CN110482713A - 一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的是一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，包括如下步骤：（1）根据河床形态及底泥污染特征确定生态毯铺设方案；（2）生态毯的组装与铺设；（3）边坡植被区的种植或阶梯式生态护岸的布置；（4）二级生态截留沟和一级生态截留沟的布置；（5）河岸植物区的种植。本发明能够有效避免生态毯铺设后因底泥产气造成的顶托变形，并可根据河道情况优选铺设方案，保证长期稳定运行；实施简单，可大规模推广应用。

Description

一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法

技术领域

本发明涉及的是一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，属于水污染处理修复技术领域。

背景技术

随着工农业近年来的迅速发展，大量的工业和农业生产污染物排入河流湖泊中，导致自然水体面临诸多污染问题，严重威胁生态环境和人体健康的安全。富含氮、磷等营养物质及难降解有机污染物的污水排放进入水环境后，各类污染物在水体底泥中累积贮存，对河道底栖生态环境的稳定造成严重影响；并且在水流冲刷、水位变幅、外界扰动等条件下，底泥中累积的各类污染物又能够重新进入上覆水体，导致内底泥内源污染释放，对传统水域生态系统的正常运行造成巨大威胁。

作为一种重要的底泥内源污染控制方法，河床基底生态毯覆盖控污技术能够有效阻隔底泥内源污染释放，消减底泥内源污染，在构建河床微生态系统等方面具有独特优势，被广泛应用于重污染河道的原位修复工程中。然而，目前对于河床基底生态毯的铺设方法大多是打桩固定到河道底部，缺少与生态毯铺设区衔接的河道边坡处理、地面污染来源截留阻隔等相关配套技术，在生态毯铺设后，新输入的泥沙及污染物在生态毯上沉积，长时间又造成新的内源污染，可见生态毯铺设时仅通过打桩固定的方法并不能使其对内源污染发挥持久控制效果。由于生态毯的覆盖，河道底层水体的处理效果难以实时监测，目前还没有有效的实时监测手段。此外，重污染河道底泥中丰富的有机质、氮素营养等在转化分解过程中会有NO₂、CO₂、CH₄等气体产生，目前生态毯的铺设方法中并未考虑如何将这些气体排出，因此在生态毯铺设后底泥产生的气体排放受阻，大量气体累积后易将生态毯顶托，无法与底泥直接接触，控污效果大大降低。例如专利申请号为201010151069.6的发明专利申请公开了一种河床基底植生型生态毯修复方法，直接将植生型生态毯铺设在河道底部并用竹钎固定，虽然铺设方便、简单易行，但是这种铺设方法使底泥气体排出受阻，且控污效果难以持久稳定，无法大面积推广。再如专利申请号为201710655268.2的发明专利申请公开了一种原位修复难降解有机物污染底泥的覆盖毯及其铺设方法，直接将生态毯铺设于河道底部并覆盖一层细沙，同样存在铺设方法过于简单粗放，所覆盖细沙易被水流冲刷，底泥产气问题也未考虑，因此生态毯铺设后极易变形，且由于配套技术的缺乏，无法对新输入的泥沙及污染物进行有效降解，难以长效运行。在目前河道污染物类型多样化、复杂化、污染持续输入的背景下，对于重污染河道需综合考虑地面来源污染截留、边坡污染阻控、底泥气体导出等问题，结合污染来源截留阻控和导气管设置等技术手段，才能保证生态毯对底泥内源污染的有效、持久控制。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有的生态毯铺设技术中铺设方法简单粗放、处理效果实时监测困难、底泥气体排出受阻、铺设后易变形、控污效果难持久等问题，在铺设时安装导气管并联合阶梯式生态护岸和生态截留沟等配套技术，建立重污染河流生态毯铺设新方法和新系统，综合利用植物吸收、微生物降解、多孔材料吸附等净污手段，有效控制底泥内源污染的同时净化入河汇水，生态毯铺设后稳定性显著提高，长期应用净污效果高效持久。

本发明的技术解决方案：一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是包括如下步骤：

（1）根据河床形态及底泥污染特征确定生态毯铺设方案

对于缓坡型且边坡底泥淤积严重的河道，选择方案A：将生态毯铺设区延伸至河道边坡常水位线，铺设区以外依次为边坡植被区、二级截留沟、河岸植物区、一级截留沟；对于污染底泥主要集中在河床底部的河道，选择方案B：将生态毯仅在河床底部铺设，铺设区外依次为阶梯式护岸、边坡植被区、二级截留沟、河岸植物区、一级截留沟。

