一种水利生态护坡结构及其运行方法技术

本发明专利技术公开了一种水利生态护坡结构及其运行方法，涉及水利工程技术领域。包括从下到上依次设置的扶臂式挡土墙、护坡结构、蓄排水设施。坡顶集水渠连通坡顶集水池用来蓄集雨水和路边积水，斜坡一侧还设有水泵与排水渠以保证坡顶供排水能力。绿植层由若干护坡单元铺设构成，护坡单元由混凝土预制块与废旧轮胎组合构成。坡面排水管用来排走坡面的渗水，供水主管用来为坡面护坡植被供水。斜坡基层内设有坡内排水主管用来排走坡顶集水渠与集水池中多余的水量，坡内排水支管用来排走渗透到坡体内的渗水。本发明专利技术中具有护坡结构设计合理、供排水系统完整、稳定性高、环境友好、有效避免水土流失，兼顾了废旧物的再利用的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水利生态护坡结构及其运行方法
本专利技术涉及水利工程
，特别是一种水利工程生态护坡及其运行方法。
技术介绍
护坡指的是防止边坡受冲刷，在坡面上所做的各种铺砌和栽植的统称。目前，水土流失作为影响生态环境的一大主要因素，为了防治边坡的水土流失、加强边坡稳固，常采用的方式是建造水利护坡。常采用的水利护坡方式有混凝土、浆砌块石全护坡或者在护坡表面种植草皮。但是这些传统护坡方式存在破坏河道原有生态系统、固土效果不明显，同时不能对雨水等水资源充分利用等缺点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种水利生态护坡结构及其运行方法，可以改善传统水利护坡现存的问题。该生态护坡结构具有设计合理、供排水系统完整、稳定性高、环境友好、有效避免水土流失，同时兼顾了废旧物再利用的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下：一种水利生态护坡结构，包括从下到上依次设置的扶臂式挡土墙、护坡结构、蓄排水设施。所述扶臂式挡土墙设置于该生态护坡坡脚，由踵板、立壁与若干扶壁构成，相邻所述扶壁间隙堆满有碎石。所述护坡结构包括在斜坡基层以上由内到外依次设置反滤层、砂砾层、泥土层和绿植层。所述绿植层由若干护坡单元呈矩阵铺设构成，每个护坡单元由混凝土预制块与废旧轮胎组合构成。所述混凝土预制块分为下部四面体结构和外突的上部正四边形结构，所述混凝土预制块中间设有方形大通孔作为方形植生孔。所述混凝土预制块上部正四边形结构在四个角处设有锚固孔。所述混凝土预制块下部四面体结构四周每个面上都开设有四个小通孔，选取左右面上其中一个所述小通孔作为供水孔，其余的孔洞作为排水孔。所述废旧轮胎包裹在上部正四边形结构上，护坡单元进行铺设时，通过锚固杆穿过所述锚固孔与所述废旧轮胎的下侧面固定在坡面上，所述混凝土预制块的下部四面体结构埋在所述泥土层中，所述废旧轮胎包裹的上部四面体结构裸露在斜坡表面。所述蓄排水设施为位于所述绿植层内设置的坡面埋管、位于斜坡基层内设置的坡内排水主管以及坡顶蓄排水设施，坡面埋管分为供水主管和坡面排水管。该生态护坡坡顶高程沿河道水流方向逐渐降低，坡度为3％。坡顶蓄排水设施由坡顶集水渠和由所述坡顶集水渠连通的若干个均匀布置的坡顶集水池构成。所述坡顶集水渠断面形状为梯形，所述坡顶集水池的断面形状为矩形。所述坡顶集水渠渠道进水口处设有挡水板b。在靠近所述坡顶集水渠进水口处的斜坡上设有排水渠，所述排水渠出水口处设有所述碎石。在护坡和所述排水渠之间设有一台水泵，在所述水泵上设有引水管，所述引水管的进水口连通河道并设有所述拦污网，出水口设在所述坡顶集水渠进水口处。所述坡顶集水渠与所述排水渠进水口两侧设有导流坎。所述坡内排水主管设置于斜坡基层内，所述坡内排水主管的排水口穿过所述立壁，设在斜坡靠近河道一侧。所述供水主管上设有供水支管，所述供水支管的管道直径是所述小通孔孔口直径的所述供水支管穿过所述供水孔进入到所述方形植生孔中，所述供水支管管口处设有过滤保护网，所述供水支管与所述供水主管的夹角α为45°～60°。所述坡面排水管上均匀分布有若干个集水孔，所述坡面排水管被一层透水土工布包裹，所述坡面排水管进水口处被堵水塞堵塞。所述供水主管的出水口a与所述坡面排水管的出水口b穿出所述立壁。所述供水主管与坡顶集水渠、坡顶集水池靠近斜坡一侧的边壁底部相连通，在靠近所述供水主管管道进水口处设有阀门b，在靠近所述供水主管出水口a处设有阀门a。所述坡顶集水渠远离斜坡一侧的边壁底部与坡内排水主管相连通。所述供水主管与所述坡内排水主管的管道进水口处设有拦污网。在靠近所述坡内排水主管进水口处设有阀门c。