BSFS生物基质滨水生态防护系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110408016.2

申请日:

2011.12.09

公开号:

CN102493392A

公开日:

2012.06.13

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E02B 3/12申请公布日:20120613|||著录事项变更IPC(主分类):E02B 3/12变更事项:发明人变更前:吴金栋 袁彬鸿变更后:刘海声 赵会香 吴金栋 袁彬鸿|||实质审查的生效IPC(主分类):E02B 3/12申请日:20111209|||公开

IPC分类号:

E02B3/12; E02B3/14; A01G1/00

主分类号:

E02B3/12

申请人:

吴金栋; 袁彬鸿

发明人:

吴金栋; 袁彬鸿

地址:

230031 安徽省合肥市蜀山区长江西路539号6栋203

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

BS-FS生物基质滨水生态防护系统,公开一种机械化、能水上和水下坡面同时进行施工,应用于滨水区域的植被生态恢复和堤岸防护技术及施工方法。本发明对施工区域水面以上坡岸主要进行植被生态恢复保护,对水面以下坡岸主要进行高强度抗冲刷、防淘蚀防护。施工区域水面以上坡岸采用铺设BS(Bio-substrate)生物基质、播撒种子、覆盖并充填植草型FS(Foreshore)浆垫等措施,迅速获得稳定抗冲刷坡面和植物生长恢复效果;施工区域水面以下坡面采用铺设并充填FS铰链块防护浆垫,播撒植物种苗等措施迅速完成对施工区域堤脚固化防护和满足植物生长基本条件。水面以下防护措施可以直接水下施工,无需围堰、结坝等辅助措施,具有良好施工便利性。

权利要求书

1: BS-FS(Bio-substrate Foreshore) 生物基质滨水生态防护系统是一种融入生物基 质植被恢复技术的涉水堤岸防护技术, 其特征在于 : 1.1) 可以同时对涉水坡岸的水上和水下部位进行防护, 其中水下部分主要进行堤岸防 冲刷抗冲蚀防护, 水上部分主要进行植被生态恢复防护 ; 1.2) 采用了生物基质材料, 在满足传统水利工程的堤防安全功能同时能满足水上、 水 下近岸植被生态恢复功能和景观美化功能 ; 1.3) 水上坡岸部分采用 BS 生物基质和 FS 植草型堤坝护垫结合方式共同建造坡岸防护 层; 1.4) 水下坡岸部分采用 BS 生物基质垫底和 FS 铰链型 ( 或 FS 反滤点型 ) 堤坝护垫充 填水泥砂浆加固堤岸结合的方式共同建造水下防护层。 1.5) 水上和水下防护均可按当地气候条件生长适地生态植物, 取得生态恢复效果。
2: 权利要求 1 中所述, 水下防护部分可以直接水下施工, 无需构筑围堰等辅助工程, 可 以节省工程投资和缩短工期, 具有良好工程组织优势。
3: 权利要求 1 中所述 FS 植草型、 铰链 ( 或反滤点 ) 型堤坝护垫, 是双层长丝编织物, 具 有 __ 等技术指标, 能够抗 5m/s 水流冲刷, 保护堤防安全。
4: 权利要求 1 中所述水上和水下防护工程措施可以无缝连接, 保证堤岸防护体的整体 性、 连续性、 一致性, 能更有效保护堤防安全。
5: 权利要求 1 中所述砂浆充填措施, 采用机械灌浆方式进行, 可以极大提高施工效率, 同时增加砂浆充填密度、 提高砂浆成型后抗压强度从而增强堤坝防护能力。
6: 权利要求 1 中所述 FS 堤坝护垫具有无限延续功能, 并且可以不定形制备, 不受堤岸 地势、 形状、 异型障碍物等条件限制, 具有良好工程适应性。
7: 权利要求 1 中所述 FS 堤坝护垫通过锚固沟或锚杆等工程技术和措施使之与坡体稳 固结合。
8: 权利要求 1 中所述生物基质材料, 其特征为 : 8.1) 生物基质材料中除含有种子外, 还可以有种苗、 种球片段 ; 8.2) 生物基质材料中使用了 BS 生物活性菌剂, 其有效活菌数> 0.3 亿个 /g。