（2）生态毯的组装与铺设

根据所需铺设面积计算所需生态毯的数量，对单块生态毯的中部使用若干固定柳钉进行加固，每平方米的生态毯中央安装一个导气管，左上角分别在上表面外侧、填料区、下表面外侧安装带滤网的PVC导管，将三个PVC导管引出用于采集生态毯不同位置的水体，并将整个生态毯装入带有连接环的硬质塑料网中，用铁丝封住开口，生态毯即组装完成；将其卷成筒状，通过拖船运输到底泥污染的水域，将生态毯放开平铺于底泥之上，多块生态毯之间通过连接环进行连接；若选择方案A，则将多块生态毯的边缘的连接环再连接到阶梯式生态护岸的第一级空心框体的连接环上；若选择方案B，组装完成后直接在整块生态毯的四周打入T形固定桩，固定于河道边坡常水位线边缘。生态毯安装完成后将所有的PVC导管收集到河岸的水质监测箱中，可使用气泵抽取生态毯覆盖之下的水体，填料周围的水体，生态毯之上的水体，对其进行检测便可实时监测处理效果，并及时做出调整。

（3）边坡植被区的种植或阶梯式生态护岸的布置

若选择方案A，先将带有连接环的第一级空心框体安置于河道基底，再第二级空心框体堆砌在第一级框体上，第二级空心框体堆砌在第一级框体上，依次类推，第n级空心框体堆砌在第n-1级框体上，根据修复河道尺寸调整框体级数，各级框体应布置成交错排布，框体内填充植物生长基质和沸石；根据河道水位变幅，在最低水位以下框体种植沉水植物，包括苦草、伊乐藻、狐尾藻中的一种或几种；在水位变幅内框体种植挺水植物，包括蒲草、芦苇；在最高水位以上框体种植常绿灌木，包括龟甲冬青，大叶黄杨，大花美人蕉；若选择方案B，不需设置阶梯式生态护岸，直接在河道边坡上沿生态毯的边缘进行边坡植被的种植，边坡植被区内部种植龟甲冬青或大叶黄杨。

（4）二级生态截留沟和一级生态截留沟的布置

将二级生态截留沟沿河道边坡布置，与河道最高水位线的水平距离为2 m-4 m，然后将一级生态截留沟沿河岸布置，距二级生态截留沟水平距离1 m-2 m；所述二级生态截留沟高0.3 m-0.6 m，宽0.5 m-0.8 m，二级生态截留沟中分三层，由下而上依次填充陶粒、活性炭、多孔材料，多孔材料粒径为5-10 mm，用于截留净化河道来水中的污染物质；所述一级生态截留沟高0.3 m-0.6 m，宽0.5 m-0.8 m，一级生态截留沟按比例填充陶粒、活性炭、多孔材料，多孔材料粒径为20-30 mm，用于快速拦截汇入河道来水中的杂质和污染物。

（5）河岸植物区的种植

在二级生态截留沟和一级生态截留沟之间种植河岸植被区，河岸植被区内部种植龟甲冬青或大叶黄杨。

进一步的，所述的生态毯整体呈长方形多层结构，共分五层，由下至上依次为土工布、底层基体、尼龙网、多功能修复层、塑料网格；其多功能修复层结构包括植物修复区、功能微生物修复区和多孔材料物理吸附区，其中其中植物修复区填充水生植物种子，水生植物种子包括轮叶黑藻、伊乐藻和苦草的一种或多种；功能微生物修复区填充对污染物具有高效降解作用的固定化功能微生物颗粒；多孔材料物理吸附区填充陶粒、活性炭、沸石。

进一步的，所述T型固定桩为直径5 cm-8 cm，高度0.5 m-0.8 m的圆木材料，单块生态毯铺设后T型固定桩锲入生态毯四角，将生态毯固定于底泥之上，防止被水流冲走；所述导气管为直径9 cm-12 cm，高6 cm-8 cm的中空PVC管，导气管设于每平方米的生态毯的中心，并穿过整个生态毯，以便于导出底泥中物质代谢所产生的气体，避免气体累积对生态毯造成顶托；所述带滤网的PVC导管15直径为0.6 cm-1.5 cm，每根PVC导管15末端的滤网16孔径为30-80目，3根PVC导管15设于每平方米的生态毯6的左上角，其末端分别设于生态毯上表面17外侧、生态毯填料区18内部和生态毯下表面19外侧，将3根PVC导管15引出用于采集生态毯6不同位置的水体，生态毯6安装完成后将所有的PVC导管15收集到河岸的水质监测箱中，以便进行实时监测。