优选的，所述坡面排水管与所述供水主管沿坡面从上到下布置在相邻所述护坡单元之间，所述坡面排水管与所述供水主管间隔布置，所述坡面排水管的坡面填埋深度比所述供水主管深。优选的，所述供水主管的出水口a、所述坡面排水管的出水口b和所述坡内排水主管的排水口顶部和两侧设有圆顶直墙形的保护装置，以防破坏各排水口。优选的，所述坡内排水主管上设有坡内排水支管，所述坡内排水支管竖直布置，所述坡内排水支管的顶端布置在所述反滤层之下，靠近所述反滤层的位置，所述坡内排水支管管身上均匀布置有若干个所述集水孔，所述坡内排水支管被一层透水土工布包裹，所述坡内排水支管外侧还设有一层砂石滤层。优选的，所述坡顶集水渠中的水流能够实现自流，自动蓄集到所述坡顶集水池与所述坡顶集水渠中。优选的，护坡的供排水系统完整，能够应对无论雨水丰富、稀少时的供排水的需求。一种水利生态护坡结构的运行方法，其特征是，包括：1)当雨水比较丰富时(1)首先，坡顶集水池与坡顶集水渠进行蓄水关闭排水渠进水口处的挡水板a，关闭坡内排水主管进水口处的阀门c，关闭供水主管进水口处的阀门b，打开坡顶集水渠进水口处的挡水板b，水流被导流坎引导至坡顶集水渠中；坡顶集水渠渠底底面高程顺着河道水流方向逐渐降低，雨水进入到坡顶集水渠中实现水流的自流，顺着坡顶集水渠自流至沿坡顶均匀布置的坡顶集水池中，直至蓄满每个坡顶集水池与坡顶集水渠；(2)然后，当雨水蓄满坡顶集水池与坡顶集水渠后，坡顶多余的水量需要排出至河道中关闭坡顶集水渠进水口处的挡水板b，打开排水渠进水口处的挡水板a，引导积聚在坡顶集水渠、排水渠进水口处的雨水通过排水渠排出至河道中；关闭坡顶集水渠进水口处的挡水板b，关闭供水主管进水处的阀门b，打开坡内排水主管进水口处的阀门c，将直接降落在坡顶集水渠的雨水排出至河道中；必要时，坡面的供水主管也可以分担坡顶一部分的排水压力；降落在坡面多余的雨水，利用埋设在斜坡表面的坡面排水管将其收集起来排出至河道中；渗入到坡内的渗水，利用竖直布置的坡内排水支管将其收集起来排出至河道中；2)当雨水比较稀少时坡面护坡植被供水需要利用蓄集在坡顶集水渠和坡顶集水池中的水，当坡顶蓄集的水量满足坡面供水需求时，打开供水主管进水口处的阀门b，关闭供水主管出水口处的阀门a，水流通过供水支管进入到各个方形植生孔中进行供水；当坡顶蓄集的水量不足时，利用设置在护坡旁的水泵抽取河道中的水流通过引水管输送至坡顶集水渠中，进行坡顶水量的补充。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术坡脚采用扶壁式挡土墙结构，扶壁间隙堆满有碎石，对坡脚起到稳固的作用，提高坡体的抗滑稳定性。当水流从坡上坡内排出时布置的碎石起到抗冲刷的作用，同时保护河道两岸免受河道水流的冲刷。碎石间的空隙也为河道中的动物提供藏身、栖息的场所。2.本专利技术采用混凝土预制块，能够使废旧轮胎发挥出利用价值，减少废旧轮胎对环境的破坏。新型混凝土预制块通过在方形植生孔四壁设有若干个孔洞达到植生孔排水的效果，也保证了植生孔内外物质的交换。混凝土预制块预制时，方形植生孔四周的每个面上的小通孔的数量以及布置方式也可根据斜坡地质条件以及所种植的护坡植被的特性进行自由调整。废旧轮胎包裹混凝土预制块上部正四边形结构构成护坡单元。通过锚固杆穿过锚固孔和废旧轮胎下侧面将混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水利生态护坡结构，其特征在于，包括护坡结构、蓄排水设施以及设置于该生态护坡坡脚的扶臂式挡土墙；所述护坡结构包括在斜坡基层(25)上由内到外依次设置的反滤层(15)、砂砾层(16)、泥土层(17)和绿植层(18)；所述蓄排水设施包括坡顶集水渠(21)、坡顶集水池(28)、排水渠(3)、供水主管(19)、坡面排水管(30)、坡内排水主管(24)；所述坡顶集水渠将坡顶集水池相连通并置于该生态护坡坡顶，坡顶集水池沿坡顶集水渠长度方向间隔布置；/n所述排水渠沿该生态护坡由上往下布置，其顶部进水口设置于坡顶集水渠的进水口附近；所述坡内排水主管的进水口与坡顶集水渠底部连通，其排水口伸入扶臂式挡土墙；所述供水主管沿该生态护坡由上往下布置，其进水口与坡顶集水渠或坡顶集水池底部连通，其排水口伸入扶臂式挡土墙，所述供水主管上设有若干为绿植层供水的供水支管(41)；所述坡面排水管沿该生态护坡由上往下布置，其进水口封闭，其排水口伸入扶臂式挡土墙，其管身均匀分布有若干个集水孔，其坡面填埋深度深于供水主管。/n

