一种用于断头涌的冲淤泥结构及方法与流程

本发明涉及河道水环境治理，具体涉及一种用于断头涌的冲淤泥结构及方法。

背景技术：

1、随着城市的发展，部分河涌被填埋、覆盖、截断、拉直、堵塞，再加上地势地形、河流水系的自然变化，河涌逐渐变成一滩死水的断头涌，阻断涌与涌流通与循环。

2、流水不腐，户枢不蠹。河涌被“腰斩”，自然是水系不畅、水体变质，日积月累，江河日下。断头涌因水体冲刷力弱，通常河道淤泥堆积严重；因生物量少，溶解氧低，导致水体自净能力差，仅靠常规生物方法难于治理。

3、目前，断头涌因施工量大、空间小，导致不易有效铺设常规的截污管网，其治理关键在于要打通“断头涌”，如：建泵站建水闸，断头涌连通后，通过引外江潮水济涌、人工湖补水济涌、污水处理厂中水补水等方法治理断头涌。采用外来补水冲刷，不仅工程量浩大且规划困难，引水冲淤会把污染源带给下游，方法是否科学尚存在异议，且引水成本相当高。

4、可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

1、本发明目的在于解决现有技术存在的问题，而提出一种用于断头涌的冲淤泥结构及方法。

2、为了实现上述目的，本发明提出以下技术方案：一种用于断头涌的冲淤泥结构，包括挡墙、断头涌、单向闸门、外河主河道闸门，所述挡墙沿断头涌的长度方向以s型布设于所述断头涌内，并沿所述断头涌的宽度方向将所述断头涌分为第一侧断头河涌和第二侧断头河涌，所述第一侧断头河涌和所述第二侧断头河涌与外河主河道连通的一端为近端，所述第一侧断头河涌和所述第二侧断头河涌远离外河主河道的一端为远端，所述第一侧断头河涌进口处连接外河主河道,第二侧断头河涌出口处设置单向闸门，所述外河主河道连接外海，所述单向闸门的水流允许方向为从断头涌流向外河主河道。

3、通过设置单向闸门, 可以防止外海涨潮时把外海的垃圾冲到断头涌里。

4、进一步地，所述近端延伸至所述断头涌与所述外河主河道对岸岸坡。

5、进一步地，所述挡墙由木桩基础、底板、槽框和生态砾石墙组成，所述木桩基础上设置底板，所述底板上设置有底板插槽，所述底板插槽上设置槽框，所述槽框两侧设置生态砾石墙插槽，所述生态砾石墙插装于所述槽框的生态砾石墙插槽内。

6、进一步地，所述木桩基础由若干个圆木桩组成，所述底板和槽框均由钢筋混凝土制备而成。

7、进一步地，所述挡墙高度为1米到3米，挡墙的拐角为90度至160度。

8、进一步地，所述生态砾石墙中间为高密度聚丙烯（pph）、聚炳烯（pp）或聚乙烯（pe）材料中至少一种，生态砾石墙两侧通过环氧树脂粘连固定着砾石层，所述砾石层由3mm-6mm粒径的砾石组成，所述砾石层厚度为18cm-25cm。

9、河道的自净能力主要为河道中的微生物、水生植物及水生动物等形成的生物链，通过生物链中微生物、动植物的自然繁殖生息与新陈代谢作用，将水体中的各种有机污染物转化为气体、水与动植物本身的一部分，最后通过气体的自然排放与收割动植物而去除水体中的各种有机污染物，强化水体中微生物的生长，将有助于水体中生物链的形成。而微生物的生长需要附着物，通过构建生态砾石墙，将大幅增加微生物的生长所需要的附着物面积，微生物在砾石表面附着生长，砾石表面附着一层微生物膜，当流水通过其表面时，流水中的有机物就会被生物膜吸附、利用生物膜上微生物进行硝化与反硝化等生化反应，进而将有机物污染物氧化降解为氮气、氨氮、硝酸盐氮等，然后氮气排放到空气中，氨氮与硝酸盐氮还为水体内生物链中硝化细菌及其它水生植物所利用，最后转化为气体、水与动植物本身的一部分。在断头涌内通过构建生态砾石墙，强化了水体中的微生物的生长空间与生物链结构，从而强化了河道水体的自净能力。

10、进一步地，所述挡墙与断头涌的岸坡形成至少一个窄的河涌断面和宽的河涌断面，宽的河涌断面占总河涌断面宽度2/3以上。

11、进一步地，所述挡墙以s型布设于所述断头涌内，挡墙与断头涌岸坡形成一个或多个窄的河涌断面及宽的河涌断面，挡墙以s型布设与挡墙以直线型布设相比，增加了挡墙的面积，相当于增加了微生物的生长空间，通过微生物增量从而提高河道水体的自净能力。

12、进一步地，每个所述窄的河涌断面上建设有跌水坝。

13、进一步地，所述窄的河涌断面宽度设计为1.5米至2.5米。

14、进一步地，所述跌水坝由坝体、坝下基础、跌水平台、跌水池组成，所述坝下基础设置于河涌底部，所述坝体迎水流方向设置，所述坝下基础、坝体和跌水平台共同围设成跌水池。

15、进一步地，所述跌水坝由钢筋混凝土一体化浇筑而成。

16、进一步地，所述跌水坝的跌水宽度根据断头涌的宽度而定，一般为1米至2米，跌水坝的跌水高度为0.2米至0.6米，跌水平台伸出距离为0.3米至0.5米，优选0.5米。

