CN108265580A - 一种基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统及其构建方法 - Google Patents

一种基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统及其构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于淤泥资源化的具备截污‑护坡‑净水的河道生态系统及其构建方法,该生态系统,从河道一侧堤岸至水体内,依次包括露出水体表面的路域截污系统,中间的生态护坡系统以及水体内的河道净水系统,其中:路域截污系统由截污透水砖拼接组成和构建;生态护坡系统包括淤泥土护坡和植生混凝土护坡;河道净水系统由单元净水系统笼组成。本发明通话淤泥资源化处理技术,结合截污、生态护坡和河道净水三种性能,构建的河道生态完整效果好,环境效应强。

Description

一种基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统及其 构建方法
技术领域
本发明属于河道生态修复技术领域,特别涉及一种基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统及其构建方法。
背景技术
近年来,由于人类生活垃圾逐年增长,农业面源污染等的影响,河流自净能力丧失,水质恶化,水体富营养化,并且河道底泥的清淤问题也带来了能源和人力上的浪费,如何妥善处理淤泥这一资源,这是研究的热点。
随着社会经济的发展,人们逐渐关注河道的整治问题,从生态环境保护系统的角度系统研究和修复河流已是趋势。而传统的河道护坡技术主要采用浆砌片石护坡和孔洞型护坡,这些都隔绝了原有的生态环境,背离了生态自然的规律,不利于河道的生态修复。
发明内容
发明目的:本发明的目的是提供了一种基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统,从径流污染到生态护坡及河流生水体净化,提供了一种综合的生态修复系统,并且实现了淤泥的资源化处理,达到了变废为宝的目的;
本发明另一目的还提供了该生态系统的构建方法,简单快捷,能够节省了大量的运输、处置费用。
技术方案:本发明所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统,从河道一侧堤岸至水体内,依次包括露出水体表面的路域截污系统,中间的生态护坡系统以及水体内的河道净水系统,其中:路域截污系统由截污透水砖拼接组成和构建;生态护坡系统包括淤泥土护坡和植生混凝土护坡;河道净水系统由单元净水系统笼组成。
所述截污透水砖主要包括上底两层的实体砖体和中间层的空心砖体,各砖体通过螺旋纹连接,中间层的空心砖体内部装有上层的过滤层和下层的净化层。
进一步,所述截污透水砖以河底淤泥烧制而成(以常规技术制备即可),所述过滤层填料主要为活性炭、明矾、海绵的一种或几种混合物,所述净化层填料主要为硫酸铝、过氧碳酸钠、硫酸亚铁、石灰等粉剂的一种或几种混合物。
所述淤泥土护坡和植生混凝土护坡分别居于坡面上半部和下半部,各占坡面面积1/2。
所述淤泥土护坡从底层到表面依次包括碎石对囊反滤层、淤泥土层和护坡网。所述护坡网有镀锌铁丝网、三维土工网和麦克垫的一种或几种混合物。
所述单元净水系统笼包括上下两层,每层都为“灯笼型”,上层放浮水植物,下层放沉水植物,每根棱均匀固定中空渔网状球体,球体内部放置填料;所述单元净水系统笼类似于一个小型的生态浮岛,相当于把笼底部当作是筛网支撑架,水生植物的根系固定于其中,所以选择浮水、沉水植物,因为笼子四周只有棱架支撑,植物生长通过笼四周的空隙部分伸展开来;笼四周连接上下的棱架有小球,放置填料,主要是用来净水。
进一步,所述单元净水系统笼由不锈钢材料制成,每层高为0.5~1m,底部直径为0.4~0.8m;所述浮水植物为浮萍,凤眼莲或满江红等,所述沉水植物为苦藻、金鱼藻或黑藻等,所述填料为净水球、生物填料、陶粒中的一种或几种的混合物。
本发明所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统的构建方法,包括以下方法:
I、在堤防上划分路域截污系统,生态护坡系统以及河道净水系统所占区域;
II、由截污透水砖拼接组建路域截污系统;
III、淤泥土护坡构建方式为:在上半部坡面底层铺设碎石反滤层,再铺设淤泥土并压实,形成淤泥土层,然后铺设一层护坡网,固定,最后在其上方喷播淤泥土和草耔;
IV、植生混凝土护坡的构建方式为:在下半部坡面铺设植生混凝土,主要通过现场浇筑而成,灌注植生基材,铺设客土,种植草耔;
