CN209307031U - 一种基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，包括多个丁字坝型人工湿地，各丁字坝型人工湿地位于河道底部上，多个丁字坝型人工湿地沿河道的长度方向依次交错间隔设置，相邻两丁字坝型人工湿地分别与河道的两河岸固定连接，多个丁字坝型人工湿地使得河道水流方向始终呈S型。该结构简单，造价低廉，能有效解决浅水河道治理过程中水体流速过快，水生植物存活率低，水体水质净化效果差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及河道治理与生态修复技术领域，具体涉及一种基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构。
背景技术
在众多水环境治理技术中，人工湿地技术是一种有效的生态治理手段，通过人工湿地填料过滤、植物吸收净化、微生物分解等方式，可有效去除水体悬浮物、有机物以及氮、磷等污染物质，同时也可形成良好的自然景观效果。
现有的河道治理思路，与湖泊等静态水体治理思路暂未加区分，而水环境治理工程往往受水文因素影响较大。在河流治理中，水体流速快，污水水力停留时间短，是导致水体中污染物去除效率低的重要原因；同时水流过快，也会造成河道种植的水生植物成活率低，导致河道难以形成良好的自然景观。
因此，设计一种能适应河道水流环境的人工湿地结构，规划其在河道中的整体布局，目的在于实现河道水体缓流，增加污水水力停留时间，从而提高对污染物的净化效率，发挥人工湿地在河流水体原位净化的作用，同时提升河道的生态景观效果。
发明内容
基于上述现有技术，本实用新型提供了一种基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，该结构简单，造价低廉，能有效解决河流治理过程中水体流速过快，水生植物存活率低，水体水质净化效果差的问题。
实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：
一种基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，包括多个丁字坝型人工湿地，各丁字坝型人工湿地位于河道底部上，多个丁字坝型人工湿地沿河道的长度方向依次交错间隔设置，相邻两丁字坝型人工湿地分别与河道的两河岸固定连接，多个丁字坝型人工湿地使得河道水流方向始终呈S型。
所述的丁字坝型人工湿地的长度方向与河道横断面的夹角为10～15°。
丁字坝型人工湿地的最大长度不小于河道宽度的1/2。
相邻的两丁字坝型人工湿地之间的距离为3～4m。
所述的丁字坝型人工湿地由透水缓流石笼和挺水植物种植笼构成，透水缓流石笼包括第一外部网笼和内部砾石填料，内部砾石填料填充于第一外部网笼中，挺水植物种植笼包括第二外部网笼、内部基质和挺水植物，内部基质填充于第二外部网笼中，挺水植物种植于内部基质上，第一外部网笼和第二外部网笼固定连接，透水缓流石笼位于丁字坝型人工湿地的迎水侧，挺水植物种植笼位于丁字坝型人工湿地的背水侧。
所述的内部基质从上到下依次设置有粗砾石层、细砾石层和泥石混层，挺水植物种植于泥石混层上。
所述的第二外部网笼的顶部可拆卸。
所述的丁字坝型人工湿地水平方向的截面呈直角梯形，所述直角梯形的斜腰与河岸紧挨，直角梯形的长底边与河道横断面的夹角为10～15°，直角梯形的长底边位于丁字坝型人工湿地的迎水面上，直角梯形的长底边与直角腰的交点与其中一河岸的垂直距离为河道宽度的1/2，直角梯形的短底边位于丁字坝型人工湿地的背水面上。
透水缓流石笼和挺水植物种植笼水平方向的截面均呈直角梯形。与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点在于：
1、本实用新型的丁字坝型人工湿地在河道上整体布局采取交错排列的形式，可增加河道的水力停留时间，且挺水植物种植笼中设有多层填料，为微生物的附着提供了良好的生长环境，可增强丁字坝型人工湿地的去污能力。
2、本实用新型的丁字坝型人工湿地在设计上采用与河道横断面保持10～15°的倾斜角度，一方面可减弱河道水流对河岸与丁字坝型人工湿地地连接处的冲刷，另一方面可防止由上游水流冲刷导致底泥在小型丁字坝复合人工湿地前淤积。
3、透水缓流石笼设置在丁字坝型复合人工湿地的迎水面，通过透水缓流石笼降低水流速度，使污水缓慢进入挺水植物种植笼，延长了水力停留时间，增强丁字坝型复合人工湿地的去污能力，同时减少河道水流对挺水植物的冲刷，提高植物的存活率。
4、水生植物种植在挺水植物种植笼的泥石混层中，泥石混层位于在河道底泥层中，此设计可降低由于水流冲刷导致的种植基质(泥土或碎石)的流失风险，同时保证植物根系处于河流水层之下，为植物根系提供相对稳定的生长环境，提高植物存活率。
5、本实用新型的丁字坝型复合人工湿地结构简单，不需造价高昂的原料，所用砾石填料均可就地取材，因此具有施工简便，造价经济的特点。
附图说明
图1为基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构的局部布局示意图。
图2为丁字坝型复合人工湿地的俯视图。
图3为图1的剖视图(含透水缓流石笼剖视图)。
图4为图1的剖视图(含挺水植物种植笼剖视图)。
其中，1-丁字坝型复合人工湿地、2-透水缓流石笼、3-挺水植物种植石笼、4-第一外部网笼、5-内部砾石填料、6-第二外部网笼、7-粗砾石层、8-细砾石层、9-泥石混层、10-挺水植物、11-河岸、12-河道中线、13-河道底泥。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供的基于小型丁字坝复合人工湿地的河道治理结构的结构如图1所示，包括多个丁字坝型人工湿地1，各丁字坝型人工湿地1位于河道底部上。多个丁字坝型人工湿地1沿河道的长度方向依次交错间隔设置，且相邻两丁字坝型人工湿地1分别与河道的两河岸11固定连接，相邻的两丁字坝型人工湿地之间的距离为3～4m。由于丁字坝型人工湿地的特殊排列方式，使得河道水流方向不断的折弯，始终呈S型，可有效减缓河流水体流速，增加水力停留时间。
