CN112939220B - 一种基于清流水网的面源污染控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于清流水网的面源污染控制***，包括：农村居住区、一级支流、二级支流、静脉溪流；农村居住区***设有农田，农田和/或农村居住区内设有低流动水体，农田内设有农田静脉沟渠；农村居住区设有若干个复合塔；一级支流、二级支流、静脉溪流用于将农村居住区、农田中排放的水汇入湖泊和/或河流；低流动水体用于进行水体的区域化治理；农田静脉沟渠用于将农田中的地表径流汇入一级支流、二级支流和/或静脉溪流；复合塔用于对农村居住区产生的污水进行处理后汇入一级支流、二级支流和/或静脉溪流。本发明成本低、生态效益好、后期维护简单、效果维持时间长，在保障水质达标的同时实现了生态建设。

Description

一种基于清流水网的面源污染控制***

技术领域

本发明涉及面源污染治理、河流水体净化技术领域，特别是涉及一种基于清流水网的面源污染控制***。

背景技术

目前在全球范围内淡水资源不仅表现出短缺，同时存在分布严重失衡。预计2025年，世界上面临缺水人口高达30亿人。当前水资源短缺的同时，全球浪费和污染现象仍日趋严重。200多年前，随着工业革命的开始，生产力得到了快速发展，但由于对环境重视不足以及保护力度的缺乏，淡水资源污染现象也随之扩散到世界各个角落。截止目前世界主要大江河无一幸免，均受到不同程度的污染。根据***出版《世界水资源开发报告》，全球500条主要河流中，至少一半严重枯竭或被污，在我国，面源污染是江河湖泊水体受污染的主要原因之一。面源污染，也称非点源污染，是指溶解和固体的污染物从非特定地点，在降水或融雪的冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体(包括河流、湖泊、水库和海湾等)并引起有机污染、水体富营养化或有毒有害等其他形式的污染。根据面源污染发生区域和过程的特点，一般将其分为城市和农村生产生活、农业面源污染两大类。与点源污染相比，面源污染具有面广、分散、来源和途径多元复杂等特征，因此，面源污染控制难度更大。与诸多发达国家相比，中国农村人口基数大，农业肥料大量、不合理的使用，农村规模畜禽养殖的迅速发展等具体国情，决定了中国许多地区面源是造成当地水环境问题首要污源。

针对面源污染以及自然水生态修复的技术，目前主要包括物理法、化学法及生物法。由于面源污染的面广、分散、无序等特征，导致物理法及化学法局限性比较明显；当前生态修复技术主要是简单的采取单一的人工湿地(滩涂浅流湿地、垂直流湿地等)或生态浮岛等，缺少针对不同污染水体综合性生态治理手段，尤其缺少内源外源综合生态治理的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于清流水网的面源污染控制***，以解决现有技术中存在的技术问题，使控制面源污染的成本低、生态效益好、后期维护简单、效果维持时间长，在保障水质达标的同时实现了生态建设。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于清流水网的面源污染控制***，包括：

农村居住区、一级支流、二级支流、静脉溪流，所述一级支流、二级支流、静脉溪流环绕和/或贯穿所述农村居住区，所述静脉溪流与所述二级支流连接，所述二级支流与所述一级支流连接；所述农村居住区***设有农田，所述农田和/或所述农村居住区内设有低流动水体，所述农田内设有农田静脉沟渠；所述农村居住区设有若干个复合塔；

所述一级支流、二级支流、静脉溪流用于将所述农村居住区、所述农田中排放的水汇入湖泊和/或河流；

所述低流动水体用于进行水体的区域化治理；

所述农田静脉沟渠用于将所述农田中的地表径流汇入所述一级支流、二级支流和/或静脉溪流；

所述复合塔用于对所述农村居住区产生的污水进行处理后汇入所述一级支流、二级支流和/或静脉溪流。

优选地，还包括植物缓冲带，所述植物缓冲带用于对汇入所述一级支流、二级支流和/或静脉溪流的水进行进一步净化；

所述植物缓冲带包括内地植物缓冲带、沿岸植物缓冲带；所述内地植物缓冲带设于所述农村居住区与所述一级支流、二级支流和/或静脉溪流的交界处；所述沿岸植物缓冲带设于所述农田与所述一级支流、二级支流和/或静脉溪流的交界处；所述复合塔与所述内地植物缓冲带连接，所述农田静脉沟渠与所述沿岸植物缓冲带连接。

