雨源性感潮河流水质保障系统的制作方法

1.本实用新型涉及水环境治理及运营技术领域，具体为雨源性感潮河流水质保障系统。


背景技术：

2.雨源性感潮河流是指主要水源补给来自大气降水且其流量及水位受雨量影响较大的河流。城市中的雨源性感潮河流往往具有旱季需要外来水源补水、水动力不足、中下游水质容易黑臭，雨季截污系统雨污水储存空间较小，污染物容易溢流入河污染河流水质的问题，且感潮河流中下游河段在涨潮期间水位高于截污干管水位，河水易倒灌至截污系统中，引起内涝。
3.目前，国内外处理改善雨源性感潮河流水质问题，主要是从河流中下游引水处理黑臭问题，例如公告号为cn104926032b，名称为一种沿海城市感潮河道多级复合强化净化方法的发明专利，其中就公开了在河道设置拦水坝，坝内建立水质修复系统的大型工程；也有其他抽水在河边设置修复系统修复后回排的方法；此外，对于雨源性感潮河流问题还会在旱季利用外来水源补水，在雨季做好防洪防涝预警、人工排水等，但是这些方式不仅繁琐，消耗人力、物力、财力，且没有形成整套长期有效保障雨源性感潮河流河道水质的系统。因此，亟需雨源性感潮河流水质保障系统来解决这个问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供雨源性感潮河流水质保障系统，以解决雨源性感潮河流水质没有成套有效保障系统的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：雨源性感潮河流水质保障系统，包括泵站和水闸系统、旁路湿地系统、溢流污染防治系统、智慧化系统；其中泵站和水闸系统包括设置在河流河口处的河口闸门、用于将河口闸门内侧河水向外排出的外排泵站和下游提升泵站；旁路湿地系统包括沿河岸或驳岸设置的若干个湿地，下游提升泵站用于将河流末端的水输送至湿地，湿地连接有管路，其出水口位于河流中游和/或上游；溢流污染防治系统包括截污干管和若干个截流井，截流井连接有溢流管道并设有溢流阀门，溢流管道连通至河流；智慧化系统包括采集单元和处理单元，采集单元包括分别设置在河流和截污干管中的水质检测器，还包括分别设置在河口闸门内侧、外侧和截污干管中的水位检测器，处理单元包括与各采集单元信号连接的数据收集模块和与数据收集模块信号连接的控制模块，控制模块与河口闸门、溢流阀门、外排泵站、下游提升泵站分别电性或信号连接用于控制启闭。
6.优选的，溢流污染防治系统还包括调蓄池，其与截污干管通过管路连通，且管路中设有错峰阀，控制模块与错峰阀信号连接用于控制启闭，调蓄池与截污干管分别连通至市政管网。
7.优选的，水质检测器包括cod检测器和ss检测器。
8.优选的，湿地为湿地公园和/或驳岸湿地，湿地中种植有水生植物。
9.优选的，截流井相对的两侧分别设有进水口和出水口，溢流阀门和溢流管道设置在截流井的另一侧，溢流阀门包括两种工作状态，第一种工作状态时，溢流阀门关闭，截污干管中的水从进水口流入并从出水口流出截流井，第二种工作状态时，溢流阀门开启，截污干管中的水从进水口流入并从溢流管道流出截流井。
10.优选的，数据收集模块包括外排模块、湿地处理模块和溢流污染防治模块，控制模块包括外排控制器、湿地处理控制器和溢流污染防治控制器；其中外排模块用于收集河口闸门内侧和外侧水位检测器的水位数据并信号传输给外排控制器，外排控制器与河口闸门和外排泵站分别电性连接；湿地处理模块用于收集河口闸门内侧和外侧水位检测器的水位数据以及河流中水质检测器的水质数据并信号传输给湿地处理控制器，湿地处理控制器与下游提升泵站电性连接；溢流污染防治模块用于收集截污干管中的水位检测器和水位检测器的水位和水质数据以及河口闸门内侧水位检测器的水位数据并传输给溢流污染防治控制器，溢流污染防治控制器与溢流阀门和错峰阀分别电性连接。
