CN215049066U - 一种用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及河流水质净化领域，特别涉及一种用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统。该立体湿地系统包括与周围河道硬质驳岸生态相融合的立体湿地植物槽、绿化植物、湿地填料、布水管道、自动控制系统，立体湿地植物槽固定于硬质驳岸立面，湿地填料填充在立体湿地植物槽内部，绿化植物栽种于湿地填料上，布水管道连接立体湿地植物槽，自动控制系统控制布水管道分区布水。充分利用河道竖向空间构建立体湿地系统，不仅使河道垂直硬质驳岸复绿而美化景观，同时在植物栽种基质中加入具有水质净化功能的多种填料，利用太阳能驱动全自动化控制，通过取河道水浇灌立体湿地，实现对微污染河水的净化。

Description

一种用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统

技术领域

本实用新型涉及河流水质净化领域，特别涉及一种用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统。

背景技术

城市高强度开发，城市建设不断侵占河流生态空间，尤其滨河空间过度城市化建设导致河流硬质化严重。硬质驳岸多以水泥砂浆和浆砌石固定坡岸，将河流临水部分完全或部分硬化，无法提供植物生长空间，切断了驳岸与水体之间的物质交换、减少了水体污染物降解途径、增加了未截留初期雨水的径流污染，造成河流的生物多样性维持、水环境净化、水文化景观等生态服务功能严重缺失等问题。

在不改变现有硬质驳岸基础上，针对以上主要问题提高河道的水体自净能力和驳岸生态环境，目前一般所采取的措施是在河道内进行原位生态修复，如构建生态浮床、投加微生物菌种、增加水体曝气设施等。这些措施仅考虑在河道原位增强水体净化效果，而没有充分利用现有硬质驳岸采取异位措施增强水质净化能力和驳岸景观效果。并且，针对某些雨源型河流丰枯水期水位暴涨暴落水文条件，生态浮床、投加微生物菌种等生态修复措施因不能长期维持而并不适用。

实用新型内容

本实用新型旨在充分利用河道硬质驳岸空间进行河流水质净化和驳岸景观修复，提供一种用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统。

本实用新型提供一种用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，包括与周围河道硬质驳岸生态相融合的立体湿地植物槽、绿化植物、湿地填料、布水管道、自动控制系统，所述立体湿地植物槽固定于硬质驳岸立面，所述湿地填料填充在立体湿地植物槽内部，所述绿化植物栽种于湿地填料上，所述布水管道连接立体湿地植物槽，所述自动控制系统控制布水管道分区布水。

作为本实用新型的进一步改进，所述立体湿地植物槽为包括梯形体在内的抗水流冲击形状，所述立体湿地植物槽的材质为防水防腐材料。

作为本实用新型的进一步改进，所述湿地填料采用种植基质与净水填料混合，制成混合栽培基质，种植基质与净水基质分层填充，上层为种植基质，下层为净水基质。

作为本实用新型的进一步改进，所述绿化植物包括吸附攀爬型、缠绕攀附型及抗水力冲击景观植物。

作为本实用新型的进一步改进，所述立体湿地种植槽包括采用上层湿地、下层湿地串联运行，所述上层湿地连接布水管道并由自动化控制系统统一分区布水，所述下层湿地的进水通道接入上层湿地的出水通道。

作为本实用新型的进一步改进，所述上层湿地为一级湿地，所述下级湿地为二级湿地或多级湿地。

作为本实用新型的进一步改进，该立体湿地系统包括排水支管、排水主管，所述上层湿地的立体湿地植物槽底部设有排水孔，所述排水孔处设有滤水网垫，所述排水支管一端通过滤水网垫连接排水孔，其另一端连接下层湿地的立体湿地植物槽，所述下层湿地的排水端汇聚连接到排水主管。

作为本实用新型的进一步改进，所述布水管道包括布水主管、布水支管，所述布水主管连接布水支管，所述布水支管分别连接多个立体湿地植物槽，所述布水支管在间隔的布水点上设有出水孔并通过出水孔供水给立体湿地植物槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述自动控制系统包括控制器、电动阀门、输水管道、储水箱、河水提升泵，所述河水提升泵通过输水管道连接储水箱的进水端，所述储水箱的出水端连接布水管道，所述控制器连接并控制电动阀门，所述电动阀门设置在布水管道上。

作为本实用新型的进一步改进，所述自动控制系统包括太阳能发电驱动装置，所述太阳能发电驱动装置连接并驱动电动阀门。

本实用新型的有益效果是：充分利用河道竖向空间构建立体湿地系统，不仅使河道垂直硬质驳岸复绿而美化景观，同时在植物栽种基质中加入具有水质净化功能的多种填料，利用太阳能驱动全自动化控制，通过取河道水浇灌立体湿地，实现对微污染河水的净化。

