一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统的制作方法

专利2025-11-08  28


本发明涉及环境工程,具体为一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统。


背景技术:

1、氮、磷是河、湖水质达标及水体富营养化的关键影响因子。农业面源氮、磷污染具有排量大、分散度高、时空规律性差等特点,使得对其的控制与管理更加困难与复杂。根据《第二次全国污染源普查公报》,农业源占全国总氮排放量的46.5%,其中种植流失占51%;农业源占全国总磷排放量的67.2%,其中种植流失占36%。基于上述原因,农业面源氮、磷排放已经成为流域水环境质量改善的重要瓶颈之一,越来越受到国内外广泛高度关注。

2、降雨初期面源径流中携带的污染物浓度高。面源污染随径流入河是雨季河流断面水质超标的重要影响因素。降雨初期面源径流的水量约占整场降雨的10%-20%,而污染物负荷可占70%-80%。因而对初期雨水进行收集处理是有效避免初期雨水对地表水环境的污染的重要手段,如中国专利cn110845074a公开了一种初期雨水处理系统,该系统可利用过滤装置、沉砂装置及有机物生态处理装置来处理初期雨水,但是整个系统设备复杂、投入成本高、不利于实现其中营养物质的资源化利用,不利于农业运用,相比传统污水治理工艺,生态拦截与净化技术因其建设成本低、运行维护简便,是拦截与治理农业面源污染最适宜的技术手段,但是普通的生态拦截沟渠还存在拦截效果有限,污染水容易随后续雨水再次进入受纳水体造成污染扩散,鉴于此,针对上述问题,深入研究,遂有本案产生。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,以解决上述背景技术中提出降雨初期农业面源径流污染拦截处理的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,包括面源径流引流系统;

3、所述收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统设置在受纳水体的岸边;且生态净化系统设置在临近受纳水体的一侧,生态净化系统主体为拦截沟;

4、所述面源径流引流系统设置在远离受纳水体的一侧,且面源径流引流系统主体为雨水引流沟;

5、所述生态净化系统与面源径流引流系统通过初期径流分离系统相连接,且初期径流分离系统包含雨水井以及设置在一侧井壁上的收集管以及穿越管。

6、优选的,生态净化系统设置在受纳水体与耕地之间的区域。

7、优选的,所述面源径流引流系统收集从无排水沟(渠)农田表面径流而来的水流,同时与已有的农田排水沟(渠)衔接。

8、优选的,所述初期径流分离系统与面源径流引流系统通过雨水井相连接,且雨水引流沟的宽度、深度均小于雨水井的宽度、深度。

9、采用上述技术方案,面源径流引流系统汇集的雨水通过在间隔设置的雨水井处分流,同时雨水引流沟无需和雨水井一样宽,从而减少农田土地占用。

10、优选的,所述雨水井底部设有贮泥斗。

11、优选的,所述初期径流分离系统下部与生态净化系统通过收集管连通。

12、优选的,所述初期径流分离系统上部设置穿越管,且收集管和穿越管均在雨水井处成对设置。

13、采用上述技术方案,通过成对设置的两个收集管和两个穿越管,可在保障水流流通的同时有助于减小管径,减少挖深,方便施工。

14、优选的,所述初期径流分离系统的上部通过穿越管穿越生态净化系统与受纳水体连通;穿越管一端与初期径流分离系统连通,另一端与受纳水体连通,同时穿越生态净化系统。

15、优选的,穿越管在穿越生态净化系统的管段上设置三通,且三通两端与穿越管连接,另一端开口向上。

16、优选的,生态净化系统的岸坡种草、底部部分区域铺设基质、底部部分区域种植挺水植物、岸顶种植蜜源植物。

17、所述草为草木樨、高羊茅、黑麦草中的一种或任意组合。

18、所述基质为卵石、砾石、沸石、火山岩、活性炭、硫矿石、铁矿石中的一种或任意组合。

19、所述挺水植物为芦苇、香蒲、菖蒲、茭白、鸢尾、美人蕉、千屈菜中的一种或任意组合。

20、所述蜜源植为荆条、荞麦、紫花苜蓿、薰衣草、向日葵中的一种或任意组合。

21、所述收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统的处理流程如下:

22、a.首先,降雨初期形成的地表径流自流汇入面源径流引流系统;