说明书


BS-FS 生物基质滨水生态防护系统

    技术领域 BS-FS(Bio-substrate Foreshore Protection) 生物基质滨水生态防护系统。本 发明属于环境保护的植被生态恢复技术和堤岸防护领域, 特别涉及水生态、 水环境相关的 河道坡岸、 航道坡岸、 河道内和滨海坡岸滩涂等要求常水位以上区域有植被恢复, 常水位以 下区域有抗浪冲、 防淘蚀能力的涉水区域。 本技术系统是一个综合体, 在满足常水位以上部 分植被生态恢复和景观美化的要求同时满足常水位以下部位具有较大强度的坡岸、 堤脚防 护功能。
     背景技术
     我国在以前的水环境治理和水生态恢复工作中多有欠缺, 一般来说以前的设计重 水工重效益而轻生态忽视综合功能, 随着科学研究和人类对水环境使用活动的持续深入, 对河流、 水库、 航道、 大坝等涉水领域的开发利用, 正逐步向更为科学更可持续方向发展。
     对河流、 湖泊等涉水区域的整治及自然修复, 首先应防护河流、 湖泊等涉水区域可 能产生的自然危害, 为人类及其它生物的生存提供保障。 自然既有自我修复能力, 也有自我 破坏能力。现有的自然修复工程实质上基本是在模仿自然, 而不是恢复自然。当河流、 湖泊 等涉水区域自然状态被改变或被破坏后, 再恢复到完好如初的自然状况几乎不可能, 况且 自然本身也在不断地变化、 演化, 在很多情况下, 将属于自然的地方还给自然, 既难以实现, 也不符合我国人多地少、 经济发展不均衡的基本国情。 鉴于上述理念, 为保障河流行洪安全 和土体稳定, 减少水土流失, BS-FS 研发团队开发了 BS-FS 滨水生态防护技术系统, 在保证 堤防安全, 尽量少用对自然有破坏作用的材料、 技术和措施情况下最大限度改善和提高涉 水区域的植被生态恢复能力。
     BS-FS 生物基质滨水生态防护系统采用的 BS(Bio-substrate) 生物基质是富含 BSC 生物菌落和有机质、 草炭、 纤维、 保水材料等基材按专有配方混合后具很强生物活性的 复合基质, 具有加速植物种子发芽、 促进植物根系发育、 提供植物所需丰富营养的功能。 BSC 生物活性菌剂具有多种微生物, 能迅速分解落在基质中的枯枝败叶和小动物残体等有机 体, 提高基质层可持续的营养供应能力 ; 有机质、 纤维和草炭为基质层提供最初的植物营养 来源, 并且改善基质层和表层土壤的物理结构, 增强基质和土壤的透气性, 利于植物根系深 扎坡岸 ; 保水剂等材料增加基质和土壤的持水能力, 并且一定程度保证干旱无雨季节植物 所需水源, 极大提高所附着植物的生长能力, 同时提高植被生态恢复效果的持续时间。
     BS-FS 滨水生物基质生态防护系统采用 FS 堤坝浆垫作为充填层承载体, FS 堤坝浆 垫是一种具有超强抗老化性、 超强稳定性和滤水性的长丝多重聚酯纤维编织物, 长丝多重 聚酯纤维经过特殊工艺编织后具有了很多工程上的特性可以应用到水利、 土木和建筑等领 域。常水位以上坡面植草型 FS 堤坝浆垫形成的生态防护骨架采用 “井” 字型充填形式, 迅 速获得坡面稳定和抗径流冲刷效果, 常水位以下坡面采用连续铰链块充填方式, 获得抗大 风浪、 水流冲刷、 淘蚀的防护功能。FS 堤坝浆垫本身具有很好的过滤和抗水流冲刷性, 在施 工完成后植物尚未形成生态群落时, BS-FS 滨水防护系统即对常水位以上坡面形成保护。 常水位以下坡面采用铰链块式充填 FS 堤坝浆垫, 无需围堰、 筑坝等辅助措施即可直接水下施 工, 施工期间水下坡面即可获得高强度的抗冲刷、 防淘蚀的功能, 第 一时间保证堤防安全。 发明内容 本发明提供一种可以半机械化施工, 同时满足涉水区域常水位以上坡岸植被生态 恢复、 常水位以下坡岸保护堤防安全要求的技术系统。
