(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104452706 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.03.25
(21)申请号 201410563076.5(22)申请日 2014.10.22
(71)申请人河海大学
地址210098 江苏省南京市西康路1号(72)发明人王沛芳 王超 钱进 侯俊 饶磊
俞阳(74)专利代理机构南京君陶专利商标代理有限
公司 32215
代理人沈根水(51)Int.Cl.
E02B 13/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图3页
(54)发明名称
一种灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法(57)摘要
本发明是一种灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，包括如下步骤:1)在修建混凝土灌溉输水渠道(1)或U形断面、梯形断面、矩形断面或复式断面时，预留长方体孔槽；2)将在花房培育好的，植物生长健康的防渗型生态盒(2)批量移放进长方体孔槽中；3)在生态盒上表面四周的翼缘下部垫上一圈橡胶防渗垫片(10)；4)在所述步骤1)中打好的孔里安装膨胀锚栓(8)，拧紧螺帽(9)加以固定。优点：能够提高灌溉水利用率，同时不影响护坡结构安全，避免渠道整体塌陷；能为水生动物提供栖息地；能使水生植物最大化覆盖护坡混凝土形成绿色廊道，加大渠道自净能力；充分利用原有灌溉输水渠道，达到防渗和护坡的目的。 C N 1 0 4 4 5 2 7 0 6 A CN 104452706 A
权 利 要 求 书
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1.一种灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，其特征在于该方法包括如下步骤:
1)在修建混凝土灌溉输水渠道(1)或U形断面、梯形断面、矩形断面或复式断面时，预留长方体孔槽，或者在已修建好的混凝土衬砌灌溉输水渠道(1)或U形断面、梯形断面、矩形断面或复式断面中开掘出同样规格的长方体孔槽，并在与孔槽上表面的四边相隔间距的渠壁或底处打孔以安装锚栓；
2)将在花房培育好的，植物生长健康的防渗型生态盒(2)批量移放进长方体孔槽中；3)为加强生态盒的防渗性能，在生态盒上表面四周的翼缘下部垫上一圈橡胶防渗垫片(10)；
4)为提高生态盒的稳固性，在所述步骤1)中打好的孔里安装膨胀锚栓(8)，拧紧螺帽(9)加以固定。
2.根据权利要求1所述的灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，其特征在于所述步骤2)中的防渗型生态盒(2)由塑料盒(6)、植物生长栽培基质(7)和植物层(5)三部分组成。
3.根据权利要求2所述的灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，其特征在于所述防渗型生态盒(2)中的塑料盒(6)由目前植物园制作塑料花盆常用的无毒害PP树脂即聚丙烯塑料制成，上表面四周设有水平向外伸出的翼缘，翼缘上与渠壁或底上锚栓孔对应的位置处事先预留孔，用来固定锚栓。
4.根据权利要求1所述的灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，其特征在于所述步骤2)中的防渗型生态盒(2)中的植物生长栽培基质(7)的上表面低于塑料盒(6)的上表面呈内凹型以避免生长栽培基质(7)随水流失。
5. 根据权利要求1所述的灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，其特征在于所述步骤2)中的防渗型生态盒中的植物层(5)在常水位(3)以上种植根系发达的草本植物为狗牙根草、黑麦草、香根草等，常水位(3)以下种植沉水植物为金鱼藻、马来眼子菜和轮藻，种植密度为10~15g/m2。