23、b.接下来,面源径流引流系统汇集的地表径流重力流汇入初期径流分离系统,地表径流中的泥沙在面源径流引流系统及雨水井的底部沉积,上清液经由初期径流分离系统下部的收集管进入生态净化系统;

24、c.当生态净化系统液位高于穿越管管底后,后期汇入初期径流分离系统的地表径流将通过该系统上部的穿越管排入受纳水体;

25、d.汇入生态净化系统的降雨初期面源径流,经过该系统内基质吸附、植物吸收、微生物转化等的共同作用得到净化,之后可通过农田灌溉、绿化养护等方式进行资源化利用。

26、与现有技术相比,本发明的有益效果是:该收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统:

27、1、设置面源径流引流系统和生态净化系统双系统配合,旨在收集、净化降雨初期面源径流,同时降雨后期的面源径流可在不影响本系统的情况下直接排入受纳水体,通过初期径流分离系统的雨水井对水流分配,收集管连通的面源径流引流系统和生态净化系统对降雨初期面源径流配合拦截,当生态净化系统液位上升至一定高度,后期汇入初期径流分离系统的地表径流将通过该系统上部的穿越管排入受纳水体,有效降低降雨初期的农业源污染对受纳水体的影响。

28、2、同时收集至系统内的污水,经过基质吸附、植物吸收、微生物转化等的共同作用得到净化,之后可通过农田灌溉、绿化养护等方式进行资源化利用。本发明可有效降低降雨初期面源径流对受纳水体水生态环境质量的影响,同时实现其中营养物质的资源化利用。



技术特征:

1.一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,包括面源径流引流系统(1),其特征在于:

2.根据权利要求1所述一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,其特征在于:所述生态净化系统(3)设置在受纳水体与耕地之间的区域。

3.根据权利要求1所述一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,其特征在于:所述面源径流引流系统(1)收集从无排水沟(渠)农田表面径流而来的水流,同时与已有的农田排水沟(渠)衔接。

4.根据权利要求1所述一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,其特征在于:所述初期径流分离系统(2)与面源径流引流系统(1)通过雨水井(201)相连接,且雨水引流沟的宽度、深度均小于雨水井(201)的宽度、深度;

5.根据权利要求4所述一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,其特征在于:所述初期径流分离系统(2)下部与生态净化系统(3)通过收集管(202)连通。

6.根据权利要求5所述一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,其特征在于:所述初期径流分离系统(2)上部设置穿越管(203),且收集管(202)和穿越管(203)均在雨水井(201)处成对设置。

7.根据权利要求6所述一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,其特征在于:所述初期径流分离系统(2)的上部通过穿越管(203)穿越生态净化系统(3)与受纳水体连通;穿越管(203)一端与初期径流分离系统(2)连通,另一端与受纳水体连通,同时穿越生态净化系统(3)。

8.根据权利要求7所述一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,其特征在于:所述穿越管(203)在穿越生态净化系统(3)的管段上设置三通,且三通两端与穿越管(203)连接,另一端开口向上。

9.根据权利要求1所述一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,其特征在于:所述生态净化系统(3)的岸坡种草、底部部分区域铺设基质、底部部分区域种植挺水植物、岸顶种植蜜源植物;

10.根据权利要求1所述一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,其特征在于:所述收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统的处理流程如下:


技术总结
本发明公开了一种收集净化降雨初期面源径流的生态拦截系统,属于环境工程领域,包括面源径流引流系统以及生态净化系统,生态净化系统设置在临近受纳水体的一侧,面源径流引流系统设置在远离受纳水体的一侧,生态净化系统与面源径流引流系统通过初期径流分离系统相连接;降雨初期面源径流经过该系统内基质吸附、植物吸收、微生物转化等的共同作用得到净化,之后可通过农田灌溉、绿化养护等方式进行资源化利用。该发明旨在收集、净化降雨初期面源径流,同时降雨后期的面源径流可在不影响本系统的情况下直接排入受纳水体,可有效降低降雨初期面源径流对受纳水体水生态环境质量的影响,同时实现降雨初期面源径流中营养物质的资源化利用。

技术研发人员:李子音,张华,王磊,方晓明
受保护的技术使用者:沈阳环境科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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