一种道路路面径流截污湿地带及其构建方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境工程领域，尤其是涉及一种道路路面径流截污湿地带及其构建方法。
【背景技术】
[0002]道路是城市汇水面的重要组成部分，也是城市受纳水体非点源污染的主要污染源之一，研宄表明与其他汇水面相比，路面雨水径流水质污染状况最为严重，尤其是初期径流污染严重程度甚至超过生活污水。雨水径流中的污染物主要来源于轮胎磨损、防冻剂使用、车辆的泄漏、杀虫剂和肥料的使用、丢弃的废物等，污染成分主要包括有机或无机化合物、氮、磷、金属、油类。随着城市道路建设和交通流量的快速增长，路面污染物的总量不可避免地呈现大幅增长趋势，并随着路面雨水径流或融雪进入河湖水体，成为导致河湖水体水质恶化、富营养化甚至生态系统退化的主要因素之一。地表径流中含有较高的TSS、COD和有机污染物，对河湖水质和生态环境存在较大的威胁。因此对于道路路面径流的有效控制对于保护我国水环境、控制河湖水体污染具有重大意义。
[0003]针对道路径流污染负荷高、污染成分和影响因素复杂等特点，一般采用截污装置、雨水塘、雨水湿地、渗透/生物滞蓄设施、过滤设施、植被设施及透水铺装等对道路径流开展行之有效的污染控制。湿地系统包括人工湿地和自然湿地，是自然环境中自净能力最强的生态系统之一，利用系统内部的各个有机组成部分，通过物理、化学和生物三重协同的方式，吸附、过滤、离子交换、共沉、植物吸收以及微生物分解来实现水体的高效净化，也已被用于地表径流的污染控制。在湖滨生态系统恢复项目中，结合景观建设和生态恢复理念，通过人工湿地的建设和自然湿地的恢复，可以丰富湖滨景观，提供多样性的生物栖息地，保护物种多样性，促进水资源再利用和再循环，进而有助于水体的自然生态功能的恢复。
[0004]道路径流污染成分复杂且污染严重，因此单一的道路径流处理工艺难以实现对径流量和径流污染的有效控制。通过利用不同的雨水径流调蓄、净化处理单元的优化组合，可在充分发挥其各自功能的同时，实现道路径流截污湿地带的截污、净化、景观与生态功能的最大化。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了针对如何控制道路路面径流污染对河湖水体水质的影响这一技术难题，而提供一种道路路面径流截污湿地带及其构建方法。
[0006]通过本发明，在道路与河湖滨岸带区域依次设置挺水植物塘、水平潜流人工湿地和沉水植物塘，充分发挥挺水植物塘对地表径流的调蓄及沉降、人工湿地的净化截留以及沉水植物塘的深度净化作用截留道路路面径流污染，减弱道路路面径流污染对河湖水体水质及生态系统健康造成的威胁。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0008]一种道路路面径流截污湿地带，所述的湿地带包括在道路汇水区域向河湖水体方向依次设置的挺水植物塘、水平潜流人工湿地和沉水植物塘，所述的挺水植物塘、水平潜流人工湿地和沉水植物塘之间通过泵站及管道连接。
[0009]所述的挺水植物塘长宽比为5:1?10:1，深度为0.5-1.5m。
[0010]所述的挺水植物塘底层铺设粘土不透水层，防止雨水直接下渗。
[0011]所述的水平潜流人工湿地长宽比为5:1?8:1，深度为1.0?1.6m，根据处理径流量计算实际长宽及面积，人工湿地水力负荷采用0.4m3/m2.do
[0012]所述的水平潜流人工湿地由I区与II区两个处理单元串联组成，在I区与II区前端设置砖砌配水花墙和碎石布水区，I区采用粒径8?15mm的大粒径烁石填料，种植挺水植物；11区采用粒径6?15mm的沸石填料，种植挺水植物；1区与II区之间设置生物质填充渠；水平潜流人工湿地底部采用土工防渗膜进行防渗处理。
[0013]所述的沉水植物塘平均塘深为1.0-2.0m，种植沉水植物及浮叶植物，增强景观效果O
[0014]一种上述道路路面径流截污湿地带的构建方法，该方法包括以下步骤:
[0015](I)选取靠近河湖水体的道路，对道路与河湖水体间的滨岸带区域设计及构建道路路面径流截污湿地带；
[0016](2)在道路汇水区域向河湖水体方向依次设置挺水植物塘、水平潜流人工湿地和沉水植物塘，且挺水植物塘、水平潜流人工湿地和沉水植物塘之间通过泵站及管道连接；
[0017](3)设置挺水植物塘作为路面径流调蓄池，根据区域暴雨强度公式计算雨水设计流量，确定挺水植物塘容积；
[0018](4)设置水平潜流人工湿地，对径流雨水进一步净化，根据处理径流量计算水平潜流人工湿地实际长宽及面积，人工湿地水力负荷采用0.4m3/m2.d ;
[0019](5)设置沉水植物塘，对径流雨水进行深度净化。
[0020]本发明中，挺水植物塘作为道路径流处理系统的第一道处理单元，其容积可大于计算的暴雨径流量，主要是利用其巨大的蓄水容量储蓄暴雨径流，同时减缓径流流速使悬浮物在水塘中大量沉降。另外水生植物截留作用和吸收吸附作用也能降低水流汇总的悬浮物和营养物质。通过初步调蓄净化雨水可以防止紧接其后的人工湿地发生堵塞。
[0021]本发明中，所述挺水植物塘的调蓄能力针对20年一遇的暴雨进行设计
[0022]本发明中，所述水平潜流人工湿地处理雨水量历年平均年最大24小时降雨量进行计算，并通过泵站控制进水量及水力停留时间。
[0023]本发明中，所述沉水植物塘为表面流自然湿地，通过种植沉水植物、浮叶植物，构建兼顾景观与水质净化功能的自然湿地形态。
[0024]与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
[0025]本发明针对道路路面径流对河湖水体的污染，提出构建湿地带截留路面径流污染的治理方案，通过三种截污净化单元的优化组合，实现对入湖径流污染的有效控制。挺水植物塘可有效调蓄降雨径流，同时对径流中的TSS和COD起到沉降作用，从而降低后续人工湿地处理单元的污染负荷并防止堵塞的发生；人工湿地通过填料吸附、植物及微生物降解可有效降低径流污染携带的污染物，起到有效降低地表径流污染的作用；沉水植物塘作为路面径流进入河湖水体的最后屏障，通过沉水植物的吸附吸收及其他植物与生物的协同作用对地表径流进行深度净化，降低地表径流入湖污染。通过三种截污单元的协同调蓄及净化作用，对路面径流具有一定的缓冲拦截作用，并通过物理沉淀、生物降解等作用实现对入湖污染物的去除，削减径流洪峰量、去除TSS、COD等污染物，并有效削减了地表径流中的氮磷等富营养化物质，对河湖的生态系统健康起到了积极影响。将三