專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用復(fù)合流人工濕地進(jìn)行河道護(hù)坡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)領(lǐng)域中一種河道護(hù)坡的方法，特別是一種利用人工
濕地進(jìn)行河道護(hù)坡的方法。
背景技術(shù)：
人工濕地(Constructed wetland)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種污水處理技
術(shù)，具有效率高、成本低、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，最早的人工濕地出現(xiàn)在前西德，而后該技術(shù)
在美國(guó)、加拿大及歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛迅速發(fā)展。我國(guó)對(duì)人工濕地的研究與應(yīng)用起
步較晚。人工濕地生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化的原理是，在有一定長(zhǎng)寬比和底面坡度的區(qū)域，用土壤
和填料混合組成填料床，填料床中種植適宜當(dāng)?shù)氐乃参铮鬯谔盍虾椭参锔档目p
隙中或填料床表面流動(dòng)，通過(guò)填料、水生植物、微生物的協(xié)同作用使污水得到凈化。 現(xiàn)有的河道護(hù)坡技術(shù)多種多樣，大體上可分為自然式護(hù)坡、硬質(zhì)護(hù)坡和生態(tài)型護(hù)
坡三種類(lèi)型。自然式護(hù)坡技術(shù)是利用植物發(fā)達(dá)的根系，將植物種植在河岸上，植物根系的蔓
延和根瘤的分枝固定了根系之間的土體，從而起到了加筋的作用，使之固土防沙、防止水土
流失。但這種護(hù)坡方式存在穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)，在雨水發(fā)達(dá)地區(qū)坡面易被沖刷形成侵蝕溝。
河流硬質(zhì)護(hù)坡是指由堅(jiān)硬的石塊或混凝土材料組成的與土體完全隔絕的結(jié)構(gòu)體，其主要有
漿砌石或干砌塊石護(hù)岸、現(xiàn)澆筑混凝土護(hù)岸、預(yù)制混凝土塊體護(hù)岸等幾種形式。這種傳統(tǒng)的
硬質(zhì)護(hù)岸對(duì)河流生態(tài)環(huán)境造成極大的危害，硬質(zhì)護(hù)岸斷絕了陸地生態(tài)系統(tǒng)和河流生態(tài)系統(tǒng)
之間的聯(lián)系，破壞了生物生存、棲息、繁衍的環(huán)境，影響河岸景觀和生物多樣性。目前普遍采
用的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)有多種方式，如植被型生態(tài)混凝土、土工材料復(fù)合種植基、鉸接式護(hù)坡、
三維植被網(wǎng)護(hù)坡等技術(shù)，對(duì)岸坡防護(hù)具有較好的效果，并對(duì)岸坡景觀有一定的改善，但是對(duì)
面源污染的截留凈化作用有限，并且成本太高，推廣使用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種河道護(hù)坡穩(wěn)定性好，對(duì)河流兩岸生態(tài)環(huán)境保持破壞小且能夠美化河岸景觀和增加生物多樣性，成本較低，對(duì)面污染的截留凈化作用效果好的復(fù)合流人工濕地河道護(hù)坡的方法。 本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種利用復(fù)合流人工濕地進(jìn)行河道護(hù)坡的方法，其特征在于，包括如下步驟 (a)在坡面上設(shè)置植草溝，所述植草溝的橫截面為V型，并且所述植草溝內(nèi)種植有植物。 (b)在所述植草溝的出水口處設(shè)置有復(fù)合流人工濕地，所述復(fù)合流人工濕地內(nèi)有填料，所述填料上種植有蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈芯草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈菇、水雍草、蓮子草、水芹或苔草的一種或多種。 (c)在所述復(fù)合流人工濕地臨近河道的一側(cè)設(shè)置有出水管，以使從所述復(fù)合流人工濕地流出的水排入河道。
