CN111943432B - 一种湖泊或水库饮用水水源污染防控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种湖泊或水库饮用水水源污染防控系统及方法，该系统包括依次相连通的流水生态处理子系统、拦截子系统、生态湿地子系统、生态过滤子系统、生态净化子系统以及蓄水子系统；流水生态处理子系统连通农田，蓄水子系统通过排水装置连通湖泊。该系统及方法通过流水生态处理子系统、拦截子系统、生态湿地子系统、生态过滤子系统、生态净化子系统以及蓄水子系统利用水体微生物净化技术、水生动物净化技术、水生植物净化技术处理农田尾水或地表径流，达到拦截、沉淀、生物降解农田尾水/农田径流水中的有机污染物、农药残留、氮、磷的目的，以形成对湖泊或水库饮用水水源的保护，处理后的水能够达到地表水环境质量标准中Ⅲ类水的标准。

Description

一种湖泊或水库饮用水水源污染防控系统及方法

技术领域

本发明涉及饮用水水源技术领域，尤其涉及一种湖泊或水库饮用水水源污染防控系统及方法。

背景技术

饮用水的安全对人的生命和健康至关重要，是人民群众最关心、最直接、最现实的问题。当前，农村面源污染日益严重，生活污水、工业废水大量排放，这都直接威胁村镇饮用水水源的安全。

目前，除了地下水，村镇饮用水的水源主要包括江河水、湖泊水、水库水、塘堰水、水窖水等，其具有含矿物质少、硬度低、受污染威胁大的特点，同时，有机物污染、无机物污染、浑浊度和微生物的含量高，不易进行卫生防护。另外，湖泊、水库和塘坝中水资源的污染来自于农田尾水、农田地表径流水、林区地表径流水、大气降水、湖面养殖业排水以及村镇生活污水等。

对于村镇饮用水的安全防护，通常以划分水源防护区、设置水源保护区标志等环境保护措施为主，具有被动性，无法主动防护湖泊、水库等水资源的安全。

发明内容

本发明提供一种湖泊或水库饮用水水源污染防控系统及方法，以解决无法主动防护湖泊、水库等水资源的安全的问题。

本发明提供一种湖泊或水库饮用水水源污染防控系统，包括依次相连通的流水生态处理子系统、拦截子系统、生态湿地子系统、生态过滤子系统、生态净化子系统以及蓄水子系统；所述流水生态处理子系统连通农田，所述蓄水子系统通过排水装置连通湖泊。

优选地，所述流水生态处理子系统包括流水生态池以及设置在所述流水生态池池底的生物膜构造层；所述流水生态池内部设有碳纤维人工水草，所述流水生态池顶部两岸种植流水生态植物。

优选地，所述拦截子系统包括拦截池以及均设置在所述拦截池上的拦截池进水管和拦截池出水管；

由所述拦截池进水管向所述拦截池出水管方向，所述拦截池内部设有均不与池底相接触的拦截配水槽、拦截挡渣板、拦截整流板和拦截集水槽；

所述拦截池进水管分别与所述拦截配水槽、所述流水生态处理子系统中的流水出水管相连通；

所述拦截池出水管分别与所述拦截集水槽、所述生态湿地子系统相连通；

所述拦截挡渣板下方的所述拦截池池底为锥斗结构，且设有拦截排泥管。

优选地，所述生态湿地子系统包括依次相连通的配水渠道、潜流型浅层生态河床、集配水渠道、表面流型浅层生态河床，其中，

所述潜流型浅层生态河床内部由下往上依次设有潜流型河床承托层、潜流型河床填料层以及潜流型河床土壤层，所述潜流型河床土壤层上种植湿地植物；

所述表面流型浅层生态河床内部由下往上依次设有表面流型河床承托层、表面流型河床填料层以及表面流型土壤层，所述表面流型土壤层上种植挺水植物；所述表面流型河床填料层上还设有表面流型河床出水管，所述表面流型河床出水管连通所述生态过滤子系统；

所述配水渠道的两端设有配水渠道进水管和配水渠道出水管，所述配水渠道进水管连通所述拦截子系统，所述配水渠道出水管连通所述潜流型河床填料层；

所述集配水渠道的两端设有集配水渠道进水管和集配水渠道出水管，所述集配水渠道进水管连通所述潜流型河床承托层，所述集配水渠道出水管连通所述表面流型土壤层。

优选地，所述生态湿地子系统的底部坡度为0.01，且由所述配水渠道向所述表面流型浅层生态河床方向向下倾斜。

优选地，所述生态过滤子系统包括依次相连通的生态过滤坝、进水井、生态砾石床和出水井，其中，

所述生态过滤坝内部填充过滤填料，所述生态过滤坝的上部设有过滤坝集水管，所述过滤坝集水管的两端分别连通所述生态湿地子系统和所述进水井；所述过滤坝集水管的管身上设有集水管开孔；

所述生态砾石床内部由下往上依次设有滤板滤头组合件、砾石床垫层、砾石层以及砾石床土壤层，所述砾石床土壤层上种植绿色草皮；

所述生态砾石床的侧壁上分别设有砾石床进水孔和砾石床出水孔；所述砾石床进水孔位于所述滤板滤头组合件的下方，且与所述进水井相连通；所述砾石床出水孔位于所述砾石床土壤层处，且与所述出水井相连通；

