一种生态砌块导排水边沟及其参数确定方法与流程

本发明涉及排水边沟技术领域，尤其涉及一种生态砌块导排水边沟及其参数确定方法。

背景技术：

传统的浆砌石(梯形或矩形)边沟，景观表现差、无法绿化；同时为了管理危险品运输车辆，防止泄漏污染敏感水体，一般是通过在跨越敏感水体路段桥梁两端挖砌多个事故应急池，这些池子施工与养护难度大，不仅景观效果差，常受地形限制无法布设。

传统的草皮生态边沟，虽然景观表现好、也可绿化，不仅具有排导水功能，而且采用的都是本地草种，根系发达或贴近地面生长，具有良好的抗冲刷性能，但是传统的草皮生态边沟与浆砌石(矩形)边沟相比，抗冲刷能力相对较差，要针对不同区域的边沟进行水力演算，确定合理的结构形式，才能保证传统的草皮生态边沟结构安全可靠，保持正常的工作状态。

传统的浆砌石(矩形或梯形)边沟和草皮生态边沟都不具有危险品应急方面的功能，汽车尾气产生的有毒有害固体物质、污染颗粒在晴天积累，不但造成沿线大气污染，而且会在雨天以非稳定、非连续流形式将集水流域上的污染物排入边沟。

传统的应急事故池通常布设于桥梁两端，一般对桥梁上交通事故危险品泄漏运输车辆进行防范，无法有效防范毗邻河流路段的危险品运输泄漏问题，且其施工与养护难度大，不仅景观效果差，常受地形限制也无法布设。

由此可见，上述现有的边沟在导排水功能和危险品应急方面显然仍存在有不便与缺陷，应急事故池也无法解决毗邻河流的路基段落的危险品泄漏管理问题，亟待加以进一步改进。

有鉴于上述现有排水边沟存在的问题，本发明人积极加以研究创新，以期创设一种新的，能够改进传统的浆砌石(矩形)边沟和草皮生态边沟的缺陷，使其更具有实用性。

中国专利cn1898443公开的边沟用砌块结构件为下述的结构，其中，在具有透水性的混凝土材料的内侧表面上成一体安装由椰子纤维等形成的植物纤维层，并且呈台阶状形成构成内侧表面的侧壁面，构成内侧表面的底部面呈凹凸状。另外，两侧壁呈弯曲状或s形。于是，如果通过这些边沟用砌块结构件形成水路，则可实现水路和周边土壤之间的水分的供给、排出，另外，可设置能减缓水流的速度，并且能设置流速不同的区域。由此，可使水路和水路周边的环境接近自然的状态，另外，可使水中生物的生存环境处于极良好的状态。

中国专利cn206692980u公开了一种公路边沟结构，包括公路体，及设置于公路体边侧的边沟体；所述边沟体两侧间隔开设有多条槽体；所述槽体内填充有与槽体顶面平齐的砂石层；两所述边沟体边侧顶面设置有第一土工布；所述第一土工布上设置有混凝土浇筑层；所述混凝土浇筑层与边沟体边侧之间嵌合有固定柱；所述混凝土浇筑层顶面靠近边沟体一侧设置有石笼网箱；所述石笼网箱顶面靠近边沟体一侧设置有受力座；所述受力座上活动设置有受力板；所述受力板上设置有进水口；该实用新型的公路边沟结构，能够快速实现净化；污水通过净化层后水流传至第二碎石层；并通过石笼网箱快速送至边沟体进行排污

中国专利cn207062686u公开了一种预制拼装砼浅碟型边沟，解决了现有技术中边沟本体拐角处易嵌入堵塞物的问题。其技术方案要点是一种预制拼装砼浅碟型边沟，包括边沟本体，所述边沟本体主要由多个底拼装砼以及多个拼接于底拼装砼两侧的侧拼装砼构成，所述侧拼装砼包括平行于底拼装砼且与底拼装砼相接的搭接段以及与搭接段相连的侧面段，使所述侧拼装砼与底拼装砼之间相接处的缝隙所在处与边沟本体的拐角处相错位，达到了将边沟拐角处与组装后产生的缝隙处错位，避免边沟内的堵塞物嵌入边沟的拐角处，从而便于清掏边沟的目的

