一种河道原位净化与蓄水系统的制作方法

本发明涉及环境保护技术领域，特别是涉及一种河道原位净化与蓄水系统。

背景技术：

目前，在海绵城市建设的大背景下，全国各地针对黑臭河道的治理已全面展开。对于缺水型的污染河道，尽管通过各种手段对陆域污染进行治理，能够在一定程度上减少进入河道的污染负荷，对消除河道黑臭和改善水质具有一定意义。但还有许多污染物会通过各种渠道进入河道污染河水，造成新的污染，而在河道水量少，无外来清水补充，自净能力弱的情况下，必须加强河水本身的污染净化，才能更好地达到消除黑臭、改善水质的目标。

为解决缺水型河道枯水期少水或无水的困境，现有的方法多是在河道内建设拦水堰或橡胶坝等，这些设施可将水位抬高，在坝前形成一个蓄水区，可在一定程度上保证河道生态用水需求，同时又能减少洪水发生时对河岸的冲刷。但其不足之处是如果拦水堰建得过高，会对行洪造成不利影响，而且对水质的净化作用不大，很难满足对河道污水原位净化的需要。而如果将河道污水输送到河道外进行处理，则又存在占地多，能耗高等不足，因此，需要提供一种既能满足行洪要求，又具有节能、节地效益的河道原位净化与蓄水系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种河道原位净化与蓄水系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现对受污染河水的原位净化与蓄存，既能满足行洪要求，又具有节能、节地效益。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种河道原位净化与蓄水系统，包括浅型渗滤坝、坝前蓄水区表面流湿地系统和坝下下沉式生态塘，所述浅型渗滤坝设置在河道的河槽底部上，所述浅型渗滤坝的宽度与河道的宽度相同，所述坝前蓄水区表面流湿地系统设置在所述浅型渗滤坝前方的河道中，所述坝下下沉式生态塘设置在所述浅型渗滤坝的后方河道的河槽底部高程之下，所述浅型渗滤坝包括拦水层和设置在所述拦水层上的渗滤层。

优选的，所述拦水层为钢筋混凝土层，厚度为4～5m，高度高出河道河底高程40～60cm；所述拦水层顶部设有用于安装所述渗滤层的凹槽，所述凹槽的深度为15～20cm，所述凹槽的宽度和厚度分别与所述渗滤层的宽度和厚度相同；所述渗滤层为格宾石笼渗滤层，所述渗滤层的厚度为2～3m，所述渗滤层的高度为50～60cm。

优选的，所述坝下下沉式生态塘的出水口高程低于所述浅型渗滤坝高程0.3米以上。

优选的，所述坝下下沉式生态塘两侧设有塘埂，所述塘埂包括在所述坝下下沉式生态塘两侧夯实的本土上由下至上依次设置的防渗土工布层和格宾石笼层，所述塘埂的坡度为1:2，所述格宾石笼层厚度为0.3m；当河槽宽度大于20m时，所述坝下下沉式生态塘的塘埂距离河道两侧护岸坡脚水平距离不小于3m；当河槽宽度小于10m时，所述坝下下沉式生态塘的塘埂距离河道两侧护岸坡脚水平距离不小于1.5m。

优选的，所述坝下下沉式生态塘的深度为1.1～1.3m，底部铺设有10～30cm厚的砾石，所述坝下下沉式生态塘的塘底的坡度与设置所述坝下下沉式生态塘的河道的原有河槽底部坡度相同，所述坝下下沉式生态塘的长度不大于50米。

优选的，所述坝前蓄水区表面流湿地系统包括铺设在河槽底部上的基质层，所述基质层的两侧区域种植有挺水植物，所述基质层的中部区域种植有沉水植物。

优选的，所述挺水植物包括水葱、香蒲和灯心草中的一种或多种，所述沉水植物包括苦草、菹草和黑藻中的一种或多种；所述坝前蓄水区表面流湿地系统的水体中投放有具有高效净化作用的复合微生物菌群，所述基质层上还种植有人工水草，所述坝前蓄水区表面流湿地系统的水体中设有第一喷泉式增氧机。

