本发明涉及一种用于湖泊水环境治理的一体化治理系统及方法。
背景技术：
污染较严重的湖泊由于内源污染负荷的存在，即使在来自湖泊外部的污染源，如工农业废水、生活污水的排放得到有效控制的情况下，湖水的污染仍然得不到明显控制，主要原因为内源负荷的污染。
湖泊底泥释放tn占总污染量的18.5％，tp占总污染量的29.4％，即使将外来入湖污染全部控制，仅湖内底泥释放和动力作用下的再悬浮、溶出也将引起藻类的快速繁衍。湖泊外源污染减少，水质改善后，但底泥中污染物质也会增加一定程度的释放，污染底泥中的营养物质会重新释放进入水体，导致水质污染。
技术实现要素：
本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种用于湖泊水环境治理的一体化治理系统及方法的技术方案，不仅可以定期对湖泊底部的淤泥进行清理，减少湖泊底泥的沉积，进而减少底泥中的营养物质释放至水体中，而且维护成本低，该施工方法步骤简单，能满足不同大小面积的湖泊底泥治理，有利于长期保持水体的水质，同时增加了水体中的含氧量。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于湖泊水环境治理的一体化治理系统，其特征在于：包括吸泥网和曝气装置，吸泥网通过污泥提升管连接排泥管，排泥管上设置有抽泥泵，抽泥泵上连接有控制器，吸泥网包括主输泥管和辅助输泥管，主输泥管水平等间距分布，辅助输泥管交叉设置在两个相互平行的主输泥管之间，曝气装置通过链绳连接吸泥网；通过吸泥网的设计，可以定期对湖泊底部的淤泥进行清理，减少湖泊底泥的沉积，进而减少底泥中的营养物质释放至水体中，抽泥泵为底泥的排出提供了动力，将吸泥网中的淤泥经污泥提升管和排泥管输出，操作灵活方便，主输泥管和辅助输泥管交叉分布，使湖泊底泥清理更彻底，有效减少了湖泊内源负荷的污染，虽然前期施工相对复杂，但是对湖泊长远的水体治理效果更好，治理费用低。
进一步，吸泥网和污泥提升管通过锁紧支架分别固定连接在湖泊的底部和侧壁上，锁紧支架提高了吸泥网、污泥提升管和湖泊底部、侧壁连接的稳定性和可靠性，延长了一体化治理系统的使用寿命。
进一步，主输泥管和辅助输泥管均包括输泥管体和防护结构，输泥管体位于防护结构内，防护结构包括顶层压盖和支撑板，顶层压盖位于输泥管体的上方，且顶层压盖通过加强杆连接输泥管体，顶层压盖的两侧连接支撑板，通过防护结构的设计，可以起到保护输泥管体的作用，大大提高了主输泥管和辅助输泥管的压力承受强度，不会被较大的石块直接压断，顶层压盖和支撑板可以分别抵挡上方和左右方向的压力，对输泥管体起到二次保护的作用。
进一步，输泥管体的侧面上均匀设置有吸泥孔，底泥可以通过吸泥孔进入输泥管体，能有效清理湖泊底部大部分的淤泥，清理效率高，维护成本低，有利于长期保持湖泊水体的水质。
进一步，支撑板上水平设置有第二过滤网，第二过滤网可以有效防止底泥中的颗粒杂质进入输泥管体，进而对吸泥孔造成堵塞，影响主输泥管和辅助输泥管的正常工作。
进一步，曝气装置包括悬浮块和导向板，导向板通过支撑杆连接在悬浮块的上方，导向板上设置有太阳能板，悬浮块的顶面上设置有凹槽，凹槽内设置有蓄电池和喷射机构，喷射机构位于蓄电池的两侧，悬浮块内设置有储水箱，储水箱的顶面上设置有主排水管，主排水管上设置有曝气泵，主排水管通过分流管连接喷射机构，储水箱的两侧对称设置有吸水管，太阳能板可以为曝气装置的正常工作提供连续不断的电能，并通过蓄电池进行存储，蓄电池为喷射机构和曝气泵提供电能，湖泊水通过吸水管进入储水箱，经曝气泵的作用将储水箱内的水经主排水管和分流管输送至喷射机构，实现曝气，增加水体中的含氧量。
进一步，喷射机构包括转台和喷射管，转台固定连接在凹槽内，喷射管转动连接在转台上，喷射管可以沿着转台转动，调节喷射角度。
