專利名稱：湖濱帶構造濕地構建方法
技術領域：
本發明屬于資源環境工程技術領域，涉及一種利用當地材料進行構造濕地建設的方法。
背景技術：
構造濕地(constructed wetlands)或濕地處理系統(treatment wetland systems)，是人工建設的、可控制的和工程化的濕地系統，其設計和建造的目的是通過對濕地自然生態系統中的物理、化學和生物作用的優化組合來進行廢污水處理。盡管構造濕地的建設與運行成本較高，但它比自然濕地有更高的處理效率和較小的用地需要；在人多地少和面臨巨大廢污水排放壓力的發展中國家，特別是經濟發展極為迅速的我國三角洲地區，有非常廣闊的應用前景。
運用構造濕地處理污水可追溯到1903年，建在英國約克郡的構造濕地被認為是世界上第一個用于處理污水的人工濕地。1953年，德國Max Planck研究所發現蘆葦能夠去除污水中大量的有機和無機物質，隨后開發出Max-Planck處理系統。1977年由Kickuth提出“根區理論”(Root-zone Theory)，采用栽種蘆葦的水平潛流濕地使有機物降解，硝化反硝化去除氮，沉淀去除磷，奠定了構造濕地廢水處理的理論基礎。隨后，對構造濕地的研究深入到基質、植物、微生物等各個組分，同時，各學科之間的交叉融合也為人工濕地的研究提供了新的技術與思路。
我國由于圍湖造田的影響，具有巨大凈污能力的湖濱帶喪失殆盡，迫切需要重建與恢復其濕地系統，或構建凈污能力更為突出的構造濕地。
發明內容
本發明的目的是充分利用當地資源，發明一種湖濱帶構造濕地處理系統，提高湖濱帶的去污控污能力。該構造濕地由構造濕地主體及其配套的導水渠、配水渠和配水池構成。污水經由導水渠和配水池分別進入一級配水渠，配水渠的污水先進入構造濕地進行處理，而后從構造濕地跌落到二級配水渠，使處理過的污水有個短時間的爆氣過程；可降解污水中的SS、COD、TN和TP。
本發明的技術方案是
該構造濕地主體垂直剖面呈梯形左面高50厘米、右面高20厘米；垂直剖面分為5層，從下層至上層依次為廢石膏層粒徑2-3厘米，左厚度20厘米，右厚度5厘米；煤渣層粒徑2-3厘米，左厚度20厘米，右厚度5厘米；透水布層厚度＜1厘米；生態土壤層由河沙與農田土壤按2∶1混合構成，厚度10厘米；植被層由狗牙根和高羊茅按1∶1混合組成，點綴少量鳶尾等花卉植物，見附圖1。構造濕地的基底是厚度不等的礫石層，其礫石大小和厚度因地形條件而決定。
作為構造濕地的配套設施，其還包括必要的導水渠、配水池和配水渠，見附圖2。
導水渠一級導水渠，底寬50厘米；該渠一側依湖泊大堤，只做些清理工作；另一側用直徑10-20厘米的石塊砌成擋水壩。石壩的斷面呈梯形高80厘米，上邊長20厘米，底邊長180厘米，該渠底部為20厘米的礫石層，礫石直徑10-20厘米。在壩的坡面和頂部鋪設透水布，并鋪設10厘米的生態土壤，生態土壤由沙∶土壤＝2∶1構成。在生態土壤表面種植狗牙根和高羊茅植物，形成植被層。見附圖3。二級導水渠，寬度50厘米，見附圖2。該渠基底為10厘米的礫石層。該渠的一側為構造濕地，另一側為石壩，石壩的高度為30厘米，由直徑10-20厘米石塊砌成。壩的斷面呈梯形上邊長20厘米，底邊長60厘米。在壩的坡面和頂部鋪設透水布，并鋪設10厘米的塵態土壤，在生態土壤表面種植狗牙根和高羊茅植物，形成植被層，見附圖4。
配水池位于導水渠與配水渠之間，底部邊長為50厘米的柱形體，見附圖2。與一級配水渠相聯處高度30厘米，與二級導水渠相聯處高度40厘米，與導水渠相聯處高度50厘米，剩余一邊的高度80厘米。由厚度為5厘米的水泥板砌成。80厘米邊的外側用石塊砌成梯形斜坡；斜坡成梯形，上邊20厘米，下邊180厘米。梯形頂部和坡面鋪設透水布，并鋪設10厘米的生態土壤，在生態土壤表面種植狗牙根和高羊茅植物，形成植被層。其他三個邊的外測用石塊砌成斜坡，其剖面成等腰三角形，對水泥板起固定作用，見附圖5。
