基于生態基流調控的多級濕地凈化系統技術方案

本發明專利技術涉及一種基于生態基流調控的多級濕地凈化系統。本發明專利技術的目的提供一種基于生態基流調控的多級濕地凈化系統，對不同工況下進入濕地的河道天然來水進行調控。本發明專利技術技術方案：基于生態基流調控的多級濕地凈化系統，其特征在于：包括布置于河道內的分水建筑物，以及位于該分水建筑物下游、且并排布置的濕地綜合凈化區和濕地森林區；其中分水建筑物包括位于濕地綜合凈化區入口處的凈化區分水閘、位于濕地森林區入口處的森林區沖砂閘，以及與凈化區分水閘、森林區沖砂閘連成整體橫亙于河道上的沖砂閘和溢流壩；所述濕地綜合凈化區的高程低于濕地森林區，且兩者之間設置側滲系統實現水體交換。本發明專利技術適用于生態環境工程技術領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種多級濕地凈化系統，特別是一種基于生態基流調控的多級濕地凈化系統，主要適用于生態環境工程
，可應用于河道污染水體的生態恢復工程。
技術介紹
河流污染是點源、面源的共同作用，由于河流處于自然環境之中，污染情況復雜， 常見的一般為含氮、磷，有機物等多種復合型水體污染。同時，由于河流的流動性造成污染物分散，使得各污染物在河水中濃度偏低，且河流水量較大，因而較難選擇常規的處理工藝。目前，一般的污水處理的物理、化學、生物法在應用于河水處理時存在處理量不足、成本高等問題；大規模對河流污染物進行治理的措施主要是底泥疏浚，引水沖污等物化方法，見效雖快但花費較大，而且對河道生態系統破壞嚴重。因此，開發經濟有效的生態型處理技術是河流污染治理的關鍵。人工濕地是自20世紀70年代發展起來的一種污水生態處理技術，以基質、植物及微生物協同通過物理、化學和生物作用進行污水處理的人工生態系統。通過設計建造從而實現工程化和可控化，具有投資少、能耗低、管理方便，處理效果好等優點。人工濕地處理河道污染水體，其功能實質就是利用濕地獨特的吸附、降解和排除的特性將水中污染物、懸浮物、營養物及潛在的污染物轉化為資源，把流經濕地的河水中的懸浮物、營養物、有毒物固定和沉積在濕地生態系統中。這一過程主要包括復雜界面的濾過過程和生存于其間的多樣性生物群落與其環境間的相互作用。人工濕地按水流方向可分為水平流和垂直流，按水流位置可分為表面流和潛流人工濕地，針對污染物特點以及地勢，還可選擇不同類型濕地進行組合使用以提高處理效率。經專利檢索，國內外采用人工濕地原位處理河道污水的研究相對較少，且多局限于從河道引水后處理相對靜止的水體。對于大多數天然河道而言，由于降水的時空分布不均，年內徑流變化較大，亟需設計一種針對不同天然來水狀況的濕地處理系統，以更好的滿足河道 污水處理需求。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是針對上述存在的問題提供一種處理效率高、適用范圍廣的基于生態基流調控的多級濕地凈化系統，能夠對不同工況下進入濕地的河道天然來水進行調控，同時防止大量泥沙進入多級濕地系統。本專利技術所采用的技術方案是基于生態基流調控的多級濕地凈化系統，其特征在于它包括布置于河道內的分水建筑物，以及位于該分水建筑物下游、且并排布置的濕地綜合凈化區和濕地森林區；其中分水建筑物包括位于濕地綜合凈化區入口處的凈化區分水閘、位于濕地森林區入口處的森林區沖砂閘，以及與凈化區分水閘、森林區沖砂閘連成整體橫亙于河道上的沖砂閘和溢流壩；所述濕地綜合凈化區的高程低于濕地森林區，且兩者之間設置側滲系統實現水體交換。所述濕地綜合凈化區包括沿水流方向依次布置的斜坡跌水區、消能沉淀塘、表流濕地、潛流濕地、強化凈化池和淺灘，其中表流濕地和潛流濕地之間安裝尼龍網。所述斜坡跌水區為沿水流方向逐漸降低的臺階狀，并且各臺階上表面均為沿水流方向上傾的斜面，其傾斜坡度為5%。所述消能沉淀塘位于斜坡跌水區末端，且塘底與斜坡跌水區末端臺階底面的高程差為2-3m。所述表流濕地為若干基本單元依次連接形成、且沿水流方向逐漸降低的臺階狀， 相鄰兩基本單元之間的高程差為O. 5m ;每個基本單元均由植被區和蓋板區組合而成，且兩者形成沿水流方向逐漸降低的臺階狀，所述植被區和蓋板區之間通過坡度為1:3的斜坡連接，且兩者之間的高程差為O. 2m;其中植被區種植有挺水植物，蓋板區底部放置用于阻止植被生長的蓋板。所述潛流濕地包括爐渣、礫石鋪設形成的基底，以及鋪設于該基底上方的土壤層， 其中基底的入口與表流濕地的出水端相接，土壤層中種植有浮葉植物和挺水植物。所述強化凈化池內水深為O. 5-2. 