进一步，吸水管上设置有单向电磁阀，吸水管的端部设置有第一过滤网，单向电磁阀可以控制吸水管的开关，第一过滤网可以防止水体中的杂草等杂质进入吸水管而造成堵塞。
使用如上述的一种用于湖泊水环境治理的一体化治理系统治理湖泊水体的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)测量放样
a、首先通过三维建模画出湖泊的图形，根据湖泊平面结构的面积确定管网的布设方案和曝气装置的安装位置，同时在湖泊的外侧面上确定抽泥泵的安装位置和数量，画出施工图纸；
b、然后根据施工图纸对湖泊外侧面上施工位置的杂草进行清理，并做好安全提示标志；
c、接着安排好施工人员，做好技术交底工作，并准备相应的机具设备，对进场的施工机具进行试运行，确保施工顺利进行；
2)湖底清淤
待测量放样结束后，通过挖机船对湖泊底部的淤泥进行初次清理，清理的顺序从左往右依次进行，并保证每次清理的面积不小于6m2，直至整个湖泊底面的淤泥清理一遍；
3)吸泥网布设
a、待湖泊底面的淤泥清理结束后，首先将水平直线浮标沿着施工图纸的标注要求分布在湖泊水面上，并在每个水平直线浮标等间距间隔3～5m的位置安装第一限位杆，使第一限位杆的底端垂直插入至湖泊的底部，直至所有的水平直线浮标布设完毕；
b、然后通过吊装船将准备好的主输泥管沿着相应的水平直线浮标下放至湖泊底部的相应位置，主输泥管的上方固定连接有顶层压盖，每下放一个主输泥管后，在相应的主输泥管的输泥管体的侧面安装带有第二过滤网的支撑板，在安装支撑板之前清除主输泥管周围的淤泥和石块，并使支撑板垂直固定在湖泊底部，在每个顶层压盖上等间距安装锁紧支架，同时拆除相应的水平直线浮标和相应位置的第一限位杆，直至所有的主输泥管安装完毕；
c、在每个主输泥管的两端沿着湖泊的斜面布设污泥提升管，污泥提升管通过锁紧支架固定在湖泊斜面上，污泥提升管的顶端距离湖泊堤岸的高度小于50cm，然后沿着水平方向至设定的污泥储存池内安装排泥管，在每个排泥管上均安装抽泥泵，抽泥泵上连接控制器；
d、接着将斜线浮标沿着施工图纸的标注要求分布在湖泊水面上，并在每个斜线浮标等间距间隔3～5m的位置安装第二限位杆，使第二限位杆的底端垂直插入至湖泊的底部，直至所有的斜线浮标布设完毕；
e、再通过吊装船将准备好的辅助输泥管沿着相应的斜线浮标下放至湖泊底部的相应位置，辅助输泥管的输泥管体的上方固定连接有顶层压盖，每下放一个辅助输泥管后将辅助输泥管的输泥管体的两端分别与相邻两个主输泥管进行连接，接着在相应的辅助输泥管的两侧安装带有第二过滤网的支撑板，在安装支撑板之前清除主输泥管周围的淤泥和石块，并使支撑板垂直固定在湖泊底部，在每个顶层压盖上等间距安装锁紧支架，同时拆除相应的斜线浮标和相应位置的第二限位杆，直至所有的辅助输泥管安装完毕；
4)曝气装置安装
待吸泥网布设完毕后，在湖泊水面的设定位置投放曝气装置，将曝气装置的底面通过链绳与吸泥网进行固定连接；
5)系统试运行
待一体化治理系统安装完毕后，首先启动排泥管上的抽泥泵，观察每个排泥管的输送量，同时启动曝气装置上的曝气泵，观察喷射机构的工作状况，并控制曝气装置内储水箱的水量。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1、通过吸泥网的设计，可以定期对湖泊底部的淤泥进行清理，减少湖泊底泥的沉积，进而减少底泥中的营养物质释放至水体中；
2、抽泥泵为底泥的排出提供了动力，将吸泥网中的淤泥经污泥提升管和排泥管输出，操作灵活方便；
3、主输泥管和辅助输泥管交叉分布，使湖泊底泥清理更彻底，有效减少了湖泊内源负荷的污染，虽然前期施工相对复杂，但是对湖泊长远的水体治理效果更好，治理费用低；
