一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带的运行方法

1.本发明涉及水卫生技术领域，具体涉及一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带的运行方法。


背景技术：

2.城市地表水体应有安全、净污、生态、观赏以及卫生等蓄流调控水位的功能要求。但是由于生活和工业废水的不达标排放、农业面源污染、初期雨水径流污染等外源污染得不到有效控制，我国相当数量的地表水体(如:江、河、湖、塘等)已逐渐呈现重度富营养化甚至黑的现象，为人们的生活与生产活动带来诸多不便，并直接或间接造成了巨大的经济损失。
3.目前用于地表水体浄化的传统技术主要是人工湿地。人工湿地利用污水流经其中的功能填料、植物根系和生物膜时，通过物理过滤作用、植物吸收作用及微生物转化作用净化水体，但实际工程案例表明人工湿地在长期运行(如半年到一年)后易发生填料堵塞问题。而生态岸带技术利用现有水体的岸边或近岸水域作为实施空间，不额外占用土地资源，对地表水体的水质和生态系统具有重要的缓冲和保护功能，但传统生态岸带一般仅在地表水体周边的自然土质岸带基础上铺设一层填料并种植植物，净污性能差、生态功能弱、观赏品质低。
4.因此，随着水环境质量标准的升级以及城市水体蓄流调控水位的功能要求提出，地表水体治理领域亟需一种不受硬质岸带施工限值，能够利用现有护岸条件灵活实施的高效动态净水技术。


