CN210140478U - 一种拦截净化面源污染的湖滨带 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种拦截净化面源污染的湖滨带；沿湖区向外依次设置第一阶地、第一洼地、第二阶地、第二洼地、第三阶地、第三洼地，第三阶地的底部埋设有导流管；三级阶地的截面均为梯形，三级阶地的高程逐级增高；第一洼地和第二洼地的截面均为倒梯形，第三洼地的截面为下凹状，三级洼地的高程逐级增高；所述第一阶地上种植有耐淹型挺水植物，第二阶地和第三阶地上均种植有耐旱型挺水植物；所述第一洼地内种植有漂浮植物，第二洼地内种植有耐淹型挺水植物，第三洼地内种植有草皮。本实用新型通过改造湖滨带地形，将其修筑呈多级阶地及洼地，能够有效增加面源污染在湖滨带上的停滞时间，避免面源污染直接入湖，为湖滨带水生植物的吸收净化创造有利条件。

Description

一种拦截净化面源污染的湖滨带

技术领域

本实用新型涉及一种拦截净化面源污染的湖滨带，属于水生态修复技术领域。

背景技术

湖泊是地球上最重要的淡水蓄积库，地表上可利用的淡水资源 90％都蓄积在湖泊里。因此，湖泊与人类的生产、生活密切相关，具有重要的社会、生态功能，如调水防洪，生产、生活水源地、水产养殖、观光旅游等。同时，一些湖泊还是生物多样性最为丰富的湿地生态系统的一部分，为各种生物提供了宝贵的栖息地。然而，近20多年来，随着我国经济的快速发展，对湖泊资源的开发、利用规模和速度都大大加强，影响了湖泊的自然进化过程，对湖泊生态系统造成严重的破坏。随着我国社会经济和城市化进程的快速发展，湖泊水环境污染问题日益突出。其中，氮磷污染物引发的湖泊富营养化问题尤为突出。

根据全国水资源综合规划评价成果，全国84个代表性湖泊有44 个湖泊呈富营养化，其余湖泊均为中营养状态。事实上，除少数单独或并存有重金属或有机污染外，我国的湖泊污染绝大多数是氮磷污染引起的富营养化。大量研究表明，面源污染是引起湖泊氮、磷富营养化的主要因素，事实上，许多水生植物均具有较强的水质净化能力，如凤眼莲、大薸等，通过延长入湖水体在湖滨带上的停留时间，并营造水生植物所喜好的生存环境，可以大大提升湖滨带的水质净化功能，进而实现面源污染控制，然而，目前这方面的研究仍较少，如何控制湖泊的面源污染是解决湖泊的富营养问题的关键。

而湖滨带是湖泊水域与流域陆地生态系统间的过渡带，是湖泊重要的天然屏障，不仅可以有效滞留陆源输入的污染物，还有净化水质的功能。为充分利用发挥湖滨带的水质净化功能，金相灿等提出了一种湖岸缓冲带生态重建的方法，周军军等则提出了一种湖滨带生态修复结构体系及修复方法，这些方法通过对湖滨带进行生态修复，均能有效提升湖滨带的水质净化功能，但均以利用陆生植物或湿生植物净化水质为主，且入湖水体在湖滨带上的停滞时间较短，湖滨带的水质净化功能并没被充分利用起来；又如公开号为CN102249416B的中国专利公开的一种湖岸缓冲带生态重建的方法，该专利与本申请均可有效拦截净化面源污染，并增加湖滨带的景观效果，不同之处是本申请主要采取水生植物来净化水质，通过地形改造增加了湖滨带上水流的停滞时间；又如公开号为CN106381837A的中国专利公开的一种湖滨带生态修复结构体系及修复方法，该专利与本申请均采用植物构建、地形改造来提升湖滨带的水质净化功能，不同之处是本申请投资成本相对较低，不需要太多的外运和外购，水流在湖滨带上的停滞时间也要显著长一些；又如公开号为CN106745786A的中国专利公开的一种湿地湖滨带面源污染拦截和水体净化，该专利与本申均涉及植物配置，不同之处是本申请主要设计水生植物的配置，而该专利为陆生植物与水生植物的配置。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种拦截净化面源污染的湖滨带，该拦截净化面源污染的湖滨带通过改造湖滨带地形，并利用水生植物的净化能力将面源污染拦截在湖泊水体之外，还能有效控制湖泊水体富营养化，避免湖泊演变成浊水态藻型生态系统或出现水草疯长现象。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种拦截净化面源污染的湖滨带；沿湖区向外依次设置第一阶地、第一洼地、第二阶地、第二洼地、第三阶地、第三洼地，第三阶地的底部埋设有导流管；三级阶地的截面均为梯形，三级阶地的高程逐级增高；第一洼地和第二洼地的截面均为倒梯形，第三洼地的截面为下凹状，三级洼地的高程逐级增高；所述第一阶地上种植有耐淹型挺水植物，形成植物隔离带，第二阶地和第三阶地上均种植有耐旱型挺水植物；所述第一洼地内种植有漂浮植物，第二洼地内种植有耐淹型挺水植物，第三洼地内种植有草皮。

