CN206635186U - 折流阶梯式生态护岸净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种折流阶梯式生态护岸净化系统，包括横向溢流进水墙、横向溢流出水墙及位于所述横向溢流进水墙和横向溢流出水墙之间的一个或多个横向溢流隔墙，所述横向溢流隔墙将所述横向溢流进水墙和横向溢流出水墙之间的区域分割为多个单元池体，所述单元池体内填充有基质，所述基质包括从上至下依次分布的土壤层、沸石层、砾石层和飞灰层，所述土壤层上种植有芦苇、茭草、水葱、水烛或灯心草等湿地植物。本实用新型有效防止面源污染排入水体，尤其对初期雨水、生活面源污水进行截留，增强护岸生态系统对面源污染的持续净化能力，尽量消除有害面源污染物的漫流危害，提高河道护岸的稳固性，并营造出良好的景观效果。

Description

折流阶梯式生态护岸净化系统

技术领域

本实用新型涉及一种折流阶梯式生态护岸净化系统，属环境保护和景观技术领域。

背景技术

在现代社会，尤其是城市河流生态系统不断受到多种面源污染物的侵害，在进行河流生态修复和面源污染防治中，在减小有害污水、雨水等对河流护岸冲刷的同时，需要对各类面源污染物质进行收集和净化，从而保障河流生态系统长久健康，降低河流污染风险，因此可以建设一种具有净化功能的生态护岸。

近年来，随着我国城市化进程不断加快，城市河流污染问题已成为人们日渐关注的焦点环境问题。长期以来，城市河流污染防治中对于点源污水排放耗费了大量资金，取得了一定成效，但是大量的面源污染物一直分散地不间断地进入河流水体，河流水环境质量尚未得到根本改善。城市硬质化地面所占比例较高，降雨过程中，雨水和径流冲刷能使大量溶解的或固态污染物从非特定的地点汇入受纳水体，从而引起水体污染。面源污染造成的河流生态危害需要得到切实有效的治理和维护。

目前，对面源污染具有一定截留净化作用的生态护岸有自然草坡式护岸、生态毯护岸、生态混凝土护岸和生态石笼护岸。自然草坡式护岸指在河流护岸两侧种植草坪和灌木，起到固定护坡、防止冲刷的作用。生态毯护岸指由椰壳纤维、棕榈、黄麻、芦苇等天然材料制成的毯状材料铺设于护岸上，同时利于其它植物生长。生态混凝土护岸指将连续粒级的粗骨料、一定量的细骨料、水泥、水及CBS植被混凝土绿化添加剂按一定比例进行配合搅拌，浇筑及自然养护之后得到，能够适应植物长期生长。生态石笼护岸指由块石、铁丝做成的长方形笼状结构，地面铺设反滤层，上面可插种活的植物枝条，可覆土后播撒草种。这种护岸坚固耐用，且有一定的过滤净化作用。

现有生态型护岸注重生态自然材料的使用，以及河道护坡的固防性能，且具有一定的景观美化效果。但是对于以面源形式存在的雨水和污水并不具有显著的抗冲刷能力（如自然草坡式护岸和生态毯护岸），同时未能有效滞留、收集、净化面源雨水和污水，造成大量面源污染直接进入河道。

实用新型内容

本实用新型的目的是有效防止面源污染排入水体，尤其对初期雨水、生活面源污水进行截留，增强护岸生态系统对面源污染的持续净化能力，尽量消除有害面源污染物的漫流危害。

本实用新型进一步的目的是提高河道护岸的稳固性。

本实用新型进一步的目的是营造出良好的景观效果。

本实用新型的技术方案为：一种折流阶梯式生态护岸净化系统，包括横向溢流进水墙、横向溢流出水墙及位于所述横向溢流进水墙和横向溢流出水墙之间的一个或多个横向溢流隔墙，所述横向溢流隔墙将所述横向溢流进水墙和横向溢流出水墙之间的区域分割为多个单元池体，所述单元池体内填充有基质，所述基质包括从上至下依次分布的土壤层、沸石层、砾石层和飞灰层。表面径流从横向溢流进水墙溢流进入系统后，依次经过各单元池体，其中的大体积杂质被截留，所含颗粒物和有机物经过池体内的各种物理、生物和化学作用得到净化，净化后从横向溢流出水腔溢出，进入下游的河道等容纳水体。

