淤泥质粘土河道多级净化生态系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及河道工程治理技术领域，特指一种淤泥质粘土河道多级净化生态系统。


背景技术：

[0002]
在天然河流中经常发生冲刷和淤积现象，容易发生水害，妨碍水利发展。为适应除患兴利要求，必须采取适当措施对河道进行整治，使得河道能够具有防洪、排涝、引水等基本的水利功能。但在寒冷地区，在一些淤泥质黏土河道工况条件下，受条件影响河道治理存在一定难度。一些河道在最初设计过程中，往往只考虑河道的泄洪速度，缺少对河道水生态系统的过滤净化，当未处理的工业废水、生活污水、农田排水以及其他有害物质直接或间接进入河道水时将超过河道水的自净能力，引起河道水的水质恶化和生物群落变化的现象，对生态环境造成了恶劣的影响。
[0003]
因此，亟待需要提供一种能够过滤净化河道水中污染物的淤泥质粘土河道多级净化生态系统以解决上述技术问题。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种淤泥质粘土河道多级净化生态系统，以解决现有的河道治理无法对水体中的污染物进行过滤净化的问题。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型提供了一种淤泥质粘土河道多级净化生态系统，设于河道内并用于净化河道内的河道水，所述多级净化生态系统包括：
[0006]
挡设于所述河道内且供拦截河道水的拦水丁坝，所述拦水丁坝上设有穿水孔；
[0007]
立设于所述河道内且一端固定连接于所述拦水丁坝的两排湿地侧墙；
[0008]
沿着所述河道水的水流方向依次立设于所述河道内的第一湿地隔墙、第二湿地隔墙以及第三湿地隔墙，所述第一湿地隔墙、所述第二湿地隔墙以及所述第三湿地隔墙的两端固定连接于对应的所述湿地侧墙，所述第一湿地隔墙、所述第二湿地隔墙以及所述第三湿地隔墙的顶面标高逐渐降低；
[0009]
所述拦水丁坝、两排所述湿地侧墙以及所述第一湿地隔墙围合形成供对所述河道水进行初步的过滤和消纳的配水渠；
[0010]
两排所述湿地侧墙、所述第一湿地隔墙以及所述第二湿地隔墙围合形成供对所述河道水进行进一步的过滤和消纳的沉沙好氧塘，种植有好氧类水生植物；以及
[0011]
两排所述湿地侧墙、所述第二湿地隔墙以及所述第三湿地隔墙围合形成供对所述河道水进行净化的表流湿地，种植有水生植物；
[0012]
所述河道水经所述拦水丁坝拦截，在水位达到所述穿水孔的位置时所述拦水丁坝远离所述配水渠一侧的所述河道水通过所述穿水孔流进所述配水渠，在所述配水渠的水位高于所述第一湿地隔墙时所述配水渠内的河道水于所述第一湿地隔墙的顶面流进所述沉沙好氧塘，在所述沉沙好氧塘的水位高于所述第二湿地隔墙时所述沉沙好氧塘内的河道水
于所述第二湿地隔墙的顶面流进所述表流湿地，在所述表流湿地的水位高于所述第三湿地隔墙时所述表流湿地的河道水于所述第三湿地隔墙的顶面流出。
[0013]
本实用新型通过设置拦水丁坝、湿地侧墙、第一湿地隔墙、第二湿地隔墙以及第三湿地隔墙以分隔出配水渠、沉沙好氧塘以及表流湿地从而能够进行多级净化，河道水进入拦水丁坝，拦水丁坝能够稳定河道水的水流并进行径流调节，拦水丁坝内的河道水流进配水渠，配水渠沉淀过滤河道水中的大颗粒污染物，起到初步的过滤和消纳的作用；配水渠内的河道水流进沉沙好氧塘，沉沙好氧塘能够对河道水中的砂石等小颗粒污染进行沉降过滤，沉沙好氧塘内的好氧类水生植物与藻菌共生，发生好氧反应，能够转换和去除水中的氮等溶解性有机物，从而起到进一步的过滤和消纳的作用；沉沙好氧塘内的河道水流进表流湿地，表流湿地对河道水进行净化，表流湿地内的香蒲和水葱可以有效净化排入河道中的磷、氮、钾、codcr、bods、总悬浮物等污染物质，改善水中的富营养化，起到良好的净化水体的效果。整个淤泥质粘土河道多级净化生态系统能够有效的净化河道水的水质，改善河道生态环境。
[0014]
