[0001]
本发明涉及生态居住领域，具体而言，涉及一种多功能生态跌水系统。
背景技术：
[0002]
随着社会的进步，人民生活水平的提高，人们对于生活环境的要求越来越高，因此，生态宜居城市的概念应运而生。生态宜居城市要求从实际出发，结合地区社会发展规划、水热条件和生态本底特征等情况，提出合适的生态建设思路，选择符合生态宜居城市建设理念的建筑材料和适宜特定生境的植物种类，结合区域功能定位，好、快、省的建设区域绿地系统和水脉系统，实现城市公园的社会经济效益和生态效益。
[0003]
水是生命之源，要建设生态宜居城市，对于区域内水环境的规划利用必不可少，合理的水环境规划利用不仅可以增强区域的整体蓄水能力，还可以通过水景提高区域的整体形象，以及为区域内的绿植覆盖提供充足的水源保障。水需要流动才能称之为活水，在打造区域水环境的过程中，保证水的流动是基本要求。而这些流水不可能全靠外来补充，大多数时候是依靠区域内部水循环。在循环过程中，水在一些区域内流动性较差时，水体的含氧量逐渐降低，常常影响水体有机污染物的分解能力减弱，进而造成区域内水体恶化，导致区域水环境质量变差。
技术实现要素：
[0004]
本发明的目的在于提供一种多功能生态跌水系统，其设计新颖，结构简单，不仅具有较佳的功能性，可以增加区域水体含氧量，提高区域水质，还兼具较佳的观赏游玩性，供人们休闲娱乐。
[0005]
本发明的实施例是这样实现的：一种多功能生态跌水系统，其包括水生态景观区域，以及围绕水生态景观区域的陆地生态区域；水生态景观区域包括高水位消能沉淀区、多级生态跌水区、中央水生态景观区、以及表流湿地区；高水位消能沉淀区设置有输水泵，输水泵从城市河道的低水位端抽水排入高水位消能沉淀区；多级生态跌水区由呈阶梯状分布的多个生态跌水平台组成，多级生态跌水区包括较高的进水侧，以及较低的出水侧，多级生态跌水区的进水侧与高水位消能沉淀区连通；中央水生态景观区与多级生态跌水区的出水侧连通；表流湿地区位于中央水生态景观区远离多级生态跌水区的一侧，并与中央水生态景观区连通；表流湿地区与城市河道的高水位端连通。
[0006]
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，消能沉淀区内部通过设置鱼嘴堰或类似物理结构对来水进行消能，池内底部高程首部略高于尾部，高差控制在30cm~50cm，引导形成一股或多股缓流由首部流向尾部。
[0007]
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，多级生态跌水区所包含的跌水平台数量为2~5个，每个跌水平台的水深均为0.3~1.0 m，每个跌水平台向下一级跌水平台的跌水高度为30~80 cm。
[0008]
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，多级生态跌水区的面积为水生态景观区域总面积的10%~20%。
[0009]
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，每个跌水平台尾部水深均不超过0.1~0.3 m，每个跌水平台的尾部浅水区面积不超过其总面积的30%；尾部浅水区的水底基质部分设置为三层，表层为砂砾石泥质混合层或泥质层，厚度0.15~0.25 m；第二层为粗砂层，厚度0.2~0.3 m，粗砂层的粗砂粒径为0.5~2.0 mm；第三层为碎石层，碎石层的碎石厚度不超过0.2~0.3 m，碎石层的碎石粒径为0.5~2.0 cm；第三层内设置包裹透水土工布的穿孔排水管，穿孔排水管开孔率在10%~20%，穿孔排水管出口出露管长0.05~0.1 m，穿孔排水管出口位于下一台跌水平台水面下0.1~0.2 m。
[0010]
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，中央水生态景观区的面积为水生态景观区域总面积的35%~50%。
[0011]
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，中央水生态景观区的最大水深为2~4 m。
