本實(shí)用新型屬于水環(huán)境治理領(lǐng)域，特別涉及一種單一河道外溢式水環(huán)境治理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水環(huán)境是自然生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，但伴隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展與城市化進(jìn)程的加快，水環(huán)境惡化已成為不爭的事實(shí)。各級政府及其相關(guān)職能部門也已經(jīng)把水環(huán)境改善與修復(fù)列入了議事日程，并在實(shí)踐中不斷探索改善水環(huán)境尤其是修復(fù)城市河流水環(huán)境的良方。平原地區(qū)地勢低平，河道水體流動(dòng)性差，自凈能力弱，容易形成死水，長期以往，會(huì)對當(dāng)?shù)氐乃鷳B(tài)環(huán)境、居民宜居適應(yīng)性、工農(nóng)業(yè)發(fā)展等造成非常嚴(yán)重的負(fù)面影響。如何改善平原地區(qū)河湖水質(zhì)的狀況，目前采用得較多的是引清調(diào)水方法，它是水體修復(fù)的一種物理方法，是在有條件的地方通過引入相對清潔的水體，達(dá)到改善水環(huán)境的目的。目前這種方法在國內(nèi)外有較多成功的實(shí)例，如荷蘭Veluwemeetr湖的引換水工程，國內(nèi)的浦東河網(wǎng)調(diào)水工程、引江濟(jì)太工程、玄武湖引水工程、西湖引水工程等都取得了一定的成效。但如果調(diào)水措施不合理，引清調(diào)水很可能會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，并且建設(shè)和運(yùn)行成本高。因此，迫切需要尋找更多的、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的河道水環(huán)境治理技術(shù)，其中針對不易封閉的單一河道和斷頭河道的水環(huán)境治理需要有效的治理技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單一河道外溢式水環(huán)境治理系統(tǒng)及方法。

單一河道外溢式水環(huán)境治理系統(tǒng)，包括單一河道與生態(tài)浮床和濕地的組合模式、單一河道與生態(tài)浮床的組合模式和單一河道與濕地的組合模式中任一形式；單一河道與生態(tài)浮床和濕地的組合模式包括：上游擋水墻、中間擋水墻、下游擋水墻、動(dòng)力泵、進(jìn)水管、流量控制閥、出水管、濕地、凈化池入水口、生態(tài)浮床、明渠進(jìn)水口、明渠出水口、可移動(dòng)清淤泵和清淤管道；在上游河段和下游河段之間分別設(shè)置上游擋水墻、中間擋水墻和下游擋水墻，上游擋水墻和中間擋水墻之間形成治理河段，中間擋水墻和下游擋水墻之間形成凈化池；在治理河段里設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管連接動(dòng)力泵，并經(jīng)過流量控制閥與出水管相連，出水管的射流經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)濕地后再由凈化池入水口流入凈化池，在凈化池里設(shè)置有若干個(gè)生態(tài)浮床；凈化后的水體通過明渠進(jìn)水口以溢流的形式進(jìn)入明渠，并通過明渠出水口流回至治理河段中；單一河道與生態(tài)浮床的組合模式包括：上游擋水墻、中間擋水墻、下游擋水墻、動(dòng)力泵、進(jìn)水管、流量控制閥、出水管、生態(tài)浮床、明渠進(jìn)水口、明渠出水口、可移動(dòng)清淤泵和清淤管道；在上游河段和下游河段之間分別設(shè)置上游擋水墻、中間擋水墻和下游擋水墻，上游擋水墻和中間擋水墻之間形成治理河段，中間擋水墻和下游擋水墻之間形成凈化池；在治理河段里設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管連接動(dòng)力泵，并經(jīng)過流量控制閥與出水管相連，出水管的射流進(jìn)入凈化池，在凈化池里設(shè)置有若干個(gè)生態(tài)浮床；凈化后的水體通過明渠進(jìn)水口以溢流的形式進(jìn)入明渠，并通過明渠出水口流回至治理河段中；單一河道與濕地的組合模式包括：上游擋水墻、中間擋水墻、下游擋水墻、動(dòng)力泵、進(jìn)水管、流量控制閥、出水管、濕地、凈化池入水口、明渠進(jìn)水口、明渠出水口、可移動(dòng)清淤泵和清淤管道；在上游河段和下游河段之間分別設(shè)置上游擋水墻、中間擋水墻和下游擋水墻，上游擋水墻和中間擋水墻之間形成治理河段，中間擋水墻和下游擋水墻之間形成凈化池；在治理河段里設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管連接動(dòng)力泵，并經(jīng)過流量控制閥與出水管相連，出水管的射流經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)濕地凈化，然后通過凈化池入水口流入凈化池，再通過明渠進(jìn)水口以溢流的形式進(jìn)入明渠，并通過明渠出水口流回至治理河段中。