所述出水井的侧壁上还设有出水井排水管，所述出水井排水管连通所述生态净化子系统。

优选地，所述生态净化子系统包括净化塘以及均设置在所述净化塘塘壁上的净化塘进水管和净化塘出水管，所述净化塘出水管内设有水位控制阀；

所述净化塘进水管连通所述生态过滤子系统，所述净化塘出水管连通所述蓄水子系统；

所述净化塘底部设有塘底生物膜构造层，所述塘底生物膜构造层种植沉水植物；

所述净化塘内部设有多个净化塘导流墙，多个所述净化塘导流墙之间设有人工浮岛；

所述净化塘的内部坡边种植坡边挺水植物，所述净化塘的塘堤平面种植陆生植物。

优选地，所述蓄水子系统包括蓄水库以及设置在所述蓄水库两侧的蓄水库进水管和蓄水库出水管，所述蓄水库进水管连通所述生态净化子系统，所述蓄水库出水管连通所述排水装置；所述蓄水库出水管内部设有蓄水库出水管阀；

所述蓄水库内部底部设有库底吸滤层，所述库底吸滤层上种植库底沉水植物；所述蓄水库的堤面上种植库堤平面植物。

优选地，所述排水装置包括排水地沟、设置在所述排水地沟上的三角堰以及排水管，所述三角堰靠近所述排水管，所述排水管连通所述排水地沟和所述湖泊。

本发明提供一种湖泊或水库饮用水水源污染防控方法，包括：

农田尾水或地表径流经流水生态处理子系统水解后排入拦截子系统；

经所述拦截子系统拦截、沉淀后的所述农田尾水或所述地表径流排入生态湿地子系统；

经所述生态湿地子系统去除有机污染物后的所述农田尾水或所述地表径流排入生态过滤子系统；

经所述生态过滤子系统去除残留农药后的所述农田尾水或所述地表径流排入生态净化子系统；

经所述生态净化子系统深度净化后的所述农田尾水或所述地表径流排入蓄水子系统；

所述蓄水子系统中的所述农田尾水或所述地表径流达标后由排水装置排入湖泊。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供一种湖泊或水库饮用水水源污染防控系统及方法，该系统包括依次相连通的流水生态处理子系统、拦截子系统、生态湿地子系统、生态过滤子系统、生态净化子系统以及蓄水子系统；所述流水生态处理子系统连通农田，所述蓄水子系统通过排水装置连通湖泊。本申请提供的湖泊或水库饮用水水源污染防控系统及方法中，通过流水生态处理子系统、拦截子系统、生态湿地子系统、生态过滤子系统、生态净化子系统以及蓄水子系统利用水体微生物净化技术、水生动物净化技术、水生植物净化技术处理农田尾水或地表径流，达到拦截、沉淀、生物降解农田尾水/农田径流水中的有机污染物、农药残留、氮、磷的目的，以形成对湖泊或水库饮用水水源的保护，处理后的水能够达到地表水环境质量标准中的（GB3838-2002）Ⅲ类水的标准。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的湖泊或水库饮用水水源污染防控系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的流水生态处理子系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的拦截子系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的生态湿地子系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的生态过滤子系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的生态净化子系统的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的蓄水子系统的结构示意图；

符号表示：

1-流水生态处理子系统，2-拦截子系统，3-生态湿地子系统，4-生态过滤子系统，5-生态净化子系统，6-蓄水子系统，7-排水装置，8-农田，9-湖泊；

101-流水生态池，102-生物膜构造层，103-碳纤维人工水草，104-流水生态植物，105-流水出水管；

201-拦截池，202-拦截池进水管，203-拦截池出水管，204-拦截配水槽，205-拦截挡渣板，206-拦截整流板，207-拦截集水槽，208-拦截排泥管；

301-配水渠道，302-潜流型浅层生态河床，303-集配水渠道，304-表面流型浅层生态河床，305-表面流型河床出水管，306-配水渠道进水管，307-配水渠道出水管，308-集配水渠道进水管，309-集配水渠道出水管；

3021-潜流型河床承托层，3022-潜流型河床填料层，3023-潜流型河床土壤层，3024-湿地植物；

3041-表面流型河床承托层，3042-表面流型河床填料层，3043-表面流型土壤层，3044-挺水植物；

401-生态过滤坝，402-进水井，403-生态砾石床，404-出水井，405-出水井排水管；

4011-过滤填料，4012-过滤坝集水管；

4031-滤板滤头组合件，4032-砾石床垫层，4033-砾石层，4034-砾石床土壤层，4035-绿色草皮，4036-砾石床进水孔，4037-砾石床出水孔；

501-净化塘，502-净化塘进水管，503-净化塘出水管，504-水位控制阀，505-塘底生物膜构造层，506-沉水植物，507-净化塘导流墙，508-人工浮岛，509-坡边挺水植物，510-陆生植物；