【技术特征摘要】
1.一种水利生态护坡结构，其特征在于，包括护坡结构、蓄排水设施以及设置于该生态护坡坡脚的扶臂式挡土墙；所述护坡结构包括在斜坡基层(25)上由内到外依次设置的反滤层(15)、砂砾层(16)、泥土层(17)和绿植层(18)；所述蓄排水设施包括坡顶集水渠(21)、坡顶集水池(28)、排水渠(3)、供水主管(19)、坡面排水管(30)、坡内排水主管(24)；所述坡顶集水渠将坡顶集水池相连通并置于该生态护坡坡顶，坡顶集水池沿坡顶集水渠长度方向间隔布置；
所述排水渠沿该生态护坡由上往下布置，其顶部进水口设置于坡顶集水渠的进水口附近；所述坡内排水主管的进水口与坡顶集水渠底部连通，其排水口伸入扶臂式挡土墙；所述供水主管沿该生态护坡由上往下布置，其进水口与坡顶集水渠或坡顶集水池底部连通，其排水口伸入扶臂式挡土墙，所述供水主管上设有若干为绿植层供水的供水支管(41)；所述坡面排水管沿该生态护坡由上往下布置，其进水口封闭，其排水口伸入扶臂式挡土墙，其管身均匀分布有若干个集水孔，其坡面填埋深度深于供水主管。


2.根据权利要求1所述的一种水利生态护坡结构，其特征在于，所述扶臂式挡土墙由踵板(7)、立壁(12)以及若干扶壁(29)构成，相邻扶壁间隙堆满有碎石(8)。


3.根据权利要求1所述的一种水利生态护坡结构，其特征在于，所述绿植层(18)由若干护坡单元(39)呈矩阵铺设构成，每个护坡单元由混凝土预制块(35)与废旧轮胎(40)组合构成；所述混凝土预制块分为下部四面体结构和外突的上部正四边形结构，所述废旧轮胎包裹在上部正四边形结构上；下部四面体结构中间的方形大通孔作为方形植生孔(37)，下部四面体结构四周每个面上都开设有小通孔(38)，以便供水支管进入以及排水。


4.根据权利要求3所述的一种水利生态护坡结构，其特征在于，上部正四边形结构设有锚固孔(36)，通过锚固杆(42)穿过锚固孔与废旧轮胎将护坡单元固定在坡面上，下部四面体结构埋在所述泥土层中，废旧轮胎包裹的上部正四面体结构裸露在护坡表面。


5.根据权利要求3所述的一种水利生态护坡结构，其特征在于，所述供水支管的管道直径是所述小通孔孔口直径的所述供水支管管口处设有过滤保护网(45)，所述供水支管与所述供水主管的夹角为45°～60°。


6.根据权利要求1所述的一种水利生态护坡结构，其特征在于，所述坡内排水主管上设有坡内排水支管(27)，所述坡内排水支管竖直布置，其顶端布置在所述反滤层之下，其管身上均匀布置有若干个集水孔，且其管身包裹一层透水土工布，所述坡内排水支管外侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐波，王士达，夏辉，孙林松，李占超，徐磊，王瑄，李菁，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32