分段建坝、梯级拦蓄的河道串联式橡胶坝水质净化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种所述的分段建坝、梯级拦蓄的河道串联式橡胶坝水质净化系统，包括土建工程、橡胶坝袋、锚固件、充排水或气管路及控制系统，所述的土建工程包括若干个沿河道间隔横向设置的基础和泵房；所述橡胶坝袋通过锚固件固定于基础上，橡胶坝袋上设有与其内部相通的充排水或气管路，所述充排水或气管路经控制系统与泵房相连。它对北方季节性河流河水的多级截留使得各段河道生态水量增加，水力停留时间延长，有助于水生动植物的生存、繁衍和河流生态系统的恢复，进而增强了对水体中污染物的物理、化学和生物处理作用，明显地净化了水质。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种分段建坝、梯级拦蓄的河道串联式橡胶坝水质净化系统，属于环境保护领域。技术背景 中国是一个干旱、缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿m3，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200m3，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国实际可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿m3左右，人均可利用水资源量约为900 m3，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿m3。而随着现代社会工业化进程的加快，水污染问题日趋严重。目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，地表水(如河流、湖泊等)水体富营养化严重，生态被严重破坏。水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。因此，整治水污染问题，改善水体环境刻不容缓。河流由于水体保有量大，接纳各类污水，且暴露在环境中，直接影响到环境美感度、人们日常生活和身体健康，它的污染治理问题引起了人们的极大关注。目前，河流污染治理的重点已经从强化污水处理、控制排放等水质改善手段拓展到河流生态系统的恢复。河流生态系统恢复过程中最重要的一点就是河流生态需水量，我国北方季节性河流的特点是枯水期河道内基本上无水或断流，平水期径流量较小或形不成径流，导致水生动植物难以正常生存和繁衍，使得河道自净能力逐渐下降，对接纳的大量工业废水和生活污水起不到稀释和净化作用。废水中的污染物在河床中沉积、渗透，同时造成了沿岸地下水的污染。而丰水期由于降水形成地表径流汇入河内，使河床中沉积的污染物被冲至下游，易造成下游水体突发性污染，又会对下游生态系统构成威胁。因此，如何稳定河流生态需水量是北方季节性河流生态系统恢复和水质净化的关键。
技术实现思路
针对中国北方季节性河流的特点，为了达到河流生态修复与水质净化的双重目的，本技术提供了一种分段建坝、梯级拦蓄的河道串联式橡胶坝水质净化系统。本技术是沿河道在不同位置上横向设置多级橡胶袋式挡水坝，构成串联式橡胶坝系统。通过橡胶坝对上游来水进行多级拦蓄，调节河道径流，增加各段河道生态水量，促进水中动植物的生长和河流生态系统的恢复，同时延长水力停留时间，从而增加河流中污染物的物理沉降，化学吸附，生物降解的时间、效率和总量，进而使河流的自净能力增强，水质得到明显改善。本技术技术方案如下—种分段建坝、梯级拦蓄的河道串联式橡胶坝水质净化系统，包括土建工程、橡胶坝袋、锚固件、充排水或气管路及控制系统，所述的土建工程包括若干个沿河道间隔横向设置的基础和泵房；所述橡胶坝袋通过锚固件固定于基础上，橡胶坝袋上设有与其内部相通的充排水或气管路，所述充排水或气管路经控制系统与泵房相连。所述橡胶坝袋采用高强度合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷合成橡胶作保护层，加工成胶布形成封闭状的袋体。所述锚固件包括预置于基础中的钢筋、地埋螺栓和钢结构底板，所述地埋螺栓呈L形，其下半部分埋设于基础中，且地埋螺栓穿过钢结构底板，基础上的地埋螺栓两侧对称设有部分预埋于基础中的钢筋，所述橡胶坝袋的边缘穿过地埋螺栓，并压在钢筋上，橡胶坝袋的边缘上压设有穿过地埋螺栓的螺栓压板，并通过地埋螺栓上的螺母压紧。