6.根据权利要求1所述的灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，其特征在于所述步骤2)中的防渗型生态盒(2)在渠壁或底采用错位布置的方式，借助错位布置使得植物能够最大化完全覆盖护坡混凝土形成绿色廊道，同时有利于植物与不同水位的水流充分接触，加大渠道自净能力。
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说 明 书
一种灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法
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技术领域
本发明涉及的是一种灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，属于灌溉输水渠道防渗和生态功能复合的技术领域，适用于生境条件恶化的传统灌溉输水渠道，以及水资源稀少的半干旱和干旱灌溉输水渠道防渗型生态护坡。
[0001]
背景技术
[0002] 我国是水资源严重短缺的国家，同时水资源利用率也十分低下，其重要原因之一是由我国农业灌溉用水的浪费造成的。据统计目前我国水田和旱地的灌溉引水量3445亿m3，由于农田水利设施标准低、老化、不配套、灌溉方式落后等原因，全国农业灌溉水的有效利用率只有40%左右，仅为发达国家的一半。渠系输水损失就达1730亿m3左右，占渠首总引水量50%，也就是说输水损失占灌溉水总损失的80%以上。尤其在干旱或半干旱性地区，为了防止灌溉输水渠道下渗引起的水资源浪费，影响渠道输水效率，必须对灌溉输水渠道进行衬砌。
[0003] 长期以来渠道常用的衬砌方式是“三面光”混凝土全衬砌，其有效地防止了下渗引起的水量减少，提高了输水灌溉效率。但该技术方法也严重破坏了灌溉输水渠道内的生态群落，造成渠道内水生植物无法生存，进而导致许多水生动物失去了栖息地，水陆移动动物失去了绿色廊道；由于岸坡植被的破坏，降雨径流造成的非点源污染物质没有经过任何截留过程便进入了灌溉农田，严重影响了农田水质，有毒、有害的污染物质进一步被农作物吸收，残留在农产品中的污染物质将会对人体产生十分严重的危害；失去水生植物后，输水渠道内水体的自净能力大大降低。因此对于半干旱性和干旱性地区输水渠道，一方面要考虑防止下渗引起的水资源损失，必须进行防渗性的衬砌；另一方面也要创造适宜的水生生物生长环境，维持渠道内的生态系统完整性，保持一定的水体自净能力。[0004] 防渗型生态渠道的构建和发明可以很好地解决上述问题，但目前相关的专利发明还不是很多。CN 203420255 U公开了一种防渗性能优异的生态防渗渠道，其特点是梯形渠道断面，利用在渠道基层上铺设复合土工材料层，在上面设置中间有孔洞的砼块层，在砼连锁块的中间孔洞中种植水生植物。CN 1699697 A公开了一种农田生态拦截渠道系统，其特点是渠道横断面呈梯形，渠道的两壁和底部采用蜂窝状混凝土板材硬质化，在渠道末端的底部设置有若干过滤箱，在渠道中分段设置有节制闸，在蜂窝状孔中种植水生植物。这两种发明的共同缺点是适用的渠道断面形状单一，防渗效果不好，孔洞渗水较大，且容易造成灌溉水利用率下降，在灌区中使用率不高，同时容易造成孔洞内土壤流失、渠道淤塞，甚至出现渠道整体塌陷，不利于渠道修复和重建，运行的经济成本和管理成本较高，推广困难。发明内容
本发明提出的是一种灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，其目的：为解决灌溉输水渠道常用的混凝土全衬砌防渗技术所存在的水生动植物无法生存，破坏渠道内的生态群落，降低渠道内生物多样性，以及上述两种生态防渗渠道存在的防渗效果不好，孔洞
[0005]
