專利名稱：一種河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，我國正處于工業(yè)化中期向工業(yè)化中后期的發(fā)展進程中，工業(yè)污染仍然嚴重；且隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，生活污水也越來越多、量越來越大；還有城市暴雨徑流和農(nóng)業(yè)面源污染等排放的大量污水廢水，河道污染嚴重，我國目前的引進污水廠進行處置排放的方式已不能滿足生態(tài)環(huán)境治理要求和社會的飛速發(fā)展。污水處理廠耗資巨大、占地面積廣，存在收集污水能力有限、廢水不收集且不產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益等缺點。我國河流經(jīng)濟效益低，未能得到充分利用；河道觀賞性能較差；部分河道時有洪水災(zāi)害發(fā)生，隨著河道的河堤修繕和鋼筋水泥化，河道中原有生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，部分地區(qū)魚蝦絕跡，生態(tài)系統(tǒng)脆弱?！がF(xiàn)有技術(shù)中在河流中人工構(gòu)建島嶼多是為景觀或造地考慮，利用工程建設(shè)中產(chǎn)生的建筑廢料或多余土方在河道水道中無序堆砌形成人工島嶼，未有專門為實現(xiàn)河流環(huán)保目標(biāo)而有針對性的設(shè)計一種具備較強環(huán)保功能，綜合利用河道水流自然特性，水生植物特性和島嶼本體結(jié)構(gòu)等因素建造的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為利用河道水流，水生植物和島嶼本體結(jié)合對河道水道進行生態(tài)保護，本發(fā)明提供一種河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)。本發(fā)明所述河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，包括河道和位于河道內(nèi)的島嶼，所述島嶼包括位于島嶼上表面，由水生植物構(gòu)成的第一水生植物層。所述島嶼為人工構(gòu)建的島嶼，河道可以是天然河道也可以人工建造的河道 具體的，所述島嶼從下至上依次為大顆粒石層、礫石層、石沙層、泥沙層、第一水生植物
層；所述大顆粒石層、礫石層、石沙層、泥沙層的粒徑依次遞減。進一步的，所述大顆粒石層、礫石層、石沙層的上表面均呈中心向四周高度遞增的凹狀。更進一步，所述大顆粒石層、礫石層、石沙層的上表面中心向四周高度遞增的高度遞增率是遞減的。進一步的，所述泥沙層的上表面呈中心向四周高度遞減的圓弧凸?fàn)睢８M一步的，所述泥沙層的最低點高度高于所述河道的枯水期水位線且低于平水期水位線，所述泥沙層的最高點高度不低于豐水期水位線。優(yōu)選的，所述島嶼形狀為兩端小、中間大的流線型梭狀。具體的，所述河道為S形河道，河道的河岸包括向河心延伸的凸起河岸部和遠離河心收縮的凹陷河岸部，所述島嶼包括一面是凹形的凹形島和一面是凸形的凸形島，所述凹形島位于S形河道中靠近凸起河岸部的部分，凹形一面面向凸起河岸部，所述凸形島位于S形河道中靠近凹陷河岸部的部分，凸形一面面向凹陷河岸部。優(yōu)選的，所述河道為S形河道，所述島嶼還包括向被水流沖刷河岸方向延伸的延伸部分。優(yōu)選的，所述島嶼水面以下部分外表面上還有由水生植物構(gòu)成的第二水生植物層。采用本發(fā)明所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，集河道污水處理、河道觀賞性、防洪性、河道生態(tài)效益性為一體，修建該系統(tǒng)耗時耗資小，系統(tǒng)運行維護費用低，生態(tài)環(huán)保功能顯著，綜合利用河道水流自然特性，水生植物和島嶼本體結(jié)構(gòu)等因素，提供了一種具有環(huán)保、生態(tài)和經(jīng)濟效益的一種生態(tài)處理模式。



圖I示出本發(fā)明的一種具體實施方式
示意 圖2示出本發(fā)明的另一種具體實施方式
示意 圖3示出本發(fā)明所述島嶼的剖面示意 各圖中附圖標(biāo)記名稱為I.大顆粒石層，2.礫石層，3 .石沙層，4.泥沙層，5.第一水生植物層，6.島嶼，7.凹型島，8.凸型島，9. S型河道，10.河道，11.枯水期水位線，12.平水期水位線，13.豐水期水位線；
