滨岸梯级组合式地表径流污染控制系统及其方法与流程

本发明涉及的是一种环境保护领域的技术，具体是一种滨岸梯级组合式地表径流污染控制系统及其方法。

背景技术：

地表径流污染是指在降雨过程中雨水及其形成的径流流经城市地面(如商业区、居住区、停车场、街道等)，聚集一系列污染物质(如原油、n、p、有毒物质、有机物等)，随之进入水体，污染地表水或地下水。城市地表径流是典型的非点源污染，具有地域范围广、随机性强、成因复杂等特点。非点源污染已成为水环境污染的重要因素，在美国60％的水污染起源于非点源。对城市径流污染的控制是当前水环境研究的重点之一，实现对城市地表径流的有效控制，探求经济有效的城市径流污染控制技术已成为当务之急。

国内外对城市地表径流的研究处于快速发展阶段，目前常用的方法就是通过生态护坡及滨岸缓冲带等方式对径流污染物进行处理。蔡婧等人研究了柴笼、灌丛垫、植草3种不同类型的生态护坡对地表径流的延滞作用和污染控制作用，结果表明生态护坡在控制地表径流污染方面具有良好的效果，主要体现在滞缓径流水流速和去除泥沙等污染物上。如柴笼对地表径流的平均延滞时间为28.00～33.33min，可拦截80.95％粒径为30.07～111.05μm的悬浮固体，可截留92.58～97.15％的水溶态营养盐和75.75～91.24％的泥沙结合态营养盐；灌丛垫使地表径流进入河道的时间比裸坡滞后9.70～15.33min，可有效截留88.53～92.94％的水溶态营养盐，但其对悬浮颗粒的拦截能力比柴笼和植草护坡弱；植草护坡延滞地表径流的能力不及柴笼和灌丛垫，但其对地表径流中较小粒径的悬浮固体(14.89～52.63μm)(ss)和泥沙结合态营养盐的拦截率分别达到85.93％和80.53～85.33％。唐浩等人的研究发现，滨岸植被缓冲带能有效减少径流污染物入河量，百慕大、高羊茅等草皮缓冲带对ss的拦截率达75％以上，对氮磷等营养性污染物的拦截率约在35～55％，大大减轻了河道面源污染负荷。

整体上看，以往对城市地表径流控制方面的研究主要集中在滨岸带及生态护坡的拦截，缺乏岸上结构型污染控制设施的研究。由于地表径流量大面广，具有随机性和不确定性等特点，污染因子复杂，不易收集处理，也不适合建设污水处理设施。常规的滨岸植物缓冲带占地面积较大，尤其是在各大中城市的建成区，很难找到大面积的滨岸空置区域来建设缓冲带，过短的植被缓冲带又不能满足径流水净化要求。因此，极有必要寻求一种因地制宜的地表径流污染控制方法，进一步削减降雨径流污染物入河量，减少河道污染风险。

技术实现要素：

本发明针对现有技术结构复杂，占用较大的岸地面积，同时工程量较大，整体上需要较大的投资，实用性不强等缺陷，提出一种滨岸梯级组合式地表径流污染控制系统及其方法，利用滨岸陆域地块，设置集水槽和地埋式u型净化装置，能很好的拦截径流水中的悬浮固体，有效净化地表径流的污染物，减少污染物的入河量，并且具有良好的景观效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种滨岸梯级组合式地表径流污染控制系统，包括：依次相连并埋设于地面下方的集水槽、u型净化装置和溢流管，其中：集水槽的出水口高于溢流管的入水口，溢流管的入水口高于溢流管的出水口；溢流管的出水口通入河道，并高于河道的常水位。

