本實(shí)用新型涉及湖泊水體生態(tài)修復(fù)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硬質(zhì)坡面池底富營養(yǎng)化水體的綜合型生態(tài)治理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

富營養(yǎng)化是當(dāng)今湖泊水環(huán)境面臨的主要問題，長期以來，人們不斷探索富營養(yǎng)化水體治理的途徑。富營養(yǎng)化是由于人類活動的影響，生物所需的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的富集，引起藻類及其它浮游生物迅速繁殖、水體溶解氧量下降、魚類及其它生物大量死亡、水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。富營養(yǎng)化是湖泊水體生長、發(fā)育、老化、消亡整個(gè)生命史中必經(jīng)的天然過程，其過程漫長，常常需要以地質(zhì)年代或世紀(jì)來描述其進(jìn)程。而因人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象，它演變的速度非?？欤稍诙唐趦?nèi)使水體由貧營養(yǎng)狀態(tài)變?yōu)楦粻I養(yǎng)狀態(tài)。水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象主要表現(xiàn)為浮游生物大量繁殖，出現(xiàn)“水華”的現(xiàn)象。就目前而言主要是人為活動產(chǎn)生的影響。

目前，國家建設(shè)進(jìn)程高速發(fā)展，人們對生活質(zhì)量要求隨之不斷提高，許多城市建設(shè)引入水體營造、湖泊建設(shè)等人工湖項(xiàng)目，部分人工湖為坡面及池底硬化水體，邊坡較陡（坡比陡于1:3），無生態(tài)系統(tǒng)，造成新建人工湖水體富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重、水體惡化趨勢明顯，人工湖變臭水塘的新聞現(xiàn)狀已經(jīng)數(shù)見不鮮，水體生態(tài)修復(fù)迫在眉睫。

傳統(tǒng)的凈化富營養(yǎng)化水體方式為引水換水、投加化學(xué)或微生物藥劑、利用充氧設(shè)施或設(shè)備對水體進(jìn)行強(qiáng)制充氧等。其中，引水換水措施需要有充足、方便的清潔水源作為換水水源，同時(shí)此種方式存在水質(zhì)穩(wěn)定程度差、污染轉(zhuǎn)移等缺點(diǎn)；投加化學(xué)或微生物藥劑存在資金投入大、水質(zhì)易反復(fù)、有二次污染等問題；強(qiáng)制曝氣措施存在能耗大，處理費(fèi)用高等不足。

生態(tài)措施主要為利用原生態(tài)的方式來進(jìn)行水處理，即模擬自然界中的生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者，精心合理配置，從而使整個(gè)食物鏈越來越豐富，使生態(tài)系統(tǒng)越來越穩(wěn)定，運(yùn)用自然界本身的自我凈化功能來達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

生態(tài)修復(fù)是相對于生態(tài)破壞而言的，生態(tài)破壞的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能和關(guān)系的破壞，硬質(zhì)坡面池底水體不具備通過生態(tài)措施進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，屬于生態(tài)破壞，而生態(tài)修復(fù)就是恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)合理的結(jié)構(gòu)、高效的功能和協(xié)調(diào)的關(guān)系，是重建受損生態(tài)系統(tǒng)的功能以及相關(guān)的物理、化學(xué)和生物特性。其本質(zhì)是恢復(fù)系統(tǒng)的必要功能并使系統(tǒng)達(dá)到自我維持的狀態(tài)。修復(fù)的目的是要再現(xiàn)一個(gè)自然的，能自我調(diào)節(jié)的生態(tài)系統(tǒng)，使其與所在的生態(tài)景觀形成一個(gè)完整的統(tǒng)一體。

此外，天然湖泊相比，硬質(zhì)坡面池底富營養(yǎng)化水體類型的人工湖由于功能的需要，存在構(gòu)筑物均采用工程化的方式進(jìn)行建設(shè)，如何提高湖泊景觀，盡量減少人工化的痕跡，以與周邊景觀相協(xié)調(diào)，也是湖泊建設(shè)應(yīng)該考慮的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供了一種硬質(zhì)坡面池底富營養(yǎng)化水體的綜合型生態(tài)治理系統(tǒng)。

