[實用新型]一種農(nóng)田面源污染生態(tài)凈化溝渠系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022565420.8
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN213623491U
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洋;于泳;王洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23210
• 代理人: 何強

一種農(nóng)田面源污染生態(tài)凈化溝渠系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有生態(tài)溝渠凈水能力差、修建過程復雜、農(nóng)民后期維護難、成本高的問題。溝渠系統(tǒng)：溝體沿長度方向分為上游、中游和下游，溝體的橫截面為梯形，四個過濾箱分別放置在上游進水口處、上游與中游交界處、中游與下游交界處、下游出水口處，過濾箱與溝體的長度方向垂直設(shè)置，溝體的底部種植植被，碎石鋪設(shè)在溝體的底部。本實用新型能夠有效去除農(nóng)田排水中的氮磷，能夠有效攔截農(nóng)田排水中的泥沙和漂浮物，在原有自然狀態(tài)下的農(nóng)田排水溝渠基礎(chǔ)上施工，造價低、易操作、易維護。本實用新型用于農(nóng)田排水。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于農(nóng)業(yè)污染治理領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)田面源污染生態(tài)凈化溝渠系統(tǒng)。

背景技術(shù)

農(nóng)田養(yǎng)分大量流失已成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源之一。生態(tài)溝渠作為承接農(nóng)田氮磷排放及下游受納水體的中間途徑，能夠在地表水遷移的過程中加以截留和凈化，達到削減進入下游受納水體污染物總量的目的。水生植物可直接吸收水層和底泥中的N(氮)、P(磷)，增強對泥沙N、P的滯留，加速水氣界面N素交換和傳遞，有利于溝渠水體中N素的去除；且其發(fā)達的根系強泌氧作用，可為微生物提供大量氧氣，有效促進生態(tài)溝渠內(nèi)N素轉(zhuǎn)化，顯著縮短無機N素在溝渠中寄宿時間。植物莖稈亦可通過減緩徑流流速、增加水流在溝渠中的滯留時間，來使顆粒態(tài)N、P沉積而達到攔截效果。由于底泥和水生植物存在，使生態(tài)溝渠水體中N、P等污染物發(fā)生較復雜的物理、化學和生物作用，并使水體中N、P污染物通過植物吸收、微生物降解得到凈化。又因溝渠植物在生長發(fā)育過程中進行光合作用，使植物周圍形成有氧環(huán)境，有助于硝化細菌生長，增強攔截氮磷能力。因此，在自然降雨排水條件下，開發(fā)一種易操作、易管理、可推廣的生態(tài)溝渠系統(tǒng)對農(nóng)田排水中氮磷的攔截效應具有重要意義。目前，主要有兩種農(nóng)田排水溝渠：土質(zhì)溝渠和混凝土溝渠。土質(zhì)溝渠凈化能力差，易發(fā)生水土流失；混凝土溝渠溝底摩擦力小，水流滯留時間短，不利于攔截漂浮物和泥沙的沉降，凈化效果不佳；而設(shè)施齊全，具有較好的凈化效果的生態(tài)溝渠系統(tǒng)，通常又具有價格高昂或構(gòu)建及維護方法復雜而難以實現(xiàn)的缺點，不符合農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟性要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型為了解決現(xiàn)有生態(tài)溝渠凈水能力差、修建過程復雜、農(nóng)民后期維護難、成本高的問題，而提供一種農(nóng)田面源污染生態(tài)凈化溝渠系統(tǒng)。

本實用新型為解決上述問題而采用的技術(shù)方案是：

一種農(nóng)田面源污染生態(tài)凈化溝渠系統(tǒng)，所述生態(tài)凈化溝渠系統(tǒng)包括溝體、過濾箱和碎石，所述溝體沿長度方向分為上游、中游和下游，所述溝體的橫截面為梯形，四個過濾箱分別放置在上游進水口處、上游與中游交界處、中游與下游交界處、下游出水口處，所述過濾箱與溝體的長度方向垂直設(shè)置，所述過濾箱的下端嵌入溝體的溝底，所述過濾箱的兩側(cè)邊嵌入溝體內(nèi)側(cè)斜坡中，所述溝體的底部種植植被，所述碎石鋪設(shè)在溝體的底部。

進一步的，所述過濾箱包括兩個沖孔板，每個沖孔板上設(shè)置有數(shù)個通孔，兩個沖孔板平行設(shè)置且間距為150mm，兩個沖孔板之間填充有基石。

進一步的，所述沖孔板的通孔直徑為10mm。

本實用新型的有益效果是：

一、利用本實用新型提供的農(nóng)田面源污染生態(tài)凈化溝渠系統(tǒng)能夠有效攔截農(nóng)田排水中的泥沙和漂浮物，攔截率可達95％以上；還能夠有效去除農(nóng)田排水中的氮、磷含量，氮去除效率達60％以上，磷去除效率達70％以上；在原有自然狀態(tài)下的農(nóng)田排水溝渠基礎(chǔ)上施工，解決了生態(tài)工程占用耕地的問題，且造價低、易操作、易維護、可大面積推廣應用。

二、本實用新型的生態(tài)溝渠是在原有自然狀態(tài)下的土質(zhì)排水溝基礎(chǔ)上進行生物工程改造，生態(tài)溝渠兩側(cè)植被可以在一定程度上減緩水流速度，又可以有效的防止水土流失；溝底種植的植被不僅能夠最大程度上攔截泥沙和懸浮物，吸附、吸收和降解排水溝中的氮、磷等污染物，還豐富了溝渠的生物群落，促進微生物硝化反硝化作用下的氮素轉(zhuǎn)化，并且還具有一定的生態(tài)美學意義。