附图说明

图1是本实用新型中立体湿地植物槽的单体结构图；

图2是本实用新型中立体湿地植物槽的俯视结构图；

图3是本实用新型中立体湿地植物槽的固定孔位图；

图4是本实用新型中立体湿地植物槽的排水孔位图；

图5是本实用新型中立体湿地植物槽的立面图；

图6是本实用新型中立体湿地系统的布水排水系统图。

立体湿地植物槽1，绿化植物2，湿地填料3，固定螺栓4，植物槽固定预留孔5，硬质驳岸6，河水提升泵7，储水箱8，输水管道9，电动阀门10，布水主管11，布水支管12，布水点13，滤水网垫14，排水支管15，排水主管16。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1至图6所示，本实用新型的一种用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，包括与周围河道硬质驳岸生态相融合的立体湿地植物槽1、绿化植物2、湿地填料3、布水管道、自动控制系统，立体湿地植物槽1固定于硬质驳岸6立面，湿地填料3填充在立体湿地植物槽1内部，绿化植物2栽种于湿地填料3上，布水管道连接立体湿地植物槽1，自动控制系统控制布水管道分区布水，立体湿地系统由单个立体湿地植物槽1构建，或多个立体湿地植物槽1以拼图方式构建。

如图2，立体湿地植物槽1采用驳岸悬挂式，立体湿地植物槽1上设有植物槽固定预留孔5，并由固定螺栓4与植物槽固定预留孔5的配合固定于硬质驳岸6立面，立体湿地植物槽1布置形式灵活，根据景观需求构建生态驳岸效果，并且可采取拼图的方式构建驳岸生态修复景观效果。立体湿地植物槽1形体、色彩和材质肌理等与周围的环境相融合，营造优美舒适的滨河生态驳岸环境。

立体湿地植物槽1采用梯形体等抗水流水力冲击形态，但不限于梯形体形状，具有不阻水、不怕泥砂淤积、不受漂浮物影响、不影响防洪安全特点。立体湿地植物槽1材料以防水材料为主，避免生锈损坏，可选择的材料包括合成纤维、塑料、防腐碳钢、不锈钢等防水防腐材料，但不限于以上材料。立体湿地植物槽1采用一体式成型构造，立体湿地植物槽1高度40-60cm，与硬质驳岸6固定背板长度80-120cm，梯形体净深30cm。

绿化植物2考虑种植条件的特殊性，选用具备抗逆性强、生长速度适宜、生态功能优、适应性好的植物，并结合配置色彩丰富、形态优美的景观植物。绿化植物2优选吸附攀爬型、缠绕攀附型及抗水力冲击景观植物，如爬山虎、常春藤、蔷薇、使君子、凌霄等。绿化植物2能迅速建立植物群落，较快的完成驳岸绿化，植物较易养护，植物花期长仅需要较低的维护成本，能同时满足景观和生态防护功能的需要。

如图5，立体湿地植物槽1内填充湿地填料3，湿地填料3采用种植基质与净水基质混合，种植基质与净水基质体积配比为1:1。种植基质与净水基质分层填充，上层为种植基质，下层为净水基质。种植基质以土壤、泥炭土为主；净水基质采用火山岩、沸石、牡蛎壳、活性炭、陶粒中的一种或多种，净水基质粒径范围选择4mm-8mm。

根据进水河水水质实际情况，选用多种净水基质进行搭配使用。净水基质对氨氮去除能力优选排序：沸石>活性炭>火山岩>牡蛎壳>陶粒；对磷去除能力优选排序：陶粒>牡蛎壳>沸石>活性炭>火山岩。

湿地填料3采用种植基质与净水填料混合，制成混合栽培基质。利用种植基质使栽培基质的透水性、透气性和营养性等达到最适宜植物生长的状态。应用高效的净水基质协同植物根系和微生物，形成一个湿地微环境，对浇灌的河水进行深度处理，达到水质净化的目的。

立体湿地系统采用管道自控布水。通过河水提升泵7将河水直接提升至配水管道系统，或先提升至硬质驳岸6顶端的高位储水箱8，再将水通过电动阀门10控制配送至不同的湿地布水区域。当河道采用有压管道污水厂尾水补水条件时，立体湿地系统布水主管11与补水有压管道连接，协同电动控制河道补水和湿地布水。

如图6，立体湿地灌溉系统进水管安装在硬质驳岸6一侧垂直给水，通过河水提升泵7将河水提升至进水管道，再至高位储水箱8，通过电动阀门10控制湿地分区布水，然后由布水主管11、布水支管12输送至不同立体湿地植物槽1。输水管道9及布水主管11、布水支管12采用PE或不锈钢材质，管径为DN25~DN50。立体湿地系统采用电动阀门10自控管道分区布水。