作為優(yōu)選，還包括太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、輸電線、配電單元和自備電源，太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)布置在泵站房屋面上，太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和自備電源通過輸電線經(jīng)過配電單元與動(dòng)力泵和可移動(dòng)清淤泵相連。

作為優(yōu)選，部分所述的進(jìn)水管、部分所述的出水管、流量控制閥、動(dòng)力泵和配電單元布置在泵站房內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述的上游擋水墻、中間擋水墻和下游擋水墻采用橡膠壩、臥倒門、疊梁門或已有節(jié)制閘；所述的治理河段隨著上游擋水墻和中間擋水墻的完全支起而形成，隨著上游擋水墻和中間擋水墻的完全放下而恢復(fù)；所述的凈化池隨著中間擋水墻和下游擋水墻的完全支起而形成，隨著中間擋水墻和下游擋水墻的完全放下而消失。

作為優(yōu)選，可移動(dòng)清淤泵與清淤管道安裝在凈化池中，并利用配電單元供電，達(dá)到定期清淤的目的。

本實(shí)用新型通過在河道上設(shè)置上游擋水墻、中間擋水墻和下游擋水墻，分別形成了治理河段和凈化池，對受污染河道進(jìn)行治理。本實(shí)用新型具有運(yùn)行費(fèi)用低、結(jié)構(gòu)簡單、投資節(jié)省、操作方便、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，在城市化快速發(fā)展和能源、水環(huán)境危機(jī)的背景下極具研究推廣價(jià)值，它能有效地改善河網(wǎng)復(fù)雜地區(qū)的河流水質(zhì)，提高水體流速，增加河流水環(huán)境容量，并且對河流生態(tài)和航運(yùn)影響小。

附圖說明

圖1是單一河道與生態(tài)浮床和濕地的組合模式正視示意圖；

圖2是單一河道與生態(tài)浮床和濕地的組合模式平面示意圖；

圖3是單一河道與生態(tài)浮床的組合模式正視示意圖；

圖4是單一河道與生態(tài)浮床的組合模式平面示意圖；

圖5是單一河道與濕地的組合模式正視示意圖；

圖6是單一河道與濕地的組合模式平面示意圖。

圖1～6中附圖標(biāo)記分別為：上游河段1、下游河段2、上游擋水墻3、中間擋水墻4、治理河段5、下游擋水墻6、凈化池7、泵站房8、動(dòng)力泵9、進(jìn)水管10、流量控制閥11、出水管12、泵站房屋面13、太陽能電池板14、風(fēng)力發(fā)電機(jī)15、輸電線16、配電單元17、自備電源18、濕地19、凈化池入水口20、生態(tài)浮床21、明渠進(jìn)水口22、明渠23、明渠出水口24、可移動(dòng)清淤泵25和清淤管道26。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述和說明。本實(shí)用新型中各個(gè)實(shí)施方式的技術(shù)特征在沒有相互沖突的前提下，均可進(jìn)行相應(yīng)組合。

本實(shí)用新型中單一河道外溢式水環(huán)境治理系統(tǒng)的基本實(shí)現(xiàn)方式包括：擋水墻、動(dòng)力泵、進(jìn)水管、流量控制閥、出水管、可移動(dòng)清淤泵和清淤管道；在上游河段和下游河段之間分別設(shè)置若干擋水墻，擋水墻之間形成一個(gè)或多個(gè)用于蓄水池或蓄水段；在上游河段中設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管連接動(dòng)力泵，并經(jīng)過流量控制閥與出水管相連，出水管將從上游河段抽取的水體注入該水池中，然后經(jīng)過凈化直接流入或循環(huán)凈化后流入下游河段，溢流過程中水體含氧量得到提升，污染物得到去除。。

下面提供幾種將上述系統(tǒng)與其他水體凈化系統(tǒng)進(jìn)行組合的方式，使其更好地應(yīng)用于實(shí)際的河道治理中。該系統(tǒng)有三種實(shí)現(xiàn)模式，單一河道與生態(tài)浮床和濕地的組合模式、單一河道與生態(tài)浮床的組合模式和單一河道與濕地的組合模式，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)河道的水質(zhì)情況和當(dāng)?shù)氐匦?、水文等條件選擇合適的模式。