优选地，所述一级支流的河岸线上设有若干个复合生态护坡，所述复合生态护坡的位置与所述沿岸植物缓冲带的位置相对应。

优选地，所述内地植物缓冲带采用表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地中的一种或多种。

优选地，所述垂直流人工湿地具有2％的倾斜度。

优选地，所述沿岸植物缓冲带具有纵向空间的镶嵌性、横向空间的过渡性、垂直空间的成层性与时间分布的动态性。

优选地，所述二级支流内设有水体原位修复区域、生态渗滤坝。

优选地，所述低流动水体包括池塘、水坑、断头浜中的一种或多种；所述低流动水体采用生态氧化塘技术、基于生态空间构建的河道修复技术中的一种或多种。

优选地，所述复合塔采用复合塔式生态滤池，所述复合塔式生态滤池包括厌氧滤池，所述厌氧滤池内配置有厌氧滤料。

优选地，所述厌氧滤料为不同级配的颗粒滤料。

本发明公开了以下技术效果：

(1)本发明将源污染治理与生态建设相结合，在净化污染物的同时，满足人们在优美乡镇建设中提出的更高层次的生态环境需求；本发明所提供的“清流水网”技术实现了对流域内水污染进行全过程控制，同时对局部关键区域进行强化；同时，水体自净功能与维持能力较强，生态主要服务功能较佳，保障水质达标，体现人类与自然融合的生态特色景观。

(2)本发明将自然调控与人工调控相结合，主要做功材料为水生动物和水生植物等水生生物，不会破坏原本已受损的生态***，具有成本低、生态效益好、后期维护简单、效果维持时间长等优点，并将植物的净化能力与景观效果相融合，在满足水质净化要求的同时，通过植物构建滨水景观，充分发挥水体生态***的功能性和经济性，提高当地的社会效益与经济效益，拓展水资源综合服务功能，满足水资源与环境的可持续发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于清流水网的面源污染控制***结构示意图；

其中，1为低流动水体，2为内地植物缓冲带，3为农田，4为水口，5为农田静脉沟渠出水方向，6为农田静脉沟渠，7为沿岸植物缓冲带，8为复合生态护坡，9为农村居住区，10为复合塔，11为复合塔出水方向，12为静脉溪流，13为二级支流，14为水体原位修复区域，15为生态渗滤坝，16为一级支流，17为河岸线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1所示，本实施例提供一种基于清流水网的面源污染控制***，包括：农村居住区9、一级支流16、二级支流13、静脉溪流12、植物缓冲带，所述一级支流16、二级支流13、静脉溪流12环绕和/或贯穿所述农村居住区9，所述静脉溪流12与所述二级支流13连接，所述二级支流13与所述一级支流16连接；所述农村居住区9***设有农田3，所述农田3和/或所述农村居住区9内设有低流动水体1，所述农田3内设有农田静脉沟渠6；所述农村居住区9设有若干个复合塔10；

所述一级支流16、二级支流13、静脉溪流12用于将所述农村居住区9、所述农田3中排放的水汇入湖泊和/或河流；

所述低流动水体1用于进行水体的区域化治理；

所述农田静脉沟渠6用于将所述农田3中的地表径流汇入所述一级支流16、二级支流13和/或静脉溪流12；

所述复合塔10用于对所述农村居住区9产生的污水进行处理后汇入所述一级支流16、二级支流13和/或静脉溪流12；

所述植物缓冲带用于对汇入所述一级支流16、二级支流13和/或静脉溪流12的水进行进一步净化；

所述植物缓冲带包括内地植物缓冲带2、沿岸植物缓冲带7；所述内地植物缓冲带2设于所述农村居住区9与所述一级支流16、二级支流13和/或静脉溪流12的交界处；所述沿岸植物缓冲带7设于所述农田3与所述一级支流16、二级支流13和/或静脉溪流12的交界处；所述复合塔10与所述内地植物缓冲带2连接，所述农田静脉沟渠6与所述沿岸植物缓冲带7连接；