优选的，所述坝下下沉式生态塘中种植有多种多年生挺水植物，优选的，所述多年生挺水植物包括狭叶香蒲、东方香蒲、宽叶香蒲、水葱、灯心草和西伯利亚鸢尾中的至少两种，种植平均密度为9株/平方米，每种多年生挺水植物按组团式或分段式种植，不同品种的多年生挺水植物间设有隔离条进行隔离。

优选的，所述坝下下沉式生态塘的后部设有挡水板，所述挡水板的高度高于所述坝下下沉式生态塘的出水口30cm以上，所述挡水板的宽度与所述坝下下沉式生态塘的宽度相同，所述挡水板的厚度为8～12cm，所述挡水板与所述坝下下沉式生态塘后部的侧壁之间的距离为25～35cm，所述挡水板下部设有多个支撑脚，所述支撑脚的底部与所述坝下下沉式生态塘的塘底接触，相邻的两个所述支撑脚之间设有过水口，所述过水口上设有可拆卸格栅。

优选的，所述坝下下沉式生态塘中设有第二喷泉式增氧机和生物膜载体填料。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的河道原位净化与蓄水系统，包括浅型渗滤坝、坝前蓄水区表面流湿地系统和坝下下沉式生态塘，浅型渗滤坝既能拦截一定河水使坝前蓄水区表面流湿地系统中蓄水，增加水资源保有量，又能为坝下下沉式生态塘提供无动力配水机制，同时还可对来水进行初步沉降、过滤和净化。坝前蓄水区表面流湿地系统既能对河水进行净化作用，又能蓄积一定的水量，而坝下下沉式生态塘建在河槽底部高程之下，对行洪无影响，既能满足水利部门对行洪的要求，又能发挥其净化作用和蓄水功能。三个部分协同作用，相互配合，为河水的原位污染净化和水资源贮蓄提供了一种切实可行的方法。该河道原位净化与蓄水系统的建设，使河道既有浅滩，又有“深潭”，增加了河道的景观多样性，有利于改善传统水利部门河道整治中存在的“渠化”、“硬化”现象，实现了对受污染河水的原位净化与蓄存，既能满足行洪要求，又具有节能、节地效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明河道原位净化与蓄水系统的结构示意图；

图2为本发明河道原位净化与蓄水系统中浅型渗滤坝的结构示意图；

图3为本发明河道原位净化与蓄水系统中挡水板的结构示意图；

图中：1-浅型渗滤坝、11-拦水层、12-渗滤层、2-坝前蓄水区表面流湿地系统、3-坝下下沉式生态塘、31-挡水板、311-支撑脚、312-可拆卸格栅、32-出水口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种河道原位净化与蓄水系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现对受污染河水的原位净化与蓄存，既能满足行洪要求，又具有节能、节地效益。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种河道原位净化与蓄水系统，如图1所示，包括浅型渗滤坝1、坝前蓄水区表面流湿地系统2和坝下下沉式生态塘3，浅型渗滤坝1设置在河道的河槽底部上，浅型渗滤坝1的宽度与河道的宽度相同，坝前蓄水区表面流湿地系统2设置在浅型渗滤坝1前方的河道中，坝下下沉式生态塘3设置在浅型渗滤坝1的后方河道的河槽底部高程之下，如图2所示，浅型渗滤坝1包括拦水层11和设置在拦水层11上的渗滤层12。

本实施例提供的河道原位净化与蓄水系统，浅型渗滤坝1既能拦截一定河水使坝前蓄水区表面流湿地系统2中蓄水，增加水资源保有量，又能为坝下下沉式生态塘3提供无动力配水机制，同时还可对来水进行初步沉降、过滤和净化。坝前蓄水区表面流湿地系统2既能对河水进行净化作用，又能蓄积一定的水量，而坝下下沉式生态塘3建在河槽底部高程之下，对行洪无影响，既能满足水利部门对行洪的要求，又能发挥其净化作用和蓄水功能。三个部分协同作用，相互配合，为河水的原位污染净化和水资源贮蓄提供了一种切实可行的方法。该河道原位净化与蓄水系统的建设，使河道既有浅滩，又有“深潭”，增加了河道的景观多样性，有利于改善传统水利部门河道整治中存在的“渠化”、“硬化”现象，实现了对受污染河水的原位净化与蓄存，既能满足行洪要求，又具有节能、节地效益。

