CN107010787B - 一种适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统，包括汇流区、降污区和塘坝区；所述汇流区、降污区和塘坝区由外向内依次根据地面高程由高到低布置。本发明适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统各结构分工明确，施工简单，适用于丘陵区，解决了丘陵区汇流路径短、流速大的问题，同时利用挡墙及栏污栅对水流进行减速、过滤，再结合阶梯内的植物生态系统对水中的氮磷等元素进行吸收净化，从而保证了塘坝内水质的健康，减少了污染的风险。

Description

一种适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统
技术领域
本发明涉及水利生态净化工程领域，具体地说是一种适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统。
背景技术
当前我国农业产业化进程不断加快，农业集约化程度快速增高，农业面源污染日益突出，已成为影响我国水环境安全的首要因素。近年来尽管人们对农业面源污染认识和治理能力越来越强，但农田养分的投入和农田土壤养分的积累及流失量却在不断增加，农业面源污染所占的负荷越来越大，逐渐成为水体富营养化最主要的污染源。农药、化肥、农膜等农用化学物资的大量使用，造成了极其严重的农业面源污染。随着社会经济的发展，面源污染所造成的问题越来越明显。
在山区丘陵区，小流域的农业面源污染也成为一个不容忽视的问题。鉴于小流域的特性，整个集流面内的山坡的径流，房屋、禾场等硬地面的径流及稻田暴雨时的排水都会集中汇集到下游的塘坝或者湖泊中，加上山区丘陵地带地形变化较大，雨水汇流速度大、强度高，将上游的泥沙夹杂污染物一同带入塘坝中，造成塘坝淤积，水体富营养化，水质恶化，因此需要采取一定的措施对汇流雨水进行相应的处理，以减轻塘坝自净的负担。但是山区丘陵区地势复杂且地形坡度变化大，导致水流汇集时间短、汇流流速大、流径短，携带的泥沙等污染物含量高。由于没有像平原地区那样有较长距离的沉降河道(水道)，适用于平原区的一些治理方法在丘陵区限于区域条件无法适用，因此需要专门针对丘陵区塘坝淤积及水体污染的问题提出一套切合实际的解决方法。
发明内容
发明目的：克服现有技术中丘陵区汇流路径短、汇流流速大、泥沙含量高等问题，本发明旨于提供一种适用于丘陵区的拦土沉砂降污系统。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统，包括汇流区、降污区和塘坝区；所述汇流区、降污区和塘坝区由外向内依次根据地面高程由高到低布置。
工作原理：本发明适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统，在系统运行时，通过汇流区将汇流面丘陵山坡上的雨水引导至降污区，降污区内阶梯型河道中的通道以及其中的植物网对水流进行沉降和初步吸收，水流在一级一级的阶梯间过滤、沉降、吸收，进入塘坝后再由塘坝区浅水区域的植物网过滤吸收。
所述汇流区包括布置在汇流面坡脚下的预制混凝土导流沟和沉降池；导流沟为U型断面，采用预制混凝土渠道模块拼接而成，预制混凝土渠道模块两头带有卡槽，宽为0.3-0.4m，深度为0.5m，长度为0.5m，模块之间利用卡槽相互连接；沉降池设置在导流沟和降污区之间，沉降池采用钢筋混凝土制成，长10～15m，宽度依据河道实际情况而定，池深在进水口处较浅，出水口处较深，呈胁迫状，高差在1-1.5m，进水口朝向汇流区，出水口分布在两侧变墙上，将水流分为两部分；能将汇流面内的径流集中，汇集到沉降池中进行初步沉降以及在一定程度上减缓进入降污区水流的流速。