所述一级支流16的河岸线17上设有若干个复合生态护坡8，所述复合生态护坡8的位置与所述沿岸植物缓冲带7的位置相对应；

所述二级支流13内设有水体原位修复区域14、生态渗滤坝15。

所述低流动水体1包括但不限于分布在农村居住区9或农田3的池塘、水坑、断头浜等流动性较差的水体；所述低流动水体1采用生态氧化塘技术、基于生态空间构建的河道修复技术中的一种或多种，实现对水体的区域化治理。

生态氧化塘又称“稳定塘”，依靠自然生物净化功能使污水得到净化的污水生物处理技术。污水在塘内缓慢地流动，较长时间的贮留，通过在污水中存活的微生物的代谢活动，包括水生植物在内的多种生物的综合作用，使污染物降解，污水得以净化。其投资少、运行费用低、运行管理简单等优点是其他处理方法无法相比的。在生态氧化塘塘处理***中，既可以养殖鱼虾、水禽等，又可以种植藕、芦苇等水生植物，形成复杂的生态***，同时处理后的水可灌溉农田3，改良土地，或经进一步处理后回用于工业用水，具有很好的环境效益和经济效益。主要优势有以下几点：1)能充分地利用地形，结构简单，可以利用荒废的河道、沼泽地、峡谷、废弃的水库等地段建设，结构简单。2)可实现污水资源化和污水回收、再利用生态塘处理后的污水，可用于农业灌溉，也可在处理后的污水中进行水生植物和水产的养殖，如藕塘、芦苇塘、养鱼塘、鸭鹅塘等，将污水中的有机物转化为水生作物、鱼、水禽等所需的物质，提供给人们食用或其他用途。3)处理能耗低，运行维护方便，成本低生态塘的初始能源是太阳能，在太阳光辐照下保持塘中水体的适宜温度，使其中的细菌、藻类等微生物正常新陈代谢，净化污水；风能是生态塘***的重要辅助能源之一，经过设计，可在生态塘中实现风能的自然曝气充氧，达到节能降耗的目的。4)美化环境，形成生态景观，将净化后的污水引入人工湖中，用做景观和游览的水源。由此形成的生态***不仅将成为有效的污水处理设施，还将成为现代化生态农业基地和游览胜地。5)污泥产量少，前端带有厌氧塘或兼性塘的塘***，通过其底部的污泥发酵坑使沉积污泥发生酸化、水解，促使有机固体颗粒转化为液体或气体，减少污泥的排放。

“生态空间构建”河道修复技术，是将原来在河岸、湖岸生长的植物种植到自然水体的水面上去，并能取得与河岸、湖岸种植相仿甚至更高的收获量与景观效果；水生植物是专指经过筛选和专门培育，并利用水上种植技术种植在水域水面的植物，可以有效地净化污水。净化机理基本上与河岸、湖岸沼泽湿地水质净化污染物的机理相似，主要有：植物茎等表面对生物特别是藻类的吸附；植物对营养物质的吸收；水生昆虫的摄饵、羽化；鱼类的摄饵、捕食；防止污水治理区域悬浮性物质再次上浮；具有日光的遮蔽效果；在河流淤泥、湖泊底泥表面的除氮。“生态空间构建”具有附着生物多、水中直接吸收N、P等特点，对植物性浮游生物的抑制、提高水的透明度等方面效果比较显著。植物可以吸收利用水体中一部分的氨氮和硝态氮来满足自身生长的需要。磷主要依靠填料以及植物根系的截留及沉淀作用去除，而溶解性的磷主要依靠附着在填料、植物根部的聚磷菌和浮床植物的吸收作为自身生长所需的营养物质。生物吸附絮凝作用，依靠***截留浊度的形式也可以去除部分有机物。“生态空间构建”***对浊度的去除主要依靠填料以及植物根部的截滤作用；另一方面是通过自然沉淀去除。对藻类的去除主要依赖以下几种作用：填料上生物膜的吸附、附着；微生物的氧化分解，生物絮凝沉淀；填料和植物根系的截留。复合生态浮床上生长的大量原生动物、后生动物也对藻类具有捕食作用，可以有效抑制藻类的生长繁殖。在水体中建造“生态空间构建”能有效的增加城市的绿化面积，还能为鱼类、鸟类、昆虫等提供养生的场所，增加了生物多样性，改善了区域环境，有利于生态城市建设。

