一种河道生态减渗方法和生态减渗土技术

本发明专利技术涉及一种河道生态减渗方法和生态减渗新材料，其IPC国际专利分类号为E02B3/00。河道生态减渗方法，主要步骤包括：配制生态减渗土，清理河道，基础压实，铺设减渗层，回填保护层。本发明专利技术的生态减渗土，由当地壤土与膨润土混合配制而成，其中，当地壤土的干重含量为80～90％，膨润土的干重含量为20～10％。本发明专利技术采用两种天然材料，其中主要成分壤土可以就近取材，造价低廉，与天然河道浑然一体，既能满足河流生态修复减渗保水要求，又能保持河流生态系统的健康发展，并且对以再生水为源水的河道下渗水体具有一定的水质净化效果。可以应用于河流、湖泊、湿地的减渗工程，具有显著的经济、社会和生态效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种河道减渗的新材料，尤其适合于北方干旱地区砂砾石河道生态减渗工程。其IPC国际专利分类号为E02B 3/00。
技术介绍
这里所涉及的干旱地区砂砾石河湖一般位于流域中上游，河床质主要由砂、砾或卵石构成，透水性大，而干旱地区往往水资源稀缺，少量的河道水源多因河床质透水性大而处于潜流状态，受全球气候变化影响及社会经济发展，水资源短缺更趋严重，受干旱影响的时间和空间范围均明显扩大，众多河流经常处于干涸状态。河流是自然生态系统的重要组成部分，是地球生命的重要支持系统，为动植物的生存和发展提供了基础，是生态系统中生物多样性、系统连续性、生态稳定性的保障，也是人类不可或缺的生命线。目前，河流生命健康状态已经得到世界各国的广泛重视，河流生态修复需求越来越大。河流水量的多少和有无则成为干旱地区河流生态修复的关键。水是河流生命健康及发挥其生态功能的决定性因子。我国北方大部分城市干旱缺水，河流水量小甚至干涸，难以满足河流生态修复需求。针对干旱地区有限的水资源量，砂砾石河流生态修复工程中对河道进行减渗处理是必不可少的关键环节。目前，用于河道减渗的材料大致有以下几种1.混凝土，一般采用现浇或是于块石、预制板结合对河道进行进行硬护砌；2. 土工膜，直接铺设进行防渗；3.膨润土防水毯， 直接铺设进行防渗；4.粘土，铺设一定厚度的粘土层进行防渗。前两者虽能起到较好的防渗效果，但对河道自然生态系统存在不良影响，有损水相、土壤相、气相和生物相的相互联系，破坏了河流自然生态系统，河水失去自净能力，水质恶化加快；第三种材料相对前两者对自然生态系统影响略小，但在河道中增加一难降解的异物层，与自然河道不太协调，同时，一旦受洪水冲刷可能会被成片欣起；第四种材料粘土层防渗则生态效果良好，但在山区砂砾石河道中存在抗冲刷能力弱的缺点，也有部分地区粘土资源短缺。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种完全采用天然材料，能有效减少河道水体渗漏，并可维持河床垂向通透性，又利于河道生态系统健康发展，而且经济实用，适于干旱地区不同河床质渗漏严重河道的生态减渗方法和减渗材料。为河道生态修复(或河道景观构建)提供更多可选减渗材料。本专利技术的技术方案是一种河道生态减渗方法，包括以下步骤(1)选当地土质均勻、不含杂质的壤土土场，清除表层杂土、植物根茎，取下层原状壤土，将该当地壤土与膨润土进行充分混合，配制成生态减渗土，其中，当地壤土的干重含量为80 90%，膨润土的干重含量为20 10% ；(2)将河道上的淤泥、杂物清除，并开挖至设计基础高程，平整压实；开挖出的砂砾料作为保护层回填料备用；(3)施工作业范围内的坑、槽、沟应进行回填平整夯实处理；基础处理结束后，在施工范围内均勻洒水，基础层润湿深度不小于15cm ；(4)在平整压实的河床上先铺设当地壤土，压实，形成5cm厚壤土找平层，再铺设步骤(1)中配制的生态减渗土，压实，形成减渗层，要求密实度不小于92% ；机械碾压不到的部位采用辅助夯具夯实，与结构物交接处采用膨润土填缝夯实；(5)减渗层施工完成后，在表面均勻洒水润湿，再在减渗层上面回填步骤O)中开挖出的所述砂砾料作为保护层，保护层厚度应在50cm以上；(6)所述减渗层和保护层应当覆盖整个河道断面，边坡减渗层应延伸高出设计常水位30cm以上，保护层同步向上顺延并完全覆盖减渗层。本专利技术提供的生态减渗土，由当地壤土与膨润土混合配制而成，其中，当地壤土的干重含量为80 90%，膨润土的干重含量为20 10%。所述膨润土优选钠基膨润土。本专利技术提供的河道生态减渗方法和生态减渗土，采用的是两种天然材料，而且其中主要成分壤土可以就近取材，造价低廉，与天然河道浑然一体，可以达到较好的减渗效果，既能满足河流生态修复减渗保水要求，又能保持河流生态系统的健康发展，并且对以再生水为源水的河道下渗水体具有一定的水质净化效果，尤其是对水体中TP有较好的净化效果，去除率达50%以上。