上述方法，所述填料由位于下部的礫石層、位于中部的陶粒層和位于上部的砂土層組成，所述砂土層上種植蘆蘋(píng)、香蒲、莎草、黑三棱、燈芯草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈菇、水雍草、蓮子草、水芹或苔草的一種或多種。 上述方法，所述復(fù)合流人工濕地由呈階梯狀的垂直流濕地單元組成，所述垂直流濕地單元包括下流濕地單元和上流濕地單元，所述下流濕地單元的底部與所述上流濕地單元的底部相互導(dǎo)通，從所述植草溝的出水口流出的水從所述下流濕地單元流入所述垂直流濕地單元，然后從所述下流濕地單元的底部流入所述上流濕地單元，最后從所述上流濕地單元的上部流出進(jìn)入下一個(gè)所述垂直流濕地單元。 上述方法，在所述垂直流濕地單元的底面及四周均設(shè)置有混凝土預(yù)制擋板，所述下流濕地單元和所述上流濕地單元之間也設(shè)置有隔板，所述垂直流濕地單元的底面與所述隔板之間設(shè)置有水流通道以使所述下流濕地單元中水流能夠從所述水流通道進(jìn)入所述上流濕地單元。 上述方法，所述砂土層的厚度C為8厘米至10厘米. 上述方法，所述陶粒層的厚度B與所述礫石層的厚度A的比值為0. 4 0. 8。 上述方法，所述陶粒層的厚度B與所述礫石層的厚度A的比值為0.6。
本發(fā)明的具有以下有益的技術(shù)效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于能夠穩(wěn)定河道岸坡
免受流水侵蝕，同時(shí)將面源污染集中于一點(diǎn)，經(jīng)過(guò)復(fù)合流人工濕地集中處理后進(jìn)入河道。人
工濕地內(nèi)的礫石、圓陶粒等填料和植物根系以及微生物形成生物膜，當(dāng)降雨徑流攜帶大量
污染物進(jìn)入河道岸坡時(shí)，首先流經(jīng)生態(tài)磚植草溝，徑流中的一部分SS(固體懸浮物)被植草
溝中的植物阻擋截留。污水進(jìn)入復(fù)合垂直流人工濕地，污水中的氮、磷一部分被植物及微生
物作為營(yíng)養(yǎng)成分直接吸收，一部分通過(guò)硝化、反硝化作用及微生物對(duì)磷的過(guò)量積累作用從
污水中去除，有機(jī)質(zhì)通過(guò)生物膜的媳婦及同化、異化作用得以清除。復(fù)合垂直流人工濕地中
的填料及植物根系的阻擋截留也可去除徑流中的SS。對(duì)填料進(jìn)行定期更換和收割植物，可
保持本系統(tǒng)對(duì)污染物去除的高效性。本發(fā)明在人工濕地中植入蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈
芯草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈燕、水雍草、蓮子草、水片、苔草其中的一種或任意組合。
垂直流人工濕地形成階梯式綠色景觀。


圖1為本發(fā)明利用復(fù)合流人工濕地進(jìn)行河道護(hù)坡的方法中的植草溝、垂直流濕地單元的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1所示本發(fā)明利用復(fù)合流人工濕地進(jìn)行河道護(hù)坡的方法中的植草溝、垂直流濕地單元的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。 1 -植草溝，11 -出水口 ， 21 _垂直流濕地單元，211-下流濕地單元，212-上流濕地單元，31-礫石層，32-陶粒層，33-砂土層，4-出水管，5-混凝土預(yù)制擋板，6-隔板。
實(shí)施方式 如圖1至圖2所示本實(shí)施例的利用復(fù)合流人工濕地進(jìn)行河道護(hù)坡的方法，包括如下步驟首先在坡面上設(shè)置植草溝1，使得所述植草溝1的橫截面為V型，并且在所述植草溝1內(nèi)種植植物。其次是在所述植草溝1的出水口 11處設(shè)置復(fù)合流人工濕地，在所述復(fù)合流人工濕地內(nèi)裝填有填料，所述填料位于下部的礫石層31、位于中部的陶粒層32和位于上
4部的砂土層33組成，所述砂土層33的厚度C為10厘米，陶粒層32的厚度B與所述礫石層31的厚度A的比值為0.6。并在所述砂土層33上種植有蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈芯草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈菇、水雍草、蓮子草、水芹和苔草。所述復(fù)合流人工濕地由呈階梯狀的垂直流濕地單元21組成，所述垂直流濕地單元21包括下流濕地單元211和上流濕地單元212，所述下流濕地單元211的底部與所述上流濕地單元212的底部相互導(dǎo)通，從所述植草溝1的出水口 11流出的水從所述下流濕地單元211流入所述垂直流濕地單元21，然后從所述下流濕地單元211的底部流入所述上流濕地單元212，最后從所述上流濕地單元212的上部流出進(jìn)入下一個(gè)所述垂直流濕地單元21。