一种用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡及制备方法，该护坡包括呈倾斜设置的坡体，设于坡体表面、呈阶梯状的若干生态盆，该生态盆内设有若干生态模块单元，所述生态模块单元从下至上依次设有碎石层、淤泥层及水生植物层；其制法为建立坡体，在该坡体上设置若干生态盆，分别向该生态盆内填充碎石层、淤泥层及水生植物层，即可。本发明专利技术的显著优点为该护坡通过采用整体的生态护坡系统，能够有效保护边坡的生态稳定结构，且制备时充分利用了河道底泥的价值，形成了包括“底泥改良土+多孔透水砖+水陆两栖植物”生态模式的生态盆，具有施工方便、生态美观、淤泥再利用率高等特点，且易于维护、成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡及制备方法
本专利技术属于河道生态修复领域，尤其涉及一种用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡及制备方法。
技术介绍
我国长江中下游地区一直以来都为雨水多发地，由此造就江南水乡分布稠密的各类分支水系，又由于苏南地区多为平原，大部分雨水往往经由城市雨水管网排入周遭水体，导致雨季河道平均水面高度大幅度上升。此外，河中长期堆积的淤泥往往对水体畅通流动产生较大阻力，导致河水无法正常流动。因此，通常采取河内清淤的方式疏导河流并通过建造护坡对河岸加高维护。河道清淤能够疏浚河流，降低水位，从而减少水体对河道边坡的冲刷，但成本较高，淤泥再利用价值无法提升。传统护坡工程如水泥护坡、打桩护坡等虽能较大限度地减少边坡崩塌现象，保护边坡免于遭受不断上升的水位冲刷，但其通常破坏了河道周边植物，使河水周遭生态系统受到不可恢复的破坏。因地制宜采取经济实用、自然美观且具有自循环功能的板框式河道底泥生态护坡方法是当前进行河道整治的必然趋势。目前我国在的生态护坡技术不断改进，但多侧重于从结构上方面，如专利号为201621213261.2的技术公开了一种水利工程生态护坡，此护坡工艺较为繁琐，费用较高，且没有进行河流疏浚，未从根本上解决不断上涨的水位对河道的冲刷，更没有实现河道底泥的资源优势。专利号为201621117910.9的技术公开了一种新型的生态护坡，此护坡重点在于改进生态护坡基体，其护坡砖的制造难度较高，过程较为复杂，且此护坡的砖体密度较大，未最大限度的发挥植物护坡作用。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡，该护坡通过采用整体的生态护坡系统，能够有效保护边坡的生态稳定结构；本专利技术的第二目的是提供该护坡的制备方法，该方法充分利用了河道底泥的价值，形成了包括“底泥改良土+多孔透水砖+水陆两栖植物”生态模式的生态盆，具有施工方便、生态美观、淤泥再利用率高等特点，且易于维护、成本低。技术方案：本专利技术用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡，包括呈倾斜设置的坡体，设于坡体表面、呈阶梯状的若干生态盆，该生态盆内设有若干生态模块单元，所述生态模块单元从下至上依次设有碎石层、淤泥层及水生植物层。进一步说，生态盆由楔形多孔预制砖周向围制而成。新型的多孔专用预制砖对坡面进行生态模块化处理，并采用楔形砖块，施工时直接插入素土，利用坡面高度差构成生态模块空间，便于施工，且整个施工过程不应用任何人工材料，填埋淤泥方便简单，模块化处理可有效防止流性污染物进一步扩散，渗水及拦截土壤效果佳。优选的，该生态盆的深度为200～300mm，在此深度范围有利于生态盆中积水的渗漏，并且能够抵抗雨水的冲刷，提供植被生长所需的土壤量。本专利技术制备用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡的方法，包括如下步骤：建立坡体，在该坡体上设置若干生态盆，分别向该生态盆内填充碎石层、淤泥层及水生植物层即可。再进一步说，淤泥层的制备方法包括如下步骤：抽取河内清淤，淤泥中加入阳离子聚丙烯酰胺溶液，低速搅拌1～1.5h，随后加入粉末钢渣及电石废渣，控制淤泥pH值7.0～9.0，搅拌后，置于碎石层上即可。本专利技术通过加入带正电荷的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，与带负电荷的河道淤泥产生电荷中和反应，改变淤泥的疏水特性，使得吸附于淤泥表面附着水及其内部的孔隙水析出。随后加入一定量的粉末钢渣与电石废渣，由于粉末钢渣中的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸钙等，能够与污泥产生絮凝及中和反应，强化污泥孔隙水的析出，同时化合反应生成的氢氧化钙、氢氧化铁及氢氧化镁，具有水合固化特性，能够进一步提高淤泥的固化效果。电石废渣主要成分为氢氧化钙，高碱性，保水性强，其与粉末钢渣协同作用，在加强淤泥强度的基础上，调节淤泥改良土的性能，使其更利于植被生长。