所述的集水槽沿河岸方向每隔一段距离设置。

所述的相邻的集水槽之间的距离根据河岸汇水区域面积及降雨量确定。

所述的集水槽的宽度为25～40cm，深度为40～60cm。

所述的u型净化装置包括：u型槽、填料、折流板和无纺布隔层，其中：无纺布隔层沿u型槽内壁铺设，折流板设置于u型槽的开口内，填料填充于u型槽内。

所述的u型槽的宽度为60～120cm，深度为80～100cm。

所述的折流板为t字型结构。

所述的折流板的底部距离u型槽底部10～15cm。

所述的折流板为pvc材质。

所述的填料为多孔性吸附材料。

所述的无纺布隔层的厚度为1mm，其敷设高度高过填料深度。

所述的溢流管的出水口与河道之间设置草皮缓冲带。

所述的河道在常水位上方种植黄菖蒲，坡道上种植美人蕉。

本发明涉及一种基于上述系统的控制方法，污染的地表径流水流入集水槽进行初步沉淀，沉淀后的上清液通过集水槽的出水口进入u型净化装置进行净化，净化后通过溢流管直接入河或者流经草皮缓冲带入河，入河口的湿生植物及沉水植物体系对径流水进一步净化，实现地表径流污染的梯级控制。

技术效果

与现有技术相比，本发明利用滨岸陆域地块，设置集水槽和地埋式u型净化装置，拦截径流水中的悬浮固体，同时u型槽内的填料对氮、磷、有机物等营养性污染物具有较好的净化效果；如果滨岸地块条件允许，u型净化装置出水后还可以设置缓冲带，以进一步净化径流水。

附图说明

图1为控制系统示意图；

图2为实施例示意图；

图中：1为集水槽、2为折流板、3为填料、4为无纺布隔层、5为u型净化装置、6为溢流管。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例包括：依次相连并埋设于地面下方的集水槽1、u型净化装置5和溢流管6，其中：集水槽1的出水口高于溢流管6的入水口，溢流管6的入水口高于溢流管6的出水口；溢流管6的出水口通入河道，并高于河道的常水位。

所述的集水槽1沿河岸方向每隔10m设置。

所述的相邻的集水槽1之间的距离根据河岸汇水区域面积及降雨量确定，在汇水区域面积大、降雨量较大的区域，可以全线设置。

所述的集水槽1的宽度为30cm，深度为50cm。

所述的u型净化装置5包括：u型槽、填料3、折流板2和无纺布隔层4，其中：无纺布隔层4沿u型槽内壁铺设，折流板2设置于u型槽的开口内，填料3填充于u型槽内。

所述的u型槽由砖块砌成后水泥抹平。

所述的u型槽的宽度为80cm，深度为100cm。

所述的折流板2为t型结构。

所述的折流板2的底部距离u型槽底部12cm。

所述的折流板2为pvc材质。

所述的填料3为多孔性吸附材料，能有效吸附径流水中氮磷等污染物质，同时多孔结构为微生物等提供了较大的附着面，为径流水有机质的降解提供更好的条件。

所述的无纺布隔层4的厚度为1mm，其敷设高度为90cm。

如图2所示，如果河道岸坡宽度允许，所述的溢流管的出水口与河道之间设置草皮缓冲带，即草地，u型净化装置的出水经溢流管和草皮缓冲带净化后入河。

所述的河道在常水位上方种植黄菖蒲，坡道上种植美人蕉，可利用净水植物及微生物构建的净化体系，对入河径流水进一步净化处理。

本实施例涉及基于上述系统的控制方法，污染的地表径流水流入集水槽1进行初步沉淀，沉淀后的上清液通过集水槽1的出水口进入u型净化装置5进行净化，无纺布隔层4主要用于防止径流水中颗粒性污染物流失，折流板2阻隔导向，增加径流水流程，形成u型流态，提高填料3的有效性及水力停留时间，提高净化效果；径流水经净化后通过溢流管6流经草地入河，入河口的湿生植物及沉水植物体系对径流水进一步净化，河中的滤食性鱼类与水生植物体系构成健康的水生态系统，实现地表径流污染的梯级控制。

本实施例对ss的拦截效率在58～92％，对氨氮的去除效率在35～55％，对tp(总磷)的净化效率在32～47％。

本实施例占地面积较小，u型槽上盖板还可结合生态河道建设设计成人行步道，进一步提高城市滨岸区域土地利用效率。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。