CN114775507A - 黄河河滩生态保护系统及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明的黄河河滩生态保护系统，由沿水流方向依次设置的引水渠、过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区组成，过滤池塘的后端与厌氧池塘相连通，厌氧池塘的后端与好氧池塘相连通，好氧池塘的后端与地表漫流区相连通，地表漫流区的后端与黄河径流相连通。构建方法包括：a).选址；b).各部分尺寸设计和划线；c).边界打桩；d).挖土；e).种植水生植物；f).布设有关装置；g).填充漂浮球；h).生态作用；i).水质净化。本发明的黄河河滩生态保护系统及其构建方法，在黄河河滩建立了湿地形式的河滩生态保护系统，增强了河流的生态修复功能；同时实现了水质净化。

Description

黄河河滩生态保护系统及其构建方法

技术领域

本发明涉及一种生态保护系统及其构建方法，更具体的说，尤其涉及一种黄河河滩生态保护系统及其构建方法。

背景技术

用于农田大量施肥、工业排水和城市排水，均会导致河流的污染，其主要分为点源污染、面源污染和内源污染。点源污染是指企业或城市的定点污水排放，通常经明沟暗渠排入至河流内，其污染物主要为有机物和氨氮；面源污染主要是通过降水和地表径流的冲刷将城市建筑表面、马路表面和农田表面的污染物带入河流内的污染形式；内源污染是指河流净化超过了自身的承载能力进一步导致的河流污染。这就导致河流的污染物主要为无机氮（主要包括氨氮、硝态氮和亚硝态氮）和活性磷酸盐。

同样的黄河也会受到上述污染源的污染，一年中的7~10月为黄河的汛期，其余时间段为枯水期，由于黄河汛期与枯水期的径流量差别较大，且黄河的河道宽浅，这就使得黄河河道内分布着大量的河滩，而且河滩的面积均较大。在一年中的大部分时间段黄河河滩没有河水浸没，通常被杂草覆盖或被农民用来种植作物，如果能将黄河河滩利用起来，建立相应的生态系统，则有利于黄河的生态保护。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种黄河河滩生态保护系统及其构建方法。

本发明的黄河河滩生态保护系统，河滩生态保护系统设置于黄河河滩上；其特征在于：河滩生态保护系统由沿水流方向依次设置的引水渠、过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区组成，过滤池塘位于黄河河滩靠近来水方向的一端，过滤池塘的前端经引水渠与黄河径流相连通，过滤池塘的后端与厌氧池塘相连通，厌氧池塘的后端与好氧池塘相连通，好氧池塘的后端与地表漫流区相连通，地表漫流区的后端与黄河径流相连通；过滤池塘中设置有对进水漂浮物进行拦截的过滤网，好氧池塘中种植有挺水植物和沉水植物，地表漫流区中种植有挺水植物；所述引水渠、过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区的底部地面高度均低于所在地黄河的年平均水位，且均高于所在地黄河径流的底部地面高度。

本发明的黄河河滩生态保护系统，所述地表漫流的底部地面高度最高，厌氧池塘的底部地面高度最低，好氧池塘的底部地面高度低于地表漫流的底部地面高度。

本发明的黄河河滩生态保护系统，所述过滤池塘与厌氧池塘的连接处设置有用于将进水导流至厌氧池塘底部的倾斜导流板，所述厌氧池塘的表面漂浮有一层避免空气中的氧气进入的漂浮球，厌氧池塘的进口和出口处设置有防止漂浮球漂走的拦截网。

本发明的黄河河滩生态保护系统，所述引水渠、过滤池塘、厌氧池塘和好氧池塘的外壁由插入泥土中且紧密间隔排列的木桩构成。

本发明的黄河河滩生态保护系统的构建方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).选址，在黄河河道内选取在非汛期均露出河面的黄河河滩，所选取的黄河河滩作为生态保护系统建设的区域；

b).各部分尺寸设计和划线，根据黄河河滩的形状和面积设计出引水渠、过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区的尺寸和形状，在设计时应保证地表漫流区、好氧池塘、厌氧池塘、过滤池塘的所占面积依次减小，然后在黄河河滩上用白灰标记出各部分的边界线；

c).边界打桩，在标记出的引水渠、过滤池塘、厌氧池塘和好氧池塘的边界线上依次打入木桩，并保证木桩紧密排列；

d).挖土，根据设计的深度要求，首先对过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区进行挖土，直至其深度满足要求；

