一種城市小河道雨水快速自我凈化組合壩系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于城市河道生態(tài)景觀修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種城市小河道雨水快速自我凈化組合壩系統(tǒng)，具有短距離凈化水體，恢復(fù)河道大面積清澈達(dá)標(biāo)水面的效果，適用于海綿城市建設(shè)和缺水地區(qū)的雨水收集及直接利用，也適用于在海綿城市建設(shè)中，城市河道土地下滲達(dá)標(biāo)地表水方面。
【背景技術(shù)】
[0002]目前城市小河道治理，在全面建設(shè)污水處理廠，解決了雨污分流問(wèn)題之后，多采用建造人工攔河壩，抬高河床水位方法，上級(jí)池塘雨水滿溢，越過(guò)人工攔河壩，以瀑布形式進(jìn)入下級(jí)池塘，水域內(nèi)栽植鳶尾、美人蕉等濕地凈水植物用以凈水。該方式對(duì)雨水快速自我凈化能力有限，容易造成城市小河道污水面積較大，影響景觀效果，且對(duì)雨水收集使用也有較大限制，尤其值得注意的是，由于城市面源污染，雨水中的污染因子較多，水質(zhì)并不達(dá)標(biāo)，其在河道中的直接下滲，將造成地下水水質(zhì)下降的嚴(yán)重后果。由此可見(jiàn)，在建設(shè)生態(tài)型城市的今天，在建海綿城市的國(guó)策背景下，急需一種快速自我凈化城市河道雨水的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述存在的缺陷而提供一種城市小河道雨水快速自我凈化組合壩系統(tǒng)。本實(shí)用新型是以“表面流+水平潛流+垂直潛流”組合方式為基本手段，采用人工濕地凈水植物和鋼鐵工業(yè)高爐渣濾水層聯(lián)合凈水，通過(guò)過(guò)濾壩蓄水和濾水，曝氣溝充氧，PE管穿壩下泄、清水池瀑布充氧等手段，實(shí)現(xiàn)快速自我凈化雨水，恢復(fù)城市河道大面積清澈水體的目標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)雨水的二次使用，實(shí)現(xiàn)城市小河道的自然生態(tài)修復(fù)。
[0004]本實(shí)用新型的一種城市小河道雨水快速自我凈化組合壩系統(tǒng)技術(shù)方案為，小河道內(nèi)設(shè)立一組以上的城市小河道雨水快速自我凈化組合壩;具體為
[0005](I)組合壩包括橫跨小河道的石砌攔河壩，攔河壩下方設(shè)置有基坑，攔河壩由位于基坑內(nèi)的攔河壩基礎(chǔ)和攔河壩基礎(chǔ)之上的攔河壩壩體組成;攔河壩用于截流河水，使上下游蓄水池塘產(chǎn)生水位差壓力；
[0006](2)在攔河壩基礎(chǔ)底部，敷設(shè)H型PE管，H型PE管包括兩根相互平行的過(guò)水管和一根位于兩根過(guò)水管之間且與過(guò)水管垂直的橫管，兩根過(guò)水管位于攔河壩基礎(chǔ)外緣兩側(cè)且橫穿攔河壩基礎(chǔ)前后，通過(guò)H型PE管，水路貫通攔河壩上下游；
[0007](3)攔河壩上游基坑由下到上依次回填粗粒徑石子層、鋼鐵工業(yè)高爐渣混配小粒徑石子層，形成過(guò)濾層；
[0008](4)基坑外緣修筑鋼鐵工業(yè)高爐渣混配小石子的過(guò)濾壩，過(guò)濾壩壩頂稍低于攔河壩壩體頂部；
[0009](5)過(guò)濾壩與攔河壩之間的凹陷處鋪設(shè)高爐渣，高爐渣頂部低于過(guò)濾壩壩體頂部，形成曝氣溝；
[0010](6)攔河壩下游基坑回填粗粒徑石子；[0011 ] (7)攔河壩下游基坑外緣砌筑矮石壩，矮石壩與攔河壩之間形成清水池;清水池是攔河壩下游，收集涌水用的水池，用于在滿溢瀑布下瀉時(shí)，補(bǔ)充下級(jí)池塘溶解氧含量；
[0012](8)過(guò)濾壩前依自然地勢(shì)(即河道坡度方向)，河道形成蓄水池塘。
[0013]其中，過(guò)濾壩所在位置形成水平潛流區(qū)，過(guò)濾壩與攔河壩之間形成垂直潛流區(qū)。
[0014]在攔河壩基礎(chǔ)和攔河壩壩體豎向中央位置，設(shè)置有底部連通PE管橫管的豎向反沖洗管道和控流閥門，豎向反沖洗管道頂部高出壩體頂部表面。以備沖洗PE管，防止管道淤堵，閥門用來(lái)控制河水流速、流量，枯豐季節(jié)對(duì)池塘水位進(jìn)行人工干預(yù)。
