專利名稱：一種應用新型消浪護坡塊進行水質凈化和護坡的方法
技術領域：
:本發明屬于水環境工程、生態修復工程及水利工程領域，具體涉及一種應用新型消浪護坡塊進行水質凈化和護坡的方法。
背景技術：
:在江、河、湖泊或水庫區、分蓄洪區周邊修建的土堤、防洪墻、護岸等主要起消浪、防洪、阻水、防止水土流失等作用。傳統的做法多采用漿砌、干砌塊石或現澆混凝土等剛性材料護坡，實施形式均為單個塊體之間的簡單堆砌，塊體之間缺乏構造上的連接，結合處易遭受極端水力條件的破壞；同時呈現出人工化的景觀面貌，缺乏自然的元素與生機；不透水性往往引起生態退化，破壞濱水生態系統，在滿足防護功能要求的同時，難以兼顧景觀與生態效益。近年來，隨著社會的發展與進步，我國水環境污染和富營養化日趨嚴重。在保證水利工程功能的前提下，利用水生植物營造水景、美化環境、改善河湖水質越來越受到人們的重視。沸石是一種含水的堿金屬或堿土金屬的娃招酸礦物，分子式一般可表不為M2/n0 Al2O3 XSiO2 YH2O (其中M為陽離子，n為陽離子的化合價)。沸石具備孔隙度高、比表面積大、表面凸凹以及吸附性能良好等特點。沸石具有較強的吸附性能、離子交換性能、催化性能、熱穩定性以及耐酸性等特性。沸石在我國的儲藏量大，種類多樣，分布廣泛，生產成本低。利用沸石進行水處理成本較低，無二次污染。鐵元素作為植物和微生物生長的基本元素之一，對其生長具有促進作用。零價鐵還起到了還原、內電解和吸附等作用，能提高微生物對氨氮和總磷的去除效果。在機械加工及制造行業，常產生大量的鐵屑，利用這部分鐵屑可生產水處理藥劑，真正做到變廢為寶，減少資源浪費
發明內容
: 本發明的目的是提供一種成本低、操作方便、水質凈化效果好、消浪性能優良、分塊而形成整體且兼具生態效益和景觀功能的應用新型消浪護坡塊進行水質凈化和護坡的方法。本發明充分考慮了消浪塊的功能設計與生態保護、植物種植的完美結合，新型消浪塊為兩種形式，A型消浪塊和B型消浪塊,通過A型消浪塊和B型消浪塊的配合拼砌形成新型消浪護坡塊。新型消浪護坡塊主體為混凝土材料，塊體上下兩端表面均勻嵌入沸石與鐵屑，形成凸凹不平的迎水面。由A型消浪塊和B型消浪塊的配合拼砌形成消浪護坡塊，其塊體形式簡單、空隙率大、消浪效果好、抗沖刷、防滑坡、整體穩定性高、施工方便，將此消浪護坡塊拼砌至需要消浪的護坡面，在消浪護坡塊的種植孔填充復合種植土 (營養土、沸石粒、廢鐵屑拌合)，并根據當地生境選擇種植相應的植物，隨著植物的生長和護坡的穩定，不僅發揮消浪護坡的功能，還能凈化水環境、提高水體景觀的觀賞性，從而實現了本發明的目的。
本發明的應用新型消浪護坡塊進行水質凈化和護坡的方法，其特征在于，在需要消浪護坡的地段拼砌新型消浪護坡塊，所述的新型消浪護坡塊由混凝土的A型消浪塊和混凝土的B型消浪塊拼砌而成，所述的A型消浪塊呈三叉狀，在每個叉端具有圓形接頭，三個圓形接頭的圓心位于正三角形的頂點上，在每個圓形接頭上具有種植孔，所述的B型消浪塊整體呈圓形，在其邊緣均勻設置有三個圓形承口，而使B型消浪塊也具有三個叉端，每個圓形承口與A型消浪塊的圓形接頭的相適應，在B型消浪塊的三個叉端上各設有種植孔，在A型消浪塊和B型消浪塊的上下表面都均勻嵌入有沸石粒和鐵屑粒，通過將A型消浪塊的圓形接頭卡入B型消浪塊的圓形承口中將兩者進行拼砌形成新型消浪護坡塊，在A型消浪塊和B型消浪塊的種植孔中填充種植土，在種植土中種植根據當地生境選擇的植物。