一种单通感潮黑臭河道的治理系统及方法与流程

本发明涉及河道治理技术领域，特别涉及一种单通感潮黑臭河道的治理系统及方法。

背景技术：

改革开放以来，随着我国经济持续高速发展，许多河道受到严重污染，成为“黑臭河道”。据相关统计，我国80％以上的城市河道受到污染，其中许多河道出现季节性甚至常年性的“黑臭现象”。2015年，国务院颁布的《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)，对河湖水质治理提出了明确目标，到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。

良好的水动力条件是污染排出以及水体自净的前提和保障。我国沿海的河道多处在冲积性平原地带，底坡平缓，流速缓慢，由于受海洋潮汐影响，致使河流水体处于往复回荡流态，污水团长期回荡，水质腐败发臭，腐败物质沉淀形成黑臭底泥，造成河槽淤积。另外，为了预防风暴潮灾害以及城市排涝，河口均建设了闸控系统，不合理开闭过程，更加加重了河道水质恶化趋势。感潮黑臭河道如同一般黑臭河道治理，需要采取控制外源的截污治污、控制内源的底泥疏浚、引入生态基流以及生态修复等综合性工程措施，具有工程周期长、建设资金巨大、水质改善以及生态修复期长等缺点。因此，急需开发一种工期短、投资少、运行费用低、维护方便的但通感潮黑臭河道的快速有效治理方法。

技术实现要素：

为解决我国沿海地区双通感潮黑臭河道综合治理问题，本发明的目的在于提供一种单通感潮黑臭河道的治理系统及方法，利用海洋、外河潮汐差的水动力，灵活利用水利设施(闸门、泵站)，增加建设u型连通管、大流量排涝车等，使河道水体单向、有序流动，并加快水体置换速度，增强河道水中污染物的扩散、净化和输出，短时间内消除单通感潮河道黑臭，具有减少工程量、缩短工期等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种单通感潮黑臭河道的治理系统，包括上游河道闸门、下游河口闸门和控制中心；所述上游河道闸门设置于单通感潮黑臭河道上游河道，所述下游河口闸门设置于单通感潮黑臭河道下游河口；所述上游河道闸门、下游河口闸门分别与控制中心相连。

优选地，还包括设置在支流河口的支流河口闸门，所述支流河口闸门与控制中心相连。

优选地，所述上游河道闸门、下游河口闸门和支流河口闸门的内、外侧均各设置有液位计；所述液位计均与自动控制中心相连。所述液位计可为新设置或利用已有的电子液位计，负责采集各闸门内、外侧液位信息，并将采集到的液位信息反馈到控制中心plc自动控制系统。

优选地，所述上游河道闸门、下游河口闸门和支流河口闸门均为垂直升降闸门、转动闸门、横拉闸门、滚动闸门和升卧式闸门中的一种。所述各闸门均可为新设置或利用已有的水利、排涝闸门。

优选地，所述单通感潮黑臭河道的潮位差大于2.5m时，所述治理系统还包括u型连通管；所述u形连通管一端位于河道下游河口闸门处，另一端位于河道上游。

优选地，所述位于河道下游河口闸门处的u形管道一端设置有下游进水阀门，所述上游进水阀门与控制中心相连；所述下游进水阀门的开启和关闭与所述下游河口闸门同步。

优选地，所述单通感潮黑臭河道的潮位差小于2.5m时，所述治理系统还包括设置在单通感潮黑臭河道上游进水闸门位置的大流量轴流泵，并沿单通感潮黑臭河道下游河口闸门位置至黑臭河道上游设置管道；所述大流量轴流泵与控制中心相连，大流量轴流泵的开启和关闭与单通感潮黑臭河道下游河口闸门同步。所述设置管道的作用是将轴流泵抽入的外河清洁水源通过管道输送至黑臭河道的上游，由于潮位差较小，越到上游，原有潮汐影响越小，所以通过轴流泵抽水经管道将清洁水引入上游增加潮位差，增强水动力。

优选地，所述双通感潮黑臭河道的潮位差小于2.5m、且偶发黑臭，或需应急处理时，所述治理系统还包括设置在单通感潮黑臭河道上游的大型排涝车；所述大型排涝车与控制中心相连，大型排涝车的开启和关闭与双通感潮黑臭河道下游河口闸门同步。利用大型排涝车，可将外河清洁水源抽入单通感潮黑臭河道上游。

本发明还提供了一种双通感潮黑臭河道的治理方法，所述治理方法为：基于前述的治理系统，控制中心根据各液位计反馈的液位信息，利用plc自动控制系统，联合调度上游河道闸门、下游河口闸门、支流河口闸门的开启和关闭。

优选地，所述调度的方法具体为：

当外河涨潮时，控制中心自动开启下游河口闸门，同时关闭上游河道闸门和支流河口闸门，在水位升至达到下游河口闸门关闭液位时，控制中心自动关闭下游河口闸门，并保持上游河道闸门和支流河口闸门关闭；

当外河退潮时，在水位降至下游河口闸门开启液位时，控制中心自动开启下游河口闸门，并保持上游河道闸门和支流河口闸门关闭；待单通感潮黑臭河道液位与上游河道液位、支流液位相平，即达到上游河道闸门、支流河口闸门的开启液位时，自动控制中心自动开启上游河道闸门、支流河口闸门。