进一步的，所述的阶梯式生态护岸采用n级空心框体堆积组合而成，空心框体高度为30-40 cm，长度为100-140 cm，宽度为60-80 cm，框体为无砂混凝土浇注而成，具有良好透水性能；其中位于最底部的第一级空心框体外部设有连接环，用于与生态毯边缘的连接环连接。

本发明的优点：

（1）综合考虑河道来水污染截留、河床全断面控污、底泥产气导出等多方面因素，通过加装导气管有效避免生态毯受气体顶托变形、内源污染控制效果不佳等状况发生，通过设置生态截留沟对河道入水污染物有效截留净化，保证生态毯铺设后长期稳定运行；

（2）将物理吸附、植物吸收、微生物降解多种污染物去除方法有机耦合联用，实现了对河道底泥内源污染全断面控制和入河污染物的高效去除，同时具有景观效应；

（3）能够通过带滤网的PVC导管实时监测生态毯铺设后的处理效果；

（4）安装便捷、实施简单，配套工程可根据污染河道断面特征灵活选配，所用材料造价低廉、绿色环保，可大规模推广应用。

附图说明

附图1是生态毯的结构示意图。

附图2是原位修复重污染河道的生态毯铺设方法实施方案A的应用示意图。

附图3是原位修复重污染河道的生态毯铺设方法实施方案B的应用示意图。

附图4是导气管的安装示意图。

附图5是带滤网的PVC导管的安装示意图。

附图中1是硬质塑料网、2是连接环、3是固定铆钉、4是T形固定桩、5是导气管、6是生态毯、7是二级生态截留沟、8是一级生态截留沟、9是阶梯式生态护岸、10是沉水植物、11是挺水植物、12是常绿灌木、13是边坡植被区、14是河岸植被区、15是PVC导管、16是滤网、17是生态毯上表面、18是生态毯填料区、19是生态毯下表面。

具体实施方式

下面根据附图进一步说明本发明的技术方案。

如图2-图3所示，一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，包括如下步骤：

（1）根据河床形态及底泥污染特征确定生态毯铺设方案；

（2）生态毯6的组装与铺设；

（3）边坡植被区13的种植或阶梯式生态护岸9的布置；

（4）二级生态截留沟7和一级生态截留沟8的布置；

（5）河岸植物区14的种植。

所述步骤（1）具体包括：

如图2所示，对于缓坡型且边坡底泥淤积严重的河道，选择方案A：将生态毯铺设区延伸至河道边坡常水位线，铺设区以外依次为边坡植被区13、二级截留沟7、河岸植物区14、一级截留沟8；

如图3所示，对于污染底泥主要集中在河床底部的河道，选择方案B：将生态毯仅在河床底部铺设，铺设区外依次为阶梯式护岸9、边坡植被区13、二级截留沟7、河岸植物区14、一级截留沟8。

所述的生态毯6采用申请号为201810879965.0的发明专利申请所公开的原位修复底泥内源污染的多功能耦合型生态毯，整体呈长方形多层结构，共分五层，由下至上依次为土工布、底层基体、尼龙网、多功能修复层、塑料网格；其多功能修复层结构包括植物修复区、功能微生物修复区和多孔材料物理吸附区，其中其中植物修复区填充水生植物种子，如轮叶黑藻、伊乐藻和苦草等多种水生植物，既可选用单一植物类型，也可同时用多种植物；功能微生物修复区填充对污染物具有高效降解作用的固定化功能微生物颗粒；多孔材料物理吸附区填充陶粒、活性炭、沸石等多孔材料，这些多孔颗粒拥有较大的孔隙率和大比表面积，可将污染物质吸附固定在颗粒内部孔隙中，同时多孔结构为土著微生物提供良好生存环境，土著微生物对材料表面吸附污染物进行进行降解去除。

