[发明专利]生态净污型复式河床湿地系统成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及河流水体的原位水质净化与生态修复的技术方法，特别是利用人工湿地原理原位净化河流水质，营造水生生物栖息适宜多样化环境的生态净污型复式河床湿地系统成型方法。属于河流水体水质净化与生态修复技术领域。

背景技术

目前，河流受污染水体的净化处理技术主要可分为异位处理技术和原位处理技术。污染水体的异位处理技术是指河流中的污染水体引向外部净化设施进行处理，此方法净化效果明显，但处理能力十分有限，只适用于特小型的沟渠河流，对大中型河流整体水质改善贡献甚微，且占地面积大、投资额度大、管理复杂。污染水体的原位净化处理技术是指在河流内直接对污染水体进行净化处理的技术，主要包括物理净化法(如引水稀释、底泥疏浚等)、化学净化法(如化学药剂、凝聚沉淀等)、生物-生态净化法(如投菌技术、水生植物技术、生物载体技术、塘库技术等)。其中：物理净化法工艺设备简单、易于操作，处理效果明显，但工程量比较大，易造成二次污染，治标不治本；化学净化法易于操作，配合其它方法处理效果明显，但不适合流速较快水体，治理费用较高，易造成二次污染，治标不治本；生物-生态净化法利用水生生物的生命活动以及氧气等自然生态因素，对水中污染物进行转移、转化和降解，从而使水体得到净化，其处理效果明显，投资省，不需耗能或低耗能，且利于河流自净能力和生态系统的逐渐恢复，因而逐渐成为污染水体原位净化处理的热点研发技术。但目前生物-生态净化技术也存在一定缺陷，例如：投菌技术和水生植物技术不易控制和管理，使用不当会对土著物种和原生态系统结构造成影响；生物载体技术将生物栅、生物填料、人工浮床、人工浮岛等不当布置在河流中，会对其行洪、航运等功能造成一定的影响；塘库技术用堰坝将河流人为分割为若干静止水体，改变了其流动和连通特性，严重影响了河流的生态系统结构和功能。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有河流水体水质净化与生态修复技术方法所存在的缺陷，提出一种生态净污型复式河床湿地系统成型方法，实现净污与生态功能的统一：在河床上构造人工湿地系统，利用人工湿地净污原理有效地净化河流水体和污水厂达标排放尾水；通过将河床断面形态改造成浅滩与深槽并存的复式河床结构、以及在河流纵向上蜿蜒交错布设河床湿地系统，使河流在横向上和纵向上形成多样化环境，利于水生生物栖息生长和河流生物多样性，且实现河床湿地系统不影响河流原有功能，构造简单、施工方便、功能稳定、造价低廉、使用方便。

本发明的技术解决方案：其特征在于开挖改造原河床，在新河床上由底至上逐层填充30～60mm圆形砾石、12mm中等砾石、6mm砾石、粗砂和土壤等基质，形成复式河床，复式河床浅滩顶部位于河流的枯水位之下，复式河床浅滩的土壤层上种植水生植物，复式河床深槽斜坡以生态砼护砌，形成生态净污型复式河床湿地系统。河宽大于等于50m河流中，在河流的纵向上两岸内侧连续布设生态净污型复式河床湿地系统，系统宽度不一、边缘呈流线型；河宽大于10m小于50m河流中，在河流的纵向上两岸内侧交错间隔布设生态净污型复式河床湿地系统，每个系统呈圆弧型；河宽小于等于10m河流中，在河流的纵向上两岸外侧交错间隔布设生态净污型复式河床湿地系统，每个系统呈圆弧型，在每个河床湿地系统上游设置抛石拦堰和深潭形成跌水，并利用跌水控制水流方向，使水流沿较佳角度进入河床湿地系统。在河床湿地系统的砾石层铺设布水器，污水厂达标排放尾水通过布水器均匀布入河床湿地系统。

本生态净污型复式河床湿地系统成型后，砾石、粗砂和土壤等基质和植物根系表面将生长大量微生物并构成生物膜，形成“植物-基质-微生物”综合处理系统。当河流水体或污水厂达标排放尾水进入河床湿地系统时，水中的SS(固体悬浮物)被砾石、粗砂和土壤及植物根系阻挡截留，有机质通过生物膜的吸附及同化、异化作用而得以清除；植物根区作用和河流水位的变化使得河床湿地系统中的生物膜保持“厌氧-好氧”交替运行，保证了水中的氮、磷不仅能被植物及微生物作为营养成份直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用从水中去除，达到净化水中污染物的目的和效果。然后，对填料进行定期更换和收割植物，最终把污染物从河流系统中彻底清除掉。此外，河床湿地系统的构建将在河流中形成浅滩和深槽并存的复式河床结构，使河流横向上的水生生物栖息环境变得更为多样化，河床湿地系统在河流纵向上蜿蜒交错布设，也将在河流纵向上形成适宜水生生物栖息生存的多样化环境，这都将有利于河流生物多样性和生态系统健康。