现有专利中均未针对边沟边缘以外的路面径流进行储存、疏导和净化，尤其是当路面发生危险品倾倒泄露时，不具备危险品泄漏应急防范功能，无法在有害物渗漏的情况下吸附有害物，或在发生大量危险品泄漏时阻挡、拦截有害物。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，提供一种通过设计具备不同吸储或疏导功能的多种生态砌块以及利用生态砌块不同摆放形式的结合的生态砌块导排水边沟，从而实现对路面径流的储存、疏导和净化作用，利于恢复边沟及沟侧植被，同时可以实现危险品泄漏应急防范功能，在发生泄露时能够对危险品进行吸储拦截，避免危险品污染危害公路周边的大面积生态环境，从而达到良好的生态节水效果、景观效果与环保安全效果。

本发明的技术方案是提供一种生态砌块导排水边沟，其设置在道路两旁，至少包括沟底和沟壁，所述沟底和沟壁构成横截面大致呈梯形的边沟，其中，所述沟底构成梯形短边，所述沟壁构成边沟的斜边，沟壁包括沟顶和侧壁，朝向道路一侧的沟顶和远离道路的一侧的沟顶以便于植物浇灌的方式交错种植有所述植物，所述沟壁由至少两种彼此不同的砌块构成，所述两种砌块均具有阻挡液体进入边沟背侧土壤的能力，其中，一种砌块的向边沟内凸出的上表面具有液体吸储并保持的能力；另一砌块的向边沟内凸出的上表面具有不吸收液体但向两侧的其他砌块引流液体的结构，使得该生态边沟能够在道路发生有害物渗漏的情况下吸附有害物，和在发生大量危险品泄漏时阻挡拦截有害物，其中通过对构成边沟沟壁的生态砌块进行结构上的设计，在便于砌块之间相互贴合连接构成稳定性强的沟壁的同时能够基于种植的防护植物对路面车辆产生的危害物和污染物进行吸附分解，同时多个砌块连接形成的植物枝叶防护格挡网还能够对路面的倾倒的污染物等液体进行拦截和吸储，避免危害品污染周边环境的同时，能够将危害品拦截储存在一定长度的沟壁和边沟内，此外，能够进行引流的砌块还能够沿边沟延伸方向，按一定间距的方式进行施工安装，从而能够定向对远离道路一侧的沟壁外侧的道路防护植物进行定向灌溉，另外，通过将沟壁贴合后壁土壤一面的砌块表面设置危害物阻隔层，使得即使发生危害物泄露也仅能吸储在沟壁上和边沟内，并不会对边沟外侧土壤造成污染。

根据一种优选的实施方式，所述沟壁由若干生态砌块阶梯形码放形成，所述生态砌块按照能够通过不同摆放形成的堆叠组合实现对边沟边缘以外的路面径流进行储存、疏导和净化的方式构成所述沟壁，所述生态砌块至少包括用于种植防护植物和储液的第一竖向砌块和用于引流及定点浇灌的第二横向砌块，其中，所述第一竖向砌块内设置有用于储水和收集泄露药剂的储液部和用于种植防护植物的种植腔，所述种植腔与所述储液部连通，所述种植腔内铺设有包覆层，在所述防护植物种植在所述种植腔中时，所述包覆层的边缘包覆材料按照能够避免所述种植腔内的草籽和种植土发生水土流失的方式反卷包裹所述种植土；所述贴合种植腔和储液部连接位置处的包覆层设置有能够便于设置在种植腔内的防护植物的根茎穿过所述包覆层延伸进入储液部的间隙，从而使得所述防护植物按照其部分根茎能够扎根在所述储液部中的方式实现与所述第一竖向砌块内腔的稳定连接，所述防护植物的枝叶能够沿所述第一竖向砌块的开口上方形成郁闷度和截留水量能力强的植物防护格挡，通过设置完全包裹整个种植腔的包覆层，能够在干旱调教下，使得种植的植物种子或草籽免受风吹雨淋而散失，有效地避免砌块内的植物和种植土发生水土流失；另外，与种植腔连接的储液腔能够在下雨天为植物存储足够多的生存用水，提高植物的耐干旱能力，此外，在发生危险物泄漏时，不光种植腔内的植物能够对危害品进行吸附分解和拦截，还能够利用储液腔进行储存，从而减少危害品污染周边环境的面积。

根据一种优选的实施方式，所述生态砌块由相互垂直的长横板和短纵板一体成型，所述生态砌块的底部为封底式结构，其中，所述生态砌块的短纵板的顶面和底面内沿分别设置有凹槽和凸起；在上下两层生态砌块按照表面凹凸配合的方式限位安装的情况下，所述上下两层生态砌块能够按照错位后缩形成台阶状并留出防护植物种植缝隙的方式构成呈上阔下窄的梯形状的层叠码放结构，通过利用新型的生态边沟替代传统的浆砌石边沟和草皮生态边沟，利用能够种植防护植物的生态砌块按照阶梯型构成沟壁，既能够方便在沟壁上种植具有吸附、储液以及污染物分解的所述植物，又能够使得沟壁结构稳定，不易受到道理挤压力变化的影响发生坍塌，另外还能够吸附有害物。

