(qū)應完成水體排查，公布黑臭水體名稱、責任人及達標期限；2017年年底前，地級及以上城市建成區(qū)應實現(xiàn)河面無大面積漂浮物，河岸無垃圾，無違法排污口；直轄市、省會城市、計劃單列市建成區(qū)基本消除黑臭水體。

在《城市黑臭水體整治工作指南》明確了具體治理黑臭水體的技術，主要包括控源截污技術、內源治理技術、生態(tài)修復技術和其它治理措施。生態(tài)透水壩是河道生態(tài)修復技術的一種，在工程中主要應用是非行洪河道或水庫的徑流攔蓄。

針對河道水質污染及水生態(tài)破壞情況，如何有效的利用生態(tài)修復技術措施，對河道水質進行改善，對水生態(tài)環(huán)境進行修復。實際應用中需解決的問題如下：

(1)水壩塊石堆砌是的穩(wěn)定性、便捷性問題。

(2)受水利沖刷壩體堆砌石塊容易坍塌問題。

(3)透水壩表面微生物附著能力，即水質改善能力問題。

有鑒于上述的缺陷，本設計人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新型結構的模塊化生物透水壩，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種結構合理，在保證水位前期

本發(fā)明模塊化生物透水壩，包括若干網(wǎng)箱單體堆砌而成的壩結構，所述網(wǎng)箱單體為鋼絲通過機械工藝編制而成的網(wǎng)狀箱體結構，各所述網(wǎng)箱單體內填充有粒徑為8至25cm的水壩石塊、粒徑為6-10cm的微生物載體，其中微生物載體填充于網(wǎng)箱單體中部，微生物載體周圍填充水壩石塊，微生物載體的填充體積為網(wǎng)箱單體整體體積的20％-35％。

進一步地，所述網(wǎng)箱單體包括第一單元結構、第二單元結構，其中第一單元結構為直角梯形體，第二單元結構為矩形體；以所述的第一單元結構、第二單元結構在水流方向上堆砌成若干排，在河水上、下方向上堆砌成若干層，采用第二單元結構由下向上層疊方式向上堆砌形成迎水面，采用第一單元結構由下向上逐層遞減排的方式堆砌形成背水面。

進一步地，所述的第一單元結構由矩形結構的底面、前側面、前斜側面、后面頂蓋以及兩個梯形結構的側面七個網(wǎng)片拼接組成，其中所述底面的長*寬為1m*1m，所述前側面為1m*0.6m，所述前斜側面的傾斜角度為45度、長*寬為1m*0.5m，所述后面的長*寬為1m*1m，所述頂蓋的長*寬為1m*0.7m；

所述第二單元結構由六個邊長為1m的正方形網(wǎng)片拼接組成；

進一步地，所述網(wǎng)片采用邊緣線直徑不小于φ4，內部網(wǎng)絲直徑不小于φ3的低碳鋼絲或包覆PVC的低碳鋼絲編織而成，網(wǎng)片的網(wǎng)孔為邊長30mm的正六邊形，各網(wǎng)片采用φ2綁扎絲固定，其雙線絞合部分的長度不得小于50mm。

進一步地，編制形成網(wǎng)箱單體的鋼絲直徑介于2.0-4.0mm之間，鋼絲的抗拉強度不少于38kg/m²，金屬鍍層重量高于245g/m²。

進一步地，所述微生物載體為火山巖生物填料。

進一步地，梯形結構壩坡的邊坡系數(shù)為1:1-1:2.5。

進一步地，微生物載體的填充體積為網(wǎng)箱單體整體體積的20％-30％。

本發(fā)明模塊化生物透水壩的施工方法，包括：

對選定的河道或池塘進行清淤整理，河底夯實平整，然后根據(jù)生態(tài)透水壩的設計參數(shù)進行堆筑，梯形結構壩坡的邊坡系數(shù)為1:1-1:2.5，設計參數(shù)包括幾何尺寸、礫石級配；

河床底邊外側定線：根據(jù)施工圖紙結合實際河床地質及筑島邊線，實際測設出基底邊線，基底邊線應盡量順直。

基底開挖：清理河床底沖積沙、虛渣，開挖基底平臺并整平夯實，使基底大致平整穩(wěn)定，大塊的孤石應予以清除；

建立形成權利要求1至9任一所述的透水壩結構：(1)網(wǎng)箱安裝：用挖掘機或卷楊機配合人工安放就位，分層從一端往另一端放置，或者是從最低處開始放置，相鄰網(wǎng)箱連接穩(wěn)固后方可向籠內填石，且不影響后續(xù)網(wǎng)箱的安置和連接、填石；

