CN109912040A - 阻控农业面源污染的生态塘*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻控农业面源污染的生态塘***，包括生态沟渠、溢流堰、生态塘、连接渠和灌排泵站，生态沟渠布置于农田之间，溢流堰布置于生态沟渠下游，生态塘设置于生态沟渠的两侧，利用第一连接渠将生态塘上游与生态沟渠相连接、第二连接渠将生态塘和灌排泵站的泵站前池相连接，灌排泵站位于生态塘的下游或后端。本发明利用了农村现状沟渠、坑塘和泵站，不新增占地面积，能够有效提升汛期和非汛期情况下污染物的拦截净化能力。
Description
技术领域
本发明涉及生态修复技术，具体涉及一种阻控农业面源污染的生态塘***。
背景技术
在广大农村地区，农业面源污染是水环境污染的重要来源，农灌尾水、农村生活污水和分散式畜禽养殖废水未经处理直接排入农村灌排沟渠，或通过地表径流过程汇入受纳河道、湖库水体导致水体有机污染、富营养化等污染。在我国城镇点源治理日趋全面，农业面源污染成为河流水环境恶化主要因素，农村河道两侧分布的灌排泵站也成为了农田面源污染物入河的主要排放口，目前对灌排泵站这些入河排放口尚无有效治理措施。
农业面源污染治理常见措施有前置库技术、生态塘技术、人工湿地技术等。这类技术多通过对现有塘池的生态改造和功能强化，或者额外建设生态工程，利用物理、化学和生物的联合作用对污染物主要是氮磷进行强化净化和深度处理，实现种植区氮磷污染物最大化去除。以上这些技术多适用于非汛期、降雨较小的情况，对于水量稳定的情况可以取得较好的处理效果，但是对于雨季汛期情况下，往往会出现水量过大、处理时间不足、***冲毁等问题，实际应用上处理效果不稳定；即使通过上述措施处理后的水体，在经过现有排水渠道和泵站排放时，又二次汇入了周边的污染物，导致出现前置库、湿地等工程出水口水质较好，但是灌排泵站入河口处水质较差的情况，农业面源未能得到有效阻控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，提供一种可利用现有排涝泵站和农村现有坑塘，阻控农业面源污染的灌排泵站前置生态塘***。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种阻控农业面源污染的生态塘***，包括生态沟渠、溢流堰、生态塘、连接渠和灌排泵站，生态沟渠布置于农田之间，溢流堰布置于生态沟渠下游，生态塘设置于生态沟渠的两侧，利用第一连接渠将生态塘上游与生态沟渠相连接、第二连接渠将生态塘和灌排泵站的泵站前池相连接，灌排泵站位于生态塘的下游或后端。
所述生态塘为现状坑塘改造而成，在生态塘内种满第一类水生植物，生态塘内放养鱼类和底栖生物，第一类水生植物为挺水植物和具有水质净化功能的水生植物中的至少一种。
所述生态塘底部自下而上结构为：素土夯实层、粘土防渗层、砾石层，砾石直径70-100mm，在常水位下设置二级台地，二级台地上种植第一类水生植物。
所述生态塘边坡坡比大于1:3；塘出水通过第二连接渠道进入灌排泵站排入河道。
所述挺水植物为芦苇、香蒲、茭白或慈姑；鱼类为草鱼或鲢鱼中的至少一种；底栖生物为螺蛳或蚌中的至少一种。
所述生态沟渠为现状农田灌排渠道改造，其上游或两侧为农田，下游沟内设置溢流堰；生态沟渠两侧沟壁采用空心六角预制混凝土块护坡，预制块采用“S”型交错方式进行布置，中间预留六角形空心，栽植第二类水生植物，在沟底铺设砾石，并栽植第二类水生植物，第二类水生植物为梭鱼草、水芹或香蒲中的至少两种交替种植。
所述溢流堰为浆砌石结构，高度0.5～1.5m，设置在生态沟渠靠近生态塘进口的位置，溢流堰上下游5m范围内均采用抛石护底，将农田排水拦截导入生态塘进行处理后，再由灌排泵站排出，减少从泵站排入河道的污染物浓度。
所述第一连接渠和第二连接渠为土质结构，第一连接渠布置在紧靠溢流堰上游，与生态沟渠呈相交连接；第一连接渠和第二连接渠坡比大于1:3，边坡栽植耐水淹湿生的第三类水生植物，第三类水生植物为狗牙根、高羊茅或麦冬。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明利用了农村现状沟渠、坑塘和泵站，将其进行改造，不新增占地面积，能够有效提升汛期和非汛期情况下污染物的拦截净化能力。汛期(雨季)时生态塘可以成为具有蓄滞净化能力的泵站前池，扩大了泵站前池规模，延缓了雨季大量来水的停留时间，增强***的净化能力；非汛期(旱季)可以将农田排水全面拦截净化，利用泵站回灌于农田，减少水体外排。由此在农田排水入河道前，构建一个完整的阻控面源污染***，节省了设施投资费用，易于推广应用。
