本发明涉及水利生态工程技术领域，尤其涉及一种基于过滤膜组件净化水质的生态堆石坝结构及其施工方法。
技术背景
随着城市生态化进程的发展，水系整治类工程对水质要求日益提升。目前国内污水收集系统尚不完善，河道水体受工业、农业及生活污水任意排放，导致河道自净能力下降，水环境恶化。因此需采取工程措施治理水质较差的河道，改善区域水环境。
目前，河道水质净化多采用曝气增氧、微生物修复等生态修复技术及投放化学试剂等化学修复技术。生态过滤坝即是结合了以上两种技术的新型河道生态净化结构，在不影响河道行洪排涝的前提下，利用堆石体在河道中修筑水坝，利用坝体及坝心的微生物基质对水流进行过滤和净化。在实际运行中由于河道中泥沙颗粒及微生物膜的堵塞，坝体透水性下降，从而影响水质净化的效果，达不到河道修复的要求。
为此，本申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是基于这种背景下产生的。
发明专利内容
本发明所要解决的技术问题之一在于：针对现有技术的不足而提供一种过滤净化效果好且便于更换过滤膜组件的基于过滤膜组件净化水质的生态堆石坝结构。
本发明所要解决的技术问题之二在于：提供一种上述基于过滤膜组件净化水质的生态堆石坝结构的施工方法。
作为本发明第一方面的一种基于过滤膜组件净化水质的生态堆石坝结构，包括：
沿水流方向间隔构筑在河道上的上游段堆石坝体和下游段堆石坝体，所述上游段堆石坝体和下游段堆石坝体的纵截面为直角梯形且其直角边相对面，所述上游段堆石坝体与下游段堆石坝体之间形成有一过滤膜组件安装廊道；
分别安装在所述上游段堆石坝体和下游段堆石坝体的内侧面上且位于所述过滤膜组件安装廊道的两侧的上游段支撑钢架和下游段支撑钢架；以及
一安装在所述过滤膜组件安装廊道内且位于所述上游段支撑钢架与下游段支撑钢架之间的过滤膜组件。
在本发明的一个优选实施例中，所述上游段堆石坝体由沿水流方向依次铺设的第一粗砾层、第一中砾层、第一细砾层以及第一粗砂层构成，所述下游段堆石坝体由沿水流方向依次铺设的第二粗砂层、第二细砾层、第二中砾层以及第二粗砾层构成。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一、第二粗砾层的粗砾粒径为70mm～90mm，所述第一、第二中砾层的中砾粒径为35mm～45mm，所述第一、第二细砾层的细砾粒径为15mm～25mm，所述第一、第二粗砂层的粗砂粒径为3mm～7mm。
在本发明的一个优选实施例中，所述上游段支撑钢架、下游段支撑钢架包括：
沿竖直方向间隔布置的上、下支撑钢横梁；
若干根沿所述上、下支撑钢横梁的长度方向间隔设置在所述上、下支撑钢横梁之间的支撑钢管，每一根支撑钢管的上、下端分别与所述上、下支撑钢横梁固接；以及
设置在相邻的两根支撑钢管之间且位于所述上、下支撑钢横梁之间的金属丝网。
在本发明的一个优选实施例中，每一块金属丝网层的网孔直径为1mm。
在本发明的一个优选实施例中，在所述过滤膜组件安装廊道沿长度方向的两端分别竖直安装有左、右槽钢滑轨，所述左、右钢槽滑轨的两侧分别与所述上游段支撑钢架、下游段支撑钢架固接，所述过滤膜组件通过所述左、右槽钢滑轨滑动安装在所述过滤膜组件安装廊道内。
作为本发明第二方面的一种上述基于过滤膜组件净化水质的生态堆石坝结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤1，预制上游段支撑钢架、下游段支撑钢架以及左、右槽钢滑轨；
步骤2，在河道中打设围堰，并在干场地中安装上游段支撑钢架、下游段支撑钢架以及左、右槽钢滑轨；
步骤3，分别在上游段支撑钢架、下游段支撑钢架的外侧铺设上游段堆石坝体、下游段堆石坝体，并碾压密实；
步骤4，在左、右槽钢滑轨之间安装过滤膜组件；
步骤5，拆除围堰，利用生态堆石坝结构对河道水体进行净化。
