一种高风险城市河流水质安全保障及景观化构建技术的制作方法
【专利说明】
[0001] 本发明涉及一种高污染风险河流水质安全保障及景观化构建技术，特别涉及采用 离线和在线组合设施提高河流抗污染风险，提升河流景观效果。技术依托现有河道自然构 型，根据污染来源及环境风险源分布，构建高污染风险小流域水质安全保障及景观化系统。 系统包括上游离线水质安全控制系统和下游在线水质安全保障系统两部分。上游水质安全 控制系统以生态砾石床、湖泊、雨水存储池、湿地或生态塘等设施为主，各设施进水口河道 下游设置闸门控制进出水;下游在线水质安全保障系统主要以生态护坡、在线湿地、滞留塘 为主。本系统将在线和离线治理设施结合，可有效削减污染物及危险化学品进入下游河道， 提高河流自净效率，尤其适用于高风险、重污染城市支流水系改善，是兼顾社会效益、经济 效益和环境效益于一体的河流水质保障及景观化技术。
技术领域
[0002] 本发明属于高污染风险河流水质安全保障及景观化构建技术领域，涉及小流域水 质净化、突发水环境污染事故风险防范、黑臭河流治理及景观化构建等方面。
【背景技术】
[0003] 水是社会经济发展的纽带。在人类社会经济发展进程中，城市人口聚集区和企业 往往临水而建。随着企业逐渐密集和人类活动加剧，城市和企业污水排放量逐渐增多，突发 环境污染事故也将逐渐增多，河流作为纳污渠道其自身污染物承载力逐渐削弱，逐渐演变 成为高污染风险河流。高污染风险河流不仅仅自身水环境和水生态随时面临被破坏风险， 还往往作为污染物的快速迀移通道污染下游饮用水源地和水生动植物保护区。因而，保障 高污染风险河流水质安全已成为我国亟待解决的社会问题。
[0004] 尽管国内外河流突发水环境污染事故频发，然而由于环境风险识别技术研究仅仅 处于起步阶段，国内外未见专门针对高污染风险河流的水质安全保障技术。因而，现有技术 工艺仍针对已污染河流，主要通过建设一定的工程措施，在河流内部或者周边建设水质治 理单元，强化河流的自净能力。目前，受污染河流水质治理技术主要包括离线治理技术和在 线治理技术，其中离线治理技术主要在河流周边建设湿地，在线治理技术主要有工程菌、植 物浮岛及生态水草等方法。在线及离线治理技术能够有效提升受污染河水水质，提高河流 自净能力，但对于高污染风险河流，由于突发水环境污染事故高冲击负荷，以及时间和地点 的不确定性，导致现有河流在线及离线治理技术难以有效应对突发水环境污染事故。
[0005] 因此，针对河流突发水环境污染风险来源，开发离线和在线相结合的河流风险控 制技术，满足高污染风险河流水质安全保障需求，提升河流水质自净能力，在发挥各自优 势的基础上实现同步处理，不仅具有投资低、能耗低、效果好、运用灵活等多方面优点，还兼 顾防洪和景观等功能，特别适合于高污染风险河流水质安全保障。
【发明内容】
[0006] 本发明目的在于提供一种高污染风险河流水质安全保障及景观化构建技术，该技 术既可实现对河流突发水环境污染事故泄漏污染物的有效截留和处理，又可保障对河流水 质的高效净化，兼顾防洪和景观功能。
[0007] 本发明的高污染风险河流水质安全保障及景观化构建技术是：
[0008] 1、一种高污染风险河流水质安全保障及景观化系统，其特征在于:在高污染风险 河流内分别建立上游离线水质安全控制系统和下游在线水质安全保障系统;将上游离线水 质安全控制系统和下游在线水质安全保障系统搭配使用，可快速截留入河污染物，提高河 流自净能力，促进河水水质逐渐改善;上游在线水质安全控制系统位于突发环境污染事故 危化品入河处下游，距离入河口为：
[0009] Lg^ = kXtXVmean
[0010] 其中L距离一一水质安全控制系统进水口与危化品入河处距离，km;k-一安全系 数;t--污染事故爆发到应急的正常反应时间，h; vmean--河水的平均流速，km/h。
