大型渠道非过水坡面截渗除污系统

摘要

大型渠道非过水坡面截渗除污系统主要包括植草护坡带、生态截渗沟、排水暗管和集水井四部分。植草护坡带为混凝土网格草坡或草灌结合护坡；生态截渗沟布置在戗台靠近渠道非过水断面内坡坡脚部位，为上宽下窄的倒梯形，沟中分层充填不同粒径的砂石料，上部种植植物，能够有效拦截径流，使水流在短距离内迅速下渗的过程中沉积泥沙及颗类态污染物，吸收、吸附或转化溶解态污染物；净化后的水流沿排水暗管汇入集水井。本发明构建了集截流、截渗、导流、汇流和水质净化为一体的截渗排污系统，具有工程投资少，结构简单，不增加占地面积等优点，是一种因地制宜、经济实用的大型渠道坡面生态防护新技术，具有重要的推广价值。

权利要求

1.大型渠道非过水坡面截渗除污系统包括植草护坡带、生态截渗沟、排水暗管和集水井四部分，其特征是：

1)生态截渗沟布置在戗台靠近渠道非过水断面内坡坡脚部位，为上宽下窄的倒梯形，底部铺设土工布，从下到上依次填充粗砾石、细砾石、砂土、植生型生态混凝土，在混凝土上种植植物；

2)排水暗管与生态截渗沟底部相连，进、出水口均用土工布包裹，管内填充砂石滤料；排水暗管出口布置在集水井侧壁上；

3)集水井位于戗台靠近渠道过水断面一侧，和生态截渗沟平行布置，集水井上部为不透水混凝土井壁、下部为无砂混凝土井壁。

2.根据权利要求书1所述的大型渠道非过水坡面截渗除污系统，其特征是：排水暗管选用波纹塑料管或PVC管。

3.根据权利要求书1所述的大型渠道非过水坡面截渗除污系统，其特征是：集水井深15-20m，内径为60-80cm，间距为50-80m。

说明书

技术领域

本发明涉及大型输水渠道非过水坡面截渗及地表径流除污问题，属于农业水土工程技术领域。

背景技术

大型渠道建设过程中，施工方式种类多，挖损、堆垫面积广，致使原有的植被覆盖层和岩石边坡遭到破坏，形成大范围呈线状分布的次生裸地；渠道非过水断面受到降水的冲刷，坡面水土流失将携沙水流带入渠道；沿线污染物会随坡面径流直接入渠，或通过地下水渗入渠道，严重影响渠道输水水质。目前，河道边坡水土流失和面源污染的治理技术众多，但在大型渠道沿线的治理过程中，存在着引进技术的不适应性，缺乏有效的地表和地下径流截渗、污染物消减处理工程建设模式。本发明针对大型渠道复式断面的实际情况，利用非过水坡面的戗台构建了一种新型截渗除污系统。

发明内容

本发明提出了渠道非过水坡面截渗除污系统，利用截渗工程+植物防护技术，解决非过水边坡水土流失和沿线面源污染问题，保障输水水质，实现其水文效应、环境效应和景观效果。
本发明的技术方案主要包括：构建渠道非过水坡面截渗除污系统，该系统由植草护坡带、生态截渗沟、排水暗管和集水井四部分组成。植草护坡带布置在非过水坡面上，根据坡面土质情况，可分别采用混凝土网格植草、草灌结合等方式；生态截渗沟布置在戗台靠近渠道非过水断面内坡坡脚部位，为上宽下窄的倒梯形，底部铺设土工布，从下到上依次填充粗砾石、细砾石、砂土、植生型生态混凝土，在混凝土上种植植物；排水暗管与生态截渗沟底部相连，进、出水口均用土工布包裹，管内填充砂石滤料；排水暗管出口布置在集水井侧壁上，集水井上部为不透水混凝土管、下部为无砂混凝土管(见附图)。
本发明的优点：本发明充分利用现有的渠岸带资源优势，通过构建集截流、截渗、导流、汇流和水质净化为一体的截渗排污系统，实现拦截径流泥沙、消减污染物浓度和绿化渠道沿线的环境保护等功能。其优点主要表现在：(1)生态修复植物能够有效拦截径流，减缓坡面径流运移速度，沉积泥沙及颗类态污染物，植物根系能够吸收、吸附或转化溶解态污染物；(2)截渗沟的高渗透性能可以使植物拦截的径流在短距离内迅速下渗，从而改变坡面径流直接入渠的危害，在不增加占地的情况下延长水流运动路径使其经过植生混凝土、砂土和砾石层等材料的逐步过滤后，水质得到进一步净化；(3)净化后的水流沿排水暗管汇入集水井，渠道非过水季节可用作坡面植被的灌溉水源；(4)截渗沟和集水井联合布置，能有效拦截地表径流和地下水流，防止面源性污染物进入渠道，同时可以有效降低渠坡地下水位，减少渠坡渗透变形；(5)植草护坡带等植物可以在渠道沿线形成绿色长廊，改善沿线环境景观。本发明具有工程投资少，结构简单，不增加占地面积，污染控制效果好等优点，是一种因地制宜、经济实用的渠道非过水坡面生态防护新技术，具有重要的推广价值。