在A型消浪塊和B型消浪塊的上下表面都均勻嵌入沸石粒和鐵屑粒，其中沸石粒所占的表面積不超過其所在表面的表面積的50%，鐵屑粒所占的表面積不超過其所在表面的表面積的10%。所述的種植土只要符合園林綠化種植土質量要求即可，優選選擇由營養土、沸石和鐵屑按照質量比1000:30:1混合而成，將沸石、鐵屑摻入土壤中，可以疏松土壤，增加土壤孔隙度、透氣性和持水能力，改善土壤物理性狀，同時提高土壤養分。借助沸石內部富有空穴和孔道的結構特點，可以促進植物根系發育及根際微生物的生長。植物可以利用自身的光合作用來制造氧氣，并通過根系向周圍的基質輸送，從而在植物的根系區形成好氧、厭氧和缺氧區，為土壤中的好氧、兼性及厭氧微生物分別提供適宜的生存環境。與根系輸氧類似，植物也會通過光合作用向根系周圍輸送分泌物，目前已發現的植物根系分泌物種類多達200種以上，包括糖、氨基酸、有機酸、生物酶等物質，這些物質為微生物的生存創造良好的條件，促進根際的生物降解，提高對環境的凈化能力。種植植物的品種和插種密度可根據工程范圍、環境、水質要求等種植相關的品種，優選當地的鄉土植物，以達到凈化水體、美化環境的效果。例如:在淡水河岸的消浪護坡中可種植蘆葦，在水庫發消漲護坡中可種植李氏禾等，當需要消浪護坡的地段為感潮河道護岸時，種植的植物為老鼠勒和秋茄。在種植初期，為防止波浪沖刷種植土，優選在種植土表
面覆蓋一層薄草席或竹篾。本發明的新型消浪護坡塊由A型消浪塊和B型消浪塊齒合聯接形成矩陣單元，使相鄰單元聯接為一體，共同抵御波浪和水流的沖擊，因而具有良好的整體性，塊體規格也可按具體需要設計生產，消浪護坡塊外形美觀、拼裝形式變化多樣，邊、角處呈弧狀，使得塊體之間孔隙率大。A型消浪塊和B型消浪塊上下表面均嵌入沸石和鐵屑，鐵元素能提高微生物對氨氮和總磷的去除效果，具有較好的水質凈化能力。A型消浪塊和B型消浪塊嵌入沸石與鐵屑，形成凸凹不平的迎水面，凸凹不平的表面以及消浪護坡塊的高空隙率能夠降低風浪、水流流速，并提高排水能力；空隙部分可起到滲水、排水、消能的作用；形成的魚道、魚巢、兩棲動物、貝類等棲息面，豐富生態系統；形成不同流速帶和紊流區，有利于氧從空氣中傳入水體，從而增加溶解氧，有利于好氧微生物、魚類等水生生物的生長，進一步促進水體自凈，改善河道水質。
新型消浪護坡塊具有種植孔，可起到增加植被面積、美化環境的作用；復合種植土與植被配合可以控制底泥營養鹽的釋放，吸收水體中過剩的營養物質，抑制浮游藻類生長。
本發明的新型消浪護坡塊外形美觀、拼裝形式變化多樣，邊、角處呈弧狀，使得塊體之間孔隙率大，在種植孔填充復合種植土并栽種植物，利用水域沿岸的水流進行澆灌，新型消浪護坡塊可防止波浪沖刷種植土，為植物的正常生長提供了條件。復合種植土和植物可吸收富集污染物，并為微生物提供能量和生存環境，以達到凈化水體的效果，還能改善景觀。在無水浸時，新型消 浪護坡塊可作為陸生及兩棲類動物的活動場所，如一些鳥類喜愛在硬質界面上休息，在水浸時，可作為水生動物的活動場所，以及微生物附著的介質。利用有、無水浸的過程以及植物的光合作用形成種植土中好氧、厭氧、缺氧的交替環境來去除水體中氮磷等污染物。利用本發明的方法建成的消浪護坡段一般不需要清淤及更換種植土，植物視長勢還可進行部分收獲或修剪。