一種梯形生態(tài)框架溝渠的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種梯形生態(tài)框架溝渠，包括若干橫截面呈梯形的溝渠單元段，所述溝渠單元段依次對(duì)接鋪設(shè)形成引水的溝渠，所述溝渠單元段為密布有若干填充孔的框架結(jié)構(gòu)，各所述填充孔中均填充有填充物。本梯形生態(tài)框架溝渠采用框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，不僅能減少流水對(duì)溝渠側(cè)壁和渠底的沖刷，解決傳統(tǒng)溝渠固封所帶來的溝渠生態(tài)環(huán)境中物質(zhì)能量交流受阻的問題，本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)形式施工便利，能縮短建筑工期，降低施工工程量，材料用量少，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定抗沖刷，而且能提高溝渠濕地生態(tài)系統(tǒng)生物量，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體污染物的阻擋、降解、吸收、利用，減少排出水體中污染物質(zhì)，具有較好的生態(tài)功能。
【專利說明】一種梯形生態(tài)框架溝渠

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于溝渠水土保持和面源污染控制領(lǐng)域，特別是涉及一種梯形生態(tài)框架溝渠。

【背景技術(shù)】
[0002]為改善農(nóng)田耕種條件，保障農(nóng)田灌溉和排澇，高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目正在我國(guó)廣大農(nóng)村實(shí)施，同時(shí)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)，逐步認(rèn)識(shí)到農(nóng)田水體污染已成為日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，而構(gòu)建并保持良好的溝渠濕地生態(tài)系統(tǒng)成為解決這一問題的重要途徑。
[0003]目前，對(duì)生態(tài)溝渠的研究主要集中在凈化機(jī)理、種植植物的凈化效果等方面，而在溝渠的設(shè)計(jì)及施工方面研究相對(duì)較少。已發(fā)明的生態(tài)溝渠因農(nóng)業(yè)面源污染和人地矛盾的區(qū)域差異，占地面積大，施工工程量大，耗材多，對(duì)施工地環(huán)境影響擾動(dòng)大，受天氣影響大，缺乏普遍利用性和持續(xù)利用性等問題有待進(jìn)一步改善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種施工工程量小,耗材少,對(duì)施工地環(huán)境擾動(dòng)小，受天氣影響少，可持續(xù)利用的梯形生態(tài)框架溝渠。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種梯形生態(tài)框架溝渠，包括若干橫截面呈梯形的溝渠單元段，所述溝渠單元段依次對(duì)接鋪設(shè)形成溝渠，所述溝渠單元段為密布有若干填充孔的框架結(jié)構(gòu)，各所述填充孔中均填充有填充物。
[0006]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述溝渠單元段為預(yù)制或現(xiàn)澆的混凝土結(jié)構(gòu)件，混凝土結(jié)構(gòu)件的厚度為2?8cm，所述溝渠單元段每?jī)商畛淇组g框架的寬度為5?1cm0
[0007]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述溝渠單元段的外壁在框架的節(jié)點(diǎn)處設(shè)有向外垂直伸出的錨釘，所述錨釘為鋼筋混凝土錐，錨釘?shù)拈L(zhǎng)度為0.2?0.5米。
[0008]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述溝渠單元段包括渠底框架和傾斜設(shè)于所述渠底框架兩側(cè)邊緣的側(cè)壁框架，所述側(cè)壁框架包括上部框架和位于所述上部框架下方的下部框架，所述上部框架和下部框架以枯水期水位為界，所述下部框架填充孔的孔徑小于上部框架填充孔的孔徑。
[0009]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述填充孔為矩形孔或菱形孔或三角形孔或六邊形孔。