[0012]
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，表流湿地区的面积为水生态景观区域总面积的30%~40%。
[0013]
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，表流湿地区的水深为0.3~0.6 m。
[0014]
进一步地，在本发明其他较佳实施例中，表流湿地区种植有水生植物，水生植物包括菖蒲、香蒲、美人蕉、再力花、风信子、水仙、梭鱼草、芦苇、茭白中的至少一种。
[0015]
本发明实施例的有益效果是：一种多功能生态跌水系统，涉及生态居住领域，其包括水生态景观区域，以及围绕水生态景观区域的陆地生态区域；水生态景观区域包括高水位消能沉淀区、多级生态跌水区、中央水生态景观区、以及表流湿地区。区域内城市河道中的水被输水泵抽取到高水位消能沉淀区达到消能和初沉功效，经过多功能生态跌水曝气增氧后，进入到中央水生态景观区。中央水生态景观区不仅具备蓄水功能，还能作为多级生态跌水区和表流湿地区之间的生物多样性抚育生境。表流湿地区可种植水生植物，水体在此净化提升水质后，重新汇入城市河道。该多功能生态跌水系统设计新颖合理，结构简单，不仅解决城市河道内水体恶化、污染现象，使城市河道内的水体保持稳定的良好水质。同时，多级生态跌水区、中央水生态景观区和表流湿地区为区域提供了多层次的水生态景观和水生生物的栖息或繁育深潭浅滩多种生境，既具备一定的动、静结合的水体景观效果与周边城市河道形成亮丽的风景线，供人们观赏游玩；又营造了浅水、深潭、石砾滩涂等复合生境，为本地生物多样性抚育提供场所。
附图说明
[0016]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0017]
图1为本发明实施例所提供的一种多功能生态跌水系统的平面示意图；图2为本发明实施例所提供的一种多功能生态跌水系统的剖面示意图；图3为本发明实施例所提供的一种多功能生态跌水系统的水循环示意图。
[0018]
图标：10-多功能生态跌水系统；100-水生态景观区域；110-高水位消能沉淀区；
120-多级生态跌水区；121-跌水平台；130-中央水生态景观区；140-表流湿地区；200-陆地生态区域；300-城市河道。
具体实施方式
[0019]
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0020]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0021]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0023]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
[0024]
本实施例提供了一种多功能生态跌水系统10，参照图1所示，其包括水生态景观区域100，以及围绕水生态景观区域100的陆地生态区域200；水生态景观区域100包括高水位消能沉淀区110、多级生态跌水区120、中央水生态景观区130、以及表流湿地区140。
[0025]
如图1和图2所示，高水位消能沉淀区110设置有输水泵（图未示），输水泵从城市河道300的低水位端抽水排入高水位消能沉淀区110；多级生态跌水区120由呈阶梯状分布的
