一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法技术

本发明专利技术提供一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法，涉及水环境生态修复技术领域。所述调控方法主要包括在溪流主流区通过多个间隔的土墩设置多个雁阵式结构进行调控，其控制土墩之前的距离和雁阵式结构之间的距离，并且设置雁阵式结构的夹角在45

【技术实现步骤摘要】
一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法


[0001]本专利技术涉及水环境生态修复
，具体涉及一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法。

技术介绍

[0002]源头溪流既是非点源氮磷负荷汇集和传输的重要通道，也是氮磷营养盐滞留和去除的重要场所。源头溪流不仅具有较低的水流速度，还拥有由潜流带、回流区、死水区以及各种其他因素(溪流底质、河道形态等)形成的暂态存储区。水文条件、水流形态、水温、地形地貌、底质有机质以及溪流氮磷浓度等是影响溪流氮磷滞留能力的重要因素，而这些因素对于溪流氮磷滞留能力的影响，很大程度上是借助于暂态存储作用实现的。因此，有效利用和保护源头溪流的氮磷滞留功能，对于调控上游氮磷污染负荷向下游水体的传输，以及调节和改善下游水体水质状况有着极为重要的意义。
[0003]然而，由于农田过度施肥、农业废弃物的风化、城市或者村镇小区的生活污水、工业废水和废气的不合理排放，造成陆地流域环境中氮磷等养分含量处于过饱和状态，水体富营养化问题日益严重。较高的氮磷浓度会使得溪流对营养盐的滞留能力下降，这对缓解下游水体氮磷污染和富营养化，改善下游河流生态环境状况极为不利。
[0004]现有技术中大多是采用在溪流中设置阻隔断面，如申请号CN202110806081.4公开的一种提高溪流沟渠营养盐滞留潜力的调控方法，其主要采用在溪流的一侧间隔安放不同的安放断面来达到营养盐的滞留效果，但是由于该断面主要设置于溪流一侧，涉及溪流两岸的缓流区或死水区，对于实际安防使用过程中对水动力学条件造成一定的影响，容易影响实际的对营养盐的调控能力，且该专利技术中涉及不同流速的溪流调控容易造成滞留效果变化较大，在广泛的应用上具有一定的困难。

