本發(fā)明涉及的是一種環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種濱岸梯級(jí)組合式地表徑流污染控制系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

地表徑流污染是指在降雨過程中雨水及其形成的徑流流經(jīng)城市地面(如商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、停車場(chǎng)、街道等)，聚集一系列污染物質(zhì)(如原油、n、p、有毒物質(zhì)、有機(jī)物等)，隨之進(jìn)入水體，污染地表水或地下水。城市地表徑流是典型的非點(diǎn)源污染，具有地域范圍廣、隨機(jī)性強(qiáng)、成因復(fù)雜等特點(diǎn)。非點(diǎn)源污染已成為水環(huán)境污染的重要因素，在美國60％的水污染起源于非點(diǎn)源。對(duì)城市徑流污染的控制是當(dāng)前水環(huán)境研究的重點(diǎn)之一，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地表徑流的有效控制，探求經(jīng)濟(jì)有效的城市徑流污染控制技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。

國內(nèi)外對(duì)城市地表徑流的研究處于快速發(fā)展階段，目前常用的方法就是通過生態(tài)護(hù)坡及濱岸緩沖帶等方式對(duì)徑流污染物進(jìn)行處理。蔡婧等人研究了柴籠、灌叢墊、植草3種不同類型的生態(tài)護(hù)坡對(duì)地表徑流的延滯作用和污染控制作用，結(jié)果表明生態(tài)護(hù)坡在控制地表徑流污染方面具有良好的效果，主要體現(xiàn)在滯緩徑流水流速和去除泥沙等污染物上。如柴籠對(duì)地表徑流的平均延滯時(shí)間為28.00～33.33min，可攔截80.95％粒徑為30.07～111.05μm的懸浮固體，可截留92.58～97.15％的水溶態(tài)營養(yǎng)鹽和75.75～91.24％的泥沙結(jié)合態(tài)營養(yǎng)鹽；灌叢墊使地表徑流進(jìn)入河道的時(shí)間比裸坡滯后9.70～15.33min，可有效截留88.53～92.94％的水溶態(tài)營養(yǎng)鹽，但其對(duì)懸浮顆粒的攔截能力比柴籠和植草護(hù)坡弱；植草護(hù)坡延滯地表徑流的能力不及柴籠和灌叢墊，但其對(duì)地表徑流中較小粒徑的懸浮固體(14.89～52.63μm)(ss)和泥沙結(jié)合態(tài)營養(yǎng)鹽的攔截率分別達(dá)到85.93％和80.53～85.33％。唐浩等人的研究發(fā)現(xiàn)，濱岸植被緩沖帶能有效減少徑流污染物入河量，百慕大、高羊茅等草皮緩沖帶對(duì)ss的攔截率達(dá)75％以上，對(duì)氮磷等營養(yǎng)性污染物的攔截率約在35～55％，大大減輕了河道面源污染負(fù)荷。

整體上看，以往對(duì)城市地表徑流控制方面的研究主要集中在濱岸帶及生態(tài)護(hù)坡的攔截，缺乏岸上結(jié)構(gòu)型污染控制設(shè)施的研究。由于地表徑流量大面廣，具有隨機(jī)性和不確定性等特點(diǎn)，污染因子復(fù)雜，不易收集處理，也不適合建設(shè)污水處理設(shè)施。常規(guī)的濱岸植物緩沖帶占地面積較大，尤其是在各大中城市的建成區(qū)，很難找到大面積的濱岸空置區(qū)域來建設(shè)緩沖帶，過短的植被緩沖帶又不能滿足徑流水凈化要求。因此，極有必要尋求一種因地制宜的地表徑流污染控制方法，進(jìn)一步削減降雨徑流污染物入河量，減少河道污染風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用較大的岸地面積，同時(shí)工程量較大，整體上需要較大的投資，實(shí)用性不強(qiáng)等缺陷，提出一種濱岸梯級(jí)組合式地表徑流污染控制系統(tǒng)及其方法，利用濱岸陸域地塊，設(shè)置集水槽和地埋式u型凈化裝置，能很好的攔截徑流水中的懸浮固體，有效凈化地表徑流的污染物，減少污染物的入河量，并且具有良好的景觀效果。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種濱岸梯級(jí)組合式地表徑流污染控制系統(tǒng)，包括：依次相連并埋設(shè)于地面下方的集水槽、u型凈化裝置和溢流管，其中：集水槽的出水口高于溢流管的入水口，溢流管的入水口高于溢流管的出水口；溢流管的出水口通入河道，并高于河道的常水位。

所述的集水槽沿河岸方向每隔一段距離設(shè)置。

所述的相鄰的集水槽之間的距離根據(jù)河岸匯水區(qū)域面積及降雨量確定。

所述的集水槽的寬度為25～40cm，深度為40～60cm。

所述的u型凈化裝置包括：u型槽、填料、折流板和無紡布隔層，其中：無紡布隔層沿u型槽內(nèi)壁鋪設(shè)，折流板設(shè)置于u型槽的開口內(nèi)，填料填充于u型槽內(nèi)。