附图说明

附图1为渠道非过水坡面截渗除污系统剖面图
附图2为渠道非过水坡面截渗除污系统平面图
附图3为截渗除污系统细部图
图中：1.渠道非过水断面内坡，2.植草护坡带，3.土工布，4.粗砾石，5.细砾石，6.砂土，7.植生型生态混凝土，8.生态修复植物，9.生态截渗沟，10.排水暗管，11.集水井，12.戗台，13.PVC管，14.细砾石滤料，15.土工布扎口，16.无砂混凝土井壁，17.不透水混凝土井壁，18.井台，19.井盖。

具体实施方式

下面结合附图1-附图3对本发明进一步说明。
1、沿渠道非过水断面内坡(1)布置植草护坡带(2)，根据坡面土质情况，可分别采用混凝土网格植草、草灌结合等方式，通常选用耐干旱贫瘠、固土效果好的本土植物，也可选择黑麦草、紫花苜蓿等经济草类，形成水土保持、面源污染控制的第一道屏障。
2、沿渠道非过水断面内坡的坡脚向下开挖100cm深的上宽下窄梯形断面，底部铺设土工布(3)，从下到上依次填充粒径20-60mm的粗砾石(4)厚40cm，粒径2-20mm的细砾石(5)厚20cm，砂土(6)厚25cm和植生型生态混凝土(7)，厚度为15cm，并种植生态修复植物(8)，形成生态截渗沟(9)。生态修复植物拦截了坡面径流中的泥沙及颗类态污染物，使水流运动方向发生改变，大部分向截渗沟下层入渗；水流下渗过程中，经过植物根系的吸收和基质吸附作用可有效降低下渗水流中的溶解态污染物浓度；植生型生态混凝土一方面为植物的生长提供必要的基质，另一方面，其高渗透性能可满足径流在很短的距离内迅速下渗，依次通过砂土、砾石的过滤作用后，原径流中的污染物逐步得到去除，下渗水流到达粗砾石层后，将沿水平方向运动，经排水暗管(10)汇入集水井(11)。
3、排水暗管是连接生态截渗沟与集水井之间的水流通道，埋设在戗台(12)以下80-100cm，选用波纹塑料管或PVC管(13)，管内填充细砾石滤料(14)，管的进、出水口用土工布扎口(15)。
4、集水井位于戗台靠近渠道过水断面一侧，和生态截渗沟平行布置，除承担汇集生态渗流沟的排水任务外，还可以有效降低渠坡地下水位，减少渠坡渗透变形，同时防止面源性污染物随地下水进入渠道。集水井内径60-80cm，间距50-80m，深度根据当地地下水水位选定，通常井深15-20m。集水井底部为无砂混凝土井壁(16)，上部为不透水混凝土井壁(17)，顶部设有井台(18)，盖上井盖(19)后与戗台地面齐平，当井中水位达到排水上限时，开泵抽排，可作为护坡植物的灌溉水源。