CN211339192U

CN211339192U - 一种适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统

Info

Publication number: CN211339192U
Application number: CN201921857936.0U
Authority: CN
Inventors: 周林; 程华强; 田久晖; 舒飞超; 张小梅; 徐哲文; 江挺; 高云; 赵剑; 叶晶
Original assignee: Wuhan Municipal Construction Group Co Ltd
Current assignee: Wuhan Municipal Construction Group Co Ltd
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-08-25
Anticipated expiration: 2029-10-31

Abstract

本实用新型公开了一种适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，包括收集导流区、拦截过滤区和湿地净化区，所述收集导流区与拦截过滤区均设于道路与湖泊的硬质驳岸之间；所述湿地净化区设于湖泊的硬质驳岸与湖泊之间；所述收集导流区的一侧接入道路径流雨水，收集导流区与拦截过滤区之间增设砖砌的隔墙，隔墙开设有连通收集导流区和拦截过滤区的连通结构；所述拦截过滤区与湿地净化区通过穿过硬质驳岸的连通管连通；所述湿地净化区与湖泊之间增设石笼挡墙，石笼挡墙开设有用于连通湿地净化区与湖泊的排水口。本实用新型的有益效果为：可以有效过滤拦截净化道路径流雨水，减小其对湖泊造成的污染，降低湖泊硬质驳岸全面改造成本。

Description

一种适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统

技术领域

本实用新型涉及湖泊面源污染控制技术领域，具体涉及一种适用湖泊外源污染控制的生态修复系统。

背景技术

目前，我国大多数湖泊都面临富营养化的问题，尤其是城市湖泊，所面临的问题更为突出和严重。对湖泊富营养化的治理而言，如果外部的控源截污措施处理不到位，仅仅依靠对湖泊本身进行治理，如清淤疏浚、底泥稳定固化、水生植被恢复等措施，湖泊水质难以达到持续稳定的效果。

针对湖泊外源的控源截污，主要是做好湖泊点源和面源污染物的控制工作。湖泊点源污染治理主要是针对湖泊排口的治理，可通过完善地下管网建设，加强污水和雨水管网的改造升级可逐步进行实现。对湖泊所面临的面源污染而言，尤其是国内城市在高速发展过程中，对生态预留空间的忽视，导致国内多数城市湖泊与城市开发区之间缺乏足够的空间来设置针对地表雨水径流污染物的控制措施，如美国提倡的最佳管理措施(BMPS)植被缓冲带，而国内多数湖泊采用的是硬质驳岸，湖泊与城市道路距离太小，这就导致了道路地表径流雨水作为主要的湖泊面源污染传输载体加剧了城市湖泊富营养化的程度。因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的问题，提出一种对进入湖泊的径流雨水进行多重处理的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统。

本实用新型采用的技术方案为：一种适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，包括收集导流区、拦截过滤区和湿地净化区，所述收集导流区与拦截过滤区均设于道路与湖泊的硬质驳岸之间；所述湿地净化区设于湖泊的硬质驳岸与湖泊之间；所述收集导流区的一侧接入道路径流雨水，收集导流区与拦截过滤区之间增设砖砌的隔墙，隔墙开设有连通收集导流区和拦截过滤区的连通结构；所述拦截过滤区与湿地净化区通过穿过硬质驳岸的连通管连通；所述湿地净化区与湖泊之间增设石笼挡墙，石笼挡墙开设有用于连通湿地净化区与湖泊的排水口。

按上述方案，在所述收集导流区内设有生态植草沟，生态植草沟内种植耐旱耐淹的观赏草；生态植草沟沿雨水引流的方向延伸至隔墙处；隔墙的上部设有用于连通收集导流区和拦截过滤区的溢流口。