多个跌水平台121组成，多级生态跌水区120包括较高的进水侧，以及较低的出水侧，多级生态跌水区120的进水侧与高水位消能沉淀区110连通；中央水生态景观区130与多级生态跌水区120的出水侧连通；表流湿地区140位于中央水生态景观区130远离多级生态跌水区120的一侧，并与中央水生态景观区130连通；表流湿地区140与城市河道300的高水位端连通。在生态城市的建设过程中，城市河道300是区域内水体循环流动的主要干道，但是在流动过程中，水在一些区域内流动性较差时，水体的含氧量逐渐降低，常常影响水体有机污染物的分解能力减弱，进而造成城市河道300内水体恶化。而本实施例中，在水循环过程中增加了多功能生态跌水系统10，如图3所示，通过将城市河道300低水位端中的水采用输水泵抽取到高水位消能沉淀区110，经过多级生态跌水区120跌水增氧后，依次进入到中央水生态景观区130、表流湿地区140，在跌水的过程中提高水体的整体含氧量，强化了水体自净能力，保持水生植物根系微生物对污染物的分解活动中有充足的氧气；表流湿地区140种植有大量水生植物，对水中的污染物有较好的净化能力。水体经过表流湿地区140后回到城市河道300的高水位端，并沿城市河道300的高水位端流回到低水位端，完成整个水循环，提高区域内整体水质。
[0026]
进一步地，如图1和图2所示，多级生态跌水区120所包含的跌水平台121数量为2~5个。以本实施例为例，共设有两个跌水平台121，水体由高水位消能沉淀区110进入第一级的跌水平台121，由第一级的跌水平台121进入到第二级的跌水平台121，再由第二级的跌水平台121进入到中央水生态景观区130，共经过三次跌水增氧过程。每个跌水平台121的水深均为0.3~1.0 m。每次跌水的高度为30~80 cm，优选为50~60 cm，在此范围内，可以保证每次跌水的溶氧增量在1~3 mg/l。显著提高区域水体的品质。多级生态跌水区120的面积为水生态景观区域100总面积的10%~20%。除了达到增氧的功能外，还可以为区域增加瀑布景观，提升观赏性和游玩性，同时，增加了水鸟与水生生物栖息环境。
[0027]
中央水生态景观区130具备较佳的蓄水功能，中央水生态景观区130的面积为水生态景观区域100总面积的35%~50%，水深为2~4 m，可以提高区域整体的蓄水能力，同时，其还能作为多级生态跌水区120和表流湿地区140之间的缓冲，避免跌水对植被的直接冲刷，形成良好的水域生态景观。此外，多级生态跌水区120和中央水生态景观区130可以形成一动一静的水景搭配，构成靓丽的风景线。进一步地，可以在中央水生态景观区130内布置喷泉，增加额外的观赏性。进一步地，可以在中央水生态景观区130内沼泽型湖心岛，增强生境多样性，为涉水生物多样性创造栖息与繁衍条件。
[0028]
如图1和图2所示，表流湿地区140种植有水生植物，水生植物包括菖蒲、香蒲、美人蕉、再力花、风信子、水仙、梭鱼草、芦苇和茭白中的至少一种。水体由中央水生态景观区130进入到表流湿地区140后，可以在此处被水生植物净化，从而提升水质，并重新汇入城市河道300。表流湿地区140的面积为水生态景观区域100总面积的35%~50%，其水深为0.3~0.6 m。在多级生态跌水区120、中央水生态景观区130两大景观之外，还可以增加湿地风貌，提高区域水景的层次感，也增加更多的绿意。
[0029]
除此之外，在陆地生态区域200还可以进一步增加绿植，利用景观大树、乔木、地表花卉形成高中低的错落搭配，再与表流湿地区140的水生植物交相呼应，形成丰富的植物景观。同时，搭配亭台、廊桥等人工设施，供人们驻足游玩，真正实现人与自然的和谐共处。
[0030]
综上所述，一种多功能生态跌水系统10，其包括水生态景观区域100，以及围绕水
生态景观区域100的陆地生态区域200；水生态景观区域100包括高水位消能沉淀区110、多级生态跌水区120、中央水生态景观区130、以及表流湿地区140。区域内城市河道300中的水被输水泵抽取到高水位消能沉淀区110，经过多级生态跌水区120跌水增氧后，进入到中央水生态景观区130。中央水生态景观区130不仅具备蓄水功能，还能作为多级生态跌水区120和表流湿地区140之间的缓冲。表流湿地区140可种植水生植物，水体在此净化提升水质后，重新汇入城市河道300。该多功能生态跌水系统10设计新颖合理，结构简单，不仅解决城市河道300内水体恶化、污染现象，使城市河道300内的水体保持稳定的良好水质。同时，多级生态跌水区120、中央水生态景观区130和表流湿地区140为区域提供了多层次的水生态景观和水生生物的栖息或繁育深潭浅滩多种生境，既具备一定的动、静结合的水体景观效果与周边城市河道形成亮丽的风景线，供人们观赏游玩；又营造了浅水、深潭、石砾滩涂等复合生境，为本地生物多样性抚育提供场所。
