一种适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统，多级生态塘系统沿着河流走向构建于河道的一侧，多级生态塘系统包括集水单元和多级生态塘单元，集水单元包括集水池、河水连接沟渠、污水收集沟渠和生态引水沟渠，河水连接沟渠的两端分别与河道和集水池连通，污水收集沟渠依山自上而下布设，污水收集沟渠下端与集水池连通，多级生态塘单元包括沉淀池、砾石床和多级串联稳定塘单元，生态引水沟渠的两端分别与集水池和沉淀池连通，沉淀池与砾石床连通，砾石床与多级串联稳定塘单元连通，多级串联稳定塘单元与河道连通。该系统简单，建造灵活，无需动力驱动系统的运行，实现了对山区小流域周边非点源污染进行有效地净化。

A Multistage Eco-pond System for Collection and Treatment of Non-point Source Pollution in Small Watershed of Mountainous Area

The invention discloses a multi-stage ecological pond system suitable for collection and treatment of non-point source pollution in Small Watersheds in mountainous areas. The multi-stage ecological pond system is constructed on one side of the river along the river direction. The multi-stage ecological pond system comprises a catchment unit and a multi-stage ecological pond unit. The catchment unit comprises a catchment pool, a river-water connection channel, a sewage collection channel and an ecological diversion channel, and the river-water connection channel. The two ends of the ecological diversion ditch are connected with the river channel and the catchment pool, the sewage collection ditch is laid up from the top to the bottom of the mountain, the lower end of the sewage collection ditch is connected with the catchment pool, the multi-level ecological pond unit includes sedimentation pool, gravel bed and multi-level series stabilization pool unit, the two ends of the ecological diversion ditch are connected with the catchment pool and sedimentation pool respectively, the sedimentation pool is connected with gravel bed, and the gravel bed is connected with multi-level series stabiliz Connected, multi-stage series stabilization pond unit is connected with river channel. The system is simple, flexible to construct, and does not need the operation of power drive system. It realizes the effective purification of non-point source pollution around small watershed in mountainous area.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统
本专利技术涉及山区水污染防治
，具体涉及一种适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统。
技术介绍
