一种用于半干旱地区边坡的生态护坡装置的制作方法

本实用新型属于环境岩土工程领域，具体涉及一种为坡面土体覆盖层薄或半干旱地区的边坡植被供水的护坡装置。

背景技术：

在边坡防护领域，在边坡种植植被进行生态护坡，不仅环保，而且成本低廉，利用边坡植被生态护坡主要运用植被的深根锚固作用、浅根加筋作用、降低坡体孔隙水压力、控制水土流失、降雨截留及削弱溅蚀对边坡稳定的影响等。但由于边坡地形不利于雨水的停积，尤其在坡面覆盖层薄或半干旱地区的边坡，虽然雨季获得降水补给能够满足坡面植被生长需要，但在旱季常常因为土壤水分不足导致植被枯死，严重影响植被的护坡作用。

目前我国有大量人工开挖边坡，这些边坡一般坡度大且往往缺乏必要的土层厚度，不利于植被的生长，护坡效果差。我国的西北、华北则有大范围干旱半干旱区域，例如黄土地区，虽然边坡土层厚度大，但干旱的气候环境制约了边坡的植被生长，成为水土流失严重的地区。当前边坡生态护坡建设存在的主要问题：人工植被常常需要灌溉，维护成本高，植被容易在旱季干枯，区域降水的保持能力弱，植被对地表径流的拦截能力低、控制坡面土粒流失作用小。因此，急需探索经济高效的生态护坡新技术新方法。

技术实现要素：

本实用新型针对现有生态护坡存在的灌溉依赖性问题，提供一种用于半干旱地区边坡的生态护坡装置，以解决坡面土体覆盖层薄或半干旱地区坡面防护问题。所述的生态护坡装置，既解决植被供水问题也有助于减少降水对坡面冲刷问题，有效提高边坡防护效果。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于半干旱地区边坡的生态护坡装置，其特征在于，该装置由集水系统、储水系统和供水系统组成，所述集水系统包括坡面导水沟槽、导水体；所述储水系统包括储水管、过滤层和盖板；所述的供水系统由毛细管组成；所述坡面导水沟槽在边坡需要绿化的部位开挖，在坡面导水沟槽中开挖多个坑井，在坑井中埋入储水管；所述储水管的敞口处安装中心下凹的盖板，在盖板的中心最低点处开有进水口，盖板上部放置过滤层；所述毛细管穿过盖板的中心最低点处的进水口，一端深入储水管的底部，另一端处于需要湿润的土壤层，该进水口同时作为出水口，进水口的直径大于毛细管的直径；所述导水体包括第一导水体和第二导水体两部分；所述的第一导水体和第二导水体均为土工织布包裹砂土；在过滤层上方与储水管敞口对应位置设置第一导水体，第一导水体裸露于地表，地表径流经过第一导水体进入过滤层再进入储水管；每个坑井还设有与第一导水体连通的第二导水体，第二导水体位于储水管进水口高程以上的土体中，以3°～5°的倾角倾向储水管的进水口，入渗的地下水经过第二导水体流向第一导水体，并最终流入储水管。

进一步地，所述过滤层材料为土工织布，过滤层应能够防止细小土颗粒进入储水管。

进一步地，所述坡面导水沟槽在平面上沿地形等高线布置。

进一步地，坡面导水沟槽上开挖坑井可采用人工挖孔方式或钻机打孔方式，坑井可以斜置，对于钻机打孔一般采用下倾斜孔，以便减小孔底与孔口的高差。

进一步地，所述储水管的尺寸根据边坡岩土体类型、坡度、边坡区域降雨特征及施工方法确定，储水管埋置于边坡岩土体中，储水管的材料采用PVC管，PVC管的尺寸与开挖的坑井相适应，储水管的顶部距坡面的最小深度大于0.3m。

进一步地，所述毛细管距坡面的最小深度大于0.3m，毛细管的材料可以使用高分子材料细管、土工织物、级配差的粉土等。

本实用新型的有益效果主要表现在：

1、本实用新型的生态护坡装置的坡面导水沟槽可以实现降水的部分截流，减小强降雨或持续降雨时的地表径流对坡面的冲刷作用。同时利用毛细作用缓慢释放储水管中的水到需要供水的植被根部土壤中，高效利用水资源，防止干旱季节植被枯死，使植被起到深根锚固作用、浅根加筋作用、降低坡体孔隙水压力、控制水土流失、降雨截留及削弱溅蚀对边坡稳定的影响等。