[0010]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述填充物包括填充于所述上部框架填充孔內(nèi)的耕作土、填充于所述下部框架填充孔內(nèi)的空心磚以及填充于所述渠底框架填充孔內(nèi)的碎石或卵石，所述空心磚為與下部框架填充孔匹配的矩形磚或菱形磚或三角形磚或六邊形磚，所述空心磚的空隙中以及渠底框架碎石或卵石間的空隙中填充耕作土。
[0011]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述耕作土上種植挺水植物。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本梯形生態(tài)框架溝渠采用框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，不僅能減少流水對(duì)溝渠側(cè)壁和渠底的沖刷，解決傳統(tǒng)溝渠固封所帶來的溝渠生態(tài)環(huán)境中物質(zhì)能量交流受阻的問題，并且能縮短建筑工期，降低施工工程量，減少工程用料，便利、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)。
[0013]同時(shí)，填充孔內(nèi)可種植挺水植物，挺水植物為水芹等本土具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物,將植物合理搭配種植，充分利用有限空間，增加生物量，不僅能有效凈化排水水質(zhì)，還能增加經(jīng)濟(jì)收入。
[0014]本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)形式施工便利，材料用量少，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定抗沖刷，而且能提高溝渠濕地生態(tài)系統(tǒng)生物量，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體污染物的阻擋、降解、吸收、利用，減少排出水體中污染物質(zhì)，具有較好的生態(tài)功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例端面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明對(duì)應(yīng)不同形狀填充孔的空心磚結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]參照?qǐng)D1至圖3，本發(fā)明提供了一種梯形生態(tài)框架溝渠，包括若干橫截面呈梯形的溝渠單元段I，所述溝渠單元段I依次對(duì)接鋪設(shè)形成溝渠，所述溝渠單元段I為密布有若干填充孔11的框架結(jié)構(gòu)，各所述填充孔11中均填充有填充物。所述溝渠單元段I為預(yù)制或現(xiàn)澆的混凝土結(jié)構(gòu)件，混凝土結(jié)構(gòu)件的厚度為2?8cm，所述溝渠單元段I每?jī)商畛淇?1間框架的寬度為5?10cm。所述溝渠單元段I的外壁在框架的節(jié)點(diǎn)處設(shè)有向外垂直伸出的錨釘12，所述錨釘12為鋼筋混凝土錐，錨釘12的長(zhǎng)度為0.2?0.5米。所述溝渠單元段I包括渠底框架13和傾斜設(shè)于所述渠底框架13兩側(cè)邊緣的側(cè)壁框架14，所述側(cè)壁框架14包括上部框架15和位于所述上部框架15下方的下部框架16，所述上部框架15和下部框架16以枯水期水位為界，所述下部框架16填充孔11的孔徑小于上部框架15填充孔11的孔徑。
[0017]其中，所述填充物包括填充于所述上部框架15填充孔11內(nèi)的耕作土、填充于所述下部框架16填充孔11內(nèi)的空心磚2以及填充于所述渠底框架13填充孔11內(nèi)的碎石或卵石，所述空心磚2的空隙中以及渠底框架13碎石或卵石間的空隙中填充耕作土。所述耕作土上種植挺水植物。
[0018]根據(jù)具體情況，所述填充孔11為矩形孔或菱形孔或三角形孔或六邊形孔，所述空心磚2為與下部框架16填充孔11匹配的矩形磚或菱形磚或三角形磚或六邊形磚。
[0019]實(shí)施例1:
自然溝渠中的原有植物使土質(zhì)溝渠具有一定的抗沖刷能力，但豐水期溝渠水流量增大，對(duì)溝渠渠壁和渠底的沖刷增加。針對(duì)該區(qū)域降水、地形、土質(zhì)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)梯形橫斷面、填充孔11為矩形孔的生態(tài)溝渠，用混凝土預(yù)制溝渠單元段1，溝渠單元段I上部框架15每?jī)商畛淇?1間框架的寬度為0.08米，厚度為0.06米，矩形孔的寬度為0.3米，矩形孔的長(zhǎng)度為0.8米；溝渠單元段I下部框架16每?jī)商畛淇?1間框架的寬度為0.06米，厚度為0.06米，矩形孔的寬度為0.2米，矩形孔的長(zhǎng)度為0.8米。所述溝渠單元段I的外壁在框架的節(jié)點(diǎn)處布置有錨釘3，錨釘3為鋼筋混凝土錐，深0.2米。
