一种库区污染源头管控方法及系统与流程

本发明实施例涉及库区污染治理技术领域，具体涉及一种库区污染源头管控方法及系统。

背景技术：

暴雨径流和溪流入汇是水库污染的两大源头，其中暴雨管理包括源头与上游污染物控制、径流管理控制与雨水蓄积等方式。为避免污染物随之进入下游水体，最有效的方法就是控制和杜绝污染物的释放，即源头控制，控制化学物质和油类的排放、回收垃圾、控制坡面建设和建筑工地维护都是防止污染物流到下游的源头控制方法。

而溪流入汇管理最常见的是在入汇之后，增加水库的净化能力，增加水库的净化强度，并且有可能造成不可逆的污染治理，因此需要一种更加安全稳定的库区污染源头的管控方法。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种库区污染源头管控方法及系统，采用对汇入溪流的末端进行谭链净化，实现对溪流中的污染物分解和沉淀净化，以解决现有技术中水库的净化负担大，存在污染不可逆转的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：一种库区污染源头管控方法，包括如下步骤：

步骤100、选择库区的集雨区，以库区及库区支流为中心将集雨区从内而外划分若干相邻分布的多级资源保护区；

步骤200、确定多级资源保护区内与库区水污染存在链接关系的源头，根据每个源头的水流流向以及每个源头携带的污染源生成响应的管控防护带；

步骤300、在库区周边以及边界处设置增加库区水质稳定性的隔离防护带，对库区和库区支流内的水资源实行封闭式管理。

作为本发明的一种优选方案，多级资源保护区从内到外分为自然生态红线区和生态功能保障区，所述自然生态红线区包围所述库区周边，所述生态功能保障区包围在库区支流起点及末梢的外侧；

所述生态功能保障区从靠近到远离库区依次分为居住耕地带和养殖畜牧带，所述居住耕地带共同连接有降氮池，所述降氮池将所有的生活污水集中收集进行净化处理后循环排入耕地土壤灌溉。

作为本发明的一种优选方案，在所述养殖畜牧带的中心线设有用于集流蓄水的生物低洼带，所述生物低洼带和养殖畜牧带形成中间低周边高的盆地地貌，所述养殖畜牧带的水流集中流向所述生物低洼带，并且所述生物低洼带内设有用于过滤水流营养物的沉淀物和水生植物；

在生态功能保障区的边坡位置设计阶梯式的地势低的沉淀净化带，所述生物低洼带溢出的水流经过沉淀净化带过滤营养物排入库区。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，库区水污染源头包括边坡地表径流来水、入库溪流来水以及入库雨水口来水，所述库区及库区引流周边的隔离防护带用于降解边坡地表径流来水的污染物，所述入库溪流来水与库区的交界处设定堤坝谭链过滤溪流污染物，并且所述库区和库区支流上设置多种水上生态浮床进行水体自净。

作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，所述隔离防护带包括用于过滤垃圾杂质的隔栏滤网带、用于降低边坡地表径流来水营养物的空中悬梯带以及用于净化库区水质的湖滨带湿地，所述空中悬梯带的形状为倒三角塔型，每层空中悬梯带从上到下依次分成绿植带、过滤泥沙带和固土砾石床，每层所述空中悬梯带的下表面均设有透水孔，所述地表流经来水在通过每一层空中悬梯时均经过绿植带、过滤泥沙带和固土砾石床的过滤转移到下一层空中悬梯继续过滤。

作为本发明的一种优选方案，所述堤坝谭链将入库溪流来水过滤净化的步骤具体为：

在入库溪流汇入所述库区的末端人工模仿山区河流自然形成的阶梯深潭形态，在入库溪流末端建立多个地形落差阶梯拟在河道原位构建多级流道-跌水-净化潭系统；

在每级净化潭底部采用素填土夯实，再适当铺设卵石、沸石、贝壳及种植沉水植物；

在净化潭的周边利用石碓形成堤坝构建水潭护岸，并且在石碓内部填充用于增加微生物附着的生态袋，微生物可以利用生态袋表面及缝隙作为生存空间进行代谢活动增强水体自净能力；

在每级跌水的阶梯处增设砾石床，并且在砾石床的夹缝内增加富含好氧微生物的生态养殖袋，跌水曝气及时补充水中微生物所需耗氧，使微生物得以发挥净水作用。

作为本发明的一种优选方案，所述库区在所述堤坝谭链的末端设有缓冲斜面，所述缓冲斜面与所述堤坝谭链之间形成缓冲区，沿着所述缓冲斜面上布设有水生植物过滤床，并且在所述缓冲区的底部设置水生物生态链。