[0031]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种多功能生态跌水系统，其特征在于，包括水生态景观区域，以及围绕水生态景观区域的陆地生态区域；所述水生态景观区域包括高水位消能沉淀区、多级生态跌水区、中央水生态景观区、以及表流湿地区；所述高水位消能沉淀区设置有输水泵，所述输水泵从城市河道的低水位端抽水排入所述高水位消能沉淀区；所述多级生态跌水区由呈阶梯状分布的多个生态跌水平台组成，所述多级生态跌水区包括较高的进水侧，以及较低的出水侧，所述多级生态跌水区的进水侧与高水位消能沉淀区连通；所述中央水生态景观区与所述多级生态跌水区的出水侧连通；所述表流湿地区位于所述中央水生态景观区远离所述多级生态跌水区的一侧，并与所述中央水生态景观区连通；所述表流湿地区与所述城市河道的高水位端连通。2.根据权利要求1所述的多功能生态跌水系统，其特征在于，所述消能沉淀区内部通过设置鱼嘴堰或类似物理结构对来水进行消能，池内底部高程首部略高于尾部，高差控制在30cm~50cm，引导形成一股或多股缓流由首部流向尾部。3.根据权利要求2所述的多功能生态跌水系统，其特征在于，所述多级生态跌水区所包含的跌水平台数量为2~5个，每个所述跌水平台的水深均为0.3~1.0 m，每个所述跌水平台向下一级所述跌水平台的跌水高度为30~80 cm。4.根据权利要求3所述的多功能生态跌水系统，其特征在于，所述多级生态跌水区的面积为所述水生态景观区域总面积的10%~20%。5.根据权利要求4所述的多功能生态跌水系统，其特征在于，每个所述跌水平台尾部水深均不超过0.1~0.3 m，每个所述跌水平台的尾部浅水区面积不超过其总面积的30%；所述尾部浅水区的水底基质部分设置为三层，表层为砂砾石泥质混合层或泥质层，厚度0.15~0.25 m；第二层为粗砂层，厚度0.2~0.3 m，所述粗砂层的粗砂粒径为0.5~2.0 mm；第三层为碎石层，所述碎石层的碎石厚度不超过0.2~0.3 m，所述碎石层的碎石粒径为0.5~2.0 cm；第三层内设置包裹透水土工布的穿孔排水管，所述穿孔排水管开孔率在10%~20%，所述穿孔排水管出口出露管长0.05~0.1 m，所述穿孔排水管出口位于下一台跌水平台水面下0.1~0.2 m。6.根据权利要求5所述的多功能生态跌水系统，其特征在于，所述中央水生态景观区的面积为所述水生态景观区域总面积的35%~50%。7.根据权利要求6所述的多功能生态跌水系统，其特征在于，所述中央水生态景观区的最大水深为2~4 m。8.根据权利要求7所述的多功能生态跌水系统，其特征在于，所述表流湿地区的面积为所述水生态景观区域总面积的30%~40%。9.根据权利要求8所述的多功能生态跌水系统，其特征在于，所述表流湿地区的水深为0.3~0.6 m。10.根据权利要求9所述的多功能生态跌水系统，其特征在于，所述表流湿地区种植有水生植物，所述水生植物包括菖蒲、香蒲、美人蕉、再力花、风信子、水仙、梭鱼草、芦苇、茭白中的至少一种。
技术总结
一种多功能生态跌水系统，涉及生态居住领域，其包括水生态景观区域，以及围绕水生态景观区域的陆地生态区域；水生态景观区域包括高水位消能沉淀区、多级生态跌水区、中央水生态景观区、以及表流湿地区。区域内城市河道中的水被输水泵抽取该多功能生态跌水提供，经过消能沉淀、跌水增氧、植物净水后，重新汇入城市河道。该多功能生态跌水系统设计新颖合理，结构简单，不仅解决城市河道内水体恶化、污染现象。同时，还为区域提供了多层次的水生态景观和水生生物的栖息或繁育生境，既具备一定的动、静结合的水体景观效果与周边城市河道形成亮丽的风景线，供人们观赏游玩；又营造了浅水、深潭、石砾滩涂等复合生境，为本地生物多样性抚育提供场所。育提供场所。育提供场所。
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