[0020]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內(nèi)填充矩形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0021]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚11和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0022]本梯形生態(tài)框架溝渠依原有溝渠的自然狀態(tài)，用0.5m3小型挖掘機(jī)和人工挖掘。溝渠深度為0.8米，溝底寬0.8米，側(cè)壁框架14與渠底框架13的夾角為75度。
[0023]梯形生態(tài)框架溝渠主要結(jié)構(gòu)建好后，將當(dāng)?shù)馗魍龄佋O(shè)于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底框架13的耕作土上播種挺水植物，如茭白，其播種密度為20g/m2。
[0024]本實(shí)施例由自然溝渠改造形成，總長(zhǎng)度為1000米，用上述設(shè)計(jì)、程序和方法施工。
[0025]較一般現(xiàn)澆混凝土溝渠施工，本溝渠施工中開挖面小，擾動(dòng)面積小，減少水土流失可能；
受天氣影響小，溝渠單元段I在室內(nèi)澆筑形成，室外工作時(shí)間短，能更好地分工和施工管理，提高施工效率；混凝土使用量少，保障溝渠壁內(nèi)外的物質(zhì)能量交流，增加溝渠中有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物量，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
[0026]實(shí)施例2:
該溝渠位于丘陵地區(qū)，原有土質(zhì)溝渠中的土著植物使土質(zhì)溝渠具有一定抗沖刷能力，但豐水期溝渠過水量增大，對(duì)溝渠壁和渠底的沖刷增加。針對(duì)該區(qū)域降水、地形、土質(zhì)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)梯形橫斷面、填充孔11為三角形孔的生態(tài)溝渠，用混凝土預(yù)制溝渠單元段1，厚度為0.06米，所述溝渠單元段I的外壁在框架的節(jié)點(diǎn)處布置有錨釘，錨釘為鋼筋混凝土錐，深0.2 米。
[0027]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內(nèi)填充三角形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0028]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚2和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0029]框架溝渠依原有溝渠的自然狀態(tài)，用Im3小型挖掘機(jī)和人工挖掘。溝渠深度為1.5米，溝底寬2.0米，側(cè)壁框架14與渠底框架13的夾角為60度。
[0030]梯形生態(tài)框架溝渠主要結(jié)構(gòu)建好后，將當(dāng)?shù)馗魍龄佋O(shè)于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底框架13的耕作土上播種挺水植物，如水芹。
[0031]本實(shí)施例由自然溝渠改造形成，總長(zhǎng)度為700米，用上述設(shè)計(jì)、程序和方法施工。
[0032]本實(shí)施例不僅具有實(shí)施例1較其他一般混凝土溝渠的優(yōu)點(diǎn)，較實(shí)施例1，因本實(shí)施例位于丘陵地區(qū)且過水量較大，采用三角形孔結(jié)構(gòu)，以增加溝渠框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少流水對(duì)溝渠壁填充物的沖刷。
[0033]實(shí)施例3:
該溝渠位于平原地區(qū)且靠近村莊，原有土質(zhì)溝渠中水流較緩，其中的土著植物使土質(zhì)溝渠具有一定抗沖刷能力。針對(duì)該區(qū)域降水、地形、土質(zhì)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)梯形橫斷面、填充孔為矩形孔生態(tài)溝渠，用混凝土預(yù)制溝渠單元段1，溝渠單元段I上部框架每?jī)商畛淇组g框架的寬度為0.08米,厚度為0.06米,矩形孔的寬度為0.3米,矩形孔的長(zhǎng)度為1.0米；溝渠單元段下部框架每?jī)商畛淇组g框架的寬度為0.06米，厚度為0.06米，矩形孔的寬度為0.2米，矩形孔的長(zhǎng)度為I米。所述溝渠單元段I的外壁在框架的節(jié)點(diǎn)處布置有錨釘3，錨釘3為鋼筋混凝土錐，深0.2米。