一種硬質(zhì)坡面池底富營養(yǎng)化水體的綜合型生態(tài)治理系統(tǒng)，包括池體，池體由緩沖區(qū)隔墻分隔為初級緩沖區(qū)和生態(tài)凈化區(qū)，初級緩沖區(qū)內(nèi)設(shè)置有系統(tǒng)進(jìn)水管，生態(tài)凈化區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)離初級緩沖區(qū)的一側(cè)設(shè)置有排水池，排水池通過運(yùn)行泄水管與生態(tài)凈化區(qū)連通，生態(tài)凈化區(qū)內(nèi)設(shè)置有基底隔墻，基底隔墻為依次嵌套的環(huán)形隔墻或從初級緩沖區(qū)至排水池依次分布的直線型隔墻，基底隔墻之間從下至上設(shè)置黃沙層及礫石層，礫石層上設(shè)置有水生植物層。

池體的底部為硬質(zhì)池底，硬質(zhì)池底的底部為水平區(qū)域，硬質(zhì)池底除水平區(qū)域的其他部分為坡度區(qū)域，硬質(zhì)池底的坡度區(qū)域在水平面的投影面積大于等于初級緩沖區(qū)和生態(tài)凈化區(qū)的總水面面積的50%。

黃沙層在坡度區(qū)域的基底隔墻之間呈斜坡狀，黃沙層厚度大于等于20cm，斜坡狀的黃沙層坡度小于等于20度，在水平區(qū)域的黃沙層呈水平狀；

礫石層鋪設(shè)在黃沙層上，礫石層的厚度為10~15cm，礫石層在坡度區(qū)域的基底隔墻之間呈斜坡狀，斜坡狀的礫石層的坡度小于等于20度，在水平區(qū)域的礫石層呈水平狀。

相鄰的基底隔墻距離大于等于2米，基底隔墻的頂部高于礫石層的頂面至少10cm，基底隔墻采用磚墻或者混凝土墻。

水生植物層為菖蒲或梭魚草或水蔥或黃花鳶尾或傘草或再力花或美人蕉或睡蓮和荇菜和芡實(shí)或狐尾藻或苦草或金魚藻或黑藻或眼子菜或菹草。

初級緩沖區(qū)內(nèi)填充緩沖區(qū)礫石層，緩沖區(qū)礫石層中的礫石粒徑為70～100mm，緩沖區(qū)隔墻采用漿砌塊石或者磚墻。

緩沖區(qū)隔墻頂部標(biāo)高低于設(shè)置在初級緩沖區(qū)的系統(tǒng)進(jìn)水管底部標(biāo)高至少5cm，緩沖區(qū)隔墻離系統(tǒng)進(jìn)水管的出水口的垂直距離大于等于50cm。

運(yùn)行泄水管管頂標(biāo)高低于系統(tǒng)進(jìn)水管管底標(biāo)高至少10cm，生態(tài)凈化區(qū)的水面標(biāo)高低于初級緩沖區(qū)的水面標(biāo)高至少5cm。

排水池還設(shè)置有排水管，運(yùn)行泄水管至排水管依次設(shè)置有第一不銹鋼絲攔網(wǎng)和第二不銹鋼絲攔網(wǎng)，第一不銹鋼絲攔網(wǎng)的孔徑大于第二不銹鋼絲攔網(wǎng)的孔徑。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：

1、初級緩沖區(qū)能對進(jìn)水量進(jìn)行調(diào)控，還對進(jìn)水有一定凈化作用，對生態(tài)治理系統(tǒng)的穩(wěn)定性有較強(qiáng)保障作用；

2、利用了現(xiàn)有湖體，無需其他工程用地，節(jié)省了工程建設(shè)成本；

3、本系統(tǒng)生物性多樣，運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，整體穩(wěn)定性好；

