本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在海綿城市建設(shè)的大背景下，全國各地針對黑臭河道的治理已全面展開。對于缺水型的污染河道，盡管通過各種手段對陸域污染進(jìn)行治理，能夠在一定程度上減少進(jìn)入河道的污染負(fù)荷，對消除河道黑臭和改善水質(zhì)具有一定意義。但還有許多污染物會(huì)通過各種渠道進(jìn)入河道污染河水，造成新的污染，而在河道水量少，無外來清水補(bǔ)充，自凈能力弱的情況下，必須加強(qiáng)河水本身的污染凈化，才能更好地達(dá)到消除黑臭、改善水質(zhì)的目標(biāo)。

為解決缺水型河道枯水期少水或無水的困境，現(xiàn)有的方法多是在河道內(nèi)建設(shè)攔水堰或橡膠壩等，這些設(shè)施可將水位抬高，在壩前形成一個(gè)蓄水區(qū)，可在一定程度上保證河道生態(tài)用水需求，同時(shí)又能減少洪水發(fā)生時(shí)對河岸的沖刷。但其不足之處是如果攔水堰建得過高，會(huì)對行洪造成不利影響，而且對水質(zhì)的凈化作用不大，很難滿足對河道污水原位凈化的需要。而如果將河道污水輸送到河道外進(jìn)行處理，則又存在占地多，能耗高等不足，因此，需要提供一種既能滿足行洪要求，又具有節(jié)能、節(jié)地效益的河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，實(shí)現(xiàn)對受污染河水的原位凈化與蓄存，既能滿足行洪要求，又具有節(jié)能、節(jié)地效益。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)，包括淺型滲濾壩、壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)和壩下下沉式生態(tài)塘，所述淺型滲濾壩設(shè)置在河道的河槽底部上，所述淺型滲濾壩的寬度與河道的寬度相同，所述壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)設(shè)置在所述淺型滲濾壩前方的河道中，所述壩下下沉式生態(tài)塘設(shè)置在所述淺型滲濾壩的后方河道的河槽底部高程之下，所述淺型滲濾壩包括攔水層和設(shè)置在所述攔水層上的滲濾層。

優(yōu)選的，所述攔水層為鋼筋混凝土層，厚度為4～5m，高度高出河道河底高程40～60cm；所述攔水層頂部設(shè)有用于安裝所述滲濾層的凹槽，所述凹槽的深度為15～20cm，所述凹槽的寬度和厚度分別與所述滲濾層的寬度和厚度相同；所述滲濾層為格賓石籠滲濾層，所述滲濾層的厚度為2～3m，所述滲濾層的高度為50～60cm。

優(yōu)選的，所述壩下下沉式生態(tài)塘的出水口高程低于所述淺型滲濾壩高程0.3米以上。

優(yōu)選的，所述壩下下沉式生態(tài)塘兩側(cè)設(shè)有塘埂，所述塘埂包括在所述壩下下沉式生態(tài)塘兩側(cè)夯實(shí)的本土上由下至上依次設(shè)置的防滲土工布層和格賓石籠層，所述塘埂的坡度為1:2，所述格賓石籠層厚度為0.3m；當(dāng)河槽寬度大于20m時(shí)，所述壩下下沉式生態(tài)塘的塘埂距離河道兩側(cè)護(hù)岸坡腳水平距離不小于3m；當(dāng)河槽寬度小于10m時(shí)，所述壩下下沉式生態(tài)塘的塘埂距離河道兩側(cè)護(hù)岸坡腳水平距離不小于1.5m。

優(yōu)選的，所述壩下下沉式生態(tài)塘的深度為1.1～1.3m，底部鋪設(shè)有10～30cm厚的礫石，所述壩下下沉式生態(tài)塘的塘底的坡度與設(shè)置所述壩下下沉式生態(tài)塘的河道的原有河槽底部坡度相同，所述壩下下沉式生態(tài)塘的長度不大于50米。

優(yōu)選的，所述壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)包括鋪設(shè)在河槽底部上的基質(zhì)層，所述基質(zhì)層的兩側(cè)區(qū)域種植有挺水植物，所述基質(zhì)層的中部區(qū)域種植有沉水植物。

優(yōu)選的，所述挺水植物包括水蔥、香蒲和燈心草中的一種或多種，所述沉水植物包括苦草、菹草和黑藻中的一種或多種；所述壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)的水體中投放有具有高效凈化作用的復(fù)合微生物菌群，所述基質(zhì)層上還種植有人工水草，所述壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)的水體中設(shè)有第一噴泉式增氧機(jī)。