所述第一阶地、第一洼地、第二阶地、第二洼地、第三阶地、第三洼地形成六级拦截净化系统。

所述第一阶地的高度介于湖区常水位线与最高水位线之间。

所述第一洼地的底板高程小于湖区最低水位线。

所述草皮下依次铺设有壤土、沙土、砾石、盲管，在盲管上设有钻孔，盲管通过导流管与第二洼地连通。

所述砾石的底板高程大于第二洼地的底板高程。

本实用新型的有益效果在于：

1.通过改造湖滨带地形，将其修筑呈多级阶地及洼地，能够有效增加面源污染在湖滨带上的停滞时间，避免面源污染直接入湖，为湖滨带水生植物的吸收净化创造有利条件；

2.通过在不同阶地及洼地种植不同生态类型的水生植物，使面源污染被层层拦截并被水生植物不断净化，能够有效控制面源污染，减少入湖污染物，避免湖区因水体富营养化而演变成浊水态藻型生态系统或出现水草疯长现象；

3.通过利用湖滨带水生植物的吸收作用将污染物转变成有机质，其人工收割及打捞工作要比通过利用湖区沉水植物控制污染物更为便捷、可控和高效；

4.通过合理布局不同生物特性的水生植物，能够充分发挥各种生态类型水生植物的净化能力，并避免漂浮植物逃逸及过度繁殖；

5.师法自然，操作性较强，适用范围较广，无需昂贵的建造和运行成本即可有效控制面源污染，水生植物形成的错落有致的自然风光还可以提高湖泊的观赏价值，大大改善湖泊水环境质量。

附图说明

图1是本实用新型湖区湖滨带原始剖面示意图；

图2是本实用新型湖区湖滨带地形改造剖面示意图；

图3是本实用新型的剖面图；

图中：1-湖区，2-第一阶地，21-耐淹型挺水植物，3-第二阶地， 31-耐旱型挺水植物，4-第三阶地，5-第一洼地，51-漂浮植物，6-第二洼地，7-第三洼地，71-壤土，72-沙土，73-砾石，74-盲管，8-导流管。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1～3所示，一种拦截净化面源污染的湖滨带；沿湖区1向外依次设置第一阶地2、第一洼地5、第二阶地3、第二洼地6、第三阶地4、第三洼地7，第三阶地4的底部埋设有导流管8；三级阶地的截面均为梯形，三级阶地的高程逐级增高；第一洼地5和第二洼地6的截面均为倒梯形，第三洼地7的截面为下凹状，三级洼地的高程逐级增高；所述第一阶地2上种植有耐淹型挺水植物21，如芦苇、再力花等，形成植物隔离带，能够使第一洼地的水体在水满时从植物根茎的缝隙漫过第一阶地进入湖区，而第一洼地内的漂浮植物能被有效地阻拦下来；第二阶地3和第三阶地4上均种植有耐旱型挺水植物31，如美人蕉、梭鱼草等，使污染物随径流下渗或漫过阶地时，被有效的吸收和降解；所述第一洼地5内种植有漂浮植物51，如凤眼莲、大薸等，第二洼地6 内种植有耐淹型挺水植物21，第三洼地7内种植有草皮。