优选地，所述下游河口闸门的关闭液位为单通感潮黑臭河道达到内河的最高允许水位。

优选地，所述下游河口闸门的开启液位为单通感潮黑臭河道下游河口闸门外侧液位计的最低液位。

本发明采用感潮黑臭河道引入生态基流的方法，利用潮汐差的水动力来解决。并灵活利用为预防风暴潮灾害、排涝等而建设的闸控系统，引入外河的清水可以避免提升清水到河道上游高处，不需要泵站系统及引水管道工程高昂的建设费用及运行电力费用。由于我国沿海地区为“一日两潮”潮汐方式，通过每天两次引入外河清水，使河道的流态由往复回荡改为单向流动，一方面促进河道污染水向外河、海域流动，另一方面增加了河道水体净化能力。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明所述的单通感潮黑臭河道即只有河道下游与同一外河相通，本发明所述的一种单通感潮黑臭河道的治理系统及方法是灵活利用海洋、外河潮汐差的水动力，灵活利用水利设施(闸门、泵站)，增加建设u型连通管、大流量轴流泵、排涝车等，使河道水体单向、有序流出，并引入外河的清洁水源，加大了内河的径流量，加快了黑臭水体的置换速度，短时间内消除“黑臭现象”，增强河道水了中污染物的扩散、净化和输出。由于黑臭河道中未沉淀的“漂浮黑臭”底泥部分随河水有序流走，使得河水变清；进而由于河水变清、溶解氧提高后，受阳光照射、溶氧增加及氧化硝化等因素影响，工程实例证实：河道底泥疏浚量将可能减少30％～50％，生态修复的工程量将可能减少40％-60％，工程周期可能减少50％左右。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种双通感潮黑臭河道的治理方法的示意图；

图2为本发明一种双通感潮黑臭河道的治理系统的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

某河位于我国东海之滨的特大城市市中心，周边为商业区和公园，属典型冲积平原的单通感潮黑臭河道。河道比降极小，水体流速极慢，呈往复回荡流状态。该河道潮位差较小，多年平均潮位差约仅为0.7m，最高潮位时流速也只有约0.6m/s，东西流向，汇入某江，再经某江汇入东海，河道中间有数条支流汇入，主要支流水质均为v类水。由于受上游流域以及该市生活生产污染的影响，从河口至上游约2km长河段出现“黑臭现象”，河道底泥淤积较为严重，十多年来一直是典型的黑臭河道，市民反映较大。治理前，该段黑臭河道水质为劣v类：溶解氧为2.1mg/l，高锰酸盐指数为6.8mg/l，nh3-n为5.84mg/l。

该单通感潮黑臭河道采取了本发明的治理系统和方法进行了综合治理，如图1和图2所示，具体包括以下步骤：

(1)在该单通感潮黑臭河道的上游、下游河口、支流河口位置分别设置上游河道闸门、下游河口闸门、支流河口闸门，且各闸门与控制中心相连，闸门类型均为垂直升降闸门；

(2)在该单通感潮黑臭河道下游河口闸门位置设置大流量轴流泵，并沿单通感潮黑臭河道下游河口闸门位置至黑臭河道上游设置管道，并将大流量轴流泵与控制中心相连；

(3)在上游河道闸门、下游河口闸门、支流河口闸门内、外侧设置内侧液位计和外侧液位计，且使其与自动控制中心相连，采集的液位信息反馈到控制中心plc自动控制系统；

(4)在下游河口闸门处设置联合调度上游河道闸门、下游河口闸门、支流河口闸门、大流量轴流泵的自动控制中心；

(5)在控制中心plc自动控制系统中设置上游河道闸门、下游河口闸门、支流河口闸门、大流量轴流泵开启和关闭的液位指令条件，将该单通感潮黑臭河道达到内河最高允许水位时下游河口闸门内侧液位计的液位作为下游河口闸门、大流量轴流泵的关闭液位；将单通感潮黑臭河道下游河口闸门外侧液位计的最低液位作为下游河口闸门的开启液位；将单通感潮黑臭河道与其上游河道液位相平时上游河道外侧液位计液位作为上游河道闸门的开启液位；将单通感潮黑臭河道与其支流液位相平时支流河口闸门外侧液位计液位作为支流河口闸门的开启液位；

(6)控制中心利用plc自动控制系统，联合调度上游河道闸门、下游河口闸门、支流河口闸门、大流量轴流泵的开启和关闭；外河涨潮时，控制中心自动开启下游河口闸门、大流量轴流泵，同时关闭上游河道闸门和支流河口闸门，达到下游河口闸门的关闭液位时，控制中心自动关闭下游河口闸门、大流量轴流泵，并保持上游河道闸门和支流河口闸门关闭；外河退潮时，达到下游河口闸门的开启液位时，控制中心自动开启下游河口闸门，并保持上游河道闸门、大流量轴流泵和支流河口闸门关闭，待单通感潮黑臭河道液位与上游河道液位、支流液位相平，即达到上游河道闸门、支流河口闸门的开启液位时，自动控制中心自动开启上游河道闸门、支流河口闸门；

根据每天两次涨潮和落潮的规律，涨潮时引入外河清洁水源，落潮时利用潮位差，将黑臭河道内的黑臭水体快速排出，使原本的往复流变为单向流，改善了河流的水动力学条件，加快了水体置换速度，增强了水中污染物的扩散、净化和输出。

按照此技术方案，数周左右时间内解决了该河道“黑臭现象”，治理后，水质由劣v类改善为v类：溶解氧提高到3.1mg/l，高锰酸盐指数下降到4.2mg/l，nh3-n下降到1.64mg/l。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。