[0015]所述小河道指寬度在15?25米之間的城市狹窄河道。
[0016]在蓄水池塘中種植濕地凈水植物，過(guò)濾壩上和清水池泄水處密集栽植濕地凈水植物，所述的濕地凈水植物為低矮挺水植物和/或浮生濕地凈水植物。
[0017]蓄水池塘中播撒土著種魚苗和蝦類，以控制昆蟲孽生。
[0018]步驟(5)中高爐渣頂部低于過(guò)濾壩壩體頂部300毫米。
[0019]所述的攔河壩設(shè)置于于小河道坡度變化顯著處，并保證下游池塘充盈在一定水位高度。
[0020]本實(shí)用新型在河道內(nèi)建多級(jí)城市小河道雨水快速自我凈化組合壩系統(tǒng)，出現(xiàn)多級(jí)貫序蓄水池塘;濕地凈水植物指鳶尾、燈芯草、菖蒲、蓮、睡蓮、水葫蘆等低矮挺水型和浮生型水生植物，散布栽植在蓄水池塘內(nèi)，而密集種植在過(guò)濾壩處和清水池泄水處。
[0021]本實(shí)用新型的一種城市小河道雨水快速自我凈化組合壩系統(tǒng)有益效果為:河道上游來(lái)水，由于流域面源污染，一般為雨污混雜，含有多種超標(biāo)的污染因子。經(jīng)過(guò)本實(shí)用新型的組合壩系統(tǒng)時(shí)，雨水將以表面流、水平潛流和垂直潛流三種方式，在該處自我凈化后下泄。由于城市河道較長(zhǎng)，可設(shè)若干座上述人工攔河壩，水體將很快實(shí)現(xiàn)自我凈化。
[0022]本實(shí)用新型的其微觀機(jī)理是:“人工濕地是三個(gè)相互依存要素的組合體，即土壤。植物和微生物。生殖在土壤層中的微生物(細(xì)菌和真菌)在有機(jī)物的去除中起主要作用，濕地凈水植物的根系將氧氣帶入周圍的土壤，……，大部分有機(jī)物的去除是靠土壤微生物，但是重金屬可通過(guò)土壤、植物作用降低濃度?！?摘自:《人工濕地污水處理技術(shù)》.尹軍崔玉波編著.化學(xué)工業(yè)出版社)，本技術(shù)所采用的方案是使污水先通過(guò)栽植的濕地凈水植物的蓄水池塘，以表面流形式凈化污水，之后經(jīng)過(guò)栽植濕地凈水植物的人工土壩，以好氧和厭氧兩種方式，由微生物參與凈水過(guò)程，經(jīng)過(guò)人工土壩上層的水進(jìn)入鋼鐵工業(yè)高爐渣下滲，上部預(yù)留的曝氣溝帶入氧氣，微生物繼續(xù)凈水作用，上下層水通過(guò)石子濾水層后，由H型PE管收集，穿越人工攔河壩，上涌到壩后清水池，滿溢后下泄，進(jìn)入下一池塘。上述作用，將會(huì)使水中的SS、C0D、B0D、氨氮、重金屬等常見(jiàn)污染物的濃度顯著下降，水質(zhì)獲得有效提升。
[0023]為防止枯豐水期的影響，壩身設(shè)置控流閥門，水的流量和流速受到人為干預(yù)，保證景觀水位;人工攔河壩高度控制在防洪要求內(nèi)，不宜過(guò)高;為防止堵塞，壩身設(shè)置反沖管，連接H型PE管，用來(lái)保證管道暢通;水域內(nèi)撒播土著種小魚、蝦等動(dòng)物，控制昆蟲孽生，形成自然生物鏈。
[0024]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn):
[0025]1.河道短距離自我凈化。自然河道具有的自凈能力，主要是依靠沉降和氧化-還原過(guò)程和河底厭氧狀態(tài)的硝化-反硝化過(guò)程，需要距離長(zhǎng)，即使栽植濕地凈水植物，仍難在短距離內(nèi)解決污水面積大的問(wèn)題。本方法采用延長(zhǎng)過(guò)濾空間的水平+U型垂直過(guò)濾方式，迅速縮短污水河道長(zhǎng)度，擴(kuò)大河道內(nèi)達(dá)標(biāo)水體面積。
[0026]2.河道景觀改善?，F(xiàn)有河道面貌單調(diào)枯燥，很多不具備生態(tài)景觀意義。本方法使用濕地生物凈水技術(shù)，河道出現(xiàn)綠植、花束和游魚，將有效改善河道生態(tài)面貌，呈現(xiàn)自然和諧的生態(tài)景觀。
[0027]3.無(wú)額外能源投入。現(xiàn)有雨水凈化方法，有時(shí)需要投入水栗等額外設(shè)備，有能源輸入消耗，甚至還要占地。本方法使用重力流方式凈