601-蓄水库，602-蓄水库进水管，603-蓄水库出水管，604-蓄水库出水管阀，605-库底吸滤层，606-库底沉水植物，607-库堤平面植物；

701-排水地沟，702-三角堰，703-排水管。

具体实施方式

请参考附图1，附图1示出了本申请实施例提供的湖泊或水库饮用水水源污染防控系统的整体结构示意图。由附图1可见，本申请实施例提供的湖泊或水库饮用水水源污染防控系统包括依次相连通的流水生态处理子系统1、拦截子系统2、生态湿地子系统3、生态过滤子系统4、生态净化子系统5以及蓄水子系统6。其中，流水生态处理子系统1连通农田8，蓄水子系统6通过排水装置7连通湖泊9。在本申请实施例中，农田尾水或地表径流依次通过流水生态处理子系统1、拦截子系统2、生态湿地子系统3、生态过滤子系统4、生态净化子系统5以及蓄水子系统6的收集、拦截、降沉、过滤、生物降解等物理、化学以及生物过程轴，在一定的水力停留时间后排入湖泊或水库，以满足村镇饮用水水源标准水质的要求。下述结合附图对本申请实施例中的流水生态处理子系统1等子系统进行详细描述。

请参考附图2，附图2示出了本申请实施例提供的流水生态处理子系统1的结构示意图。由附图2可见，本申请实施例提供的流水生态处理子系统1包括流水生态池101以及设置在流水生态池101池底的生物膜构造层102。流水生态池101内部设有碳纤维人工水草103，且流水生态池101顶部两岸种植流水生态植物104。本申请实施例中的生物膜构造层102、碳纤维人工水草103和流水生态植物104能够形成生物链，该生物链能够吸附、水解农田尾水或地表径流中的污染物，促进微生物的生长；还能够对油类、有机污染物、氮、磷、细菌、残留农药、盐类、重金属离子起到净化作用。另外，流水生态处理子系统1还能够起到调节水量和均和水质的作用。流水生态池101的出水口处设有流水出水管105，该流水出水管105连通拦截子系统2，由此，流水生态处理子系统1处理后的农田尾水或地表径流排入拦截子系统2进行进一步处理。

本申请实施例中的流水生态池101可以利用原有的溪沟改建或兴建，只要能够收集农田尾水或地表径流即可。较为优选地，生物膜构造层102为粒径0.8-1.5mm的石英砂铺设而成，其铺设厚度为300mm。碳纤维人工水草103的种植密度为8-10株/m²；流水生态植物104为小叶黄杨，其种植密度为60株/m²。

请参考附图3，附图3示出了本申请实施例提供的拦截子系统2的结构示意图。由附图3可见，本申请实施例提供的拦截子系统2包括拦截池201以及均设置在拦截池201上的拦截池进水管202和拦截池出水管203，其中，拦截池进水管202与流水生态处理子系统1中的流水出水管105相连通，拦截池出水管203与生态湿地子系统3相连通。

由拦截池进水管202向拦截池出水管203方向，拦截池201内部设有拦截配水槽204、拦截挡渣板205、拦截整流板206和拦截集水槽207，且拦截配水槽204、拦截挡渣板205、拦截整流板206和拦截集水槽207均不与拦截池201的池底相接触。流水生态处理子系统1处理后的农田尾水或地表径流通过拦截池进水管202先进入到拦截配水槽204内，经过拦截配水槽204的初次拦截后，进入到拦截挡渣板205处，以便于通过拦截挡渣板205拦截农田尾水或地表径流中体积较大的漂浮物和泥沙中颗粒较大的悬浮物。拦截挡渣板205下方的拦截池201池底为锥斗结构，且设有拦截排泥管208，因此，拦截配水槽204、拦截挡渣板205拦截的漂浮物和泥沙等沉落到锥斗结构的拦截池201池底，进而由拦截排泥管208排出。较为优选地，拦截挡渣板205下方的拦截池201池底与水平面的夹角为53°。经过拦截配水槽204、拦截挡渣板205拦截的农田尾水或地表径流流向拦截整流板206和拦截集水槽207，由拦截整流板206对水流进行平整，进而进入拦截集水槽207。拦截集水槽207中的农田尾水或地表径流通过拦截池出水管203排入生态湿地子系统3中。

较为优选地，拦截配水槽204后端池壁与拦截挡渣板205之间的距离为600mm，拦截整流板206和拦截集水槽207之间的距离为800mm，拦截集水槽207的深度为400mm。

请参考附图4，附图4示出了本申请实施例提供的生态湿地子系统3的结构示意图。由附图4可见，本申请实施例提供的生态湿地子系统3包括依次相连通的配水渠道301、潜流型浅层生态河床302、集配水渠道303、表面流型浅层生态河床304，用于降低和去除农田尾水或地表径流中的氮、磷、有机污染物，同时还用于拦截吸附农药残留。

具体的，配水渠道301的两端设有配水渠道进水管306和配水渠道出水管307，且配水渠道进水管306和配水渠道出水管307处于同等水位。配水渠道进水管306连通拦截子系统2中的拦截池出水管203，以使拦截子系统2处理后的农田尾水或地表径流排入配水渠道301中。配水渠道出水管307连通潜流型浅层生态河床302中的潜流型河床填料层3022，由此，农田尾水或地表径流通过配水渠道301均匀配水后，通过配水渠道出水管307进入潜流型浅层生态河床302。