e).种植水生植物，在好氧池塘中种植上挺水植物和沉水植物，在地表漫流区种植上挺水植物；

f).布设有关装置，在过滤池塘中布设过滤网，在过滤池塘与厌氧池塘的连接处设置倾斜的导流板，并在厌氧池塘的入口和出口上设置拦截网；然后再将引水渠挖开；

g).填充漂浮球，引水渠挖开后，黄河径流引水渠依次流经过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区，最后汇入下游的黄河径流中，待厌氧池塘中的液位平稳后，向厌氧池塘中放入漂浮球，应保证漂浮球将厌氧池塘的液面覆盖一层；

h).生态作用，由于好氧池塘中种植有挺水植物和沉水植物，地表漫流区种种植有挺水植物，使得好氧池塘和地表漫流区的有氧环境有利于好氧菌、浮生藻类、螺类、鱼类的生产，相当于在黄河河滩建立了湿地形式的河滩生态保护系统；

i).水质净化，由引水渠进入的河水流入过滤池塘后，首先将过滤网对河水中的漂浮物进行截留过滤，然后在经导流板的导流作用流入厌氧池塘的底部，厌氧池塘的厌氧环境使得在厌氧微生物的作用下发生厌氧反应，去除进水中的无机氮和COD，实现可对水质的净化处理；进水在厌氧池塘中由下至上上升，并流入好氧池塘，在好氧池塘中的好氧微生物的作用下，进一步消耗水中的无机氮和COD，实现水质的进一步净化；水流流经地表漫流区的过程中，水分与空气充分接触，水中溶解氧处于饱和，由地表漫流区汇入黄河径流后，溶解用进一步参与COD的去除。

本发明的有益效果是：本发明的黄河河滩生态保护系统及其构建方法，河滩生态保护系统建设在黄河河道中基本处于闲置状态的黄河河滩上，基本不占用其他用地，可谓“变废为宝”；河滩生态保护系统由在黄河河滩上沿水流方向依次设置引水渠、过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区构成，并在厌氧池塘中填充漂浮球以保证其处于厌氧状态，在好氧池塘中种植有挺水和沉水植物，在地表漫流区种植有挺水植物，相当于在黄河河滩建立了湿地形式的河滩生态保护系统，增强了河流的生态修复功能；同时，通过设置厌氧池塘和好氧池塘，使得河水在厌氧微生物和好氧微生物的作用下，依次对水中的无机氮和COD进行去除，实现了水质净化。

附图说明

图1为本发明的黄河河滩生态保护系统的布设示意图；

图2为本发明的黄河河滩生态保护系统的俯视图；

图3为本发明的黄河河滩生态保护系统的截面图。

图中：1黄河河道，2河堤，3黄河径流，4黄河河滩，5河滩生态保护系统，6引水渠，7过滤池塘，8厌氧池塘，9好氧池塘，10地表漫流区，11过滤网，12导流板，13挺水植物，14沉水植物，15木桩，16漂浮球，17河床底，18拦截网。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的黄河河滩生态保护系统的布设示意图，由于黄河河流的汛期与非汛期的径流量相差很大，为了保证汛期的泄洪能力，黄河河道1的宽度很大，又由于黄河所携带泥沙的沉降，就形成了宽且浅的黄河河道1，常年的日积月累，就在宽浅的黄河河道1中形成了诸多面积较大的黄河河滩4。在一年当中的非汛期，黄河河滩4都处于水面之上，有的黄河河滩4被农民用来种植农作物，农作物的种植对黄河汛期的泄洪产生不利影响。

所示的河滩生态保护系统5就建设在闲置的黄河河滩4上，所建设的河滩生态保护系统5为湿地生态系统，相当于在黄河河道1中建设了一系列的湿地系统，有利于维持黄河河道1的生态平衡和黄河的自身生态系统的平衡。

如图2和图3所示，分别给出了发明的黄河河滩生态保护系统的俯视图和截面图，所示的河滩生态保护系统5建设在黄河河滩4上，其由沿水流方向依次分布的引水渠6、过滤池塘7、厌氧池塘8、好氧池塘9和地表漫流区10组成，所示引水渠6的前端与黄河径流3相通，用于将黄河径流3中的水流引入。引水渠6的后端与过滤池塘7相连通，以便将水流引入到过滤池塘7中。过滤池塘7中设置有横向的过滤网11，过滤网11用于对水流中的漂浮物进行截留，待漂浮物堆积到一定量后可进行集中清理。