利用本發明建成的消浪護坡面，不僅消浪、固堤的效果好，還能提高水體凈化效果和景觀的觀賞性，是一種綜合性能優異的新型消浪護坡方法，并且該方法成本低廉，操作方法簡單。本發明應用于水陸交錯帶均可起到非常好的效果。當前，隨著我國社會經濟的快速發展，生態環境建設與美化環境、創造更佳的人居環境已得到充分的重視，將條件合適的濱水地帶修整成可供人們休憩游玩的場所愈來愈成為一種趨勢，本發明所利用新型消浪護坡塊進行護坡的方法是提升人居環境的渴求所在，也是環境保護的有力對策，市場前景廣闊。本發明適用于湖泊、水庫消漲帶護坡、分蓄洪區周邊防洪墻(堤)、河道護岸等各種防護性工程，特別適用于易受波浪侵蝕、自然條件較差、急需生態修復和改善景觀環境的水陸交界地區。本發明通過設計出一種全新結構的新型消浪護坡塊，不但在功能上滿足消浪護坡、同時可創造一種多維的空間結構、多元的水質凈化功能，并在消浪塊中填充沸石、廢鐵屑等材料，為微生物和濱水植物創造一個適宜的生長空間，從而探尋一種更生態、更環保、更低碳、更先進實用的綜合技術。
:圖1是新型消浪護坡塊的結構示意圖；圖2是新型消浪護坡塊的堆砌方式示意圖；其中1、A型消浪塊；11、圓形接頭；2、B型消浪塊；21、叉端；22、圓形承口 ；3、種植孔。
具體實施方式
:以下實施例是對本發明的進一步說明，而不是對本發明的限制。實施例1:本實施例的應用新型消浪護坡塊進行水質凈化和護坡的方法，包括以下步驟:首先用混凝土制造A型消浪塊I和B型消浪塊2，A型消浪塊I和B型消浪塊2的結構如圖1所示，所述的A型消浪塊I呈三叉狀，在每個叉端具有圓形接頭11，三個圓形接頭11的圓心位于正三角形的頂點上，在每個圓形接頭11上具有一個種植孔3，種植孔3直徑為80 150mm,所述的B型消浪塊2整體呈圓形,半徑為0.2 0.6m,可以根據具體的施工要求進行確定，在其邊緣均勻設置有三個圓形承口 22，而使B型消浪塊2也具有三個叉端21，每個圓形承口 22與A型消浪塊I的圓形接頭11的形狀大小相適應，在B型消浪塊2的三個叉端21上各設有一個種植孔3，種植孔直徑為80 150mm，然后在A型消浪塊I和B型消浪塊2的上下表面都嵌入有沸石粒和鐵屑粒，其中沸石粒所占的表面積為其所在表面的表面積的50%，所用沸石粒的粒徑為5 6mm，鐵屑粒所占的面積為其所在表面的表面積的10%，鐵屑粒的粒徑為I 2mm，A型消浪塊I和B型消浪塊2的厚度為0.4 0.6m。如圖2所示，在需要消浪護坡的河道堤岸上，通過將A型消浪塊I的圓形接頭11卡入B型消浪塊2的圓形承口 22中將兩者進行拼砌，拼砌在河道堤岸上，形成新型防浪護坡塊，在A型消浪塊I和B型消浪塊2的種植孔3中填入復合種植土，復合種植土由營養土、沸石和鐵屑按照質量比1000:30:1混合而成，填入量約為種植孔部分1/2 2/3的容積，然后在復合種植土中種植植物，如李氏禾(水庫消漲帶護坡)、蘆葦(淡水河岸護坡)、老鼠勒和秋茄(感潮河道護岸)等，本實施例是在感潮河道護岸，則種植的是老鼠勒和秋茄，在種植初期，為防止波浪沖刷造成水土流失，可在復合種植土表面覆蓋一層薄草席。A型消浪塊和B型消浪塊可在施工現場實施拼裝組配，一次完成裝配任務，大大簡化現場施工的復雜性；同時新型消浪護坡塊采用三叉外形體呈三角形矩陣狀交錯拼裝，消浪塊之間可對應插接形成多種角度、多種形狀的整體消浪墻，解決了矩形塊體拼接效果的視覺單一性、整體穩定性差的問題。由于新型消浪護坡塊的邊、角處設置曲面，堆砌后，其空隙率大、消浪效果好。本實施例建造的消浪護坡段，植物在上面能夠很好的生長，具有很好的消浪和護堤效果，能作為陸生、兩棲動物以及水生動物的活動場棲息場所，可以吸收富集污染物，提供能量，為微生物提供生境，系統受氣候影響小，在保護環境的同時，還可改善景觀，凈化水體。消浪護坡段不需要 清淤及更換種植土，植物視長勢可進行部分收獲和修剪。