在所述垂直流濕地單元21的底面及四周均設(shè)置有混凝土預(yù)制擋板5，所述下流濕地單元211和所述上流濕地單元212之間也設(shè)置有隔板6，所述垂直流濕地單元21的底面與所述隔板6之間設(shè)置有水流通道以使所述下流濕地單元211中水流能夠從所述水流通道進(jìn)入所述上流濕地單元212。再次，在所述復(fù)合流人工濕地臨近河道的一側(cè)設(shè)置出水管4，以使從所述復(fù)合流人工濕地2流出的水排入河道。所述混凝土預(yù)制擋板5可在工廠里預(yù)制生產(chǎn)，也可以現(xiàn)場(chǎng)澆筑，只要保證所述垂直流濕地單元21底部及四周盡量不透水即可。 當(dāng)面源污染從河道兩岸向河道流的過(guò)程中，面源污染物流入植草溝中，植草溝中的植物會(huì)對(duì)污染物中的SS(固體懸浮物)起到一定的阻擋攔截作用。污染物在重力的作用下匯入所述復(fù)合流人工濕地2，自上而下進(jìn)入每個(gè)下流濕地單元211，然后又自下而上進(jìn)入所述上流濕地單元212，并在每?jī)蓚€(gè)相鄰的所述垂直流濕地單元21之間形成跌水，增加污染物含氧量。所述垂直流濕地單元21中種植的植物可以吸收污染物中的富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，填料礫石、陶粒表面形成生物膜降解污染物，經(jīng)過(guò)多級(jí)的吸收、吸附和降解，最后污水得到凈化后經(jīng)排水管流入河流，從而達(dá)到凈化流入河流的污水的目的。 本利用復(fù)合流人工濕地進(jìn)行河道護(hù)坡的方法的優(yōu)點(diǎn)和效果在于能夠穩(wěn)定河道岸坡免受流水侵蝕，同時(shí)將面源污染集中于一點(diǎn)，經(jīng)過(guò)復(fù)合流人工濕地集中處理后進(jìn)入河道。人工濕地內(nèi)的礫石、圓陶粒等填料和植物根系以及微生物形成生物膜，當(dāng)降雨徑流攜帶大量污染物進(jìn)入河道岸坡時(shí)，首先流經(jīng)生態(tài)磚植草溝，徑流中的一部分SS (固體懸浮物)被植草溝中的植物阻擋截留。污水進(jìn)入復(fù)合垂直流人工濕地，污水中的氮、磷一部分被植物及微生物作為營(yíng)養(yǎng)成分直接吸收，一部分通過(guò)硝化、反硝化作用及微生物對(duì)磷的過(guò)量積累作用從污水中去除，有機(jī)質(zhì)通過(guò)生物膜的媳婦及同化、異化作用得以清除。復(fù)合垂直流人工濕地中的填料及植物根系的阻擋截留也可去除徑流中的SS。對(duì)填料進(jìn)行定期更換和收割植物，可保持本系統(tǒng)對(duì)污染物去除的高效性。本發(fā)明在人工濕地中植入蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈芯草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈燕、水雍草、蓮子草、水片、苔草其中的一種或任意組合。垂直流人工濕地形成階梯式綠色景觀。本實(shí)施例的復(fù)合流人工濕地河道護(hù)坡的方法使得河道護(hù)坡穩(wěn)定性好，對(duì)河流兩岸生態(tài)環(huán)境保持破壞小且能夠美化河岸景觀和增加生物多樣性，成本較低，對(duì)面污染的截留凈化作用效果好。對(duì)污染物質(zhì)的去除率非常高，對(duì)TN、TP、 C0D的去除率達(dá)到85%以上，處理后污染物Ph值趨于中性。 在另外一些實(shí)施例中，所述砂土層33的厚度C可以為8厘米至10厘米之間的任意數(shù)值，陶粒層32的厚度B與所述礫石層31的厚度A的比值可以為0. 4至0. 8之間的任意數(shù)值，均能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，使得對(duì)污染物質(zhì)的去除率非常高，對(duì)TN、TP、COD的去除率達(dá)到70%以上，處理后污染物Ph值趨于中性。優(yōu)選所述砂土層33的厚度C可以為10厘米，陶粒層32的厚度B與所述礫石層31的厚度A的比值0. 6。 在其它實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際需要，可以在所述下流濕地單元211和所述上流濕地單元212分別種植蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈芯草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈菇、水雍草、蓮子草、水芹或苔草，使得河岸景觀效果以及去除污染物的效果最好。所述填料上種植的植物可依據(jù)當(dāng)?shù)貤l件選擇，并不局限于本發(fā)明所述描述的幾種。也可以通過(guò)定期更換填料和收割植物，可最終把污染物從河流中去除。
