农村面源污染点面结合进水的海绵湿地系统的制作方法

1.本实用新型属于人工湿地技术领域，涉及一种农村面源污染点面结合进水的海绵湿地系统。


背景技术：

2.农村地区发展较城市相对落后，部分偏远地区缺乏排水系统或排水系统不完善，雨季来临时，雨水冲刷地表形成的农村面源污染无法通过排水系统收纳，或收纳不完全，导致沟渠汇水点及未汇入的地表漫流通过沟渠、排口等方式进入当地河湖，对周边的受纳水体造成污染，破坏当地生态环境。同时，由于低洼地段位置较低，导致雨水积蓄形成内涝，大雨或暴雨持续时，内涝面扩大，危及居民生命及财产安全。因此，必须采取有效措施，因地制宜地采用点面结合进水的方式对农村面源污染进行有效拦截、收集及治理，防止农村面源污染入河，减轻受纳水体受污染程度，缓解低洼地段内涝灾害。
3.目前，已有的农村面源污染治理技术主要有：1.建造生态沟渠对农村面源污染进行收集处理，多以排水为目的，净化作用弱；2.设置一体化处理设备，运维成本高，不具备面源污染收集功能，且没有生态性，难以与周边生态环境相融合；3.设立生态处理拦截装置，以拦截固体污染物为主，面源污染只能从固定进水点进入，不能处理面上面源污染，且无法解决雨季内涝灾害；4.设置岸边阶梯湿地，拦截处理负荷低，蓄水能力弱，无法阻止面源污染入河。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述的问题，提出了一种农村面源污染点面结合进水的海绵湿地系统。
5.为实现上述目的，可通过下列技术方案来实现，一种农村面源污染点面结合进水的海绵湿地系统，包括有设置在农村低洼地段的海绵湿地，设置在所述海绵湿地一侧边线上的进水圈、设置在所述海绵湿地另一侧边线上的排水圈、设置在所述进水圈上的进水渠、设置在所述进水圈外的导流子系统以及设置在所述排水圈之后的输水明渠，雨水经导流子系统和进水渠有序导流后，从所述进水圈流进所述海绵湿地进行处理，应急工况下通过所述排水圈流进所述输水明渠，最终排进河道。
6.进一步具体的，所述进水圈设置在海绵湿地远离河道的一侧，所述排水圈设置在海绵湿地靠近河道的一侧；所述进水圈和排水圈均采用若干石笼拼接而成且底部均与设置在海绵湿地底部的复合土工膜无缝衔接，所述排水圈的高度大于进水圈的高度。
7.进一步具体的，所述进水圈外的地面分为透水垫面和不透水垫面，所述透水垫面设置在进水圈外左右两端的地面上，所述不透水垫面设置在进水圈外中间的地面上，此处透水垫面与不透水垫面的位置仅为本实用新型的示例之一，具体位置根据当地实际的原始情况分布；在与不透水垫面相对应的进水圈上设置有进水口，一个所述不透水垫面对应设置至少两个进水口；在所述进水口内设置进水管，一个所述进水口内至少设置一根进水管。
8.进一步具体的，所述进水渠一端与汇水点出水位置连接，另一端与海绵湿地连接；所述导流子系统设置在透水垫面上。
9.进一步具体的，在所述进水渠的出口处设置进水圆口，所述进水圆口的底部与所述海绵湿地内的滤料面齐平；在所述进水圆口下部设置消能垫层，所述消能垫层的面积大于所述进水圆口的面积。
10.进一步具体的，所述导流子系统包括有导流坡、拦截坡以及生态导流道，所述导流坡一端与硬质道路连接，另一端与所述拦截坡连接，所述拦截坡的另一端与进水圈连接；所述生态导流道设置在所述导流坡和拦截坡上，所述生态导流道包括有与硬质道路连接的进水段、与进水段连接的分流段、与分流段连接的合流段，所述合流段另一端与海绵湿地连接。
11.进一步具体的，在所述排水圈上均匀设置有排水口，所述排水口至少设置三个；在所述排水口内设置排水管，一个所述排水口内至少设置两根排水管。
12.进一步具体的，所述输水明渠包括有设置在两侧的明渠墙体、设置在明渠墙体底部的垫层，在所述明渠墙体上部设置速排口。
13.进一步具体的，当所述速排口设置为圆形时，所述速排口直径与排水管直径一致；当所述速排口设置为矩形时，所述速排口的高度等于或者大于排水圈的高度，所述速排口的长度等于或者大于所述排水口的长度。
14.进一步具体的，所述海绵湿地包括有处理系统和出水系统，所述出水系统包括有集水井、设置在集水井底部的出水管，所述集水井高度大于所述海绵湿地的滤料面高度并且小于墙体高度。