所述内地植物缓冲带2为本地优势物种，在物种选择过程中遵循本地优先，对水体氮磷营养盐及抗生素去除效果比较好的植物，例如芦苇、菖蒲、低矮灌木等。所述内地植物缓冲带2为人工湿地，所述人工湿地采用表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地中的一种或多种。人工湿地对有机物的去除效果与***的停留时间、进水水质等因素有关，城市污水通过湿地处理后，出水BOD5在10mg/L左右。1)表面流人工湿地的水面位于人工湿地基质以上，其水深一般多为0.20～0.40m。在这种类型人工湿地中，污水从进口以一定深度缓慢流过人工湿地表面，部分污水蒸发或渗入人工湿地，出水经溢流堰流出。其对废水的处理是植物、基质和内部微生物之间物理、化学、生物学过程相互作用的综合结果。尤其是其与污水接触的广阔面积和较长停留时间使得对悬浮物、有机质的去除效果较好。另外，它允许藻类、沉水植物和浮叶植物在自由水体表面生长，这显然比挺水植物有更高的光合活性，进而产生更多，并间接从水体中转移，使得水体值呈碱性，导致磷酸盐浓度骤降和氨气的挥发；沉积物和植物枯叶形成的表面流湿地的基质表面同时也为反硝化提供附加碳源，因此总氮的去除能稳定进行。但是总体来说，它对营养盐、的去除率偏低。2)水平潜流人工湿地的作用位点多，微生物丰富，内部温度波动小，耐负荷及耐冲击能力较强，占地而积小，污染物去除效率高。相对于那些传统污水处理技术，水平潜流人工湿地对BOD5、CODcr及SS的去除效率比较高，但N、P的去除效率稍偏低。3)垂直流湿地在保持对COD5、CODcr、及SS的去除效率的同时，对氮、磷的去除率也有了很大增强。为了更好地使***充氧，垂直流之后又出现了间歇进水的垂直流，间歇通常为6小时，进水负荷在单位面积30mm与40mm之间，增加湿地***中氧气含量。为了防止***阻塞，利于排水，所述垂直流湿地具有2％左右的倾斜度。

所述沿岸植物缓冲带7设立在面源污染区与受纳水体间，所述沿岸植物缓冲带7是由林、草或湿地植物覆盖的区域，对河岸生态***的生态和水文过程具有重要影响，具有四维空间结构特征，即具有纵向空间的镶嵌性、横向空间的过渡性、垂直空间的成层性与时间分布的动态性等边缘特征。生态缓冲带的生态水文功能主要体现在控制河岸侵蚀，截留汇水区地表径流泥沙和养分，保护与净化河溪水质，调节区域小气候，维持碳氮磷等物质循环，为水陆动植物提供生境，为人们休闲旅游提供良好环境，增加生物多样性和保持生态***完整性等。河岸生态缓冲带可以通过对地表径流氮素的渗透和沉积、植物的吸收和存储、微生物固定为有机氮存储在土壤中、反硝化作用将亚硝态氮转变为气态氮等过程实现氮素的截留与转化。李怀恩等对陕西小华山水库的研究表明，植被过滤带对地表径流中的颗粒态氮、颗粒态磷、总氮、总磷和化学需氧量的消减率分别达到82.02％、77.13％、46.05％、73.28％和60.48％，并能有效地削减溶解态氮和磷的负荷量。Haycock等关于缓冲带宽度的研究表明，5m宽缓带可拦截大部分粗颗粒泥沙，当大于10m时，对泥沙的总体拦截率达80％以上，对总磷的拦截率达到50％，去污效果随缓冲带宽度的增加而增加。因此，在不影响河道正常排水的前提下，沿河道水流方向种植芦苇、香蒲等天然水生植物，不仅能保证土质沟道边坡的稳定性，还能对汇入沟渠的农田氮素起到一定的截留消减作用。