小流域非点源污染是水体污染的重要原因，研究表明，山区河流中的污染物约有一半以上来自周边农村非点源，包括农业污染、分散的养殖业污染和间歇排放的居民生活污染等，它们通过降雨径流或天然沟渠进入水体，污染负荷随着农民生产和生活水平的提高正在迅速加大，而能截留污染的湿地和岸边植被却在迅速退化。山区河流多呈现季节性水流，在枯、平、丰水期水量差异极大，一旦在枯、平水期持续受到污染，其结果往往十分严重，沦为黑臭河流，即使经过洪水冲刷，也再难觅鱼虾踪迹，河流失去活力。我国对农村非点源污染治理技术研究相对较晚，近年来，逐步认识到该问题的重要性。目前，国内许多研究者针对小流域非点源污染防治都做过有效的研究，形成了一些不错的处理方案。如：《一种处理村落面源污水的复合生态沟渠》(中国专利申请号201320536042.8)通过引入潜流式湿地沟渠单元、氮磷拦截箱、跌水溢流坝和植物篱等形成复合生态沟渠系统，可稳定去除COD，提高氮磷污染物的去除率；《一种农村分散式污水的生态组合处理方法及其装置》(中国专利申请号201410148248.2)针对农村分散式污水处理水平低下、农业面源污染日益严重问题，提出利用管网集中、栅格池、调节池、水平流生物滤池、垂直流生物滤池和两级表面流人工湿地、稳定塘构建生态组合处理系统，实现农村分散式生活和养殖污水的有效处理；《控源(集中)-截污(输导-资源化处理农村非点源污染工艺)》(中国专利申请号201010130931)提出利用植物缓冲带、沼气池、天然沟渠、田间沟坑、鱼塘、人工湿地对污染进行集中、输导和处理，同时通过沼气发酵等方式实现资源化。上述处理方案各有特点，且均具有一定针对性，但如何有效收集、处理小流域散排生活污水、地表径流，仍然是一个需要长期关注、研究的技术难题。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统，该系统构造简单，建造灵活，无需动力驱动系统的运行，建造和运行成本低，不仅具有一定的景观效果和经济效益，而且实现了对山区小流域周边非点源污染进行有效地净化。实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为：一种适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统，所述的多级生态塘系统沿着河流走向构建于河道的一侧，且多级生态塘系统紧挨河道，多级生态塘系统包括集水单元和多级生态塘单元，集水单元包括集水池、河水连接沟渠、污水收集沟渠和生态引水沟渠，河水连接沟渠进水端与河道连通，河水连接沟通出水端与集水池连通，河水连接沟渠上设有阀闸，污水收集沟渠依山自上而下布设，污水收集沟渠下部出水端与集水池连通，生态引水沟渠进水端与集水池连通，多级生态塘单元包括沉淀池、砾石床和多级串联稳定塘单元，生态引水沟渠出水端与沉淀池入口连通，沉淀池出口与砾石床入口连通，砾石床出口与多级串联稳定塘单元入口连通，多级串联稳定塘单元出口与河道连通，河水连接沟渠、集水池、生态引水沟渠、沉淀池、砾石床和多级串联稳定塘单元沿着河流走向从后到前依次布设。所述的生态引水沟渠由原农田排水沟渠经拓宽和加固改建而成，水力停留时间为4～6h，生态引水沟渠的横断面呈倒等腰梯形状，生态引水沟渠包括两边坡和沟底，两边坡的顶部分别设有压顶，两边坡、两压顶和沟底上分别种植有匍匐茎耐淹草本植物，两压顶上还种植有具有经济价值的灌木。所述的匍匐茎耐淹草本植物为狗牙根和/或牛鞭草，所述的灌木为桑，所述的桑为果桑和/或饲料桑。其中一压顶与河道的一河岸连接，压顶靠近河道河岸的一侧种植有一排垂柳。所述的沉淀池与砾石床之间设有渗滤坝，沉淀池和砾石床通过渗滤坝连接。所述的渗滤坝为石笼，渗滤坝包括笼体和砾石填料，笼体包括钢筋骨架和丝网，钢筋骨架为框体结构，且丝网连接于钢筋骨架上，砾石填料填充于笼体内，沉淀池与砾石床通过渗滤坝隔开。所述的沉淀池水深60-80cm，水力停留时间6～10h，所述的砾石床水深60-80cm，水力停留时间9～15h，砾石床上栽种有第一水生植物，第一水生植物为美人蕉和/或黄花鸢尾。所述的多级串联稳定塘单元由原沿河道构建的鱼塘或水池改建而成，多级串联稳定塘单元包括一级生物净化塘、二级生物净化塘和三级生物净化塘，一级生物净化塘、二级生物净化塘和三级生物净化塘沿着河流走向从后到前依次布设，且一级生物净化塘、二级生物净化塘和三级生物净化塘依次串联，一级生物净化塘内栽种有第二水生植物，二级生物净化塘内种植有第三水生植物，二级生物净化塘周边吊养有河蚌，吊养密度约1.5个/m2，三级生物净化塘内种植有第四水生植物，三级生物净化塘内放养有鲢鱼和鳙鱼，鲢鱼和鳙鱼的放养比例为3:1，鲢鱼和鳙鱼的放养密度为15-25g/m3，三级生物净化塘出口与河道连通。所述的一级生物净化塘水深60-80cm，水力停留时间9～12h，第二水生植物为梭鱼草、美人蕉和/或鸢尾，二级生物净化塘水深80-150cm，水力停留时间14～18h，第二水生植物为鸢尾、苦草、水蜡烛和/或美人蕉，三级生物净化塘水深80-150cm，水力停留时间48～60h，第二水生植物为鸢尾、再力花、梭鱼草、美人蕉、水蜡烛、水棕竹和/或睡莲。与现有技术相比，本专利技术的有益效果和优点在于：1、该系统中的生态引水沟渠位于小流域河道一侧，沿河流走向布设，其可对该区域的地表径流所携带的农业污染以及沿天然污水收集沟渠无序排放的居民生活和养殖污染水实现有效地收集，生态引水沟渠中种植狗牙根、牛鞭草等匍匐茎耐淹草本植物，其庞大密实的根系产生的机械滤清效应和植株生长可去除污水中的大部分悬浮物和少部分营养物质，发挥缓冲作用，为后续生态塘阶段减轻了冲击负荷，提高了整个系统的稳定性。