[實用新型]一種削減農田面源污染的生態溝渠

有效

• 申請號: 201920573760.X
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN209923022U
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 呂紅波;任喜龍;王文華;王成言;鄔龍;任東紅;李志華;于朝霞;扈幸偉;喬玉
• 申請（專利權）人: 中水北方勘測設計研究有限責任公司
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;E02B11/00
• 代理公司: 12101 天津市鼎和專利商標代理有限公司
• 代理人: 李鳳

本實用新型公開了一種削減農田面源污染的生態溝渠，包括排水溝渠和位于排水溝渠渠底的土壤層，排水溝渠的橫斷面為梯形，排水溝渠的渠底從下至上依次鋪設有基底支撐層、下層過濾層、上層過濾層和土壤層，沿著排水溝渠的長度方向，在下層過濾層和上層過濾層中埋設有外部包裹有土工無紡布的無砂混凝土管，土壤層中種植濕生植物。本實用新型構建的生態溝渠系統不影響溝渠正常排水、不占用任何耕地，運行管理簡單，且不受季節溫度限制，無砂混凝土管、陶粒、沸石等材料價格低廉，便于大規模推廣應用。

技術領域

本實用新型涉及水環境治理和農田污水處理技術，尤其是一種削減農田面源污染的生態溝渠。

背景技術

我國是人口眾多的農業大國，作為農業生產重要的農資，化肥和農藥施用量逐年增加，化肥、農藥等隨地表徑流、農田退水等流失引起的面源污染問題日漸突出。隨著對點源污染的有效控制，農田面源污染已經成為河湖地表水體污染的主要污染源。農田排水溝渠作為農田水利基礎設施的重要組成部分，將農田徑流由分散流向集中流轉變，在提高農田排水能力的同時，還可通過排水溝渠內底泥/土壤吸附、植物攔截與吸收、微生物降解等作用截留凈化農田排水中的污染物，在農田面源污染阻控方面具有廣闊的應用前景。

近年來，將農田排水溝進行生態化改造構建生態溝渠是控制農田面源污染的熱點方向之一，通過在現有農田排水溝中填充過濾沙土、種植水生植物、養殖水生動物，并適當設置節制閘壩、攔水坎、集泥井、透水壩等設施，對氮磷等污染物進行攔截。盡管已有研究證實，與自然排水溝相比，生態溝渠對農田排水中污染物具有一定的削減能力，但現有生態溝渠仍存在以下不足：(1)生態溝渠內的水體流動較快，水力停留時間過短導致污染物削減率有限，如設置閘壩進行攔截又會影響溝渠正常的排水功能；(2)生態溝渠主要以水生植物的種植為核心來控制農業面源污染，由于植物吸收能力有限，隨著下次退水或強降雨過程，面源污染物會繼續進入河道或湖泊等水體，造成對地表水體的污染。

因此，目前針對農田面源問題亟需開發一種不影響溝渠排水功能，但能提高溝渠內污水蓄積量及水力停留時間，同時強化污染物截留效果的生態溝渠。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種削減農田面源污染的生態溝渠，解決目前生態溝渠污水蓄積量小、水力停留時間短、污染物削減率低的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種削減農田面源污染的生態溝渠，包括排水溝渠和位于排水溝渠渠底的土壤層，排水溝渠的橫斷面為梯形，排水溝渠的渠底從下至上依次鋪設有基底支撐層、下層過濾層、上層過濾層和土壤層，沿著排水溝渠的長度方向，在下層過濾層和上層過濾層中埋設有外部包裹有土工無紡布的無砂混凝土管，土壤層中種植濕生植物。

所述排水溝渠上頂挖掘寬度為1.3～1.7m、下底挖掘寬度為0.5～0.7m、深度為0.8～1.1m、邊坡比為1:0.5～1:1.0，邊坡上部0.5～1.0m植草防護。

所述土壤層的厚度為15～25cm，上層濾料層的材質為多孔陶粒，上層濾料層的高度為20～30cm，陶粒的粒徑為9～11mm；下層濾料層的材質為天然斜發沸石，下層濾料層的高度為20～30cm，天然斜發沸石的粒徑為3～5mm；所述基底支撐層的材質為卵礫石，卵礫石的粒徑為12～15mm。

所述無砂混凝土管由粗骨料、水泥和水拌制而成，強度等級為C10，內徑為300～500mm，管壁厚度為50mm，管外包裹有土工無紡布。

所述土工無紡布為短纖針刺非織造土工布，標稱斷裂強度為10kN/m。

所述濕生植物為蘆葦、香蒲、麥冬草或金邊吊蘭。

所述生態溝渠縱向設0.5％的坡降，生態溝渠首端無砂混凝土管設置通氣孔，末端與農田排水溝道聯通，根據農田灌排的要求分段設置水閘控制生態溝渠的蓄、排水。

本實用新型的有益效果是：