本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的进一步改进在于，所述拦水丁坝包括立设于所述河道内的呈平行设置的两排第一木桩、铺设于两排所述第一木桩相对的两侧以及两排所述第一木桩之间的所述河道之上的第一无纺土工布层、铺设于位于所述河道上的所述第一无纺土工布层之上的第一黏土压实层、铺设于所述第一黏土压实层之上的第一碎石层、堆设于所述第一木桩远离所述第一黏土压实层一侧的若干个第一石块以及横向穿设于所述第一黏土压实层和所述第一木桩的进水管；
[0015]
所述穿水孔为所述进水管的管孔。
[0016]
本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的进一步改进在于，所述进水管的管口设有过滤网。
[0017]
本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的进一步改进在于，所述沉沙好氧塘底部呈靠近所述配水渠一侧高远离所述配水渠一侧低的倾斜状，所述沉沙好氧塘养殖有水产。
[0018]
本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的进一步改进在于，所述表流湿地由下至上依次包括：黏土夯实找坡层、种植土层以及湿地碎石层，所述表流湿地的所述水生植物种植于所述种植土层，所述表流湿地养殖有水产。
[0019]
本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的进一步改进在于，所述表流湿地为两个，相邻的两个所述表流湿地之间设有第四湿地隔墙。
[0020]
本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的进一步改进在于，所述湿地侧墙包括立设于所述河道内的呈平行设置的两排第二木桩、铺设于两排所述第二木桩相对的两侧以及两排所述第二木桩之间的所述河道之上的第二无纺土工布层、铺设于位于所述河道上的所述第二无纺土工布层之上的第二黏土压实层、铺设于所述第二黏土压实层之上的第二碎石层以及沿着所述湿地侧墙的外缘堆设于所述第二木桩外侧的若干个第二石块。
[0021]
本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的进一步改进在于，所述第一湿地隔墙立设于所述河道内的呈平行设置的两排第三木桩、铺设于两排所述第三木桩相对的两侧以及两排所述第三木桩之间的所述河道之上的第三无纺土工布层、铺设于位于所述河道上的所述第三无纺土工布层之上的第三黏土压实层、铺设于所述第三黏土压实层之上的第
三碎石层以及铺设于所述第三碎石层之上的水泥砂浆层。
[0022]
本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的进一步改进在于，所述第一木桩、所述第二木桩以及所述第三木桩的底端呈尖状。
[0023]
本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的进一步改进在于，所述拦水丁坝顶面标高与所述湿地侧墙顶面标高一致；
[0024]
所述拦水丁坝顶面标高高于所述第一湿地隔墙、所述第二湿地隔墙以及所述第三湿地隔墙的顶面标高。
附图说明
[0025]
图1为本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的平面图。
[0026]
图2为本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的剖面图。
[0027]
图3为本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的拦水丁坝的结构示意图。
[0028]
图4为本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的拦水丁坝的剖面图。
[0029]
图5为本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的表流湿地和湿地隔墙的剖面图。
[0030]
图6为本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的湿地侧墙的结构示意图。