4、水生植物對水體中的營養(yǎng)鹽均有很好的吸收、凈化能力，水生植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收有利于水體中N、P等營養(yǎng)平衡，能有效地控制水體富營養(yǎng)化；

5、凈水能力較強(qiáng)，有效減少了系統(tǒng)引水換水頻和對藥物、曝氣的需求，減少了二次污染問題；

6、減少了人工化痕跡，同時(shí)，構(gòu)建營造了多樣性的濕地植被景觀，提高了該生態(tài)修復(fù)處理裝置與周邊景觀的協(xié)調(diào)性；

7、可用于凈化具有一定預(yù)處理措施的生活污水。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的其中一種實(shí)施方式的平面示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1—緩沖區(qū)隔墻、2—緩沖區(qū)礫石層、3—基底隔墻、4—礫石層、5—黃沙層、6—水生植物層、7—系統(tǒng)進(jìn)水管、8—運(yùn)行泄水管、9—第一不銹鋼絲攔網(wǎng)、10—第二不銹鋼絲攔網(wǎng)、11—排水管、12—硬質(zhì)池底、13—初級緩沖區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

一種硬質(zhì)坡面池底富營養(yǎng)化水體的綜合型生態(tài)治理系統(tǒng)，包括池體，池體由緩沖區(qū)隔墻1分隔為初級緩沖區(qū)13和生態(tài)凈化區(qū)14，初級緩沖區(qū)13內(nèi)設(shè)置有系統(tǒng)進(jìn)水管7，生態(tài)凈化區(qū)14內(nèi)遠(yuǎn)離初級緩沖區(qū)13的一側(cè)設(shè)置有排水池15，排水池15通過運(yùn)行泄水管8與生態(tài)凈化區(qū)14連通，生態(tài)凈化區(qū)14內(nèi)設(shè)置有基底隔墻3，基底隔墻3為依次嵌套的環(huán)形隔墻或從初級緩沖區(qū)13至排水池15依次分布的直線型隔墻，基底隔墻3之間從下至上設(shè)置黃沙層5及礫石層4，礫石層4上設(shè)置有水生植物層6。

池體的底部為硬質(zhì)池底12，硬質(zhì)池底12的底部為水平區(qū)域，硬質(zhì)池底12除水平區(qū)域的其他部分為坡度區(qū)域，硬質(zhì)池底12的坡度區(qū)域在水平面的投影面積大于等于初級緩沖區(qū)13和生態(tài)凈化區(qū)14的總水面面積的50%。硬質(zhì)池底12可以采用混凝土或者水泥。

半數(shù)以上湖底多樣性形態(tài)以利于生物多樣性的生境營造以及富營養(yǎng)化水體的凈化能力的保障，不同品種的植物生長所需水深條件不同，本系統(tǒng)考慮有較深區(qū)域水體及較淺區(qū)域水體，利用多種植物及多樣菌藻的共同作用處理富營養(yǎng)化水體中的有機(jī)污染物及N、P等。

黃沙層5在坡度區(qū)域的基底隔墻3之間呈斜坡狀，黃沙層5厚度大于等于20cm，斜坡狀的黃沙層5坡度小于等于20度，在水平區(qū)域的黃沙層5呈水平狀；

礫石層4鋪設(shè)在黃沙層5上，礫石層4的厚度為10~15cm，礫石層4在坡度區(qū)域的基底隔墻3之間呈斜坡狀，斜坡狀的礫石層4的坡度小于等于20度，在水平區(qū)域的礫石層4呈水平狀。保證植物栽植生長發(fā)育良好，后期凈化能力強(qiáng)，穩(wěn)定性高。

相鄰的基底隔墻3距離大于等于2米，基底隔墻3的頂部高于礫石層4的頂面至少10cm，基底隔墻3采用磚墻或者混凝土墻。

水生植物層（6）為菖蒲或梭魚草或水蔥或黃花鳶尾或傘草或再力花或美人蕉或睡蓮和荇菜和芡實(shí)或狐尾藻或苦草或金魚藻或黑藻或眼子菜或菹草。

整體通過水生植物發(fā)達(dá)根部的沉降、吸附及過濾作用以及水生植物生命周期中對有機(jī)物的吸收、富集作用，和水生植物的微生物輔助作用共同起到很好的凈化水體的作用，植物布置上選擇多樣性，植物品種選擇莖桿低矮及中等高度類型。

