CN107973494B - 一种入湖河道水质净化与水资源重复利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，其包括依次联通的汇流区、生态调蓄带和湖滨带；汇流区用于汇集生产生活废污水、农田作业区退水和农田面源径流，并将汇集的废水导入生态调蓄带；生态调蓄带设置于汇流区和湖滨带之间，并根据该区域主要河道和沟渠的位置，在生态调蓄带的长度上间隔设置若干个分水口；生态调蓄带包括拦截子系统、净化子系统和调蓄与回用子系统；拦截子系统用于拦截导入废水中的泥沙和杂质；净化子系统包括潜水型湿地，潜水型湿地与拦截子系统联通，用于深度净化废水中的污染物；调蓄与回用子系统将净化子系统中净化完全的水资源分别导入湖滨带补水和用水区进行水资源的回用。
Description
技术领域
本发明属于湖泊水污染治理与水生态修复的技术领域，具体涉及一种入湖河道水质净化与水资源重复利用系统。
背景技术
由于受区位关系、水动力条件、城市非点源与农业面源治理难度大等因素影响，湖泊水污染治理与水生态修复成为世界性普遍关注和努力攻克的难题，尤其是水资源短缺区域的湖泊，在充分发挥其调蓄、灌溉、景观、生态和气候调节等多种功能的同时，还承载着区域经济社会的快速发展的重担，从而导致河道水质污染严重、湖泊水体富营养化，进而制约区域经济社会的可持续发展和水生态文明的建设。
在“源头治理、过程阻断、末端拦截、水体修复”的治理思路指导下，尤其是“河长制”实施以来，“一湖一策”的治理工作正在快速推进，湖泊水体污染状况整体上得到了遏制，湖泊水质将逐步得到改善。但针对水资源较为匮乏且入湖河道水质污染加重的区域，湖泊水质污染治理的总体要求，在推进湖泊水质持续性改善的同时，减少区域社会经济活动对清洁水资源的需求和浪费。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，以解决现有水资源匮乏且入湖河道水质污染加重区域，湖泊水质污染治理仍存在较大不足的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
提供一种入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，其包括依次联通的汇流区、生态调蓄带和湖滨带；
汇流区用于汇集生产生活废污水、农田作业区退水和农田面源径流，并将汇集的废水导入生态调蓄带；
生态调蓄带设置于汇流区和湖滨带之间，并根据该区域河道和沟渠的位置，在生态调蓄带的长度上间隔设置若干个分水口；生态调蓄带包括拦截子系统、净化子系统和调蓄与回用子系统；拦截子系统用于拦截导入废水中的泥沙和杂质；净化子系统包括潜水型湿地，潜水型湿地与拦截子系统联通，用于深度净化废水中的污染物；调蓄与回用子系统将所述净化子系统中净化完全的水资源分别导入湖滨带补水和用水区进行水资源的回用。
优选地，生态调蓄带根据联通区域河道和沟渠范围设置其调蓄长度，并在其调蓄长度上间隔设置六个分水口。
优选地，分水口包括闸室、分水箱涵、联通箱涵和拦河闸；拦河闸设于闸室的迎水面；分水箱涵设于分水口的两侧、用于将间隔隔断的生态调蓄带和主河道联通；联通箱涵设于分水口底部、用于联通由分水口间隔隔断的两侧生态调蓄带。
优选地，拦截子系统包括与所述汇流区联通的进水口和与进水口联通的泥沙拦截沉淀池和入调蓄带通道。
优选地，净化子系统为潜水型湿地，其内种植有具有强水质净化功能的水生植物。
优选地，潜水型湿地水面宽度为50m-80m，水深深度小于等于1.2m。
优选地，调蓄与回用子系统包括水泵站和与水泵站联通的泵站进出水池；水泵站通过引水管道分别与用水区、净化子系统和湖滨带联通。
本发明提供的入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，具有以下有益效果：
本发明针对水资源匮乏地区，在污水汇流区和湖滨带根据区域实际地形建设生态调蓄带，生态调蓄带具有污水拦截、调蓄、净化、回用和水资源再配置的功能，将汇流区的污水调蓄净化后，导入农田作业区回用，并将多余的水资源在湿地深度净化后，导入湖滨带，进而实现最佳的水环境的综合治理，有效地解决现有水资源匮乏、入湖河道水质污染加重区域，湖泊水质污染治理存在较大不足的问题。
附图说明
图1为入湖河道水质净化与水资源重复利用系统的原理框图。