技术实现要素：

5.为实现本发明的目的，提出了一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带的运行方法，其特征在于，所述岸带包括：水位识别单元、多级岸带单元、蓄留调控单元和中央控制单元，其中：
6.所述水位识别单元由水位监测器和数据传送器组成，用于监测和识别河湖水位变化；
7.所述多级岸带单元由依次逐级递升的一级岸带、二级岸带、三级岸带组成，用于实现河湖水体在边岸的生态净化；
8.所述蓄留调控单元由动态挡板、进出水孔、可伸缩牵拉器、旋转轴、水深感应器组成，用于实现河湖水体在边岸的动态蓄留；
9.所述中央控制单元位于所述多级岸带单元上方，用于收集信息和发出指令，实现系统的自动化控制。
10.所述运行方法具体包括以下步骤：
11.步骤a：河湖水位上升，水位监测器在线监测河湖水位并通过数据传送器传输至中央控制单元；
12.步骤b：河湖水位高于垂直状态的动态挡板时，经一级岸带上的进出水孔进入一级岸带；
13.步骤c：水深感应器开始监测一级岸带内的水深并将数据传输至中央控制单元；
14.步骤d：如果河湖水位继续上升且高于二级岸带垂直状态的动态挡板，则在二级岸带重复步骤b和步骤c；
15.步骤e：如果水位停止上升，中央控制单元开始对比数据水位监测器和水深感应器的数值；
16.步骤f：当步骤e中水位监测器的数值小于等于水深感应器的数据时，动态挡板保持垂直状态，当步骤e中水位监测器的数值大于水深感应器的数据且大于所述相邻2级岸带的填料顶部高差的10
‑
15％时，则通过一级岸带中的可伸缩牵引器向外推出动态挡板，将一级岸带中的水排出；
17.步骤g：步骤d之后，如果河湖水位继续上升且高于垂直状态的三级岸带的动态挡板时，则在三级岸带重复步骤b和步骤c；
18.步骤h：如果水位停止上升，则在二级岸带重复步骤e和步骤f。
19.进一步的，所述水位监测器位于所述多级岸带单元的下方，用于在线实时监测河湖水位，所述数据传送器与所述中央控制单元相连，用于将河湖水位的监测数据传送至所述中央控制单元。
20.进一步的，所述一级岸带、二级岸带和三级岸带均由填料和植物组成，所述相邻两级岸带的填料顶部的高差为80～100cm。
21.优选的，所述填料的种类为陶罐、螺旋裹丝透水管、砾石、火山岩，填料孔隙率为50％～90％。
22.优选的，所述植物的种类为水芹、黄菖蒲、美人蕉、再力花、旱伞草、西伯利亚鸢尾，种植时株高为5～50cm。
23.进一步的，所述蓄留调控单元的动态挡板上部均匀开设所述进出水孔，所述进出水孔的孔径为3～5cm，开孔间距为3～10cm；所述可伸缩牵拉器与所述动态挡板相连，用于通过牵拉所述动态挡板来调控所述各级岸带内的水深。
24.优选的，所述旋转轴安装在所述岸带与所述动态挡板的连接处，材质为不锈钢、铸铁或防腐合金，其表面做密封防漏处理。
25.优选的，所述水深感应器设置于所述多级岸带的填料顶部，用于在线监测所述多级岸带内的水深并将水深数据反馈至所述中央控制单元。
26.进一步的，中央控制单元能根据所述水位识别单元监测的河湖水位变化向所述蓄留调控单元发送调控指令，使得所述多级岸带内的水深随着河湖水位的变化而变化。
27.本发明具有的显著技术优势和创新性如下：
28.(1)紧密结合河湖岸带现状和特点，提出一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带及其控制方法，针对性强、实用性好、适用性高；
29.(2)通过多级岸带单元实现河湖水位变化过程中的生态净化功能；
30.(3)通过蓄留调控单元实现岸带蓄水深度的动态调节；
31.(4)系统结构简单，操作灵活，稳定性高，便于维护。
附图说明
32.图1为本发明一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带及其控制方法的结构示意简图。
33.图2为本发明一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带及其控制方法的结构示意详图。
34.图3为本发明一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带及其控制方法的运行状态1示意图。
35.图4为本发明一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带及其控制方法的运行状态2示意图。
36.图5为本发明一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带及其控制方法的蓄留调控单元示意图。
37.图1～5中的编号含义为：
[0038]1‑
水深监测单元，11
‑
水位监测器，12
‑
数据传送器；
[0039]2‑
多级岸带单元，21
‑
一级岸带，22
‑
二级岸带，23
‑
三级岸带；
[0040]3‑
水位控制单元，31
‑
动态挡板，32
‑
进出水孔，33
‑
可伸缩牵拉器， 34
‑
旋转轴，35
‑
水深感应器；
[0041]4‑
中央控制单元；
[0042]5‑
河湖水位。
具体实施方式
[0043]
结合以下具体实施例和附图，对发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
[0044]
实施例：
[0045]
一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带的运行方法，所述岸带包括：水位识别单元1、多级岸带单元2、蓄留调控单元3和中央控制单元4，其中：
[0046]
所述水位识别单元1由水位监测器11和数据传送器12组成，用于监测和识别河湖水位5变化；
[0047]
所述多级岸带单元2由依次逐级递升的一级岸带21、二级岸带 22、三级岸带23组成，用于实现河湖水体在边岸的生态净化；
[0048]
所述蓄留调控单元3由动态挡板31、进出水孔32、可伸缩牵拉器33、旋转轴34、水深感应器35组成，用于实现河湖水体在边岸的动态蓄留；
[0049]
所述中央控制单元4位于所述多级岸带单元2上方，用于收集信息和发出指令，实现系统的自动化控制。
[0050]
所述方法具体包括以下步骤：
[0051]
步骤a：河湖水位上升，水位监测器在线监测河湖水位并通过数据传送器传输至中央控制单元；
[0052]
步骤b：河湖水位高于垂直状态的动态挡板时，经一级岸带上的进出水孔进入一级岸带；
[0053]
步骤c：水深感应器开始监测一级岸带内的水深并将数据传输至中央控制单元；
[0054]
步骤d：如果河湖水位继续上升且高于二级岸带垂直状态的动态挡板，则在二级岸带重复步骤b和步骤c；
[0055]
步骤e：如果水位停止上升，中央控制单元开始对比数据水位监测器和水深感应器的数值；
[0056]
步骤f：当步骤e中水位监测器的数值小于等于水深感应器的数据时，动态挡板保持垂直状态，当步骤e中水位监测器的数值大于水深感应器的数据且大于所述相邻2级岸带的填料顶部高差的10
‑
15％时，则通过一级岸带中的可伸缩牵引器向外推出动态挡板，将一级岸带中的水排出；
[0057]
步骤g：步骤d之后，如果河湖水位继续上升且高于垂直状态的三级岸带的动态挡板时，则在三级岸带重复步骤b和步骤c；
[0058]
步骤h：如果水位停止上升，则在二级岸带重复步骤e和步骤f。
[0059]
所述水位监测器11位于所述多级岸带单元2的下方，用于在线实时监测河湖水位5，所述数据传送器12与所述中央控制单元4相连，用于将河湖水位5的监测数据传送至所述中央控制单元4。
[0060]
所述一级岸带21、二级岸带22和三级岸带23均由填料和植物组成，所述相邻两级岸带21
‑
23的填料顶部的高差为50cm。
[0061]
所述填料的种类为陶罐和螺旋裹丝透水管，填料孔隙率为70％。
[0062]
所述植物的种类为美人蕉，种植时株高为15cm。
[0063]
所述蓄留调控单元3的动态挡板31上部均匀开设所述进出水孔 32，所述进出水孔32的孔径为4cm，开孔间距为5cm；所述可伸缩牵拉器33与所述动态挡板31相连，用于通过牵拉所述动态挡板31 来调控所述各级岸带21
‑
23内的水深。
[0064]
所述旋转轴34安装在所述岸带21
‑
23与所述动态挡板31的连接处，材质为不锈钢、铸铁或防腐合金，其表面做密封防漏处理。
[0065]
所述水深感应器35设置于所述多级岸带21
‑
23的填料顶部，用于在线监测所述多级岸带21
‑
23内的水深并将水深数据反馈至所述中央控制单元4。
[0066]
中央控制单元4能根据所述水位识别单元1监测的河湖水位5 变化向所述蓄留调控单元3发送调控指令，使得所述多级岸带21
‑
23 内的水深随着河湖水位5的变化而变化。
[0067]
一种可实现蓄流调控水位功能的动态净水岸带的运行方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0068]
步骤a：河湖水位上升，水位监测器11在线监测河湖水位5并通过数据传送器12传输至中央控制单元4；
[0069]
步骤b：河湖水位5高于垂直状态的动态挡板31时，经一级岸带21上的进出水孔31进入一级岸带21；
[0070]
步骤c：水深感应器35开始监测一级岸带21内的水深并将数据传输至中央控制单元4；
[0071]
步骤d：如果河湖水位5继续上升且高于二级岸带22垂直状态的动态挡板31，则在二级岸带22重复步骤b和步骤c；
[0072]
步骤e：如果水位停止上升，中央控制单元4开始对比数据水位监测器11和水深感
应器35的数值；
[0073]
步骤f：当步骤e中水位监测器11的数值小于等于水深感应器 35的数据时，动态挡板31保持垂直状态，当步骤e中水位监测器11 的数值大于水深感应器35的数据且大于所述相邻2级岸带21
‑
23的填料顶部高差的10％时，则通过一级岸带31中的可伸缩牵引器33向外推出动态挡板31，将一级岸带31中的水排出；
[0074]
步骤g：步骤d之后，如果河湖水位5继续上升且高于垂直状态的三级岸带23的动态挡板31时，则在三级岸带23重复步骤b和步骤c；
[0075]
步骤h：如果水位停止上升，则在二级岸带22重复步骤e和步骤f。
[0076]
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。