初級緩沖區(qū)13內(nèi)填充緩沖區(qū)礫石層2，緩沖區(qū)礫石層2中的礫石粒徑為70～100mm，緩沖區(qū)隔墻1采用漿砌塊石或者磚墻。

緩沖區(qū)隔墻1頂部標(biāo)高低于設(shè)置在初級緩沖區(qū)13的系統(tǒng)進(jìn)水管7底部標(biāo)高至少5cm，緩沖區(qū)隔墻1離系統(tǒng)進(jìn)水管7的出水口的垂直距離大于等于50cm。

運(yùn)行泄水管8管頂標(biāo)高低于系統(tǒng)進(jìn)水管7管底標(biāo)高至少10cm，生態(tài)凈化區(qū)14的水面標(biāo)高低于初級緩沖區(qū)13的水面標(biāo)高至少5cm。以形成跌落進(jìn)水，從而對水體進(jìn)行跌水曝氣，有效提高水體中的溶解氧，為富營養(yǎng)化水體后續(xù)處理提供有利條件。

排水池15還設(shè)置有排水管11，運(yùn)行泄水管8至排水管11依次設(shè)置有第一不銹鋼絲攔網(wǎng)9和第二不銹鋼絲攔網(wǎng)10，第一不銹鋼絲攔網(wǎng)9的孔徑（可選用100*100mm）大于第二不銹鋼絲攔網(wǎng)10的孔徑（可選用20*20mm）。

實(shí)施例2

一種硬質(zhì)坡面池底富營養(yǎng)化水體的綜合型生態(tài)治理措施及應(yīng)用，將本實(shí)用新型裝置應(yīng)用于常德市城區(qū)一富營養(yǎng)化湖泊水質(zhì)凈化處理工程，如圖1所示。

基底隔墻3為依次嵌套的環(huán)形隔墻。

所述的緩沖區(qū)隔墻1的結(jié)構(gòu)如圖2所示，緩沖區(qū)隔墻1采用磚墻，緩沖區(qū)隔墻1的墻高0.5m，寬0.3m，緩沖區(qū)隔墻1中礫石的粒徑為70～100mm。

生態(tài)凈化區(qū)14內(nèi)的水深1.5米。

緩沖區(qū)隔墻1頂部標(biāo)高低于設(shè)置在初級緩沖區(qū)13的系統(tǒng)進(jìn)水管7底部標(biāo)高5cm，緩沖區(qū)隔墻1離系統(tǒng)進(jìn)水管7的出水口的垂直距離為50cm；

硬質(zhì)池底12的坡度區(qū)域在水平面的投影面積為初級緩沖區(qū)13和生態(tài)凈化區(qū)14的總水面面積的55%。

基底隔墻3高0.45m，寬0.20m，基底隔墻3相鄰距離為2米，基底隔墻3的頂部高于礫石層4的頂面10cm。

黃沙層5厚度為25cm，斜坡狀的黃沙層5坡度為15度；

礫石層4厚度為10cm，斜坡狀的礫石層4的坡度15度。

水生植物層種植在礫石層上，水生植物層（6）為梭魚草。

運(yùn)行泄水管8管頂標(biāo)高低于系統(tǒng)進(jìn)水管7管底標(biāo)高以下10cm，生態(tài)凈化區(qū)14的水面標(biāo)高比初級緩沖區(qū)13的水面標(biāo)高低5cm。

第一不銹鋼絲攔網(wǎng)9的孔徑為100*100mm，第二不銹鋼絲攔網(wǎng)10的孔徑為20*20mm。

其他與實(shí)施例1一致。

運(yùn)行1年后，高錳酸鹽指數(shù)去除率為65.29%、TN 去除率為58.40%、TP 去除率為60.43%。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。