该材料可以应用于河流、湖泊、湿地的减渗工程，具有显著的经济、社会和生态效益。四附图说明图1为用生态减渗土进行河道减渗处理的结构示意图。图中1为保护层；2为减渗层；3为壤土找平层；4为平整压实的基础。五具体实施例方式本专利技术的技术方案是大量的工程实践的基础上得到的，根据这些工程实践和试验证明，我国北方干旱地区砂质河道附近的壤土，都符合本专利技术的技术方案中壤土的要求，可以适用于本专利技术的技术方案。利用本专利技术生态减渗土作为减渗材料的河道减渗处理方法，采用本专利技术的生态减渗土作为减渗层2，形成的河道生态减渗结构如图1所示，有4个结构层，底部为平整压实的基础层4，其上是壤土找平层3 (减渗层2厚度大于IOcm时也可取消该层)，之上是关键的减渗层2，在减渗层2上面还应设一砂砾石保护层1。本专利技术的河道生态减渗方法，包括以下步骤(1)选当地土质均勻、不含杂质的壤土土场，清除表层杂土、植物根茎，取下层原状壤土，将该当地壤土与膨润土进行充分混合，配制成生态减渗土，其中，当地壤土的干重含量为80 90%，膨润土的干重含量为20 10% ；(2)铺设生态减渗土之前需要将河道上的淤泥、杂物清除，并开挖至设计基础高程，平整压实；开挖出的砂砾料作为保护层回填料备用；(3)施工作业范围内的坑、槽、沟等需要先进行回填平整夯实处理。基础处理合格后，在施工范围内均勻洒水，基础层润湿深度不小于15cm ；(4)在平整压实的河床上先铺设当地壤土，压实，形成5cm厚壤土找平层3，再铺设步骤(1)中配制的生态减渗土，压实，形成减渗层2，要求密实度不小于92%;机械碾压不到的部位采用辅助夯具夯实，与结构物交接处采用膨润土填缝夯实；(5)减渗层2验收完成后，需在表面均勻洒水润湿，再在减渗层上面回填步骤(2) 中开挖出的所述砂砾料作为保护层1，保护层厚度应在50cm以上。(6)所述减渗层2和保护层1应当覆盖整个河道断面，边坡减渗层应延伸高出设计常水位30cm以上，保护层同步向上顺延并完全覆盖减渗层。本专利技术的生态减渗土，是通过将当地壤土与膨润土两种天然材料进行混合配制而成，当地壤土在生态减渗土中的干重含量为80 90%，膨润土在生态减渗土中的干重含量为20 10%。配制生态减渗土时需要注意如下几点(1)壤土选择。选当地土质均勻、不含杂质的壤土土场，清除表层杂土、植物根茎， 取下层原状壤土。(2)膨润土选择。钠基膨润土相对钙基膨润土的减渗效果略好，减渗系数可提高约 1 2倍，且具有更好的工程稳定性。(3)配制比例的选择。宜根据工程当地的水资源状况确定具体、合理的材料配制比例。(4)配制工艺。将壤土与膨润土混合均勻，要求混合料粒径不大于4mm。实施例1 对于减渗要求高的工程，将当地壤土与膨润土按照干重比80 20的比例，充分混合，配制成生态减渗土。铺设厚度为10 20cm的减渗层，压实度为92%，渗透系数可达l(T8Cm/S。实施例2 对于减渗要求不高，具有一定量的地下水回补要求的减渗处理，将当地壤土与膨润土按照干重比90 10的比例，充分混合，配制成生态减渗土。铺设厚度为10 20cm的减渗层，压实度为92%，渗透系数可达10-6cm/s。实施例3:对于一般的河道，将当地壤土与膨润土按照干重比85 15的比例，充分混合，配制成生态减渗土。铺设厚度为10本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种河道生态减渗方法和减渗结构，包括以下步骤：（１）选当地土质均匀、不含杂质的壤土土场，清除表层杂土、植物根茎，取下层原状壤土，将该当地壤土与膨润土进行充分混合，配制成生态减渗土，其中，当地壤土的干重含量为８０～９０％，膨润土的干重含量为２０～１０％；（２）将河道上的淤泥、杂物清除，并开挖至设计基础高程，平整压实；开挖出的砂砾料作为保护层回填料备用；（３）施工作业范围内的坑、槽、沟应进行回填平整夯实处理；基础处理结束后，在施工范围内均匀洒水，基础层润湿深度不小于１５ｃｍ；（４）在平整压实的河床上先铺设当地壤土，压实，形成５ｃｍ厚壤土找平层，再铺设步骤（１）中配制的生态减渗土，压实，形成减渗层，要求密实度不小于９２％；机械碾压不到的部位采用辅助夯具夯实，与结构物交接处采用膨润土填缝夯实；（５）减渗层施工完成后，在表面均匀洒水润湿，再在减渗层上面回填步骤（２）中开挖出的所述砂砾料作为保护层，保护层厚度应在５０ｃｍ以上；（６）所述减渗层和保护层应当覆盖整个河道断面，边坡减渗层应延伸高出设计常水位３０ｃｍ以上，保护层同步向上顺延并完全覆盖减渗层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炳彬，高振宇，王理许，陈秀军，易作明，于小苹，项娜，钱文仓，窦宝松，何春利，胡晓静，叶芝菡，
申请(专利权)人：北京智泽山水生态环境技术有限公司，北京市水利科学研究所，
类型：发明
国别省市：11