權(quán)利要求
一種利用復(fù)合流人工濕地進(jìn)行河道護(hù)坡的方法，其特征在于，包括如下步驟(a)在坡面上設(shè)置植草溝(1)，所述植草溝(1)的橫截面為V型，并且所述植草溝(1)內(nèi)種植有植物；(b)在所述植草溝(1)的出水口(11)處設(shè)置有復(fù)合流人工濕地，所述復(fù)合流人工濕地內(nèi)有填料，所述填料上種植有蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈芯草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈菇、水雍草、蓮子草、水芹或苔草的一種或多種；(c)在所述復(fù)合流人工濕地臨近河道的一側(cè)設(shè)置有出水管(4)，以使從所述復(fù)合流人工濕地流出的水排入河道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述填料由位于下部的礫石層(31)、位于中部的陶粒層(32)和位于上部的砂土層(33)組成，所述砂土層(33)上種植蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈芯草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈菇、水雍草、蓮子草、水芹或苔草的一種或多種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合流人工濕地由呈階梯狀的垂直流濕地單元(21)組成，所述垂直流濕地單元(21)包括下流濕地單元(211)和上流濕地單元(212)，所述下流濕地單元(211)的底部與所述上流濕地單元(212)的底部相互導(dǎo)通，從所述植草溝(1)的出水口 (11)流出的水從所述下流濕地單元(211)流入所述垂直流濕地單元(21)，然后從所述下流濕地單元(211)的底部流入所述上流濕地單元(212)，最后從所述上流濕地單元(212)的上部流出進(jìn)入下一個(gè)所述垂直流濕地單元(21)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述垂直流濕地單元(21)的底面及四周均設(shè)置有混凝土預(yù)制擋板(5)，所述下流濕地單元(211)和所述上流濕地單元(212)之間也設(shè)置有隔板(6)，所述垂直流濕地單元(21)的底面與所述隔板(6)之間設(shè)置有水流通道以使所述下流濕地單元(211)中水流能夠從所述水流通道進(jìn)入所述上流濕地單元(212)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述砂土層(33)的厚度C為8厘米至10厘米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述陶粒層(32)的厚度B與所述礫石層(31)的厚度A的比值為0.4 0.8。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述陶粒層(32)的厚度B與所述礫石層(31)的厚度A的比值為0.6。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用復(fù)合流人工濕地進(jìn)行河道護(hù)坡的方法，包括如下步驟(a)在坡面上設(shè)置植草溝，植草溝的橫截面為V型，并且所述植草溝內(nèi)種植有植物；(b)在所述植草溝的出水口處設(shè)置有復(fù)合流人工濕地，所述復(fù)合流人工濕地內(nèi)有填料，所述填料上種植有蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈芯草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈菇、水雍草、蓮子草、水芹或苔草的一種或多種；(c)在復(fù)合流人工濕地臨近河道的一側(cè)設(shè)置有出水管，以使從所述復(fù)合流人工濕地流出的水排入河道。本發(fā)明的復(fù)合流人工濕地河道護(hù)坡的方法河道護(hù)坡穩(wěn)定性好，對(duì)河流兩岸生態(tài)環(huán)境保持破壞小且能夠美化河岸景觀和增加生物多樣性，成本較低，對(duì)污染的截留凈化作用效果好。
文檔編號(hào)C02F3/32GK101775789SQ20101010945
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者劉楠, 張志強(qiáng), 杜仕才, 王云琦, 王玉杰, 趙占軍 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)