CN216106242U

CN216106242U - 一种应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带

Info

Publication number: CN216106242U
Application number: CN202122147422.XU
Authority: CN
Inventors: 刘超; 李乃稳; 李龙国; 鲁恒; 李寅田; 王雪颖
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2031-09-07

Abstract

本实用新型公开了一种应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，包括：生态填料层铺设于河湖岸坡表面，铺设高度为20‑60cm；生态填料层由砾石或火山岩、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒和铁屑组成；土壤层敷设于生态填料层上表面，敷设高度为5‑15cm；土壤层由土壤和砾石或火山岩组成；植被层为种植于土壤层之上的植物；植物种类为最适于当地气候的乡土植物品种。本实用新型可以在保证河湖岸线区域范围内地表径流排放入水体的同时，实现对面源多种污染物的高效去除，从而有效截控经径流进入水体的多种面源污染物，保证了良好的河湖水体环境和生态功能；同时还实现了对农林废弃物的有效利用，适用于城市或乡村河流或湖库的生态综合治理工程。

Description

一种应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带

技术领域

本实用新型涉及生态工程技术领域，尤其涉及一种应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带。

背景技术

我国目前正处在经济快速发展的阶段，这种高速发展给河流或湖库水环境带来了巨大的压力和挑战,引发了一系列的环境问题，如黑臭水体、水体富营养化、水体污染等。面源污染是指在降水的条件下,雨水和径流冲刷地面,使污染物进入受纳水体引起的环境问题。包括城市面源污染和农田面源污染。特别在城市中，人类活动强,土地不透水面积比例高,因此降雨径流来势猛,水量大,水质差。面源主要污染物为COD、TSS、TP和TN，同时因农田或绿地的杀虫需要，面源还包括大量的杀虫剂、农药等新兴持久性有机污染物等。这些污染物随着降雨进入到地表水体，尤其在初期雨水中含量较高。这些污染物的去除对于河湖水体环境的保护和水资源的合理高效利用具有十分重要的意义。

同时，为了改善水安全和水的生态环境，我国目前正在进行河流或湖库的流域生态综合治理工作。根据多项河湖水体生态综合治理工程的调查研究，流域的面源污染，包括城市面源污染物和农田面源污染物，其污染物入河量占河湖水体污染物总的来源的比例一般在 30％～60％。因此，适应于河湖流域综合治理的要求，为保证河、湖(包括人工湖库)的水质，则也要求对雨水造成的径流面源污染物进行截留去除，这是有效减小入河污染物总量，保证水体生态环境长效维持的关键。

河湖岸坡是河湖周边区域地表径流进入河湖的主要途径，而对于城市而言，河湖周边一般配合河湖治理进行了景观改造，形成了大片的城市绿地，而在绿地平时维护的过程中，则需要施用大量的化肥和农药。河湖岸坡对入水体径流具有过程截留与净化作用，对保护城市水生态和水环境具有重要的作用。但目前在城市河湖周边绿化带或城镇景观区的建设上还存在着功能单一，结构设置不合理的缺点，尤其没有针对径流中面源污染物中有机物和N、P 等污染物的去除机理进行合理和针对性的结构设计，面源污染物的截留去除效果不好。

虽然现有技术中存在通过增加草坪厚度和种植具有较好脱氮除磷作用植物的方式缓解了上述问题。然而，该方法因单纯植物吸收速度慢，土壤基地孔隙率小，径流多以面流形式进入水体，因而对N、P等污染物截留效果有限。因此，目前河湖岸坡带存在一方面为维持植物生长而需进行适宜施肥，同时肥分流失而造成水体污染的矛盾问题。

理想的方法应是该方法可以随着不同河湖岸线绿化带及景观区建设的要求而进行绿化植物的选择，根据有机物去除、脱氮除磷的生物化学过程的要求而设置合理的岸坡生态拦截带结构，同时可以实现对径流的快速排除，更为重要的是可以实现对径流中的有机物、氮、磷，甚至新兴有机污染物的高效截留与净化去除，避免水体的富营养化。

实用新型内容

为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种具有多种面源污染物综合截控功能的河湖岸坡生态拦截带，保证河湖岸线区域范围内地表径流排放入水体的同时，实现对面源多种污染物的高效去除。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，包括：生态填料层、土壤层和植被层；