所述农田3为规则或不规则的农田。

所述农田静脉沟渠6是农业地表径流汇入湖泊、河流的必经通道。所述农田静脉沟渠6采用独特的植物-底泥-微生物***，经植物吸收、泥沙拦截和微生物分解等理化作用，能够在某种程度上降低地表径流所携带的氮、磷浓度。所述农田静脉沟渠6中的水生植物在水体氮、磷去除中起着重要作用，除植物直接吸收水体或底泥中氮、磷外，植物的存在还可延长水体在沟渠的停留时间，为微生物提供有力的生长环境等。生态沟渠也可视作人工湿地的一种形式，其污染物去除机理与人工湿地相似。而在过滤、处理、净化从汇水区域收集到的面源污染的同时，还能起到输送水流的作用，通常可在末端布设人工湿地处理，形成面源污染处理***。

所述农田静脉沟渠6上设有若干个水口4，经所述农田静脉沟渠6处理后的水通过所述水口4流入所述植物缓冲带，通过所述植被缓冲带流入所述一级支流16、二级支流13、静脉溪流12。

由于人工湿地中植物光合作用光反应、暗反应交替进行，根毛输氧多少的交替出现，以及***内部不同区域对氧消耗量的差异，致使***中交替出现厌氧、好氧状态，相当于多个串联或并联的污水处理单元，使硝化作用和反硝化作用可以在湿地***中同时连续进行。所以人工湿地比一般城市污水处理***具有较强的脱氮效率。另一方面，通过微生物对磷的正常同化吸收以及聚磷菌的过量积累得到去除，同时可以对填料的进行更换来达到去除磷的目的。当进水磷含量为10ml/L时，微生物对磷的正常同化吸收一般只能去除进水总磷量的4.5％-19％复合生态护坡8所采用的填料一般为煤渣、陶粒、河沙等，污水缓慢流过人工湿地时，填料表面会发生吸附、过滤、沉淀、离子交换反应使污水中的大部分磷得到去除，其中可溶性的磷化物可以与人工湿地填料中的Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等阳离子发生配位体交换反应，形成不溶性的磷酸盐，从而沉淀在填料表面。

所述复合生态护坡8融合了生态学理念的一项防护工程技术，因此它同时具有生态服务作用和工程防护作用。其生态服务作用主要通过植被的冠层、干层、地表、枯枝落叶层及地下根系层的截留、蒸腾、渗透等作用实现。具体表现为截留雨水、防止雨水击溅侵蚀；减少地表径流、防止地表水流侵蚀；截留污水，净化水质，削减面源污染；改善生物栖息地质量；提高景观多样性等多种功能。其工程防护作用主要是通过植被降低坡体孔隙水压力、削弱溅蚀与冲蚀，抑制坡面土壤侵蚀；防止岸坡温度变化过大，起到稳定水体温度的作用；通过根系的加固作用，能够增加土体的迁移阻力，提高土层对坡面滑移的抵抗力，从而提高坡面稳定性，防止水土流失。复合生态护坡8是驳岸生态化改造的重要技术之一。指水体与陆地生态***过渡区，直至河水影响消失的地带，它是河流生态***和陆地生态***之间进行物质、能量和信息交换的生态过渡带，具有明显的边缘效应和独特的生态过程。是景观格局特殊组分，是绿色生态廊道，是地球生物圈中十分重要生态过渡带，具有明显边缘效应，含有边界和梯度2个特点，多呈带状分布，一般位于河流、湖沼等水体环境。其非均一的环境为生物提供了充分的繁殖、生长和隐蔽场所，同时干湿交替的条件造就了土壤中氧化还原电位的交替和不同性质微生物群落的周期交替，为有机质的降解和腐化，营养物质的截留、沉积及转化提供了有利的条件，并具有抵御洪水、调节径流、保持水土、蓄洪抗旱等防洪消浪功能。