由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：本发明方法通过上游段堆石坝体、过滤膜组件和下游段堆石坝体对河道水体进行净化，过滤净化效果好且施工方法简单，过滤膜组件更换便捷，有效地提高河道水质修复效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的纵向结构剖面图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的上游段支撑钢架和下游段支撑钢架的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1和图2，图中给出的是一种基于过滤膜组件净化水质的生态堆石坝结构，其纵截面整体呈等腰梯形，包括上游段堆石坝体100a、下游段堆石坝体100b、上游段支撑钢架200a、下游段支撑钢架200b、左槽钢滑轨300a、右槽钢滑轨300b以及过滤膜组件400。
上游段堆石坝体100a、下游段堆石坝体100b沿水流方向间隔构筑在河道上，上游段堆石坝体100a和下游段堆石坝体100b的纵截面为直角梯形且其直角边相对面，上游段堆石坝体100a与下游段堆石坝体100b之间形成有一过滤膜组件安装廊道500。
上游段堆石坝体100a由沿水流方向依次铺设的粗砾层110a、中砾层120a、细砾层130a以及粗砂层140a构成，下游段堆石坝体100b由沿水流方向依次铺设的粗砂层140b、细砾层130b、中砾层120b以及粗砾层110b构成。其中，粗砾层110a、110b的粗砾粒径为70mm～90mm，中砾层120a、120b的中砾粒径为35mm～45mm，细砾层130a、130b的细砾粒径为15mm～25mm，粗砂层140a、140b的粗砂粒径为3mm～7mm。
上游段支撑钢架200a、下游段支撑钢架200b分别安装在上游段堆石坝体100a和下游段堆石坝体100b的内侧面上且位于过滤膜组件安装廊道500的两侧，具体地，上游段支撑钢架200a、下游段支撑钢架200b安装在上游段堆石坝体100a的粗砂层140a、下游段堆石坝体100b的粗砂层140b上，用于对上游段堆石坝体100a、下游段堆石坝体100b进行固定处理，使得上游段堆石坝体100a与下游段堆石坝体100b之间形成过滤膜组件安装廊道500。参见图3，上游段支撑钢架200a、下游段支撑钢架200b包括上、下支撑钢横梁210、220、若干根支撑钢管230以及若干块金属丝网240，上、下支撑钢横梁210、220沿竖直方向间隔布置，若干根支撑钢管230沿上、下支撑钢横梁210、220的长度方向间隔设置在上、下支撑钢横梁210、220之间，每一根支撑钢管230的上、下端分别与上、下支撑钢横梁210、220固接，金属丝网240相对应地设置在相邻的若干根支撑钢管230之间且位于上、下支撑钢横梁210、220之间，金属丝网240的网孔直径为1mm，避免水流中颗粒大的杂物进入过滤膜组件400内，堵塞过滤膜组件400，影响其透水性。
左槽钢滑轨300a、右槽钢滑轨300b竖直安装在过滤膜组件安装廊道500沿长度方向的两端，左槽钢滑轨300a、右槽钢滑轨300b的两侧分别与上游段支撑钢架200a、下游段支撑钢架200b固接。
过滤膜组件400通过左槽钢滑轨300a、右槽钢滑轨300b滑动安装在过滤膜组件安装廊道500内且位于上游段支撑钢架200a与下游段支撑钢架200b之间，用于对水体进行过滤净化处理。
本发明的基于过滤膜组件净化水质的生态堆石坝结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤1，预制上游段支撑钢架200a、下游段支撑钢架200b、左槽钢滑轨300a、右槽钢滑轨300b；
步骤2，在河道中打设围堰，并在干场地中安装上游段支撑钢架200a、下游段支撑钢架200b、左槽钢滑轨300a以及右槽钢滑轨300b；
步骤3，分别在上游段支撑钢架200a、下游段支撑钢架200b的外侧铺设上游段堆石坝体100a、下游段堆石坝体100b，并碾压密实；
步骤4，在左槽钢滑轨300a、右槽钢滑轨300b之间安装过滤膜组件400；
步骤5，拆除围堰，利用生态堆石坝结构对河道水体进行净化。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。