     本发明主要是一种施工方法和整体防护系统的组合, 实施过程分两部分 : 常水位 以上坡面采用铺设 BS 生物基质层、 播种植物、 铺设和充填植草型 FS 堤坝浆垫、 后期养护等 措施, 迅速建立抗冲刷植被恢复体现 ; 常水位以下坡面采用铺设、 充填铰链块型 FS 堤坝浆 垫, 播 ( 种 ) 水生植物等措施使得坡岸具有较强堤岸、 堤脚的抗冲刷和抗淘蚀能力, 并且形 成一定的水生植物生存环境。
     具体实施方式
     本发明实施方式和流程主要有以下工序 :
     一、 按设计要求对施工区域坡面进行进行水工标准的基础性建设, 填方挖方、 整 平、 压实、 坡面清理等。
     二、 根据设计要求和实际测量数据计算开挖植草型 FS 堤坝浆垫锚固沟。
     三、 混拌 BS(Bio-substrate) 生物基质, 包括 BSC 生物活性菌剂、 种子种苗、 壤土、 有机质、 草炭、 纤维、 保水材料等基材。
     四、 按设计要求在坡岸上铺、 撒混拌好的生物基质 ; 按设计要求在常水位以上坡岸 上铺埋植草型 FS 堤坝浆垫 ; 按设计标准在常水位以下坡岸铺设铰链块型 FS 堤坝浆垫。 五、 按设计要求搅拌水泥砂浆, 采用压力泵把水泥充填到植草型或铰链块型 FS 堤 坝浆垫内, 自然养护至水泥混凝土成型。
     六、 在设计施工工程面与自然坡面交接处, 进行包边处理。
     七、 基础施工完成后, 根据天气情况浇水养护至植被生长即可。
     实例 1
     施工区域位于中部某县城西湖岸城区段, 该县位于我国江淮地区, 常年气候适宜, 植物种类繁多, 工作面在湖岸坡面的消落带以内, 平常年份丰水期常水位以上有 1-3 个月 蓄水要求。水工设计常水位以下为铰链块型 FS 堤坝浆垫护坡, 常水位以上坡面采用 BS 生 物基质植被恢复和植草型 FS 堤坝浆垫结合进行综合防护。
     实施步骤一, 清理设计范围内坡面, 根据设计图纸要求在坡岸上浇筑锚固孔。
     实施步骤二, 富含 BSC 生物菌落和有机质、 种子、 草炭、 纤维、 保水材料等基材用机 器混拌均匀成为 BS 生物基质, 填充或铺设在设计常水位以上坡岸形成 BS 生物基质层。
     实施步骤三, 按施工设计方案在填充和铺设了 BS 生物基质的坡岸上铺设植草型 FS 堤坝浆垫, 整理平好。
     实施步骤四, 在设计常水位以下坡岸铺设铰链块型 FS 堤坝浆垫, 并且通过缝纫编 织技术将植草型 FS 堤坝浆垫和铰链块型 FS 堤坝浆垫在坡岸上无缝连接, 使得两种 FS 堤坝 浆垫在坡岸上形成统一整体, 并锚固 ; 工程区域边沿处进行包边处理。
     实施步骤五, 按设计要求搅拌水泥砂浆, 通过压力泵浇筑进 FS 堤坝浆垫, 自然养
     护成型。 实施步骤六, 工程体初步建成后, 对 BS 生物基质层进行简单园林养护, 一个月后 植被成坪即可
     本案例实施效果 : BS-FS 防护体系初步建成后 7 天内, 水下铰链块 FS 浆垫部分 已 经完全起强成型, 获得良好堤脚防护功能, 可以抵抗湖岸波浪淘蚀。工程体建成 30 天后, 植物完全长出, 植株高度 10-20cm, 植被覆盖率 95%以上, 完全达到初步恢复植被生态的要 求。
     工程现状为, 2006 年建成后到 2011 年, 经过 5 年以上实际观察, 湖岸 BS 生物基质 层和 FS 植草型堤坝浆垫结合部完全满足湖岸植被生态恢复要求, 据不完全统计, 常水位以 上坡岸有植物 8 科属 17 种 ; 常水位以下坡岸有水生植物 5 科属 13 种。另外草丛中鸟窝、 昆 虫窝等也有观察到, 坡岸整体生态得到初步恢复, 对坡岸安全和当地生态效益有良好效果。
     5