附图说明
图1为本发明阻控农业面源污染的生态塘***的结构示意图。
图2为本发明阻控农业面源污染的生态塘***的泵站前置生态塘结构图。
图3为本发明阻控农业面源污染的生态塘***的生态沟渠结构图
图4为本发明阻控农业面源污染的生态塘***的溢流堰结构图。
图5为本发明阻控农业面源污染的生态塘***的连接渠结构图。
图中：1-生态沟渠、2-溢流堰、3-生态塘、4-第一连接渠、24-第二连接渠、5-灌排泵站、6-第一类水生植物、16-第二类水生植物、26-第三类水生植物、7-素土夯实层、8-粘土防渗层、9-砾石层、10-生态塘内二级台地、11-生态沟渠空心六角预制混凝土块护坡、12-溢流堰抛石护底、13-外部河道、14-农田。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的阻控农业面源污染的生态塘***，包括生态沟渠1、溢流堰2、生态塘3、连接渠和灌排泵站5，生态沟渠1布置于农田之间，溢流堰2布置于生态沟渠1下游，生态塘3设置于生态沟渠1的两侧，利用第一连接渠4将生态塘3上游与生态沟渠1相连接、第二连接渠24将生态塘3下游和灌排泵站5的泵站前池相连接，灌排泵站5位于生态塘3的下游或后端。
如图2所示，所述生态塘3为现状坑塘改造而成，在生态塘3内种满第一类水生植物6，生态塘3内放养鱼类和底栖生物，第一类水生植物6为挺水植物和具有水质净化功能的水生植物中的至少一种。
所述生态塘底部自下而上结构为：素土夯实层7、粘土防渗层8、砾石层9，砾石直径70-100mm，在常水位下设置二级台地10，种植第一类水生植物6。
所述生态塘边坡坡比大于1:3；塘出水通过第二连接渠道24进入灌排泵站5排入河道13。
所述挺水植物为芦苇、香蒲、茭白或慈姑；鱼类为草鱼或鲢鱼中的至少一种；底栖生物为螺蛳或蚌中的至少一种。
如图3所示，所述生态沟渠1为现状农田灌排渠道改造，其上游或两侧为农田14，下游沟内设置溢流堰2；生态沟渠两侧沟壁采用空心六角预制混凝土块护坡11，预制块采用“S”型交错方式进行布置，中间预留六角形空心，栽植第二类水生植物16，在沟底铺设砾石9，并栽植第二类水生植物16，第二类水生植物16为梭鱼草、水芹或香蒲中的至少两种交替种植。
如图4所示，所述溢流堰2为浆砌石结构，高度0.5～1.5m，设置在生态沟渠1靠近生态塘3进口的位置，溢流堰上下游5m范围内均采用抛石护底12，将农田排水拦截导入生态塘3进行处理后，再由灌排泵站5排出，减少从泵站排入河道13的污染物浓度。
如图5所示，所述第一连接渠4和第二连接渠24为土质结构，第一连接渠4布置在紧靠溢流堰2上游，与生态沟渠1呈相交连接；第一连接渠4和第二连接渠24坡比大于1:3，边坡栽植耐水淹湿生的第三类水生植物26，第三类水生植物26为狗牙根、高羊茅、麦冬等。
一般在常水位下0.5m设置二级台地10，空心六角预制混凝土块护坡11的预制混凝土块尺寸为350×300mm，
具体地说，本发明生态沟渠利用现状农田灌排沟道改造而成，生态沟渠上游承接农田排水，下游连接生态塘；溢流堰设置在生态沟渠内，用于将沟渠内水体截导入生态塘，当汛期水量较大时排水可溢流过溢流堰，直接排入泵站；生态塘由农村现状坑塘改造而成，前端连接生态沟渠，后端连接泵站前池；灌排泵站，利用现状农村灌排泵站，经生态塘净化后的排水由灌排泵站排入河道。本发明生态塘***，农田高氮磷负荷的排水，经过生态沟渠进行一次净化后，受到溢流堰的阻截进入生态塘，在生态塘内进行停留，水体中悬浮物静置沉淀，氮、磷等污染物质生态塘不同水深的地方，发生好氧、兼氧和厌氧反应，并在水生植物、鱼类和微生物的共同作用下，污染物降解，水质好转；最后通过现有的灌排泵站排入河道中。
生态沟渠结构在渠道两侧沟壁采用空心六角预制混凝土块护坡，预制块采用“S”型交错方式进行布置，利用廊道原理，并根据常规水生植物最小生长面积，预制块中间预留六角形空心，栽植水芹菜、梭鱼草等植物，在沟底铺设10cm砾石，并栽植水生植物，可有效减缓流速，起到拦截水体中悬浮固含量(SS)的作用。
