专利名称：一种缓流再生水河道生态修复方法
技术领域：
本发明属于环境工程领域，具体涉及一种缓流再生水河道生态修复方法。
背景技术：
随着社会经济的发展和城市化水平的提高，城市河道水环境逐渐恶化，许多河道甚至成为排污渠道。城市河道水质与景观的恶化已严重影响了周边民众的正常生活，亟需进行有效治理。然而由于污染物来源复杂，生态基流不足，自净能力低下，汛期水深流急等因素的影响，城市河道治理存在一定难度。特别是对于缓流硬化陡坡河道，如何治理是目前面临的技术难题。河道治理常用的技术包括清淤、调水、截污、人工增氧等工程措施；混凝沉淀、药 剂杀藻等物理和化学方法；恢复水生植被、布置人工浮岛、放养滤食性水生动物等生态修复方法。利用生态修复技术治理城市河道是目前较为流行的污染治理技术，较之传统的市政工程措施以及物理、化学方法，生态修复技术具有费用省、效果好、对外界干扰少、以及没有或很少二次污染等诸多优点。目前生态修复技术大多集中在河滨带开展，主要手段有生态护坡改造、水生植被重建，植物浮床布置等。对于某些硬化坡岸河道，考虑到河道防洪安全，部分生态修复技术是否适用仍然存在一定争议，重点防洪区段河岸硬质护坡生态改造和两岸高杆挺水植物种植可能影响防洪安全，另外，直立硬质陡坡也难以进行生态改造。此外，生态修复技术目前仍然面临启动慢、易受干扰、效果不稳定等问题。以种植沉水植物为例，建立沉水植被面临着底泥氧化还原环境、水体透明度、水位波动、鱼类扰动等诸多因素的影响。由于河道治理的复杂性，单纯一类技术难以达到预期效果，应将多种修复手段进行有效集成，以生态修复技术为主，集成多种治理措施分步骤、分层次对河道开展综合治理。
发明内容
本发明针对在直立陡坡、采用再生水补水的三面光城市硬质缓流河道如何开展生态修复这一技术难题，提出一种缓流再生水河道生态修复方法。通过本发明，在缓流再生水河道某一河段分别构建仿生填料区和沉水植物区，在河道上对以再生水为补水水源的河流水体进行净化，使河道水体主要水质指标从一级A排放标准提升到地表水V类标准。为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体步骤如下
(1)选取一段直立陡坡的三面光城市硬质缓流河道，勘察该缓流河道，对该段河道进行截污整治，确保治理河段范围内已无污水排入；
(2)在缓流河道上游区域构建仿生填料区，所述仿生填料区采用的仿生填料直径为100-150mm，所述仿生填料在缓流河道中多组串联垂直于河岸布置，每组仿生填料通过缆绳固定，缆绳两端分别系于河岸与位于缓流河道中心的桩杆上，桩杆通过螺栓与缓流河道底部的桩基相连；通过桩基的设置，缓流河道中预留蛇形无仿生填料布置的航道；在垂直于河岸方向，控制仿生填料间距为100-150mm，在平行于河岸方向，控制仿生填料间距为5_10mo(3)紧临仿生填料区设置沉水植物区，该河段底部铺设直径为10_20mm的砾石，砾石层高度20-30cm (如河道底质适宜沉水植被构建，可不铺设);砾石层上部种植沉水植物。本发明中，步骤(2)中在仿生填料区建立初期，在该区域均匀施加生物促进剂，促进土著微生物生长，加速填料表面生物膜的形成，有效改善该区域的水生态状况。本发明中，所述生物促进剂采用市售复合酶制剂，其含有多种生物酶(如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶和脲酶)、氨基酸和微量元素，可以提高水体的溶解氧水平，增强土著微生物的新陈代谢能力，使得原生动物和后生动物得以增长，有效促进仿生填料表面生物膜的形成。本发明中，所述沉水植物采用金鱼藻、轮叶黑藻、苦草或大茨藻中一种以上。 本发明中，所述沉水植物种植密度为20-30丛/平方米。本发明中，所述仿生填材料采用圆盘状织物填料。本发明中，仿生填料区主要用于改善并稳定水质，由于仿生填料比表面积较大，适宜各种微生物附着，填料表面经一段时间附着生物膜后，可以有效净化水体中的各种污染物。生物促进剂含有多种生物酶(淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶、脲酶)、氨基酸和微量元素，可以提高水体的溶解氧水平，增强土著微生物的新陈代谢能力，使得原生动物和后生动物得以增长，有效促进仿生填料表面生物膜的形成。缓流水体极易暴发蓝藻水华，通过建立沉水植被，利用植物化感作用，将能降低藻类水华出现的几率。不过，沉水植被的成功重建应当建立在局部生境改善的前提之上。上游仿生填料区的建立有利于优化下游沉水植物区的水生态环境，将能显著提高沉水植被重建的成功率，便于充分发挥沉水植物的净化作用与化感作用。在河道汛期时，为了不妨碍河道行洪，收起缆绳上悬挂的仿生填料，必要时拆除布置在河道各点桩基之上的桩杆。本发明具有以下有益效果