所述农村居住区9分散式居住有农村居民，技术设施相对不够完善，例如：无污水处理厂，管道收集设备等。

所述复合塔10采用复合塔式生态滤池，所述复合塔式生态滤池包括高位配水厌氧滤池，所述高位配水厌氧滤池内配置有高强度表面凸凹分布的尼龙挂膜厌氧滤料，厌氧滤料为不同级配的颗粒滤料，在污水处理过程中，通过利用滤料吸附、微生物协同作用，进一步拦截去除COD、SS以及部分氮磷。所述复合塔式生态滤池采用间歇式进水，有利于生态滤池中微生物的内源消化，减少污泥的产生量，所述复合塔式生态滤池基本不排泥。经过了长时间的工程实践运行，复合塔式生态滤池具有如下优点：采用的新型滤料密度较小、比表面积较大，更容易负载微生物；延长了水力停留时间，污水在塔体停留时间更长；施工时间为10-20天左右，主体安装时间为2-3天，工程效率大幅提高。处理受污染的河水，水力负荷为5.0m3/(m2·d)以上，出水水质可达国家地表水III类水质标准，可作为饮用水源水。处理生活污水，水力负荷可达1.0-2.0m3/(m2·d)以上，出水水质达到或优于《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

所述静脉溪流12为汇入所述二级支流13前的较小的溪流或沟渠。

所述二级支流13为汇入所述一级支流16的河流。

所述一级支流16为河流的主干或入湖的主要支流；其中，所述静脉溪流12、所述二级支流13、所述一级支流16的水量依次增大。

水体原位生态***修复技术，是指河道、湖泊、水库等水体中的原位修复技术，水体原位生态***修复技术遵循生态适应性、物种耐性、生态位、生物多样性等生态学原理，对先锋种、过渡种及顶级种进行选择、引导、调控，对植物群落时空演替进行优化设计，以生态工程基本原理为指导，采用多学科集成技术，注重自然生态保护，将人工调控与自然调控相结合，构建生态水系生物群落要素，将自然生态净化与物理处理完美结合，形成完整食物链网，发挥水体自净作用，提高抗污染能力，使水系水体趋于生态平衡，强化生态修复、水质净化、生态水利、生态景观的融合，节能环保，技术先进，整体优化，进行水系净化与水质保护，筛选适合当地环境，且具有较高净化效果的水生植物群落和水生动物群落，通过在项目河道水体种植水生植物，依靠植物生长繁殖吸收水体分子形态的氮、磷等污染物质，同时提高水体氧含量，为水生动物的恢复提供前提条件。然后投放适当比例和种类的鱼类、贝类和螺类等水生生物，摄食水体藻类及碎屑等有机物，并依靠鱼类控制水生植物数量和密度，将植物蛋白转化为动物蛋白，避免水草大量生长，引发二次污染。运行管理时，采用适当收割水生植物和捕捞水生动物等方式，把水体分子形态的氮、磷等污染物质以草或鱼的形式取出水体，避免生物衰败引发后续污染。

所述水体原位修复区域14采用了如下技术：

1)底泥深槽-浅滩序列技术，利用深槽—浅滩序列技术，形成深浅交替的凹岸和凸岸，即深槽与浅滩。浅滩增加的紊动促进水流加强充氧外，其凸段底层也成为很多水生无脊椎动物的主要栖息地，是鱼类觅食的场所和保护区；深槽还是鱼类的保护区和缓慢释放到水体的有机物的储存区。由于深槽和浅滩可产生急流、缓流等多种水流条件，同时适合不同生物发育和生长需求，而形成丰富生物群落，提高生物多样性。

2)浮游动物群落控藻技术，采用大型溞引导水生态修复先进技术。利用经驯化大型溞除藻、食腐屑、噬菌，降解有机污染物，提高水体透明度；并通过水下森林、水下草坪吸收氮磷、吸附泥沙、抑制水华、使水体进一步变清，再通过栽种水生植物，投放水生动物，促进生物操纵调节食物链，将植物蛋白转为动物蛋白，形成水体自净，增强水体高效自净能力。

3)水生植物群落恢复与净化技术，水生植物在生长过程中吸收、同化氮、磷等植物必需的多种元素，有较强的水体净化能力。采用抗污染前沿水生植物(先锋种水草)，营养掠夺性和观赏沉水植物，冬季抗污染沉水植物，水体边坡景观植物，观赏植物及水草等，进行光合作用，提高溶解氧，有效提高生物活性，形成适宜多种水生动物的栖息地，增加生物多样性，并通过化感作用净化水质。并且考虑时空变化，科学配置对水体水质有生态作用的能越冬水生植物，保证水生植物对水体一年四季具有高效的净化能力。水生植物为鱼类、鸟类等水生动物的栖息和繁殖提供丰富多彩的环境条件，且具备很强环境生态功能，改善微环境也具有明显的作用。