根据一种优选的实施方式，所述构成同一生态砌块的两个相互平行的短纵板的外表面上分别设置有榫头和企口，所述水平相邻的生态砌块之间由设置在相邻两个短纵板的外表面上的榫头和企口榫卯连接；所述榫头和企口与所述短纵板一体压制成型，通过设置连接结构，使得构成沟壁的同一边沟延伸方向上的生态砌块之间能够保持连接稳定性好的连接，通过表面的榫卯配合能够进一步加强沟壁的整体连接稳定性，同时也能够方便施工人员进行配位施工安装生态砌块。

根据一种优选的实施方式，所述种植腔按照贯穿所述第一竖向砌块的顶面的方式与外部连通，且所述种植腔的开口面积大于所述同一第一竖向砌块上的两个相互平行的凹槽的长度和间距所限定的平面的面积，从而使得上下连接的两层第一竖向砌块的下层生态砌块的开口存在未被所述上层生态砌块所遮挡的用于防护植物种植和向外生长的开口，将种植腔的上顶面开口设置为足够大的面积，有效地避免了设置在下层砌块内腔的种植腔被上层砌块完全遮挡种植腔开口，从而导致种植的植物无法向外部环境伸展枝叶，无法与周边砌块内的植物构成枝叶防护格挡网。

根据一种优选的实施方式，所述种植腔的内腔底部设置有与所述储液腔连通的根茎延伸孔，所述种植腔的内壁上还铺设的包覆层的表面积远远大于所述种植腔内表面积且能够完全包裹位于腔室内的防护植物和种植土，其中，所述包覆层由纤维毯层、三维网层和/或土工布层构成，通过设置能够对种植土和防护植物进行保护的包覆结构，避免干旱环境中，随着外部环境的气体流动大量的带走种植腔内的水分和泥土，另外，设置的储液腔能够为植物存储额外的生存用水，还能够对植物不能完全吸储和格挡的危害品泄露成分进行存储。

根据一种优选的实施方式，所述种植腔的和第一竖向砌块的内腔之间存在的间隙空间构成所述储液部，所述储液部的水平面面积被所述长横板的长度和短纵板的宽度限制，所述储液部还连接有与所述第一竖向砌块的顶面外部连通的进液部，所述进液部是所述种植腔的开口与第一竖向砌块的开口之间的间隙或所述第一竖向砌块的顶面围绕所述种植腔开设的通孔；所述种植腔设置有将其支撑放置在所述第一竖向砌块内腔室内的支脚，从而构成种植腔的外轮廓和第一竖向砌块的内腔室之间的间隙空间。

根据一种优选的实施方式，所述第二横向砌块的两个相互平行的长横板之间按照贯穿砌块的块体且连通边沟内侧和外侧的方式设置有贯通孔，所述贯通孔的开口均匀地分布在所述长横板上，且所述边沟通过所述贯通孔与边沟外侧植物区域连通，实现对外侧种植植物的定点浇灌，所述第二横向砌块的顶面和底面均为封闭式表面，且其顶面设置有向连接在其两侧的第一竖向砌块导流的导流槽，具有与第一竖向砌块相同长横板和短纵板外形构成的第二横向砌块的内部仅设置连通两个长横板的贯通孔和设置在顶面的导流槽，使得第二横向砌块既能够利用边沟内的水对边沟外侧种植的防护植物进行定点浇灌还能够将流过第二横向砌块表面的危险品泄露液引导到该第二横向砌块的两侧第一竖向砌块中，从而避免危害物从沟壁的未种植防护的缺口大量泄露而污染环境。