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资源描述

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1、10申请公布号CN102493392A43申请公布日20120613CN102493392ACN102493392A21申请号201110408016222申请日20111209E02B3/12200601E02B3/14200601A01G1/0020060171申请人吴金栋地址230031安徽省合肥市蜀山区长江西路539号6栋203申请人袁彬鸿72发明人吴金栋袁彬鸿54发明名称BSFS生物基质滨水生态防护系统57摘要BSFS生物基质滨水生态防护系统,公开一种机械化、能水上和水下坡面同时进行施工,应用于滨水区域的植被生态恢复和堤岸防护技术及施工方法。本发明对施工区域水面以上坡岸主要进行植被生。

2、态恢复保护,对水面以下坡岸主要进行高强度抗冲刷、防淘蚀防护。施工区域水面以上坡岸采用铺设BSBIOSUBSTRATE生物基质、播撒种子、覆盖并充填植草型FSFORESHORE浆垫等措施,迅速获得稳定抗冲刷坡面和植物生长恢复效果;施工区域水面以下坡面采用铺设并充填FS铰链块防护浆垫,播撒植物种苗等措施迅速完成对施工区域堤脚固化防护和满足植物生长基本条件。水面以下防护措施可以直接水下施工,无需围堰、结坝等辅助措施,具有良好施工便利性。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页1/1页21BSFSBIOSUBSTRATEFORESH。

3、ORE生物基质滨水生态防护系统是一种融入生物基质植被恢复技术的涉水堤岸防护技术,其特征在于11可以同时对涉水坡岸的水上和水下部位进行防护,其中水下部分主要进行堤岸防冲刷抗冲蚀防护,水上部分主要进行植被生态恢复防护;12采用了生物基质材料,在满足传统水利工程的堤防安全功能同时能满足水上、水下近岸植被生态恢复功能和景观美化功能;13水上坡岸部分采用BS生物基质和FS植草型堤坝护垫结合方式共同建造坡岸防护层;14水下坡岸部分采用BS生物基质垫底和FS铰链型或FS反滤点型堤坝护垫充填水泥砂浆加固堤岸结合的方式共同建造水下防护层。15水上和水下防护均可按当地气候条件生长适地生态植物,取得生态恢复效果。2。

4、权利要求1中所述,水下防护部分可以直接水下施工,无需构筑围堰等辅助工程,可以节省工程投资和缩短工期,具有良好工程组织优势。3权利要求1中所述FS植草型、铰链或反滤点型堤坝护垫,是双层长丝编织物,具有_等技术指标,能够抗5M/S水流冲刷,保护堤防安全。4权利要求1中所述水上和水下防护工程措施可以无缝连接,保证堤岸防护体的整体性、连续性、一致性,能更有效保护堤防安全。5权利要求1中所述砂浆充填措施,采用机械灌浆方式进行,可以极大提高施工效率,同时增加砂浆充填密度、提高砂浆成型后抗压强度从而增强堤坝防护能力。6权利要求1中所述FS堤坝护垫具有无限延续功能,并且可以不定形制备,不受堤岸地势、形状、异型。