4)水生动物共生***构建技术，采用当地水域生存本土种，科学合理设计水生动物的生长模式(种类、数量、密度、年龄、雌雄比、个体大小、食性、***衡。并配置能耐低温的过冬水生动物，又能够体现指示生物性的鱼虾贝类等品种。本实施例中，每立方米水投放35g至45g鲢鳙鱼，能够有效控制水华，鱼体每增加1000kg重量，平均可去除26kg氮和1.6kg磷，能有效净化水体水质。

5)底栖动物调控技术，根据流域的特点，科学合理放养水生底栖动物，完善食物链，促进有机质分解、加速自净过程和底质分解、降低内源污染释放、减少河流水体沉积率、稳固底泥物理化学性质，维持水系健康，进一步建立多样性生物群落。其放养前提是以水生植被建立为依据，水体透明度、浮游生物的生物量等作为基本指标，确定放养水生底栖动物的种类及其密度。

6)土著微生物培育技术，为保护公共环境生态安全性，保障人体健康安全，体现土著性、安全性、避免外来微生物菌剂破坏天然微生态***，防止导致整个开放水域生态***失衡，对现有的环境造成潜在的生态危害。通过采集河道本底泥样，经过实验室分离、纯化等流程，分离出河道污水耐受性微生物菌种，再逐一对分离纯化的耐受性菌种进行水体污染物分解能力验证及繁殖能力观察，挑选出耐污能力强、净化能力强、自我繁殖有限的土著微生物，扩大培养环境适应性强、无生态风险的微生物菌液。将培养菌液投放到项目水体中，通过植物、生态基质等物质表面附着，引导土著微生物高效稳步的与所在环境体系自行建立相互联系、相互作用的有机体系，充分发挥土著性微生物的作用，增加水中有机质的分解矿化，可防止外来生态入侵，保护公共水域生态环境，符合世界各国对微生物菌剂在公共开放水域中的使用规定。

7)太阳能曝气***，采用曝气***技术为太阳能直流泵技术，即太阳能水体循环净化技术。太阳能曝气***最突出的特点是利用太阳能、能够使上下层水体实现交换，从而达到对静止的水体扰动，增加水体的流动性，达到净化水体水质的作用。

8)生态基质(生态覆膜)应用技术，选取纺织物(浸水时强度降低少、寿命长)或土工织物(韧性强，隔离效果好)作为膜体材料。方解石(粒径<100目)、沸石作(沸石粒径1～2mm)为覆盖主体材料；以及通过改性的陶粒和砾石粉末作为钝化材料(粒径<100目)。生态覆膜自上而下分别为表面层(纺织物)、方解石&改性陶粒层、反滤层(土工织物)、沸石&改性砾石层和基垫层(土工织物)。生态覆膜功能：①通过覆盖层，将污染底泥与上层水体物理性隔开；②覆盖作用可稳固污染底泥，防止其再悬浮或迁移；③通过覆盖物中有机颗粒的吸附作用，有效削减污染底泥中重金属、有机物等污染物进入上层水体；④填充物颗粒为微生物的吸附和生长提供空间，增强微生物的降解功能，削减污染物。同时，通过膜体覆盖，能有效防止底泥中PCBs、PAHs及重金属进入水体，对水质有明显的改善作用。

所述生态渗滤坝15是将跌水坝与生物技术相结合而采取的一种具有过滤水体净化水体的功能，且在生态渗滤坝15内部可吸附更多的微生物，有利于对微生物的降解。

由于面源污染及河流污染治理的复杂性，本发明以流域水环境承载力为基础“清流水网”遵循“因地制宜、人为疏导、景观美化”的原则，将流域内的大、小水体尽量联通成水系，各单项技术巧妙组合，水陆并举，大大增强水体的活力和自净能力，增强对包括农田3及地表径流污染的控制和削减。为进一步验证本发明基于清流水网的面源污染控制***的有效性，本实施例以吉林长春某水污染综合整治项目为例，对本发明进行验证。