[0034]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內(nèi)填充矩形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0035]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚2和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0036]本梯形生態(tài)框架溝渠依原有溝渠的自然狀態(tài)，用Im3小型挖掘機(jī)和人工挖掘。溝渠深度為1.2米，溝底寬1.5米，側(cè)壁框架14與渠底框架13的夾角為75度。
[0037]梯形生態(tài)框架溝渠主要結(jié)構(gòu)建好后，將當(dāng)?shù)馗魍龄佋O(shè)于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底框架13的耕作土上播種挺水植物，如豇豆。
[0038]本實(shí)施例由自然溝渠改造形成，總長(zhǎng)度為1300米，用上述設(shè)計(jì)、程序和方法施工。
[0039]本實(shí)施例的填充物就地取材地采用了當(dāng)?shù)剌^多的卵石，降低了溝渠建筑成本，溝渠填充種植土上種植經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的豇豆，對(duì)溝渠壁的水土保持有較好作用，減少了溝渠排水中N、P等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排放，增加了蔬菜種植面積，增加了村民收入。
[0040]實(shí)施例4:
針對(duì)所在區(qū)域降水、地形、土質(zhì)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)梯形橫斷面、填充孔為矩形孔的生態(tài)溝渠，用混凝土預(yù)制溝渠單元段1，溝渠單元段I上部框架每?jī)商畛淇?1間框架的寬度為0.1米，厚度為0.1米，矩形孔的寬度為0.4米，矩形孔的長(zhǎng)度為0.8米；溝渠單元段I下部框架每?jī)商畛淇?1間框架的寬度為0.1米，厚度為0.06米，矩形孔的寬度為0.2米，矩形孔的長(zhǎng)度為0.8米。所述溝渠單元段I的外壁在框架的節(jié)點(diǎn)處布置有錨釘3，錨釘3為鋼筋混凝土錐，深0.2米。
[0041]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內(nèi)填充矩形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0042]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚2和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0043]本梯形生態(tài)框架溝渠依原有溝渠的自然狀態(tài)，用Im3小型挖掘機(jī)和人工挖掘。溝渠深度為2.0米，溝底寬2.5米，側(cè)壁框架14與渠底框架13的夾角為60度。
[0044]梯形生態(tài)框架溝渠主要結(jié)構(gòu)建好后，將當(dāng)?shù)馗魍龄佋O(shè)于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底13框架的耕作土上播種挺水植物，如美人蕉。
[0045]本實(shí)施例由自然溝渠改造形成，總長(zhǎng)度為1500米，用上述設(shè)計(jì)、程序和方法施工。
[0046]本實(shí)施例的過水量較大，溝渠排水富營(yíng)養(yǎng)化較為嚴(yán)重，經(jīng)清除渠底淤泥，用框架混凝土來構(gòu)筑溝渠結(jié)構(gòu)，用碎石填充溝渠底，用空心磚填充溝渠下部，加速溝渠排水流動(dòng)，在渠底和渠壁下部種植茭白，促進(jìn)挺水植物對(duì)排水中N、P等富營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，溝渠上部回填耕作土上種植美人蕉等觀賞性耐水植物，有利于改善溝渠景觀，經(jīng)改造使本溝渠生態(tài)進(jìn)入良性循環(huán)。
[0047]實(shí)施例5:
本實(shí)施例所在區(qū)域降水、地形、土質(zhì)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)梯形橫斷面、填充孔為三角形孔的生態(tài)溝渠，用混凝土預(yù)制溝渠單元段1，厚度為0.06米，所述溝渠單元段I的外壁在框架的節(jié)點(diǎn)處布置有錨釘3，錨釘3為鋼筋混凝土錐，深0.2米。
[0048]在溝渠單元段I下部框架16的填充孔11內(nèi)填充矩形磚，在渠底框架13間填充直徑為2?3厘米的卵石或碎石。
[0049]在上部框架15、下部框架16填充的空心磚2和渠底框架13填充的卵石的空隙間填充耕作土，耕作土上種植挺水植物。
[0050]本梯形生態(tài)框架溝渠依原有溝渠的自然狀態(tài)，用0.5m3小型挖掘機(jī)和人工挖掘。溝渠深度為0.6米，溝底寬0.6米，側(cè)壁框架14與渠底框架13的夾角為60度。
[0051]梯形生態(tài)框架溝渠主要結(jié)構(gòu)建好后，將當(dāng)?shù)馗魍龄佋O(shè)于上部框架15的填充孔11、下部框架16的空心磚2之間及空心磚2的空隙間和渠底框架13的碎石或卵石間。在上部框架15、下部框架16和渠底框架13的耕作土上播種挺水植物，如水芹。
[0052]本實(shí)施例由自然溝渠改造形成，總長(zhǎng)度為600米，用上述設(shè)計(jì)、程序和方法施工。
[0053]本實(shí)施例是灌渠，其過水量較小，為減少混凝土對(duì)耕地土地的固化，采用框架溝渠設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)不僅能減少水泥等建筑的使用，而且縮短了施工工期，框架底部和框架下部均填充耕作土，保障了溝渠內(nèi)外的物質(zhì)和能量交換，避免了完全固化溝渠造成的耕地生態(tài)系統(tǒng)被分割等生態(tài)問題。
[0054]當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實(shí)施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種梯形生態(tài)框架溝渠，其特征在于:包括若干橫截面呈梯形的溝渠單元段，所述溝渠單元段依次對(duì)接鋪設(shè)形成溝渠，所述溝渠單元段為密布有若干填充孔的框架結(jié)構(gòu)，各所述填充孔中均填充有填充物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形生態(tài)框架溝渠，其特征在于:所述溝渠單元段為預(yù)制或現(xiàn)澆的混凝土結(jié)構(gòu)件，混凝土結(jié)構(gòu)件的厚度為2?8cm，所述溝渠單元段每?jī)商畛淇组g框架的寬度為5?1cm0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的梯形生態(tài)框架溝渠，其特征在于:所述溝渠單元段的外壁在框架的節(jié)點(diǎn)處設(shè)有向外垂直伸出的錨釘，所述錨釘為鋼筋混凝土錐，錨釘?shù)拈L(zhǎng)度為0.2?0.5 米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的梯形生態(tài)框架溝渠，其特征在于:所述溝渠單元段包括渠底框架和傾斜設(shè)于所述渠底框架兩側(cè)邊緣的側(cè)壁框架，所述側(cè)壁框架包括上部框架和位于所述上部框架下方的下部框架，所述上部框架和下部框架以枯水期水位為界，所述下部框架填充孔的孔徑小于上部框架填充孔的孔徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的梯形生態(tài)框架溝渠，其特征在于:所述填充孔為矩形孔或菱形孔或三角形孔或六邊形孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的梯形生態(tài)框架溝渠，其特征在于:所述填充物包括填充于所述上部框架填充孔內(nèi)的耕作土、填充于所述下部框架填充孔內(nèi)的空心磚以及填充于所述渠底框架填充孔內(nèi)的碎石或卵石，所述空心磚為與下部框架填充孔匹配的矩形磚或菱形磚或三角形磚或六邊形磚，所述空心磚的空隙中以及渠底框架碎石或卵石間的空隙中填充耕作土。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的梯形生態(tài)框架溝渠，其特征在于:所述耕作土上種植挺水植物。
【文檔編號(hào)】E02B5/00GK104404920SQ201410545806
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】黃燕, 程炯, 劉曉南 申請(qǐng)人:廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所