本发明的技术方案是提供一种生态导排水边沟的参数确定方法，所述边沟由不透水的水泥板作为沟底，阶梯形码放的填土植被式生态砌块组成沟壁，所述组成沟壁的填土植被式生态砌块按照吸收、分解和阻挡雨水和泄露化学品的方式种植有防护植物；所述边沟在沿沟底间隔一定距离布设有挡水堰，所述生态导排水边沟通过等流量方法计算施工参数以替代传统矩形边沟；所述边沟通过设置生态砌块的不同摆放形式的结合实现对路面径流的储存、疏导和净化；所述挡水堰上部设置有能够与所述沟壁契合且对雨水或泄露危险品进行分段截留的闸门。所述挡水堰由沿沟底间隔布设的开口面朝上的生态砌块构成，所述边沟的宽度采用等排水能力设计方式进行计算，基于原设计的边沟尺寸，计算确定生态边沟的替代尺寸，其中，根据所述原梯形边沟深度和单个生态砌块的高度确定所述生态砌块的码放层数和生态边沟的深度；所述挡水堰的间距能够按照最大滞水深度和所形成的滞水量被若干挡水堰分隔阻挡从而使得浅水端为沟底的方式进行计算设计。

根据一种优选的实施方式，所述闸门按照间隔若干个挡水堰的方式进行设置，从而使得布设间距的相邻多段挡水堰段落的容积之和大于普通油罐车的运输容积，所述与闸门相配合的沟壁的生态砌块上设置有能够部分镶嵌所述闸门边缘轮廓的开槽；所述生态砌块包括开口向上且开口平行于沟壁的第一竖向砌块和间隔一定距离的开口垂直于沟壁的第二横向砌块，所述第二横向砌块按照使水分能够渗透到达边沟外侧从而实现对外侧种植物进行定点浇灌的方式进行设置；所述构成所述沟壁的上下两层生态砌块层叠铺放，并错位后缩形成台阶状并留出植物种植缝隙，使边沟剖面结构为上阔下窄的梯形，在上下两层生态砌块的错位留出的土壤缝隙中栽植或播种耐水淹的草本植物或灌木种子或植物的繁殖根茎。

附图说明

图1是本发明的一种生态导排水边沟的优选实施例的结构示意图；

图2是本发明的一种生态导排水边沟的优选实施例的侧视图；

图3是本发明的一种生态导排水边沟的优选实施例的第一砌块的结构示意图；

图4是本发明的生态导排水边沟的的优选实施例的第一砌块的主视图；

图5是本发明的生态导排水边沟的的优选实施例的第二砌块的结构示意图；

图6是本发明的生态导排水边沟的的优选实施例中进行参数计算时现有梯形边沟的参数标注图；

图7是本发明的生态导排水边沟的的优选实施例的参数标注图；

图8是本发明生态导排水边沟的边沟内侧的结构示意图；

图9是本发明生态导排水边沟的闸门的结构示意图。

附图标记列表

1：沟壁2：生态砌块3：第一竖向砌块

4：第二横向砌块5：沟底6：挡水堰

7：闸门21：长横板22：短纵板

221：凹槽222：凸起223：榫头

224：企口31：储液部32：种植腔

33：包覆层34：根茎延伸孔35：进液部

41：贯通孔42：导流槽

具体实施方式

下面结合附图1-5进行详细说明。

生态导排水边沟相对于现有的传统的浆砌石(矩形)边沟和草皮生态边沟，既能稳定边坡又能使植被绿化效果好，从而达到景观效果最佳，更加适于实用。相对于传统的边沟本发明的生态砌块构成沟壁的边沟具有如下特点：(1)不需要为了方便管理危险品运输车辆，防止泄露污染源污染敏感水体，在设定的路段两旁的挖砌事故应急池，本申请的边沟兼具对道路径流污染物和相关危害品泄露液的吸收和储存，既能够通过边沟沟壁进行污染物的拦截、吸收和存储，又能够通过边沟的挡水堰将没有被沟壁吸附的体量较多的泄露液储存限定在一定间距挡水堰拦截的边沟内部，有效的放置污染物随边沟延伸方向进行流动；(2)能够避免现有事故应急池施工和养护难度大，以及景观效果差的缺陷，还能不受地形限制，景观表现好、能够对道路两旁的边沟进行绿化；(3)针对汽车尾气产生的有毒有害固体物质、污染颗粒在晴天积累，会在雨天以非稳定、非连续流形式将集水流域上的污染物排入边沟跟随边沟延伸方向流动污染周围环境的问题，本申请构成沟壁的生态砌块中所种植的植物能够对污染物进行拦截吸储和分解，尤其是由枝叶构成的防护拦截网能够将随雨水流动的污染物尽可能的被沟壁的生态砌块的植物吸储或进入储液腔，即使少量进入边沟的污染物也会在流动过程中，被挡水堰拦截并阻隔在一定挡水堰构成的拦截下层水域范围内，并不会一直跟随雨水流动；(4)针对传统草皮的抗冲刷能力相对较差，本申请针对不同区域的边沟进行水力演算，确定合理的结构形式，同时在砌块内选用根系发达且能够有效吸附固定种植土的植物进行种植，此外还设置包裹种植土表面的包覆层，有效地避免了水流将表层种植土冲刷带走。