如图1所示，所述步骤（2）具体包括：根据所需铺设面积计算所需生态毯6的数量，对单块生态毯6的中部使用若干固定柳钉3进行加固，相比传统的生态毯固定方法，本方法采用在每平方米的生态毯中央安装一个导气管5，在左上角的上表面外侧、填料区、下表面外侧安装带滤网的PVC导管，将三个PVC导管引出用于采集生态毯不同位置的水体，最后将整个生态毯6装入带有连接环2的硬质塑料网1中，用铁丝封住开口，生态毯6即组装完成；将其卷成筒状，通过拖船运输到底泥污染的水域，将生态毯6放开平铺于底泥之上，多块生态毯6之间通过连接环2进行连接；若选择方案A，则将多块生态毯6的边缘的连接环2再连接到阶梯式生态护岸9的第一级空心框体的连接环上；若选择方案B，组装完成后直接在整块生态毯6的四周打入T形固定桩4，固定于河道边坡常水位线边缘。生态毯安装完成后将所有的PVC导管收集到河岸的水质监测箱中，可使用气泵抽取生态毯覆盖之下的水体，填料周围的水体，生态毯之上的水体，对其进行检测便可实时监测处理效果，并及时做出调整。

所述T型固定桩4为直径5 cm-8 cm，高度0.5 m-0.8 m的圆木材料，顶部加工成T型，单块生态毯铺设后T型固定桩4锲入生态毯四角，将生态毯固定于底泥之上，防止被水流冲走，相比传统的圆柱形固定桩更加稳定。

如图4所示，所述导气管5为直径9 cm-12 cm，高6 cm-8 cm的中空PVC管，导气管5设于每平方米的生态毯6的中心，并穿过整个生态毯，以便于有效导出底泥中物质代谢所产生的NO₂、CO₂、CH₄等气体，避免气体累积对生态毯造成顶托。

如图5所示，所述带滤网的PVC导管15直径为0.6 cm-1.5 cm，每根PVC导管15末端的滤网16孔径为30-80目；3根PVC导管15设于每平方米的生态毯6的左上角，其末端分别设于生态毯上表面17外侧、生态毯填料区18内部和生态毯下表面19外侧，将3根PVC导管15引出用于采集生态毯6不同位置的水体，生态毯6安装完成后将所有的PVC导管15收集到河岸的水质监测箱中，以便进行实时监测。

所述的阶梯式生态护岸9采用n级空心框体堆积组合而成，空心框体高度为30-40cm，长度为100-140 cm，宽度为60-80 cm，框体为无砂混凝土浇注而成，具有良好透水性能；其中位于最底部的第一级空心框体外部设有连接环，用于与生态毯6边缘的连接环连接。

所述步骤（3）具体包括：若选择方案A，先将带有连接环的第一级空心框体安置于河道基底，再第二级空心框体堆砌在第一级框体上，第二级空心框体堆砌在第一级框体上，依次类推，第n级空心框体堆砌在第n-1级框体上，根据修复河道尺寸调整框体级数，各级框体应布置成交错排布，框体内填充植物生长基质和沸石；根据河道水位变幅，在最低水位以下框体种植沉水植物10，包括苦草、伊乐藻、狐尾藻中的一种或几种；在水位变幅内框体种植挺水植物11，包括蒲草、芦苇；在最高水位以上框体种植常绿灌木12，包括龟甲冬青，大叶黄杨，大花美人蕉；若选择方案B，不需设置阶梯式生态护岸9，直接在河道边坡上沿生态毯6的边缘进行边坡植被13的种植，边坡植被区13内部种植龟甲冬青或大叶黄杨。

所述步骤（4）具体包括：将二级生态截留沟7沿河道边坡布置，与河道最高水位线的水平距离为2 m-4 m，然后将一级生态截留沟8沿河岸布置，距二级生态截留沟水平距离1m-2 m；所述二级生态截留沟7高0.3 m-0.6 m，宽0.5 m-0.8 m，二级生态截留沟7中分三层，由下而上依次填充陶粒、活性炭、多孔材料，多孔材料粒径为5-10 mm，用于截留净化河道来水中的污染物质；所述一级生态截留沟8高0.3 m-0.6 m，宽0.5 m-0.8 m，一级生态截留沟8按比例填充陶粒、活性炭、多孔材料，多孔材料粒径为20-30 mm，用于快速拦截汇入河道来水中的杂质和污染物。

所述步骤（5）具体包括：在二级生态截留沟7和一级生态截留沟8之间种植河岸植被区14，河岸植被区内部14种植龟甲冬青或大叶黄杨。

以下通过具体实施例详细说明本发明的实施步骤，目的在于使本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明；应当指出的是，对本领域技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下所做出的若干变形和改进，均应属于本发明的保护范围。