V、将所述单元净水系统笼固定在堤防下方侧壁表面,均匀布设;
所述淤泥土以河底淤泥为主要成分,其中还包括粘结剂、固化剂、防水剂、肥料和微生物,其分别占淤泥的10%~20%,5%~10%,2%~5%,1%~2%和1%~5‰。
进一步,所述粘结剂为聚醋酸乙烯乳液、环氧树脂、氯丁胶乳等的一种或几种的混合物;所述固化剂为粉煤灰、三乙醇胺、丙烯酰胺类浆液等一种或几种的混合物;所述防水剂为高级脂肪酸类乳液、无机铝盐类乳液等一种或几种的混合物;所述微生物为光合细菌、固氮菌、酵素菌等的一种或几种的混合物。
有益效果:相对于现有技术,本发明河道生态系统具有以下优点:
(1)本发明利用淤泥制备透水砖、淤泥土护坡,有效地消纳了河道的淤泥,达到资源化利用的目的,节省了大量的运输、处置费用,符合新时代构建可持续生态发展的要求;
(2)通过构建陆域截污系统,构建河陆之间污染物的生态屏障,实现减少污染物通过地表径流流入水体,引导污染物进行过滤净化,具有良好的环境效应;
(3)在现有淤泥土护坡的情况下,利用坡体下层铺设植生混凝土护坡,结合了混凝土的力学特性,避免了丰水期的水流冲刷影响;
(4)建设水体净化体统,结合水生植物和水体净化载体的特点,达到共同处理水体问题的目的,而且由于单元净化系统笼具有良好的可拆卸性,便于多次更换净化载体。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图;
图2是本发明两种截污透水砖结构示意图;
图3是本发明路域截污系统结构示意图;
图4是本发明淤泥土护坡结构示意图;
图5是本发明单元净水系统笼结构示意图;
图6是本发明中空渔网状球体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明的一种基于淤泥资源化的具备截污-护坡-净水的河道生态系统,从河道一侧堤岸至水体内,其依次包括露出水体表面的路域截污系统,中间的生态护坡系统以及水体内的河道净水系统,其中:路域截污系统1由截污透水砖拼接组成和构建;生态护坡系统包括淤泥土护坡2和植生混凝土护坡3;河道净水系统由单元净水系统笼4组成。
如图2和图3所示,截污透水砖主要包括上底两层的实体砖体11和中间层的空心砖体12,各砖体通过螺旋纹连接,中间层的空心砖体12内部装有上层的过滤层13和下层的净化层14。截污透水砖以河底淤泥烧制而成(按照常规技术制备),过滤层13填料主要为活性炭、明矾、海绵的一种或几种混合物,净化层14填料主要为硫酸铝、过氧碳酸钠、硫酸亚铁、石灰等粉剂的一种或几种混合物。
如图1和图4所示,淤泥土护坡2和植生混凝土护坡3分别居于坡面上半部和下半部,各占坡面面积1/2。淤泥土护坡2从底层到表面依次包括碎石对囊反滤层23、淤泥土层21和护坡网22。护坡网有镀锌铁丝网、三维土工网和麦克垫的一种或几种混合物。
如图5和图6所示,单元净水系统笼4包括上下两层,每层都为“灯笼型”,上层放浮水植物42,下层放沉水植物43,每根棱均匀固定中空渔网状球体44,球体内部放置填料45;单元净水系统笼4由不锈钢材料制成,每层高为0.5~1m,底部直径为0.4~0.8m;浮水植物42为浮萍,凤眼莲或满江红等,沉水植物43为苦藻、金鱼藻或黑藻等,填料45为净水球、生物填料、陶粒中的一种或几种的混合物。
基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统的构建方法,包括以下方法:
I、在堤防5上划分路域截污系统,生态护坡系统以及河道净水系统所占区域;
II、由截污透水砖拼接组建路域截污系统1;
III、淤泥土护坡2构建方式为:在上半部坡面底层铺设碎石对囊反滤层23约2~5cm,再铺设淤泥土并压实约8cm,形成淤泥土层21,然后铺设一层护坡网22,用u型钉固定,最后利用喷播机在其上方喷播淤泥土和草耔;
IV、植生混凝土护坡3的构建方式为:在下半部坡面铺设植生混凝土,主要通过现场浇筑而成,灌注植生基材,铺设客土,种植草耔;
V、将所述单元净水系统笼4固定在堤防5下方侧壁表面,均匀布设,通过用u型钉固定,每隔0.5m布设一个;
上述淤泥土以河底淤泥为主要成分,其中还包括粘结剂、固化剂、防水剂、肥料和微生物,其分别占淤泥的10%~20%,5%~10%,2%~5%,1%~2%和1‰~5‰,利用现场的搅拌的方式而进行制备。
其中粘结剂为聚醋酸乙烯乳液、环氧树脂、氯丁胶乳等的一种或几种的混合物;固化剂为粉煤灰、三乙醇胺、丙烯酰胺类浆液等一种或几种的混合物;防水剂为高级脂肪酸类乳液、无机铝盐类乳液等一种或几种的混合物;微生物为光合细菌、固氮菌、酵素菌等的一种或几种的混合物。
经过4~6个月时间验证,河道水体净化明显,水生植物生长茂盛,护坡植物生长良好。

