本发明专利技术涉及一种河道水源地大规模原位净水系统及净水方法，该净水系统包括由主河道至人工河道依次设置的第一净水区、第二净水区和第三净水区；人工河道为饮用水水源区。本发明专利技术在原有的堤坝修筑需求的基础上搭建了大规模原位净水系统，在主河道长期冲流而成的沙洲上严格划分净水治理区域，基于河道水文特征和地势特点进行侧渗水原位净化处理，本身依托并利用了河道堤坝的建设，在河道原址进行净化而不需要再另外选址，不仅解决了运送传输问题，而且提高了处理量和处理效率，真正实现污染水源的原位规模化净化处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种河道水源地大规模原位净水系统及净水方法。
技术介绍
随着生活水平的提高和工业生产规模的扩大，输出到环境中的污水超过环境的自然净化能力造成水环境恶化。据《2014年中国环境状况公报》显示，我国423条主要河流、62座重点湖泊(水库)开展了水质监测，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水质断面分别占3.4％、30.4％、29.3％、20.9％、6.8％、9.2％，主要污染指标为化学需氧量、总磷和五日生化需氧量。329个地级及以上城市开展了集中式饮用水水源地水质监测，达标率占96.2％。水质优良级的监测点比例为10.8％，良好级的监测点比例为25.9％，较好级的监测点比例为1.8％，较差级的监测点比例为45.4％，极差级的监测点比例为16.1％。地下水和地表水污染指标有总硬度、锰、铁和氟化物、重金属和有毒有机物污染。全国城市供水30％源于地下水，北方城市达89％，城市地下水质普遍恶化。饮用水亦被污染，饮用水的安全性与人体健康直接相关，我国城镇附近水体受污染率较高，对数亿人口饮用水的安全性构成重大威胁。黄河作为我国北方重要的水源地，近年来水资源质量问题极为突出。以黄河为例，黄河水具有水少、沙多、水沙关系不协调的基本特性。黄河多年平均天然径流量为534.8亿m3，径流量不及长江的5％，来沙量为16亿t，为长江的3倍，水质比较浑浊。现已具备的水库表现在单库调水造峰时水位较高、出库含沙量低，不能充分发挥水流的输沙能力，而排沙运用时水位低，不能调节足够的水量满足“大水带大沙”的要求。另外，随着黄河沿岸工矿企业的增多，黄河的水质污染也变得越来越突出。特别是矿业、冶炼、电池、电镀等重金属排放量大的行业领域，由于重金属污染的治理成本较高，而违规排污的监管和处罚力度也都存在着较大问题，因此重金属污染物的偷排现象屡禁不止，这便导致了黄河中上游重金属污染物出现不同程度的超标，下游更因此接纳了大量的污染物，严重危害人民生产、生活用水的安全性。作为我国北方地区重要的饮用水水源，对黄河污染物的合理控制和治理是亟需解决的重要问题。对于地质基础条件氟含量较高的地区，地下水多存在氟含量超标的现象，对于人畜安全用水造成严重威胁。以黄河沿岸的渭南市为例，据卫生部门普查，除华县、潼关外，其他各县市、区地下水都不同程度存在含氟量超标，最严重的是大荔、蒲城、富平县，其次为临渭区、澄城、合阳等县。按照饮用水样分析，超过生活饮用水标准0.5～1.0mg L-1的占57％，其中含氟量超过4.0mg L-1的占8％，2.1～4.0mg L-1的占43.5％，1.1～2.0mg L-1的占48.5％；全市有100多万人处于高氟水区，患氟斑牙有72万人，患氟骨症4.9万人。因此，为解决全国普遍存在的水源安全问题，为人畜饮用水、生活用水提供洁净水源，实施成本低、效果优、规模大、生态化的水源净化工程手段势在必行。
技术实现思路
为了解决饮用水水源重金属污染的技术问题，本专利技术提供一种河道水源地大规模原位净水系统及净水方法，为人畜用水提供洁净水源。本专利技术的技术解决方案是：一种河道水源地大规模原位净水系统，其特殊之处在于：包括由主河道至人工河道依次设置的第一净水区、第二净水区和第三净水区；所述人工河道为饮用水水源区；所述第一净水区一侧紧邻主河道，第一净水区是在沙洲上堆建而成的控导坝体，所述控导坝体的顶端比主河道平均水位高出3-6米；所述第二净水区位于第一净水区的另一侧，第二净水区包括填覆于主河道沙洲上的耕作层，所述耕作层底端比主河道平均水位高出1-5米，所述耕作层的厚度为20-50厘米；所述第三净水区位于第二净水区和人工河道之间，第三净水区包括挖掘沙洲土体后设置的水耕熟化层，挖掘沙洲土体后的地下水位保证水耕熟化层可蓄水；所述水耕熟化层的厚度为30-40厘米，在水耕熟化层表面自然形成5-30厘米厚度的明水层，明水层顶端比主河道平均水位低2-3米；所述第三净水区与人工河道之间还设置有隔离坝；所述隔离坝的顶端比人工河道的平均水位高出2-3米。上述第二净水区的耕作层底端比主河道平均水位高出1-3米，所述耕作层上种植景观植物。上述第二净水区的耕作层底端比主河道平均水位高出3-5米，所述耕作层上种植景观林木、经济作物和/或粮食作物。上述第三净水区的水耕熟化层种植水生植物。上述水耕熟化层是由第三净水区底部土体进行翻耕构建形成的。本专利技术还提供一种河道水源地大规模原位净水方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：1】根据主河道和主河道沙洲的分布情况划分原位净水区域和人工河道区域；2】在原位净水区域搭建河道水源地大规模原位净水系统；2.1】搭建第一净水区：在划定的第一净水区范围内，采用两边进占立堵施工方案，将大粒径毛石及砼五面体构件进行抛投，合拢处打设钢管桩，钢筋石笼护底，坝体贯通后迎水面用尾矿渣石进行闭气，及时跟进坝后土方填筑，完成第一净水区的搭建。