[0031]
图7为本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统的湿地隔墙的结构示意图。
具体实施方式
[0032]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]
本实用新型提供了一种淤泥质粘土河道多级净化生态系统，用于过滤净化河道水中污染物。本实用新型通过设置拦水丁坝、湿地侧墙、第一湿地隔墙、第二湿地隔墙以及第三湿地隔墙以分隔出配水渠、沉沙好氧塘以及表流湿地从而能够进行多级净化，河道水进入拦水丁坝，拦水丁坝能够稳定河道水的水流并进行径流调节，拦水丁坝内的河道水流进配水渠，配水渠沉淀过滤河道水中的大颗粒污染物，起到初步的过滤和消纳的作用；配水渠内的河道水流进沉沙好氧塘，沉沙好氧塘能够对河道水中的砂石等小颗粒污染进行沉降过滤，沉沙好氧塘内的好氧类水生植物与藻菌共生，发生好氧反应，能够转换和去除水中的氮等溶解性有机物，从而起到进一步的过滤和消纳的作用；沉沙好氧塘内的河道水流进表流湿地，表流湿地对河道水进行净化，表流湿地内的香蒲和水葱可以有效净化排入河道中的磷、氮、钾、codcr、bods、总悬浮物等污染物质，改善水中的富营养化，起到良好的净化水体的效果。整个淤泥质粘土河道多级净化生态系统能够有效的净化河道水的水质，改善河道生态环境。
[0034]
下面结合附图对本实用新型淤泥质粘土河道多级净化生态系统进行说明。
[0035]
参见图1和图2，在本实施例中，一种淤泥质粘土河道多级净化生态系统，设于河道内并用于净化河道内的河道水，多级净化生态系统包括：挡设于河道内的拦水丁坝1、立设于河道内且一端固定连接于拦水丁坝1的两排湿地侧墙5、沿着河道水的水流方向依次立设
于河道内的第一湿地隔墙6、第二湿地隔墙7以及第三湿地隔墙8、拦水丁坝1、两排湿地侧墙5以及第一湿地隔墙6围合形成供对河道水进行初步的过滤和消纳的配水渠2、两排湿地侧墙5、第一湿地隔墙6以及第二湿地隔墙7围合形成供对河道水进行进一步的过滤和消纳的沉沙好氧塘3、两排湿地侧墙5、第二湿地隔墙7以及第三湿地隔墙8围合形成供对河道水进行净化的表流湿地4。拦水丁坝1上设有穿水孔，用于将污染的河道水引入多级净化生态系统。第一湿地隔墙6、第二湿地隔墙7以及第三湿地隔墙8的两端固定连接于对应的湿地侧墙5，第一湿地隔墙6、第二湿地隔墙7以及第三湿地隔墙8的顶面标高逐渐降低。沉沙好氧塘3种植有好氧类水生植物。表流湿地4种植有水生植物。具体的，相邻的两个湿地隔墙顶面标高的高度差为100mm。
[0036]
河道水经拦水丁坝1拦截，在水位达到穿水孔的位置时拦水丁坝1远离配水渠2一侧的河道水通过穿水孔流进配水渠2，在配水渠2的水位高于第一湿地隔墙6时配水渠2内的河道水于第一湿地隔墙6的顶面流进沉沙好氧塘3，在沉沙好氧塘3的水位高于第二湿地隔墙7时沉沙好氧塘3内的河道水于第二湿地隔墙7的顶面流进表流湿地4，在表流湿地4的水位高于第三湿地隔墙8时表流湿地4的河道水于第三湿地隔墙8的顶面流出。
[0037]
参见图1和图2，在本实施例中多级净化生态系统通过设置拦水丁坝1、湿地侧墙5、第一湿地隔墙6、第二湿地隔墙7以及第三湿地隔墙8以分隔出配水渠2、沉沙好氧塘3以及表流湿地4从而能够进行多级净化，河道水进入拦水丁坝1，拦水丁坝1能够稳定河道水的水流并进行径流调节，拦水丁坝1内的河道水流进配水渠2，配水渠2沉淀过滤河道水中的大颗粒污染物，起到初步的过滤和消纳的作用；配水渠2内的河道水流进沉沙好氧塘3，沉沙好氧塘3能够对河道水中的砂石等小颗粒污染进行沉降过滤，沉沙好氧塘3内的好氧类水生植物与藻菌共生，发生好氧反应，能够转换和去除水中的氮等溶解性有机物，从而起到进一步的过滤和消纳的作用；沉沙好氧塘3内的河道水流进表流湿地4，表流湿地4对河道水进行净化，表流湿地4内的香蒲和水葱可以有效净化排入河道中的磷、氮、钾、codcr、bods、总悬浮物等污染物质，改善水中的富营养化，起到良好的净化水体的效果。整个淤泥质粘土河道多级净化生态系统能够有效的净化河道水的水质，改善河道生态环境。