[0011] 2、一种高污染风险河流水质安全保障及景观化系统，其特征在于:高污染风险河 流通常是指河流中上游危险化学品生产、使用和存储企业，以及化工园区、生活居住区分布 密集的城市或乡镇中小型河流;高污染风险河流最大可能事故类型依据河流周边企业有毒 有害危险化学品理化性质及单元功能确定;水污染事故风险源出现的事故类型主要有:废 水非正常排放事故、液态化学品直接泄漏事故、液态化学次生泄漏事故等;最大可能事故危 化品排放量采用下式计算：
[0012 ] 〇?孀：=α X Qrnax X p测I；匕例
[0013] 其中Qmax 有毒有害危险化学品最大储量，m3; Ρ??Κ例 有毒有害危险化学品 的泄漏比例;α-一液态泄露污染物自流入水体比例。
[0014] 3、一种高污染风险河流水质安全保障及景观化系统，其特征在于:上游离线水质 安全控制系统可采用生态砾石床、湖泊、雨水储存池、湿地或生态塘等，平时作为景观水体 或用于深度净化河水;上游离线水质安全控制设施有效容积为：
[001 5] -β X ( Qmax'I'Qriver )
[001 6]其中V補餓--尚线水质安全控制设施有效容积，Π 13;β--系数;Qriver--不同事 故场景下河流流量，m3/d;
[0017] 生态砾石床、湖泊、雨水储存池、湿地或生态塘等水质安全控制设施可以建设为1 个，也可根据地形地貌沿污染团迀移路线依次建设3~5个，搭配使用。
[0018] 4、一种高污染风险河流水质安全保障及景观化系统，其特征在于:上游水质安全 控制系统中生态砾石床、湖泊、湿地和生态塘等离线治理设施因地制宜采用渠道、管道引 流，并在临近主河道进水口下游设置河道闸板;设施底部需做防水，并在底部布设厚度为2 ~20cm的活性炭颗粒、陶粒、沸石或改性矿物等吸附性大孔功能填料。
[0019] 5、一种高污染风险河流水质安全保障及景观化系统，其特征在于:平时部分河水 直接经河道流向下游，部分河水经生态砾石床、湖泊、湿地或生态塘等离线治理设施深度处 理后汇入河流下游，保障处理工艺正常的生物净化效率；当河流出现突发水污染事故，则关 闭河道内闸板和离线治理设施出水闸门，让含危化品河水全部存储在生态砾石床、湖泊、湿 地或生态塘内，并可通过强化的物化及生化作用逐步去除；河水水质恢复正常但离线治理 设施污染物仍未达标时，保持生态砾石床、湿地等离线治理设施进口闸门关闭，打开河道闸 板，保障河流正常流动；只有当离线治理设施中截留的污水处理达标后，再打开生态砾石 床、湿地或生态塘等设施出水闸门。
[0020] 6、一种高污染风险河流水质安全保障及景观化系统，其特征在于：下游在线水质 安全保障系统以生态护坡、河道浅滩湿地、河道滞留塘或在线湖泊等构成，水力停留时间控 制在0.5d~l.Od以上。
[0021] 7、一种高污染风险河流水质安全保障及景观化系统，其特征在于：下游在线水质 安全保障系统的河道浅滩湿地、滞留塘或在线湖泊底部做防水措施，并铺设厚度2~5cm的 活性炭颗粒、陶粒、沸石、改性矿石等吸附性大孔功能材料。
[0022] 与现有城市河流水质安全保障技术相比，本发明的优势在于：
[0023] 1、运行成本低:高污染风险河流水质安全保障及景观化系统以生态砾石床、湿地、 生态塘或景观湖泊为主，具有不需要机电设备及管网建设、结构紧凑、处理单元形状灵活、 基建运行费用低和日常操作简单等优点，适用于我国大部分城市河流。
[0024] 2、处理效率高且运行稳定:本发明通过离线治理技术有效削减上游污染物及危险 化学品进入下游河道，并利用在线治理技术对下游水质进行深度净化，在逐步提高河流自 净效率的同时有效改善河水水质。另外，利用陶粒、活性炭、沸石等吸附性大孔功能填料增 强微生物的附着能力，有利于微生物生长和有机危化品降解。沸石还具有良好的吸附氨氮 的能力，再配合水生植物净水作用