5、障碍物等条件限制,具有良好工程适应性。7权利要求1中所述FS堤坝护垫通过锚固沟或锚杆等工程技术和措施使之与坡体稳固结合。8权利要求1中所述生物基质材料,其特征为81生物基质材料中除含有种子外,还可以有种苗、种球片段;82生物基质材料中使用了BS生物活性菌剂,其有效活菌数03亿个/G。权利要求书CN102493392A1/3页3BSFS生物基质滨水生态防护系统技术领域0001BSFSBIOSUBSTRATEFORESHOREPROTECTION生物基质滨水生态防护系统。本发明属于环境保护的植被生态恢复技术和堤岸防护领域,特别涉及水生态、水环境相关的河道坡岸、航道坡岸、河道内和滨海坡岸滩涂等要求常。

6、水位以上区域有植被恢复,常水位以下区域有抗浪冲、防淘蚀能力的涉水区域。本技术系统是一个综合体,在满足常水位以上部分植被生态恢复和景观美化的要求同时满足常水位以下部位具有较大强度的坡岸、堤脚防护功能。背景技术0002我国在以前的水环境治理和水生态恢复工作中多有欠缺,一般来说以前的设计重水工重效益而轻生态忽视综合功能,随着科学研究和人类对水环境使用活动的持续深入,对河流、水库、航道、大坝等涉水领域的开发利用,正逐步向更为科学更可持续方向发展。0003对河流、湖泊等涉水区域的整治及自然修复,首先应防护河流、湖泊等涉水区域可能产生的自然危害,为人类及其它生物的生存提供保障。自然既有自我修复能力,也有自。

7、我破坏能力。现有的自然修复工程实质上基本是在模仿自然,而不是恢复自然。当河流、湖泊等涉水区域自然状态被改变或被破坏后,再恢复到完好如初的自然状况几乎不可能,况且自然本身也在不断地变化、演化,在很多情况下,将属于自然的地方还给自然,既难以实现,也不符合我国人多地少、经济发展不均衡的基本国情。鉴于上述理念,为保障河流行洪安全和土体稳定,减少水土流失,BSFS研发团队开发了BSFS滨水生态防护技术系统,在保证堤防安全,尽量少用对自然有破坏作用的材料、技术和措施情况下最大限度改善和提高涉水区域的植被生态恢复能力。0004BSFS生物基质滨水生态防护系统采用的BSBIOSUBSTRATE生物基质是富含B。

8、SC生物菌落和有机质、草炭、纤维、保水材料等基材按专有配方混合后具很强生物活性的复合基质,具有加速植物种子发芽、促进植物根系发育、提供植物所需丰富营养的功能。BSC生物活性菌剂具有多种微生物,能迅速分解落在基质中的枯枝败叶和小动物残体等有机体,提高基质层可持续的营养供应能力;有机质、纤维和草炭为基质层提供最初的植物营养来源,并且改善基质层和表层土壤的物理结构,增强基质和土壤的透气性,利于植物根系深扎坡岸;保水剂等材料增加基质和土壤的持水能力,并且一定程度保证干旱无雨季节植物所需水源,极大提高所附着植物的生长能力,同时提高植被生态恢复效果的持续时间。0005BSFS滨水生物基质生态防护系统采用F。

9、S堤坝浆垫作为充填层承载体,FS堤坝浆垫是一种具有超强抗老化性、超强稳定性和滤水性的长丝多重聚酯纤维编织物,长丝多重聚酯纤维经过特殊工艺编织后具有了很多工程上的特性可以应用到水利、土木和建筑等领域。常水位以上坡面植草型FS堤坝浆垫形成的生态防护骨架采用“井”字型充填形式,迅速获得坡面稳定和抗径流冲刷效果,常水位以下坡面采用连续铰链块充填方式,获得抗大风浪、水流冲刷、淘蚀的防护功能。FS堤坝浆垫本身具有很好的过滤和抗水流冲刷性,在施工完成后植物尚未形成生态群落时,BSFS滨水防护系统即对常水位以上坡面形成保护。常说明书CN102493392A2/3页4水位以下坡面采用铰链块式充填FS堤坝浆垫,无。

