[发明专利]一种增强河道潜流交换的装置

说明书

本发明公开了一种增强河道潜流交换的装置，所述的装置安装在河流底部潜流带的位置，包括前后两块与河道横截面平行设置的挡板，所述的挡板与两侧河岸所围成的区域中放置了高传导率结构和位于高传导率结构两侧的低传导率结构，所述的低传导率结构位于高传导率结构和挡板之间，在所围成区域的其它空间为采用原位沉积物填充的原位沉积物区。本发明通过不同传导率结构的安装，促进水体流动引起聚集流与发散流，从而分别引起河水下涌和下层水上涌，增加潜流交换通量，同时促进了对水体中污染物的分解，起到净化的作用。

技术领域

本发明属于河流生态修复与治理领域，具体涉及一种增强河道潜流交换的装置。

背景技术

城市降雨径流污染是重要的非点源污染之一，具有随机性、广泛型、滞后性、不确定性等特点，大量悬浮物质、营养物质、好氧物质、细菌等污染物通过地表径流汇入受纳水体，最终进入河流湖库，造成水体污染等环境问题。

目前，对于治理城市非点源污染主要倾向于减少暴雨流量而忽略了对污染物的削减。同时，用于污染河道治理的主流技术包括人工曝气、底泥疏浚等物理方法，但其安装成本高，运行维护困难，同时底泥疏浚费用昂贵，在短期内虽能起到较好的治污效果，但其破坏了河道原有自然环境，远期经济效益低下；化学方法包括强化絮凝、化学氧化和化学沉淀等，其虽效果显著，但由于外界投放化学物质，引发各种不确定性因素，易造成水体二次污染；生物修复包括植物修复、微生物修复等，河道种植植物虽然保护了生态环境不受破坏，但其阻碍了河道行洪效果，为城市安全买下隐患，同时微生物的降解效果则与环境因素密切相关，在多数情况下处理效果不佳。

潜流带是一种可以处理非点源污染的溪流中的天然生物反应器。河床和河岸沉积物提供了氧化还原条件、溶质和微生物之间的接触、以及较长停留时间。这种动态环境为许多重要的生物化学反应提供了条件，减少了地表径流中过量的污染物，因此被称为河流肝脏。

综上，潜流带具有减轻威胁城市溪流的非点源污染的潜力，但有限的流量和低效的交换通常会限制其水质改善。因此，开发河流的底质沉积物，增强河道地表水与地下水交换过程，是治理河流污染的一种新思路。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种增强河道潜流交换的装置。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种增强河道潜流交换的装置，所述的装置安装在河流底部潜流带的位置，包括前后两块与河道横截面平行设置的挡板，所述的挡板与两侧河岸所围成的区域中放置了高传导率结构和位于高传导率结构两侧的低传导率结构，所述的低传导率结构位于高传导率结构和挡板之间，在所围成区域的其它空间为采用原位沉积物填充的原位沉积物区。

作为本发明的进一步改进，所述的低传导率结构的垂直高度高于所述的高传导率结构。

作为本发明的进一步改进，所述的原位沉积物区位于在所述的高传导率结构和所述的低传导率结构所围成的凹槽区，以及所述的挡板和所述低传导率结构的间隙中。

作为本发明的进一步改进，所述的原位沉积物区的顶面与所述的低传导率结构齐平，且位于表面流之下。

作为本发明的进一步改进，还包括设置在装置底部的不透水层。

作为本发明的进一步改进，所述的装置还包括黏土层，所述的黏土层沿河岸铺设，与水流方向平行。

作为本发明的进一步改进，所述的挡板通过可拆卸的方式与两侧河岸之间呈垂直设置。

作为本发明的进一步改进，所述的高传导率结构采用的是混凝土或巨石构建，其空隙率要求为0.01-0.05；所述的低传导率结构采用的是砾石构建，其空隙率为0.4-0.5。

作为本发明的进一步改进，在所述的原位沉积物中还掺入了环境降解生物质，包括木屑或生物炭，其空隙率为0.3-0.4。