2、本实用新型的生态护坡装置的各部分独立建设、独立工作，便于边坡不同部位实施，建设选点容易，各部位可同时施工实现快速建设。

3、本实用新型的生态护坡装置结构简单、适用性强，对边坡岩土体结构的改变小，有效减少植被在旱季发生枯死，一次建设长期有效，护坡工程维护费用低。

附图说明

图1为本实用新型生态护坡装置的俯视图；

图2为图1的A‐A剖面示意图；

图3为图1的B‐B剖面示意图；

图中：边坡1、坡面导水沟槽2、导水体3、过滤层4、盖板5、储水管6、毛细管7、植被8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，本实用新型的目的和效果将更加明显。

如图1‐3所示，本实用新型提供的一种用于半干旱地区边坡的生态护坡装置，该装置由集水系统、储水系统和供水系统组成。所述集水系统包括坡面导水沟槽2、导水体3；所述储水系统包括储水管6、过滤层4和盖板5；所述的供水系统由毛细管7组成。所述坡面导水沟槽2在边坡1需要绿化的部位开挖，坡面导水沟槽为有利于地表水汇流到储水管进水口的坡面地形，坡面导水沟槽2在平面上可沿地形等高线布置。在坡面导水沟槽2中开挖多个坑井，可采用人工挖孔方式或钻机打孔方式，坑井可以斜置，对于钻机打孔一般采用下倾斜孔，以便减小孔底与孔口的高差。在坑井中埋入储水管6，所述储水管6的尺寸根据边坡1岩土体类型、坡度、边坡区域降雨特征及施工方法确定，储水管6埋置于边坡1岩土体中，储水管6的材料可采用PVC管，PVC管的尺寸与开挖的坑井相适应，储水管6的顶部距坡面的最小深度大于0.3m。所述储水管6的敞口处安装中心下凹的盖板5，在盖板5的中心最低点处开有进水口，盖板5上部放置过滤层4；过滤层4材料可选择土工织布，过滤层4应能够防止细小土颗粒进入储水管6，所述毛细管7穿过盖板5的中心最低点处的进水口，一端深入储水管6的底部，另一端处于需要湿润的土壤层，该进水口同时作为出水口，进水口的直径大于毛细管7的直径；所述毛细管7距坡面的最小深度大于0.3m，毛细管7的材料可以使用高分子材料细管、土工织物、级配差的粉土。每当干旱季节，边坡植土层处于干燥状态时，利用毛细作用，通过毛细管7将储水管6中储存的水不断地缓慢地输送到边坡植土层中，避免植被枯死，使植被起到深根锚固作用、浅根加筋作用、降低坡体孔隙水压力、控制水土流失、降雨截留及削弱溅蚀对边坡稳定的影响等。所述导水体3包括第一导水体31和第二导水体32两部分；所述的第一导水体31和第二导水体32均为土工织布包裹砂土；在过滤层4上方与储水管6敞口对应位置设置第一导水体3，第一导水体3裸露于地表，地表径流经过第一导水体31进入过滤层4再进入储水管6；每个坑井还设有与第一导水体3连通的第二导水体32，第二导水体32位于储水管6进水口高程以上的土体中，以3°～5°的倾角倾向储水管6的进水口，入渗的地下水经过第二导水体流向第一导水体3，并最终流入储水管6。

实施例1

本实施例具体实现过程包括以下步骤：

(1)在边坡1需要绿化的部位开挖坡面导水沟槽2，在坡面导水沟槽2中开挖多个坑井，在坑井中埋入储水管6；坡面导水沟槽2在平面上一般沿地形等高线布置，坡面导水沟槽2间距取10～15m；开挖坑井可采用人工挖孔方式或钻机打孔方式，所述的坑井可以斜置，对于钻机打孔一般采用下倾斜孔，以便减小孔底与孔口的高差；人工挖孔坑井深度取1～2m、直径取0.3～0.5m、间距取5～10m，钻机打孔深度取3～4m、直径取0.1～0.3m、间距取3～6m。

(2)在开挖的坑井中放入储水管6，储水管6采用一端密封一端敞口的PVC管，PVC管的尺寸与开挖的坑井相适应；PVC管长1～4m、直径取0.1～0.5m；储水管6的顶部距坡面的最小深度应大于0.3m。

(3)将毛细管7的一端放入储水管6底部，毛细管7的另一端分出多束放置在旱季需要湿润的植土中，毛细管7距坡面的最小深度应大于0.3m。

(4)在储水管6的敞口处安装中心下凹的盖板5，在盖板5上部放置土工织布过滤层，过滤层应能够防止细小土颗粒进入储水管6，过滤层4以上的土体中放置导水体，导水体的放置方式应有利于地表径流和地下水下渗汇流能够顺利流入储水管6中。

(5)在边坡开挖的坡面导水沟槽2中种植植被8，可种植灌木或小乔木等，种植点应避开储水管6进水口0.5m以上。

以上所述的仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等效替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。