本发明针对直立陡坡、采用再生水补水的三面光城市硬质缓流河道，提出构建仿生填料区与沉水植物区的治理方案，并在工程建立初期通过生物促进剂投放，缩短生态净化系统成熟所需时间。仿生填料区主要用于改善并稳定水质，填料表面经一段时间附着生物膜后，可以有效净化水体中的各种污染物，优化下游沉水植物区的水生态环境。生物促进剂可以提高水体的溶解氧水平，增强土著微生物的新陈代谢能力，有效促进仿生填料表面生物膜的形成。沉水植物区的净化作用与化感作用能降低缓流水体出现藻类水华的几率。本发明采用原位生态治理技术，无需将河水引出河道水系，可在河道上直接对水体进行处理，缩减了污水转运环节，并能避免造成二次污染。
图I是本发明实施例中仿生填料区的施工断面剖视图。图2是本发明实施例中仿生填料区的施工断面俯视图。图3是本发明实施例中沉水植物区的施工断面剖视图。图中标号1为缆绳，2为仿生填料,3为桩基,4为桩杆,5为航道,6为碌石层,7为沉水植物。
具体实施例方式本发明实施的前提条件是河道两岸基本完成截污，再生水或者更为清洁的水体为该河段的主要补给水源。以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。实施例I :选取某市一段直立陡坡的三面光城市硬质缓流河道，再生水为该河段的主要补给水源，河宽约20m，河道水体流速约为O. lm/s，常水位为在50cm以内。通过勘察该河道截污情况，发现治理河段范围内已无污水排入。在河段上游区域构建仿生填料区，仿生填料2直径150mm，垂直于河岸方向通过缆绳I挂载，缆绳I上约布置20根填料，缆绳两端分别系于河岸与河道中心的桩杆4上，桩杆4通过螺栓与河道底部的桩基3相连。通过桩基3的设置，河道中预留蛇形无填料布置 的航道5。垂直于河岸方向，仿生填料2间距为150mm，平行于河岸方向，仿生填料2间距为5_10mo在仿生填料区建立初期，在该区域均匀施加生物促进剂，所述生物促进剂采用Green Erect公司的A-ZYME产品，投放量为l_5g/平方米。沉水植物区紧临仿生填料区构建，首先在该河段铺设直径为10-20mm的砾石，砾石层6高度约25cm。以碌石为载体种植3种沉水植物7,选取金鱼藻、轮叶黑藻和苦草作为先锋种，沉水植物7种植密度为20-30丛/平方米。经过治理，该缓流河段全年未暴发藻类水华，监测结果表明河段水体氨氮、总磷和COD浓度均达到地表水V类标准。
权利要求
1.一种缓流再生水河道生态修复方法，其特征在于具体步骤如下 (1)选取一段直立陡坡的三面光城市硬质缓流河道，对该段河道进行截污整治； (2)在缓流河道上游区域构建仿生填料区，所述仿生填料区采用的仿生填料直径为100-150mm，所述仿生填料在缓流河道中多组串联垂直于河岸布置，每组仿生填料通过缆绳固定，缆绳两端分别系于河岸与位于缓流河道中心的桩杆上，桩杆通过螺栓与缓流河道底部的桩基相连；通过桩基的设置，缓流河道中预留蛇形无仿生填料布置的航道；在垂直于河岸方向，控制仿生填料间距为100-150mm，在平行于河岸方向，控制仿生填料间距为5-10m ； (3)紧临仿生填料区设置沉水植物区，该河段底部铺设直径为10-20_的砾石，砾石层高度20-30cm，当河道底质适宜沉水植被构建，不铺设砾石层；砾石层上部种植沉水植物。
2.根据权利要求I所述的缓流再生水河道生态修复方法，其特征在于步骤(2)中在仿生填料区建立初期，在该区域均匀施加生物促进剂。
3.根据权利要求I所述的缓流再生水河道生态修复方法，其特征在于所述沉水植物采用金鱼藻、轮叶黑藻、苦草或大茨藻中一种以上。
4.根据权利要求I所述的缓流再生水河道生态修复方法，其特征在于所述沉水植物种植密度为20-30丛/平方米。
5.根据权利要求I所述的缓流再生水河道生态修复方法，其特征在于所述仿生填材料采用圆盘状织物填料。
全文摘要
本发明涉及一种缓流再生水河道生态修复方法。通过本发明，在缓流再生水河道分别构建仿生填料区和沉水植物区，并在工程建立初期通过生物促进剂投放，缩短生态净化系统成熟所需时间。在河道上对以再生水为补水水源的河流水体进行净化，使河道水体主要水质指标从一级A排放标准提升到地表水Ⅴ类标准。
文档编号C02F3/10GK102963974SQ20121043062
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者成水平, 钟非, 吴娟, 向东方, 严媛媛, 周琪 申请人:同济大学