11.优选的，控制模块中设有存储器和处理器，存储器用于存放计算机程序，处理器用于执行存储器上存放的程序，自动控制河口闸门、溢流阀门、外排泵站、下游提升泵站的启闭。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1、该雨源性感潮河流水质保障系统，具有外排控制、湿地处理、溢流污染防治等多种功能，利于雨源性感潮河流水质的集中综合治理，特别是具备智慧化系统，能够根据采集的数据和设定的程序实现自动控制，下游提升泵站和湿地的设置不仅能使水流循环并利用自然资源起到一定的净化作用，而且可以利用湿地美化河岸环境，尤其适用于城市密集建成区中的雨源性感潮河流。
14.2、该雨源性感潮河流水质保障系统，旱季通过外排控制器可自动控制河口闸门的启闭，保证河流水能在一定周期更换；雨季通过外排控制器根据河口闸门内外侧水位高低自动控制外排泵站和河口闸门的启闭，充分使行洪通畅，优先保障行洪安全。
15.3、该雨源性感潮河流水质保障系统，通过湿地处理控制器可自动控制下游提升泵站给湿地供水，保证河流水质能在一定周期内循环一次，有效提高旱季河流水动力。
16.4、该雨源性感潮河流水质保障系统，通过溢流污染防治控制器可根据水位和水质情况控制溢流阀门，可以在雨量大时打开使截污干管和截流井中的雨水排入河道，还可以避免初雨污水入河、防止涨水后河水倒灌等。
17.5、该雨源性感潮河流水质保障系统，既能在旱季提高河流水动力，改善中下游河流水质，又能在雨季快速排洪，收集截污系统较大污染的雨污水混合物，有效控制初雨入河污染，在雨后快速恢复河流水质，保障河流清水长流，该系统应用智慧化系统有利于提高调度和控制的精确度，相较于原有的雨源性感潮河流水质保障办法，操作和管理均更灵活并且方便。
附图说明
18.图1为本实用新型的俯视结构示意图；
19.图2为本实用新型的一种实施方式中的控制方法。
20.图中：1、河流；2、河口闸门；3、外排泵站；4、下游提升泵站；5、湿地；6、截污干管；7、截流井；8、调蓄池。
具体实施方式
21.如图1所示，雨源性感潮河流水质保障系统，包括泵站和水闸系统、旁路湿地系统、溢流污染防治系统、智慧化系统；其中泵站和水闸系统包括设置在河流1河口处的河口闸门2、用于将河口闸门2内侧河水向外排出的外排泵站3和下游提升泵站4，其中外排泵站3的泵流量及扬程一般需根据河流1存水量等来确定；旁路湿地系统包括沿河岸或驳岸设置的若干个湿地5，下游提升泵站4用于将河流1末端的水输送至湿地5，湿地5连接有管路，其出水口位于河流1中游和/或上游；溢流污染防治系统包括截污干管6和若干个截流井7，截流井7连接有溢流管道并设有溢流阀门，溢流管道连通至河流1；智慧化系统包括采集单元和处理单元，采集单元包括分别设置在河流1和截污干管6中的水质检测器，还包括分别设置在河口闸门2内侧、外侧和截污干管6中的水位检测器，处理单元包括与各采集单元信号连接的数据收集模块和与数据收集模块信号连接的控制模块，控制模块与河口闸门2、溢流阀门、外排泵站3、下游提升泵站4分别电性或信号连接用于控制启闭。
22.在一种较优的实施方式中，溢流污染防治系统还包括调蓄池8，其与截污干管6通过管路连通，且管路中设有错峰阀，控制模块与错峰阀信号连接用于控制启闭，调蓄池8与截污干管6分别连通至市政管网。
23.水质检测器可包括市面常见的cod检测器和ss检测器等。
24.湿地5为湿地公园和/或驳岸湿地，根据流程所在位置条件设计，若河流1中下游两侧有较大可利用的空间，则可结合公园建设湿地5；若河流1在城市密集建成区，且河流1两侧无可结合湿地5利用的空间，则可结合河流驳岸建设阶梯式湿地5；湿地5中种植有水生植物，还填充有滤料，植物根系和滤料可为微生物提供良好的居所，微生物可以充分降解废水中的有机物和氨氮，达到生物强化处理的效果，滤料内部均有兼氧环境，能为反硝化反应除氮提供一定条件，从而进一步去除河流下游停留的水中含有的总氮，植物也可吸收一部分氮磷，从而进一步提升湿地出水水质；进一步的，湿地公园根据水质和用地情况还可结合水解池、氧化塘等工艺组合处理工艺，驳岸湿地则可根据驳岸形式进一步优化设计，因此在本技术所记载的湿地5的基础上无论是增加组合工艺还是变更水处理办法均是显而易见的简单替换；另外，驳岸湿地因结构造价较高，较适用于城市中心密集建成区类河流。