15.本实用新型一种农村面源污染点面结合进水的海绵湿地系统，可以实现如下技术效果：一种农村面源污染点面结合进水的海绵湿地系统，由河道、湖泊等水体附近的低洼地段改造而成，采用点面结合的进水方式，既能通过进水渠收尽沟渠或雨水井等汇水点上的来水，又能通过设置在海绵湿地一侧的进水圈将未汇入的地表漫流雨水从任一位置收集到海绵湿系统中，面源污染拦截率高；通过在进水圈外设置导流子系统引导周边漫流雨水有序自流进入海绵湿地，并对雨水中的泥沙等物质进行拦截；在海绵湿地另一侧设置排水圈，大雨或暴雨时节加速排水，防止洪涝灾害，保护海绵湿地系统。
附图说明
16.图1是本实用新型一种农村面源污染点面结合进水的海绵湿地系统结构示意图；
17.图2是海绵湿地系统剖面图；
18.图3是进水口结构示意图；
19.图4是排水口侧明渠墙体结构示意图；
20.图5是矩形速排口结构示意图；
21.图6是圆形速排口结构示意图；
22.图7是海绵湿地系统布置图。
23.图中：1、海绵湿地；2、导流子系统；21、导流坡；22、拦截坡；23、生态导流道；231、进水段；232、分流段；233、合流段；3、进水圈；31、进水口；311、进水管；4、进水渠；41、消能垫层；5、处理系统；6、出水系统；7、排水圈；71、排水口；711、排水管；8、输水明渠；81、明渠墙
体；811、速排口；9、应急泵井；
→
水流方向。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
26.一种农村面源污染点面结合进水的海绵湿地系统，如图1、图2以及图7所示，包括有设置在农村低洼地段的海绵湿地1，设置在所述海绵湿地1一侧边线上的进水圈3、设置在所述海绵湿地1另一侧边线上的排水圈7、设置在所述进水圈3上的进水渠4、设置在所述进水圈3外的导流子系统2以及设置在所述排水圈7之后的输水明渠8，雨水经导流子系统2和进水渠4有序导流后，从所述进水圈3流进所述海绵湿地1，应急工况下通过所述排水圈7流进所述输水明渠8，最终排进河道。
27.如图1、图2以及图7所示，所述海绵湿地1设置在河道边的低洼地段，高程低于周边地势，所述海绵湿地1设置为四周高中部低的下凹式结构，采用无动力自重进水方式，蓄水容量大，所述海绵湿地1结合当地地形因地制宜设计成三角形、圆形、矩形、多边形或者其他不规则形状，减少对当地原生态面貌的破坏；所述海绵湿地1包括有处理系统5和出水系统6，所述处理系统5处理所述海绵湿地1内的来水，所述出水系统6为正常运行工况下海绵湿地1的排水；所述出水系统6包括有设置在处理系统5中的集水井、设置在所述集水井底部的出水管，所述集水井的高度大于处理系统5的滤料面高度，小于所述海绵湿地1的墙体高度，所述出水管与输水明渠8连通。
28.如图1、图2以及图7所示，所述进水圈3设置在海绵湿地1远离河道的一侧，所述进水圈3设置在所述海绵湿地1的墙体上，底部与设置在所述海绵湿地1内的复合土工膜无缝衔接，所述复合土工膜贴合地面设置，防止雨水下渗，保证海绵湿地1对雨水的截留效果，所述进水圈3根据所述海绵湿地1的形状设置，可以设置为直线或者曲线，与周边汇水区域紧密贴合，适应环境；所述进水圈3采用若干石笼拼接而成，石笼处均可进水，雨水可以从所述进水圈3的任意位置进入所述海绵湿地1内，不受进水点位的限制，面源污染拦截率高，任意所述石笼的高度设置为0.5m，保证所述进水圈3稳固性的同时尽可能的减少建设成本，所述石笼内的石料选用无土无杂质的石块，在装填前进行清洗，保证进水的通道顺畅。
29.如图1、图2以及图3所示，所述进水圈3外的地面分为透水垫面和不透水垫面，所述透水垫面设置在进水圈3外左右两端的地面上，所述不透水垫面设置在进水圈3外中间的地