按上述方案，所述生态植草沟的深度为25～30cm，宽度为100～150cm。

按上述方案，在所述拦截过滤区内自上而下依次设有多层过滤结构、碎石过滤层、滤网和雨水存储池；所述雨水存储池通过埋设于硬质驳岸内的连通管与湿地净化区连通。

按上述方案，所述碎石过滤层上还增设有与多层过滤结构并排布置的草本植物种植土层，草本植物种植土层上种植有草本植物；所述草本植物种植土层与多层过滤结构之间增设分隔板，二者通过分隔板隔开；所述多层中间过滤结构包括依次由上而下的卵石过滤层、粗格栅、细格栅、草本植物种植土层和砾石过滤层。

按上述方案，所述草本植物种植土层的厚度为20～30cm。

按上述方案，所述湿地净化区由石笼挡墙围合而成，其包括底板和侧墙；所述排水口设于靠近湖泊一侧的侧墙上；所述湿地净化区内设有自上而下的沸石净化层和陶粒净化层，所述沸石净化层通过连通管与拦截过滤区的雨水存储池连通，陶粒净化层铺设于湿地净化区的底板上.

按上述方案，在所述陶粒净化层上还设有与沸石净化层分隔开来的挺水植物种植土层，挺水植物种植土层内分布有底栖动物，并种植有挺水植物。

按上述方案，所述挺水植物种植土层的厚度为40～60cm，由湖泊底泥添加改性材料制成。

按上述方案，由石笼挡墙围合而成的侧墙其顶部标高高于挺水植物种植土层顶部标高20～50cm；所述排水口位于侧墙的下部，距离侧墙底部标高15～20cm；所述排水口的底部标高高于湖泊常水位。

本实用新型的有益效果为：本实用新型利用收集导流区中的生态植草沟对道路径流雨水进行收集导流处理，降低径流雨水的流速并初步拦截沉淀径流雨水中的固体颗粒，利用弹性调蓄空间减轻降雨对城市地下排水管网的压力；拦截过滤区内设多层拦截系统，增强了对径流雨水中污染物质的吸附过滤能力，延长了拦截过滤区的运行周期，避免了拦截过滤区易堵塞的问题；在湿地净化区内增加了底栖动物，可以改善挺水植物种植基质的理化性质，促进挺水植物的生长，提高对径流雨水污染物生物降解效率。此外，本实用新型充分利用湖泊底泥作为整个系统中植物和动物生长所需的基质，实现了资源的二次利用，降低了湖泊底泥的处置费用，整个系统表层种植大量不同种类的植物，视觉上具有良好的景观效果。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施例的平面图。

图2为本实施例中拦截过滤区和湿地净化区的剖面图。

图3为本实用新型拦截过滤区的结构示意图。

其中：1、收集导流区；11、生态植草沟；12、砖砌隔墙；13、溢流口；2、拦截过滤区；20、草本植物；21、卵石过滤层；22、粗格栅；23、细格栅；24、分隔板；25、草本植物种植土层；26、砾石过滤层；27、碎石过滤层；28、砂石过滤层；29、滤网；210、雨水存储池；3、湿地净化区；30、挺水植物；31、连通管；32、底栖动物；33、挺水植物种植土层；34、沸石净化层；35、陶粒净化层；36、石笼挡墙；37、排水口；4、硬质驳岸。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。

如图1所示的一种适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，包括收集导流区1、拦截过滤区2和湿地净化区3，所述收集导流区1与拦截过滤区2均设于道路与湖泊的硬质驳岸4之间；所述湿地净化区3设于湖泊的硬质驳岸4与湖泊之间；所述收集导流区1的一侧接入道路径流雨水，收集导流区1与拦截过滤区2之间增设砖砌的隔墙12，隔墙12开设有连通收集导流区1和拦截过滤区2的连通结构；所述拦截过滤区2与湿地净化区3通过穿过硬质驳岸4的连通管31连通；所述湿地净化区3与湖泊之间增设挡墙，挡墙开设有用于连通湿地净化区3与湖泊的排水口37。

本实施例中，收集导流区1与拦截过滤区2被砖砌的隔墙12隔开，所述拦截过滤区2与所述湿地净化区3被硬质驳岸4隔开，湿地净化区3与湖泊被石笼挡墙36隔开；所述挡墙为石笼挡墙36，其仅在与硬质驳岸4平行的一侧设置有排水口37。