另外，本发明还提供一种库区污染源头的管控系统，包括：

用于划分库区保护区范围生态部分的多维链接体系；

用于降低地表径流来水排放到库区水量的生物低洼带，以及将生活污水降氮净化循环利用的降氮水循环系统；

构建地表径流来水净化体系的空中悬浮梯机构；

用于降低库区汇流交界处的水污染的谭链生态系统；

用于对库区水资源自净化的生态浮床。

作为本发明的一种优选方案，所述多维链接体系以库区及库区支流为中心，从内到外将库区集雨区划分为自然生态红线区和生态功能保障区，生态功能保障区通过良性管控，减少直接排入库区的废水，并且保证地表径流的水质少污染。

作为本发明的一种优选方案，所述空中悬浮梯机构包括设置在库区支流两岸堤坝上的若干层倒三角阶梯，所述边坡地表径流来水经过库区支流两侧的空中悬浮梯机构过滤净化后排入库区支流内，所述空中悬浮梯机构包括依次安装在所述库区支流两岸堤坝上的多层生物载板，每层生物载板从上到下依次包括植物滤层、过滤泥沙带和砂砾固土层，每层所述生物载板的下表面设有导流细孔，所述边坡地表径流来水经过上层的所述生物载板的导流细孔下落到下层的所述生物载板。

本发明的实施方式具有如下优点：

(1)本发明通过对库区集雨区划分多个资源保护区，针对每个资源保护区产生的垃圾进行分类处理，保证每个生活行为产生的废水不会直接的排放到库区，经过各自独立的处理后降低净化废水，避免地表径流水污染严重而影响库区水质量；

(2)本发明通过对汇入溪流的末端进行谭链净化，实现对溪流中的污染物分解和沉淀净化，避免直接汇入水库增加水库的净化负担，并且在汇入溪流和库区的连接位置生成稳定的生态系统，对溪流水进行深度净化后流入水库；

(3)本发明通过库区两侧的隔离防护带以及库区汇入端的谭链系统，将库区形成封闭式的污染管理，可避免其他污染物直接流入库区内，经过库区周边的隔离和净化，保证库区处于稳定的生态平衡，避免受到严重的污染灾害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施方式中污染源头管控方法的流程示意图；

图2为本发明实施方式中污染源头管控系统的结构框图。

图中：

1-多维链接体系；2-生物低洼带；3-降氮水循环系统；4-空中悬浮梯机构；5-谭链生态系统。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

如图1所示，本发明提供了一种库区污染源头管控方法，库区的污染源头主要包括三大类，分别为人类生活行为污染、入汇溪流污染以及降雨污染，本实施方式主要针对人类生活行为污染和入汇溪流污染设计管控方案，对于降雨污染则无法人工管控，智能在库区内增加生态浮床进行自净化。

其中对于人类生活行为污染，本实施方式的具体管控方式为：首先将人类的生活区域重新划分，将污染比较大的行为远离库区，将污染行为比较小的行为靠近库区，并且通过人类生活用水的净化重新利用，降低排放到库区的水量，同时通过人造生物过滤净化池降低库区的地表径流来水量，以及降低地表径流来水的氮磷营养物，控制库区地表径流来水污染。

对于入汇溪流污染，本实施方式的具体管控方式为：在入汇溪流的末端设置堤坝谭链，对每一级谭链进行深度净化，过滤并降低入汇溪流的杂质和氮磷含量，防止库区水受到污染。

具体包括如下步骤：

步骤100、选择库区的集雨区，以库区及库区支流为中心将集雨区从内而外划分若干相邻分布的多级资源保护区。

多级资源保护区从内到外分为自然生态红线区和生态功能保障区，所述自然生态红线区包围所述库区周边，所述生态功能保障区包围在库区支流起点及末梢的外侧。

本实施方式自然生态红线区为生态缓冲区，完全无重污染产物，并无人居住，防止污染物影响库区的洁净。

所述生态功能保障区从靠近到远离库区支流依次分为居住耕地带和养殖畜牧带，所述居住耕地带共同连接有降氮池，所述降氮池将所有的生活污水集中收集进行净化处理后循环排入耕地土壤灌溉，居住耕地带围绕库区支流而生，居民生活垃圾回收管理，并且居民生活使用废水集中净化后，循环灌溉耕地土壤，经过耕地土壤对氮磷元素的吸收，渗入地下及库区支流的水分中的营养物减小。

在所述养殖畜牧带的中心线设有用于集流蓄水的生物低洼带，所述生物低洼带和养殖畜牧带形成中间低周边高的盆地地貌，所述养殖畜牧带的水流集中流向所述生物低洼带，并且所述生物低洼带内设有用于过滤水流营养物的沉淀物和水生植物。