本实施例提供的河道原位净化与蓄水系统，满足行洪要求，同时又需要发挥较好的蓄水和净化作用，所以，河道原位净化与蓄水系统在选择其设置位置时，优选将其设置于具有一定坡度且河底高程沿水流流向呈下降趋势的河道中，并且选择前部的河道河底坡度较平缓、后部的河道河底坡度较大的河段，并将浅型渗滤坝1设置在该河段河底坡度发生变化的位置处，即使得浅型渗滤坝1前方的河道河底坡度较平缓，浅型渗滤坝1后方的河道河底坡度较大，以满足蓄水和跌水需要；除此之外，在选址时也可考虑以下几个方面：

(1)优选设置于污染最严重的河段，以充分发挥其净化功能；

(2)优选设置于河道河槽较宽的河段，充分发挥其蓄水和行洪功能；

(3)优选设置于常水位相对较浅的河段，以充分体现蓄水作用；

(4)优选设置于两侧无敏感目标的河道(如涵闸等)；

(5)优选设置于两侧护岸坡度较平缓的河段，减少岸基崩塌风险。

拦水层11为钢筋混凝土层，厚度为4～5m，高度高出河道河底高程40～60cm，本实施例优选设置为50cm；拦水层11顶部设有用于安装渗滤层的凹槽，凹槽的深度为15～20cm，本实施例优选设置为20cm，凹槽的宽度和厚度分别与渗滤层12的宽度和厚度相同；渗滤层12为格宾石笼渗滤层，渗滤层12的厚度为2～3m，渗滤层12的高度为50～60cm，渗滤层12下部20cm埋在拦水层11的凹槽中，渗滤层12高出拦水层11的部分高度为30～40cm，发挥其初步过滤、净化水质的作用。

位于浅型渗滤坝1下部的拦水层11不透水，从而可以蓄积河水，上部的渗滤层12能够对河水进行初步过滤和净化。拦水层11高度和渗滤层12高度可依据具体的河道进行调整，总的原则是以不影响河道行洪为准。

渗滤坝1的两端与河岸联结成一体，对于横截面为梯形的主河槽，建成后的渗滤坝1的截面如图2所示。

坝下下沉式生态塘3的出水口32高程低于浅型渗滤坝高程0.3米以上，能够实现利用坝前蓄水区表面流湿地系统2和坝下下沉式生态塘3之间的高度差及其下降的坡度而排水，实现无动力配水机制。

本实施例中的坝前蓄水区表面流湿地系统2包括设置在河槽底部上的基质层，在坝前蓄水区表面流湿地系统2河槽中部区域的基质层上种植有沉水植物，在两侧岸边的浅水区域的基质层上种植有挺水植物，构建以沉水植物为主，挺水植物为辅的水生植物净化系统，保证良好的净化效果的同时减少挺水植物对行洪的影响。

本实施例中挺水植物包括水葱、香蒲和灯心草中的一种或多种，沉水植物包括苦草、菹草和黑藻中的一种或多种。

坝前蓄水区表面流湿地系统2的水体中投放有具有高效净化作用的复合微生物菌群，基质层上还种植有人工水草，帮助消除水体黑臭。坝前蓄水区表面流湿地系统2的水体中设有第一喷泉式增氧机，增加水体中的氧气含量，以强化净化效果和改善景观。

本实施例中的坝下下沉式生态塘3两侧设有塘埂，塘埂先由坝下下沉式生态塘3两侧的本土夯实，再在夯实的本土上由下至上依次设置的防渗土工布层和格宾石笼层，本实施例防渗土工布层优选采用规格为200g/平方米的防渗土工布，塘埂可以稳固坝下下沉式生态塘3，又能够净化水质。