过滤池塘7的后端与厌氧池塘8相连通，以便水流进入到厌氧池塘8中，厌氧池塘8的后端与好氧池塘9相连通，以便经厌氧池塘8处理的水流进入到好氧池塘9中。厌氧池塘8的深度比好氧池塘9和过滤池塘7的深度都要深，以便厌氧池塘8形成厌氧环境。所示的厌氧池塘8的水面上漂浮有一层漂浮球16，漂浮球16可采用性质稳定、不会对水体造成污染的聚乙烯材料制成。为了避免漂浮球16漂走，厌氧池塘8的进水口和出水口处均设置有拦截网18，以避免漂浮球16任意漂流。

所示过滤池塘7与厌氧池塘8的连接处设置有倾斜的导流板12，倾斜的导流板12使过滤池塘7的水首先进入到厌氧池塘8的底部，再在厌氧池塘8中缓慢上升。随着长时间的流水，厌氧池塘8的底部难免会沉积一定厚度的污泥，这也为厌氧微生物的生存提供了必要生存环境，这也保证了厌氧池塘8利用厌氧微生物对水中的有机物（COD）和无机氮进行处理。

所示的好氧池塘9中种植有挺水植物13和沉水植物14，地表漫流区10中种植有挺水植物13，好氧池塘9底部的污泥为好氧微生物的生长提供了必要环境，有利于利用好氧微生物对水中的有机物（COD）和无机氮进行净化处理，挺水植物13和沉水植物14的生产会消耗水中的无机氮和磷元素，进一步对水质进行净化。同时，好氧池塘9和地表漫流区10不仅利用水生植物的生长，还利于水生动物的生长，可谓是在黄河河道中形成了生态湿地。

为了保证黄河径流3中的部分水流在所建立的河滩生态保护系统5中流过，引水渠6、过滤池塘7、厌氧池塘8、好氧池塘9和地表漫流区10的底部地面高度均低于所在地黄河的年平均水位，且均高于所在地黄河径流的底部地面高度。所示的引水渠6、过滤池塘7、厌氧池塘8和好氧池塘9的外壁由插入泥土中且紧密间隔排列的木桩15构成，这样不会对黄河河道1造成破坏和污染。

本发明的黄河河滩生态保护系统的构建方法，通过以下步骤来实现：

a).选址，在黄河河道内选取在非汛期均露出河面的黄河河滩，所选取的黄河河滩作为生态保护系统建设的区域；

b).各部分尺寸设计和划线，根据黄河河滩的形状和面积设计出引水渠、过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区的尺寸和形状，在设计时应保证地表漫流区、好氧池塘、厌氧池塘、过滤池塘的所占面积依次减小，然后在黄河河滩上用白灰标记出各部分的边界线；

c).边界打桩，在标记出的引水渠、过滤池塘、厌氧池塘和好氧池塘的边界线上依次打入木桩，并保证木桩紧密排列；

d).挖土，根据设计的深度要求，首先对过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区进行挖土，直至其深度满足要求；

e).种植水生植物，在好氧池塘中种植上挺水植物和沉水植物，在地表漫流区种植上挺水植物；

f).布设有关装置，在过滤池塘中布设过滤网，在过滤池塘与厌氧池塘的连接处设置倾斜的导流板，并在厌氧池塘的入口和出口上设置拦截网；然后再将引水渠挖开；

g).填充漂浮球，引水渠挖开后，黄河径流引水渠依次流经过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区，最后汇入下游的黄河径流中，待厌氧池塘中的液位平稳后，向厌氧池塘中放入漂浮球，应保证漂浮球将厌氧池塘的液面覆盖一层；

h).生态作用，由于好氧池塘中种植有挺水植物和沉水植物，地表漫流区种种植有挺水植物，使得好氧池塘和地表漫流区的有氧环境有利于好氧菌、浮生藻类、螺类、鱼类的生产，相当于在黄河河滩建立了湿地形式的河滩生态保护系统；

i).水质净化，由引水渠进入的河水流入过滤池塘后，首先将过滤网对河水中的漂浮物进行截留过滤，然后在经导流板的导流作用流入厌氧池塘的底部，厌氧池塘的厌氧环境使得在厌氧微生物的作用下发生厌氧反应，去除进水中的无机氮和COD，实现可对水质的净化处理；进水在厌氧池塘中由下至上上升，并流入好氧池塘，在好氧池塘中的好氧微生物的作用下，进一步消耗水中的无机氮和COD，实现水质的进一步净化；水流流经地表漫流区的过程中，水分与空气充分接触，水中溶解氧处于饱和，由地表漫流区汇入黄河径流后，溶解用进一步参与COD的去除。

为了保证流经河滩生态保护系统5中的水体在其中滞留足够长的时间，以满足厌氧、好氧的净化处理要求，设河滩生态保护系统5的总容量为D，经引水渠6进入的每天水流量为L，则要求D/L=1~3，这样进入的水流即可在河滩生态保护系统5中滞留1~3的时间，保证了水质净化处理过程中的时间要求。