如图1和图3所示，在所述收集导流区1内设有生态植草沟11，生态植草沟11内种植耐旱耐淹的中高型观赏草；生态植草沟11沿雨水引流的方向延伸至隔墙12处；隔墙12的上部设有用于连通收集导流区1和拦截过滤区2的溢流口13。本实施例中，生态植草沟11对道路径流雨水进行收集导流处理，生态植草沟11中所种植根叶繁茂的观赏草可以有效降低径流雨水的流速，并初步拦截沉淀径流雨水中的固体颗粒。

本实施例中，隔墙12的顶部高于拦截过滤区2中卵石过滤层21顶部高程8～10cm,溢流口13的底部高于拦截过滤区2中卵石过滤层21顶部高程3～5cm。所述生态植草沟11的深度为25～30cm，宽度为100～150cm；生态植草沟11内种植耐旱耐淹的中高型观赏草，如小兔子狼尾草、粉黛细叶草、细叶芒、金边麦冬、蓝羊茅等，优选小兔子狼尾草和金边麦冬。与常规低矮草本植草沟而言，观赏草具有发达的根茎叶系统，可以更好地降低径流雨水的流速，大大延长雨水的通行时间，有效提高固体颗粒的拦截效率，此外中高型观赏草对暴雨期间雨水溢流控制效果更好，具有更低的养护成本和良好的景观效果。

如图2所示，在所述拦截过滤区2内自上而下依次设有多层过滤结构、碎石过滤层27、滤网29和雨水存储池210；所述雨水存储池210通过埋设于硬质驳岸4内的连通管31与湿地净化区3连通。优选地，所述碎石过滤层27上还增设有与多层过滤结构并排布置的草本植物种植土层25，草本植物种植土层25上种植有草本植物20；所述草本植物种植土层25与多层过滤结构之间增设分隔板24，二者通过分隔板24隔开；所述多层中间过滤结构包括依次由上而下的卵石过滤层21、粗格栅22、细格栅23、草本植物种植土层25和砾石过滤层26，收集导流区1内的径流雨水经溢流口13溢流至卵石过滤层21，再经后续处理。

本实施例中，所述卵石过滤层21的卵石粒径为8～15cm；所述粗格栅22的网眼大小小于卵石过滤层21的卵石粒径，为5～8cm；所述细格栅23的网眼大小为1～3cm；所述分隔板24采用不透水材料制成，将草本植物20层和草本植物种植土层25与粗格栅22、细格栅23、砾石过滤层26由中间分隔开来，避免由于草本植物种植土层25的渗透效率远小于砾石等材料的原因，导致径流雨水可直接进入草本植物20层，使得径流雨水表面溢流的方式直接入湖泊，降低对径流雨水污染物的处理效率。所述草本植物种植土层25的厚度为20～30cm,采用湖泊清淤脱水之后的底泥，经过与水草及其他营养物质混合堆肥处理后制成，实现了湖泊资源的二次利用，降低了底泥的处置费用。砾石过滤层26的厚度为20～30cm,砾石粒径为50～80mm。碎石过滤层27的厚度为20～30cm，碎石粒径为2～50mm。砂石过滤层28的厚度为10～15cm,砂石粒径为0.8～1.5mm。滤网29的网眼大小小于砂石过滤层28的砂石粒径，为0.5～0.85mm。

如图2所示，所述湿地净化区3由石笼挡墙36围合而成，其包括底板和侧墙；所述排水口37设于靠近湖泊一侧的侧墙上；所述湿地净化区3内设有自上而下的沸石净化层34和陶粒净化层35，所述沸石净化层34通过连通管31与拦截过滤区2的雨水存储池210连通，陶粒净化层35铺设于湿地净化区3的底板上；在所述陶粒净化层35上还设有与沸石净化层34分隔开来的挺水植物种植土层33，挺水植物种植土层33内分布有底栖动物32，并种植有挺水植物30。