所述沉降池与降污区间设置10-20m的间隔，并将间隔的河道上的淤泥进行清除，间隔的河道上设有砂石垫层，砂石垫层按照级配从小到大、由下向上铺设沙子、石子、碎石；能增大容水量，利用水体对沉降池出来的水流进行减速，使其平稳的进入降污区。
所述降污区内每隔5-10m修建高出地面0.7-1.0m、宽0.5m的浆砌石挡墙；挡墙上布置错落相间的溢流口，溢流口的宽度为0.5m、高度为0.3-0.4m；挡墙间上游河道进行水生植物带种植，下游河道将原有淤泥及砂石清除；能将河道拦截成阶梯状，利用溢流口之间的高度差使阶梯内保持一定水位，通过错落布置的溢水口增大挡墙间径流的长度，增加水体与水生植物的接触时间，提高水生植物对氮磷等富营养物质的吸收。
上述水生植物带由挺水植物芦苇、菖蒲，浮叶植物荷花、芡实，以及水底种植水藻如金鱼藻、苦草等组成。
面对沉降池出水口的挡墙厚度比其他挡墙要大0.5m，挡墙底部设置趾墙；能承担水流的冲击力，底部设置趾墙，能防止沉降池在水流冲击下向下游滑动。
所述沉降池进水口和挡墙的上、下游面均设置拦污栅；能防止垃圾进入沉降池中，能对降污区水体中的杂草等漂浮物进行拦截。
第一道和最后一道挡墙比其他挡墙高0.5m左右，且除靠近两岸边1-2m外，其余均为溢流段，最后两道挡墙之间河道的长度比其他挡墙之间河道的长度长5-10m；能增大容水量、减缓进入塘坝水体的流速，同时也增加水生植物群吸附净化时间。
所述塘坝区内设有浮床，按照水位深浅由浅到深在浮床上种植相对应的水生植物；能利用植物对水中营养物质的吸附能力对塘坝水中营养物质进行控制。
在降污区最后两个临近塘坝区的挡墙之间浅水区域和塘坝区浅水区域均通过浮床种植吸附性强漂浮类水生植物；能控制水生植物生长规模。
本发明未提及的技术均为现有技术。
有益效果：本发明适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统各结构分工明确，施工简单，适用于丘陵区，解决了丘陵区汇流路径短、流速大的问题，同时利用挡墙及栏污栅对水流进行减速、过滤，再结合阶梯内的植物生态系统对水中的氮磷等元素进行吸收净化，从而保证了塘坝内水质的健康，减少了污染的风险。
附图说明
图1是本发明丘陵区塘坝拦土沉砂降污系统纵断面图；
图2是丘陵区塘坝拦土沉砂降污系统平面布置图；
图3是图1中沉降池结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是导流沟结构示意图：
图6是图5侧视图：
图中，1为汇流区、2为降污区、3为塘坝区、4为沉降池、5为水生植物带、6为沙石垫层、7为挡墙、8为拦污栅、9为导流沟、10为浮床、301为进水口、302为出水口。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图1-6所示，一种适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统，包括汇流区1、降污区2和塘坝区3；所述汇流区1、降污区2和塘坝区3由外向内依次根据地面高程由高到低布置；汇流区1包括布置在汇流面坡脚下的预制混凝土导流沟9和沉降池4；导流沟9为U型断面，采用预制混凝土渠道模块拼接而成，预制混凝土渠道模块两头带有卡槽，宽为0.3-0.4m，深度为0.5m，长度为0.5m，模块之间利用卡槽相互连接；沉降池4设置在导流沟9和降污区2之间，沉降池4采用钢筋混凝土制成，长10～15m，宽度依据河道实际情况而定，池深在进水口301处较浅，出水口302处较深，呈胁迫状，高差在1-1.5m，进水口301朝向汇流区1，出水口302分布在两侧变墙上，将水流分为两部分；沉降池4与降污区2间设置10-20m的间隔，并将间隔的河道上的淤泥进行清除，间隔的河道上设有砂石垫层6，砂石垫