Claims (10)

1.一种基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统,其特征在于,从河道一侧堤岸至水体内,依次包括露出水体表面的路域截污系统,中间的生态护坡系统以及水体内的河道净水系统,其中:路域截污系统(1)由截污透水砖拼接组成和构建;生态护坡系统包括淤泥土护坡(2)和植生混凝土护坡(3);河道净水系统由单元净水系统笼(4)组成。
2.根据权利要求1所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统,其特征在于,所述截污透水砖主要包括上底两层的实体砖体(11)和中间层的空心砖体(12),各砖体通过螺旋纹连接,中间层的空心砖体(12)内部装有上层的过滤层(13)和下层的净化层(14)。
3.根据权利要求2所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统,其特征在于,所述截污透水砖以河底淤泥烧制而成,所述过滤层(13)填料主要为活性炭、明矾、海绵的一种或几种混合物,所述净化层(14)填料主要为硫酸铝、过氧碳酸钠、硫酸亚铁、石灰等粉剂的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统,其特征在于,所述淤泥土护坡(2)和植生混凝土护坡(3)分别居于坡面上半部和下半部,各占坡面面积1/2。
5.根据权利要求1所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统,其特征在于,所述淤泥土护坡(2)从底层到表面依次包括碎石反滤层(23)、淤泥土层(21)和护坡网(22)。
6.根据权利要求1所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统,其特征在于,所述单元净水系统笼(4)包括上下两层,每层都为“灯笼型”,上层放浮水植物(42),下层放沉水植物(43),每根棱均匀固定中空渔网状球体(44),球体内部放置填料(45)。
7.根据权利要求6所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统,其特征在于,所述单元净水系统笼(4)由不锈钢材料制成,每层高为0.5~1m,底部直径为0.4~0.8m;所述浮水植物(42)为浮萍,凤眼莲或满江红,所述沉水植物(43)为苦藻、金鱼藻或黑藻,所述填料(45)为净水球、生物填料、陶粒中的一种或几种的混合物。
8.权利要求1-7任一项所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统的构建方法,其特征在于,包括以下方法:
I、在堤防(5)上划分路域截污系统,生态护坡系统以及河道净水系统所占区域;
II、由截污透水砖拼接组建路域截污系统(1);
III、淤泥土护坡(2)构建方式为:在上半部坡面底层铺设碎石反滤层(23),再铺设淤泥土并压实,形成淤泥土层(21),然后铺设一层护坡网(22),固定,最后在其上方喷播淤泥土和草耔;
IV、植生混凝土护坡(3)的构建方式为:在下半部坡面铺设植生混凝土,主要通过现场浇筑而成,灌注植生基材,铺设客土,种植草耔;
V、将所述单元净水系统笼(4)固定在堤防(5)下方侧壁表面,均匀布设。
9.根据权利要求8所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统的构建方法,其特征在于,所述淤泥土以河底淤泥为主要成分,其中还包括粘结剂、固化剂、防水剂、肥料和微生物,其分别占淤泥的10%~20%,5%~10%,2%~5%,1%~2%和1‰~5‰。
10.根据权利要求9所述的基于淤泥资源化的截污-护坡-净水的河道生态系统的构建方法,其特征在于,所述粘结剂为聚醋酸乙烯乳液、环氧树脂、氯丁胶乳等的一种或几种的混合物;所述固化剂为粉煤灰、三乙醇胺、丙烯酰胺类浆液等一种或几种的混合物;所述防水剂为高级脂肪酸类乳液、无机铝盐类乳液等一种或几种的混合物;所述微生物为光合细菌、固氮菌、酵素菌等的一种或几种的混合物。
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