25.较优的，截流井7可以采用图1中所示的结构形式，即截流井7相对的两侧分别设有进水口和出水口，溢流阀门和溢流管道设置在截流井7的另一侧，溢流阀门包括两种工作状态，第一种工作状态时，溢流阀门关闭，截污干管6中的水从进水口流入并从出水口流出截流井7，第二种工作状态时，溢流阀门开启，截污干管6中的水从进水口流入并从溢流管道流出截流井7；进一步的，截流井7宜在截污干管6排入河流1的常规排口位置设置(即作为截污干管6原排口的替换)，更优先选择设置在中下游容易被倒灌的排口位置，有利于将溢流污染防治有效性和经济性最大化。
26.在一种可选的实施方式中，数据收集模块包括外排模块、湿地处理模块和溢流污染防治模块，控制模块包括外排控制器、湿地处理控制器和溢流污染防治控制器；其中外排模块用于收集河口闸门2内侧和外侧水位检测器的水位数据并信号传输给外排控制器，外
排控制器与河口闸门2和外排泵站3分别电性连接；湿地处理模块用于收集河口闸门2内侧和外侧水位检测器的水位数据以及河流1中水质检测器的水质数据并信号传输给湿地处理控制器，湿地处理控制器与下游提升泵站4电性连接；溢流污染防治模块用于收集截污干管6中的水位检测器和水位检测器的水位和水质数据以及河口闸门2内侧水位检测器的水位数据并传输给溢流污染防治控制器，溢流污染防治控制器与溢流阀门和错峰阀分别电性连接，其中溢流污染防治模块收集河口闸门2内侧水位数据是为了在涨潮较厉害时优先关闭溢流阀门，防止河水倒灌入截污干管6。
27.在一种较优的实施方式中，控制模块中设有存储器和处理器，存储器用于存放计算机程序，处理器用于执行存储器上存放的程序，自动控制河口闸门2、溢流阀门、外排泵站3、下游提升泵站4的启闭，在一种较优的实施方式中，存储器中存放有带有预先设定数值的比较程序以及根据比较结果应当做出何种控制动作的判断和执行程序，处理器比较数据收集模块传递的数据与程序中设定数值的大小，并根据比较结果进行相应的控制。
28.上述的存储器可以包括随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
29.上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessing unit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、专用集成电路(application specificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
30.请参阅图2，示例性的：
31.工况1、在旱季时，下游提升泵站4正常开启至旁路湿地系统处理河道下游河水；
32.工况2、在旱季时，当河道水停留3-5天，当河口闸门2内侧水质数据显示需要换水时，在河口闸门2外侧水位较低时将河口闸门2开启；
33.工况3、在雨量大时，将河口闸门2开启用于排洪，外排泵站3可一并开启作为辅助(雨量一般大时，也可以仅开启外排泵站3作为排洪方式)；
34.工况4、在一定量雨量时，根据水位及水质数据情况控制溢流阀门，当截污干管6内水质数据差时，关闭溢流阀门，尽可能收集截污干管6内初雨前期污染严重的雨污混流水至市政管网(还可以开启错峰阀，收集雨污混流水至调蓄池8，错峰排至市政管网)，输送至污水处理厂处理；
35.工况5、当截污干管6的水位超过一定值时，开启溢流阀门，截污干管6内的雨水排入河道；
36.工况6、在下雨结束后，开启下游提升泵站4，利用旁路湿地系统进一步改善水质，使河道水质较快恢复成正常标准。
37.以上仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
38.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。