潜流型浅层生态河床302内部由下往上依次设有潜流型河床承托层3021、潜流型河床填料层3022以及潜流型河床土壤层3023，且潜流型河床土壤层3023上种植湿地植物3024。由于集配水渠道进水管308的位置低于集配水渠道出水管309的位置，且生态湿地子系统3整体倾斜设置，因而潜流型浅层生态河床302中的水流整体呈斜下向流流向，不存在自由水面，这保证了水和潜流型河床填料层3022的充分接触，且在充分接触过程中充分降解污染物。由于潜流型浅层生态河床302没有自由水面，因而潜流型河床土壤层3023上种植湿地植物3024，即种植水芹菜。均匀配水后的农田尾水或地表径流经过潜流型河床承托层3021、潜流型河床填料层3022以及潜流型河床土壤层3023再次均匀布水处理，进而将处理后的农田尾水或地表径流排入集配水渠道303中。

较为优选地，潜流型河床承托层3021采用粒径为8-16mm的石英砂铺设而成，其铺设厚度为100mm。潜流型河床填料层3022采用粒径为32-64mm的煤渣铺设而成，其铺设厚度为600mm。潜流型河床土壤层3023选用当地土壤，其铺设厚度为250mm。湿地植物3024选用水芹菜。

集配水渠道303的两端设有集配水渠道进水管308和集配水渠道出水管309，且集配水渠道进水管308连通潜流型河床承托层3021，集配水渠道出水管309连通表面流型土壤层311，由此，潜流型浅层生态河床302净化后的农田尾水或地表径流通过潜流型浅层生态河床302底部的集配水渠道进水管308进入到集配水渠道303中。集配水渠道303能够接种收集潜流型浅层生态河床302中的水流，经过均匀后通过集配水渠道303上部的集配水渠道出水管309向表面流型浅层生态河床304均匀分配水流，避免短流和堵塞现象。

表面流型浅层生态河床304内部由下往上依次设有表面流型河床承托层3041、表面流型河床填料层3042以及表面流型土壤层3043，且表面流型土壤层3043上种植挺水植物3044。集配水渠道303处理后的农田尾水或地表径进入表面流型浅层生态河床304后，在表面流型河床承托层3041、表面流型河床填料层3042以及表面流型土壤层3043上流动。由于表面流型浅层生态河床304的水位在200-500mm左右，水位较浅，因而整个表面流型浅层生态河床304的表面形成一层水流，存在自由水面，且水流呈推流式前进。表面流型河床填料层3042上还设有表面流型河床出水管305，该表面流型河床出水管305连通生态过滤子系统4。集配水渠道303处理后的农田尾水或地表径以一定速度缓慢流过表面流型浅层生态河床304后，由表面流型河床出水管305排入到生态过滤子系统4中。

较为优选地，表面流型河床承托层3041采用粒径为8-16mm的石英砂铺设而成，其铺设厚度为200mm。表面流型河床填料层3042采用粒径为32-64mm的碎砖渣铺设而成，其铺设厚度为700mm。表面流型土壤层3043选用当地土壤，其铺设厚度为350mm。挺水植物3044选用蕹菜。

另外，本申请实施例中的生态湿地子系统3的底部坡度为0.01，即由配水渠道301向表面流型浅层生态河床304方向向下倾斜设置。潜流型浅层生态河床302中的水流整体呈斜下向流流向，不存在自由水面，这保证了水和潜流型河床填料层3022的充分接触，且在充分接触过程中充分降解污染物。由于生态湿地子系统3的底部坡度不大，且表面流型浅层生态河床304的水位较浅，因而整个表面流型浅层生态河床304的表面形成一层水流，存在自由水面，且水流呈推流式前进。集配水渠道303处理后的农田尾水或地表径以一定速度缓慢流过表面流型浅层生态河床304后，由表面流型河床出水管305排入到生态过滤子系统4中。

本申请实施例中的生态湿地子系统3构建了浅层生态河床湿地，使得径流中的氮、磷浓度逐渐降低，潜流型浅层生态河床302在NH₄ ⁺-N和TP去除率占主要作用；表面流型浅层生态河床304为各种水生生物提供良好的生长和栖息环境。

请参考附图5，附图5示出了本申请实施例提供的生态过滤子系统4的结构示意图。由附图5可见，本申请实施例提供的生态过滤子系统4包括依次相连通的生态过滤坝401、进水井402、生态砾石床403和出水井404，其用于吸附、截流残留农药，还用于去除总氮（TN）、总磷（TP）。

具体的，生态过滤坝401的坝壁由装有卵砾石的麻袋整齐码放形成，其中，生态过滤坝401的坝壁的厚度为380mm，卵砾石的粒径为32-63mm。生态过滤坝401内部填充过滤填料4011，该过滤填料4011由质量比为1:1:1的石灰石、矿渣和石英砂组成，混合后形成的过滤填料4011的平均粒径为8-16mm。生态过滤坝401的上部设有过滤坝集水管4012，该过滤坝集水管4012的两端分别连通生态湿地子系统3和进水井402，且过滤坝集水管4012的管身上设有孔径为5mm、孔间距为10mm的集水管开孔。