本实施例中的坝下下沉式生态塘3为在设置坝下下沉式生态塘3的原有河道的河槽底部人工挖掘而成，其建设以不影响河道两侧岸坡稳定为前提，一般不受大小和形状的限制，具体建设可优选遵循以下技术要求：

1、塘埂的坡度为1:2，格宾石笼层厚度为0.3m。

2、对于主河槽宽度大于20m的河道，坝下下沉式生态塘3的塘埂距离河道两侧护岸坡脚水平距离不小于3m；对于主河槽宽度小于10m的河道，坝下下沉式生态塘3的塘埂距离河道两侧护岸坡脚水平距离不小于1.5m；上述距离设定可基本消除对河道护岸稳定性的影响。

3、坝下下沉式生态塘3的深度为1.1～1.3m，底部铺设有10～30cm厚的砾石，更具体的，可将坝下下沉式生态塘3的深度设置为1.2m，并铺设20cm厚的砾石，有效水深度为1m。

4、坝下下沉式生态塘3的塘底的坡度与设置坝下下沉式生态塘3的河道的原有河槽底部坡度相同，坝下下沉式生态塘3的长度不大于50米，以利于排水和管理。

5、坝下下沉式生态塘3中种植有多种多年生挺水植物，如狭叶香蒲、东方香蒲、宽叶香蒲、水葱、灯心草和西伯利亚鸢尾中的至少两种。种植平均密度为9株/平方米，每种多年生挺水植物按组团式或分段式种植，种植时尽可能保证物种多样性，不同品种的多年生挺水植物间设有隔离条进行隔离，防止以后由于种间竞争导致竞争排斥，该隔离条可采用硬质塑料板。

6、坝下下沉式生态塘3中设有生物膜载体填料，例如由设置高分子材料制成的人工水草，比表面积大，可附着微生物形成具有净化作用的生物膜，增强净化效果。

7、坝下下沉式生态塘3中设有第二喷泉式增氧机，增加水体中的氧气含量，能够增加污染净化效果和景观功能。

8、坝下下沉式生态塘3的后部设有挡水板31，如图3所示，挡水板3为钢筋混凝土制作，挡水板31的高度高于坝下下沉式生态塘3的出水口30cm以上，挡水板31的宽度与坝下下沉式生态塘3的宽度相同，挡水板31的厚度为8～12cm，优选设置为10cm，挡水板31与坝下下沉式生态塘3后部的侧壁之间的距离为25～35cm，优选设置为30cm。挡水板31下部设有多个支撑脚311，支撑脚311为钢筋混凝土制作，支撑脚311的底部与坝下下沉式生态塘3的塘底接触，本实施例优选设置每个支撑脚311宽度为0.2米，相邻的两个支撑脚311之间距离1米，相邻的两个支撑脚311之间设有过水口，相邻的两个支撑脚311之间的1m的开口即为过水口，过水口上设有可拆卸格栅312，可拆卸格栅312为镀锌钢丝格栅，用于过水和阻挡大的颗粒物。经过坝下下沉式生态塘3中的多年生挺水植物以及滤料层净化、过滤后的水，经由挡水板31底部的过水口流入至挡水板31与坝下下沉式生态塘3后部的侧壁之间的空隙，由坝下下沉式生态塘3的出水口32排出。挡水板31的设置可使经过坝下下沉式生态塘3中多年生挺水植物以及底部的滤料层净化后的水优先排出，提高排出的水的水质。

本实施例提供的河道原位净化与蓄水系统，针对那些无清水来源，枯水季水量少、污染严重，雨季时间不长的河道，利用在河道中构建由“坝前蓄水区表面流湿地系统+浅型生态渗滤坝+坝下下沉式生态塘”组成的系统，实现了对受污染河水的原位净化与蓄存，既能满足行洪要求，又具有节能、节地效益。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。