所述生态填料层铺设于河湖岸坡表面，铺设高度为20-60cm；所述生态填料层由砾石或火山岩、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒和铁屑组成；

所述土壤层敷设于所述生态填料层上表面，敷设高度为5-15cm；所述土壤层由土壤和砾石或火山岩组成；

所述植被层为种植于所述土壤层之上的植物；所述植物种类为最适于当地气候的乡土植物品种。

在一些较优的实施例中，所述河湖岸坡生态拦截带在河湖岸坡表面设置为坡型或阶梯型。

在一些较优的实施例中，当所述所述河湖岸坡生态拦截带在河湖岸坡表面设置为坡型阶梯型时，其阶梯竖立面还包括透水梯级。

在一些较优的实施例中，所述生态拦截带与河湖水体衔接，并在衔接设置有生态驳岸。

在一些较优的实施例中，所述生态填料层中的各种物料粒径为5～15mm；按重量份数计，所述砾石或火山岩为20～40份，陶粒为10～30份，麦饭石为10～30份，生物炭颗粒为10～20 份，铁屑为5～10份。

在一些较优的实施例中，所述生态填料层的初始孔隙率为35％～50％。

在一些较优的实施例中，所述土壤层中砾石或火山岩的粒径为5～15cm；按重量份数计，所述土壤为70-90份，砾石或火山岩为10-30份。

在一些较优的实施例中，所述土壤层的初始孔隙率为10％～40％。

在一些较优的实施例中，所述铁屑来自于钢铁加工的废旧材料；所述生物炭颗粒的制备原料包括木屑和/或农作物秸秆。

在一些较优的实施例中，所述生态驳岸为浆砌块石、石笼、仿木桩和生态混凝土块中的至少一种。

有益效果

本实用新型可以在保证河湖岸线区域范围内地表径流排放入水体的同时，实现对面源多种污染物的高效去除，如COD,氨氮，总磷及新兴有机污染物，从而有效截控经径流进入水体的多种面源污染物，保证了良好的河湖水体环境和生态功能；同时还实现了对农林废弃物的有效利用，适用于城市或乡村河流或湖库的生态综合治理工程，同时兼具景观功能。

附图说明

图1为本实用新型一种较优实施例的结构示意图；

图2为本实用新型另一种较优实施例的结构示意图；

图3为本实用新型另一种较优实施例的结构示意图；图中：1、河湖岸坡1；2、生态填料层2；3、土壤层3；4、植被层4；5、生态驳岸5；6、河湖水体6；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，包括：生态填料层(2)、土壤层(3)和植被层(4)；

所述生态填料层(2)铺设于河湖岸坡(1)表面，铺设高度为20-60cm；所述生态填料层(2)由砾石或火山岩、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒和铁屑组成；

所述土壤层(3)敷设于所述生态填料层(2)上表面，敷设高度为5-15cm；所述土壤层(3)由土壤和砾石或火山岩组成；

所述植被层(4)为种植于所述土壤层(3)之上的植物；所述植物种类为最适于当地气候的乡土植物品种。

在一些较优的实施例中，如图1和图2所示，根据所述河湖岸坡(1)的形状，所述河湖岸坡生态拦截带在河湖岸坡表面设置为坡型(如图1)或阶梯型(如图2、图3)。应当理解的是，在设置为阶梯型时，其阶梯级数可以由本领域的技术人员根据现场的实际情况设定，本实用新型不作进一步的要求。当所述所述河湖岸坡生态拦截带在河湖岸坡1表面设置为坡型阶梯型时，其阶梯竖立面还包括透水梯级7。

下面给出不同设置参数下的具体实例，以及其应用效果的对比实验例。其中，未经特殊说明，下述实施例的河湖岸坡生态拦截带在河湖岸坡表面均设置为坡型。当在其他一些较优的实施例中，将其设置为阶梯型时，同样可以得到类似的有益效果，本实用新型不再赘述。

实施例1

(1)河湖岸坡1按照稳定要求设置，清理至设计值，基地土壤经碾压密实或在其上敷设一层防渗土工布，以保证雨水径流沿生态填料层2渗流至水体；

(2)在岸坡基底之上敷设生态填料层2，厚度为20cm，混合填料由火山岩、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒和铁屑组成，火山岩、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒粒径5～10mm，铁屑粒径5～7mm；火山岩比例为40％，陶粒比例为20％，麦饭石比例为20％，生物炭比例为15％，铁屑比例为5％，生态填料层2初始孔隙率控制在40～50％之间；