2.2】搭建第二净水区：挖掘第三净水区和人工河道范围内的土体，并将其填覆于第二净水区，在划定的第二净水区范围内将土体表层进行平整并予以碾压夯实，继续填覆土体并碾压夯实直至土体顶端比主河道水位高出1-5米；用泥水浇灌平整后的土体表层，覆盖20-50厘米厚的黄土后，形成耕作层；2.3】挖建第三净水区：在第三净水区范围内挖掘土体，直至地下水位保证第三净水区可蓄水；对第三净水区底部土体进行翻耕构建水耕熟化层形成适合水生植物生长土体结构；2.4】挖建人工河道：结合主河道走势，挖掘横断面为凹型结构的人工河道。本专利技术的有益效果在于：本专利技术在原有的堤坝修筑需求的基础上搭建了大规模原位净水系统，在主河道长期冲流而成的沙洲上严格划分净水治理区域，基于河道的水文特征和地势特点进行侧渗水原位净化处理，本身依托并利用了河道堤坝的建设，在河道原址进行净化而不需要再另外选址，不仅解决了运送传输问题，而且提高了处理量和处理效率，真正实现重金属污染水源的原位规模化净化处理。附图说明图1为本专利技术较佳实施例的大规模原位净水系统示意图。具体实施方式参见图1，本专利技术较佳实施例的大规模原位净水系统包括由主河道1至人工河道2依次设置的第一净水区3、第二净水区4和第三净水区5；人工河道2为饮用水水源区；第一净水区3一侧紧邻主河道1，第一净水区3是在主河道1的自身沙洲上堆建而成的控导坝体，控导坝体的顶端比主河道平均水位高出3-6米；控导坝体顶端大幅高出主河道平均水位，可以有效防止因汛期水位漫过净水系统而影响净水效果。控导坝体底部土体较为密实，可以在主河道水流侧渗过程中截留主河道泥沙和细小颗粒物。第二净水区4位于第一净水区3的另一侧，第二净水区4包括依次填覆于主河道沙洲上的土体层41和耕作层42，耕作层42底端比主河道平均水位高出1-5米，耕作层42的厚度为20-50厘米。土体层41的填覆可由第三净水区和人工河道的土体挖掘进行补充。耕作层42是由富含土著微生物的天然土壤进行填覆，可以种植一些绿色植物，一方面可以利用微生物和植物的生物降解功能对侧渗水流中的重金属类污染物或者有机污染物进行吸收降解，另一方面可以利用植物根系紧固土壤，更好地起到过滤污染物的作用。当第二净水区的耕作层厚度铺设较浅时(例如厚度为1-3米时)，可以在耕作层42上种植景观植物，当第二净水区的耕作层厚度铺设较深时(例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种河道水源地大规模原位净水系统，其特征在于：包括由主河道至人工河道依次设置的第一净水区、第二净水区和第三净水区；所述人工河道为饮用水水源区；所述第一净水区一侧紧邻主河道，第一净水区是在沙洲上堆建而成的控导坝体，所述控导坝体的顶端比主河道平均水位高出3‑6米；所述第二净水区位于第一净水区的另一侧，第二净水区包括填覆于主河道沙洲上的耕作层，所述耕作层底端比主河道平均水位高出1‑5米，所述耕作层的厚度为20‑50厘米；所述第三净水区位于第二净水区和人工河道之间，第三净水区包括挖掘沙洲土体后设置的水耕熟化层，挖掘沙洲土体后的地下水位保证水耕熟化层可蓄水；所述水耕熟化层的厚度为30‑40厘米，在水耕熟化层表面自然形成5‑30厘米厚度的明水层，明水层顶端比主河道平均水位低2‑3米；所述第三净水区与人工河道之间还设置有隔离坝；所述隔离坝的顶端比人工河道的平均水位高出2‑3米。
【技术特征摘要】
1.一种河道水源地大规模原位净水系统，其特征在于：包括由主河道至人工河道依次设置的第一净水区、第二净水区和第三净水区；所述人工河道为饮用水水源区；所述第一净水区一侧紧邻主河道，第一净水区是在沙洲上堆建而成的控导坝体，所述控导坝体的顶端比主河道平均水位高出3-6米；所述第二净水区位于第一净水区的另一侧，第二净水区包括填覆于主河道沙洲上的耕作层，所述耕作层底端比主河道平均水位高出1-5米，所述耕作层的厚度为20-50厘米；所述第三净水区位于第二净水区和人工河道之间，第三净水区包括挖掘沙洲土体后设置的水耕熟化层，挖掘沙洲土体后的地下水位保证水耕熟化层可蓄水；所述水耕熟化层的厚度为30-40厘米，在水耕熟化层表面自然形成5-30厘米厚度的明水层，明水层顶端比主河道平均水位低2-3米；所述第三净水区与人工河道之间还设置有隔离坝；所述隔离坝的顶端比人工河道的平均水位高出2-3米。2.根据权利要求1所述的河道水源地大规模原位净水系统，其特征在于：所述第二净水区的耕作层底端比主河道平均水位高出1-3米，所述耕作层上种植景观植物。3.根据权利要求1所述的河道水源地大规模原位净水系统，其特征在于：所述第二净水区的耕作层底端比主河道平均水位高出3-5米，所述耕作层上种植景观林木、经济作物和/或粮食作物。4.根据权利要求1-3中任...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩霁昌，
申请(专利权)人：陕西省土地工程建设集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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