养殖畜牧带远离库区支流，并且养殖畜牧带集中圈养回收粪便发酵，发酵后的粪便可作为有机肥使用，而畜牧养殖废水在人造生物低洼带收集，生物洼地可以用来代替雨水管道，它们通常建在平缓的坡地上，目的是在雨水缓慢流过时将沉积物沉淀在生物洼地里。当雨水经过后，留在水渠里的水通过并渗入地层，为植物提供水分和其中的营养物质，从而减少最终可能流入水库的营养物。

在生态功能保障区的边坡位置设计阶梯式的地势低的沉淀净化带，所述生物低洼带溢出的水流经过沉淀净化带过滤营养物排入库区，由于地表径流沿着边坡位置会流入库区支流内，因此本实施方式为了避免边坡地表径流对库区的污染，在边坡位置增加净化带，净化带一般是指人造的阶梯路障，同时在沉淀净化带呈蛇形引流分布，可降低水流速度，在人造阶梯路障的两侧增加绿化带网格，吸收边坡地表径流的水量以及氮磷元素，减少边坡地表径流对库区支流的污染。

步骤200、确定多级资源保护区内与库区水污染存在链接关系的源头，根据每个源头的水流流向以及每个源头携带的污染源生成响应的管控防护带。

库区水污染源头包括边坡地表径流来水、入库溪流来水以及入库雨水口来水，所述库区及库区引流周边的隔离防护带用于降解边坡地表径流来水的污染物，所述入库溪流来水与库区的交界处设定堤坝谭链过滤溪流污染物，并且所述库区和库区支流上设置多种水上生态浮床进行水体自净。

其中步骤100对边坡地表径流来水的路径中增设管控吸收系统，并且通过步骤100对生活区域的划分，以及对生活用水和生活垃圾的管控，可有效的减少居民生活产生的污染，因此污染源头边坡地表径流来水本身自带的营养物及其他污染物量少。

边坡地表径流经过库区支流两侧的堤坝流入库区，因此在生活区集中的库区支流两侧需要增加隔离防护带进行水质净化。

所述隔离防护带包括用于过滤垃圾杂质的隔栏滤网带、用于降低边坡地表径流来水营养物的空中悬梯带以及用于净化库区水质的湖滨带湿地，所述空中悬梯带的形状为倒三角塔型，每层空中悬梯带从上到下依次分成绿植带、过滤泥沙带和固土砾石床，每层所述空中悬梯带的下表面均设有透水孔，所述地表流经来水在通过每一层空中悬梯时均经过绿植带、过滤泥沙带和固土砾石床的过滤转移到下一层空中悬梯继续过滤。

也就是说，本实施方式中边坡地表径流入库前，先经过隔栏滤网带将大垃圾过滤在堤坝两侧，然后利用空中悬梯带吸收水体中的营养物，最后边坡地表径流流入库区两侧的湖滨带湿地，经过湖滨带湿地净化后渗入库区支流，从而通过上述三重过滤净化，将边坡地表径流中的大杂质和微量元素多次过滤，可以用来消弱暴雨时的高峰流量，还可以除去沉积物，起到双重功效。

对于入库溪流来水污染源头来说，在入库溪流汇入库区时，需要对入库溪流进行净化以库区水质量标准。因此利用堤坝谭链将入库溪流来水过滤净化的步骤具体为：

在入库溪流汇入所述库区的末端人工模仿山区河流自然形成的阶梯深潭形态，在入库溪流末端建立多个地形落差阶梯拟在河道原位构建多级流道-跌水-净化潭系统。

在纵向坡度较大的山区自然河流上，阶梯-深潭相间的地貌是一种常见典型的形态，其河床常由一段陡坡或跌水和一段缓坡加上深潭相间连接而成，在河道纵向呈现一系列阶梯状。

潭链系统是人为模仿山区河流中自然形成阶梯-深潭形态，利用地形落差拟在河道原位构建多级流道-跌水-净化潭系统，并结合运用多种河流水质净化技术。结合河道的地势条件，建设净化潭及跌水坝。水流通过净化潭进行处理后经跌水坝流至下一环节。潭链系统对各污染物的去除率主要通过水中微生物的代谢作用去除，微生物的活性越高，对污染物的降解越强；潭链系统微生物生长状况越好净化水质效果也越好。