2、该系统中的多级生态塘单元，逐级去除泥沙、悬浮物、有机污染物和氮磷营养物质，起到深度处理的作用。3、该系统中设置了河水连接沟渠，整个系统通过河水连接沟渠与河水保持连接，设置闸阀，当收集不到污染或污染物很少时，可通过引入河水对系统进行养护，使其保持活力，当收集污染物主要为养殖或生活污染，污染物浓度较高时，亦可通过引入河水对其进行稀释，避免水质差异过大对系统造成冲击。附图说明图1为适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统的布局图。图2为适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统的剖面结构示意图。图3为生态引水沟渠的横断面的示意图。图4为渗滤坝的结构示意图其中，1-集水池、2-河水连接沟渠、3-污水收集沟渠、4-生态引水沟渠、5-阀闸、6-沉淀池、7-渗滤坝、8-砾石床、9-一级生物净化塘、10-二级生物净化塘、11-三级生物净化塘、13-边坡、14-沟底、15-压顶、16-头道河、17-河岸、18-农户、19-地表径流、20-钢筋骨架、21-铁丝网、22-砾石填料。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供的适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统的布局和结构如图1和图2所示，本实施例中，多级生态塘系统构建于重庆市开县头道河小流域局部区域，具体位于镇东街道金果村四组。多级生态塘系统沿着河流走向构建于头道河小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统，其特征在于：所述的多级生态塘系统沿着河流走向构建于河道的一侧，且多级生态塘系统紧挨河道，多级生态塘系统包括集水单元和多级生态塘单元，集水单元包括集水池、河水连接沟渠、污水收集沟渠和生态引水沟渠，河水连接沟渠进水端与河道连通，河水连接沟通出水端与集水池连通，河水连接沟渠上设有阀闸，污水收集沟渠依山自上而下布设，污水收集沟渠下部出水端与集水池连通，生态引水沟渠进水端与集水池连通，多级生态塘单元包括沉淀池、砾石床和多级串联稳定塘单元，生态引水沟渠出水端与沉淀池入口连通，沉淀池出口与砾石床入口连通，砾石床出口与多级串联稳定塘单元入口连通，多级串联稳定塘单元出口与河道连通，河水连接沟渠、集水池、生态引水沟渠、沉淀池、砾石床和多级串联稳定塘单元沿着河流走向从后到前依次布设。

【技术特征摘要】
1.一种适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统，其特征在于：所述的多级生态塘系统沿着河流走向构建于河道的一侧，且多级生态塘系统紧挨河道，多级生态塘系统包括集水单元和多级生态塘单元，集水单元包括集水池、河水连接沟渠、污水收集沟渠和生态引水沟渠，河水连接沟渠进水端与河道连通，河水连接沟通出水端与集水池连通，河水连接沟渠上设有阀闸，污水收集沟渠依山自上而下布设，污水收集沟渠下部出水端与集水池连通，生态引水沟渠进水端与集水池连通，多级生态塘单元包括沉淀池、砾石床和多级串联稳定塘单元，生态引水沟渠出水端与沉淀池入口连通，沉淀池出口与砾石床入口连通，砾石床出口与多级串联稳定塘单元入口连通，多级串联稳定塘单元出口与河道连通，河水连接沟渠、集水池、生态引水沟渠、沉淀池、砾石床和多级串联稳定塘单元沿着河流走向从后到前依次布设。2.根据权利要求1所述的适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统，其特征在于：所述的生态引水沟渠由原农田排水沟渠经拓宽和加固改建而成，水力停留时间为4～6h，生态引水沟渠的横断面呈倒等腰梯形状，生态引水沟渠包括两边坡和沟底，两边坡的顶部分别设有压顶，两边坡、两压顶和沟底上分别种植有匍匐茎耐淹草本植物，两压顶上还种植有具有经济价值的灌木。3.根据权利要求2所述的适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统，其特征在于：所述的匍匐茎耐淹草本植物为狗牙根和/或牛鞭草，所述的灌木为桑，所述的桑为果桑和/或饲料桑。4.根据权利要求3所述的适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统，其特征在于：其中一压顶与河道的一河岸连接，压顶靠近河道河岸的一侧种植有一排垂柳。5.根据权利要求1所述的适用于山区小流域非点源污染收集处理的多级生态塘系统，其特征在于：所述的沉淀池与砾石床之间设有渗滤坝，沉淀池和砾石床通过渗滤坝连接。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志伟，胡莲，邹曦，彭建华，史方，潘晓洁，万成炎，
申请(专利权)人：水利部中国科学院水工程生态研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42