立体湿地植物槽1进水采用自动控制系统，由控制器、电动阀门10及输水管道9等组成。通过控制器设置立体湿地浇灌频率，根据出水水质目标、植物生长期、驳岸朝向等调节控制面板，优化立体湿地布水周期和每次时长。

布水支管11隔一定间距于布水点13位置打一个出水孔，出水孔上安装滴头、滴箭对立体湿地槽进行供水，水流呈喷射状流入湿地植物槽1，以细小水流的方式湿润植物根区。根据立体湿地分布形式和需要，布水支管12可间隔一定距离设置多条水平滴灌管。

如图6，立体湿地植物槽1根据硬质驳岸高度及景观需要可采用上层湿地、下层湿地串联运行模式，上层湿地（一级湿地）由自控统一分区布水，下层湿地（二级湿地或多级湿地）进水由上层湿地出水接入，在立体湿地植物槽1底部预留排水孔Φ10mm，在排水孔上铺设Φ1mm滤水网垫14，上层湿地出水通过排水支管15联通自流接入下级湿地，依次将水从上往下配送至不同立体湿地系统。

立体湿地采用间歇式进出水方式，有组织排水，立体湿地植物槽1每次浇透水经立体湿地系统净化后，有组织地汇聚到排水主管16，再汇集排至河道，实现河水的循环净化。立体湿地出水的排水主管16和排水支管15采用PE或PVC材质，管径为DN32~DN75。

立体湿地自控系统采用太阳能光伏驱动，因地制宜的设置太阳能光板，减少对外部电源的依赖。当河道采用有压管道污水厂尾水补水条件时，立体湿地系统输水管道9与补水有压管道连接，协同电动控制河道补水和湿地布水。

在河道硬质驳岸安装生态修复立体湿地系统，采用河道水浇灌并进行循环净化，水力负荷为0.33m³/m²•d，进水NH₄ ⁺-N浓度在0.6-2.68mg/L之间，出水NH₄ ⁺-N浓度为0.32-1.65mg/L，对NH₄ ⁺-N的平均去除率为34.7%；进水TP浓度在0.24-0.62mg/L之间，出水TP浓度为0.11-0.41mg/L，TP平均去除率可达到40%左右。河水经挂篮系统净化后NH₄ ⁺-N和TP浓度优于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中V类标准，因此本装置非常适合垂直硬质驳岸河道的生态修复同时对微污染河水的水质提升。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，包括与周围河道硬质驳岸生态相融合的立体湿地植物槽、绿化植物、湿地填料、布水管道、自动控制系统，所述立体湿地植物槽固定于硬质驳岸立面，所述湿地填料填充在立体湿地植物槽内部，所述绿化植物栽种于湿地填料上，所述布水管道连接立体湿地植物槽，所述自动控制系统控制布水管道分区布水。

2.根据权利要求1所述用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，所述立体湿地植物槽为包括梯形体在内的抗水流冲击形状，所述立体湿地植物槽的材质为防水防腐材料。

3.根据权利要求1所述用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，所述湿地填料采用种植基质与净水填料混合，制成混合栽培基质，种植基质与净水基质分层填充，上层为种植基质，下层为净水基质。

4.根据权利要求1所述用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，所述绿化植物包括吸附攀爬型、缠绕攀附型及抗水力冲击景观植物。

5.根据权利要求1所述用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，所述立体湿地种植槽包括采用上层湿地、下层湿地串联运行，所述上层湿地连接布水管道并由自动化控制系统统一分区布水，所述下层湿地的进水通道接入上层湿地的出水通道。

6.根据权利要求5所述用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，所述上层湿地为一级湿地，所述下层湿地为二级湿地或多级湿地。

7.根据权利要求5所述用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，包括排水支管、排水主管，所述上层湿地的立体湿地植物槽底部设有排水孔，所述排水孔处设有滤水网垫，所述排水支管一端通过滤水网垫连接排水孔，其另一端连接下层湿地的立体湿地植物槽，所述下层湿地的排水端汇聚连接到排水主管。

8.根据权利要求1所述用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，所述布水管道包括布水主管、布水支管，所述布水主管连接布水支管，所述布水支管分别连接多个立体湿地植物槽，所述布水支管在间隔的布水点上设有出水孔并通过出水孔供水给立体湿地植物槽。

9.根据权利要求1所述用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，所述自动控制系统包括控制器、电动阀门、输水管道、储水箱、河水提升泵，所述河水提升泵通过输水管道连接储水箱的进水端，所述储水箱的出水端连接布水管道，所述控制器连接并控制电动阀门，所述电动阀门设置在布水管道上。

10.根据权利要求9所述用于河道硬质驳岸生态修复的立体湿地系统，其特征在于，所述自动控制系统包括太阳能发电驱动装置，所述太阳能发电驱动装置连接并驱动电动阀门。

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