圖I和圖2中箭頭表不河道水流方向。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。本發(fā)明所述河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，包括河道和位于河道內(nèi)的島嶼，所述島嶼包括位于島嶼上表面，由水生植物構(gòu)成的第一水生植物層。所述島嶼為人工構(gòu)建的島嶼，河道可以是天然河道也可以人工建造的河道。 在自然河道或人工河道內(nèi)構(gòu)造島嶼，可以利用島嶼與水流的接觸面吸附阻擋河道中的懸浮物雜質(zhì)，利用第一水生植物層的水生植物根系部分，對河道中的污染物進行生物吸附，島嶼上布置第一水生植物層同時起到河道美化作用。具體的，所述島嶼從下至上依次為大顆粒石層、礫石層、石沙層、泥沙層、第一水生植物層；，所述大顆粒石層、礫石層、石沙層、泥沙層的粒徑依次遞減。在河道中，島嶼位于水面以下的部分長期受河水沖刷，從下至上各層主要成分的粒徑依次減少，利于在長期受水流沖刷時保持穩(wěn)固狀態(tài)。進一步的，所述大顆粒石層、礫石層、石沙層的上表面均呈中心向四周高度遞增的凹狀。大粒徑層中間低周邊高，為較小粒徑層創(chuàng)造了一個相對封閉的保護空間，便于保護較小粒徑層不易被河水沖走，且免受河中具備一定質(zhì)量和沖擊力的懸浮物沖擊。優(yōu)選的，可以在大粒徑層的迎水面，也就是沖刷面方向加強大粒徑層的抗沖擊性，例如增加大粒徑層在迎水面的厚度或顆粒直徑，或增強顆粒之間的咬合度，例如在迎水面使用打碎的大塊碎石。更進一步，所述大顆粒石層、礫石層、石沙層的上表面中心向四周高度遞增的高度遞增率是遞減的。如圖3所示，島嶼中大顆粒石層I、礫石層2、石沙層3、泥沙層4、水生植物層5緊密結(jié)合、中間無縫隙、無層間障礙，大顆粒石層的上表面中心向四周高度遞增的遞增率最大，使大顆粒石層上表面最高點與最低點的高度差最大，礫石層次之，石沙層最小。該結(jié)構(gòu)實際增強了大粒徑層在四周部分的厚度，增強了島嶼水線以下部分的抗沖刷性能。進一步的，所述泥沙層的上表面呈中心向四周高度遞減的圓弧凸?fàn)?。上述島嶼各層一個具體的實施例為大顆粒石層粒徑為50-100毫米，礫石層粒徑為15-40毫米，石沙層粒徑為2-10毫米，泥沙層粒徑為1-3毫米。再一個具體的實施例為大顆粒石層I、礫石層2、石沙層3的上表面呈頂點向下的倒扣橢圓錐狀，圓錐頂角在各個截面的大小不同，但整體呈遞減，圓錐的頂角分別為100-110 度、120-130 度、135-150 度。泥沙層實際是島嶼本體的最上層，泥沙層上表面呈圓弧凸?fàn)?，泥沙層中部較厚，高度較高可以防止島嶼表層積水，提高泥沙層的使用壽命。
更進一步的，所述泥沙層的最低點高度高于所述河道的枯水期水位線，且低于平水期水位線，所述泥沙層的最高點高度不低于豐水期水位線。一方面減少泥沙層被水流沖刷，在來水量大時利用水中泥沙補充泥沙層在平時的流失，同時利于枯水期泥沙層完全裸露時維護人員上島修整島嶼。優(yōu)選的，所述島嶼形狀為兩端小、中間大的流線型梭狀。流線型梭狀易于減少水流沖刷度，延長島嶼壽命，并且減少了對水流的阻擋，利于洪水季節(jié)行洪。在圖I所示的直流河道中，優(yōu)選將島嶼設(shè)置在離河邊緣1/2-1/3河道整體寬度之間，防沖刷和行洪效果較好。具體的，所述河道為S形河道，河道的河岸包括向河心延伸的凸起河岸部和遠離河心收縮的凹陷河岸部，在S形河道中有一面是凹形的凹形島和一面是凸形的凸形島，所述凹形島位于S形河道中靠近凸起河岸部的部分，凹形一面面向凸起河岸部，所述凸形島位于S形河道中靠近凹陷河岸部的部分，凸形一面面向凹陷河岸部。凹形島和凸形島的設(shè)置增大了 S形河道彎曲部分的水流與島嶼的接觸面，利于對懸浮物的吸附處理。優(yōu)選的，所述河道為S形河道，所述島嶼還包括向被水流沖刷河岸方向延伸的延伸部分。島嶼前端靠近被沖刷河岸，這樣能把水流分開，減少對被沖刷河岸的沖刷，同時減少被沖刷對岸的泥沙淤積。優(yōu)選的，所述島嶼水面以下部分外表面上還有由水生植物構(gòu)成的第二水生植物層。第二水生植物層可以利用自然形成，在河道中構(gòu)造島嶼后，經(jīng)歷一段時間，島嶼周邊會自動附著水生植物形成所述第二水生植物層，第二水生植物層對水中固體懸浮物和溶解化學(xué)污染成分具備生物消化和沉淀滯留等功能。并且魚類等水生動物會在第二水生植物層周邊或者內(nèi)部居住繁殖，利于河道生態(tài)系統(tǒng)多樣性和完整性的維持和恢復(fù)，并可創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益和景觀效應(yīng)。所述第一水生植物層的水生植物可以包括蘆葦，美人蕉、菖蒲等成活率高，生長周期長并適合濕地地區(qū)生長的植物。第二水生植物層除上述植物外，還可以種植蓮藕、水草等在水面和水面以下生長，并具備一定經(jīng)濟效益的水生植物。本發(fā)明所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建時可以利用現(xiàn)有河道，也可以通過在人工開鑿的河道水道中構(gòu)造島嶼實現(xiàn)，使用天然水道時，可以利用天然水道內(nèi)的自然島嶼進行改造續(xù)接。使用過程中可以對島嶼進行定期巡察、修整、使島嶼不阻礙水流、不無限制擴大、不阻礙交通運輸。