優(yōu)選的，所述壩下下沉式生態(tài)塘中種植有多種多年生挺水植物，優(yōu)選的，所述多年生挺水植物包括狹葉香蒲、東方香蒲、寬葉香蒲、水蔥、燈心草和西伯利亞鳶尾中的至少兩種，種植平均密度為9株/平方米，每種多年生挺水植物按組團(tuán)式或分段式種植，不同品種的多年生挺水植物間設(shè)有隔離條進(jìn)行隔離。

優(yōu)選的，所述壩下下沉式生態(tài)塘的后部設(shè)有擋水板，所述擋水板的高度高于所述壩下下沉式生態(tài)塘的出水口30cm以上，所述擋水板的寬度與所述壩下下沉式生態(tài)塘的寬度相同，所述擋水板的厚度為8～12cm，所述擋水板與所述壩下下沉式生態(tài)塘后部的側(cè)壁之間的距離為25～35cm，所述擋水板下部設(shè)有多個(gè)支撐腳，所述支撐腳的底部與所述壩下下沉式生態(tài)塘的塘底接觸，相鄰的兩個(gè)所述支撐腳之間設(shè)有過水口，所述過水口上設(shè)有可拆卸格柵。

優(yōu)選的，所述壩下下沉式生態(tài)塘中設(shè)有第二噴泉式增氧機(jī)和生物膜載體填料。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供的河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)，包括淺型滲濾壩、壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)和壩下下沉式生態(tài)塘，淺型滲濾壩既能攔截一定河水使壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)中蓄水，增加水資源保有量，又能為壩下下沉式生態(tài)塘提供無動(dòng)力配水機(jī)制，同時(shí)還可對來水進(jìn)行初步沉降、過濾和凈化。壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)既能對河水進(jìn)行凈化作用，又能蓄積一定的水量，而壩下下沉式生態(tài)塘建在河槽底部高程之下，對行洪無影響，既能滿足水利部門對行洪的要求，又能發(fā)揮其凈化作用和蓄水功能。三個(gè)部分協(xié)同作用，相互配合，為河水的原位污染凈化和水資源貯蓄提供了一種切實(shí)可行的方法。該河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)的建設(shè)，使河道既有淺灘，又有“深潭”，增加了河道的景觀多樣性，有利于改善傳統(tǒng)水利部門河道整治中存在的“渠化”、“硬化”現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了對受污染河水的原位凈化與蓄存，既能滿足行洪要求，又具有節(jié)能、節(jié)地效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)中淺型滲濾壩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)中擋水板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-淺型滲濾壩、11-攔水層、12-滲濾層、2-壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)、3-壩下下沉式生態(tài)塘、31-擋水板、311-支撐腳、312-可拆卸格柵、32-出水口。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，實(shí)現(xiàn)對受污染河水的原位凈化與蓄存，既能滿足行洪要求，又具有節(jié)能、節(jié)地效益。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)，如圖1所示，包括淺型滲濾壩1、壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)2和壩下下沉式生態(tài)塘3，淺型滲濾壩1設(shè)置在河道的河槽底部上，淺型滲濾壩1的寬度與河道的寬度相同，壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)2設(shè)置在淺型滲濾壩1前方的河道中，壩下下沉式生態(tài)塘3設(shè)置在淺型滲濾壩1的后方河道的河槽底部高程之下，如圖2所示，淺型滲濾壩1包括攔水層11和設(shè)置在攔水層11上的滲濾層12。

本實(shí)施例提供的河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)，淺型滲濾壩1既能攔截一定河水使壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)2中蓄水，增加水資源保有量，又能為壩下下沉式生態(tài)塘3提供無動(dòng)力配水機(jī)制，同時(shí)還可對來水進(jìn)行初步沉降、過濾和凈化。壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)2既能對河水進(jìn)行凈化作用，又能蓄積一定的水量，而壩下下沉式生態(tài)塘3建在河槽底部高程之下，對行洪無影響，既能滿足水利部門對行洪的要求，又能發(fā)揮其凈化作用和蓄水功能。三個(gè)部分協(xié)同作用，相互配合，為河水的原位污染凈化和水資源貯蓄提供了一種切實(shí)可行的方法。該河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)的建設(shè)，使河道既有淺灘，又有“深潭”，增加了河道的景觀多樣性，有利于改善傳統(tǒng)水利部門河道整治中存在的“渠化”、“硬化”現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了對受污染河水的原位凈化與蓄存，既能滿足行洪要求，又具有節(jié)能、節(jié)地效益。