本发明涉及一种生态砌块导排水边沟，该边沟主要用于设置在道路两旁，道路上产生的污染物和危险品泄漏物进行吸储且还能够通过种植在沟壁的植物进行绿化。生态边沟至少包括沟底5和沟壁1，沟底和沟壁1构成横截面大致成梯形的边沟形状。其中，沟底5构成梯形短边，沟壁构成边沟的斜边。生态边沟有别于传统的横截面为矩形边沟，能够对不同深度的水力进行调节在实现稳定排水的情况下又能够在构成梯形斜边的沟壁上种植绿化防护植物。沟壁1由至少两种彼此不同的生态砌块构成。优选的，构成沟壁1的生态砌块2包括第一竖向砌块3和第二横向砌块4。第一竖向砌块3和第二横向砌块4均具有阻挡液体进入边沟背侧土壤的能力具体的，第一砌块3和第二砌块4的可以采用具有防水性能的混泥土进行压制而成，尤其是可以将砌块贴靠边沟背面土壤的表面设置防水材料层。第一砌块3的向边沟内凸出的上表面连通有设置在第一砌块3内部的种植腔32和储液部31，从而具有液体吸储并保持的能力。第二砌块4的向边沟内凸出的上表面具有不吸收液体但向两侧的其他砌块引流液体的结构。通过两种不同生态砌块组合构成的沟壁使得该生态边沟能够在道路发生有害物渗漏的情况下吸附有害物和在发生大量危险品泄漏时阻挡拦截有害物。

优选的，边沟沿沟底5间隔一定距离还布设有挡水生态砌块作为挡水堰6。通过间隔分布的挡水堰6能够拦截流入边沟的一定水量的降雨。在降雨量较大是，边沟内的雨水流能够通过挡水堰6顶部溢出的方式往边沟延伸方向的下游导排，从而产生较大的蓄水效益。

实施例1

本发明提出的排水边沟由不透水的水泥板作为沟底，从而在干旱半干旱区可以防止雨水径流的下渗损失及顺沟流失，起到节水作用，并将路面径流污染物最大程度地控制在公路路域范围内，防止对周边环境生态系统的干扰；阶梯形码放的填土植被生态砌块组成沟壁，从而较传统边沟具有更好的生态性能，可以通过沟壁植被的生长实现对整体边沟的遮挡与消隐处理；在沿沟底间隔一定距离布设有挡水砖作为挡水堰，这些挡水堰可以阻滞一些中小降雨，从而补充沟壁植物生长所需，同时径流还可得到进一步沉淀而净化，在降雨较大时，高出挡水堰的水流会自动排走，从而可以起到调蓄路面径流的作用；该生态导排水边沟采用等流量方法计算其设计参数以替代传统矩形边沟，可以不降低边沟的排水能力；本发明通过利用生态砌块不同摆放形式的结合实现对路面径流的储存、疏导和净化作用，利于恢复边沟及沟侧植被，同时可以实现危险品泄漏应急防范功能，从而达到良好的生态节水效果、景观效果与环保安全效果。

所述的生态砌块导排水生态边沟,其特征在于所述的边沟宽度采用等排水能力设计方法进行计算，基于原设计的边沟，采用新型生态边沟进行设计替代，根据原设计边沟的尺寸，计算确定生态边沟的替代尺寸，具体方法与步骤如下：

