[发明专利]人工湿地水力流程驱动系统及方法

权利要求书

1.一种人工湿地水力流程驱动系统，所述系统包括在人工湿地中沿水力流程布设水工构筑物，所述水工构筑物包括闸门、泵站系统和水工微结构，利用所述水工构筑物中位于进水口、出水口处的闸门以及湿地中间的节制闸和泵站系统完成水力流程的主体驱动，并在人工湿地内部分散布置水工微结构以实现水体流态的多样化。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述闸门由进水闸、中间节制闸和排水闸组成，闸门形式包括直升闸、翻板门和钢坝闸。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征是还包括在所述进水闸前安装的包含湿地进水水位和水质原位监测与远程信号传输的复合探头，和在所述进水闸前设置的半吊式围隔。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述泵站系统由泵站、节制闸和用于湿地远程控制的管理房组成。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述泵站系统位于湿地进水口处或沿湿地水力流程的前1/4-1/2处。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征是所述泵站中的水泵组数量为2-6台，水泵采用潜水泵、轴流泵、离心泵或混流泵。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征是还包括在所述泵站前后分别设置的二级缓冲塘和二级充氧塘，二级缓冲塘由深水区和浅水区组成，深水区靠前，浅水区靠后，二级充氧塘第一级由水泵提水完成，第二级是以梯级跌水溢流堰的形式完成。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征是在所述管理房内安装有实时监控、远程控制和报警预警系统。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述水工微结构是由堵头、卡口和深潭-浅滩组成，分散布置在人工湿地内的各个植物床、大沟、小沟和塘中间。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征是所述小沟包括高位小沟和低位小沟，所述堵头交错设置在所述高位小沟和所述低位小沟两端，堵头的构建材料为砾石、卵石或块石，石料粒径2-60cm，在堵头中间夹设1-2层不透水或弱透水土工织物，堵头边坡在1∶1.5-1∶3的范围之内。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征是在所述大沟中布设卡口，卡口采用砾石床卡口或卡口闸形式。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征是所述砾石床卡口采用砾石、卵石或块石构建，石料粒径5-60cm，沿砾石床卡口周缘打上直立木桩排，中间夹设1-2层不透水或弱透水土工织物，卡口边坡在1∶1.5-1∶3的范围之内。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征是所述砾石床卡口中间的束口处设有叠梁门或插板门结构。

14.根据权利要求9所述的系统，其特征是还包括深潭-浅滩结构，所述深潭-浅滩结构设置在湿地前塘、湿地植物床-沟壕系统、缓冲塘、充氧塘以及多个后塘之间的过水断面处，所述深潭-浅滩结构由砾石、卵石或块石组成，在浅滩中以梅花桩样式打入木桩，所述深潭-浅滩结构迎水面坡度较缓，背水面坡度较陡。

15.根据权利要求1所述的系统，其特征是在湿地不同区域中的流态为自流、推流或两者结合的方式。

16.一种人工湿地水力流程驱动方法，所述方法采用权利要求1至15中任一项所述的人工湿地水力流程驱动系统。

17.一种提高人工湿地水质净化功能的方法，所述方法采用权利要求1至15中任一项所述的人工湿地水力流程驱动系统，并通过调控水泵的启闭数量、时间和闸门的启闭时间和启闭度，来实现对湿地水位升降，水量分配和水力停留时间的水力调控。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征是通过优化水力调控方式，保证大沟过水量占总水量的百分比为25％-40％，其余60％-75％过水量在湿地净化系统内通过，水力停留时间在72小时以上，并且一天24小时内发生2-6次10-50cm变化幅度的水位升降。