發(fā)明人對本發(fā)明所述河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)的進行了包括下表中三個實施例的驗證,三個實施例中河道為寬度20米左右的天然河道,利用天然河道中的自然島嶼改造和續(xù)接以及人工構(gòu)造島嶼對本發(fā)明進行驗證，島嶼面積均長20-40米，寬3-10米，面積約在150-250平米左右，建造成本、維護成本以及可計算的經(jīng)濟效益具體內(nèi)容見表一 表一
權(quán)利要求
1.一種河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，包括河道(10)和位于河道(10)內(nèi)的島嶼(6)，其特征在于所述島嶼(6)包括位于島嶼上表面，由水生植物構(gòu)成的第一水生植物層(5)。
2.如權(quán)利要求I所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于所述島嶼(6)從下至上依次為大顆粒石層(I)、礫石層(2)、石沙層(3)、泥沙層(4)、第一水生植物層(5);所述大顆粒石層(I)、礫石層(2)、石沙層(3)、泥沙層(4)的粒徑依次遞減。
3.如權(quán)利要求2所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于所述大顆粒石層(I)、礫石層(2)、石沙層(3)的上表面均呈中心向四周高度遞增的凹狀。
4.如權(quán)利要求3所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于所述大顆粒石層(I)、礫石層(2 )、石沙層(3 )的上表面中心向四周高度遞增的高度遞增率遞減。
5.如權(quán)利要求2所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于所述泥沙層(4)的上表面呈中心向四周高度遞減的圓弧凸?fàn)睢?br> 6.如權(quán)利要求5所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于所述泥沙層(4)最低點高度高于所述河道的枯水期水位線(11)且低于平水期水位線(12)，所述泥沙層最高點高度不低于豐水期水位線(13)。
7.如權(quán)利要求I所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于所述島嶼(6)形狀為兩端小、中間大的流線型梭狀。
8.如權(quán)利要求I所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于所述河道為S形河道(9)，所述S形河道(9)的河岸包括向河心延伸的凸起河岸部和遠離河心收縮的凹陷河岸部，所述島嶼包括一面是凹形的凹形島(7)和一面是凸形的凸形島(8)，所述凹形島(7)位于S形河道(9)中靠近凸起河岸部的部分，凹形一面面向凸起河岸部，所述凸形島(8)位于S形河道(9)中靠近凹陷河岸部的部分，凸形一面面向凹陷河岸部。
9.如權(quán)利要求I所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于所述河道為S形河道(9)，所述島嶼(6)還包括向被水流沖刷河岸方向延伸的延伸部分。
10.如權(quán)利要求I所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于所述島嶼水面以下部分外表面上還有由水生植物構(gòu)成的第二水生植物層。
全文摘要
一種河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，包括河道和位于河道內(nèi)的島嶼，所述島嶼包括位于島嶼水面以上表面，由水生植物構(gòu)成的第一水生植物層。具體的，所述島嶼從下至上依次為大顆粒石層、礫石層、石沙層、泥沙層、第一水生植物層；所述大顆粒石層、礫石層、石沙層、泥沙層的粒徑依次遞減。當(dāng)所述河道呈S形時，所述島嶼包括一面是凹形的凹形島和一面是凸形的凸形島。優(yōu)選的，所述島嶼水面以下部分外表面上還有由水生植物構(gòu)成的第二水生植物層。采用本發(fā)明所述的河流島嶼凈化生態(tài)系統(tǒng)，集河道污水處理、河道觀賞性、防洪性、河道生態(tài)效益性為一體，提供了一種具有環(huán)保、生態(tài)和經(jīng)濟效益的一種生態(tài)處理模式。
文檔編號C02F3/32GK102942254SQ20121045102
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者胡登燕 申請人:四川高通環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>