本实施例中，所述连通管31为L型，管径为10～15cm，连通管31与雨水存储池210相连一端位于雨水存储池210的上部，且与滤网29的垂直距离为5～10cm，连通管31与沸石净化层34相连的一端深入沸石净化层34中10～15cm；连通管31穿过原有湖泊硬质驳岸4使得拦截过滤区2与湿地净化区3连通，降低了改造成本。所述挺水植物种植土层33的厚度为40～60cm，由湖泊底泥添加部分改性材料组成，可改善挺水植物30生长土层的理化性质，促进挺水植物30的生长，提高挺水植物30的生物量。挺水植物种植土层33内主要种植耐淹并具有一定去污、抗风浪和观赏价值的植物为主，如芦苇、再力花、水葱、香蒲等。所述底栖动物32主要包括蚌类和螺类，如河蚌、无齿蚌、还棱螺和大沼螺等，底栖动物32的布置改善了挺水植物30底部生长环境，促进挺水植物30对径流雨水在污染物质的吸收分解作用。沸石净化层34采用疏松多孔的沸石组成，厚度为20～30cm，沸石粒径为5～8cm。陶粒净化层35的厚度为20～30cm，陶粒粒径为15～25mm。

本实施例中，由石笼挡墙36围合而成的侧墙其顶部标高高于挺水植物种植土层33顶部标高20～50cm。所述排水口37位于侧墙的下部，距离侧墙底部标高15～20cm；所述排水口37管径为5cm至8cm；所述排水口37的底部标高略高于湖泊常水位。由石笼挡墙36围合而成的侧墙提高了湿地净化区3的抗风浪冲刷能力和处理效率，加强了湿地净化区3与湖泊之间物质交换能力，延长了湿地净化区3的运行周期；同时也降低了湖泊硬质驳岸4进行全面改造的难度和成本。

本实施例中，雨水存储池210设置在所述拦截过滤区2的底部，用于存储调节地表径流雨水流量进入湿地净化区3中的流量和流速，存储的雨水可用来进行绿化灌溉和道路清扫。具体为：小雨期间，由于地表径流量较小，雨水可直接存储在雨水存储池210中，并无多余地表径流雨水进入湿地净化区3中；大雨期间，由于地表径流雨水量大，雨水存储池210可存储部分雨水，多余雨水则进入湿地净化区3中，这样处理可以降低暴雨情况下，径流雨水流量过大对湿地净化区3的冲击。

本发明中，收集导流区1、拦截过滤区2和湿地净化区3所起的主要作用不同，收集导流区1主要用于拦截固体垃圾减轻拦截过滤区2的堵塞风险，拦截过滤区2采用物理方式加强了对固体和可溶性污染物的去除效率，湿地净化区3采用生物和物理相结合的方式来提高可溶性污染物质去除效率。湖泊外源污染控制包括以下过程：

一、降雨时，雨水在道路产生雨水径流，其中夹着一些固体污染物；当雨水径流汇集到收集导流区1时，生态植草沟11中种植的观赏草会拦截并沉淀径流雨水中较大的固体污染物，并降低雨水的流速。此时，径流雨水中固体污染物有所减少，可溶性污染物依然较高。

二、隔墙12、溢流口13以及拦截过滤区2中分隔板24的存在，使得通过收集导流区1进入拦截过滤区2的径流雨水先依次通过拦截和过滤性能较好的卵石过滤层21、粗格栅22、细格栅23层层拦截处理后，再通过卵石过滤层21、砾石过滤层26、砂石过滤层28和滤网29，层层过滤处理之后进入雨水存储池210进行存储。这样可避免由于草本植物种植土层25的渗透效率远小于砾石等材料，导致径流雨水可直接进入草本植物20层，使得径流雨水表面溢流的方式直接入湖泊，降低系统对径流雨水污染物的处理效率。此时，径流雨水中的固体污染物绝大多数被去除，可溶性污染物去除率有所增加。