本實(shí)施例提供的河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)，滿足行洪要求，同時(shí)又需要發(fā)揮較好的蓄水和凈化作用，所以，河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)在選擇其設(shè)置位置時(shí)，優(yōu)選將其設(shè)置于具有一定坡度且河底高程沿水流流向呈下降趨勢的河道中，并且選擇前部的河道河底坡度較平緩、后部的河道河底坡度較大的河段，并將淺型滲濾壩1設(shè)置在該河段河底坡度發(fā)生變化的位置處，即使得淺型滲濾壩1前方的河道河底坡度較平緩，淺型滲濾壩1后方的河道河底坡度較大，以滿足蓄水和跌水需要；除此之外，在選址時(shí)也可考慮以下幾個(gè)方面：

(1)優(yōu)選設(shè)置于污染最嚴(yán)重的河段，以充分發(fā)揮其凈化功能；

(2)優(yōu)選設(shè)置于河道河槽較寬的河段，充分發(fā)揮其蓄水和行洪功能；

(3)優(yōu)選設(shè)置于常水位相對較淺的河段，以充分體現(xiàn)蓄水作用；

(4)優(yōu)選設(shè)置于兩側(cè)無敏感目標(biāo)的河道(如涵閘等)；

(5)優(yōu)選設(shè)置于兩側(cè)護(hù)岸坡度較平緩的河段，減少岸基崩塌風(fēng)險(xiǎn)。

攔水層11為鋼筋混凝土層，厚度為4～5m，高度高出河道河底高程40～60cm，本實(shí)施例優(yōu)選設(shè)置為50cm；攔水層11頂部設(shè)有用于安裝滲濾層的凹槽，凹槽的深度為15～20cm，本實(shí)施例優(yōu)選設(shè)置為20cm，凹槽的寬度和厚度分別與滲濾層12的寬度和厚度相同；滲濾層12為格賓石籠滲濾層，滲濾層12的厚度為2～3m，滲濾層12的高度為50～60cm，滲濾層12下部20cm埋在攔水層11的凹槽中，滲濾層12高出攔水層11的部分高度為30～40cm，發(fā)揮其初步過濾、凈化水質(zhì)的作用。

位于淺型滲濾壩1下部的攔水層11不透水，從而可以蓄積河水，上部的滲濾層12能夠?qū)铀M(jìn)行初步過濾和凈化。攔水層11高度和滲濾層12高度可依據(jù)具體的河道進(jìn)行調(diào)整，總的原則是以不影響河道行洪為準(zhǔn)。

滲濾壩1的兩端與河岸聯(lián)結(jié)成一體，對于橫截面為梯形的主河槽，建成后的滲濾壩1的截面如圖2所示。

壩下下沉式生態(tài)塘3的出水口32高程低于淺型滲濾壩高程0.3米以上，能夠?qū)崿F(xiàn)利用壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)2和壩下下沉式生態(tài)塘3之間的高度差及其下降的坡度而排水，實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力配水機(jī)制。

本實(shí)施例中的壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)2包括設(shè)置在河槽底部上的基質(zhì)層，在壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)2河槽中部區(qū)域的基質(zhì)層上種植有沉水植物，在兩側(cè)岸邊的淺水區(qū)域的基質(zhì)層上種植有挺水植物，構(gòu)建以沉水植物為主，挺水植物為輔的水生植物凈化系統(tǒng)，保證良好的凈化效果的同時(shí)減少挺水植物對行洪的影響。

本實(shí)施例中挺水植物包括水蔥、香蒲和燈心草中的一種或多種，沉水植物包括苦草、菹草和黑藻中的一種或多種。

壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)2的水體中投放有具有高效凈化作用的復(fù)合微生物菌群，基質(zhì)層上還種植有人工水草，幫助消除水體黑臭。壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)2的水體中設(shè)有第一噴泉式增氧機(jī)，增加水體中的氧氣含量，以強(qiáng)化凈化效果和改善景觀。

本實(shí)施例中的壩下下沉式生態(tài)塘3兩側(cè)設(shè)有塘埂，塘埂先由壩下下沉式生態(tài)塘3兩側(cè)的本土夯實(shí)，再在夯實(shí)的本土上由下至上依次設(shè)置的防滲土工布層和格賓石籠層，本實(shí)施例防滲土工布層優(yōu)選采用規(guī)格為200g/平方米的防滲土工布，塘埂可以穩(wěn)固壩下下沉式生態(tài)塘3，又能夠凈化水質(zhì)。

本實(shí)施例中的壩下下沉式生態(tài)塘3為在設(shè)置壩下下沉式生態(tài)塘3的原有河道的河槽底部人工挖掘而成，其建設(shè)以不影響河道兩側(cè)岸坡穩(wěn)定為前提，一般不受大小和形狀的限制，具體建設(shè)可優(yōu)選遵循以下技術(shù)要求：

