专利名称：用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理污水、雨水回用、吸声降噪、有效利用土地、缓冲地表振动的用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，属于环保工程、水处理技术的技术领域。
背景技术：
高铁缓冲带是一种利用各功能组件结合的灵活多样的生态污水处理系统和吸声降噪系统，并能针对不同的地形和周边建筑物的状况设计形态不同的高铁沿线处理单元，节约建设成本，提高效率，降低能耗，提高吸声降噪的功能。其结合吸声降噪和人工湿地处理功能于一体。人工湿地是以填料为载体的水处理设施，能够处理高铁沿线的各种污水，也能够处理高铁沿线的雨水带来的地表径流，作为洗车、灌溉等回用水，是一种生态的水处理技术；其松散的填料结构能起到缓冲由高铁运行带来的地表振动；其上的植物除了能够美化环境，还能起到降低噪音的作用，再加上吸声材料的加强，更有效的降低了高铁的噪音污 染。本系统本着对土地资源、水资源的综合利用，节约用地成本，提高处理效率的原则，灵活多变的结构和形态设计，因地制宜的发挥优势条件，充分体现了生态环保的特点，是一项绿色生态工程技术。高铁主要污染源有
(I)水污染列车在运行时，主要污水有润滑油、重金属等的飞溅；高速铁路沿线污水主要有含油污水、生活污水、洗车废水、高浓度粪便污水和地表径流污染。另外，来自动车组、高速车站、动车段(动车运用维修所)、工务段(综合维修段)、供电段等生产、维修场所产生的杂排污水地表径流和农业面源污染高铁贯穿线路长，穿越地形和环境多样，高铁沿线的雨水收集和处理可以有效改善雨水冲刷和地表径流带来的高铁沿线的水土流失严重情况。另外在农业集中区，大量的农药、化肥等污水也随灌溉水和雨水等，带入周围河道或下渗到地下水，致使河道富营养化状况加剧，地下水受到污染。(2)噪声污染列车在高速运行的同时发出很大的噪声，不同于普通铁路，高速铁路的噪声主要由轮轨噪声、集电系统噪声、空气动力噪声、建筑物激励噪声和其他噪声组成，高速列车以250km/h行驶时，在距离轨道中心25米处所产生的噪声高达90分贝。噪声污染覆盖到沿高铁线方圆二百米至五百米的范围。(3)地表振动列车在行驶时会震动轨道地面,发出轻微的地震波,这种地震波会沿着轨道下的地基土层向前后方的地表传播，传播速度和土质、列车速度等有关。列车速度高，对地面振动影响也大；随着距离的增加，振动强度减弱，距离越远振动速度越小，随着至铁路的距离的平方关系而减少。这种长期的不规则的震动会对附近的建筑结构造成损害。目前国内的高铁沿线水处理还依赖于城市的排水系统，当有污水市政管网时,就排入市政管网或其他排水系统；无排水系统的，大多采用采用SBR处理技术和相关设备处理，达到相关排放标准后就近排放。国内现今针对高铁沿线的噪声治理，普遍采用的保护措施除了使用全封闭高等级车辆外，主要依靠高铁线设置隔声屏或者铺设弹性轨枕及无缝线路等物理手段减噪避震。在高铁途径的主要居民区、学校、医院等地，用各种吸纳声音的材料制成的声障屏可以在一定程度上吸纳列车运行时产生的噪音；而列车和铁轨的特殊设计亦在一定程度上减低了列车高速运动时所发出的震颤。但是每当列车高速的经过，附近居民仍旧能明显的感觉到噪音与震动。高铁沿线除了途径市区，更多的是乡村郊区，大量的铺设隔声屏不但资金投入大，亦不美观实用，达不到生态环保与减震降噪相结合的效果。 目前国内外针对沿高铁的环境保护主要致力于减震降噪上，手段也侧重在物理方面，整体上还处于技术的探索期。国际上对于铁路及高速铁路的减震防噪都采取了有力措施。欧洲有ORB专门研究噪声治理；日本1965年即组成新干线噪声研究会，1972年又成立了 “新干线噪声、振动防止技术委员会”;英国铁路局在降低高速列车运行噪声方面试试了一项被称之为“安静钢轨”计划。值得称道的案例是法国巴黎南部铁路沿线居民住宅区，称之为“绿色马路”的绿化带的营造。可见，国际上已经在高铁沿线的生态绿色技术研究上投入了大量的实践，在达到降噪和防护的基础上，实施生态绿色技术，美化环境。目前还缺乏一种既能减震降噪，又能污水治理并结合雨水回用的综合的绿色环保新方法。生活污水处理的方法很多，雨水资源化利用的方法也有很多，但是生态技术目前还较少，大多技术都有加药等措施，易带来二次污染。人工湿地技术是一种不带来二次污染的生态技术，适应性强，管理简单，效果稳定，并能够和园林绿化结合，达到美化环境的作用。人工湿地技术，改变原高铁沿线的隔离带单纯的植物种植和绿化，选择性建设湿地，能够处理高铁沿线的污水，处理高铁沿线的地表径流，达到相应的污水处理标准，实现雨水回用，可用于机车的清洗，道路浇洒，绿化灌溉等多种用途。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，旨在有效处理污水、吸声降噪、减少地表振动。本发明的目的通过以下技术方案来实现