三、经收集导流区1和拦截过滤区2的处理之后，径流雨水中污染物主要以可溶性的污染物质为主。径流雨水通过连通管31进入湿地净化区3，依次经过沸石过滤层和陶粒过滤层，过滤大部分径流雨水中的可溶性污染物，而挺水植物30发达的植物根系及与底栖动物32的之间协同促进作用，也可起到吸收降解可溶性污染物的作用。由石笼挡墙36围合而成的侧墙主要起到消除湖泊风浪对湿地净化区3冲刷作用，同时也加强湿地净化区3与湖泊之间营养物质交换的能力，增强和延长湿地净化区3的稳定性。此时，径流雨水中绝大部分可溶性污染物质被去除。

上述实施例仅是对本实用新型的进一步说明，不构成对本实用新型的限制。收集导流区1中的生态植草沟11的宽度和深度、包括植物的选择及拦截过滤区2中雨水存储池210的容积，可根据道路径流的雨水量以及污染物的浓度和类型及湿地净化区3的处理能力，计算进行确定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，包括收集导流区、拦截过滤区和湿地净化区，所述收集导流区与拦截过滤区均设于道路与湖泊的硬质驳岸之间；所述湿地净化区设于湖泊的硬质驳岸与湖泊之间；所述收集导流区的一侧接入道路径流雨水，收集导流区与拦截过滤区之间增设砖砌的隔墙，隔墙开设有连通收集导流区和拦截过滤区的连通结构；所述拦截过滤区与湿地净化区通过穿过硬质驳岸的连通管连通；所述湿地净化区与湖泊之间增设石笼挡墙，石笼挡墙开设有用于连通湿地净化区与湖泊的排水口。

2.如权利要求 1 所述的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，在所述收集导流区内设有生态植草沟，生态植草沟内种植耐旱耐淹的观赏草；生态植草沟沿雨水引流的方向延伸至隔墙处；隔墙的上部设有用于连通收集导流区和拦截过滤区的溢流口。

3.如权利要求 2 所述的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，所述生态植草沟的深度为 25~30cm，宽度为 100~150cm。

4.如权利要求 1 所述的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，在所述拦截过滤区内自上而下依次设有多层过滤结构、碎石过滤层、滤网和雨水存储池；所述雨水存储池通过埋设于硬质驳岸内的连通管与湿地净化区连通。

5.如权利要求 4 所述的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，所述碎石过滤层上还增设有与多层过滤结构并排布置的草本植物种植土层，草本植物种植土层上种植有草本植物；所述草本植物种植土层与多层过滤结构之间增设分隔板，二者通过分隔板隔开；所述多层过滤结构包括依次由上而下的卵石过滤层、粗格栅、细格栅、草本植物种植土层和砾石过滤层。

6.如权利要求 5 所述的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，所述草本植物种植土层的厚度为 20~30cm。

7.如权利要求 4 所述的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，所述湿地净化区由石笼挡墙围合而成，其包括底板和侧墙；所述排水口设于靠近湖泊一侧的侧墙上；所述湿地净化区内设有自上而下的沸石净化层和陶粒净化层，所述沸石净化层通过连通管与拦截过滤区的雨水存储池连通，陶粒净化层铺设于湿地净化区的底板上。

8.如权利要求 7 所述的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，在所述陶粒净化层上还设有与沸石净化层分隔开来的挺水植物种植土层，挺水植物种植土层内分布有底栖动物，并种植有挺水植物。

9.如权利要求 8 所述的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，所述挺水植物种植土层的厚度为 40~60cm，由湖泊底泥添加改性材料制成。

10.如权利要求 7 所述的适用于城市湖泊外源污染控制的生态修复系统，其特征在于，由石笼挡墙围合而成的侧墙其顶部标高高于挺水植物种植土层顶部标高 20~50cm；所述排水口位于侧墙的下部，距离侧墙底部标高 15~20cm；所述排水口的底部标高高于湖泊常水位。