如圖1、2所示，單一河道外溢式水環(huán)境治理系統(tǒng)中的單一河道與生態(tài)浮床和濕地的組合模式，包括上游擋水墻3、中間擋水墻4、下游擋水墻6、動(dòng)力泵9、進(jìn)水管10、流量控制閥11、出水管12、濕地19、凈化池入水口20、生態(tài)浮床21、明渠進(jìn)水口22、明渠出水口24、可移動(dòng)清淤泵25和清淤管道26；在上游河段1和下游河段2之間分別設(shè)置上游擋水墻3、中間擋水墻4和下游擋水墻6，上游擋水墻3和中間擋水墻4之間形成治理河段5，中間擋水墻4和下游擋水墻6之間形成凈化池7；在治理河段5里設(shè)有進(jìn)水管10，進(jìn)水管10連接動(dòng)力泵9，并經(jīng)過流量控制閥11與出水管12相連，出水管12的射流經(jīng)過濕地19凈化再由凈化池入水口20流入凈化池7，在凈化池7里通過生態(tài)浮床21再次凈化；凈化后的水體通過明渠進(jìn)水口22以溢流的形式進(jìn)入明渠23，并通過明渠出水口24流回至治理河段5中。

如圖3、4所示，單一河道與生態(tài)浮床的組合模式包括上游擋水墻3、中間擋水墻4、下游擋水墻6、動(dòng)力泵9、進(jìn)水管10、流量控制閥11、出水管12、生態(tài)浮床21、明渠進(jìn)水口22、明渠出水口24、可移動(dòng)清淤泵25和清淤管道26；在上游河段1和下游河段2之間分別設(shè)置上游擋水墻3、中間擋水墻4和下游擋水墻6，上游擋水墻3和中間擋水墻4之間形成治理河段5，中間擋水墻4和下游擋水墻6之間形成凈化池7；在治理河段5里設(shè)有進(jìn)水管10，進(jìn)水管10連接動(dòng)力泵9，并經(jīng)過流量控制閥11與出水管12相連，出水管12的射流進(jìn)入凈化池7，在凈化池7里通過生態(tài)浮床21凈化；凈化后的水體通過明渠進(jìn)水口22以溢流的形式進(jìn)入明渠23，并通過明渠出水口24流回至治理河段5中。

如圖5、6所示，單一河道與濕地的組合模式包括上游擋水墻3、中間擋水墻4、下游擋水墻6、動(dòng)力泵9、進(jìn)水管10、流量控制閥11、出水管12、濕地19、凈化池入水口20、明渠進(jìn)水口22、明渠出水口24、可移動(dòng)清淤泵25和清淤管道26；在上游河段1和下游河段2之間分別設(shè)置上游擋水墻3、中間擋水墻4和下游擋水墻6，上游擋水墻3和中間擋水墻4之間形成治理河段5，中間擋水墻4和下游擋水墻6之間形成凈化池7；在治理河段5里設(shè)有進(jìn)水管10，進(jìn)水管10連接動(dòng)力泵9，并經(jīng)過流量控制閥11與出水管12相連，出水管12的射流經(jīng)過濕地19凈化，然后通過凈化池入水口20流入凈化池7，再通過明渠進(jìn)水口22以溢流的形式進(jìn)入明渠23，并通過明渠出水口24流回至治理河段5中。

單一河道外溢式水環(huán)境治理系統(tǒng)還包括：太陽能電池板14、風(fēng)力發(fā)電機(jī)15、輸電線16、配電單元17和自備電源18，太陽能電池板14和風(fēng)力發(fā)電機(jī)15布置在泵站房屋面13上，太陽能電池板14、風(fēng)力發(fā)電機(jī)15和自備電源18通過輸電線16經(jīng)過配電單元17與動(dòng)力泵9和可移動(dòng)清淤泵25相連。部分所述的進(jìn)水管10、部分所述的出水管12、流量控制閥11、動(dòng)力泵9和配電單元17布置在泵站房8內(nèi)。所述的上游擋水墻3、中間擋水墻4和下游擋水墻6由橡膠壩、臥倒門或疊梁門構(gòu)成，也可以用已有節(jié)制閘因地制宜代替；所述的治理河段5隨著上游擋水墻3和中間擋水墻4的完全支起而形成，隨著上游擋水墻3和中間擋水墻4的完全放下而恢復(fù)；所述的凈化池7隨著中間擋水墻4和下游擋水墻6的完全支起而形成，隨著中間擋水墻4和下游擋水墻6的完全放下而消失。可移動(dòng)清淤泵25與清淤管道26安裝在凈化池7中，并利用配電單元17供電，達(dá)到定期清淤的目的。