所述的丁字坝型人工湿地1水平方向的截面呈直角梯形，所述直角梯形的斜腰与河岸紧挨，直角梯形的长底边与河道横断面的夹角为10～15°。直角梯形的长底位于丁字坝型人工湿地1的迎水面上，直角梯形的长底边与直角腰的交点位于河道中线12上，角梯形的短底位于丁字坝型人工湿地的背水面上。丁字坝型人工湿地也可以为其他形状，只要满足以下两个条件即可：1、丁字坝型人工湿地的最大长度不小于河道宽度的1/2；2、丁字坝型人工湿地的长度方向与河道横断面的夹角为10～15°。
如图2所示，所述的丁字坝型人工湿地1由透水缓流石笼2和挺水植物种植笼3构成，透水缓流石笼2和挺水植物种植笼3水平方向的截面均呈直角梯形。
如图3所示，所述的透水缓流石2笼包括第一外部网笼4和内部砾石填料5，内部砾石填料5填充于第一外部网笼中。第一外部网笼4由PVC包裹的金属线编织而成，其网格呈菱形，尺寸为10×20mm，第一外部网笼4的高度为33～45cm。内部砾石填料5的粒径为25～32mm，选择的砾石粒径需大于网格的尺寸。
如图4所示，所述的挺水植物种植笼包括第二外部网笼6、内部基质和挺水植物10，内部基质填充于第二外部网笼6中。第二外部网笼6除网笼上顶部外，其余各面均由PVC包裹的金属线编织而成，其网格呈菱形，尺寸为60×80mm，第二外部网笼6的高度为33～45cm。第二外部网笼6顶部采用PVC包裹的金属线交错固定，形成的菱形网格尺寸根据挺水植物种植密度而定，其中，为方便挺水植物种植收割，金属线可拆卸。内部基质从上到下依次设置有粗砾石层7、细砾石层8和泥石混层9。粗砾石层7为单层砾石，采用的砾石粒径为150～200mm，厚度为150～200mm。细砾石层8为单层砾石，采用的砾石粒径为80～100mm，厚度为80～100mm。泥石混层9位于河道底泥层中，采用的砾石粒径为16～32mm，厚度为10～15cm，砾石体积占比30％～40％。泥石混层9表面种植挺水植物10，选择的挺水植物可适应碎石或泥土基质，适宜水深为0～40cm，最佳水深为0～25cm，种类可为菖蒲、芦苇等多年生挺水植物。
第一外部网笼4和第二外部网笼6固定连接，透水缓流石笼2位于丁字坝型人工湿地1的迎水侧，挺水植物种植笼3位于丁字坝型人工湿地1的背水侧，透水缓流石笼2底部和泥石混层9位于河道底泥13中。
Claims (9)
1.一种基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，其特征在于：包括多个丁字坝型人工湿地，各丁字坝型人工湿地位于河道底部上，多个丁字坝型人工湿地沿河道的长度方向依次交错间隔设置，相邻两丁字坝型人工湿地分别与河道的两河岸固定连接，多个丁字坝型人工湿地使得河道水流方向始终呈S型。
2.根据权利要求1所述的基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，其特征在于：所述的丁字坝型人工湿地的长度方向与河道横断面的夹角为10～15°。
3.根据权利要求2所述的基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，其特征在于：丁字坝型人工湿地的最大长度不小于河道宽度的1/2。
4.根据权利要求2所述的基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，其特征在于：相邻的两丁字坝型人工湿地之间的距离为3～4m。
5.根据权利要求2所述的基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，其特征在于：所述的丁字坝型人工湿地由透水缓流石笼和挺水植物种植笼构成，透水缓流石笼包括第一外部网笼和内部砾石填料，内部砾石填料填充于第一外部网笼中，挺水植物种植笼包括第二外部网笼、内部基质和挺水植物，内部基质填充于第二外部网笼中，挺水植物种植于内部基质上，第一外部网笼和第二外部网笼固定连接，透水缓流石笼位于丁字坝型人工湿地的迎水侧，挺水植物种植笼位于丁字坝型人工湿地的背水侧。
6.根据权利要求5所述的基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，其特征在于：所述的内部基质从上到下依次设置有粗砾石层、细砾石层和泥石混层，挺水植物种植于泥石混层上。
7.根据权利要求5所述的基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，其特征在于：所述的第二外部网笼的顶部可拆卸。
8.根据权利要求2所述的基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，其特征在于：所述的丁字坝型人工湿地水平方向的截面呈直角梯形，所述直角梯形的斜腰与河岸紧挨，直角梯形的长底边与河道横断面的夹角为10～15°，直角梯形的长底边位于丁字坝型人工湿地的迎水面上，直角梯形的长底边与直角腰的交点与其中一河岸的垂直距离为河道宽度的1/2，直角梯形的短底边位于丁字坝型人工湿地的背水面上。
9.根据权利要求8所述的基于小型丁字坝复合人工湿地的浅水河道治理结构，其特征在于：透水缓流石笼和挺水植物种植笼水平方向的截面均呈直角梯形。
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| CN113321313A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-08-31 | 中国葛洲坝集团生态环境工程有限公司 | 一种用于提升高流速高含沙河道水质的复合生境系统 |
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| CN113213697B (zh) * | 2021-03-25 | 2022-10-28 | 苏州科技大学 | 一种水质净化方法 |
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