(2)填石：施工時石料應有選擇性的分層填筑，每層靠近網(wǎng)箱邊部人工選擇塊徑較大石塊碼砌，再回填內部石料，必須分層填筑密實；

其中，所述的網(wǎng)箱為權利要求1至8任一所述的模塊化生物透水壩中的網(wǎng)箱單體，所述的石料為權利要求1至8任一所述的水壩石塊、微生物載體。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明將石塊布置與網(wǎng)箱內，形成模塊化裝置，便于機械化施工，施工簡單方便。

本發(fā)明既能確保蓄水功能，又能維護和恢復河道生態(tài)的結構型式。網(wǎng)箱內填充微生物載體，可通過微生物作用對河水進行凈化。網(wǎng)內部填充石塊的粒徑不固定，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況及相關水利計算自行選擇。

本發(fā)明網(wǎng)箱單體之間連接簡單，便于后期維修與清理。第一單元結構背水面具有一定角度的斜面，可有有效增加水流與單元的接觸面積，同時減小水體疊落產(chǎn)生的勢能，降低對河道底部的沖刷。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配 合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1本發(fā)明模塊化生物透水壩第一單元結構系統(tǒng)圖；

圖2本發(fā)明模塊化生物透水壩第一單元結構展開圖；

圖3本發(fā)明模塊化生物透水壩第一單元結構填石圖；

圖4本發(fā)明模塊化生物透水壩第二單元結構系統(tǒng)圖；

圖5本發(fā)明模塊化生物透水壩第二單元結構展開圖；

圖6是本發(fā)明模塊化生物透水壩實施例1的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

如圖1至6所示，本實施例模塊化生物透水壩，包括若干網(wǎng)箱單體1堆砌而成的壩結構，所述網(wǎng)箱單體為鋼絲通過機械工藝編制而成的網(wǎng)狀箱體結構，各所述網(wǎng)箱單體內填充有粒徑為8至25cm的水壩石塊、粒徑為6-10cm的微生物載體，其中微生物載體填充于網(wǎng)箱單體中部，微生物載體周圍填充水壩石塊21，微生物載體22的填充體積為網(wǎng)箱單體整體體積的20％。

所述透水壩單元結構為由高抗腐蝕、高強度、具有延展性的低碳鋼絲或者包覆PVC的以上鋼絲使用機械編織而成，使用該網(wǎng)制作而成的箱型結構。所使用的低碳鋼絲直徑根據(jù)工程設計要求而不同。一般介于2.0-4.0mm之間，鋼絲的抗拉強度不少于38kg/m2，金屬鍍層重量一般高于245g/m2。網(wǎng)片的邊緣線11直徑為φ4，內部網(wǎng)絲12直接為φ3。其雙線絞合部分的長度不得小于50mm。以保證絞合部分鋼絲的金屬鍍層和PVC鍍層不受破壞。

本實施中，生態(tài)透水壩設計巧妙合理，安裝方便便捷，容易拆裝，結構牢固，使用范圍廣，可重復回收利用。網(wǎng)箱單體內容置水壩石塊以及微生物載體，有效解決了水壩受水利沖刷壩體堆砌石塊容易坍塌的問題。透水壩具有獨特的孔隙結構，可在保證設計水位的前提下，使部分河水透過水壩。透水壩內部填充微生物載體，通過微生物的凈化作用，對河水進行處理，從而達到河道水質 改善，水生態(tài)環(huán)境修復的目的。

實施例2

本實施例本實施例模塊化生物透水壩，在實施例1的基礎上，所述網(wǎng)箱單體包括第一單元結構、第二單元結構，其中第一單元結構為直角梯形體，第二單元結構為矩形體；以所述的第一單元結構、第二單元結構在水流方向上堆砌成若干排，在河水上、下方向上堆砌成若干層，采用第二單元結構由下向上層疊方式向上堆砌形成迎水面，采用第一單元結構由下向上逐層遞減排的方式堆砌形成背水面。

本實施例中生態(tài)透水壩安裝采用逐層堆砌安裝，其中迎水面采用垂直向上形式進行安裝，背水面采用逐層遞減形式，逐層向上安裝，第一單元結構安裝于背水面，從而增大水流與透水壩的接觸面積，強化水質凈化效果，同時弄夠降低水體疊落對河道及壩體的沖刷。安裝高度根據(jù)河道水面高度及設計決定。

所述的第一單元結構由矩形結構的底面、前側面、前斜側面、后面頂蓋以及兩個梯形結構的側面七個網(wǎng)片拼接組成，其中所述底面的長*寬為1m*1m，所述前側面為1m*0.6m，所述前斜側面的傾斜角度為45度、長*寬為1m*0.5m，所述后面的長*寬為1m*1m，所述頂蓋的長*寬為1m*0.7m；