(1)设定原梯形边沟及新型生态边沟基础参数

根据原梯形边沟深度，确定砌块砖的码放层数，使砌块砖码放高度正好等于原边沟深度。见图6与图7。

由码放层数与单个砌块砖高度确定新型边沟深度h2。

需要确定的新型生态边沟基础参数主要包括有：

a.断面形式结构，见图7；

b.砌块砖尺寸：高度；

c.砌块砖码放的收缩尺寸(也即图7中平台宽度)w2，收缩尺寸在需保证植物的成活同时尽量节省占地；

(2)根据挡水深度确定生态边沟挡水堰布设间距d

最大滞水深度：挡水堰存在时，形成的滞水水量恰好可以实现浅水端正好为沟底时滞水深度最大，设计挡水堰高度为h0，则可知新型生态边沟结构中挡水堰沿路线间距d：

式14中：d为挡水堰沿路线间距；i为边沟纵坡(％)；

当式14成立时，正好实现空心砖边沟各处均有滞留水分布。

(3)计算新型生态边沟底部宽度b2。

基于对原有梯形边沟进行替代,根据边沟排水能力、计算新型生态边沟设计参数：

a.边沟排水能力计算

q＝av式1

式中：q——为设计流量(m³/s)；

a——为水流有效断面面积(m²)；

v——流速(m/s)；

流速计算公式如下：

式中：r——水力半径(m)，是流体截面积与湿周长的比值，湿周长指流体与明渠断面接触的周长，不包括与空气接触的周长部分；

i——水力坡降；n——粗糙系数。

根据边沟流量计算公式，分别得到原有梯形边沟和新型生态边沟的流量：原有梯形边沟：

式中：q1——原梯形边沟的设计流量(m³/s)；

a1——原梯形边沟的水流有效断面面积(m²)；

r1——原梯形边沟的水力半径(m)；

i1——原梯形边沟的水力坡降；

n1——原梯形边沟的粗糙系数。

新型生态边沟:

式中：q2——新型生态边沟的设计流量(m³/s)；

a2——新型生态边沟的水流有效断面面积(m²)；

r2——新型生态边沟的水力半径(m)；

i2——新型生态边沟的水力坡降；

n2——新型生态边沟的粗糙系数。

首先应保证两种边沟的排水能力相同，即两种边沟的设计流量应相同：

q1＝q2式5

两种边沟在同等地形条件下进行对比，设计纵坡相同：i1＝i2式6

由式3、式4、式5、式6综合可建立有效断面面积之间的关系式：

由图6可知传统生态边沟的有效断面面积：

a1＝(b1+m1h1)h1式8

式8中：

h1为原梯形边沟深度；

b1为原梯形边沟沟底宽度；

m1为原梯形边沟横截面边坡坡率，表示为1：m1。

在新型生态边沟中，当挡水堰高度为一个空心砖高度(h3)时，假设低于挡水堰的水流为静水，该段落(两个挡水堰之间)边沟滞流静水平均深度h3/2，则可知砌块砖层数与排水有效断面积的关系，见表。

表1砌块砖层数、湿周及流水截面积计算表

即有效排水断面面积与水力半径:

a2＝i(i-1)w2h3+(i-1/2)b2h3式9

式9中：

a2为生态水沟的有效排水断面面积；

h0为挡水堰高度；

i为组成新型生态边沟的空心砖码放层数；

h3为组成新型生态边沟的单个空心砖高度；

b2为新型生态边沟沟底宽度；

w2为新型生态边沟的边坡空心砖收缩平台宽度。

传统边沟的水力半径公式为：

式中b1为传统边沟的沟底宽度；

m1为传统边沟的侧坡坡率。

新型生态边沟的水力半径公式为：

根据式7，式8，式9，式10，式11，在已知各参数时可以求得b2，得出新型生态边沟的设计宽度。

根据一个优选实施方式，所述的该生态边沟间隔一定距离在挡水堰处设置有闸门，布设间距以相邻多段挡水堰段落的容积之和大于普通油罐车的运输容积，或按照60m³进行估算，该闸门可以实现危险品泄漏时的应急管理，其结构形式如图1。

根据一个优选实施方式，所述的构成沟壁的阶梯形码放的填土植被生态砌块有开口向上与开口垂直于沟壁两个方向，开口向上的生态砌块侧壁面向边沟可以防止水分的渗漏，开口垂直于沟壁的生态砌块可使水分穿透土层到达边沟外侧，实现对外侧种植树木的定点浇灌，从而实现边沟导排水与定向浇灌的统一，生态性能更佳。

根据一个优选实施方式，所述的填土植被生态砌块，其中在填土开始之前衬垫一层纤维毯层、三维网层或土工布层，在此基础上再进行填土、栽植或播种，完成后填土与播种后再进行反卷包裹，使草籽免受风吹雨淋而散失，上下两层生态砌块层叠铺放，并错位后缩形成台阶状并留出植物种植缝隙，使边沟剖面结构为上阔下窄的梯形，在上下两层生态砌块的错位留出的土壤缝隙中栽植或播种耐水淹的草本植物或灌木种子或植物的繁殖根茎。由于侧壁由阶梯形的生态砌块组成，多层生态砌块之间有台阶状土壤缝隙，可以供种植植物，实现边沟的绿化，同时植物及其土壤还具有拦截泥沙作用，从而使坡面径流得到一定净化后再流入边沟，具有很好的生态性能。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明至少具有下列优点：