5m，水深從池邊到中央逐漸增加，池內種植有挺水植物、浮葉植物和沉水植物。所述淺灘延伸至濕地森林區的末端，且其截面呈波浪形。所述溢流壩軸線與凈化區分水閘軸線的夾角為30-45度。所述側滲系統包括位于表流濕地和濕地森林區之間的粘土夯實層，以及鋪設于該粘土夯實層上方的礫石層，所述粘土夯實層和礫石層均向濕地綜合凈化區一側傾斜。 本專利技術的有益效果是1、在河道內布置由凈化區分水閘、森林區沖砂閘、河道沖砂閘和溢流壩連接而成的分水建筑物，能夠根據河道天然來水的情況，合理分配進入各區塊的水量；同時可通過調節凈化區分水閘和森林區沖砂閘底板的高程，限制泥沙進入濕地綜合凈化區，有效避免了泥沙堵塞濕地綜合凈化區的問題。2、濕地綜合凈化區包括沿水流方向依次布置的斜坡跌水區、消能沉淀塘、表流濕地、潛流濕地、強化凈化池和淺灘，通過跌水曝氣、消能沉淀、吸附、降解等過程可以最大限度的對污染水體進行凈化，不僅能滿足一般情況下對于河道污染水質的凈化，而且在水流過流量較大時亦能發揮良好的凈化效果；因此該專利技術可以為河道生態修復工程提供新的選擇，推動多級濕地系統應用于污染水質凈化技術的發展。3、本專利技術具有處理效率高、投資省、運行維持費用低、能耗低、適用范圍廣的優點，尤其當來水流量發生劇烈變化時，亦能較好地進行調節并完成凈化。附圖說明圖圖圖圖圖圖圖圖1是本專利技術的平面示意圖。2是本專利技術的立面示意圖。3是本專利技術中分水建筑物上游立面圖。4是本專利技術中溢流壩剖面圖。5是本專利技術中跌水區和沉淀塘的剖面圖。 6是本專利技術中表流濕地剖面圖。7是本專利技術中潛流濕地剖面圖。8是本專利技術中強化凈化池剖面圖。圖9是本專利技術中淺灘剖面示意圖。圖10是本專利技術中側滲系統結構示意圖。具體實施方式如圖1、圖2所示，本實施例包括布置于河道內的分水建筑物1，以及位于該分水建筑物下游、且并排布置的濕地綜合凈化區2和濕地森林區3 ;其中分水建筑物I起到水量分配與調節、限制泥沙進入濕地綜合凈化區2的作用，即達到主河道在枯水期、洪水期對濕地綜合凈化區2、濕地森林區3分水的目的；濕地綜合凈化區2用于實現污染水體的凈化；濕地森林區3起到分流泥沙、凈化水質的作用，其高程高于濕地綜合凈化區2的高程，并且在兩者之間設置有側滲系統實現水體交換。如圖3、圖4所示，所述分水建筑物包括位于濕地綜合凈化區2入口處的凈化區分水閘1-1、位于濕地森林區3入口處的森林區沖砂閘1-2 (分為兩孔)，以及與凈化區分水閘1-1、森林區沖砂閘1-2連成整體橫亙于河道上的沖砂閘1-3和溢流壩1-4。在枯水期，關閉沖砂閘1-3，并利用溢流壩1-4擋水，使水體通過凈化區分水閘1-1和森林區沖砂閘1-2 分別進入濕地綜合凈化區2和濕地森林區3 ;濕地綜合凈化區2和濕地森林區3水量的分配比例，可以通過閘門相應尺寸的設置及調節閘門的開啟度實現；通過設置凈化區分水閘1-1底板高程高出森林區沖砂閘1-2底板高程I米，限制泥沙進入濕地綜合凈化區2，使枯水期泥沙進入濕地森林區3。在洪水期，開啟沖砂閘1-3對河道中淤積的泥沙進行沖砂，并調節凈化區分水閘1-1和森林區沖砂閘1-2的開啟度，以限制多余洪水進入兩個區域(濕地綜合凈化區和濕地森林區)，洪水主要通過河道中沖砂閘1-3及溢流壩1-4泄向下游河道。 為了更好的排砂分流，采用凈化區分水閘1-1側向進水的布置型式，即溢流壩1-4 軸線與凈化區分水閘1-1軸線相交夾角控制在30° 45°。所述濕地綜合凈化區2包括沿水流方向依次布置的斜坡跌水區2-1、消能沉淀塘2-2、表流濕地2-3、潛流濕地2-4、強化凈化池2-5和淺灘2_6，其中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于生態基流調控的多級濕地凈化系統，其特征在于：它包括布置于河道內的分水建筑物（1），以及位于該分水建筑物下游、且并排布置的濕地綜合凈化區（2）和濕地森林區（3）；其中分水建筑物包括位于濕地綜合凈化區（2）入口處的凈化區分水閘（1?1）、位于濕地森林區（3）入口處的森林區沖砂閘（1?2），以及與凈化區分水閘（1?1）、森林區沖砂閘（1?2）連成整體橫亙于河道上的沖砂閘（1?3）和溢流壩（1?4）；所述濕地綜合凈化區（2）的高程低于濕地森林區（3），且兩者之間設置側滲系統實現水體交換。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：盛晟，李軍，陳亮，魏俊，芮建良，王銀龍，杜運領，唐穎棟，
申請(專利權)人：中國水電顧問集團華東勘測設計研究院，
類型：發明
國別省市：