申请/专利权人：徐州工程学院

申请日：2019-08-15

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN110396986B

主分类号：E02B3/12

分类号：E02B3/12;E02B3/14;E03F5/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.11.26#实质审查的生效;2019.11.01#公开

摘要：本发明公开了一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，所述生态护坡系统，包括若干个用于收集排放雨水的雨水收集装置，以及若干个相互拼接用于将雨水收集装置收集的雨水进行净化的生态护坡砖。雨水收集装置有固定板，可插入地面，将装置固定于河岸。生态护坡砖与雨水收集装置相连，使得地表径流可从雨水收集装置精确流入生态护坡砖的渠道内；也可将上下、左右的生态护坡砖相连，使得生态护坡砖的铺设能紧密连接成渠道，保证排水的畅通。初期渠道内装有填充滤料过滤海绵和耐水蜂窝活性碳，可净化地表雨水中的固体污染物、液体污染物等。生态护坡砖可通过嵌入河岸土地中来维护河岸土壤，减少雨水对河岸的冲刷，防止了河岸的水土流失。

主权项：1.一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：所述生态护坡系统，包括若干个用于收集排放雨水的雨水收集装置2，以及若干个相互拼接用于将雨水收集装置2收集的雨水进行净化的生态护坡砖1；所述雨水收集装置2包括固定在地面上的固定板19、以及和固定板19铰接可转动的雨水收集容器16；所述雨水收集容器16横截面呈三角形，其底部设有初级排水口13、次级排水口14、以及用于连接生态护坡砖1的连接槽15，其中初级排水口13位置低于次级排水口14；所述生态护坡砖1上设有种植区8，在所述种植区8的两侧分别依次设有初级渠道5和次级渠道6，且在初级渠道5和次级渠道6之间采用引流墙7分隔开；所述初级渠道5和次级渠道6分别与初级排水口13和次级排水口14位置相对应；至少有一层横向排列所述生态护坡砖1的初级渠道5中放入过滤海绵3。