[0038]
参见图2、图3和图4，在一种实施方式中，拦水丁坝1包括立设于河道内的呈平行设置的两排第一木桩11、铺设于两排第一木桩11相对的两侧以及两排第一木桩11之间的河道之上的第一无纺土工布层12、铺设于位于河道上的第一无纺土工布层12之上的第一黏土压实层13、铺设于第一黏土压实层13之上的第一碎石层14、堆设于第一木桩11远离第一黏土压实层13一侧的若干个第一石块15以及横向穿设于第一黏土压实层13和第一木桩11的进水管16。穿水孔为进水管16的管孔。若干个第一木桩11紧密排列并插入河道内的淤泥黏土内，由于桩间软土挤密作用形成两侧的受力结构，第一木桩11、第一碎石层14、第一无纺土工布层12对第一黏土压实层13的黏土进行固定挤密，进而形成结构紧密的阻水结构，使得拦水丁坝1远离配水渠2一侧的河道水需从进水管16的管孔进入配水渠2。堆填的第一石块15用于增强结构的稳固性，增强拦水丁坝1的抗冲刷能力。
[0039]
具体的，第一碎石层14的厚度为300m，第一碎石层14的碎石粒径为150-300mm，第一木桩11采用长度为4000mm，直径120mm的松木桩，第一石块15的堆填高度为400mm，堆填宽度为600mm。
[0040]
较佳地，进水管16的管口设有过滤网，用于过滤河道水中较大的杂物。具体的，进
水管16为若干个且采用钢管，管径为dn200，壁厚为6mm。
[0041]
参见图2，进一步的，沉沙好氧塘3底部呈靠近配水渠2一侧高远离配水渠2一侧低的倾斜状，坡度为2％，沉沙好氧塘3养殖有水产，沉沙好氧塘3的好氧类水生植物为金鱼藻，密度为25从/
㎡
。沉沙好氧塘3完全依靠光合作用供氧，沉沙好氧塘3深度较浅，沉沙好氧塘3内溶解氧高，菌藻共生，发生好氧反应，能够转换和去除水中的氮等溶解性有机物。
[0042]
参见图2和图5，更进一步的，表流湿地4由下至上依次包括：黏土夯实找坡层41、种植土层42以及湿地碎石层43，具体的，种植土层42的厚度为150mm，湿地碎石层43的厚度为100mm，湿地碎石层43的碎石粒径为8-10mm，黏土夯实找坡层41的压实系数不小于0.87。表流湿地4的水生植物种植于种植土层42，表流湿地4的水生植物为香蒲和水葱。香蒲能耐高浓度的重金属而且它适应能力强，生长快，富集能力强，可以有效净化城市生活污水及工矿废水中的磷、氮、codcr、bods、总悬浮物(仆s)等污染物质，控制水土流失，促进土壤的发育和熟化，提高土壤中有机质及n、p、k等的含量，从而提高了土壤肥力。水葱是一种良好的绿化植物，可以净化水质的环境，有效的吸收淤泥中的氮、磷钾等元素，从而改善水中的富营养化，起到良好的净化水体的效果，为水产提供良好的生存环境。具体的，水葱15株/
㎡
，香蒲15株/
㎡
。表流湿地4养殖有水产。在本实施例中，表流湿地4为两个，相邻的两个所述表流湿地4之间设有第四湿地隔墙9。
[0043]
参见图1、图2和图6，进一步的，湿地侧墙5包括立设于河道内的呈平行设置的两排第二木桩51、铺设于两排第二木桩51相对的两侧以及两排第二木桩51之间的河道之上的第二无纺土工布层52、铺设于位于河道上的第二无纺土工布层52之上的第二黏土压实层53、铺设于第二黏土压实层53之上的第二碎石层54以及沿着湿地侧墙5的外缘堆设于第二木桩51外侧的若干个第二石块55。具体的，第二碎石层54的碎石粒径为150-300mm，第二木桩51采用长度为3000mm，直径120mm的松木桩，第二石块55的堆填高度为400mm，堆填宽度为600mm。若干个第二木桩51紧密排列并插入河道内的淤泥黏土内，由于桩间软土挤密作用形成两侧的受力结构，第二木桩51、第二碎石层54、第二无纺土工布层52对第二黏土压实层53的黏土进行固定挤密，进而形成结构紧密的阻水结构，且湿地隔墙的顶面标高高于配水渠2、沉沙好氧塘3以及表流湿地4的水位，避免配水渠2、沉沙好氧塘3以及表流湿地4内的河道水从湿地侧墙5的顶面流出。堆填的第二石块55用于增强结构的稳固性，增强湿地侧墙5的抗冲刷能力。
[0044]
