1.一种黑臭水水土水循环生态修复系统,其特征在于主体结构包括水体、砌体、水工建筑侧壁、水泵、水管、布水口和生态体;在水体中砌筑砌体,在砌体与水工建筑侧壁形成的空间内由下到上依次设置有夯实土壤层、砂石层、土壤层和植被层,土壤层中等间距式设置有
2个以上的通气管,通气管穿过植被层与大气连通,位于夯实土壤层区域的砌体为挡土区,位于砂石层区域的砌体为洞区,位于土壤层和植被层区域的砌体为挡水堰区,水体中设置有水泵,水泵与水管连接,水管的敷设方式包括四种:一是水管依次通过挡土区、夯实土壤层、砂石层、土壤层和植被层后与大气连通,二是水管依次通过洞区、砂石层、土壤层和植被层后与大气连通,三是水管依次通过挡水堰区、土壤层和植被层后与大气连通,四是水管直接敷设在植被层的表面并与大气连通,水管与大气连通的一端设置n个布水口,夯实土壤层、砂石层、土壤层、植被层和通气管配合构成生态体;修建形式包括生态岛式和堤岸式;砂石层、通气管和洞区构成空气通道,以保持砂石层和土壤层的好氧状态,为水体和生态体提供氧气,并且在渗水后带气,为生态体进一步提供氧气;挡土区用水泥砂浆勾缝,具有围挡夯实土壤层的作用;洞区为透水和通气的毛石砌体,不做水泥砂浆砌筑;挡水堰区为毛石水泥砂浆砌筑体,起挡水堰的作用;水流过植被层和土壤层到达砂石层的过程中,水中有机质被生物吸附或被砂截留,在水渗透过后发生生物作用,水中的营养物质被植被进一步吸收利用,收割移除植被,达到生态修复,确保水体的水质生态;间歇布水流经植被层、土壤层和砂石层后,水中的溶解氧得到补充,水的耗氧降低,有利于提高水中的溶解氧浓度;模拟和强化了自然生态系统,形成了三个循环:一是水循环净化和复氧:水泵吸取水体的待净化水,通过水管到达布水口,布水口布水在土壤层上的植被层,水流经植被层、土壤层和砂石层后得以净化,并在径流和砂石层复氧,最后从洞区返回水体中;二是好氧湿地降解:藻类被植被层和土壤层截留在植被层的表面被阳光杀死后成为营养物质,连同水体中被植被层和土壤层截留、吸附的营养物质,通过微生物降解转化为二氧化碳和水,微生物降解所需氧气供应来自地面径流复氧、洞区、砂石层和通气管的空气循环;三是植物去除:微生物降解营养物质后,氮磷的积累,植被层的植物快速生长吸收氮磷,通过割除植物实现污染物质的绝对去除。
2.根据权利要求1所述的黑臭水水土水循环生态修复系统,其特征在于水工建筑侧壁为围护水体的水工建筑对称部分的或靠岸部分的侧壁;水泵、水管和布水口构成布水系统,布水口的作用是将水管中的水浇到植被层。
3.根据权利要求1所述的黑臭水水土水循环生态修复系统,其特征在于采用间歇布水方式,间歇布水的循环顺序是从水泵开始,经过水管、布水口、植被层、土壤层、砂石层和洞区,到达水体结束;藻类去除是土壤层和植被层的表面截留作用和阳光照射作用的共同结果;营养物质的去除步骤,首先是土壤层和植被层的截留作用、吸附作用和微生物吸附作用,其次是微生物降解作用去除COD和氨氮,再次是植物吸收作用去除氮磷,最后是植被割除,使营养物质从水体中分离;生态体的溶解氧经由空气通道和地面径流复氧提供。
4.根 据权利要求1所述的黑臭水水土水循环生态修复系统,其特征在于使用时,水泵通过水管和布水口间歇布水,间歇布水进入植被层后,水中的藻类被截留并由阳光杀灭。
5.根据权利要求1所述的黑臭水水土水循环生态修复系统,其特征在于利用土壤‑微生物‑植物生态系统有效去除水体中的有机物、氮和磷污染物,通过土壤层的微生物过滤吸附水体中的富营养化物质,并降解有机质,通过砂石层为水体充氧,通过植被层去除富营养物质,使河道水质的生态得到综合化的净化,实现了微污染控制;河道水质的治理结果:溶解氧≥2mg/L,高锰酸盐指数≤10mg/L,化学需氧量≤40mg/L,五日生化需氧量≤10mg/L,氨氮≤2.0mg/L。
6.根据权利要求1所述的黑臭水水土水循环生态修复系统,其特征在于进行间歇性的水循环,在无水状态下,干化提高通水能力,采用过滤、微生物吸附基质和植物生长吸收氮磷能力的方式,利用水‑土‑水循环,使流经土壤层的水中的藻类截留、污染物质被土壤层的微生物截留和吸附;截留的污染物被砂石层和土壤层内的微生物降解,氮磷被存留在砂石层和土壤层中植被层吸收,通过植被收割从水体中彻底予以去除;截留的藻类在阳光作用下死亡并被微生物分解;砂石层的通透性能够保持砂石层和土壤层的好氧能力,提高生物降解能力和水体的溶解氧浓度。
7.根据权利要求1所述的黑臭水水土水循环生态修复系统,其特征在于能够解决春季蓝藻爆发和水体缺氧的问题,在水循环过程中,春季返流的污染物被截留,水‑土壤‑水系统使水通过土壤层时对蓝藻进行截留,在非布水时,阳光照射将被截留的藻类致死,充氧提高水体的氧含量,污染物的减少降低了水体的耗氧速度。