生态过滤坝401过滤后的处理水通过过滤坝集水管4012进入进水井402，进而由进水井402排入到生态砾石床403中。生态砾石床403的侧壁上分别设有砾石床进水孔4036和砾石床出水孔4037，砾石床进水孔4036位于生态砾石床403的底部位置，砾石床出水孔4037位于生态砾石床403的顶部位置，因而生态过滤坝401过滤后的处理水在生态砾石床403中由下往上积蓄。砾石床进水孔4036位于滤板滤头组合件4031的下方，且与进水井402相连通；砾石床出水孔4037位于砾石床土壤层4034处，且与出水井404相连通。

生态砾石床403内部由下往上依次设有滤板滤头组合件4031、砾石床垫层4032、砾石层4033以及砾石床土壤层4034，且砾石床土壤层4034上种植绿色草皮4035。生态砾石床403的底部与滤板滤头组合件4031之间留有空间，该空间形成配水室。本申请实施例中的滤板滤头组合件4031中国的滤板为厚度8-12mm的钢板。钢板上钻有孔径20-25mm、孔径为100mm的圆孔，该圆孔用于安装ABS短柄滤头。滤板滤头组合件4031上面铺设砾石床垫层4032，该砾石床垫层4032采用粒径为2-4mm的石英砂铺设而成，铺设厚度为150mm。砾石床垫层4032上面铺设砾石层4033，该砾石层4033采用粒径为32-64mm的天然砾石铺设而成，铺设厚度为1300mm。砾石层4033上面铺设砾石床土壤层4034，该砾石床土壤层4034选用当地壤土，其上种植绿色草皮4035。

水流依次经过滤板滤头组合件4031、砾石床垫层4032、砾石层4033以及砾石床土壤层4034的过程中，水流经过了接触沉淀、吸附过滤、氧化分解作用，即砾石层4033中的微单元沉淀区的沉淀作用以及物化吸附作用将水中的固体微粒、胶体污染物及溶解性的污染物迅速有效分离，进而再由生态砾石床403中的厌氧、兼氧微生物以及微小动物等组成的生态体系将有机物氧化分解成为简单的含C、N、P等的无机物，最后通过砾石床土壤层4034的生物膜、土壤上种植的植物体系吸收、利用。

另外，出水井404的侧壁上还设有出水井排水管405，该出水井排水管405连通生态净化子系统5，以便于生态净化子系统5对生态过滤子系统4处理后的农田尾水或地表径流进行处理。

本申请实施例中的生态过滤坝401对生态砾石床403具有保护和预处理水源的作用，而生态砾石床403能够有效去除有机物污染物COD、悬浮物SS、总氮TN、总磷TP，还能够吸附截留农药残留。

请参考附图6，附图6示出了本申请实施例提供的生态净化子系统5的结构示意图。本申请实施例提供的生态净化子系统5通过水体微生物净化技术、水生动物净化技术、水生植物净化技术联合对水中的有机污染物、农药残留、氮、磷进行深度处理。

具体的，由附图6可见，本申请实施例提供的生态净化子系统5包括净化塘501以及均设置在净化塘501塘壁上的净化塘进水管502和净化塘出水管503。净化塘进水管502连通生态过滤子系统4中的出水井排水管405，以便于生态过滤子系统4处理后的农田尾水或地表径进入净化塘501中。净化塘出水管503连通蓄水子系统6，生态净化子系统5处理后的处理水通过净化塘出水管503排入蓄水子系统6中。净化塘出水管503内设有水位控制阀504，通过水位控制阀504可以控制处理水从生态净化子系统5进入蓄水子系统6的水量。

本申请实施例提供的净化塘501为兼性净化塘，水表层为好氧层、水中层为兼氧层、水底层为厌氧层。基于此，净化塘501底部设有塘底生物膜构造层505，且塘底生物膜构造层505上种植沉水植物506。塘底生物膜构造层505能够吸附、过滤污水中的有机物，使其被水中的微生物分解进一步被水生植物吸收。较为优选地，本申请实施例中的塘底生物膜构造层505选用粒径为0.95-1.35mm的石英砂铺设而成，其铺设厚度为200mm。

净化塘501内部设有多个净化塘导流墙507，多个净化塘导流墙507之间设有人工浮岛508，且人工浮岛508上种植香根草。净化塘导流墙507的设立能够使净化塘501内的水体混合均匀，以起到良好的水力搅拌和推动作用，提高水体的活性。人工浮岛508在水面交错式排布，且单个人工浮岛508的面积为8m²。净化塘501的坡率为1:0.6，净化塘501的内部坡边种植坡边挺水植物509，且净化塘501的塘堤平面种植陆生植物510。较为优选地，沉水植物506选用绿狐尾藻，坡边挺水植物509选用香蒲，陆生植物510选用夹竹桃树。人工浮岛508和坡边挺水植物509能够利用水生植物的根部及茎部使水中的有机物、氮、磷发生沉淀、吸附，最终被水生植物吸收，同时，也利用水生植物的根茎周围所产生的生物膜以及底泥界面处所产生的有机物沉淀、过滤、吸附、分解；氮、磷的吸附、硝化、脱氮。坡边挺水植物509和陆生植物510额的种植还能够拦截径流水中的农药残留、氮、磷，对塘内水质进行保护。另外，净化塘501的内部投放一定数量的河蚌、螺蛳及鱼类，使之形成“菌→藻→浮游生物→鱼类”的食物链，进而利用食物链关系有效回收和利用资源，净化水质。