單一河道外溢式水環(huán)境治理方法是：當(dāng)需要進(jìn)行單一河道水環(huán)境治理時(shí)，上游擋水墻3和中間擋水墻4完全支起，形成治理河段5，中間擋水墻4和下游擋水墻6完全支起，形成凈化池7，治理河段5一端的水在動(dòng)力泵9所提供的動(dòng)力作用下，經(jīng)過進(jìn)水管10和出水管12后進(jìn)行生態(tài)凈化，當(dāng)凈化池7的水位超出明渠進(jìn)水口22的底高程后，凈化后的水體會(huì)沿著明渠23通過明渠出水口24流回至治理河段5另一端中，從而形成平面環(huán)流，使得河流的流動(dòng)性得到增強(qiáng)，河流的溶解氧量和水環(huán)境容量得到提高；同時(shí)，在凈化池7中沉淀下來的部分污染物質(zhì)通過可移動(dòng)清淤泵25定期清淤，并利用清淤管道26排出，達(dá)到去除污染物質(zhì)的目的，從而提升河流的水質(zhì)；當(dāng)河流水質(zhì)改善到一定程度后，完全放下上游擋水墻3、中間擋水墻4和下游擋水墻6，恢復(fù)原河流，避免對河流生態(tài)系統(tǒng)和航運(yùn)造成大的影響。所述的水流的流量由流量控制閥11控制，動(dòng)力泵9和可移動(dòng)清淤泵25的電力由太陽能電池板14、風(fēng)力發(fā)電機(jī)15和自備電源18在配電單元17的控制下互補(bǔ)提供。出水管12出口可調(diào)整角度，使射出的水體可以與空氣進(jìn)行充分接觸、曝氣，從而揮發(fā)水中的一些污染物質(zhì)，并大幅度增加水中溶解氧含量。出水管12射出的水體經(jīng)過濕地19、生態(tài)浮床21或者其他類型的水凈化處理設(shè)施及其組合凈化后，經(jīng)過凈化池7流入明渠23。

本實(shí)用新型針對需要提升水質(zhì)的單一河道，根據(jù)水流走向在上下游適當(dāng)位置分別建設(shè)構(gòu)成3個(gè)擋水墻的橡膠壩或臥倒門或疊梁門，如果河道一端封閉形成斷頭河，則下游處不需要再另行設(shè)置擋水墻，這些擋水墻都可以利用已有節(jié)制閘因地制宜代替，在河流側(cè)岸上或跨河流建設(shè)泵站，安裝進(jìn)水管、流量控制閥、出水管等，在泵站房的屋面上鋪設(shè)太陽能電池板和安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在泵站房內(nèi)安裝配電單元，連接輸電線，河流水質(zhì)生態(tài)凈化處理包括將出水管連接到濕地中再在凈化池里安裝生態(tài)浮床，或者只設(shè)置濕地或者生態(tài)浮床，濕地不僅可以是天然濕地或人工濕地也可以根據(jù)規(guī)模大小布置2個(gè)及以上，之間用過渡明渠連接，形成單一河道外溢式水環(huán)境治理系統(tǒng)。當(dāng)需要進(jìn)行單一河道水質(zhì)提升時(shí)，上游擋水墻和中間擋水墻完全支起，形成治理河段，中間擋水墻和下游擋水墻完全支起，形成凈化池，開啟動(dòng)力泵和流量控制閥，調(diào)節(jié)流量控制閥使得水流流量大小合適，從而使得治理河流獲得相對穩(wěn)定的水動(dòng)力環(huán)境，根據(jù)河流水環(huán)境治理目標(biāo)設(shè)定單一河道水質(zhì)提升系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，可以利用生態(tài)浮床技術(shù)或者濕地凈化功能達(dá)到水質(zhì)處理的目的，并利用可移動(dòng)清淤泵對凈化池底部的污染物進(jìn)行定期清淤，用清淤管道排走，當(dāng)河流水質(zhì)改善到一定程度后，可以根據(jù)需要關(guān)閉單一河道外溢式水環(huán)境治理系統(tǒng)，完全放下?lián)跛畨Γ謴?fù)原河流，避免對河流生態(tài)系統(tǒng)和航運(yùn)造成大的影響。

本實(shí)用新型既適用于單一河流，也適用于斷頭河。本實(shí)用新型的濕地既可以是天然濕地，也可以是人工濕地，濕地和生態(tài)浮床也可以用其他類型的水凈化處理設(shè)施代替。本實(shí)用新型可以在低成本的前提下顯著改善單一河道水環(huán)境，提高河流流速，增加河流水環(huán)境容量，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

以上所述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一種較佳的方案，然其并非用以限制本實(shí)用新型。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。例如，在不方便開設(shè)明渠的地方，用輸水管道替代明渠的方式也應(yīng)理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。