4、本发明的施工方法步骤简单，能满足不同大小面积的湖泊底泥治理，有利于长期保持水体的水质，同时增加了水体中的含氧量。
附图说明：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种用于湖泊水环境治理的一体化治理系统及方法中一体化治理系统的结构示意图。
图2为本发明中吸泥网的分布示意图；
图3为本发明中曝气装置的结构示意图；
图4为本发明中主输泥管和辅助输泥管的结构示意图；
图5为图4中a方向的结构示意图。
图中：1-吸泥网；2-污泥提升管；3-排泥管；4-锁紧支架；5-抽泥泵；6-控制器；7-曝气装置；8-链绳；9-主输泥管；10-辅助输泥管；11-悬浮块；12-导向板；13-太阳能板；14-支撑杆；15-蓄电池；16-凹槽；17-储水箱；18-吸水管；19-单向电磁阀；20-第一过滤网；21-主排水管；22-曝气泵；23-分流管；24-转台；25-喷射管；26-输泥管体；27-顶层压盖；28-支撑板；29-第二过滤网；30-吸泥孔；31-加强杆。
具体实施方式
如图1至图5所示，为本发明一种用于湖泊水环境治理的一体化治理系统，包括吸泥网1和曝气装置7，吸泥网1通过污泥提升管2连接排泥管3，吸泥网1和污泥提升管2通过锁紧支架4分别固定连接在湖泊的底部和侧壁上，锁紧支架4提高了吸泥网1、污泥提升管2和湖泊底部、侧壁连接的稳定性和可靠性，延长了一体化治理系统的使用寿命，排泥管3上设置有抽泥泵5，抽泥泵5上连接有控制器6。
吸泥网1包括主输泥管9和辅助输泥管10，主输泥管9水平等间距分布，辅助输泥管10交叉设置在两个相互平行的主输泥管9之间，主输泥管9和辅助输泥管10均包括输泥管体26和防护结构，输泥管体26位于防护结构内，防护结构包括顶层压盖27和支撑板28，顶层压盖27位于输泥管体26的上方，且顶层压盖27通过加强杆31连接输泥管体26，顶层压盖27的两侧连接支撑板28，通过防护结构的设计，可以起到保护输泥管体26的作用，大大提高了主输泥管9和辅助输泥管10的压力承受强度，不会被较大的石块直接压断，顶层压盖27和支撑板28可以分别抵挡上方和左右方向的压力，对输泥管体26起到二次保护的作用，输泥管体26的侧面上均匀设置有吸泥孔30，底泥可以通过吸泥孔30进入输泥管体26，能有效清理湖泊底部大部分的淤泥，清理效率高，维护成本低，有利于长期保持湖泊水体的水质，支撑板28上水平设置有第二过滤网29，第二过滤网29可以有效防止底泥中的颗粒杂质进入输泥管体26，进而对吸泥孔30造成堵塞，影响主输泥管9和辅助输泥管10的正常工作。
曝气装置7通过链绳8连接吸泥网1，曝气装置7包括悬浮块11和导向板12，导向板12通过支撑杆14连接在悬浮块11的上方，导向板12上设置有太阳能板13，悬浮块11的顶面上设置有凹槽16，凹槽16内设置有蓄电池15和喷射机构，喷射机构位于蓄电池15的两侧，悬浮块11内设置有储水箱17，储水箱17的顶面上设置有主排水管21，主排水管21上设置有曝气泵22，主排水管21通过分流管23连接喷射机构，储水箱17的两侧对称设置有吸水管18，太阳能板13可以为曝气装置7的正常工作提供连续不断的电能，并通过蓄电池15进行存储，蓄电池15为喷射机构和曝气泵22提供电能，湖泊水通过吸水管18进入储水箱17，经曝气泵22的作用将储水箱17内的水经主排水管21和分流管23输送至喷射机构，实现曝气，增加水体中的含氧量，喷射机构包括转台24和喷射管25，转台24固定连接在凹槽16内，喷射管25转动连接在转台24上，喷射管25可以沿着转台24转动，调节喷射角度，吸水管18上设置有单向电磁阀19，吸水管18的端部设置有第一过滤网20，单向电磁阀19可以控制吸水管18的开关，第一过滤网20可以防止水体中的杂草等杂质进入吸水管18而造成堵塞；通过吸泥网1的设计，可以定期对湖泊底部的淤泥进行清理，减少湖泊底泥的沉积，进而减少底泥中的营养物质释放至水体中，抽泥泵5为底泥的排出提供了动力，将吸泥网1中的淤泥经污泥提升管2和排泥管3输出，操作灵活方便，主输泥管9和辅助输泥管10交叉分布，使湖泊底泥清理更彻底，有效减少了湖泊内源负荷的污染，虽然前期施工相对复杂，但是对湖泊长远的水体治理效果更好，治理费用低。