图2为入湖河道水质净化与水资源重复利用系统的结构框图。
图3为入湖河道水质净化与水资源重复利用系统分水口的分布图。
图4为入湖河道水质净化与水资源重复利用系统分水口的结构图。
图5为入湖河道水质净化与水资源重复利用系统结构示意图。
其中，1、生态调蓄带；2、分水口；3、进水口；4、泥沙拦截沉淀池；5、分水箱涵；6、分水闸；7、闸室；8、拦河闸；9、联通箱涵；10、入调蓄带通道。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
根据本申请的一个实施例，如图1所示，本方案的入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，包括依次联通的汇流区、生态调蓄带和湖滨带。
参考图2，汇流区用于汇集生产生活废污水、农田作业区退水和农田面源径流，并将上述水资源引入生态调蓄带，并经过生态调蓄带进行杂质的拦截，水质的调蓄、净化、回用和再配置，避免污染物进入湖滨带，以及减少区域内清洁用水对农田作业区的灌溉，实现水资源的重复使用，节约水资源。
生态调蓄带包括与汇流区联通、用于拦截泥沙和杂质的拦截子系统，与拦截子系统连通、用于水质净化的净化子系统，以及分别与农田作业区、净化子系统和湖滨带联通的、用于水资源重复利用的调蓄与回用子系统。
生态调蓄带设置于汇流区和湖滨带之间，并衔接联通汇流区和湖滨带，用于拦截进入主河道、沟渠径流区的低污染水，将低污染水经过调蓄、湿地净化后回用于汇流区的农田灌溉，剩余水量通过调蓄带引入湖滨带补水，在美化湖滨环境、有效减少汇流区农田灌溉对区域清洁水资源消耗的同时，也能保持生态调蓄带和湖滨湿地的持久净化能力，从而增加清洁水资源的入湖量并大幅度减少生态调蓄带汇流区的入湖污染负荷，保护湖泊水生态环境。
参考图3和图4，生态调蓄带基于传统唐库和潜水型湿地结构，建设联通区域内主河道和农田作业区，并根据该区域实际地形，因地制宜的建设具有一定长度的生态调蓄带，并根据主河道和联通农田作业区的沟渠的用水量，设计建设生态调蓄带水面宽度和长度，并在生态调蓄带长度上，根据实际地形合理建设多个分水口，分水口将生态调蓄带间隔形成多个隔断的调蓄带。
分水口包括闸室、分水箱涵、联通箱涵和拦河闸。其中，闸室用于控制天然河道(主河道)的水流方向，闸室的迎水面设置拦河闸，闸室的两侧各设置一道分水闸，分水箱涵设于分水口的两侧，分水口两侧调蓄带和天然河道之间，用于联通调蓄带和天然河道。联通箱涵设于分水口底部、用于联通由分水口间隔隔开的两侧调蓄带。
生态调蓄带需要补充清洁水资源时，关闭闸室的拦河闸，开启两侧的分水闸，将天然河道的水引入调蓄带中，进行补水。生态调蓄带在遇到超过其承载负荷时(超大的洪水)，开启拦河闸和分水闸，将调蓄带的水引入天然河道，进行泄洪。而在泄洪时，由于天然河道洪水量很大，且水质较好，而生态调蓄带水容量承载负荷有限，在汛期时，需要和天然河道分开泄洪。在极端枯水时节时，生态调蓄带通过与天然河道联通的分水箱涵，引入天然河道的清洁用水，保证生态调蓄带内的生态平衡。
联通箱涵设于分水口底部、用于联通由分水口间隔隔开的两侧调蓄带，使得被分水口间隔隔断的生态调蓄带互联互通，进而将当前水容量较大的调蓄带中的水导入水容量较小的调蓄带中，即间隔隔断的调蓄带之间可以协同水质的调蓄，增加水质净化和调蓄的效率，进而最大程度的发挥调蓄带水质调蓄的作用。
拦截子系统包括与汇流区联通的进水口和与进水口联通的泥沙拦截沉淀池和入调蓄带通道，其结构具体大小根据区域河道或沟渠结构、径流量大小和泥沙特征而确定。
净化子系统为潜水型湿地，其内种植有具有强水质净化功能的水生植物，其水生植物根据主要污染物类型，选择主要净化吸收该类型污染物的水生植物种植，潜水型湿地水面宽度为50m-80m，水深深度小于等于1.2m。
调蓄与回用子系统包括水泵站和与水泵站联通的泵站进出水池，根据天然河道和汇流区水量选择水泵站的规模，水泵站通过引水管道分别与农田作业区、净化子系统和湖滨带联通。
根据本申请的一个实施例，以云南某高原湖泊为例，该湖泊地处两大流域分水地带，流域水资源紧缺，湖岸陡峭，岸滩不发育，湖泊生态系统十分脆弱，湖泊一旦被污染将很难修复。