溢流堰建设于生态沟渠内，堰体采用浆砌石结构，溢流堰上下游均采用抛石护底。日常可以将农田排水拦截导入生态塘进行处理后，再由排水泵站排出，减少从泵站排入河道的污染物浓度。
生态塘底部自下而上结构为：素土夯实、粘土防渗层。在常水位下设置二级台地，种植水生植物，水生植物以芦苇、香蒲、茭白、慈姑等挺水植物为主。生态塘边坡坡比大于1:3，塘出水通过渠道进入泵站前池，再由灌排泵站排入受纳水体。
连接渠道为新开挖的土质渠道，渠道宽度按照进水要求设定，土坡上栽植狗牙根、高羊茅、麦冬等耐水淹湿生植物。连接渠道起到连接生态沟渠与生态塘、生态塘与泵站前池的作用。
在实际运行过程中，生态塘扩大了灌排泵站前池的规模，在非汛期雨量较小、污染物浓度较高的时期，能将上游来水全部导入生态塘进行净化处理，且能有效避免出水经长距离排涝渠道导致周边污染再次汇入；在汛期来水量较大的时期，能够通过生态塘将涝水进行调蓄并净化后排放，能减少汛期大量面源直接入河，通过泵站排放的污染物显著减少，并且不影响汛期农田排涝的能力。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (8)
1.一种阻控农业面源污染的生态塘***，包括生态沟渠(1)、溢流堰(2)、生态塘(3)、连接渠和灌排泵站(5)，其特征在于，生态沟渠(1)布置于农田之间，溢流堰(2)布置于生态沟渠(1)下游，生态塘(3)设置于生态沟渠(1)的两侧，利用第一连接渠(4)将生态塘(3)上游与生态沟渠(1)相连接、第二连接渠(24)将生态塘(3)和灌排泵站(5)的泵站前池相连接，灌排泵站(5)位于生态塘(3)的下游或后端。
2.根据权利要求1所述阻控农业面源污染的生态塘***，其特征在于，所述生态塘(3)为现状坑塘改造而成，在生态塘(3)内种满第一类水生植物(6)，生态塘(3)内放养鱼类和底栖生物，第一类水生植物(6)为挺水植物和具有水质净化功能的水生植物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述阻控农业面源污染的生态塘***，其特征在于，所述生态塘底部自下而上结构为：素土夯实层(7)、粘土防渗层(8)、砾石层(9)，砾石直径70-100mm，在常水位下设置二级台地(10)，二级台地(10)上种植第一类水生植物(6)。
4.根据权利要求3所述阻控农业面源污染的生态塘***，其特征在于，所述生态塘边坡坡比大于1:3；塘出水通过第二连接渠道(24)进入灌排泵站(5)排入河道(13)。
5.根据权利要求2或3所述阻控农业面源污染的生态塘***，其特征在于，所述挺水植物为芦苇、香蒲、茭白或慈姑；鱼类为草鱼或鲢鱼中的至少一种；底栖生物为螺蛳或蚌中的至少一种。
6.根据权利要求1所述阻控农业面源污染的生态塘***，其特征在于，所述生态沟渠(1)为现状农田灌排渠道改造，其上游或两侧为农田(14)，下游沟内设置溢流堰(2)；生态沟渠两侧沟壁采用空心六角预制混凝土块护坡(11)，预制块采用“S”型交错方式进行布置，中间预留六角形空心，栽植第二类水生植物(16)，在沟底铺设砾石(9)，并栽植第二类水生植物(16)，第二类水生植物(16)为梭鱼草、水芹或香蒲中的至少两种交替种植。
7.根据权利要求1所述阻控农业面源污染的生态塘***，其特征在于，所述溢流堰(2)为浆砌石结构，高度0.5～1.5m，设置在生态沟渠(1)靠近生态塘(3)进口的位置，溢流堰上下游5m范围内均采用抛石护底(12)，将农田排水拦截导入生态塘(3)进行处理后，再由灌排泵站(5)排出，减少从泵站排入河道(13)的污染物浓度。
8.根据权利要求1所述阻控农业面源污染的生态塘***，其特征在于，所述第一连接渠(4)和第二连接渠(24)为土质结构，第一连接渠(4)布置在紧靠溢流堰(2)上游，与生态沟渠(1)呈相交连接；第一连接渠(4)和第二连接渠(24)坡比大于1:3，边坡栽植耐水淹湿生的第三类水生植物(26)，第三类水生植物(26)为狗牙根、高羊茅或麦冬。
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