实施例1

如图2所示的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，根据河床形态和污染特征确定生态毯铺设方案为方案A，所述铺设方法将生态毯铺设区延伸至河道边坡常水位线，铺设区外依次为边坡植被区13、二级截留沟7、河岸植物区14、一级截留沟8；生态毯6使用固定铆钉3对生态毯进行加固，在每一块生态毯外层套有硬质塑料网1，并在硬质塑料网1上设置连接环2，用于多块生态毯的组合、连接，每平方米的生态毯正中心安装一个导气管5，用于导出底泥中物质代谢过程产生的气体，每平方米的生态毯的左上角安装有3根带滤网的PVC导管15，可用于实时监测处理效果，铺设完成后用T形固定桩4将其固定于岸坡上，其中T型固定桩4材质优选直径6 cm，高度0.8 m的圆木材料，导气管5优选直径10 cm，高8 cm的中空PVC管，带滤网的pvc导管直径优选1 cm。

二级生态截留沟7和一级生态截留沟8分别填充高效吸附填料，例如陶粒、活性炭、沸石等多孔材料，用于过滤汇入河道的来水，吸附去除其中的污染物；其中二级生态截留沟7沿河道边坡布置，与河道最高水位线的水平距离为2m，截留沟高0.6 m，宽0.6 m，二级生态截留沟7中分三层由下而上依次填充0.2 m厚的陶粒、活性炭和沸石，多孔材料粒径为5-10mm，用于截留净化河道来水中的污染物质；一级生态截留沟8沿河岸布置，距二级生态截留沟水平距离1 m，截留沟高0.6 m，宽0.6 m，一级生态截留沟8按2：1：4的比例填充陶粒、活性炭、沸石，多孔材料粒径为20-30 mm，用于快速拦截汇入河道来水中的杂质和污染物。

所述生态毯6宽度为3 m，长度为9 m，优选具有多个修复区（植物修复区、功能微生物修复区、多孔材料吸附区）的功能复合型生态毯，其中植物修复区填充水生植物种子，将轮叶黑藻、伊乐藻和苦草等比例混合，功能微生物修复区填充固定化枯草芽孢杆菌颗粒，多孔材料物理吸附区填充等比例混合的陶粒、活性炭和沸石。使用宽度为6 m长度为9 m的硬质塑料网1包裹固定生态毯，将其沿宽度方向对折，中间放入生态毯，使得硬质塑料网完全包裹生态毯，并且在开口处使用铁丝连接固定。在硬质塑料网上有连接环2，可用于多块生态毯进行连接组合，硬质塑料网可将生态毯进行整体固定，并且增加了一定的重量，可保护生态毯不被水流冲散，同时使用固定铆钉3将生态毯紧密固定，将6颗铆钉均匀安装于单块生态毯的中部，具体布置方式见附图1；

所述边坡植被区13和河岸植被区14种植大叶黄杨。

所述生态毯铺设方法具体如下。

（1）首先根据河床形态及底泥污染特征确定生态毯铺设方案，在本实施例中所修复的河道为缓坡型且边坡底泥淤积严重，故选用方案A，即生态毯铺设区延伸至河道边坡常水位线，铺设区以外依次为边坡植被区、二级截留沟、河岸植物区、一级截留沟。

（2铺设方案确定后，明确各区域布置范围、截留沟多孔材料填充方式及植物组配方式。

（3）具体实施顺序为生态毯组装与铺设、边坡植被种植、二级生态截留沟、一级生态截留沟、河岸植被种植。

（4）生态毯组装与铺设细节，首先计算所需生态毯的数量，在本实施例中底泥污染区域需要使用6块上述规格的生态毯，对单块生态毯的中部使用固定柳钉3进行加固，每平方米的生态毯中央安装一个导气管5，左上角安装3根带滤网的PVC导管15，分别布置于上表面外侧、填料区、下表面外侧，并将整个生态毯装入带有连接环2的硬质塑料网1中，用铁丝封住开口，生态毯即组装完成，可将其卷成筒装，通过拖船运输到底泥污染的水域，将生态毯放开平铺于底泥之上，并且延伸至河道边坡，6块生态毯可通过连接环2进行连接，组装完成后在整块生态毯的四周打入T形固定桩4防止被水流冲走，生态毯铺设完成后将所有的PVC导管引出至岸边的水质监测箱中，可使用气泵抽取生态毯覆盖之下的水体，填料周围的水体，生态毯之上的水体，对其进行检测便可实时监测处理效果；接着进行边坡植被的种植。然后布置一级二级生态截留沟，根据截留沟的开挖深度和宽度确定多孔材料的使用量，将多孔吸附填料放置于一级二级生态截留沟中。最后种植河岸植被，完成整个系统的铺设安装。