Claims (5)

1.一种黄河河滩生态保护系统，河滩生态保护系统（5）设置于黄河河滩（4）上；其特征在于：河滩生态保护系统（5）由沿水流方向依次设置的引水渠（6）、过滤池塘（7）、厌氧池塘（8）、好氧池塘（9）和地表漫流区（10）组成，过滤池塘位于黄河河滩靠近来水方向的一端，过滤池塘的前端经引水渠与黄河径流（3）相连通，过滤池塘的后端与厌氧池塘相连通，厌氧池塘的后端与好氧池塘（9）相连通，好氧池塘的后端与地表漫流区（10）相连通，地表漫流区的后端与黄河径流相连通；过滤池塘中设置有对进水漂浮物进行拦截的过滤网（11），好氧池塘中种植有挺水植物（13）和沉水植物（14），地表漫流区中种植有挺水植物；所述引水渠、过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区的底部地面高度均低于所在地黄河的年平均水位，且均高于所在地黄河径流的底部地面高度。

2.根据权利要求1所述的黄河河滩生态保护系统，其特征在于：所述地表漫流（10）的底部地面高度最高，厌氧池塘（8）的底部地面高度最低，好氧池塘（9）的底部地面高度低于地表漫流（10）的底部地面高度。

3.根据权利要求1或2所述的黄河河滩生态保护系统，其特征在于：所述过滤池塘（7）与厌氧池塘（8）的连接处设置有用于将进水导流至厌氧池塘底部的倾斜导流板（12），所述厌氧池塘的表面漂浮有一层避免空气中的氧气进入的漂浮球（16），厌氧池塘的进口和出口处设置有防止漂浮球漂走的拦截网（18）。

4.根据权利要求1或2所述的黄河河滩生态保护系统，其特征在于：所述引水渠（6）、过滤池塘（7）、厌氧池塘（8）和好氧池塘（9）的外壁由插入泥土中且紧密间隔排列的木桩（15）构成。

5.一种基于权利要求4所述的黄河河滩生态保护系统的构建方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).选址，在黄河河道内选取在非汛期均露出河面的黄河河滩，所选取的黄河河滩作为生态保护系统建设的区域；

b).各部分尺寸设计和划线，根据黄河河滩的形状和面积设计出引水渠、过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区的尺寸和形状，在设计时应保证地表漫流区、好氧池塘、厌氧池塘、过滤池塘的所占面积依次减小，然后在黄河河滩上用白灰标记出各部分的边界线；

c).边界打桩，在标记出的引水渠、过滤池塘、厌氧池塘和好氧池塘的边界线上依次打入木桩，并保证木桩紧密排列；

d).挖土，根据设计的深度要求，首先对过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区进行挖土，直至其深度满足要求；

e).种植水生植物，在好氧池塘中种植上挺水植物和沉水植物，在地表漫流区种植上挺水植物；

f).布设有关装置，在过滤池塘中布设过滤网，在过滤池塘与厌氧池塘的连接处设置倾斜的导流板，并在厌氧池塘的入口和出口上设置拦截网；然后再将引水渠挖开；

g).填充漂浮球，引水渠挖开后，黄河径流引水渠依次流经过滤池塘、厌氧池塘、好氧池塘和地表漫流区，最后汇入下游的黄河径流中，待厌氧池塘中的液位平稳后，向厌氧池塘中放入漂浮球，应保证漂浮球将厌氧池塘的液面覆盖一层；

h).生态作用，由于好氧池塘中种植有挺水植物和沉水植物，地表漫流区种种植有挺水植物，使得好氧池塘和地表漫流区的有氧环境有利于好氧菌、浮生藻类、螺类、鱼类的生产，相当于在黄河河滩建立了湿地形式的河滩生态保护系统；

i).水质净化，由引水渠进入的河水流入过滤池塘后，首先将过滤网对河水中的漂浮物进行截留过滤，然后在经导流板的导流作用流入厌氧池塘的底部，厌氧池塘的厌氧环境使得在厌氧微生物的作用下发生厌氧反应，去除进水中的无机氮和COD，实现可对水质的净化处理；进水在厌氧池塘中由下至上上升，并流入好氧池塘，在好氧池塘中的好氧微生物的作用下，进一步消耗水中的无机氮和COD，实现水质的进一步净化；水流流经地表漫流区的过程中，水分与空气充分接触，水中溶解氧处于饱和，由地表漫流区汇入黄河径流后，溶解用进一步参与COD的去除。

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