使用如上述的一种用于湖泊水环境治理的一体化治理系统治理湖泊水体的方法，包括如下步骤：
1)测量放样
a、首先通过三维建模画出湖泊的图形，根据湖泊平面结构的面积确定管网的布设方案和曝气装置7的安装位置，同时在湖泊的外侧面上确定抽泥泵5的安装位置和数量，画出施工图纸；
b、然后根据施工图纸对湖泊外侧面上施工位置的杂草进行清理，并做好安全提示标志；
c、接着安排好施工人员，做好技术交底工作，并准备相应的机具设备，对进场的施工机具进行试运行，确保施工顺利进行；
2)湖底清淤
待测量放样结束后，通过挖机船对湖泊底部的淤泥进行初次清理，清理的顺序从左往右依次进行，并保证每次清理的面积不小于6m2，直至整个湖泊底面的淤泥清理一遍；
3)吸泥网布设
a、待湖泊底面的淤泥清理结束后，首先将水平直线浮标沿着施工图纸的标注要求分布在湖泊水面上，并在每个水平直线浮标等间距间隔3～5m的位置安装第一限位杆，使第一限位杆的底端垂直插入至湖泊的底部，直至所有的水平直线浮标布设完毕；
b、然后通过吊装船将准备好的主输泥管9沿着相应的水平直线浮标下放至湖泊底部的相应位置，主输泥管9的上方固定连接有顶层压盖27，每下放一个主输泥管9后，在相应的主输泥管9的输泥管体26的侧面安装带有第二过滤网29的支撑板28，在安装支撑板28之前清除主输泥管9周围的淤泥和石块，并使支撑板28垂直固定在湖泊底部，在每个顶层压盖27上等间距安装锁紧支架4，同时拆除相应的水平直线浮标和相应位置的第一限位杆，直至所有的主输泥管9安装完毕；
c、在每个主输泥管9的两端沿着湖泊的斜面布设污泥提升管2，污泥提升管2通过锁紧支架4固定在湖泊斜面上，污泥提升管2的顶端距离湖泊堤岸的高度小于50cm，然后沿着水平方向至设定的污泥储存池内安装排泥管3，在每个排泥管3上均安装抽泥泵5，抽泥泵5上连接控制器6；
d、接着将斜线浮标沿着施工图纸的标注要求分布在湖泊水面上，并在每个斜线浮标等间距间隔3～5m的位置安装第二限位杆，使第二限位杆的底端垂直插入至湖泊的底部，直至所有的斜线浮标布设完毕；
e、再通过吊装船将准备好的辅助输泥管10沿着相应的斜线浮标下放至湖泊底部的相应位置，辅助输泥管10的输泥管体26的上方固定连接有顶层压盖27，每下放一个辅助输泥管10后将辅助输泥管10的输泥管体26的两端分别与相邻两个主输泥管9进行连接，接着在相应的辅助输泥管10的两侧安装带有第二过滤网29的支撑板28，在安装支撑板28之前清除主输泥管9周围的淤泥和石块，并使支撑板28垂直固定在湖泊底部，在每个顶层压盖27上等间距安装锁紧支架4，同时拆除相应的斜线浮标和相应位置的第二限位杆，直至所有的辅助输泥管10安装完毕；
4)曝气装置安装
待吸泥网1布设完毕后，在湖泊水面的设定位置投放曝气装置7，将曝气装置7的底面通过链绳8与吸泥网1进行固定连接；
5)系统试运行
待一体化治理系统安装完毕后，首先启动排泥管3上的抽泥泵5，观察每个排泥管3的输送量，同时启动曝气装置7上的曝气泵22，观察喷射机构的工作状况，并控制曝气装置7内储水箱17的水量。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。