所述螺栓压板断面呈波浪形。本技术的充排水或气管路和控制系统与泵房连接，用水或气将橡胶坝袋充胀形成橡胶袋式挡水坝。旱季橡胶坝袋内充水或气成坝挡水，增加各段河道中生态水量，坝顶可以溢流，并可根据需要调节坝高，控制上游水位。雨季泻出橡胶坝袋内的水或气塌坝，不影响河道泄洪。串联式橡胶坝在河道上沿坡降分级建设、梯级拦蓄，尤其适用于北方季节性河流，调节水体流量，恢复河流生态系统，改善水质。土建工程要对土质地基进行机械碾压和人工夯实后再砼浇筑，橡胶坝袋被锚固在钢筋混凝土基础上。橡胶坝袋外层应采用高耐磨损、耐热、耐老化等性能的特种橡胶，以减小水体中漂浮物对橡胶坝袋自身的影响。内层橡胶应具有较高的水密性和气密性。橡胶坝袋内的充水或充气压力不能超过设计压力，以免坝袋爆破。要根据各段水质监测数据，通过改变橡胶坝袋内充排水或气量来改变相关河段橡胶坝的高度，调节水流量，优化水质净化效果。各级橡胶坝的充排水或气管路都要连接到一个泵房中，以便于统一调节各橡胶坝高度，协调河道各段水量。本技术不仅施工期短，工程造价低，寿命长，运行维修方便，抗震能力强，还通过多级拦蓄调节生态水量来增强对水中污染物的处理作用，明显地降低了河流的化学需要量和氨氮浓度，实现了北方季节性河流生态系统的恢复和对水质的有效净化，在环境保护领域应用前景广阔。附图说明图I是本技术串联橡胶坝河流水质净化系统单个橡胶坝的侧视图；图2是单个橡胶坝的部分俯视图；图3是河道上整个串联橡胶坝系统的侧视图；其中1.钢筋混凝土基础；2.泵房；3.橡胶坝袋；4.螺栓压板；5.钢筋；6.地埋螺栓；7.六角螺母8.钢结构底板；9.充排水或气管路。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步的阐述，但本技术的保护范围不限于此。一种分段建坝、梯级拦蓄的河道串联式橡胶坝水质净化系统，包括土建工程、橡胶坝袋、锚固件、充排水或气管路及控制系统等。其中，所述的土建工程包括钢筋混凝土基础I和泵房2 ;所述的橡胶坝袋3是先用高强度合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷合成橡胶作保护层，加工成胶布，再用锚固件将其锚固于钢筋混凝土基础I上形成的封闭状的坝袋；所述的锚固件由螺栓压板4、钢筋5、地埋螺栓6、六角螺母7和钢结构底板8构成；所述的充排水或气管路9和控制系统与泵房2连接，用水或气将橡胶坝袋3充胀形成橡胶袋式挡水坝。建造时，先通过导流明渠进行施工排水，再沿河道的不同梯度处选址，横向开挖基础，碾压和夯实地基。预置钢筋、地埋螺栓6和钢结构底板8等，进行基础砼浇筑形成钢筋混凝土基础I。建造泵房2，并铺设充排水或气管路9。在钢筋混凝土基础I上展开橡胶坝 袋3，通过螺栓压板4、钢筋5、地埋螺栓6、六角螺母7和钢结构底板8将橡胶坝袋3胶布压紧，构成一个密封的带体，固定于钢筋混凝土基础I上。连接好控制系统，充水或充气使其成为串联式橡胶坝系统。串联式橡胶坝系统建成后，打开河道上游水闸，引入水流。水流随着河床坡降依次通过串联橡胶坝系统的各个橡胶坝，橡胶坝对水流进行梯级拦蓄，不仅拦截了水中的漂浮物，可通过定期打捞除去，还使得河道各段生态水量增加，水力停留时间延长，促进了水生动植物的生存和繁衍。生态系统的恢复又进一步加强了对水中污染物的物理、化学和生物处理作用，最终有效降低水体的化学需氧量和氨氮浓度，明显改善河流水质。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段建坝、梯级拦蓄的河道串联式橡胶坝水质净化系统，其特征在于，包括土建工程、橡胶坝袋、锚固件、充排水或气管路及控制系统，所述的土建工程包括若干个沿河道间隔横向设置的基础和泵房；所述橡胶坝袋通过锚固件固定于基础上，橡胶坝袋上设有与其内部相通的充排水或气管路，所述充排水或气管路经控制系统与泵房相连。2.如权利要求I所述的分段建坝、梯级拦蓄的河道串联式橡胶坝水质净化系统，其特征在于，所述橡胶坝袋采用高强度合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷合成橡胶作保护层，加工成胶布形成封闭状的袋体。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曙光，张国辉，卢磊，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：