用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，特点是包含人工湿地系统和吸声降噪组件，人工湿地系统建于高铁沿线的隔离用地，所述人工湿地系统包括素土夯实层、混合填料层、进水渠和出水渠，高铁沿线的隔离用地铺设素土夯实层，素土夯实层上铺设防水层，防水层上铺设排水槽，排水槽上依次铺设生态填料层和混合填料层，混合填料层上架设布水主管和布水支管，与布水主管相连通的布水支管以辐射状横向排列，布水主管和布水支管上铺设有植物载体，植物载体上载种有植物，布水主管通过管道与进水渠连接，排水槽通过出水管连接到出水渠，出水渠通过回用水管连接到生态塘；所述吸声降噪组件包括声屏蔽板和声振测量仪器，在高铁沿线的隔离用地布置声屏蔽板，声屏蔽板上安装声振测量仪器。进一步地，上述的用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，其中，所述排水槽的高度为10 20mm,生态填料层的厚度为100mnT350mm,混合填料层的厚度为100 200mm。更进一步地，上述的用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，其中，所述植物为菖蒲、鸢尾、芦苇和荻。本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在
①资源化利用土地，高铁线路，途径城市的地区多与传统铁路并行，高铁高架下方多为被高架立柱分割的空白地面；而途径乡村的地区高架下方及周边多为荒野田地，利用高铁沿线及高架下方利用率不高的土地，建设人工湿地，达到多重功效的目的，合理资源化利用了土地； ②整合化回用雨水，在高铁沿线的人工湿地中加入雨水收集利用的设计，用来灌溉田地、冲洗车辆、补给铁路养护杂用水等用途；
③无害化的绿色生态技术，本不带来二次污染，处理过程中不添加药剂，出水稳定，还能通过湿地植物绿化环境，提供生态氧吧；运行过程中，只消耗电能，不用添加絮凝剂等药齐IJ，也不添加其他碳、氮等营养源，提高处理效率。④灵活化的设计施工，整个系统装置组合灵活，安装方便，占地面积小，还可以和其他构筑物合建，更增加了装置的应用范围，系统的组件可以依据水体的水质和处理要求，选择不同的工艺流程，还可以依据近期和远期的处理量，预留组件安装的空间，这样可以在一次投资和施工下完成近期和远期的长期规划的框架结构，在水量增加时，只需要添加组件，不需要其他施工；
⑤多样化的应用形式，本系统也可以作为小区内的景观花坛，可以在小区内的景观绿地内建设，也可以在道路中间的景观隔离带建设，作为景观的同时，实现雨水处理的功能；本系统还可以建设在停车场下，或者车库上方，依据建设地点不同，选择不同的结构支撑和填料类型。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明
图I :本发明系统装置的平面布置示意 图2 :本发明系统装置的纵剖面示意图。
具体实施例方式如图I、图2所示，用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，包含人工湿地系统和吸声降噪组件，人工湿地系统建于高铁沿线的隔离用地，人工湿地系统包括素土夯实层22、混合填料层18、进水渠5和出水渠10，高铁沿线的隔离用地铺设素土夯实层22，素土夯实层22上铺设防水层21，防水层21上铺设排水槽20，排水槽20的高度为l(T20mm，排水槽20上依次铺设生态填料层19和混合填料层18，混合填料层18的厚度为10(T200mm，生态填料层19的厚度为100mnT350mm，混合填料层18上架设布水主管7和布水支管8，与布水主管相连通的布水支管8以辐射状横向排列，布水主管7和布水支管8上铺设有植物载体，植物载体上载种有植物16，植物16为菖蒲、鸢尾、芦苇和荻，布水主管7通过管道与进水渠5连接，排水槽20通过出水管11连接到出水渠10，出水渠10通过回用水管13连接到生态塘13 ;吸声降噪组件包括声屏蔽板14和声振测量仪器15，在高铁沿线的隔离用地布置声屏蔽板14，声屏蔽板14上安装声振测量仪器15。依据水量和水质考虑填料层的厚度，依据建筑设计考虑填料的重量，采用比表面积大，多孔，疏水性能好，质量轻的材料，陶粒填料和土壤作为混合填料层18，能够给生物生长提供空间，再配合生态填料层19的污水净化作用。生态填料层19采用矿物分选物，其中加有一定量的原木碳。生态填料具有良好的吸附能力，能够有效去除雨水中的污染物，并对混合填料层脱落的生物膜进一步消解处理，被植物利用，形成良好的生态系统。高铁缓冲带的污水和雨水处理流程是将收集的污水或雨水通过进水管I输送，开启进水球阀2，关闭应急排水球阀3，将污水或雨水输送到进水渠5中，进水渠5用盖板17遮盖。