优选的，各所述池体单元的溢流高度、基质的顶部高度以及池体高度均由进水侧至出水侧依次降低，形成阶梯状。

所述横向溢流进水墙和横向溢流出水墙的顶部均可以不设溢流缺口，由此整体顶部构成溢流面，水从墙顶整体溢流而出，形成瀑布状出水，有利于景观美化和提高水体复氧效果。

当所述横向溢流隔墙的数量为多个时，所述横向溢流隔墙上优选设有位于横向一侧的溢流口，相邻横向溢流隔墙上的溢流口位置优选相互交错，即一个横向溢流隔墙的溢流口位于左侧时，则与之相邻的横向溢流隔墙的溢流口位于右侧，反之亦然。由此在相邻单元池体之间形成折流，即在一个单元池体的水从右向左流，则相邻单元池体的水从左向右流。

所述横向溢流进水墙的出水侧（内侧）优选设有跌水台。

所述横向溢流隔墙的数量可以为2个或大于2个，由此形成至少具有3个单元池体的3级净化。

所述单元池体的两端可以设有堵墙或其他类似物，所述横向溢流进水墙、横向溢流出水墙、横向溢流隔墙及堵墙均可以采用构筑物。

所述单元池体的底部优选设有防渗层。

所述砾石的粒径优选为5-15mm。

所述沸石优选采用沸石粉或小于砾石的沸石颗粒。

所述土壤层上可以种植有湿地植物。

同一池体单元内种植的湿地植物种类可以相同或不同，可根据不同植物的净化特性选择不同的种植方案。

不同池体单元内种植的湿地植物种类可以相同或不同，可根据不同植物的净化特性选择不同的种植方案。

所述湿地植物包括芦苇、茭草、水葱中的任意一种或多种，这些植物的耐污性和去污能力强。

所述湿地植物还可以包括水烛或灯心草中的任意一种或两种，这些植物对磷有较高去除率。

所述湿地植物还可以包括水葵，这种植物对氮磷均具有较高去除率。

本实用新型的有益效果为：做法简单、材料资源广泛且造价不高；外部构造坚固，能够有效加固护岸，防止河水冲击，同时能抗击外部流水如降雨的冲刷，减缓流速，防止水土流失；能够综合植物的净化功能、基质的吸附功能、微生物的转化功能于一体，对面源污水具有多方位的处理机制；通过折流阶梯模式，能有效扩大污水处理的接触空间，延长流动和反应时间，使污水与各净化环节能够充分接触反应；种植的多种耐污、去污性水生植物及形成的水域和瀑布不仅具有生态功效，而且可以丰富河流护岸的景观效果，提升生态美感。

附图说明

图1是本实用新型的示意图；

图2是本实用新型单元池体的示意图；

图3是与图1对应的俯视示意图；

图4是本实用新型溢流隔墙的示意图。

具体实施方式

参见图1-4，本实用新型主要由多个（例如图1所示三个）阶梯式单元池体构成，各池体由构筑墙体分隔而成，单元池体内铺设生态基质，为水生植物提供适宜的生长环境，例如，图1所示实施例中，构筑墙（横向溢流进水墙）1和构筑墙（横向溢流隔墙）2一同构成单元池体6，构筑墙（横向溢流隔墙）2和构筑墙（横向溢流隔墙）3一同构成单元池体7，构筑墙3（横向溢流隔墙）和构筑墙（横向溢流出水墙）4一同构成单元池体8，其中位于系统进水侧的构筑墙1整体厚22cm，上部厚12cm，构筑墙2、3、4的厚度均为12cm。

水流自地面流过上部的构筑墙1，落在跌水台5（宽度为10cm），而后进入单元池体6，水流在单元池体6内汇集，然后从构筑墙2右端溢流口14流出，跌入单元池体7，水流在单元池体7内横向向左流动，自构筑墙3左端溢流口15流出，跌入单元池体8，单元池体8水满后从构筑墙4整体溢流而出进入河道水体。

各单元池体的底部至下游（出水侧）构筑墙最高处距离为100cm，隔墙上的溢流口14、15宽30cm，高10cm，紧贴单元池体的堵墙，单元池体主要由防渗层（隔离层）13（厚度约5cm）和填充在防渗层上面的基质层构成，基质层由上至下分别为土壤层9、沸石层10、砾石层11和飞灰层12，土壤层9的厚度为20cm，优选采用添加了有机肥料的当地土壤，土壤和有机肥料按体积比可以为5~15:1，沸石层、砾石层和飞灰层厚度为40~55cm，三者的厚度比为2:1.5:1，砾石粒径为5-15mm。