面上，此处透水垫面与不透水垫面的位置仅为本实用新型的示例之一，具体位置根据当地实际的原始情况分布；在所述进水圈3上设置进水口31，所述进水口31的位置与不透水垫面的位置相对应设置，提高所述不透水垫面的进水效率，防止雨水堆积，所述进水口31根据当地不透水垫面汇水面积的大小进行适当的增加或者减少，一个所述不透水垫面所对应设置的进水口31不少于两个；在所述进水口31内设置进水管311，一个所述进水口31内至少设置一根所述进水管311，所述进水口31为内设进水管311的石笼，所述进水管311由所述石笼内的石料进行固定，所述石笼内的石料压住所述进水管311以固定所述进水管311，所述进水管311的前后管口均设置在所述宾格网内，减少固体污染物进入，防止堵塞，所述进水管311的长度设置为与石笼宽度一致，所述进水管311的管径根据不透水垫面的汇水面积及当地降雨量进行综合设计，但不大于石笼高度。
30.如图1、图2以及图7所示，所述进水渠4设置在当地雨水沟渠、雨水管或者雨水井等汇水点出水位置，所述进水渠4一端与所述汇水点连接，另一端穿过所述进水圈3与海绵湿地1连接，所述进水渠4根据当地实际汇水点设置，所述进水渠4设置的数量与当地实际汇水点数量一致，所述进水渠4根据汇水点位置及自然水流路径设置成笔直状或者弯曲状，所述进水渠4设置的宽度大于高度，降低来水势能，降低对所述海绵湿地的冲击；所述进水渠4顶部高于所述进水圈3的顶部，所述进水渠4渠底的高度从进口至出口逐渐降低，使汇水点的来水自重进入海绵湿地1；在所述进水渠4的出口处设置进水圆口，所述进水圆口直径小于进水渠4的宽度及高度，可以有效的控制出口处的水量，防止过度冲击所述海绵湿地1的底部，所述进水圆口底部与所述海绵湿地1内的滤料面齐平，在所述进水圆口下部设置消能垫层41，所述消能垫层41底部设置在所述海绵湿地1的滤料内，顶面高于所述滤料表面，由所述滤料进行固定，无需另设固定装置，所述消能垫层41设置为矩形或者圆形，所述消能垫层41的面积大于进水圆口的面积，保证良好的消能效果，减少对处理系统5的冲击，所述消能垫层41采用边角不规则的石块围合而成，中间的石块尺寸小于外围的石块尺寸，加强消能垫层41结构的稳定性。
31.如图1、图2以及图7所示，所述导流子系统2设置在透水垫面上，所述导流子系统2包括有导流坡21、拦截坡22以及生态导流道23，所述导流坡21设置在硬质道路下方，上端与硬质道路连接，下端与拦截坡22连接，所述导流坡21设置高度低于硬质道路路面高度，雨水在高差作用下从硬质道路自流进入导流坡21，所述导流坡21与周围建筑物及本土植株的边线紧密贴合，保证各方位的地表漫流雨水被有序引导，所述导流坡21采用边角突出的石块，增加流水路径，有利于雨水有序分流，所述导流坡21石块尺寸大于所述进水圈3的石笼石料尺寸及消能垫层41的石块尺寸，稳定性高，减少雨水冲刷影响；所述导流坡21下方与拦截坡22连接，所述拦截坡22上端与导流坡21连接，下端与所述进水圈3底部贴合设置，保证雨水完全流入所述海绵湿地1，所述拦截坡22上种植草皮及多种混合搭配的植物，固坡效果好，可对雨水中泥沙等的固体物质进行拦截，增强生态景观效果；所述拦截坡22坡度小于导流坡21坡度，降低雨水流速，增强固体物质运动阻力，提高固体物质的拦截效果。
32.如图1、图2以及图7所示，在所述导流坡21和拦截坡22上设置生态导流道23，所述生态导流道23用于大雨及暴雨天气提高过水量、降低海绵湿地1的冲击负荷，所述生态导流道23至少设置一条，所述生态导流道23采用鹅卵石铺设而成，与周边生态环境相融合，所述生态导流道23的长度为所述导流坡21和拦截坡22的宽度之和，所述生态导流道23的表面与
所述导流坡21和拦截坡22表面齐平；所述生态导流道23包括有进水段231、分流段232和合流段233，所述进水段231与硬质道路或者碎石道路连接，外围采用大尺寸鹅卵石围合，内部采用小尺寸鹅卵石填充，所述进水段231下方设置分流段232，所述分流段232用于将大水量来水进行分流消能，所述分流段232由至少两条相互隔开的分流道组成；在所述分流段232下方设置合流段233，所述合流段233一端与所述分流段232连接，另一端与所述海绵湿地1连接，所述合流段233将承接的分流段232来水汇集送入所述海绵湿地1，所述合流段233由分流道合并而成，所述合流段233的宽度大于任一条所述分流道的宽度。