层6按照级配从小到大、由下向上铺设沙子、石子、碎石；降污区2内每隔5-10m修建高出地面0.7-1.0m、宽0.5m的浆砌石挡墙7；挡墙7上布置错落相间的溢流口，溢流口的宽度为0.5m、高度为0.3-0.4m；挡墙7间上游河道进行水生植物带5种植，下游河道将原有淤泥及砂石清除；面对沉降池4出水口302的挡墙7厚度比其他挡墙7要大0.5m，挡墙7底部设置趾墙；沉降池4进水口301和挡墙7的上、下游面均设置拦污栅8；第一道和最后一道挡墙7比其他挡墙7高0.5m左右，且除靠近两岸边1-2m外，其余均为溢流段，最后两道挡墙7之间河道的长度比其他挡墙7之间河道的长度长5-10m；塘坝区3内设有浮床10，按照水位深浅由浅到深在浮床10上种植相对应的水生植物；在降污区2最后两个临近塘坝区3的挡墙7之间浅水区域和塘坝区3浅水区域均通过浮床10种植吸附性强漂浮类水生植物。
塘坝区3为山塘坝，在与降污区2连接处的浅水区域按照水位深浅由浅到深种植相对应的水生植物；利用植物对水中营养物质的吸附能力对塘坝水中营养物质进行控制。
本发明丘陵区拦土沉砂降污系统，在系统运行时，通过汇流区1的导流沟9将汇流面丘陵山坡上的雨水引导至降污区2，经过沉降池4进行初步降速，再排入降污区2中，降污区2内阶梯型河道中的通道以及其中的植物网对水流进行沉降和初步吸收，水流在一级一级的阶梯间过滤、沉降、吸收，进入塘坝后再由塘坝区3浅水区域的植物网过滤吸收。
本发明各结构分工明确，施工简单，适用于丘陵区，解决了丘陵区汇流路径短、流速大的问题，同时利用挡墙7及栏污栅对水流进行减速、过滤，再结合阶梯内的植物生态系统对水中的氮磷等元素进行吸收净化，从而保证了塘坝内水质的健康，减少了污染的风险。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对各设施位置进行调整，这些调整也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种适用于丘陵区塘坝的拦土沉砂降污系统，其特征在于：包括汇流区、降污区和塘坝区；所述汇流区、降污区和塘坝区由外向内依次根据地面高程由高到低布置；
所述汇流区包括布置在汇流面坡脚下的预制混凝土导流沟和沉降池；导流沟为U型断面，采用预制混凝土渠道模块拼接而成，预制混凝土渠道模块两头带有卡槽，宽为0.3-0.4m，深度为0.5m，长度为0.5m，模块之间利用卡槽相互连接；沉降池设置在导流沟和降污区之间，沉降池采用钢筋混凝土制成，长10～15m，宽度依据河道实际情况而定，池深在进水口处较浅，出水口处较深，呈斜坡状，高差在1-1.5m，进水口朝向汇流区，出水口分布在两侧边墙上，将水流分为两部分；所述沉降池与降污区间设置10-20m的间隔，并将间隔的河道上的淤泥进行清除，间隔的河道上设有砂石垫层，砂石垫层按照级配从小到大、由下向上铺设沙子、石子、碎石；所述降污区内每隔5-10m修建高出地面0.7-1.0m、宽0.5m的浆砌石挡墙；挡墙上布置错落相间的溢流口，溢流口的宽度为0.5m、高度为0.3-0.4m；挡墙间上游河道进行水生植物带种植，下游河道将原有淤泥及砂石清除；面对沉降池出水口的挡墙厚度比其他挡墙要大0.5m，挡墙底部设置趾墙；所述沉降池进水口和挡墙的上、下游面均设置拦污栅；第一道和最后一道挡墙比其他挡墙高0.5m左右，且除靠近两岸边1-2m外，其余均为溢流段，最后两道挡墙之间河道的长度比其他挡墙之间河道的长度长5-10m；
所述塘坝区内设有浮床，按照水位深浅由浅到深在浮床上种植相对应的水生植物；在降污区最后两个临近塘坝区的挡墙之间浅水区域和塘坝区浅水区域均通过浮床种植吸附性强漂浮类水生植物。
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