(1)滞水与排水的结合

植被生态砌块边沟沿公路布设于边坡下方，由于边沟内部具有生态砌块构成的挡水堰，这些挡水堰可以拦截一定水量的降雨，在降雨较多时，水流可通过挡水堰顶部溢出往下游排导，从而产生较大的蓄水效益。

(2)边沟的生态环保性能

本发明所提出的生态边沟，由于植被可以种植于侧壁生态砌块平台上，从而可以实现对边沟视觉景观上的消隐处理，景观表现很佳；成行种植的植被可以拦截过滤路侧边坡径流泥沙，起到良好的过滤净化作用；植物的生长可以吸收路面径流中的污染负荷，促进相关有机物的分解，使水流得到净化；生态砌块挡水堰的设计也可以降低水流流速，阻滞一部分路面径流，实现污染物的净化处理功能；这些功效均使得生态砌块边沟的生态性能达到最佳，更适用；

(3)危险品泄漏的应急防范功能

本发明所提出的生态边沟，设计有挡水堰与闸门，闸门可以在危险品泄漏时紧急关闭起到良好危险品泄漏污染防范作用；在不关闭闸门时，其挡水堰也可保证泄漏的危险品在一定范围内得到阻滞而拦截在边沟内，可以有效地防范其对周边敏感水体与农田生态系统的影响。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

实施例2

某公路位于半干旱区域，由于建设早，当时并未考虑到路桥面径流对河流水质的影响及公路危险品运输可能存在的泄漏风险，路桥面径流都是直排进入敏感水体，给敏感水体的水质安全带来巨大的隐患，一旦发生诸如危险品运输泄漏事故，后果将不堪设想。

原设计路基边沟，沟底宽度b1＝0.6m，侧边坡比1：1，h1＝0.6m。

近年来进行了改建，改建替换了路基段落的边沟，并在路基旁边种植了行道树，采用的方案如下：

用不透水的水泥板作为沟底，阶梯形码放的生态砌块组成沟壁，在收缩平台上生态砌块内种植紫穗槐，每个孔穴内按照一株布设；在沿沟底间隔一定距离布设有开口面朝上的挡水生态砌块作为挡水堰；通过沟壁填土植被生态砌块实现边沟绿化；采用等流量方法计算生态导排水边沟设计参数以替代原梯形边沟；并间隔一定距离设置一道闸门，以备危险品泄漏时应急所需；针对路侧行道树抗旱保活需求，在边沟内间隔一定距离变换填土生态砌块的朝向，使边沟水份能够与外侧行道树相通，通过该结构利用生态砌块不同摆放形式的结合实现对路面径流的储存、疏导和净化作用，有效恢复了边沟及沟侧植被，生态边沟成为乡土植物率先入侵的区域，使得整个边沟为植被所覆盖，同时可以实现危险品泄漏应急防范功能，从而达到良好的生态节水效果、景观效果与环保安全效果。

在替代过程中采用了如下方法：

(1)设定原梯形边沟及新型生态边沟基础参数

根据原梯形边沟深度60cm，可供利用的砌块砖为20cm高，初步设定码放层数为3层，高度为60cm，新型边沟深度h2＝60cm。

a.断面形式结构，见图7；

b.砌块砖高度为20cm,码放高度为60cm；

c.为保证植物的成活同时尽量节省占地，砌块砖码放的收缩尺寸w2设定为5cm；

(2)根据挡水深度确定生态边沟挡水堰布设间距d

最大滞水深度：挡水堰存在时，形成的滞水水量恰好可以实现浅水端正好为沟底时滞水深度最大，设计挡水堰高度为h0，则可知新型生态边沟结构中挡水堰沿路线间距d:

式14中：

d为挡水堰沿路线间距；

i为边沟纵坡(％)；

当式14成立时，正好实现空心砖边沟各处均有滞留水分布。

按照挡水堰高度0.2m，边沟纵坡按照3％计算，按照5m间距布设正好可以实现边沟内部水连水，

(3)计算生态边沟宽度

原有梯形边沟和新型生态边沟有效水流断面面积如下：

a1＝(b1+m1h1)h1＝(0.6+0.6)×0.6＝0.72

由于w2＝0.05m，h3＝0.2m，则：

两种边沟流量相等，则：

即：

n1，n2边沟的粗糙系数参考规范查表，分别取值0.0125与0.025。

可得

求解公式可得

b2＝1.27m

5m长度公路集蓄的水量为q＝(0.6+0.6-0.6×0.15)×5÷2＝3.52m³。可知以一液体罐60m³计算，大约关闭17个阀门就可全部拦截危险品；而根据倾覆翻车泄漏量向公路单侧或双侧排泄情况，在不足45m-75m的距离即可满足需求。