全文数据：一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统技术领域本发明涉及地表径流净化领域，具体涉及一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统。技术背景近年来，随着极端气候的普遍出现（如暴雨等）、城市化进程的加速，雨水堆积过多、排水不便、城市内涝现象愈发严重，城市地表雨水下渗能力的减少使河、湖成为了雨水排放的主要场所。然而由于降雨初期，雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后，又由于冲刷屋面、沥青混凝土道路等，使得初期雨水中含有大量的污染物质，初期雨水的污染程度较高，甚至超出普通城市污水的污染程度，排入河道后，给水环境造成了一定程度的污染。各种数据已表明地表初期雨水径流面源污染已成为城市河流污染的主要来源。净化流入河、湖的地表初期雨水已经成为了一个迫在眉睫的问题。生态护坡作为地表上保护河、湖的最后一道防线，是最适合实现地表初期雨水净化的场所了。然而大多数生态护坡都注重其水土保持能力以及护坡技术，在截留雨水上没有没有做出什么有效措施，导致初期雨水流速过大，净化效果差，后期雨水流速大，导致水土流失。比如专利号为CN201720012651.1的专利就公开了一种能够通过根系的锚固作用对边坡表层进行防护、加固，并可以减小雨水对种子的冲刷，美化环境的生态护坡，该生态护坡虽然做到了保持水土，保护植被的功能，但却忽略了该生态护坡对地表雨水径流的截留功能，致使地表雨水径流流速过大，导致其对地表雨水径流净化效果差，在地表雨水净化这一方面也没做什么设计。又比如专利号为CN201110172489.7的专利使用了一种能够去除难降解有机污染物的基因工程菌来去除面源污染，特别是难降解有机污染物，但没有考虑到地表雨水径流的截留这一方面。地表雨水流速过快导致了其净化效果达不到理想的状态。地表雨水净化的利用基因工程菌只能去除面源污染中的有机污染物，对面源污染中的固体污染物、重金属离子等没有解决办法，而且净化程度依靠于基因工程菌的存活率，净化效果不稳定。在地表雨水径流面源污染愈发严重的背景下，本发明提出了一种能够实现初期雨水截留净化，后期雨水快速排放的生态护坡，旨在不影响地表雨水径流正常排放的同时，根据雨量的大小，对地表雨水径流实现初期雨水截留净化和后期雨水快速排放的目。发明内容为了克服上述现有技术的不足，针对地表雨水径流面源污染愈发严重，成为城市河流污染的主要来源这一现象，本发明提出了一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，旨在不影响地表雨水径流正常排放的同时，根据雨量的大小，对地表雨水径流实现初期雨水截留净化和后期雨水快速排放的目的，有效的解决了地表雨水径流污染河、湖的问题。本发明是通过如下方案实现的，一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，所述生态护坡系统，包括若干个用于收集排放雨水的雨水收集装置，以及若干个相互拼接用于将雨水收集装置收集的雨水进行净化的生态护坡砖。作为本发明所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统的优选方案：所述雨水收集装置包括固定在地面上的固定板，以及和固定板铰接可转动的雨水收集容器；所述固定板上铰接可顺时针开启的过滤板，且所述固定板通过固定钉固定在地面上；所述雨水收集容器横截面呈三角形，其底部设有初级排水口、次级排水口、以及用于连接生态护坡砖的连接槽，其中初级排水口位置低于次级排水口。作为本发明所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统的优选方案：所述生态护坡砖上设有种植区；在所述种植区的两侧分别依次设有初级渠道和次级渠道，且在初级渠道和次级渠道之间采用引流墙分隔开；所述生态护坡砖的首端设有连接钩、尾端设有连接凹槽、左侧设有定位凸块以及右侧设有凹槽。作为本发明所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统的优选方案：所述初级渠道和次级渠道分别与初级排水口和次级排水口位置相对应。作为本发明所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统的优选方案：若干个首尾相连的所述生态护坡砖通过连接钩和连接凹槽的对接实现；若干个左右相邻的所述生态护坡砖通过定位凸块插入连接凹槽实现连接。作为本发明所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统的优选方案：所述引流墙的高度低于初级渠道的深度，其顶部向次级渠道一侧倾斜，倾斜角度30°；所述次级渠道横截面呈V型。作为本发明所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统的优选方案：至少有一层横向排列所述生态护坡砖的初级渠道中放入过滤海绵；在放入所述过滤海绵的所述生态护坡砖，其下方至少一层横向排列所述生态护坡砖的初级渠道中放入耐水蜂窝活性碳。作为本发明所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统的优选方案：所述过滤板为钢丝编织成的网状多孔结构。作为本发明所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统的优选方案：所述网状多孔结构中每个孔洞为边长0.5cm的正方体。本发明有益效果：（1）初期雨水截留净化和后期雨水快速排放。