[發明專利]生態排水溝渠

在審

• 申請號: 201610064730.7
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105723845A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 沙之敏;曹林奎;趙崢;徐珊珊;史超超
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A01B79/02
• 分類號: A01B79/02;A01G1/00;A01G9/02;E02B11/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發明涉及農田排水體系，特別涉及一種生態排水溝渠。

背景技術

農藥、化肥不合理施用所引起的農業面源污染是我國農業生產中關注的熱點，營養元素大量流失并隨地表徑流進入河流湖泊，引起了嚴重的富營養化現象。農田排水溝渠是農田水利基礎設施的重要組成部分，不僅能夠及時排洪抗澇，調節農田生態系統水分平衡，還可以通過排水溝內底泥、植物攔截吸收、微生物降解等作用凈化農田排水中的污染物，高效回收肥料隨水流失的氮和磷。國內外研究者對農田排水溝渠的環境效應和生態功能進行了大量的研究，以期利用農田排水溝渠對農業面源污染進行阻隔和過濾，進而削減進入下游水體的氮磷。目前國內普遍使用的溝渠以傳統土溝渠和水泥溝渠為主。傳統土溝渠坡面和底部均未做硬化處理，土壤直接裸露于水中，在遇強降雨或徑流流速過快時很容易造成水土流失，并且傳統土溝中植物數量和種類有限，對溝渠水體中氮磷吸附容量也相應受到限制。水泥溝渠在溝渠坡面用水泥進行了硬化處理，在我國農地溝渠應用中比例在不斷的擴大，但水泥溝中不能栽種植物，生物多樣性受到影響，因此對水體中氮磷的攔截效率更差。CN202610035U公開了一種能夠攔截氮磷并且減輕農業面源污染的生態溝渠，通過種植水生植物、構建生態溝渠、浮床和漁網來阻隔進入溝渠中的氮磷。CN2931467公開了一種懸浮式無基質水生植物凈化床，用于處理富營養化水體和生活污水。楊林章等研究了生態溝渠輔助技術—攔截箱，用于溝體攔截水流，延長水流滯留時間，并利用水生植物的種植來減輕進入水體中的氮磷污染。

發明內容

本發明的目的，就是為了克服上述現有技術的存在的問題，提供一種生態排水溝渠。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種生態排水溝渠，包括水泥溝渠，在水泥溝渠內排布多個水生植物栽培單元，各水生植物栽培單元內分別填裝植物生長基質，在植物生長基質上栽培挺水植物。

所述水生植物栽培單元呈六棱柱形，六個側面及底面分別設有多個孔，相鄰水生植物栽培單元之間通過梢子和梢孔的配合相連。

所述植物生長基質包括陶粒、沸石和生物碳。

所述挺水植物包括茭白、水芹菜、慈姑、鳶尾或美人蕉。

所述多個水生植物栽培單元沿水泥溝渠排列成波浪形。

上述六棱柱形水生植物栽培單元由鋁塑復合材料或塑料制成，高40-60cm，壁厚2.5cm，邊長15-30cm。

上述六棱柱形水生植物栽培單元的六個側面及底面的孔直徑為1cm左右，水生植物栽培單元可分為為兩種類型，一種在六個側面最上端設置梢孔，梢孔直徑3cm，另一種在六個側面最上端設置梢子，梢子直徑3cm，長2cm，相鄰水生植物栽培單元之間通過梢子和梢孔的配合相連。

上述植物生長基質以直徑在1cm以上的陶礫、沸石和生物碳為主，基質本身具有營養物質吸附和攔截作用。

基質填入栽培單元后，將育好苗的水生植物置于單元中，在溝渠開始排水時將栽培單元放入渠中，水稻收獲后，對水生植物進行采收并同時清理栽培筒，有效防治植物體二次污染。

上述六棱柱形水生植物栽培單元還可以排列為S形、簇狀或60°平行排列，既能達到去除氮磷污染的目的，也能達到農田生態系統的景觀效果。

本發明根據生態學原理，在綜合考慮水文條件、氣候條件、溝渠幾何特征、溝渠排水負荷和滯留時間等因素的前提下，開發了一種能夠置于水泥溝渠中的水生植物培養單元，用于將水泥溝渠改造為生態溝渠，本方法靈活多變，不僅有控制稻田面源污染的作用，多途徑組合方法也能夠為稻田及溝渠帶來新的景觀。

附圖說明

圖1是生態排水溝渠的平面結構示意圖；

圖2、圖3是一種六棱柱形水生植物栽培單元的結構示意圖；

圖4、圖5是另一種六棱柱形水生植物栽培單元的結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本發明的生態排水溝渠，包括水泥溝渠1，在水泥溝渠內排布多個水生植物栽培單元2，各水生植物栽培單元內分別填裝植物生長基質，在植物生長基質上栽培挺水植物。

配合參見圖2、圖3、圖4、圖5。上述水生植物栽培單元2呈六棱柱形，六個側面3及底面4分別設有多個孔5，相鄰水生植物栽培單元之間通過梢子6和梢孔7的配合相連。梢孔的直徑為3cm，梢子直徑為3cm，長2cm。梢子6和梢孔7相互匹配。

本發明中的植物生長基質包括陶粒、沸石和生物碳。

本發明中的挺水植物包括茭白、水芹菜、慈姑、鳶尾或美人蕉。

本發明中的多個水生植物栽培單元沿水泥溝渠排列成波浪形。