一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置的制作方法

1.本实用新型涉及溪流水环境修复技术领域，具体为一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置。


背景技术：

2.潜流带是位于溪流或河流河床之下并延伸至河溪边岸带和两侧的水分饱和的沉积物层，它不仅是重要的生态缓冲带，同时也是溪流中水交换、微生物新陈代谢和污染物储存的重要场所。溪流中的氮磷等营养盐物质随地表水下降流进入到潜流带，其一部分被沉积物颗粒表面吸附，另一部分通过沉积物表面附着生物膜的新陈代谢作用吸收转化，这对于来自地表水下降流和地下水上升流的营养盐降解起到了十分重要的作用，是溪流沟渠滞留营养盐的重要作用机制。然而，由于人为活动和水流冲刷的影响，很大一部分小河流潜流带系统遭受不同程度的破坏，导致溪流沟渠营养盐滞留功能明显衰退，从而影响了下游水体水环境质量和水生态系统的改善。因此，为了促进潜流交换功能的发挥，提升溪流沟渠对营养盐滞留和去除的能力，缓解下游氮磷负荷严重的问题，我们提出了一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置，营造有利于营养盐去除的物理和生化条件。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置，可以促进潜流交换功能的发挥，为微生物营造良好的生长环境，提升溪流沟渠对营养盐滞留的能力，对缓解下游氮磷负荷严重的问题和改善溪流沟渠水质具有重要作用。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置，包括呈矩形的无盖床体，无盖床体内部由自上而下由三层填料填充，分别为上层填料、中层填料和下层填料，其中，下层填料和中层填料间铺有滤布，无盖床体的四个侧面以及底部均设有不同大小的孔，分别为上层圆孔、中层圆孔、下层圆孔和底部孔。
7.所述无盖床体的材质为塑料，无盖床体高度为23cm，宽度为40cm，长度为60cm，厚度为2cm，其材质为无机塑料。
8.优选的，所述上层填料采用碎石，其粒径在2.1～2.5cm之间，填料高度为5cm。
9.优选的，所述中层填料采用粗砂、钢渣、圆木块混合组成，其混合比为6:1:3，所取粗砂粒径大于2mm，钢渣粒径大于1cm，圆木块最小半径为3cm，填料高度为12cm。
10.优选的，所述下层填料采用工程陶粒，其粒径在1.1～1.5cm之间，填料高度为3cm。
11.优选的，所述上层圆孔直径为2cm，圆心距可为3～4cm。
12.优选的，所述中层圆孔直径为2mm，细分为上下4层，上下圆心距可为2～3cm，左右
圆心距可为1～1.5cm。
13.优选的，所述下层圆孔直径为1cm，圆心距可为3～4cm。
14.优选的，所述底部孔径为1cm，中心距可为3～4cm。
15.优选的，所述滤布可为透水性较好的土工布。
16.(三)有益效果
17.与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置，具备以下有益效果：
18.1、重塑的潜流带填料结构可以为细菌、真菌及无脊椎动物等营造良好的栖息生境，有利于生物量的增加和生物多样性的形成，通过微生物的新陈代谢作用，推动氮磷等营养盐的生物吸收和净化。
19.2、重塑的潜流带对氮磷等营养盐具有一定的缓冲作用。由于氧化还原电势梯度、圆木块和钢渣的存在，该装置可以模拟潜流带通过阻滞、吸附吸收和矿化等作用降低营养盐含量。由于该装置放置于河床上，它还能够减缓营养盐向上覆水或向地下水的迁移。
20.3、通过设置该生态床装置，能够增强河床的粗糙度，增加溪流底部水力停留时间，从而为氮磷等营养盐与河床表面附着的生物膜充分接触创造了优越的条件。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置正剖视图；
23.图2为本实用新型一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置的正视图；
24.图3为本实用新型一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置的侧视图；
25.图4为本实用新型一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置的底面示意图。
26.图中：1无盖床体、2-1上层填料、2-2中层填料、2-3下层填料、3-1上层圆孔、3-2中层圆孔、3-3下层圆孔、3-4底部孔、4滤布。
具体实施方式
27.以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
28.图1-4为本实用新型的一个实施例，一种基于潜流带重塑的溪流沟渠营养盐滞留潜力提升装置，包括呈矩形上端开口的无盖床体1，无盖床体1内部由上层填料2-1、中层填料2-2和下层填料2-3填充，其中，下层填料和中层填料间铺有滤布4。无盖床体的四个侧面以及底部均设有大小不同的孔，分别为上层圆孔3-1、中层圆孔3-2、下层圆孔3-3和底部孔3-4。
29.上层填料2-1采用碎石，中层填料2-2采用粗砂、钢渣、圆木块混合组成，其质量混
合比为6:1:3，下层填料2-3采用工程陶粒。
30.一般情况下，提升装置浸没在水下，当河流水位较低时，水流可以通过无盖床体1四周及底部的上层圆孔3-1、中层圆孔3-2、下层圆孔3-3和底部孔3-4流入到无盖床体1内部，水体中的微生物进入到填料内并附着在填料表面，微生物在填料之间的空隙中快速繁殖生长，上层填料2-1由碎石组成，由于碎石之间有较大的间隙，具有一定的曝气效果，从而有助于硝化细菌的生长，可去除水体中的氨氮，将碎石放置在填料层顶部是因其具有较大的质量和体积，既可以避免自身被水流冲走，又可以防止粗砂和圆木块随水流流走，中层填料2-2是由圆木块、钢渣和粗砂组成，钢渣可以有效吸附水体中的磷，粗砂可以为微生物提供良好的生活环境，例如反硝化菌，而圆木块用来提供碳源，有助于反硝化反应的进行，去除水体中的硝氮，下层填料2-3由工程陶粒组成，由于其表面粗糙、多微孔、内部孔隙发达，比表面积大，从而生物菌附着能力强，繁殖快、挂膜效率高，可以有效去除氨氮，将其放置在填料层底部既可以使河水从床体底部小孔流入填料层中，又可以防止上层粗砂从底部小孔流出，滤布4可选用透水性较好的土工布，可以防止粗砂进入到下层填料。
31.针对河床潜流带退化较为严重的溪流沟渠，选用碎石、粗砂、陶粒为主要材质，以钢渣、圆木块为辅料，设计具有三层结构的无盖床体提升装置，并以此作为溪流沟渠潜流带重塑和修复的技术措施，通过增强潜流交换能力和营造有利于微生物生存的生境条件，从而提高溪流沟渠营养盐滞留的环境生态功能，在实际操作中，针对河床板结程度较严重的河段，可以将无盖床体连续摆放在河床中以达到溪流沟渠潜流带重塑的效果，针对河床板结程度较轻微的河段，可以将生态床有间隔的摆放在河床中，以此来改善河床的生态条件。
32.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
33.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。