优选的，三级阶地与三级洼地均可拦截并净化水质。

所述第一阶地2、第一洼地5、第二阶地3、第二洼地6、第三阶地 4、第三洼地7形成六级拦截净化系统。

所述第一阶地2临近湖区，高度介于湖区1常水位线与最高水位线之间，使第一阶地2在大多数时候露于水面，与第一洼地内的水体形成2个相对隔离的水体。

所述第一洼地5的底板高程小于湖区1最低水位线，因洼地内常年积水，第一洼地水满时可漫过第一阶地进入湖区，第二洼地水满时可漫过第二阶地进入第一洼地。

所述草皮下依次铺设有壤土71、沙土72、砾石73、盲管74，在盲管74上设有钻孔，盲管74通过导流管8与第二洼地6连通。

优选的，盲管收集的下渗水可通过第三阶地下方预埋的导流管导入第二洼地。

所述砾石73的底板高程大于第二洼地6的底板高程。

进一步地，当入湖水量较大时，大部分水流漫过第三阶地进入第二洼地，少部分水流下渗通过盲管和导流管进入第二洼地；当水流较小时，水流主要通过下渗进入第二洼地。

优选的，入湖水流经过三级洼地和三级阶地时，逐步被拦截并净化，使湖滨带形成1个强效拦截净化系统。

实施例

如上所述，一种拦截净化面源污染的湖滨带的构建方法由区域选择、地形改造、基质及管网铺设、水生植物种植4个工艺环节组成。

(1)区域选择

在湖泊常水位线以上，沿湖选取坡度较缓(小于30°)、湖滨带较宽(大于7m)的区域作为湖滨带构建区域。

(2)地形改造

在离湖滨带水面线1～2m处沿湖开挖一条宽度为2～4m、深度为 1～1.5m、横断面为倒梯形的沟渠，以形成第一洼地，将开挖出来的土石方堆积在沟渠的左右两侧用以形成第一阶地及第二阶地，并使第一阶地的高度介于常水位线与最高水位线之间；待第一洼地开挖形成后，在离湖滨带水面4～8m处沿湖开挖一条宽为1～2m、深度为0.5～1m、横断面为倒梯形的沟渠，以形成第二洼地，使第二洼地的底板高程低于湖面最高水位线，将开挖出来的土石方堆积在沟渠的左右两侧用以形成第三阶地及第二阶地；待第二洼地开挖形成后，在离湖滨带水面 6～12m处沿湖开挖一条宽为1～2m、深度为1m左右、横断面为倒梯形的沟渠，以形成第三洼地，将开挖出来的土石方堆积在第三阶地上。通过开挖和堆积使湖滨带形成3级洼地、3级阶地。

(3)管网及基质铺设

在第三洼地底部铺设一根直径10cm左右、表面钻孔(孔径5mm 左右)的盲管，盲管为PVC管。在第三洼地沟渠的两端沿着湖滨带分别开挖1条沟槽，在沟槽内铺设一根与盲管型号相同的PVC管，作为导流管使第三洼地与第二洼地相通。盲管与导流管铺设完成后，在盲管上面铺设一层30cm厚的卵石，在卵石层上再铺设一层40cm厚的沙土，沙土上在铺设一层20-30cm厚的壤土，是第三洼地呈下凹状。铺设导流管的沟槽采用原开挖土方埋填并夯实。

(4)水生植物种植

在第一阶地种植耐淹型挺水植物，如芦苇、再力花等，使第一阶地被挺水植物挤占进而形成植物隔离带。在第二阶地、第三阶地上种植耐旱型挺水植物，如再力花、梭鱼草等。在第三洼地和第二洼地上分别种植草皮和耐淹型挺水植物。待雨季来临或从湖区引水灌满第一洼地时，在第一洼地内种植1/3～3/4水域面积的凤眼莲、大薸等净化能力较强的漂浮植物。

Claims (6)

1.一种拦截净化面源污染的湖滨带，其特征在于：沿湖区(1)向外依次设置第一阶地(2)、第一洼地(5)、第二阶地(3)、第二洼地(6)、第三阶地(4)、第三洼地(7)，第三阶地(4)的底部埋设有导流管(8)；三级阶地的截面均为梯形，三级阶地的高程逐级增高；第一洼地(5)和第二洼地(6)的截面均为倒梯形，第三洼地(7)的截面为下凹状，三级洼地的高程逐级增高；所述第一阶地(2)上种植有耐淹型挺水植物(21)，形成植物隔离带，第二阶地(3)和第三阶地(4)上均种植有耐旱型挺水植物(31)；所述第一洼地(5)内种植有漂浮植物(51)，第二洼地(6)内种植有耐淹型挺水植物(21)，第三洼地(7)内种植有草皮。

2.如权利要求1所述的拦截净化面源污染的湖滨带，其特征在于：所述第一阶地(2)、第一洼地(5)、第二阶地(3)、第二洼地(6)、第三阶地(4)、第三洼地(7)形成六级拦截净化系统。

3.如权利要求1所述的拦截净化面源污染的湖滨带，其特征在于：所述第一阶地(2)的高度介于湖区(1)常水位线与最高水位线之间。

4.如权利要求1所述的拦截净化面源污染的湖滨带，其特征在于：所述第一洼地(5)的底板高程小于湖区(1)最低水位线。

5.如权利要求1所述的拦截净化面源污染的湖滨带，其特征在于：所述草皮下依次铺设有壤土(71)、沙土(72)、砾石(73)、盲管(74)，在盲管(74)上设有钻孔，盲管(74)通过导流管(8)与第二洼地(6)连通。

6.如权利要求5所述的拦截净化面源污染的湖滨带，其特征在于：所述砾石(73)的底板高程大于第二洼地(6)的底板高程。

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