实施例2

如图3所示的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，根据河床形态和污染特征确定生态毯铺设方案为方案B，将生态毯铺设到河床底部，铺设区外依次为阶梯式护岸9、边坡植被区13、二级截留沟7、河岸植物区14、一级截留沟8；本发明所用生态毯优选兼具植物吸收、材料吸附、微生物降解的多功能复合型生态毯，使用固定铆钉3对生态毯进行加固，在每一块生态毯外层套有硬质塑料网1，并在硬质塑料网1上设置连接环2，用于多块生态毯的组合、连接，每平方米的生态毯正中心安装一个导气管5，用于导出底泥中物质代谢过程产生的气体，每平方米的生态毯的左上角安装有3个根滤网的PVC导管15，可用于实时监测处理效果，根据河床形态和污染特征确定生态毯铺设方案，铺设完成后用T形固定桩4将其固定于河床或岸坡上，其中T型固定桩4材质优选直径6 cm，高度0.8 m的圆木材料，导气管5优选直径10 cm，高8 cm的中空PVC管，带滤网的pvc导管直径优选1 cm。

二级生态截留沟7和一级生态截留沟8分别填充高效吸附填料，例如陶粒、活性炭、沸石等多孔材料，用于过滤汇入河道的来水，吸附去除其中的污染物；其中二级生态截留沟7沿河道边坡布置，与河道最高水位线的水平距离为2m，截留沟高0.6 m，宽0.6 m，二级生态截留沟7中分三层由下而上依次填充0.2 m厚的陶粒、活性炭和沸石，多孔材料粒径为5-10mm，用于截留净化河道来水中的污染物质；一级生态截留沟8沿河岸布置，距二级生态截留沟水平距离1 m，截留沟高0.6 m，宽0.6 m，一级生态截留沟8按2：1：4的比例填充陶粒、活性炭、沸石，多孔材料粒径为20-30 mm，用于快速拦截汇入河道来水中的杂质和污染物。

阶梯式生态护岸9采用n级空心框体堆积组合而成，框体为无砂混凝土浇注而成，具有良好透水性能。第一级空心框体底座外围带有连接环，用于与生态毯相连，第二级空心框体堆砌在第一级框体上，依次类推，第n级空心框体堆砌在第n-1级框体上，根据修复河道尺寸调整框体级数，框体内按一定比例填充植物生长基质与多孔吸附材料。根据河道水位变幅，在最低水位以下框体种植沉水植物10，在水位变幅内框体种植挺水植物11，在最高水位以上框体种植常绿灌木12，对河道来水进行逐级截留净化。

所述生态毯6宽度为3 m，长度为9 m，优选具有多个修复区（植物修复区、功能微生物修复区、多孔材料吸附区）的功能复合型生态毯，其中植物修复区填充水生植物种子，将轮叶黑藻、伊乐藻和苦草等比例混合，功能微生物修复区填充固定化枯草芽孢杆菌颗粒，多孔材料物理吸附区填充等比例混合的陶粒、活性炭和沸石。使用宽度为6 m长度为9 m的硬质塑料网1包裹固定生态毯，将其沿宽度方向对折，中间放入生态毯，使得硬质塑料网完全包裹生态毯，并且在开口处使用铁丝连接固定。在硬质塑料网上有连接环2，可用于多块生态毯进行连接组合，硬质塑料网可将生态毯进行整体固定，并且增加了一定的重量，可保护生态毯不被水流冲散，同时使用固定铆钉3将生态毯紧密固定，将6颗铆钉均匀安装于单块生态毯的中部，具体布置方式见附图1。