雨水再由进水蝶阀6控制汇集到布水主管7，由布水主管7再分配到布水支管8通过布水蓬头均匀布水到人工湿地的填料层内的混合填料层18，每个布水支管的尾部都有堵头9封口。雨水通过混合填料层18再下渗到生态填料层19。雨水通过生态填料层19净化达标后的清洁水通过排水槽20或排水层汇集，再通过出水管11到出水渠10，清洁水从出水渠10通过回用水管13直接排放到生态塘23中，再由生态塘23作为储水区，配送到各个用水点，用于机车冲洗、冲厕、绿化灌溉、道路浇洒等。排水槽20下面是防水层21，用于防止污水渗漏，污染地下水。在高差不满足或压力不足时，可选用潜水泵12将处理后的水加压通过回用水管13输送到各用水点；高差或用水水压满足用水点的要求时，可不用潜水泵12。
当系统运行故障时，需要应急排水，则开启应急排水球阀3，关闭进水球阀2和进水蝶阀6。应急排水由进水管I、通过应急排水球阀3、再通过应急排水管4到出水渠10和回用水管13排出。人工湿地的混合填料层18、生态填料层19和排水槽20构成的多孔介质，能够有效缓冲高铁运行的地表震动。植物16 :选择菖蒲、鸢尾等湿地植物，并选择芦苇、荻等高度大于2m、密度高的植物，以及其他景观效果好、高大浓密、适宜水生的植物，有效降低噪声，并设置声屏蔽板14，声屏蔽板14采用吸声材料制成，进一步降低噪声对高铁沿线的影响。在系统的运行过程中通过声振测量仪器15测量数据，从而调试声屏蔽板14的密度和植物16的密度。污水或雨水经高铁缓冲带的系统处理后，出水各水质指标可达到建筑回用水标准，可用于绿化灌溉，景观水补充水源，冲厕等用途。噪声可降低约30%，将噪声降低到80分贝以下。高铁缓冲带系统的作用有I)将高铁沿线产生的污水通过管道输送到人工湿地系统处理，处理达到《城镇污水处理厂综合排放标准》GB18918-2002的相应标准。2)将高铁沿线的雨水收集，输送到人工湿地处理后可用于冲洗机车、冲厕或绿化灌溉等用途。3)人工湿地的填料松散结构，能够有效降低高铁高速通过带来的地表振动。4)通过植物的种植，控制植物物种、种植密度和高度，有效隔离高铁的噪声，并通过区域的设计，与园林绿化结合，美化环境。5)湿地后的带状生态塘可以进一步降低地表振动对周围建筑物的损害或潜在危害，并对处理后的出水储存，有利于二次利用，实现“存储”的功能，并可种植水生植物和高大的滨水植物，进一步降低噪音的同时营造景观，实现“赏”的功能。6)在高铁沿线和人工湿地结合，采用吸声材料，进一步降低高铁噪声对周围的影响。需要理解到的是以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，其特征在于包含人工湿地系统和吸声降噪组件，人工湿地系统建于高铁沿线的隔离用地，所述人工湿地系统包括素土夯实层、混合填料层、进水渠和出水渠，高铁沿线的隔离用地铺设素土夯实层，素土夯实层上铺设防水层，防水层上铺设排水槽，排水槽上依次铺设生态填料层和混合填料层，混合填料层上架设布水主管和布水支管，与布水主管相连通的布水支管以辐射状横向排列，布水主管和布水支管上铺设有植物载体，植物载体上载种有植物，布水主管通过管道与进水渠连接，排水槽通过出水管连接到出水渠，出水渠通过回用水管连接到生态塘；所述吸声降噪组件包括声屏蔽板和声振测量仪器，在高铁沿线的隔离用地布置声屏蔽板，声屏蔽板上安装声振测量仪器。
2.根据权利要求I所述的用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，其特征在于所述排水槽的高度为10 20臟，生态填料层的厚度为100mnT350mm，混合填料层的厚度为100 200臟。
3.根据权利要求I所述的用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，其特征在于所述植物为菖蒲、鸢尾、芦苇和荻。
全文摘要
本发明涉及用于高铁沿线的生态湿地缓冲系统，人工湿地系统建于高铁沿线的隔离用地，人工湿地系统包括素土夯实层、混合填料层、进水渠和出水渠，高铁沿线的隔离用地铺设素土夯实层，素土夯实层上铺设防水层，防水层上铺设排水槽，排水槽上依次铺设生态填料层和混合填料层，混合填料层上架设布水主管和布水支管，与布水主管相连通的布水支管以辐射状横向排列，布水主管和布水支管上铺设有植物载体，植物载体上载种有植物，布水主管通过管道与进水渠连接，排水槽通过出水管连接到出水渠，出水渠通过回用水管连接到生态塘；在高铁沿线的隔离用地布置声屏蔽板，声屏蔽板上安装声振测量仪器。该系统用于处理污水、吸声降噪、减少地表振动。
文档编号C02F3/32GK102616937SQ20121008591
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者杜建强 申请人:杜建强