17、进一步地，所述跌水坝的跌水流量为0.1m3/h至5m3/h，优选为1m3/h。

18、进一步地，所述跌水池水深度为10cm至50cm，优选为25cm。

19、进一步地，断头涌长度小于或等于500米，只设置一个跌水坝。

20、进一步地，断头涌长度大于500米，按间隔400米至500米设置一个所述跌水坝。

21、断头涌每隔400m-500ｍ布设一处跌水坝，采取多节拦蓄跌水的形式，实现对断头涌内径流的拦蓄跌水, 强化跌水曝气增氧, 通过控制断头涌内水流量, 实现较小跌水水流达到较大曝气增氧量的较果。

22、进一步地，每个所述宽的河涌断面中建设有沉水植物种植区，所述种植沉水植物种类包括有菹草、黑藻、苦草中的至少一种，优选苦草。

23、沉水植物是富营养化水体生态修复的核心内容之一，是实现从浑浊态到清水态转变的关键。沉水植物能够高效的吸收氮磷等物质；光合作用强，能够产生大量的原生氧，可长久保持水体高溶氧状态；彻底改变水体氮磷营养盐循环模式，抑制底泥再悬浮及氮磷营养盐释放，促进氮的硝化/反硝化作用及磷的沉降。为浮游动物提供避难所，从而增强生态系统对浮游植物的控制和系统的自净能力。增加了水生生态系统食物链长度和复杂性，利于形成稳定、平衡的生态系统。

24、苦草和黑藻均可以作为单一品种或是混合栽培于水体当中，且进行混合栽培的群落对tp 的降低效果更佳。

25、苦草属植物对水质的净化作用，苦草在富营养化水体中能良好生长，苦草能使上覆水中不同形态磷保持在较低水平，且对水体中悬浮颗粒有较好的吸附效果在适应性、减轻水体污染方面所表现出的优势，且在生长过程中可通过使沉积物eh 升高和ph 降低的方式影响沉积物中的p的含量，能显著降低沉积物tp、naoh 提取磷(naoh-p)、hcl 提取磷(hcl-p)、无机磷(ip)和有机磷(op)含量，减缓了沉积物磷的相对释放速率，使上覆水中tp、溶解性活性磷(srp)、溶解性有机磷(dop)、颗粒态总磷(pp)均呈现不同程度的下降。

26、沉水植物苦草属能通过营养竞争机制和分泌有机酸类物质至水环境中，抑制藻类的生长。此外，还具有减缓风浪、促进水体中营养物质的沉积、为水生动物提供觅食和庇护场所的作用，进而影响水生生态系统的稳定性。

27、进一步地，所述外河主河道闸门设置在断头涌入口与断头涌入口对面的外河主河道岸坡之间的外河主河道截面上。

28、进一步地，所述外河主河道闸门的闸门板上设置有通水口，在通水口上设置有单向返板闸板，单向返板闸板的水流允许方向为从外海流向外河主河道。利用外河主河道闸门闸板内的单向闸门, 可以在外海涨潮时把外海的水吸纳到外河主河道内，再通过断头涌回流到外海，提高断头涌的水流量。

29、通过设置外河主河道闸门闸板提起的高度来调节断头涌的水位及水流速度，提高断头涌内沉水植物种植区沉水植物种植的种植成功率，如沉水植物种植初期，植物根系未牢固，降低水流、降低水位，适合植物生长。又如，在外河主河道的河水较混浊时，降低水位，提高阳光透射到沉水植物上的效率，从而提高沉水生植物种植的成功率。

30、本发明还提供一种断头涌冲淤方法，采用上述断头涌冲淤结构进行断头涌冲淤。

31、当外河主河道水流细小时，通过外河主河道闸门蓄水, 当外河主河道水位上升到一定高度，集中水流对断头涌进行冲淤泥操作，而当洪水期间，可以把闸门提起，满足内河道的排洪需要。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、1 . 利用断头涌挡墙，引导外河主河道水流流至断头涌内，在断头涌内形成流动水体。

34、2. 利用挡墙的s形结构，在断头涌内形成一个或多个较窄的断面与较宽的断面，在较窄断面处水流较急，较急水流提高了水与空气的碰撞接触，将更多空气中的氧带到水里，从而提高水体的溶解氧。在较宽断面处水流较缓慢，缓慢水流适合沉水植物种植，沉水生植物的种植，有助于水体生物链多样性的形成，亦有助于水体自净能力的提高。

35、3.利用外河主河道闸门闸板内的单向闸门, 可以在外海涨潮时把外海的水吸纳到外河主河道内，再通过断头涌回流到外海，提高断头涌的水流量。

36、4. 本发明达到了断头涌的冲刷淤泥及生态治理的同时节约了能源, 减小系统维护费用的效果。

37、综上所述，本发明与现有技术相比，由于在断头河道水体中构筑建了s形挡墙, 形成了断头河道的流动水体, 并构建了具有水生沉水植物、微生物同步生长空间的适合环境，同时利用自然的动力对水体增加溶解氧，利用自然的动力对河涌冲刷，不需要安装水泵与消耗电能，这些措施均能够有效地提高水体的自净化能力，有助于河道良性水生态系统的形成。