配水渠一級配水渠，底寬50厘米，見附圖2。該渠一側依太湖大堤，另一側石壩高40厘米，壩的斷面呈梯形上邊長20厘米，底邊長50厘米。其外側是構造濕地。該渠底部為20厘米的礫石，礫石直徑10-20厘米，見附圖6。二級配水渠，寬度30厘米，見附圖2。該渠一側為構造濕地的邊，高度20厘米；另一側用石塊砌成15厘米的透水壩，壩的斷面成梯形，該渠的底部為5厘米的小型礫石層，礫石直徑＜5厘米，見附圖6。
本發明的效果在于污水經由導水渠和配水池分別進入一級配水渠，配水渠的污水先進入構造濕地進行處理，而后從構造濕地跌落到二級配水渠，使處理過的污水有個短時間的爆氣過程。二級配水渠的污水自由進入湖濱帶蘆葦濕地，在蘆葦濕地的表面流動，并進行進一步降解。經過構造濕地處理后，污水中的SS、COD、TN和TP的去除率分別達到75％-95％、25％-55％、25-45％和25％-50％。
四
圖1湖濱帶構造濕地重建工程設計圖。①一級配水渠，②二級配水渠，③石膏層，④煤渣層，⑤透水布，⑥生態土壤層，⑦植被層；測量單位厘米。
圖2導水渠、配水池和配水渠的平面分布設計圖。①航道，②一級導水渠，③配水池，④二級導水渠，⑤一級配水渠，⑥構造濕地，⑦二級配水渠；測量單位厘米。
圖3一級導水渠垂直剖面設計圖。①防波堤，②礫石層，③一級導水渠，④生態土壤層，⑤植被層，⑥透水布，⑦礫石壩；測量單位厘米。
圖4二級導水渠垂直剖面設計圖。①構造濕地，②二級導水渠，③礫石層，④生態土壤層，⑤渠岸植被層，⑥透水布；測量單位厘米。
圖5配水池的垂直剖面設計圖。①一級配水渠，②水泥擋板，③配水池，④生態土壤層，⑤透水布，⑥植被層，⑦礫石壩，⑧一級導水渠，⑨二級導水渠；測量單位厘米。
圖6一級和二級配水渠的垂直剖面設計圖。①防波堤，②礫石層，③一級配水渠，④生態土壤層，⑤渠岸植被層，⑥透水布，⑦煤渣層，⑧構造濕地植被層，⑨石膏層，⑩構造濕地，二級配水渠，礫石壩，蘆葦濕地功能區；測量單位厘米。
五具體實施例方式
該方法在太湖西部的湖濱帶進行，面積2500m2。其實施的工作方式如下第一步，實地考察、確定方案，按現場條件進行工程設計；落實生態工具種的苗種和施工材料，組織工程技術人員到位。
第二步，基建工程為主。施工區地形不平整，且零散堆積了大量的垃圾；在工程實施前需要對場地進行清理；修建一級和二級導水渠、配水池、一級和二級配水渠、構造濕地。
第三步，生物恢復工程為主。在一級和二級導水渠、配水池、二級配水渠、構造濕地、播種或移植所需的植物。
第四步，現場運行與效果監測。
最后，由于植物具有一定的死亡率，且受湖泊水面波浪的沖擊，工程完成后，必須對植物工具種進行適當的管理與維護；也必須在構造濕地遭受較大沖擊之處用大石塊進行保護。
權利要求
1.一種湖濱帶構造濕地構建方法，其特征于該構造濕地由構造濕地主體及其配套的導水渠、配水渠和配水池構成；該構造濕地主體垂直剖面呈梯形，分為5層，從下層至上層依次為廢石膏層、煤渣層、透水布層、生態土壤層和植被層；導水渠、配水渠和配水池均有礫石層、透水布層、生態土壤和植被層構成。
2.根據權利要求1所述湖濱帶構造濕地構建方法的應用，其特征在于該方法可處理來自入湖河流和湖泊水體的污水。
全文摘要
本發明屬于資源環境工程技術領域。湖濱帶構造濕地由濕地系統及其配套的導水渠和配水池組成。盡管構造濕地的建設與運行成本較高，但它比自然濕地有更高的處理效率和較小的用地需要；在人多地少和面臨巨大廢污水排放壓力的發展中國家，特別是經濟發展極為迅速的我國三角洲地區，有非常廣闊的應用前景。
文檔編號E02B3/02GK1865170SQ20061003934
公開日2006年11月22日 申請日期2006年4月6日 優先權日2006年4月6日
發明者安樹青, 關保華, 周長芳, 蔡穎, 蔣金輝, 申瑞玲, 姚鑫, 任冠舉 申請人:南京大學