请参考附图7，附图7示出了本申请实施例提供的蓄水子系统6的结构示意图。由附图7可见，本申请实施例提供的蓄水子系统6包括蓄水库601以及设置在蓄水库601两侧的蓄水库进水管602和蓄水库出水管603。其中，蓄水库601连通生态净化子系统5，蓄水库出水管603连通排水装置7，由此实现蓄水子系统6与生态净化子系统5、排水装置7的连通。进一步，蓄水库出水管603内部设有蓄水库出水管阀604，该蓄水库出水管阀604的设置便于蓄水子系统6处理后农田尾水或地表径流的排放。本申请实施例中的蓄水子系统6用于储存、稳定和转输处理达标后的水。

蓄水库601内部底部设有库底吸滤层605，该库底吸滤层605上种植库底沉水植物606；且蓄水库601的堤面上种植库堤平面植物607。库底吸滤层605和种植的库底沉水植物606能够稳定和保护处理达标后的水；库堤平面植物607能够对陆域污染物进行有效拦截。较为优选地，本申请实施例中的库底吸滤层605选用粒径为12-14mm的多孔凹凸陶粒改性滤料铺设而成，其铺设厚度为280mm。较为优选地，库底沉水植物606选用金鱼藻，库堤平面植物607选用刺槐。

由附图1可见，本申请实施例提供的排水装置7包括排水地沟701、设置在排水地沟701上的三角堰702以及排水管703，其中，三角堰702靠近排水管703处，以便于通过三角堰702监控排水量。排水管703分别连通排水地沟701和湖泊9，因此，达到地表水环境质量标准中的（GB3838-2002）Ⅲ类水的标准后的处理水由排水管703排入湖泊9或水库等饮用水水源地中。

基于本申请实施例提供的湖泊或水库饮用水水源污染防控系统，本申请实施例还提供一种湖泊或水库饮用水水源污染防控方法，该方法包括：

S01：农田尾水或地表径流经流水生态处理子系统水解后排入拦截子系统。

在采用本申请实施例提供的湖泊或水库饮用水水源污染防控系统对农田尾水或地表径流进行处理的过程中，应优化农艺管理措施，以达到从源头上控制化肥农药用量，减少土壤扰动，减少农田尾水排放。如化肥减量措施为：做到测土配方施肥、有机肥替代化肥；农药减量措施为：化学农药替代性防治，低毒、高效、环境友好型生物农药的推广应用，精确高效施用农药。

农田8产生的农田尾水或地表径流排放至流水生态池101中，通过流水生态池101中的生物膜构造层102、碳纤维人工水草103和流水生态植物104组成的生物链吸附、水解农田尾水或地表径流中的污染物，促进微生物的生长；还能够对油类、有机污染物、氮、磷、细菌、残留农药、盐类、重金属离子起到净化作用。流水生态处理子系统1处理后的农田尾水或地表径流排入到排入拦截子系统2进行进一步处理。

S02：经所述拦截子系统拦截、沉淀后的所述农田尾水或所述地表径流排入生态湿地子系统。

流水生态处理子系统1处理后的农田尾水或地表径流通过流水出水管105、拦截池进水管202进入拦截池201。经过拦截配水槽204的初次拦截后，进入到拦截挡渣板205处，以便于通过拦截挡渣板205拦截农田尾水或地表径流中体积较大的漂浮物和泥沙中颗粒较大的悬浮物，并沉淀形成沉淀泥沙。沉淀泥沙通过拦截池201底部的拦截排泥管208排出。经过沉淀分离的农田尾水或地表径流通过拦截整流板206整流、拦截集水槽207集水后，通过拦截池出水管203排入生态湿地子系统3中。

S03：经所述生态湿地子系统去除有机污染物后的所述农田尾水或所述地表径流排入生态过滤子系统。

拦截子系统2处理后的农田尾水或地表径流通过拦截池出水管203、配水渠道进水管306进入配水渠道301进行均匀配水，再经配水渠道出水管307进入潜流型浅层生态河床302。由于集配水渠道进水管308的位置低于集配水渠道出水管309的位置，且生态湿地子系统3整体倾斜设置，因而潜流型浅层生态河床302中的水流整体呈斜下向流流向，不存在自由水面，这保证了水和潜流型河床填料层3022的充分接触，且在充分接触过程中充分降解污染物。经过潜流型河床承托层3021、潜流型河床填料层3022以及潜流型河床土壤层3023再次均匀布水处理，进而将处理后的农田尾水或地表径流通过集配水渠道进水管308排入集配水渠道303中。通过集配水渠道303的集配水后，通过集配水渠道303上部的集配水渠道出水管309进入到表面流型浅层生态河床304中进行再处理。集配水渠道303处理后的农田尾水或地表径进入表面流型浅层生态河床304后，在表面流型河床承托层3041、表面流型河床填料层3042以及表面流型土壤层3043上流动。由于表面流型浅层生态河床304的水位在200-500mm左右，水位较浅，因而整个表面流型浅层生态河床304的表面形成一层水流，且水流呈推流式前进。集配水渠道303处理后的农田尾水或地表径以一定速度缓慢流过表面流型浅层生态河床304后，由表面流型河床出水管305排入到生态过滤子系统4中。