通过本发明***进行综合治理，水处理效果总污染负荷去除率(具备纳管条件的污水尽量纳管)：一级处理(可收集污染源就地处理)60％-80％；二级处理(地表径流)40％-60％；三级处理(支沟汇水)75％-80％；强化处理(底泥疏浚、重金属固化)5％-15％。经过上述综合治理后，支沟达到IV类—III类水，主河道达到III类—II类水，节约能源及人力成本，具有广阔的运用前景。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于清流水网的面源污染控制***，其特征在于，包括：

农村居住区（9）、一级支流（16）、二级支流（13）、静脉溪流（12），所述一级支流（16）、二级支流（13）、静脉溪流（12）环绕和/或贯穿所述农村居住区（9），所述静脉溪流（12）与所述二级支流（13）连接，所述二级支流（13）与所述一级支流（16）连接；所述农村居住区（9）***设有农田（3），所述农田（3）和/或所述农村居住区（9）内设有低流动水体（1），所述农田（3）内设有农田静脉沟渠（6）；所述农村居住区（9）设有若干个复合塔（10）；

所述一级支流（16）、二级支流（13）、静脉溪流（12）用于将所述农村居住区（9）、所述农田（3）中排放的水汇入湖泊和/或河流；

所述低流动水体（1）用于进行水体的区域化治理；

所述农田静脉沟渠（6）用于将所述农田（3）中的地表径流汇入

所述一级支流（16）、二级支流（13）和/或静脉溪流（12）；

所述复合塔（10）用于对所述农村居住区（9）产生的污水进行处理后汇入所述一级支流（16）、二级支流（13）和/或静脉溪流（12）；

所述复合塔（10）采用复合塔式生态滤池，所述复合塔式生态滤池包括厌氧滤池，所述厌氧滤池内配置有厌氧滤料；

所述厌氧滤料为不同级配的颗粒滤料；

所述二级支流（13）内设有水体原位修复区域（14）、生态渗滤坝（15）；

所述水体原位修复区域（14）所采用的技术包括：底泥深槽-浅滩序列技术、浮游动物群落控藻技术、水生植物群落恢复与净化技术、水生动物共生***构建技术、底栖动物调控技术、土著微生物培育技术、太阳能曝气***、生态基质应用技术；

所述生态渗滤坝（15）将跌水坝与生物技术相结合，具有过滤水体净化水体的功能；

所述低流动水体（1）包括池塘、水坑、断头浜中的一种或多种；所述低流动水体（1）采用生态氧化塘技术、基于生态空间构建的河道修复技术中的一种或多种；

所述生态氧化塘是依靠自然生物净化功能使污水得到净化的污水生物处理技术；

所述基于生态空间构建的河道修复技术将原来在河岸、湖岸生长的植物种植到自然水体的水面上去，并能取得与河岸、湖岸种植相仿甚至更高的收获量与景观效果。

2.根据权利要求1所述的基于清流水网的面源污染控制***，其特征在于，还包括植物缓冲带，所述植物缓冲带用于对汇入所述一级支流（16）、二级支流（13）和/或静脉溪流（12）的水进行进一步净化；所述植物缓冲带包括内地植物缓冲带（2）、沿岸植物缓冲带（7）；

所述内地植物缓冲带（2）设于所述农村居住区（9）与所述一级支流（16）、二级支流（13）和/或静脉溪流（12）的交界处；所述沿岸植物缓冲带（7）设于所述农田（3）与所述一级支流（16）、二级支流（13）和/或静脉溪流（12）的交界处；所述复合塔（10）与所述内地植物缓冲带（2）连接，所述农田静脉沟渠（6）与所述沿岸植物缓冲带（7）连接。

3.根据权利要求2所述的基于清流水网的面源污染控制***，其特征在于，所述一级支流（16）的河岸线（17）上设有若干个复合生态护坡（8），所述复合生态护坡（8）的位置与所述沿岸植物缓冲带（7）的位置相对应。

4.根据权利要求2所述的基于清流水网的面源污染控制***，其特征在于，所述内地植物缓冲带（2）采用表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的基于清流水网的面源污染控制***，其特征在于，所述垂直流人工湿地具有2%的倾斜度。

6.根据权利要求2所述的基于清流水网的面源污染控制***，其特征在于，所述沿岸植物缓冲带（7）具有纵向空间的镶嵌性、横向空间的过渡性、垂直空间的成层性与时间分布的动态性。

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