更进一步说，阳离子聚丙烯酰胺溶液的质量浓度可为0.03～0.05g/L，其与淤泥的体积比可为0.8～1:100，该浓度及体积比能够有效的析出淤泥表面附着水及其内部的孔隙水；粉末钢渣与淤泥的质量体积浓度比可为50～100:1，电石废渣与淤泥的质量体积浓度比可为0.8～1:100，该浓度范围能够增强淤泥的固化效果，增加淤泥的强度，且能增加淤泥中的营养成分。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：该护坡结构简单，便于维护(只需适当调整生态砖位置即可)，不仅能够有效保护边坡的生态稳定结构，且能够对淤泥废水及时过滤，雨水较多时雨水可由“水陆两栖植物→改良淤泥→碎石过滤”通过若干阶梯模块逐层处理，最终缓慢流入水体，从而将雨水化整为零，对初期雨水进行初步净化。采用本专利技术的方法制备该护坡时，能够依据河道实际情况对河道坡面进行重塑，并通过运用新型多孔专用预制砖对坡面进行生态模块化处理；同时结合河道清淤清理河道，一方面对河道淤泥进行了疏浚与清除，使得河道水流畅通，水面下降，减少了对边坡的侵蚀，解决了河道淤泥解决困难、成本高及可能产生的二次污染等问题，另一方面通过对淤泥进行改良，改良土的强度等测试效果好，同时用河道底泥与废弃矿渣、电石废渣中含有的营养成分高，能够供给充分的营养物质，使得淤泥构成生态植物培养基体，在改良的淤泥上栽种水陆两栖植物，更大地提高河道淤泥的利用率，变废为宝，而栽种的水陆两栖植物在美观绿化的同时与周遭水体形成生态圈，根系周围微生物与改良土、碎石形成天然生态膜，进一步控制各种废水流入河道的污染源，且植物根系与改良土的相互依存固定坡面土体，构建稳定的生态护坡结构。附图说明图1为本专利技术的板框式河道底泥生态护坡结构示意图；图2为图1中A部的放大图；具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡，包括呈倾斜设置的坡体1设于坡体1表面的、呈阶梯状的若干由楔形多孔预制砖周向围制而成的生态盆2，该生态盆2内设有若干生态模块3单元，所述生态模块3单元从下至上依次设有碎石层4、淤泥层5及水生植物层6，如图2所示。实施例1本专利技术制备用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡的方法，包括如下步骤：(1)淤泥改良：a.利用淤泥泵初步清除河道底部的淤泥，宽5m的河道，每米清淤4m3淤泥；b.在淤泥中加入质量浓度为0.05g/L的CPAM溶液，低速搅拌1h，同时投加200kg粉末钢渣、2kg电石废渣作为改良剂，控制淤泥pH值7.0，得到约2m3的淤泥改良土；其中，CPAM溶液的加入量与淤泥的体积比为1:100。(2)构建河道底泥生态护坡：a.河道坡面规范化整平，河道坡面找平、降水、夯实素土后，根据坡面实际情况并考虑周边道路、建筑等基础设施，建立高度h＝4m、宽度D＝5m的坡体1；b.在坡体1的斜坡面通过预制多孔砖块构建生态盆2，利用斜坡形成高度差构成沟槽，夯平沟槽中素土，每侧坡面形成深度为300mm的生态盆2，5m宽的坡面共排布3组阶梯生态盆2，每组阶梯宽1.2m；c.在生态盆2中布建渗水层，形成初步过滤，即于生态盆2中排布厚50mm碎石垫层4；d.将上述改良土填入生态盆2内，每个生态盆2填入0.3m3改良土，置于碎石垫层4上；e.淤泥改良土上均匀栽种水陆两栖植物。综上所述，高H＝4m、宽D＝5m的坡面及宽5m的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡，包括呈倾斜设置的坡体(1)，其特征在于：该护坡还包括设于坡体(1)表面、呈阶梯状的若干生态盆(2)，该生态盆(2)内设有若干生态模块(3)单元，所述生态模块(3)单元从下至上依次设有碎石层(4)、淤泥层(5)及水生植物层(6)。

【技术特征摘要】
1.一种用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡，包括呈倾斜设置的坡体(1)，其特征在于：该护坡还包括设于坡体(1)表面、呈阶梯状的若干生态盆(2)，该生态盆(2)内设有若干生态模块(3)单元，所述生态模块(3)单元从下至上依次设有碎石层(4)、淤泥层(5)及水生植物层(6)。2.根据权利要求1所述的用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡，其特征在于：所述生态盆(2)由楔形多孔预制砖周向围制而成。3.根据权利要求1所述的用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡，其特征在于：所述生态盆(2)的深度为200～300mm。4.一种制备权利要求1所述用于海绵城市建设的板框式河道底泥生态护坡的方法，其特征在于包括如下步骤：建立坡体(1)，在该坡体(1)上设置若干生态盆(2)，分别向该生态盆(2)内填充碎石层(4)、淤泥层(5)及水生植物层(6)即可。5.根据权利要求4所述的制备用于海绵城市建设的板框式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏特，吴庆，陈晨，朱袁洁，孙梦蝶，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32