S04：经所述生态过滤子系统去除残留农药后的所述农田尾水或所述地表径流排入生态净化子系统。

生态湿地子系统3处理后的农田尾水或地表径流通过表面流型河床出水管305、过滤坝集水管4012排入到生态过滤坝401中，以便于生态过滤坝401过滤生态湿地子系统3处理后的农田尾水或地表径流。过滤后的水流通过过滤坝集水管4012进入到进水井402，进而由进水井402排入到生态砾石床403中。由于砾石床进水孔4036位于生态砾石床403的底部位置，砾石床出水孔4037位于生态砾石床403的顶部位置，因而生态过滤坝401过滤后的处理水由下而上依次经过滤板滤头组合件4031、砾石床垫层4032、砾石层4033以及砾石床土壤层4034。在向上流动的过程中，水流经过了接触沉淀、吸附过滤、氧化分解作用，即砾石层4033中的微单元沉淀区的沉淀作用以及物化吸附作用将水中的固体微粒、胶体污染物及溶解性的污染物迅速有效分离，进而再由生态砾石床403中的厌氧、兼氧微生物以及微小动物等组成的生态体系将有机物氧化分解成为简单的含C、N、P等的无机物，最后通过砾石床土壤层4034的生物膜、土壤上种植的植物体系吸收、利用。经过生态砾石床403处理后的农田尾水或地表径流经过出水井404、出水井排水管405排入生态净化子系统5。

S05：经所述生态净化子系统深度净化后的所述农田尾水或所述地表径流排入蓄水子系统。

生态过滤子系统4处理后的农田尾水或地表径流通过出水井排水管405、净化塘进水管502进入净化塘501。净化塘501中的塘底生物膜构造层505能够吸附、过滤污水中的有机物，使其被水中的微生物分解进一步被水生植物吸收。人工浮岛508和坡边挺水植物509能够利用水生植物的根部及茎部使水中的有机物、氮、磷发生沉淀、吸附，最终被水生植物吸收，同时，也利用水生植物的根茎周围所产生的生物膜以及底泥界面处所产生的有机物沉淀、过滤、吸附、分解；氮、磷的吸附、硝化、脱氮。坡边挺水植物509和陆生植物510额的种植还能够拦截径流水中的农药残留、氮、磷，对塘内水质进行保护。另外，净化塘501的内部投放一定数量的河蚌、螺蛳及鱼类，使之形成“菌→藻→浮游生物→鱼类”的食物链，进而利用食物链关系有效回收和利用资源，净化水质。净化塘501净化处理后的农田尾水或地表径流通过净化塘出水管503排入蓄水子系统6中。

S06：所述蓄水子系统中的所述农田尾水或所述地表径流达标后由排水装置排入湖泊。

净化塘501净化处理后的农田尾水或地表径流通过净化塘出水管503、蓄水库进水管602排入蓄水库601后，蓄水库601中的库底吸滤层605和种植的库底沉水植物606能够稳定和保护处理达标后的水；库堤平面植物607能够对陆域污染物进行有效拦截。稳定后的处理水在蓄水库出水管阀604的控制下通过蓄水库出水管603排入到排水装置7，进而由排水装置7将达到地表水环境质量标准中的（GB3838-2002）Ⅲ类水的标准后的处理水由排水管703排入湖泊9或水库等饮用水水源地中。

本申请实施例提供的湖泊或水库饮用水水源污染防控系统及方法中，通过流水生态处理子系统1、拦截子系统2、生态湿地子系统3、生态过滤子系统4、生态净化子系统5以及蓄水子系统6利用水体微生物净化技术、水生动物净化技术、水生植物净化技术处理农田尾水或地表径流，达到拦截、沉淀、生物降解农田尾水/农田径流水中的有机污染物、农药残留、氮、磷的目的，以形成对湖泊或水库饮用水水源的保护，处理后的水能够达到地表水环境质量标准中的（GB3838-2002）Ⅲ类水的标准。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (3)

1.一种湖泊或水库饮用水水源污染防控系统，其特征在于，包括依次相连通的流水生态处理子系统（1）、拦截子系统（2）、生态湿地子系统（3）、生态过滤子系统（4）、生态净化子系统（5）以及蓄水子系统（6）；所述流水生态处理子系统（1）连通农田（8），所述蓄水子系统（6）通过排水装置（7）连通湖泊（9）；其中，

所述流水生态处理子系统（1）包括流水生态池（101）以及设置在所述流水生态池（101）池底的生物膜构造层（102）；所述流水生态池（101）内部设有碳纤维人工水草（103），所述流水生态池（101）顶部两岸种植流水生态植物（104）；

所述拦截子系统（2）包括拦截池（201）以及均设置在所述拦截池（201）上的拦截池进水管（202）和拦截池出水管（203）；

由所述拦截池进水管（202）向所述拦截池出水管（203）方向，所述拦截池（201）内部设有均不与池底相接触的拦截配水槽（204）、拦截挡渣板（205）、拦截整流板（206）和拦截集水槽（207）；