10、需围堰、筑坝等辅助措施即可直接水下施工,施工期间水下坡面即可获得高强度的抗冲刷、防淘蚀的功能,第一时间保证堤防安全。发明内容0006本发明提供一种可以半机械化施工,同时满足涉水区域常水位以上坡岸植被生态恢复、常水位以下坡岸保护堤防安全要求的技术系统。0007本发明主要是一种施工方法和整体防护系统的组合,实施过程分两部分常水位以上坡面采用铺设BS生物基质层、播种植物、铺设和充填植草型FS堤坝浆垫、后期养护等措施,迅速建立抗冲刷植被恢复体现;常水位以下坡面采用铺设、充填铰链块型FS堤坝浆垫,播种水生植物等措施使得坡岸具有较强堤岸、堤脚的抗冲刷和抗淘蚀能力,并且形成一定的水生植物生存环境。具体实施方。

11、式0008本发明实施方式和流程主要有以下工序0009一、按设计要求对施工区域坡面进行进行水工标准的基础性建设,填方挖方、整平、压实、坡面清理等。0010二、根据设计要求和实际测量数据计算开挖植草型FS堤坝浆垫锚固沟。0011三、混拌BSBIOSUBSTRATE生物基质,包括BSC生物活性菌剂、种子种苗、壤土、有机质、草炭、纤维、保水材料等基材。0012四、按设计要求在坡岸上铺、撒混拌好的生物基质;按设计要求在常水位以上坡岸上铺埋植草型FS堤坝浆垫;按设计标准在常水位以下坡岸铺设铰链块型FS堤坝浆垫。0013五、按设计要求搅拌水泥砂浆,采用压力泵把水泥充填到植草型或铰链块型FS堤坝浆垫内,自然养。

12、护至水泥混凝土成型。0014六、在设计施工工程面与自然坡面交接处,进行包边处理。0015七、基础施工完成后,根据天气情况浇水养护至植被生长即可。0016实例10017施工区域位于中部某县城西湖岸城区段,该县位于我国江淮地区,常年气候适宜,植物种类繁多,工作面在湖岸坡面的消落带以内,平常年份丰水期常水位以上有13个月蓄水要求。水工设计常水位以下为铰链块型FS堤坝浆垫护坡,常水位以上坡面采用BS生物基质植被恢复和植草型FS堤坝浆垫结合进行综合防护。0018实施步骤一,清理设计范围内坡面,根据设计图纸要求在坡岸上浇筑锚固孔。0019实施步骤二,富含BSC生物菌落和有机质、种子、草炭、纤维、保水材料等。

13、基材用机器混拌均匀成为BS生物基质,填充或铺设在设计常水位以上坡岸形成BS生物基质层。0020实施步骤三,按施工设计方案在填充和铺设了BS生物基质的坡岸上铺设植草型FS堤坝浆垫,整理平好。0021实施步骤四,在设计常水位以下坡岸铺设铰链块型FS堤坝浆垫,并且通过缝纫编织技术将植草型FS堤坝浆垫和铰链块型FS堤坝浆垫在坡岸上无缝连接,使得两种FS堤坝浆垫在坡岸上形成统一整体,并锚固;工程区域边沿处进行包边处理。0022实施步骤五,按设计要求搅拌水泥砂浆,通过压力泵浇筑进FS堤坝浆垫,自然养说明书CN102493392A3/3页5护成型。0023实施步骤六,工程体初步建成后,对BS生物基质层进行简。

14、单园林养护,一个月后植被成坪即可0024本案例实施效果BSFS防护体系初步建成后7天内,水下铰链块FS浆垫部分已经完全起强成型,获得良好堤脚防护功能,可以抵抗湖岸波浪淘蚀。工程体建成30天后,植物完全长出,植株高度1020CM,植被覆盖率95以上,完全达到初步恢复植被生态的要求。0025工程现状为,2006年建成后到2011年,经过5年以上实际观察,湖岸BS生物基质层和FS植草型堤坝浆垫结合部完全满足湖岸植被生态恢复要求,据不完全统计,常水位以上坡岸有植物8科属17种;常水位以下坡岸有水生植物5科属13种。另外草丛中鸟窝、昆虫窝等也有观察到,坡岸整体生态得到初步恢复,对坡岸安全和当地生态效益有良好效果。说明书CN102493392A。

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