通过该生态边沟的设计，实现了中小雨强下一些路面径流的有效收集，基于路面宽度进行简单计算，取得了良好的效益，具体如下：

按照路面汇集的径流量计算：

w总＝w路面+w坡面+w边沟；

m总＝m路面+m坡面+m边沟＝(w路面*d*r路面+w坡面*d*r坡面+w边沟*d)

式中：

——w，汇雨宽度m；

——m，汇雨量mm；

——d，降雨深度mm

——r，径流系数

生态砌块蓄水量计算：

m挡水量＝1/2*h挡水堰*(h挡水堰/0.01x)*w边沟

式中：

——w边沟，边沟宽度m；

——h挡水堰，挡水堰顶部高出边沟底的高度m；

——0.01x，边沟纵坡％。

路面宽度8m，边坡高度2m，边坡坡率1：1.5计算：

路面径流系数r路面按照0.8，边坡径流系数r坡面按照0.6计算，单场降雨深度smm，单位长度公路路面及路基产生的径流水量(半幅)为:[4*0.8*s+3*0.6*s]*[4+3+1]*10^-3＝(3.2+1.8)s＝5sm³。

生态砌块边沟宽度按照梯形计算，下部宽度1—1.5m,生态砌块高度0.2m，挡水堰高0.15m，边沟纵坡按照3％计算，按照5m间距布设正好可以实现边沟内部水连水，5m长度公路集蓄的水量为s＝0.5*0.15m³～0.5*0.15*1.5,即0.075m³～0.1125m³～或0.16-0.24m³,即单位长度边沟为：0.16-0.24m³,

边沟纵坡为千分之三计算时，挡水堰高0.15m，则按照50m间距，单位段落长度的边沟0.075*50＝3.5m,1000m按照8％计算时,则2m间距为16cm,，40cm,单位段落长度的边沟为：0.08*2*1＝0.16m³.,1

根据5s＝0.075，可知，

可以拦截s＝0.075/5＝0.015*1000＝15mm的降水量；

考虑到坡面土壤还有下渗作用，根据相关经验，与路面平均起始径流按照5mm计算，则总共可以拦截20mm的水量。

根据类似地区的降雨资料进行分析，按照经验数值，在生态砌块边沟排空状态下，降雨强度中的中雨与小雨基本上都可以拦截。若是危险品泄漏，可以截留的危险品液体数量为：0.15m³～0.225m³，按照该数量，一车60m³的危化品，在不关闭应急阀门时，大约需要267～400m的缓冲边沟，就可实现完全截留。在面对大量泄露时，可通过旋转手柄7-2来驱动轴杆7-1，使得闸门的挡水板7-4落入由若干砌块7-5、7-6构成闸口之内，进而达成更大的阻拦效果。

除了导排水生态边沟能及时快速排除汇集降落在路基、边坡的雨水，同时能及时拦截排除流向路面的坡面水，防止侵蚀路面、浸泡路基，影响路面的耐久性。

根据一个优选方式，由不透水的水泥板作为沟底，阶梯形码放的填土植被生态砌块组成沟壁，从而较传统边沟具有更好的生态性能，可以通过沟壁植被的生长实现对整体边沟的遮挡与消隐处理；在沿沟底间隔布设有开口面朝上的挡水生态砌块作为挡水堰，边沟水流可为挡水堰阻滞，从而补充沟壁植物生长所需，同时径流还可得到进一步沉淀而净化，在降雨较大时，高出挡水堰的水流会自动排走，从而可以起到调蓄路面径流的作用。

(2)蓄水功能

所述的生态砌块导排水生态边沟侧壁由于每隔一段距离用生态砌块设置了挡水堰，有利于生态砌块内部的土壤通过下渗和毛细作用保持湿润，可以储存一定量的水分，供给植物生长，降低了路侧植被的养护成本。

(3)危险品应急方面的优点

所述的生态砌块导排水生态边沟可以很好地将泄露的的危险品随着汇入边沟的路面径流流入到危险品应急处理中，防止侵蚀路面，提高路面的耐久性。

综上所述，本发明的生态生态砌块导排水边沟，植被绿化效果好，景观效果佳。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的圬工构造物具有增进的突出多项功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述如此结构构成的本发明的导排水生态边沟的技术创新，对于现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处，而确实具有技术进步性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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