所述拦截池进水管（202）分别与所述拦截配水槽（204）、所述流水生态处理子系统（1）中的流水出水管（105）相连通；

所述拦截池出水管（203）分别与所述拦截集水槽（207）、所述生态湿地子系统（3）相连通；

所述拦截挡渣板（205）下方的所述拦截池（201）池底为锥斗结构，且设有拦截排泥管（208）；所述生态湿地子系统（3）包括依次相连通的配水渠道（301）、潜流型浅层生态河床（302）、集配水渠道（303）、表面流型浅层生态河床（304），其中，

所述潜流型浅层生态河床（302）内部由下往上依次设有潜流型河床承托层（3021）、潜流型河床填料层（3022）以及潜流型河床土壤层（3023），所述潜流型河床土壤层（3023）上种植湿地植物（3024）；

所述表面流型浅层生态河床（304）内部由下往上依次设有表面流型河床承托层（3041）、表面流型河床填料层（3042）以及表面流型土壤层（3043），所述表面流型土壤层（3043）上种植挺水植物（3044）；所述表面流型河床填料层（3042）上还设有表面流型河床出水管（305），所述表面流型河床出水管（305）连通所述生态过滤子系统（4）；

所述配水渠道（301）的两端设有配水渠道进水管（306）和配水渠道出水管（307），所述配水渠道进水管（306）连通所述拦截子系统（2），所述配水渠道出水管（307）连通所述潜流型河床填料层（3022）；

所述集配水渠道（303）的两端设有集配水渠道进水管（308）和集配水渠道出水管（309），所述集配水渠道进水管（308）连通所述潜流型河床承托层（3021），所述集配水渠道出水管（309）连通所述表面流型土壤层（3043）；

所述生态过滤子系统（4）包括依次相连通的生态过滤坝（401）、进水井（402）、生态砾石床（403）和出水井（404），其中，

所述生态过滤坝（401）内部填充过滤填料（4011），所述生态过滤坝（401）的上部设有过滤坝集水管（4012），所述过滤坝集水管（4012）的两端分别连通所述生态湿地子系统（3）和所述进水井（402）；所述过滤坝集水管（4012）的管身上设有集水管开孔；

所述生态砾石床（403）内部由下往上依次设有滤板滤头组合件（4031）、砾石床垫层（4032）、砾石层（4033）以及砾石床土壤层（4034），所述砾石床土壤层（4034）上种植绿色草皮（4035）；

所述生态砾石床（403）的侧壁上分别设有砾石床进水孔（4036）和砾石床出水孔（4037）；所述砾石床进水孔（4036）位于所述滤板滤头组合件（4031）的下方，且与所述进水井（402）相连通；所述砾石床出水孔（4037）位于所述砾石床土壤层（4034）处，且与所述出水井（404）相连通；

所述出水井（404）的侧壁上还设有出水井排水管（405），所述出水井排水管（405）连通所述生态净化子系统（5）；

所述生态净化子系统（5）包括净化塘（501）以及均设置在所述净化塘（501）塘壁上的净化塘进水管（502）和净化塘出水管（503），所述净化塘出水管（503）内设有水位控制阀（504）；

所述净化塘进水管（502）连通所述生态过滤子系统（4），所述净化塘出水管（503）连通所述蓄水子系统（6）；

所述净化塘（501）底部设有塘底生物膜构造层（505），所述塘底生物膜构造层（505）种植沉水植物（506）；

所述净化塘（501）内部设有多个净化塘导流墙（507），多个所述净化塘导流墙（507）之间设有人工浮岛（508）；

所述净化塘（501）的内部坡边种植坡边挺水植物（509），所述净化塘（501）的塘堤平面种植陆生植物（510）；

所述蓄水子系统（6）包括蓄水库（601）以及设置在所述蓄水库（601）两侧的蓄水库进水管（602）和蓄水库出水管（603），所述蓄水库进水管（602）连通所述生态净化子系统（5），所述蓄水库出水管（603）连通所述排水装置（7）；所述蓄水库出水管（603）内部设有蓄水库出水管阀（604）；

所述蓄水库（601）内部底部设有库底吸滤层（605），所述库底吸滤层（605）上种植库底沉水植物（606）；所述蓄水库（601）的堤面上种植库堤平面植物（607）；

所述排水装置（7）包括排水地沟（701）、设置在所述排水地沟（701）上的三角堰（702）以及排水管（703），所述三角堰（702）靠近所述排水管（703），所述排水管（703）连通所述排水地沟（701）和所述湖泊（9）。

2.根据权利要求1所述的湖泊或水库饮用水水源污染防控系统，其特征在于，所述生态湿地子系统（3）的底部坡度为0.01，且由所述配水渠道（301）向所述表面流型浅层生态河床（304）方向向下倾斜。

3.一种湖泊或水库饮用水水源污染防控方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的湖泊或水库饮用水水源污染防控系统，所述方法包括：

农田尾水或地表径流经流水生态处理子系统水解后排入拦截子系统；

经所述拦截子系统拦截、沉淀后的所述农田尾水或所述地表径流排入生态湿地子系统；

经所述生态湿地子系统去除有机污染物后的所述农田尾水或所述地表径流排入生态过滤子系统；

经所述生态过滤子系统去除残留农药后的所述农田尾水或所述地表径流排入生态净化子系统；

经所述生态净化子系统深度净化后的所述农田尾水或所述地表径流排入蓄水子系统；

所述蓄水子系统中的所述农田尾水或所述地表径流达标后由排水装置排入湖泊。

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