[發明專利]城市及周邊高潛水位采煤沉陷區景觀水體調控及生態凈化方法

有效

• 申請號: 201811298630.6
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109231472B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 渠俊峰;王坤;李鋼;王安妮;李航鶴;譚敏;單金霞
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 賈耀淇

一種城市及周邊高潛水位采煤沉陷區景觀水體調控及生態凈化方法，適用于采煤區沉陷區生態治理領域。根據高潛水位采煤沉陷區形成的塌陷坑塘積水和水系，構建以主塌陷坑塘為大水體，以周圍水系為網絡系統的水資源梯級調控網絡，利用周圍水系構建不同水位高差的梯級調控系統，利用水體梯級調控池對水體進行分級調控，之后利用水體生態過濾方法對調控后的水體過濾，利用生態修復廊道對過濾后的水體進行生態修復，再對水體進行污染物清理，清理后的水體進行富營養化大水體治理，最后利用風力調節型浮藻收集圍網去除水體中殘留的水生植物從而還原為符合標準的生態水。步驟簡單，使用效果好，利用采煤塌陷坑塘積水和水系即可滿足水體污染治理。

技術領域

本發明涉及一種采煤沉陷區景觀水體調控及生態凈化方法，尤其適用于采煤區沉陷區生態治理領域使用的城市及周邊高潛水位采煤沉陷區景觀水體調控及生態凈化方法。

背景技術

1、高潛水位地區長期的煤炭開采活動往往會導致地面沉陷和地面積水，造成區域水系紊亂和水資源空間分布不均，造成原有排水體系失效，使沉陷區抵御自然災害的能力嚴重不足。因此在高潛水位采煤沉陷區景觀化治理過程中構建合理的水體調控技術體系，是引導水體合理流動，并進行水體綜合治理的基礎。

2、隨著城市的擴張，昔日遠離市區的廢棄礦區也逐漸劃入城市范圍，許多城市也積極開展廢棄采煤沉陷區的綜合治理，讓那些大大小小的城市“傷疤”轉變為煥然新生的城市景觀。但是城市內部及近郊的廢棄礦區水體往往存在重金屬污染和富營養化特征。這些污染特征會嚴重威脅周圍水生態安全，也不滿足城市綠色生態發展的需要。

(1)目前針對重金屬污染水體的治理主要采用物理法、化學法、物理化學集成法和生態修復法三類。物理法主要包括蒸發法、換水法和稀釋法，其中蒸發法能夠有效而完全的消除重金屬污染，但是此方法耗能巨大，只適合很小水體的治理；換水法和稀釋法只能夠臨時降低污染物濃度，不能將污染物帶離水體。化學法主要包括化學沉淀法和電解法，這兩種方法均具有良好的重金屬污染清除率，但是處理效率較低，且針對自然水域容易形成二次污染。此外，應用于重金屬污染水體治理的物理化學結合法還包括了萃取法和膜分離技術法等，這些技術也都具有較好的重金屬污染清楚率，但是成本較高，也均不適合自然大水體的重金屬污染治理。生態修復法主要是利用植物、動物和微生物系統來清除重金屬污染的技術手段，生態修復法是一種無二次污染、在恢復水體的同時可以增強水體環境的自我凈化能力等許多優點的方法，但是由于生長周期等方面研究的不足，國內對于生態修復法治理采煤沉陷區重金屬污染方面還沒有構建完善的生態體系。

因此，研究發明具有重金屬污染持續清除率，同時滿足生態景觀特征的生態修復技術對治理采煤沉陷區景觀水體具有重要意義。

(2)目前常用的富營養化水體修復技術主要包括物理修復、化學修復和生態修復技術三類。物理修復技術主要包括底泥清淤、引水稀釋或水體置換、控源截污等，這些方法雖然能在一定程度上凈化水質，但是也存在成本高、效果持續性差、二次污染、應用局限于淺水域和小型水體等缺點。化學修復技術主要包括絮凝沉淀和化學氧化等，該技術速度快、效果明顯，但是成本高昂、二次污染嚴重。利用生態學原理對富營養化水體進行修復逐漸受到重視，成為當前富營養化水體修復的研究熱點，生態修復是利用生態學原理，使用植物、動物和微生物等生物對水體中的營養物質和污染物進行吸收、遷移、轉化和降解，從而達到凈化水質的目的，同時有利于生物多樣性恢復，生態系統結構和功能的重建。但是不合理的生態修復方案會造成生態不平衡。

因此，研究發明能夠適應礦區水體環境，又滿足采煤沉陷區水體富營養化指標治理要求，同時具備生態景觀功能的生態修復技術對城市內部及近郊采煤沉陷區水體富營養化治理具有重要意義。

發明內容

針對上述技術不足之處，提供一種利用現有采煤沉陷區形成的塌陷坑塘積水和水系，能夠滿足水體重金屬污染治理和富營養化指標治理的城市及周邊高潛水位采煤沉陷區景觀水體調控及生態凈化方法。