[發明專利]一種用于控制農田排水中氮磷的生態溝渠修建方法

無效

• 申請號: 201210504156.4
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102966083A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 閻百興;張燕;?；?/a>;徐瑩瑩
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: E02B11/00
• 分類號: E02B11/00;C02F3/32
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種農田排水生態溝渠修建方法。

背景技術

農業非點源污染中由農田流失的氮磷引起的污染不容忽視，農民大量使用無機化肥，但作物吸收氮磷的利用率低導致農田氮磷污染。隨著全球人口增長，人們對食物和纖維的需求與日俱增，有限的耕地驅使生產者增加更多的無機化肥的投入，然而由于作物吸收利用率低，使得農田土壤富含高濃度的氮磷，尤其在水田區稻田水中氮磷處于高濃度條件下，在人工排水和暴雨徑流條件下，導致大量氮磷流失，如果富含氮磷的農田排水直接進入與農田毗鄰的受納水體，將提高該受納水體潛在的污染風險性。因此，許多學者研究探討了農田排水溝渠的阻控或調控的作用，農田排水溝渠一般針對排水動力較弱的區域而設計，是農業生產重要的水利設施和重要的景觀類型之一，具有統籌農田排水的水利功能和生態功能的作用，不僅起到排洪泄澇，亦有截留凈化排水中氮磷的作用。但是自然溝渠截留凈化排水中氮磷能力有限，尤其在流速較大條件下溝渠截留凈化的效果更差。而經改造的生態溝渠對截留凈化排水中的氮磷有較好的效果，這是由于在溝渠內增加了溝渠植物生物量且提高了溝渠底泥吸附量以及底泥微生物作用降低排水中的氮磷。

已有相關專利采用生態溝渠控制農業非點源污染中的氮磷，如專利號為200910272338.1的中國專利《一種阻控農業面源污染的生態溝渠》和專利號為201010524502.6的中國專利《一種污水處理用生態溝渠及其構建方法和應用》以及專利號為200610097845.2的中國專利《一種生態溝渠污水凈化方法》，主要是將溝壁鋪設生態磚、混凝土板材或水泥板等措施，防止水土流失，并設置閘或壩調節水位或蓄積排水，增加氮磷的去除。另外，專利號為201110142588.0的專利《一種用于攔截磷流失的抗沖擊型生態溝渠》外投加了生態攔截器，但是這種生態攔截器只適用于靜態水或低流速的溝渠中，適用范圍窄，水流過大時易移動，且一段時間之后，截留凈化氮磷效果大幅下降，達不到凈化氮磷的目的，適用期限短，此外，這些專利忽視了溝壁土壤的凈化功能，同時在中重污染強排水地段，這些措施截留凈化氮磷的效果不明顯。另外溝渠固化易改變渠水與溝壁以及溝底之間物質和水分交換，尤其地下水嚴重不足的地區，不利于溝壁水分交換以及渠水補給地下水。

發明內容

本發明是為解決現有通過設置生態攔截器來控制農田排水中氮磷的生態溝渠修建方法抗水沖刷性差以及截留凈化氮磷能力低的技術問題，而提供一種用于控制農田排水中氮磷的生態溝渠修建方法。

本發明的一種用于控制農田排水中氮磷的生態溝渠修建方法是按以下步驟進行的：

一、在農田排水溝渠的溝壁上設置護坡支架，在支架網格中種植植物進行護坡；

二、在農田排水溝渠的溝底種植沉水植物和挺水植物；

三、在農田排水溝渠的溝壁和溝底交界處每隔1～2m向溝底打入外壁纏繞紗質井底布的有孔PVC管，入溝底深度為20～30cm，有孔PVC管打入溝底的一端封口；

四、在農田排水溝渠內每隔100～150m布設一個生態攔截基質壩，生態攔截基質壩由位于生態攔截基質壩兩端的柵板固定，柵板的兩端在溝壁埋深為20～30cm，柵板的底部在溝底埋深15～20cm，柵板由板框與柵條組成，柵條間距為5～10cm，柵板與生態攔截基質壩相鄰的表面之間的距離為2～4cm；生態攔截基質壩由有孔基質箱和裝填在有孔基質箱內的生態基質組成，有孔基質箱上的孔的直徑不超過1cm；生態基質按以下步驟形成：以粒徑為1～5cm的爐渣、鋼渣、沸石和陶粒中的一種或幾種的任意組合為填充基質，按溝渠底泥與營養液的質量比為1∶(4～6)，將溝渠底泥放在營養液中，然后使含溝渠底泥的營養液以速度為0.15～0.25m/s，流過填充基質，循環進行，持續1～2個月，使溝渠底泥中的微生物附著在基質上，通過自身繁殖形成生物膜并達到穩定狀態，得到生態基質；生態攔截基質壩的壩寬28～32cm，壩高為農田排水溝渠深度的1/4～1/2，生態攔截基質壩的兩端與溝壁間隔2～5cm，在生態攔截基質壩上種植水稻。