在人类活动密集和农业种植污染较重的北岸建设长约7800米、水面宽50～80米、最大水深不超过1.2米的生态调蓄带，将北岸汇流区的生产生活废污水、农田灌溉退水、农田面源径流等水量与湖泊北岸湖滨带联通，并将上游入湖水量拦截，并引入生态调蓄带，经充分静置、沉降和自然净化后，一部分回用于上游的农田灌溉，一部分水进入湖滨湿地系统净化后再流入湖泊中，从而可大幅度提高生态调蓄带对入湖污染物的末端拦截效果，并充分保障调蓄带内湿地功能在年内的正常发挥，还可避免旱季抽取湖水浇灌湖滨湿地带来的优质水资源的浪费问题。生态调蓄带技术可带来显著的入湖污染物减排效益，使入湖污染物削减率超过80％，减排效益非常显著。
本发明拦截入湖河道中的低污染废水，并将该水引入生态调蓄带中，通过泥沙沉降，湿地的物理滞留和植物的吸收净化，去除水中的污染物，并将调蓄、净化后的水回用于农田灌溉，减少清洁水资源的使用，保证生态调蓄带的持久净化状态，提高生态调蓄带对入湖雨污水的净化效果，有助于湖滨湿地体系建设与湖泊水生态修复能力的建立和完善。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，其特征在于：包括依次联通的汇流区、生态调蓄带和湖滨带；
所述汇流区用于汇集生产生活废污水、农田作业区退水和农田面源径流，并将汇集的废水导入生态调蓄带；
所述生态调蓄带设置于汇流区和湖滨带之间，并根据该区域河道和沟渠的位置，在所述生态调蓄带的长度上间隔设置若干个分水口；所述生态调蓄带包括拦截子系统、净化子系统和调蓄与回用子系统；所述拦截子系统用于拦截导入废水中的泥沙和杂质；所述净化子系统包括潜水型湿地，潜水型湿地与拦截子系统联通，用于深度净化废水中的污染物；所述调蓄与回用子系统将所述净化子系统中净化完全的水资源分别导入湖滨带补水和用水区进行水资源的回用；
分水口将生态调蓄带间隔形成多个隔断的调蓄带；
分水口包括闸室、分水箱涵、联通箱涵和拦河闸；其中，闸室用于控制天然河道的水流方向，闸室的迎水面设置拦河闸，闸室的两侧各设置一道分水闸，分水箱涵设于分水口的两侧，分水口两侧调蓄带和天然河道之间，用于联通调蓄带和天然河道；联通箱涵设于分水口底部、用于联通由分水口间隔隔开的两侧调蓄带；
生态调蓄带需要补充清洁水资源时，关闭闸室的拦河闸，开启两侧的分水闸，将天然河道的水引入调蓄带中，进行补水；生态调蓄带在遇到超过其承载负荷时，开启拦河闸和分水闸，将调蓄带的水引入天然河道，进行泄洪；
而在泄洪时，由于天然河道洪水量很大，且水质较好，而生态调蓄带水容量承载负荷有限，在汛期时，需要和天然河道分开泄洪；在极端枯水时节时，生态调蓄带通过与天然河道联通的分水箱涵，引入天然河道的清洁用水，保证生态调蓄带内的生态平衡；
联通箱涵设于分水口底部、用于联通由分水口间隔隔开的两侧调蓄带，使得被分水口间隔隔断的生态调蓄带互联互通，进而将当前水容量较大的调蓄带中的水导入水容量较小的调蓄带中，即间隔隔断的调蓄带之间可以协同水质的调蓄，增加水质净化和调蓄的效率，进而最大程度的发挥调蓄带水质调蓄的作用。
2.根据权利要求1所述的入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，其特征在于：所述生态调蓄带根据联通区域河道和沟渠范围设置其调蓄长度，并在其调蓄长度上间隔设置六个分水口。
3.根据权利要求1所述的入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，其特征在于：所述拦截子系统包括与所述汇流区联通的进水口和与进水口联通的泥沙拦截沉淀池和入调蓄带通道。
4.根据权利要求1所述的入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，其特征在于：所述净化子系统为潜水型湿地，其内种植有具有强水质净化功能的水生植物。
5.根据权利要求4所述的入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，其特征在于：所述潜水型湿地水面宽度为50m-80m，水深深度小于等于1.2m。
6.根据权利要求1所述的入湖河道水质净化与水资源重复利用系统，其特征在于：所述调蓄与回用子系统包括水泵站和与水泵站联通的泵站进出水池；所述水泵站通过引水管道分别与用水区、净化子系统和湖滨带联通。
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