参见图1、图2和图7，更进一步的，第一湿地隔墙6立设于河道内的呈平行设置的两排第三木桩61、铺设于两排第三木桩61相对的两侧以及两排第三木桩61之间的河道之上的第三无纺土工布层62、铺设于位于河道上的第三无纺土工布层62之上的第三黏土压实层63、铺设于第三黏土压实层63之上的第三碎石层64以及铺设于第三碎石层64之上的水泥砂浆层65。具体的，第三碎石层64的碎石粒径为150-300mm，第三木桩61采用长度为3000mm，直径120mm的松木桩。若干个第三木桩61紧密排列并插入河道内的淤泥黏土内，由于桩间软土挤密作用形成两侧的受力结构，第三木桩61、第三碎石层64、第三无纺土工布层62对第三黏土压实层63的黏土进行固定挤密，进而形成结构紧密的阻水结构，使得配水渠2内的河道水需从第一湿地隔墙6的顶面流进沉沙好氧塘3。由于河道水需要从第一湿地隔墙6的顶面流过，第一湿地隔墙6的顶面设置水泥砂浆层65起到防水的作用。
[0045]
具体的，第二湿地隔墙7、第三湿地隔墙8以及第四湿地隔墙9的结构与第一湿地隔
墙6的结构和设计原理相同，在此不再赘述。
[0046]
参见图1和图2，拦水丁坝1顶面标高与湿地侧墙5顶面标高一致，拦水丁坝1顶面标高高于第一湿地隔墙6、第二湿地隔墙7、第三湿地隔墙8以及第四湿地隔墙9的顶面标高，保证河道水不能从拦水丁坝1的顶面和湿地侧墙5的顶面流出，起到阻挡河道水的作用，河道水仅能从一湿地隔墙的顶面、第二湿地隔墙7的顶面、第三湿地隔墙8的顶面以及第四湿地隔墙9的顶面流过，从而实现多级的净化过滤。
[0047]
较佳地，第一木桩11、第二木桩51以及第三木桩61的底端呈尖状，第一木桩11、第二木桩51以及第三木桩61插入河道内的淤泥黏土内的深度为2000mm。
[0048]
具体的，第一无纺土工布层12、第二无纺土工布层52以及第三无纺土工布层62均采用无纺土工布制成，表面柔软多间隙有很好的摩擦系数能够增加土粒等的附着能力，可以阻挡河道水中细小颗粒，起到过滤的作用。
[0049]
在本实施例中多级净化生态系统通过在河道里修建拦水丁坝1、湿地侧墙5、第一湿地隔墙6、第二湿地隔墙7、第三湿地隔墙8以及第四湿地隔墙9，从而围合形成一个水流相对平缓的湿地生态系统，并划分成配水渠2、沉沙区好氧塘、表流湿地4的多级净化区，各个净化区发挥作用且相互联合通过一系列生物、物理、化学作用达到净化河道水水质、改善河道生态环境。第一木桩11、第二木桩51以及第三木桩61选用在淤泥质粘土河道工况条件下表现较好的松木桩作为整个多级净化系统的生态挡墙，相较于常见混凝土结构挡墙，能够为湿地水生植物提供三个稳定的生长带。多级净化生态系统种植的大量湿地植物与第一木桩11、第二木以及第三木桩61相配合美化了河道湿地的环境。
[0050]
通过采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
[0051]
本实用新型通过设置拦水丁坝、湿地侧墙、第一湿地隔墙、第二湿地隔墙以及第三湿地隔墙以分隔出配水渠、沉沙好氧塘以及表流湿地从而能够进行多级净化，河道水进入拦水丁坝，拦水丁坝能够稳定河道水的水流并进行径流调节，拦水丁坝内的河道水流进配水渠，配水渠沉淀过滤河道水中的大颗粒污染物，起到初步的过滤和消纳的作用；配水渠内的河道水流进沉沙好氧塘，沉沙好氧塘能够对河道水中的砂石等小颗粒污染进行沉降过滤，沉沙好氧塘内的好氧类水生植物与藻菌共生，发生好氧反应，能够转换和去除水中的氮等溶解性有机物，从而起到进一步的过滤和消纳的作用；沉沙好氧塘内的河道水流进表流湿地，表流湿地对河道水进行净化，表流湿地内的香蒲和水葱可以有效净化排入河道中的磷、氮、钾、codcr、bods、总悬浮物等污染物质，改善水中的富营养化，起到良好的净化水体的效果。整个淤泥质粘土河道多级净化生态系统能够有效的净化河道水的水质，改善河道生态环境。在本实施例中多级净化生态系统施工便捷，施工材料环保，施工维护成本较低，而且对施工河道湿地环境破坏较小。
[0052]
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“三”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。