在每级净化潭底部采用素填土夯实，再适当铺设卵石、沸石、贝壳及种植沉水植物。

净化潭潭底部在原有河床基础上，采用素填土夯实，再适当铺设卵石、沸石、贝壳及种植沉水植物。卵石、沸石、贝壳有较高的比表面积，对氮有较好的吸附作用，同时表面利于生物膜的形成，利于微生物硝化作用和反硝化作用，从而去除水中的氮，提高河流净化能力。沉水植物，能够有效地去除水中的污染物，尤其是对氮磷有较好的去除效果。

在净化潭的周边利用石碓形成堤坝构建水潭护岸，并且在石碓内部填充用于增加微生物附着的生态袋，微生物可以利用生态袋表面及缝隙作为生存空间进行代谢活动增强水体自净能力。

净化潭边利用生态袋堆垒构建水潭护岸，在生态袋表面再辅以天然石，在石缝中填充自然土壤种植湿生植物。并在岸边带进行草种撒播和水缘植物栽培。生态袋装有填充物(一般是土壤)，采用的是环保无毒材料，不降解，抗酸碱，具有透水不透土的渗透功能材料制作的袋子。利用生态袋构建的护岸可以实现河流水体与河岸物质能量交换，微生物可以利用生态袋表面及缝隙作为生存空间进行代谢活动增强水体自净能力，植物可以利用生态袋中的土壤扎根生长，根系可以穿透生态袋进入土地层达到稳定护岸的作用。岸边草种撒播和水缘植物栽培可以起到生态缓冲带的作用，有助于削弱地表径流污染。

在每级跌水的阶梯处增设砾石床，并且在砾石床的夹缝内增加富含好氧微生物的生态养殖袋，跌水曝气及时补充水中微生物所需耗氧，使微生物得以发挥净水作用。

跌水坝的一方面有过流作用，同时可使水体在流动的过程中不断紊动，跌水曝气及时补充水中微生物所需耗氧，使水中微生物得以发挥其净水作用。在各处水体水质较差，流速较快的地方构建，对水体进行净化，实现水体快速增氧改善水体氧环境，有效改善水体生境，提升水体景观效果。

因此潭链系统在本实施方式中具体以下特点：

(1)具有消能作用，可以缓冲水流的速度；

(2)潭链系统的水流层次多样，形成了独特的景观效果；

(3)潭链系统多样的水层提高了水生植物的数量和多样性；

(4)潭链系统可延长水力停留时间而且跌水也提高了水中的溶解氧含量。

另外作为本实施方式的优点，所述库区在所述堤坝谭链的末端设有缓冲斜面，缓冲斜面与堤坝谭链的连接线形成v字形结构，因此所述缓冲斜面与所述堤坝谭链之间形成缓冲区，沿着所述缓冲斜面上布设有水生植物过滤床，并且在所述缓冲区的底部设置水生物生态链。

在库区与入库溪流的连接处形成一个稳定的生态系统，从而实现彻底净化入库溪流的作用。

步骤300、在库区周边以及边界处设置增加库区水质稳定性的隔离防护带，对库区和库区支流内的水资源实行封闭式管理。

通过步骤200和步骤300的配合工作，将库区周边以及边界处连接成一个稳定的隔离防护带，库区周边通过隔栏滤网带将大垃圾过滤在堤坝两侧，然后利用空中悬梯带吸收水体中的营养物，最后边坡地表径流流入库区两侧的湖滨带湿地，库区与其他溪流的连接处通过谭链系统分阶治理，因此对库区内的水资源实现封闭式管理，保证无外污染源头的侵入，从而形成稳定的良性的生态系统。

另外如图2所示，本发明还提供一种库区污染源头的管控系统，包括：

用于划分库区保护区范围生态部分的多维链接体系1；

用于降低地表径流来水排放到库区水量的生物低洼带2，以及将生活污水降氮净化循环利用的降氮水循环系统3；

构建地表径流来水净化体系的空中悬浮梯机构4；

用于降低库区汇流交界处的水污染的谭链生态系统5；

用于对库区水资源自净化的生态浮床。

所述多维链接体系1以库区及库区支流为中心，从内到外将库区集雨区划分为自然生态红线区和生态功能保障区，生态功能保障区通过良性管控，减少直接排入库区的废水，并且保证地表径流的水质少污染。

所述空中悬浮梯机构4包括设置在库区支流两岸堤坝上的若干层倒三角阶梯，所述边坡地表径流来水经过库区支流两侧的空中悬浮梯机构4过滤净化后排入库区支流内，所述空中悬浮梯机构4包括依次安装在所述库区支流两岸堤坝上的多层生物载板，每层生物载板从上到下依次包括植物滤层、过滤泥沙带和砂砾固土层，每层所述生物载板的下表面设有导流细孔，所述边坡地表径流来水经过上层的所述生物载板的导流细孔下落到下层的所述生物载板。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。