一种平原河网区泥沙拦截和处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种平原河网区泥沙拦截和处理系统，包括设置于河道连接点好河口处的泥沙拦截槽、沿河道设置的输送管道、气力泵、处理装置、自动控制系统和河口区湿地系统，自动控制系统包括数据中心、通信模块、和设置于泥沙拦截槽内的水质传感器和泥位传感器，水质传感器和泥位传感器通过通信模块通过数据中心连接气力泵，处理装置的出口连接河口区湿地系统；泥沙拦截槽由水体底泥下挖形成，槽内设置有支架支撑通信模块、水质传感器和泥位传感器本实用新型专利技术利用平原河网区泥沙颗粒细、含水量高和流动性大的特征实现自河网内到河口区泥沙的自动快速收集、深度处理和资源化，削减入湖泥沙和营养盐负荷，降低富营养化风险。降低富营养化风险。降低富营养化风险。

【技术实现步骤摘要】
一种平原河网区泥沙拦截和处理系统


[0001]本专利技术属于水利工程和环境工程领域，具体是一种平原河网区泥沙收集与净化的系统，可应用于河道治理和环境保护。

技术介绍

[0002]湖库水体污染根本来源是流域污染物质在湖泊水体和沉积物中的过量富集。流域降水冲刷或者生产生活用水都会使得大量颗粒物引入河道中，并由河道水流输送进入湖库形成淤泥。这些形成颗粒物中的有机成分是导致水体污染的主要原因之一。因此，底泥疏浚是解决河道和湖库污染问题最常用和重要手段之一。
[0003]不过，目前的底泥疏浚还存在不及时、周期长、耗费大和疏浚淤泥处理困难等问题。比如，目前内河疏浚最多为每年疏浚一次，且每次疏浚前后均需要调查评估，时间、人力和物力耗费巨大。此外，还需要开辟场地堆埋疏浚淤泥，以防止二次污染的发生。这占用了大量的土地。因此，如何研发更加经济、环保和高效的底泥疏浚技术是一个亟需回答的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足与平原河网区泥沙淤积污染的现状，本专利技术提供一种平原河网区泥沙拦截和处理系统和方法，可实现泥沙、水的净化，降低水动力扰动强度，增大河口泥沙拦截槽泥沙拦截效率，削减污染负荷，并可为水生动物提供庇护所和居民休闲场所。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种平原河网区泥沙拦截和处理系统，包括泥沙拦截系统、输送系统、自动控制系统、处理装置和河口区湿地系统，
[0007]所述泥沙拦截系统包括设置于所述平原河网区的若干泥沙拦截槽，所述平原河网区中每个河道连接点和入湖河口处均设置一个所述泥沙拦截槽，
[0008]所述输送系统包括气力泵和沿河道设置的输送管道，通过所述输送管道每个所述泥沙拦截槽的底部均与所述处理装置连接，所述气力泵设置于所述处理装置入口处，
[0009]所述自动控制系统包括数据中心、通信模块、水质传感器和泥位传感器，每个所述泥沙拦截槽内均设置有通信模块、水质传感器和泥位传感器，所述水质传感器和所述泥位传感器通过通信模块连接所述数据中心，所述数据中心与所述气力泵电连接，
[0010]所述处理装置的出口连接所述河口区湿地系统，
[0011]所述泥沙拦截槽由水体底泥下挖形成，所述泥沙拦截槽内设置有支架，所述通信模块设置于支架上，水质传感器和泥位传感器通过所述支架设置于水面以下。优选的，设置于水面以下 1m处。
[0012]由于平原河网区底泥的流动性，泥沙拦截槽可以有效的收集河网内和末端的淤泥，水质传感器可以实时感知泥沙拦截槽内水体的温度、溶解氧和浊度；泥位传感器可以感
知淤泥深度，这些信息通过通信模块送至数据中心，由数据中心控制气力泵实现对泥沙拦截槽网中淤泥的收集，并输送至处理装置，处理装置将获得的泥水混合物制成泥饼，并将泥饼用于河口湿地系统的建设，其产生的尾水则在达标后排入湿地。湿地系统既可以实现二次净化泥饼和达标尾水(深度处理)，又可以美化湖滨环境。
[0013]优选的，所述数据中心和所述气力泵之间设置有控制器，由数据中心对得到的数据进行决策后指令控制器控制气力泵的使用。
[0014]优选的，所述泥沙拦截槽呈倒置的四棱台型。
[0015]优选的，所述泥沙拦截槽的开口尺寸与交叉口或河口等宽。
[0016]优选的，所述泥沙拦截槽的底部和四壁采用钢筋混凝土固化。
[0017]优选的，所述输送系统还包括设置于所述输送管道尽头的抽吸头。
[0018]优选的，所述抽吸头距离所述泥沙拦截槽的底部1m。抽吸头通过钢管固定在支架上。
[0019]优选的，所述支架由四根管桩和固定连接于所述管桩中间的铁板构成，所述铁板为边长 2m的正方形。