阶梯式生态护岸9采用5级空心框体堆积组合而成，空心框体高度为30 cm，长度为120 cm，宽度为60 cm，框体为无砂混凝土浇注而成，具有良好透水性能。第一级空心框体底座外围带有连接环，用于与生态毯相连，第二级空心框体堆砌在第一级框体上，依次类推，第5级空心框体堆砌在第4级框体上，，各级框体之间交错排布，相邻两级之间水平方向上间隔30 cm，框体内按1：1的比例填充植物生长基质和粒径1-5 mm的沸石。根据河道水位变幅，在最低水位以下框体种植沉水植物10，优选苦草、伊乐藻、狐尾藻中的一种或几种，本实施例按照1：1：1的比例种植这三种植物；在水位变幅内框体种植挺水植物11，优选蒲草、芦苇等植物，本实施例采用芦苇，既能高效净化水质，又具有很高的观赏价值；在最高水位以上框体种植常绿灌木12，优选龟甲冬青，大叶黄杨，大花美人蕉，本实施例采用大叶黄杨，对河道来水进行逐级截留净化。

所述边坡植被区13和河岸植被区14种植大叶黄杨。

所述生态毯铺设方法具体如下。

（1）首先根据河床形态及底泥污染特征确定生态毯铺设方案，本实施例中污染底泥主要集中在河床底部的河道，故选用方案B，即生态毯仅在河床底部铺设，铺设区外依次为阶梯式护岸、边坡植被区、二级截留沟、河岸植物区、一级截留沟。

（2）铺设方案确定后，明确各区域布置范围、截留沟多孔材料填充方式及植物组配方式。

（3）具体实施顺序为生态毯组装与铺设、阶梯式生态护岸布置、边坡植被种植、二级生态截留沟、一级生态截留沟、河岸植被种植。

（4）生态毯组装与铺设细节，首先计算所需生态毯的数量，底泥污染区域需要使用4块上述规格的生态毯，对单块生态毯的中部使用固定柳钉3进行加固，每平方米的生态毯中央安装一个导气管5，左上角安装3根带滤网的PVC导管15，分别布置于上表面外侧、填料区、下表面外侧，并将整个生态毯装入带有连接环2的硬质塑料网1中，用铁丝封住开口，生态毯即组装完成，可将其卷成筒装，通过拖船运输到底泥污染的水域，将生态毯放开平铺于底泥之上，多块生态毯可通过连接环2进行连接，再连接到第一级空心框体的连接环上，组装完成后在整块生态毯的四周打入T形固定桩4防止被水流冲走，生态毯铺设完成后将所有的PVC导管引出至河岸的水质监测箱中，可使用气泵抽取生态毯覆盖之下的水体，填料周围的水体，生态毯之上的水体，对其进行检测便可实时监测处理效果；接着在岸坡安装阶梯式生态护岸，先将带有连接环的第一级空心框体安置于河道基底，再第二级空心框体堆砌在第一级框体上，第二级空心框体堆砌在第一级框体上，依次类推，第5级空心框体堆砌在第4级框体上，各级框体应布置成交错排布，框体内填充植物生长基质和沸石，根据河道水位变幅，在最低水位以下框体种植沉水植物10，在水位变幅内框体种植挺水植物11，在最高水位以上框体种植常绿灌木12，接着进行边坡植被的种植。然后布置一级二级生态截留沟，根据截留沟的开挖深度和宽度确定多孔材料的使用量，将多孔吸附填料放置于一级二级生态截留沟中。最后种植河岸植被，完成整个系统的铺设安装。

以上所述，仅为本发明较佳的几种具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是包括如下步骤：

（1）根据河床形态及底泥污染特征确定生态毯铺设方案；

（2）生态毯的组装与铺设；

（3）边坡植被区的种植或阶梯式生态护岸的布置；

（4）二级生态截留沟和一级生态截留沟的布置；

（5）河岸植物区的种植。

2.根据权利要求1所述的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是所述步骤（1）具体包括：

对于缓坡型且边坡底泥淤积严重的河道，选择方案A：将生态毯铺设区延伸至河道边坡常水位线，铺设区以外依次为边坡植被区、二级截留沟、河岸植物区、一级截留沟；

对于污染底泥主要集中在河床底部的河道，选择方案B：将生态毯仅在河床底部铺设，铺设区外依次为阶梯式护岸、边坡植被区、二级截留沟、河岸植物区、一级截留沟。

3.根据权利要求1所述的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是所述的生态毯整体呈长方形多层结构，共分五层，由下至上依次为土工布、底层基体、尼龙网、多功能修复层、塑料网格；其多功能修复层结构包括植物修复区、功能微生物修复区和多孔材料物理吸附区，其中其中植物修复区填充水生植物种子，水生植物种子包括轮叶黑藻、伊乐藻和苦草的一种或多种；功能微生物修复区填充对污染物具有高效降解作用的固定化功能微生物颗粒；多孔材料物理吸附区填充陶粒、活性炭、沸石。