雨水收集装置中包含两种不同的出口，位置较低的初级排水口和位置较高的次级排水口，分别对应了生态护坡砖上的初级渠道和次级渠道，初级渠道装有填充滤料，可对初期雨水进行截留净化，次级渠道在雨水量过多的情况下实现初期雨水和后期雨水的快速排放。实现了在不影响排水的同时，达到雨水净化的效果。（2）整体结构，不易分离。雨水收集装置有固定板，可插入地面，将装置固定于河岸。生态护坡砖可与雨水收集装置相连，使得地表径流可从雨水收集装置精确流入生态护坡砖的渠道内；也可将上下、左右的生态护坡砖相连，使得生态护坡砖的铺设能紧密连接成渠道，保证排水的畅通。（3）过滤效果好。初期渠道内装有填充滤料过滤海绵和耐水蜂窝活性碳，可净化地表雨水中的固体污染物、液体污染物等。次级渠道“V”形的设计增加了粗糙渠道与地表径流的接触面积，可截留大部分固体污染物。（4）保持水土。生态护坡砖可通过嵌入河岸土地中来维护河岸土壤，又减少雨水对河岸的冲刷，防止了河岸的水土流失。（5）绿化河岸。生态护坡砖内含有种植区，可在其中种植植物，既能绿化河岸，美化环境，又能通过植物来防止水土流失。附图说明图1是本发明结构示意图；图2是图1中M方向视图；图3是雨水收集装置结构示意图；图4是雨水收集容器底部结构示意图；图5是过滤板结构示意图；图6是生态护坡砖结构示意图；图7是图6中A-A截面结构示意图；图8是图6中B-B截面结构示意图；图9是生态护坡砖首尾连接结构示意图。图中：1-生态护坡砖，2-雨水收集装置，3-过滤海绵，4-耐水蜂窝活性碳，5-初级渠道，6-次级渠道，7-引流墙，8-种植区，9-连接钩，10-连接凹槽，11-定位凸块，12-凹槽，13-初级排水口，14-次级排水口，15-连接槽，16-雨水收集容器，17-固定钉，18-过滤板，19-固定板。具体实施方式如图1和图2所示，一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：所述生态护坡系统，包括若干个用于收集排放雨水的雨水收集装置2，以及若干个相互拼接用于将雨水收集装置2收集的雨水进行净化的生态护坡砖1。具体地，在斜坡上使用该生态护坡系统时，为了适用不同斜坡采用若干个相互拼接的生态护坡砖1，方便运输，以及推广使用。如图3，图4以及图5所示，所述雨水收集装置2包括固定在地面上的固定板19，以及和固定板19铰接可转动的雨水收集容器16；所述固定板19上铰接可顺时针开启的过滤板18，且所述固定板19通过固定钉17固定在地面上；所述雨水收集容器16横截面呈三角形，其底部设有初级排水口13、次级排水口14、以及用于连接生态护坡砖1的连接槽15，其中初级排水口13位置低于次级排水口14。所述过滤板18为钢丝编织成的网状多孔结构。所述网状多孔结构中每个孔洞为边长0.5cm的正方体。具体地，雨水收集容器16与固定板19采用铰接可转动方式连接，便于在不同坡度的斜坡上使用，适用范围更广；过滤板18用于初步阻挡杂物，便于清理杂物以及进一步地清理。如图6，图7以及图8所示，所述生态护坡砖1上设有种植区8；在所述种植区8的两侧分别依次设有初级渠道5和次级渠道6，且在初级渠道5和次级渠道6之间采用引流墙7分隔开；所述生态护坡砖1的首端设有连接钩9、尾端设有连接凹槽10、左侧设有定位凸块11以及右侧设有凹槽12。所述初级渠道5和次级渠道6分别与初级排水口13和次级排水口14位置相对应。具体地，所述初级渠道5与初级排水口13位置对应相连通，便于雨水的及时排出；雨水增大水位上升，次级排水口将雨水排入次级渠道6中，进而增加排水量。如图9所示，若干个首尾相连的所述生态护坡砖1通过连接钩9和连接凹槽10的对接实现；若干个左右相邻的所述生态护坡砖1通过定位凸块11插入连接凹槽10实现连接。所述引流墙7的高度低于初级渠道5的深度，其顶部向次级渠道6一侧倾斜，倾斜角度30°；所述次级渠道6横截面呈V型。如图2所示，至少有一层横向排列所述生态护坡砖1的初级渠道5中放入过滤海绵3；在放入所述过滤海绵3的所述生态护坡砖1，其下方至少一层横向排列所述生态护坡砖1的初级渠道5中放入耐水蜂窝活性碳4。具体工作过程：雨水的收集和排放：地表初期雨水径流经雨水收集装置2的收集，汇入雨水收集容器16中，初级排水口13位置低，次级排水口14位置其次，连接槽15位置最高，待到雨水收集容器16中的液面达到初级排水口13的高度时，地表初期雨水径流就经初级排水口13进入初级渠道5内，地表初期雨水就经过滤海绵3，以及耐水蜂窝活性碳4的截留净化，净化为后期雨水流入河、湖。当雨量较大时，初级渠道5的排放量不足以将雨水收集容器16中的地表雨水排放干净，雨水收集容器16中的液面水位上升，待到液面水位上升至次级排水口14时，地表初期雨水径流同时从初级排水口13和次级排水口14排放于初级渠道5和次级渠道6中（二者位置分别相对应，保证流动顺畅）。由于引流墙7相对于生态护坡砖1上其他结构高度较低，且具有30°的倾角，当雨量较大时，初级渠道5内填充滤料会截留地表雨水，导致初级渠道5内液面会超过引流墙7的高度，经部分填充滤料简单过滤后的地表后期雨水会随引流墙7上的30°倾角流入次级渠道6，快速排放。雨水的净化：雨水收集装置2上的过滤板18底部由边长为0.5cm的正方体孔洞组成，可以粗略的过滤掉较大的固体污染杂物；过滤海绵3的孔隙直径由上到下依次由大变小，所以可以过滤不同大小的固体污染物，还能吸附其中的液体污染物。耐水蜂窝活性碳4可以有效的去除雨水中的重金属离子。由于初级渠道5内为粗糙的表面，所以可以增大与填充滤料之间的摩擦，使其不易掉落。次级渠道“V”形的设计增加了粗糙渠道与地表径流的接触面积，可截留大部分固体污染物。可根据具体情况检查雨水分级净化生态护坡，一般三个月清理雨水收集装置中的残留固体污染物，一年更换一次过滤海绵3和耐水蜂窝活性碳4。