[0020]水质传感器可以实时感知泥沙拦截槽内水体的温度、溶解氧和浊度；泥位传感器可以感知淤泥深度。这些数据通过电缆与接线盒相连接。接线盒与通信模块相连接。通信模块通过商用网络将水质、泥位和视频数据无线发送到数据中心。所有设备的电力供应均由太阳能和蓄电池组成的供电系统供应。自动控制系统能够实时感知泥沙拦截槽中的水质、泥位和视频，并可以将数据无线传输到数据中心。
[0021]数据中心由专用电脑和配套软件组成，能够实时接收收集的各泥沙拦截槽中的水温、溶解氧、浊度、泥位和视频等数据。数据中心将这些数据存储到数据库中，并同时调用数据库中的淤积预警临界值。当实测数据超过预警临界值时，数据中心向控制器发送启动的指令。控制器启停气力泵。气力泵通过输送管道与抽吸头相联通。抽吸头抽吸的淤泥通过输送管道输送到处理装置中。该装置将淤泥脱水固化，并压缩成泥饼。同时，该装置对淤泥固化过程产生的尾水进行净化。最后，泥饼和达标尾水送至河口区湿地系统。
[0022]优选的，所述河口区湿地系统包括生态围桩、L型围堰和湖滨湿地，所述生态围桩围绕的区域内为所述湖滨湿地，所述L型围堰设置于所述平原河网的入湖河口区，所述L型围堰从河道口延伸出，并在入湖口处弯折形成俯视的L型，所述L型围堰内设置有所述泥沙拦截槽。
[0023]优选的，所述L型围堰的堰体由钢丝网笼石块堆砌而成，因而堰体可以透水，所述L型围堰的顶部充填疏浚淤泥或泥饼，并栽种有挺水植物。L型围堰能够有效降低河道来水动能和来自开敞湖区风浪的扰动，降低泥沙拦截槽内的淤泥和污染物的二次悬浮风险。
[0024]优选的，所述L型围堰的顶部高程值比湖泊多年平均水位高0.5m。因此，“L”型围堰是季节性淹没围堰，可以满足丰水期河流行洪的要求。
[0025]优选的，所述生态围桩为圆木木桩，所述生态围桩等距地围绕在所述湖滨湿地外侧。生态围桩可以有效降低风浪扰动和减少围桩内水土流失。
[0026]优选的，所述湖滨湿地由泥饼填充获得，所述湖滨湿地中种植水生植物并放养水生动物。优选的，所述泥饼由所述处理装置处理的泥沙脱水处理后获得，所述处理装置处理得到的尾水净化后排入所述湖滨湿地。湖滨湿地可以二次净化处理装置产生的泥和水，并
为可为水生动物提供庇护所和居民休闲场所。
[0027]本专利技术的有益效果在于：
[0028]1.使用泥沙拦截系统实现对整个河湖系统内泥沙进行拦截，缩短了污染底泥的运移距离，降低了由底泥导致的水体污染风险。
[0029]2.使用输送系统、自动控制系统和处理装置相结合，实现了对淤泥的实时收集和快速处理，提高了处理的时效性，降低了处理成本。
[0030]3.利用处理装置制成的泥饼构建湖滨湿地和L型围堰，既实现了淤泥的资源化，又对处理装置产生的泥和水进行了二次净化，实现了疏浚淤泥的深度处理，降低了二次污染风险。
[0031]4.L型围堰和湖滨湿地不仅能够增大泥沙拦截槽的泥沙拦截效率，资源化利用疏浚淤积副产品，还能为水生动物提供庇护所和居民休闲场所，实现了社会经济和生态环境效益的双赢。
[0032]本专利技术设计了泥沙拦截系统，并将之建设在河网和湖泊组成的河湖系统内。由于平原河网内淤泥具有很强的流动性，其将随水流向泥沙拦截槽汇聚。当系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平原河网区泥沙拦截和处理系统，其特征在于，包括泥沙拦截系统、输送系统、自动控制系统、处理装置和河口区湿地系统，所述泥沙拦截系统包括设置于所述平原河网区的若干泥沙拦截槽，所述平原河网区中每个河道连接点和入湖河口处均设置一个所述泥沙拦截槽，所述输送系统包括气力泵和沿河道设置的输送管道，通过所述输送管道每个所述泥沙拦截槽的底部均与所述处理装置连接，所述气力泵设置于所述处理装置入口处，所述自动控制系统包括数据中心、通信模块、水质传感器和泥位传感器，每个所述泥沙拦截槽内均设置有通信模块、水质传感器和泥位传感器，所述水质传感器和所述泥位传感器通过通信模块连接所述数据中心，所述数据中心与所述气力泵电连接，所述处理装置的出口连接所述河口区湿地系统，所述泥沙拦截槽由水体底泥下挖形成，所述泥沙拦截槽内设置有支架，所述通信模块设置于支架上，水质传感器和泥位传感器通过所述支架设置于水面以下。2.根据权利要求1所述的平原河网区泥沙拦截和处理系统，其特征在于，所述数据中心和所述气力泵之间设置有控制器。3.根据权利要求1所述的平原河网区泥沙拦截和处理系统，其特征在于，所述泥沙拦截槽呈倒置的四棱台型。4.根据权利要求1所述的平原...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴挺峰，颜秉龙，何翔宇，杨腾腾，胡润涛，
申请(专利权)人：中国科学院南京地理与湖泊研究所，
类型：新型
国别省市：