(3)在生态填料层2之上敷设用于植被种植的土壤层3，厚度为20cm；为保证植物生长和径流下渗，土壤层3由土壤和火山岩组成，火山岩比例为30％，粒径为5～10cm。土壤层3初始孔隙率控制在20～30％之间。

(4)土壤层3栽种植被，以适应性强，宜灌草结合，宜景观需求选择不同花期、颜色植物，宜选择根系发达、固土能力强植物。

实施例2

(2)在岸坡基底之上敷设生态填料层2，厚度为40cm，混合填料由火山岩、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒和铁屑组成，火山岩、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒粒径5～10mm，铁屑粒径5～7mm；火山岩比例为40％，陶粒比例为20％，麦饭石比例为20％，生物炭比例为15％，铁屑比例为5％，生态填料层2初始孔隙率控制在40～50％之间；

实施例3

(2)在岸坡基底之上敷设生态填料层2，厚度为60cm，混合填料由火山岩、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒和铁屑组成，火山岩、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒粒径5～10mm，铁屑粒径5～7mm；火山岩比例为30％，陶粒比例为20％，麦饭石比例为25％，生物炭比例为20％，铁屑比例为5％，生态填料层2初始孔隙率控制在40～50％之间；

实施例4

(2)在岸坡基底之上敷设生态填料层2，厚度为40cm，混合填料由砾石、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒和铁屑组成，砾石、陶粒、麦饭石、生物炭颗粒粒径5～10mm，铁屑粒径5～7mm；砾石比例为30％，陶粒比例为20％，麦饭石比例为25％，生物炭比例为20％，铁屑比例为5％，生态填料层2初始孔隙率控制在40～50％之间；

实验例

对实施例1-4进行氮磷的去除效果和排水效率检测，当下渗速度为2～10m/h时，可有效去除岸坡径流中的多种面源污染物，其中新兴有机污染物以城市绿化常用农药：溴氰菊酯为例，结果如下表1所示：

表1各实施例对面源污染物截控数据表

表中数据以截控率为指标，指在初雨时期，取相应实施例入口处径流水样作为对照，取流经岸坡生态拦截带后的径流水样，测定各污染物值，计算获得截控率。

有以上分析可知，本实用新型所提供的应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，在保证河湖岸线区域范围内地表径流排放入水体的同时，实现对面源多种污染物的高效去除，如COD,氨氮，总磷及新兴有机污染物，从而有效截控经径流进入水体的多种面源污染物，保证了良好的河湖水体环境和生态功能；同时还实现了对农林废弃物的有效利用，适用于城市或乡村河流或湖库的生态综合治理工程，同时兼具景观功能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，其特征在于，包括：生态填料层(2)、土壤层(3)和植被层(4)；

所述生态填料层(2)铺设于河湖岸坡(1)表面，铺设高度为20-60cm；

所述土壤层(3)敷设于所述生态填料层(2)上表面，敷设高度为5-15cm；

所述植被层(4)为种植于所述土壤层(3)之上的植物；所述植物为最适于当地气候的乡土植物品种。

2.如权利要求1所述的应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，其特征在于：所述河湖岸坡生态拦截带在河湖岸坡(1)表面设置为坡型或阶梯型。

3.如权利要求2所述的应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，其特征在于：当所述河湖岸坡生态拦截带在河湖岸坡(1)表面设置为坡型阶梯型时，其阶梯竖立面还包括透水梯级(7)。

4.如权利要求1所述的应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，其特征在于：所述生态拦截带与河湖水体(6)衔接，并在衔接设置有生态驳岸(5)。

5.如权利要求1所述的应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，其特征在于：所述生态填料层(2)的初始孔隙率为35％～50％。

6.如权利要求1所述的应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，其特征在于：所述土壤层(3)中砾石或火山岩的粒径为5～15cm。

7.如权利要求1所述的应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，其特征在于：所述土壤层(3)的初始孔隙率为10％～40％。

8.如权利要求4所述的应用于面源污染多污染物的河湖岸坡生态拦截带，其特征在于：所述生态驳岸(5)为浆砌块石、石笼、仿木桩和生态混凝土块中的至少一种。