4.根据权利要求1所述的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是所述步骤（2）具体包括：根据所需铺设面积计算所需生态毯的数量，对单块生态毯的中部使用若干固定柳钉进行加固，每平方米的生态毯中央安装一个导气管，每平方米的生态毯左上角的上表面外侧、填料区内部、下表面外侧分别安装1根末端带滤网的PVC导管，并将整个生态毯装入带有连接环的硬质塑料网中，用铁丝封住开口，生态毯即组装完成；将其卷成筒状，通过拖船运输到底泥污染的水域，将生态毯放开平铺于底泥之上，多块生态毯之间通过连接环进行连接；若选择方案A，则将多块生态毯的边缘的连接环再连接到阶梯式生态护岸的第一级空心框体的连接环上；若选择方案B，组装完成后直接在整块生态毯的四周打入T形固定桩，固定于河道边坡常水位线边缘，生态毯铺设完成后将所有的PVC导管引出至河岸的水质监测箱中，使用气泵抽取生态毯覆盖之下的水体、填料周围的水体和生态毯之上的水体，对其进行检测，达到实时监测处理效果。

5.根据权利要求4所述的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是所述T型固定桩为直径5 cm-8 cm，高度0.5 m-0.8 m的圆木材料，单块生态毯铺设后T型固定桩锲入生态毯四角，将生态毯固定于底泥之上，防止被水流冲走。

6.根据权利要求4所述的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是所述导气管为直径9 cm-12 cm，高6 cm-8 cm的中空PVC管，导气管设于每平方米的生态毯的中心，并穿过整个生态毯，以便于导出底泥中物质代谢所产生的气体，避免气体对生态毯造成顶托。

7.根据权利要求4所述的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是所述带滤网的PVC导管直径0.6 cm-1.5 cm，每根PVC导管末端的滤网孔径为30-80目，3根PVC导管的末端分别设于生态毯上表面、生态毯填料区内部和生态毯下表面，将3根PVC导管引出用于采集生态毯不同位置的水体，生态毯安装完成后将所有的PVC导管收集连接到河岸的水质监测箱中整。

8.根据权利要求1所述的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是所述步骤（3）具体包括：若选择方案A，先将带有连接环的第一级空心框体安置于河道基底，再第二级空心框体堆砌在第一级框体上，第二级空心框体堆砌在第一级框体上，依次类推，第n级空心框体堆砌在第n-1级框体上，根据修复河道尺寸调整框体级数，各级框体应布置成交错排布，框体内填充植物生长基质和沸石；根据河道水位变幅，在最低水位以下框体种植沉水植物，包括苦草、伊乐藻、狐尾藻中的一种或几种；在水位变幅内框体种植挺水植物，包括蒲草、芦苇；在最高水位以上框体种植常绿灌木，包括龟甲冬青，大叶黄杨，大花美人蕉；若选择方案B，不需设置阶梯式生态护岸，直接在河道边坡上沿生态毯的边缘进行边坡植被的种植，边坡植被区内部种植龟甲冬青或大叶黄杨。

9.根据权利要求1所述的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是所述步骤（4）具体包括：将二级生态截留沟沿河道边坡布置，与河道最高水位线的水平距离为2m-4 m，然后将一级生态截留沟沿河岸布置，距二级生态截留沟水平距离1 m-2 m；所述二级生态截留沟高0.3 m-0.6 m，宽0.5 m-0.8 m，二级生态截留沟中分三层，由下而上依次填充陶粒、活性炭、多孔材料，多孔材料粒径为5-10 mm，用于截留净化河道来水中的污染物质；所述一级生态截留沟高0.3 m-0.6 m，宽0.5 m-0.8 m，一级生态截留沟由下而上依次填充陶粒、活性炭、多孔材料，多孔材料粒径为20-30 mm，用于快速拦截汇入河道来水中的杂质和污染物。

10.根据权利要求1所述的一种原位修复重污染河道的生态毯铺设方法，其特征是所述步骤（5）具体包括：在二级生态截留沟和一级生态截留沟之间种植河岸植被区，河岸植被区内部种植龟甲冬青或大叶黄杨。