33.如图1、图2以及图7所示，所述排水圈7设置在海绵湿地1靠近河道的一侧，所述排水圈7设置在所述海绵湿地1的墙体上，底部与所述海绵湿地1内设置的复合土工膜无缝衔接，排水圈7均采用石笼首尾相连拼接而成，对所述海绵湿地1的墙体进行压顶固定，所述排水圈7设置为近似直线的缓和曲线，所述排水圈7的高度大于进水圈3的高度，所述排水圈7的高度与所述输水明渠8的高度一致，设置所述排水圈7在大雨或者暴雨时节加速排水，防止洪涝灾害，保护所述海绵湿地系统。
34.如图1、图2、图5以及图7所示，在所述排水圈7上设置排水口71排洪，所述排水口71均匀的设置在所述排水圈7上，所述排水口71至少设置三个，保证排洪效果的同时不破坏所述海绵湿地1的墙体稳定性，所述石笼高度根据排水口71的高度设置，所述排水口71的高度根据所述海绵湿地1的实际储水量设置，所述排水口71用于应急泄洪情况下的排水，所述排水口71设置的高度高于所述海绵湿地1的实际储水高度；在所述排水口71内设置排水管711，所述排水口71为内设排水管711的石笼，一个所述排水口71内至少设置两根排水管711，所述排水管711设置在石笼内，所述排水管711的四周设置有石料，所述排水管711由石料固定在所述石笼内，所述排水管711的进水管口设置在所述石笼的宾格网内，阻挡杂物进入管子，防止堵塞，为保证排水管711的固定效果，一个所述石笼内仅设置一根所述排水管711，所述排水管711的管径大于所述进水管311的管径，便于雨量较大时的排水。
35.如图1、图2、图4以及图7所示，在所述排水圈7外设置输水明渠8，所述输水明渠8包括有设置在两侧的明渠墙体81、设置在明渠墙体81底部的垫层，所述明渠墙体81顶部与排水圈7顶部齐平，所述明渠墙体81与所述排水圈7紧密贴合，在所述输水明渠8内设置应急泵井9，在所述应急泵井9内设置提升泵、应急排洪管，在所述应急排洪管处安装电动阀门，用于在雨量较大时加速排水，防止洪涝灾害。
36.如图1、图2、图4、图5、图6以及图7所示，在所述明渠墙体81上设置速排口811，所述速排口811设置在所述明渠墙体81的上部，所述速排口811可以设置为圆形或者矩形；当地暴雨期较短时，所述速排口811设置为圆形，此时排水管711长度等于石笼宽度与明渠墙体81厚度之和，圆形速排口直径与排水管711直径一致，所述排水管711的出水口设置在圆形速排口内，所述海绵湿地1内的水通过排水管711排进所述输水明渠8，圆形速排口的数量根据所述排水管711的数量设置，一个所述排水管711对应设置一个圆形速排口；当地暴雨期较长时，所述速排口811设置为矩形，矩形速排口为无顶矩形缺口，矩形速排口的高度等于或者大于排水圈7的高度，矩形速排口的长度等于或者大于内置排水管711的若干石笼的长度之和，即一个所述矩形速排口的长度等于或者大于一个所述排水口71的长度，矩形速排口露出所述排水口71，即露出所述排水管711出口及内置排水管711的若干石笼，水从所述排水管711以及内置排水管711的若干石笼中排出，通过矩形速排口流进所述输水明渠8，可
以加快排洪速度，一个所述排水口71可以对应设置一个矩形速排口，矩形速排口设置若干，设置的若干矩形速排口将所有排水口71逐一露出。
37.本实用新型一种农村面源污染点面结合进水的海绵湿地系统，可以实现如下技术效果，设置所述进水圈3，对进水点无要求，可以从所述进水圈3的任一点进水，面源污染拦截率高；设置所述排水圈7，大雨或者暴雨时加速排水，防止洪涝，保护所述海绵湿地系统；设置所述进水结构，引导周边漫流雨水有序自流进入海绵湿地1内，并且对雨水中的泥沙等固体物质进行拦截；设置所述输水明渠8，引导所述海绵湿地1内的水有序流进下一处理单元或河道内。
38.通过上述海绵湿地系统，可对农村地区的沟渠或雨水井等汇水点上的来水以及未汇集的漫流雨水进行综合收集与处理，打造具有拦截、消能、净化、蓄水及排涝功能且生态美观的海绵湿地系统作为防止农村面源污染入河的第一道拦截防线，有助于改善农村地区生态环境。
39.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
40.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
41.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。