[发明专利]一种智能监测净水生态堰及构筑方法

说明书

本发明公开了一种智能监测净水生态堰及构筑方法，所述生态堰包括生态混凝土堰体、混凝土防渗层、堰心填料体、植被层、汀步、风力/太阳能光伏发电装置、主控箱、微孔曝气装置、电子水位尺、多功能水质监测仪。本发明充分利用生态混凝土构筑堰坝主体结构，保留透水能力并具备较强的稳定性、抗冲刷性，为微生物提供附着挂膜空间并为植物提供生长发育基床；填料体和微生物包埋箱结构设置新颖，曝气过程和微生物高效降解过程能有效减少填料堵塞并提高水质净化能力；设置监测控制系统，利用风能和太阳能为设备供电，通过电子水位尺、曝气装置等设备实现水质水位监测和水体曝气，并将数据和预警信号传输至终端，方便管理部门的管理决策。

技术领域

本发明涉及一种智能监测净水生态堰及构筑方法，适用于面源污染治理、堰坝技术领域。

背景技术

堰坝是指为拦蓄水体，抬高上游水位，满足灌溉、发电、防洪等需求而建造的临时性或永久性水利设施。城市、农村河道中常修建低溢流堰坝作为蓄水、泄水建筑物，其主要作用是保证一定的河道水位，在堰体上游河道形成连续的水面，满足一定的生态用水和景观用水需求。传统堰坝通常由混凝土、浆砌石筑建而成，也有部分堰体采用充气橡胶材料、钢铁材料构筑，通常不具备透水性或透水性较差，应用时总会破坏河道的纵向连通性，使蓄水区水体流通缓慢，物质能量交换能力降低，容易引发水质恶化、污染物富集等问题。透水堰坝技术是在传统堰坝技术上发展而来形成的一系列技术，堰坝体通常由砌石、砂砾、木块等材料通过堆砌、固接等方式构筑而成，具备一定的透水性能，可以减缓洪水对河床的冲刷，清洁水体，对水体产生一定的自然的净化作用，相对于传统堰坝，具备更好的生态效应。

现有的生态透水堰坝是在传统堰坝的基础上改变结构和形态构成的，目前已有的透水堰坝通常存在以下几个问题：

(1)坝体不稳定，堰坝体通常采用不同粒径大小的块石、砂砾等材料堆积而成，材料相互之间没有较强的联结作用，通常依靠外层结构固定，堰坝体存在不牢固、不稳定、抗冲刷能力弱的缺点；

(2)水质净化能力较弱，流过堰坝体的水流通常在堰坝体内停留时间较短，水流难以与透水堰坝体材料以及附着挂膜的微生物充分接触，对污染物质的吸附降解效果难以充分发挥；

(3)堰坝功能较为单一，未能充分利用堰坝结构空间搭载测定堰坝周边水体的水质水位监测设备，不能及时获取区域水质水位数据。

发明内容

针对目前已有透水堰坝存在的上述问题，本发明提供了一种智能监测净水生态堰及构筑方法。本发明充分利用生态混凝土兼具生态亲和性和较高强度的特点构筑堰坝主体结构，保留透水能力并具备较强的稳定性、抗冲刷性，可以为微生物提供附着挂膜空间并为植物提供生长发育基床；填料体和微生物包埋箱结构设置新颖，曝气设备的曝气过程和微生物包埋箱中微生物高效降解过程能有效减少填料堵塞并提高水质净化能力；在堰坝结构空间设置整套监测控制系统，利用风能和太阳能为设备供电，进行电量的“自给自足”，通过电子水位尺、曝气装置等设备实现水质水位监测和水体曝气，并将数据和预警信号传输至终端，方便管理部门的管理决策。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种智能监测净水生态堰，包括生态混凝土堰体、混凝土防渗层、堰心填料体、植被层、汀步、风力/太阳能光伏发电装置、主控箱、微孔曝气装置、电子水位尺、多功能水质监测仪，其中：

所述生态混凝土堰体由生态混凝土浇筑于混凝土防渗层和河床底构成；

所述堰心填料体由填料层和微生物固化包埋箱组成，布设于混凝土防渗层上；

所述填料层自下而上依次由滤料层、过渡层、透水反滤层、营养土层组成；

所述微生物包埋箱由外固定箱体和内包埋囊组成，内包埋囊和外固定箱体通过卡扣的方式连接固定，外固定箱体各面开有随机孔，外固定箱体固定镶嵌于填料层背水侧；

所述植被层位于生态混凝土堰体的迎水坡面；