所述的u型槽的寬度為60～120cm，深度為80～100cm。

所述的折流板為t字型結(jié)構(gòu)。

所述的折流板的底部距離u型槽底部10～15cm。

所述的折流板為pvc材質(zhì)。

所述的填料為多孔性吸附材料。

所述的無紡布隔層的厚度為1mm，其敷設(shè)高度高過填料深度。

所述的溢流管的出水口與河道之間設(shè)置草皮緩沖帶。

所述的河道在常水位上方種植黃菖蒲，坡道上種植美人蕉。

本發(fā)明涉及一種基于上述系統(tǒng)的控制方法，污染的地表徑流水流入集水槽進(jìn)行初步沉淀，沉淀后的上清液通過集水槽的出水口進(jìn)入u型凈化裝置進(jìn)行凈化，凈化后通過溢流管直接入河或者流經(jīng)草皮緩沖帶入河，入河口的濕生植物及沉水植物體系對(duì)徑流水進(jìn)一步凈化，實(shí)現(xiàn)地表徑流污染的梯級(jí)控制。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用濱岸陸域地塊，設(shè)置集水槽和地埋式u型凈化裝置，攔截徑流水中的懸浮固體，同時(shí)u型槽內(nèi)的填料對(duì)氮、磷、有機(jī)物等營養(yǎng)性污染物具有較好的凈化效果；如果濱岸地塊條件允許，u型凈化裝置出水后還可以設(shè)置緩沖帶，以進(jìn)一步凈化徑流水。

附圖說明

圖1為控制系統(tǒng)示意圖；

圖2為實(shí)施例示意圖；

圖中：1為集水槽、2為折流板、3為填料、4為無紡布隔層、5為u型凈化裝置、6為溢流管。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括：依次相連并埋設(shè)于地面下方的集水槽1、u型凈化裝置5和溢流管6，其中：集水槽1的出水口高于溢流管6的入水口，溢流管6的入水口高于溢流管6的出水口；溢流管6的出水口通入河道，并高于河道的常水位。

所述的集水槽1沿河岸方向每隔10m設(shè)置。

所述的相鄰的集水槽1之間的距離根據(jù)河岸匯水區(qū)域面積及降雨量確定，在匯水區(qū)域面積大、降雨量較大的區(qū)域，可以全線設(shè)置。

所述的集水槽1的寬度為30cm，深度為50cm。

所述的u型凈化裝置5包括：u型槽、填料3、折流板2和無紡布隔層4，其中：無紡布隔層4沿u型槽內(nèi)壁鋪設(shè)，折流板2設(shè)置于u型槽的開口內(nèi)，填料3填充于u型槽內(nèi)。

所述的u型槽由磚塊砌成后水泥抹平。

所述的u型槽的寬度為80cm，深度為100cm。

所述的折流板2為t型結(jié)構(gòu)。

所述的折流板2的底部距離u型槽底部12cm。

所述的折流板2為pvc材質(zhì)。

所述的填料3為多孔性吸附材料，能有效吸附徑流水中氮磷等污染物質(zhì)，同時(shí)多孔結(jié)構(gòu)為微生物等提供了較大的附著面，為徑流水有機(jī)質(zhì)的降解提供更好的條件。

所述的無紡布隔層4的厚度為1mm，其敷設(shè)高度為90cm。

如圖2所示，如果河道岸坡寬度允許，所述的溢流管的出水口與河道之間設(shè)置草皮緩沖帶，即草地，u型凈化裝置的出水經(jīng)溢流管和草皮緩沖帶凈化后入河。

所述的河道在常水位上方種植黃菖蒲，坡道上種植美人蕉，可利用凈水植物及微生物構(gòu)建的凈化體系，對(duì)入河徑流水進(jìn)一步凈化處理。

本實(shí)施例涉及基于上述系統(tǒng)的控制方法，污染的地表徑流水流入集水槽1進(jìn)行初步沉淀，沉淀后的上清液通過集水槽1的出水口進(jìn)入u型凈化裝置5進(jìn)行凈化，無紡布隔層4主要用于防止徑流水中顆粒性污染物流失，折流板2阻隔導(dǎo)向，增加徑流水流程，形成u型流態(tài)，提高填料3的有效性及水力停留時(shí)間，提高凈化效果；徑流水經(jīng)凈化后通過溢流管6流經(jīng)草地入河，入河口的濕生植物及沉水植物體系對(duì)徑流水進(jìn)一步凈化，河中的濾食性魚類與水生植物體系構(gòu)成健康的水生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地表徑流污染的梯級(jí)控制。

本實(shí)施例對(duì)ss的攔截效率在58～92％，對(duì)氨氮的去除效率在35～55％，對(duì)tp(總磷)的凈化效率在32～47％。

本實(shí)施例占地面積較小，u型槽上蓋板還可結(jié)合生態(tài)河道建設(shè)設(shè)計(jì)成人行步道，進(jìn)一步提高城市濱岸區(qū)域土地利用效率。

上述具體實(shí)施可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明原理和宗旨的前提下以不同的方式對(duì)其進(jìn)行局部調(diào)整，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)且不由上述具體實(shí)施所限，在其范圍內(nèi)的各個(gè)實(shí)現(xiàn)方案均受本發(fā)明之約束。