1、塘埂的坡度為1:2，格賓石籠層厚度為0.3m。

2、對于主河槽寬度大于20m的河道，壩下下沉式生態(tài)塘3的塘埂距離河道兩側(cè)護(hù)岸坡腳水平距離不小于3m；對于主河槽寬度小于10m的河道，壩下下沉式生態(tài)塘3的塘埂距離河道兩側(cè)護(hù)岸坡腳水平距離不小于1.5m；上述距離設(shè)定可基本消除對河道護(hù)岸穩(wěn)定性的影響。

3、壩下下沉式生態(tài)塘3的深度為1.1～1.3m，底部鋪設(shè)有10～30cm厚的礫石，更具體的，可將壩下下沉式生態(tài)塘3的深度設(shè)置為1.2m，并鋪設(shè)20cm厚的礫石，有效水深度為1m。

4、壩下下沉式生態(tài)塘3的塘底的坡度與設(shè)置壩下下沉式生態(tài)塘3的河道的原有河槽底部坡度相同，壩下下沉式生態(tài)塘3的長度不大于50米，以利于排水和管理。

5、壩下下沉式生態(tài)塘3中種植有多種多年生挺水植物，如狹葉香蒲、東方香蒲、寬葉香蒲、水蔥、燈心草和西伯利亞鳶尾中的至少兩種。種植平均密度為9株/平方米，每種多年生挺水植物按組團(tuán)式或分段式種植，種植時(shí)盡可能保證物種多樣性，不同品種的多年生挺水植物間設(shè)有隔離條進(jìn)行隔離，防止以后由于種間競爭導(dǎo)致競爭排斥，該隔離條可采用硬質(zhì)塑料板。

6、壩下下沉式生態(tài)塘3中設(shè)有生物膜載體填料，例如由設(shè)置高分子材料制成的人工水草，比表面積大，可附著微生物形成具有凈化作用的生物膜，增強(qiáng)凈化效果。

7、壩下下沉式生態(tài)塘3中設(shè)有第二噴泉式增氧機(jī)，增加水體中的氧氣含量，能夠增加污染凈化效果和景觀功能。

8、壩下下沉式生態(tài)塘3的后部設(shè)有擋水板31，如圖3所示，擋水板3為鋼筋混凝土制作，擋水板31的高度高于壩下下沉式生態(tài)塘3的出水口30cm以上，擋水板31的寬度與壩下下沉式生態(tài)塘3的寬度相同，擋水板31的厚度為8～12cm，優(yōu)選設(shè)置為10cm，擋水板31與壩下下沉式生態(tài)塘3后部的側(cè)壁之間的距離為25～35cm，優(yōu)選設(shè)置為30cm。擋水板31下部設(shè)有多個(gè)支撐腳311，支撐腳311為鋼筋混凝土制作，支撐腳311的底部與壩下下沉式生態(tài)塘3的塘底接觸，本實(shí)施例優(yōu)選設(shè)置每個(gè)支撐腳311寬度為0.2米，相鄰的兩個(gè)支撐腳311之間距離1米，相鄰的兩個(gè)支撐腳311之間設(shè)有過水口，相鄰的兩個(gè)支撐腳311之間的1m的開口即為過水口，過水口上設(shè)有可拆卸格柵312，可拆卸格柵312為鍍鋅鋼絲格柵，用于過水和阻擋大的顆粒物。經(jīng)過壩下下沉式生態(tài)塘3中的多年生挺水植物以及濾料層凈化、過濾后的水，經(jīng)由擋水板31底部的過水口流入至擋水板31與壩下下沉式生態(tài)塘3后部的側(cè)壁之間的空隙，由壩下下沉式生態(tài)塘3的出水口32排出。擋水板31的設(shè)置可使經(jīng)過壩下下沉式生態(tài)塘3中多年生挺水植物以及底部的濾料層凈化后的水優(yōu)先排出，提高排出的水的水質(zhì)。

本實(shí)施例提供的河道原位凈化與蓄水系統(tǒng)，針對那些無清水來源，枯水季水量少、污染嚴(yán)重，雨季時(shí)間不長的河道，利用在河道中構(gòu)建由“壩前蓄水區(qū)表面流濕地系統(tǒng)+淺型生態(tài)滲濾壩+壩下下沉式生態(tài)塘”組成的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對受污染河水的原位凈化與蓄存，既能滿足行洪要求，又具有節(jié)能、節(jié)地效益。

本發(fā)明中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。