技术实现思路

[0005]针对现有技术不足，本专利技术提供一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法，将雁阵式结构设置在溪流主流区，不涉及溪流两岸的缓流区或死水区，且结构中的土墩之间存在一定的间隔，增强了水流湍动效果，显著改善了水动力学条件，提高了营养盐在溪流中的滞留能力，同时，本方法操作简单、运行成本低，并且生态环境效益明显，对环境友好，值得广泛运用和推广。
[0006]为实现以上目的，本专利技术的技术方案通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法，其所述调控方法包括以下步骤：
[0008](1)制备土墩：将填料混合后装袋制备成土墩后备用；
[0009](2)雁阵式结构的设置：将多个上述土墩于溪流主流区中央位置间隔排布成雁阵型的结构，且雁阵型结构的两翼向溪流水流的顺流方向设置；
[0010](3)雁阵式结构群的设置：在溪流中排布多个雁阵型结构，形成雁阵式结构群来调
控溪流营养盐滞留。
[0011]优选的，所述土墩的填料包括以下质量份的物质组成：粘土5
‑
10份、粗砂0
‑
3份、碎木块0
‑
2份。
[0012]优选的，所述粘土由各种颗粒状矿物质、有机物质、土壤组成，其中有机质含量占土壤干重的1％
‑
2％，并且腐殖质占有机总量的80％以上。
[0013]优选的，所述粗砂的粒径≤1mm，所述碎木块的体积≤10cm3[0014]优选的，所述步骤(2)中雁阵式结构中土墩间排布的间隔距离为15
‑
20cm。
[0015]优选的，所述步骤(2)中雁阵式结构中两翼夹角呈为45
°‑
90
°
。
[0016]优选的，所述步骤(3)中多个雁阵型结构之间的排布距离为7m。
[0017]本专利技术提供一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法，与现有技术相比优点在于：
[0018](1)本专利技术通过在溪流河道中设置一系列的雁阵式结构群，使得溪流中水流流速、水流形态等水力条件发生明显变化，以及会形成众多的回流区，通过改变雁阵式结构的夹角，可以形成不同的水流形态，对水流的流速造成不同的影响并且可以在河道中形成不同范围的回流区，不仅对雁阵式结构群周围水体中的营养盐扩散与滞留过程产生较大的影响，而且还会增大河流中营养盐与河道两岸土壤和植物的接触而被吸附的几率；
[0019](2)本专利技术通过在溪流河道主流区进行雁阵式结构的设置调控，并通过对结构中土墩之间间隔的设置，让水流从中流过，可以使得溪流水流形态发生明显改变，让河道主流区的水流能够流向河道两岸，溪流中原本通过主流区水流流向下游的营养盐能够流入到河道两岸的静水区，形成更多的小涡流和流速快慢交错的流速布局，延长了营养盐在溪流中的水力停留时间；
[0020](3)本专利技术通过在溪流河道主流区进行雁阵式结构的设置调控，为微生物的生长与繁殖提供了场所，经过长时间形成的生物膜，能够大幅度提高营养盐与附着生物(如藻类、细菌等)的接触几率，有利于发生生化降解作用；
[0021](4)本专利技术在溪流河道主流区设置的雁阵式结构，其材料以粘土、砾石、木块为主，按照一定的比例装入尼龙袋中制作而成，具有运行简单、可操作性强和成本低等优点，在使用过程中，砾石与砾石之间存在的空隙有利于微生物的生长，木块能够为其提供碳源，粘土中的腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂，并且具有很强的吸收能力，这些能够有效提升雁阵式结构群对氮磷的吸附能力。
附图说明
[0022]图1为本专利技术呈90
°
夹角的雁阵式结构群调控示意图；
[0023]图2为本专利技术呈45
°
夹角的雁阵式结构群调控示意图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1：
[0026]一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法，其所述调控方法包括以下步骤：
[0027](1)制备土墩：选取各种颗粒状矿物质、有机物质、土壤组成的黏土，其中有机质含量占土壤干重的1％
‑
2％，并且腐殖质占有机总量的80％以上的黏土7份，粒径≤1mm的粗砂2份，体积不超过10cm3的木块1份混合均匀后装入尼龙袋中制得土墩；
[0028](2)雁阵式结构的设置：将多个上述土墩于溪流主流区中央位置间隔15
‑
20cm排布成夹角为45
°
的雁阵型结构，且雁阵型结构的两翼向溪流水流的顺流方向设置；
[0029](3)雁阵式结构群的设置：在溪流中每隔7m排布一个雁阵型结构，形成雁阵式结构群。
[0030]实施例2：
[0031]一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法，其所述调控方法包括以下步骤：
[0032](1)制备土墩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法，其特征在于，所述调控方法包括以下步骤：(1)制备土墩：将填料混合后装袋制备成土墩后备用；(2)雁阵式结构的设置：将多个上述土墩于溪流主流区中央位置间隔排布成雁阵型的结构，且雁阵型结构的两翼向溪流水流的顺流方向设置；(3)雁阵式结构群的设置：在溪流中排布多个雁阵型结构，形成雁阵式结构群来调控溪流营养盐滞留。2.根据权利要求1所述的一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法，其特征在于：所述土墩的填料包括以下质量份的物质组成：粘土5
‑
10份、粗砂0
‑
3份、碎木块0
‑
2份。3.根据权利要求2所述的一种基于雁阵式结构的溪流营养盐滞留潜力调控方法，其特征在于：所述粘土由各种颗粒状矿物质、有机物质、土壤组成，其中有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李如忠，徐圣伟，刘超，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：