权利要求：1.一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：所述生态护坡系统，包括若干个用于收集排放雨水的雨水收集装置（2），以及若干个相互拼接用于将雨水收集装置（2）收集的雨水进行净化的生态护坡砖（1）。2.根据权利要求1所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：所述雨水收集装置（2）包括固定在地面上的固定板（19），以及和固定板（19）铰接可转动的雨水收集容器（16）；所述固定板（19）上铰接可顺时针开启的过滤板（18），且所述固定板（19）通过固定钉（17）固定在地面上；所述雨水收集容器（16）横截面呈三角形，其底部设有初级排水口（13）、次级排水口（14）、以及用于连接生态护坡砖（1）的连接槽（15），其中初级排水口（13）位置低于次级排水口（14）。3.根据权利要求1或2所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：所述生态护坡砖（1）上设有种植区（8）；在所述种植区（8）的两侧分别依次设有初级渠道（5）和次级渠道（6），且在初级渠道（5）和次级渠道（6）之间采用引流墙（7）分隔开；所述生态护坡砖（1）的首端设有连接钩（9）、尾端设有连接凹槽（10）、左侧设有定位凸块（11）以及右侧设有凹槽（12）。4.根据权利要求3所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：所述初级渠道（5）和次级渠道（6）分别与初级排水口（13）和次级排水口（14）位置相对应。5.根据权利要求3所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：若干个首尾相连的所述生态护坡砖（1）通过连接钩（9）和连接凹槽（10）的对接实现；若干个左右相邻的所述生态护坡砖（1）通过定位凸块（11）插入连接凹槽（10）实现连接。6.根据权利要求3所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：所述引流墙（7）的高度低于初级渠道（5）的深度，其顶部向次级渠道（6）一侧倾斜，倾斜角度30°；所述次级渠道（6）横截面呈V型。7.根据权利要求6所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：至少有一层横向排列所述生态护坡砖（1）的初级渠道（5）中放入过滤海绵（3）；在放入所述过滤海绵（3）的所述生态护坡砖（1），其下方至少一层横向排列所述生态护坡砖（1）的初级渠道（5）中放入耐水蜂窝活性碳（4）。8.根据权利要求3所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：所述过滤板（18）为钢丝编织成的网状多孔结构。9.根据权利要求8所述的一种初期雨水截留净化和后期雨水排放的生态护坡系统，其特征在于：所述网状多孔结构中每个孔洞为边长0.5cm的正方体。

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