各单元池体内种植耐污性、去污能力强的水生植物，如芦苇、茭草、水葱等，可以同时考虑种植具有特定去污能力的植物，如水烛、灯心草对磷有较高去除率，水葵对氮磷均具有较高去除率。在种植植物时，还可以同时考虑不同池体之间的景观搭配，合理布置。

城市面源污染中常见污染物质为SS、氮、磷以及有机物质等，针对污染物性质，本实用新型具有多方位净化机制。土壤种植层选择的水生植物在去污方面除了具有较强的针对性外，还能够通过根系为沸石层提供氧气和碳源，沸石粉或细颗粒具有较大的比表面积，可以为微生物尤其是氨化细菌和硝化细菌提供良好生存环境，借助水生植物提供的氧气和碳源，可以有效生成大量硝态氮，当硝态氮穿过砾石层进入飞灰层，经厌氧环境下的反硝化细菌转化为氮气。此外，研究表明砾石层有助于COD的大量分解，同时能够吸附悬浮物，飞灰对磷具有较强的吸附作用。

单元池体（阶梯）的数目一般不少于三级，对于较高高度的河流护岸，阶梯数目可适当增加，以增强面源污染水体的流动性和净化效果。

可以根据需要，在本系统的横向溢流进水墙前面设计一定的前处理设施，如减速堰坝和稳定塘等，将减速堰坝的出水接入稳定塘，稳定塘的出水接入横向溢流进水墙前的溢流进水空间，污水经过依次减速堰坝和稳定塘在溢流过横向溢流进水墙，由此可以进一步提高综合净化能力和抗冲击能力。

本实用新型具有下列特点：

采用折流阶梯的构造模式对面源污染物质进行截留和净化，防止河流污染。阶梯式池体增大了面源污染水体的汇集空间，能够接纳大量的污染水体，至少可以收集多数初期雨水；

各单元池体设计为折流式，增强了污水在净化系统中的流动时间，使污水保持持续的流动性，且延长了污水在系统中的反应时间，确保污水得到有效处理；

各单元池体内种植耐污性、去污能力强的水生植物，如芦苇、茭草、水葱等，同时还考虑了具有特定去污能力的植物，如水烛、灯心草对磷有较高去除率，水葵对氮磷均具有较高去除率，实现了对相关污染物的有效去除；

具有多方位净化机制，能够全面且有效地除去城市面源的各种主要污染物。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种折流阶梯式生态护岸净化系统，其特征在于包括横向溢流进水墙、横向溢流出水墙及位于所述横向溢流进水墙和横向溢流出水墙之间的一个或多个横向溢流隔墙，所述横向溢流隔墙将所述横向溢流进水墙和横向溢流出水墙之间的区域分割为多个单元池体，所述单元池体内填充有基质，所述基质包括从上至下依次分布的土壤层、沸石层、砾石层和飞灰层。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于各所述池体单元的溢流高度、基质的顶部高度以及池体高度均由进水侧至出水侧依次降低。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述横向溢流进水墙和横向溢流出水墙的顶部均不设溢流缺口。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于当所述横向溢流隔墙的数量为多个时，所述横向溢流隔墙上设有位于横向一侧的溢流口，相邻横向溢流隔墙上的溢流口位置相互交错。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于所述横向溢流进水墙的出水侧设有跌水台。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于所述横向溢流隔墙的数量为2个或大于2个，所述单元池体的两端设有堵墙，所述横向溢流进水墙、横向溢流出水墙、横向溢流隔墙及堵墙均采用构筑物，所述单元池体的底部优选设有防渗层。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的系统，其特征在于所述砾石的粒径为5-15mm，所述沸石采用沸石粉或小于砾石的沸石颗粒。

8.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的系统，其特征在于所述土壤层上种植有湿地植物，同一池体单元内种植的湿地植物种类相同或不同，不同池体单元内种植的湿地植物种类相同或不同。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述湿地植物包括芦苇、茭草、水葱中的任意一种或多种。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于所述湿地植物包括水烛或灯心草中的任意一种或两种，或者包括水葵。