[发明专利]一种用于城市景观河道的生态潜坝系统及施工方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程及环境工程领域，特别涉及一种用于城市景观河道的生态潜坝系统及施工方法。

背景技术

城市景观河道因集雨面积小、与周边水系连通性差，常常出现河道水体污染、流量小甚至断流现象，严重影响城市的生态环境。潜坝作为一种兼具“蓄水”与“泄水”功能的低水头水工建筑物，能有效调节坝前水位和下泄流量，保障了河道生态流量和景观用水，在城市景观河道中得到广泛应用。然而，由于拦蓄作用，水速减缓，传统潜坝易加剧河道水体富营养化，破坏河道生态环境，影响城市景观。

目前，解决传统潜坝加剧城市河道水体富营养化问题的方法主要有三类。第一，修建净水厂或连通人工湿地，将富营养化水体引入净化后再输回。该方法建设成本高、运行管理复杂。第二，利用动力曝气装置对水体进行强制增氧，促使河道内生物吸附分解水体中富营养物质，净化水体。该方法需安装动力曝气装置，建设与运行成本高，运行管理也不方便。第三，定期向水体投入化学药剂，通过化学反应净化水体。该方法需使用化学药剂，成本高，会给水生环境造成新污染。上述三类方法虽能较好解决河道水体富营养化问题，但存在成本高、运行管理不方便、或不生态等不足。

发明内容

针对传统潜坝加剧城市河道水体富营养化问题，本发明驱动下泄水体自动掺气溶氧，采用生物膜法、植物修复等生态技术持续净化河道水体，提供了一种具有净水效果好、生态美观、施工简单、维护方便、成本低等优点的生态潜坝系统及施工方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下。

本发明公开了一种用于城市景观河道的生态潜坝系统及施工方法。所述生态潜坝统包括潜坝、消力池、水车、沉水植物、排泥槽；所述消力池包括护坦和尾坎；所述潜坝和消力池由挂膜石笼网箱建造；所述水车位于所述潜坝的下游和护坦首端的上方；所述沉水植物位于尾坎坎顶。

进一步地，所述潜坝和消力池采用的挂膜石笼网箱，其网孔大小为0.04m~0.13m，其填充的碎石粒径大小为0.05m~0.15m，所选用的碎石粒径必须大于石笼网箱网孔的直径，并在碎石上挂生物膜。

进一步地，所述潜坝的坝高为0.5m~3m，跌坎高度为0.1m~0.4m。

进一步地，所述水车上游端距所述潜坝下游面1~3m，底部淹没深度为叶片高度的0.5~1倍，沿坝轴线方向依次布置水车，各个水车之间的间距为1~3m。

进一步地，所述消力池尾坎坎顶高程与下游河床高程一致。

进一步地，所述沉水植物采用生长在水下的植物，如：苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等。

进一步地，所述施工方法具体如下：第一，河床清理。对坝址处的河床进行开挖清理。第二，挂膜石笼网箱制作。在预制工厂按照设计要求将生物膜挂在碎石上形成挂膜碎石，同时制作石笼网箱，最后将挂膜碎石填入石笼网箱内，形成特定的挂膜石笼网箱。第三，现场安装固定。利用吊车将在预制工厂完成的挂膜石笼网箱吊装在清理好的河床上，并对各个石笼网箱之间进行搭接加固处理，形成所述潜坝、消力池等结构，完成主体施工，将所述沉水植物种植在所述尾坎坎顶，最后将所述水车安装完毕即可。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几个方面。

1、持续净水、效果好。从坝顶跌落的水流驱动水车旋转，不断将消力池内水体卷起、跌落，造成水体沿程充分掺气溶氧，高含氧水体流经由挂膜石笼网箱组成的潜坝和消力池时，其中富营养物质与生物膜发生氧化反应，被吸附分解，产生的污泥自动汇入排泥槽排出；尾坎处沉水植物吸收水中剩余富营养物质，进一步净化水体。整个生态潜坝系统位于河道内，全天候自动运行，通过生物膜法、植物修复等生态技术共同作用实现了对河道水体的持续净化，效果好。

2、生态美观。一方面，整个系统具备良好的净水效果，对景观河道的生态环保起到了极好的作用；另一方面，潜坝、消力池均采用石笼网箱搭建并且消力池尾坎上种植沉水植物，同时潜坝跌水、水车旋转和消力池掺混等现象，均具有极好的美观效果。

3、施工简单、维护方便。施工时，按照设计要求将填充好挂膜碎石的石笼网箱吊装到清基河床内固定，再逐一连接好各石笼网箱即可；在运行维护中若更换石笼网箱，只需直接吊装更换即可。

4、成本低。一方面，本发明的主体结构均由工厂预制，现场吊装完成，降低了施工费用，且该结构位于河道内，无需占用土地资源，减少了土地费用；另一方面，本发明利用潜坝跌水、水车自动旋转和消力池掺混等多种联合作用方式使水体充分溶氧，整个系统充分利用水流运动特性，在运行期间无需提供动力。

附图说明