所述第二單元結構由六個邊長為1m的正方形網(wǎng)片拼接組成；

所述網(wǎng)片采用邊緣線直徑不小于φ4，內部網(wǎng)絲直徑不小于φ3的低碳鋼絲或包覆PVC的低碳鋼絲編織而成，網(wǎng)片的網(wǎng)孔為邊長30mm的正六邊形，各網(wǎng)片采用φ2綁扎絲固定，其雙線絞合部分的長度不得小于50mm。

所述第一單元結構由七個網(wǎng)片拼接組成，包括2個面積為1m2的正方形網(wǎng)片(底面和后面)；2個面積為0.94m2的五邊形網(wǎng)面(左右兩面)；面積為0.5m2的長方形網(wǎng)片；面積為0.6m2的長方形網(wǎng)片；面積為0.7m2的長方形網(wǎng)片；總面積為5.68m2。所述網(wǎng)片內部由φ3的網(wǎng)絲編織而成，網(wǎng)孔為邊長30mm的正六邊形，各網(wǎng)面采用φ2綁扎絲固定，形成開口的箱體結構，為填裝石塊提供空間。所述第一單元結構內部填裝8-25cm粒徑的石塊及6-10cm粒徑的微生物載體，填充后壓實?？筛鶕?jù)具體設計要求選擇不同粒徑的石塊填充。石塊填充 后用φ2的綁扎絲封蓋。

所述第二單元結構為邊長為1m的正方體結構，由六個正方形網(wǎng)片拼接組成，總面積為6m2。所述網(wǎng)片內部由φ3的網(wǎng)絲編織而成，網(wǎng)孔為邊長30mm的正六邊形，各網(wǎng)面采用φ2綁扎絲固定，形成開口的箱體結構，為填裝石塊提供空間。所述箱體內部填裝8-25cm粒徑的石塊及6-10cm粒徑的微生物載體，，填充后壓實?？筛鶕?jù)具體設計要求選擇不同粒徑的石塊填充。石塊填充后用φ2的綁扎絲封蓋。

上述各實施例中，梯形結構壩坡的邊坡系數(shù)為1:1-1:2.5。

上述各實施例中，微生物載體采用高強度環(huán)保材質構成，可重復利用，無二次污染。載體為開放型多孔結構，具有孔隙率高、比表面積大等特點。載體表面具有離子交換以及吸附截留功能，有利于微生物附著生長，能同時提供好氧性及兼氧性微生物良好生長環(huán)境。

本發(fā)明微生物載體采用火山巖生物填料，不僅具有質地輕、化學穩(wěn)定性好、強度適宜、表面粗糙易掛膜等優(yōu)點，而且孔隙發(fā)達，分布合理，非常適合微生物的接種、馴化、繁殖生長。耐沖洗、不堵塞，具有良好的物理、化學和水力特性,可適應于不同污水凈化的要求。比表面積大，可積累高濃度的微生物量，高濃度的微生物使曝氣生物濾池的容積負荷增大，去除率高。單位體積污水處理效率比常規(guī)微生物載體提高5-7倍。微生物載體粒徑為6-10cm。

實施例3

本實施例模塊化生物透水壩的施工方法，包括：

對選定的河道或池塘進行清淤整理(圍堰施工)，河底夯實平整，然后根據(jù)生態(tài)透水壩的設計參數(shù)(幾何尺寸、礫石級配)進行堆筑，梯形結構壩坡的邊坡系數(shù)為1:1-1:2.5。

(1)河床底邊外側定線

根據(jù)施工圖紙結合實際河床地質及筑島邊線，實際測設出基底邊線。為確保邊坡防護工程美觀，基底邊線應盡量順直。

(2)基底開挖

清理河床底沖積沙、虛渣，開挖基底平臺并整平夯實，使基底大致平整穩(wěn)定，大塊的孤石應予以清除。

(3)網(wǎng)箱的制作

選擇較平整的場地加工網(wǎng)箱。

(4)網(wǎng)箱安裝

網(wǎng)箱制作完畢，經(jīng)檢查合格后用挖掘機或卷楊機配合人工安放就位。分層從一端往另一端放置，或者是從最低處開始放置。相鄰網(wǎng)箱連接穩(wěn)固后方可向籠內填石，且不影響后續(xù)網(wǎng)箱的安置和連接、填石。

(6)填石

施工時石料應有選擇性的分層填筑，每層靠近網(wǎng)箱邊部人工選擇塊徑較大石塊碼砌，再回填內部石塊，必須分層填筑密實。

其中，所述的網(wǎng)箱為上述實施例中模塊化生物透水壩中的網(wǎng)箱單體，所述的石料為上述實施例中所述的水壩石塊、微生物載體。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。