權利要求
1.一種應用新型消浪護坡塊進行水質凈化和護坡的方法，其特征在于，在需要消浪護坡的地段拼砌新型消浪護坡塊，所述的新型消浪護坡塊由混凝土的A型消浪塊和混凝土的B型消浪塊拼砌而成，所述的A型消浪塊呈三叉狀，在每個叉端具有圓形接頭，三個圓形接頭的圓心位于正三角形的頂點上，在每個圓形接頭上具有種植孔，所述的B型消浪塊整體呈圓形，在其邊緣均勻設置有三個圓形承口，而使B型消浪塊也具有三個叉端，每個圓形承口與A型消浪塊的圓形接頭的相適應，在B型消浪塊的三個叉端上各設有種植孔，在A型消浪塊和B型消浪塊的上下表面都均勻嵌入有沸石粒和鐵屑粒，通過將A型消浪塊的圓形接頭卡入B型消浪塊的圓形承口中將兩者進行拼砌形成新型消浪護坡塊，在A型消浪塊和B型消浪塊的種植孔中填充種植土，在種植土中種植根據當地生境選擇的植物。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在A型消浪塊和B型消浪塊的上下表面都均勻嵌入沸石粒和鐵屑粒 ，其中沸石粒所占的表面積不超過其所在表面的表面積的50%，鐵屑粒所占的表面積不超過其所在表面的表面積的10%。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的種植土由營養土、沸石和鐵屑按照質量比1000:30:1混合而成。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當需要消浪護坡的地段為淡水河岸時，種植的植物為蘆葦；當需要消浪護坡的地段為水庫時，種植的植物為李氏禾；當需要消浪護坡的地段為感潮河道護岸時，種植的植物為老鼠勒和秋茄，在種植初期，為防止波浪沖刷種植土，在種植土表面覆蓋一層薄草席或竹篾。
全文摘要
本發明公開了一種應用新型消浪護坡塊進行水質凈化和護坡的方法。本發明的新型消浪護坡塊由A型消浪塊和B型消浪塊齒合聯接形成矩陣單元，使相鄰單元聯接為一體，共同抵御波浪和水流的沖擊，因而具有良好的整體性，塊體規格也可按具體需要設計生產，消浪護坡塊外形美觀、拼裝形式變化多樣，邊、角處呈弧狀，使得塊體之間孔隙率大。本發明通過設計出一種全新結構的新型消浪護坡塊，不但在功能上滿足消浪護坡、同時可創造一種多維的空間結構、多元的水質凈化功能，并在消浪塊中填充沸石、廢鐵屑等材料，為微生物和濱水植物創造一個適宜的生長空間，從而探尋一種更生態、更環保、更低碳、更先進實用的綜合技術。
文檔編號E02B3/14GK103086514SQ20131001687
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月16日 優先權日2013年1月16日
發明者任海, 沈凌云, 范桑桑, 劉紅曉, 張倩媚, 黃鵠, 孫秀波, 周影濤, 寧天竹 申請人:中國科學院華南植物園