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内土壤流失，甚至出现渠道整体塌陷等缺陷。具有防渗性能强，不会造成渠道垫层土壤流失，很好地实现了农田灌水效率要求，同时能保证渠道整体的稳固性，生态盒可通过花房培养，集中移装、更换，工程造价和维护成本低。[0006] 本发明的技术解决方案：灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，包括如下步骤:
1)在修建混凝土灌溉输水渠道(可以是U形断面、梯形断面、矩形断面或复式断面)时预留一定规格和数量的长方体孔槽，或者在已修建好的混凝土衬砌灌溉输水渠道(可以是U形断面、梯形断面、矩形断面或复式断面)中开掘出同样规格的长方体孔槽，并在与孔槽上表面的四边相隔一定距离的渠壁(底)处打孔以安装锚栓；
2)将在花房培育好的，植物生长健康的防渗型生态盒批量移放进长方体孔槽中；3)为加强生态盒的防渗性能，在生态盒上表面四周的翼缘下部垫上一圈橡胶防渗垫片；
4)为提高生态盒的稳固性，在所述步骤1)中打好的孔里安装膨胀锚栓，拧紧螺帽加以固定。
[0007] 所述的防渗型生态盒由塑料盒、植物生长栽培基质和植物层三部分组成，其中塑料盒由目前植物园制作塑料花盆常用的无毒害PP树脂(聚丙烯塑料)制成，上表面四周设有水平向外伸出的翼缘，翼缘上与渠壁(底)上锚栓孔对应的位置处事先预留孔，用来固定锚栓；
所述的防渗型生态盒中的植物生长栽培基质的上表面低于塑料盒的上表面呈内凹型以避免生长栽培基质随水流失；
所述的防渗型生态盒中的植物层在常水位以上种植根系发达的草本植物为狗牙根草、黑麦草、香根草等，常水位以下种植沉水植物为金鱼藻、马来眼子菜和轮藻等，种植密度为10~15g/m2；
所述的防渗型生态盒在渠壁(底)采用错位布置的方式，借助错位布置使得水生植物能够最大化覆盖护坡混凝土形成绿色廊道，同时有利于植物与不同水位的水流充分接触，加大渠道自净能力。[0008] 本发明优点：(1) 提高灌水利用率，同时不影响护坡结构安全，在渠壁(底)的孔槽中用生态盒填充，能够有效地解决农业灌溉输水过程中水量下渗引起的水资源损失问题，同时避免渠道整体塌陷；(2) 增强生态盒中植物栽培基质表层抗剪切力强度，防止基质随水流失、於塞渠道，狗牙根草、黑麦草等水生植物具有十分发达的根系，可对生态盒内的植物生长栽培基质进行防护、加固；(3) 改善渠道内的生境，在防渗型生态盒内种植水生植物，其茎叶能覆盖护坡混凝土，既能为水生动物提供栖息地，陆生动物提供水陆移动绿色廊道，也能提高水体自净能力并美化景观环境；(4) 在渠壁(底)采用错位方式布置防渗型生态盒，使得水生植物能够最大化覆盖护坡混凝土形成绿色廊道，同时有利于植物与不同水位的水流充分接触，加大渠道自净能力；(5) 工程造价和维护成本低，操作简单，防渗型生态盒可以通过批量生产塑料盒，在花房批量施种、培育后，至现场进行移装和更换，便于大面积推广应用；(6) 充分利用原有灌溉输水渠道，解决了生态工程占用较多耕地的问题，在
本发明能有效改善渠道内动植物生长环境，同时达到防渗和不影响渠道输水效率基础上，
护坡的目的。
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附图说明
附图1是防渗型生态盒在U形断面渠道的布置横截面示意图。[0010] 附图2是防渗型生态盒在梯形断面渠道的布置横截面示意图。[0011] 附图3是防渗型生态盒在渠道底面布置的示意图。
[0012] 附图4是布置在梯形断面渠壁上的单个防渗型生态盒截面示意图。[0013] 附图5是单个防渗型生态盒的俯视图。[0014] 图中1是混凝土渠壁(底)，2是长方体孔槽，3是常水位线，4是水体，5是水生植物，6是塑料盒，7是植物生长培养基质，8是膨胀锚栓，9是螺帽，10是橡胶垫片，11是土壤。
[0009]
具体实施方式
[0015] 一种灌溉输水渠道防渗型装配式生态护坡方法，包括如下步骤:
1)在修建混凝土灌溉输水渠道(1)或U形断面、梯形断面、矩形断面或复式断面时，预留长方体孔槽，或者在已修建好的混凝土衬砌灌溉输水渠道(1)或U形断面、梯形断面、矩形断面或复式断面中开掘出同样规格的长方体孔槽，并在与孔槽上表面的四边相隔间距的渠壁或底处打孔以安装锚栓；
2)将在花房培育好的，植物生长健康的防渗型生态盒(2)批量移放进长方体孔槽中；3)为加强生态盒的防渗性能，在生态盒上表面四周的翼缘下部垫上一圈橡胶防渗垫片(10)；
4)为提高生态盒的稳固性，在所述步骤1)中打好的孔里安装膨胀锚栓(8)，拧紧螺帽(9)加以固定。
[0016] 所述步骤2)中的防渗型生态盒(2)由塑料盒(6)、植物生长栽培基质(7)和植物层(5)三部分组成。
[0017] 所述防渗型生态盒(2)中的塑料盒(6)由目前植物园制作塑料花盆常用的无毒害PP树脂(聚丙烯塑料)制成，上表面四周设有水平向外伸出的翼缘，翼缘上与渠壁或底上锚栓孔对应的位置处事先预留孔，用来固定锚栓。
[0018] 所述步骤2)中的防渗型生态盒(2)中的植物生长栽培基质(7)的上表面低于塑料盒(6)的上表面呈内凹型以避免生长栽培基质(7)随水流失。
[0019] 所述步骤2)中的防渗型生态盒中的植物层(5)在常水位(3)以上种植根系发达的草本植物为狗牙根草、黑麦草、香根草等，常水位(3)以下种植沉水植物为金鱼藻、马来眼子菜和轮藻，种植密度为10~15g/m2。
[0020] 所述步骤2)中的防渗型生态盒(2)在渠壁或底采用错位布置的方式，借助错位布置使得植物能够最大化完全覆盖护坡混凝土形成绿色廊道，同时有利于植物与不同水位的水流充分接触，加大渠道自净能力。实施例
[0021]
如图1、2、3所示，本灌溉输水渠道防渗型生态护坡方法，是在修建混凝土灌溉输水渠道(1)时预留一定规格和数量的长方体孔槽，或者在已修建好的混凝土衬砌灌溉输水渠道(1)中开掘出一定规格和数量的长方体孔槽，输水渠道可以是U形断面、梯形断面、矩
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形断面或复式断面，本发明以常见的U形断面和梯形断面为例进行说明，孔槽长宽深规格为30cm*20cm*30cm；孔槽在渠道壁面和底面按错位形式分布，本发明以同行孔槽的间隔距离为50cm，两行孔槽之间距离为40cm为例（孔槽分布的密度可根据当地水质情况以及水流速度酌情更定）。为了使水生植物层(5)能够最大化覆盖护坡混凝土形成绿色廊道，同时使水生植物层(5)与渠道水体(4)充分接触，以提高水体自净能力并美化景观环境，我们设定下一行孔槽与前一行孔槽错开20cm排列。[0022] 如图4所示，与孔槽匹配、可以批量生产的防渗型生态盒是由塑料盒(6)、植物生长栽培基质(7)和植物层(5)三部分组成，其中塑料盒(6)由目前植物园制作塑料花盆常用的无毒害PP树脂(聚丙烯塑料)制成，规格参数为30cm*20cm*30cm，并且其上表面四周设有水平向外伸出的翼缘，翼缘上与渠壁(底)上锚栓孔对应的位置处事先预留孔，用来固定锚栓。
[0023] 塑料盒(6)里填充植物生长栽培基质(7)，使生长栽培基质(7)的上表面低于塑料盒(6)的上表面呈内凹型以避免生长栽培基质(7)随水流失、於塞渠道，然后种植植物层(5)，在常水位(3)以上种植草本植物为狗牙根草、黑麦草、香根草等，常水位(3)以下种植沉水植物为金鱼藻、马来眼子菜和轮藻等，种植密度为10~15g/m2。[0024] 如图5所示，将在花房培育好的，植物生长健康的防渗型生态盒批量移放进长方体孔槽中，同时在生态盒上表面四周的翼缘下部垫上一圈橡胶防渗垫片(10)，并在事先打好的孔里安装膨胀锚栓，拧紧螺帽(9)加以固定。[0025] 本发明所述的防渗型生态盒，做工简单，经济成本低，可进行批量生产、培育、安装和更换，避免了施工和维护管理的诸多不便，节约大量人力和物力，在灌区输水渠道生态防渗方面具有很好的应用前景。
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