CN103351081A

CN103351081A - 一种净化农田径流污染的生态滤岸的构建方法

Info

Publication number: CN103351081A
Application number: CN2013102741155A
Authority: CN
Inventors: 夏品华; 刘燕; 郑钧宁
Original assignee: Guizhou Education University; Guizhou Institute of Biology
Current assignee: Guizhou Education University; Guizhou Institute of Biology
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2033-07-02
Also published as: CN103351081B

Abstract

本发明公开了一种净化农田径流污染的生态滤岸的构建方法该方法是在农田和河道之间选择离河道15～20米距离的区域构建一种新型滤岸，即在选定的区域上种植根系发达、生长量大、对氮、磷吸收作用好的草本和灌木；同时在选定区域前端开设布水沟和布水槽，在选定区域后端修建渗滤池，渗滤池底部布设集水管。本发明可将农田径流水先经农田排水沟和其它自然形成的排水沟引到布水沟和布水槽中，经滤岸上的草本和灌木植物吸附、拦截、吸收后通过渗滤池中不同填料多层渗滤净化后排至河道。本发明基建费用低、免维护，对农田径流污染中总磷、总氮、硝氮、氨氮的净化效果好于传统的植被缓冲带，同时，生态滤岸上所种植的植物也具有美化和观赏作用。

Description

一种净化农田径流污染的生态滤岸的构建方法

技术领域

本发明涉及一种净化农田径流污染的生态滤岸的构建方法，属于环境污染控制技术领域。

背景技术

近年来随着流域点源污染控制工程的实施，非点源氮、磷入湖污染负荷贡献率已超过50% ，成为影响水质的主要污染源，其中农田地表径流氮、磷流失起着非常重要的作用。农田地表径流氮、磷流失是导致是地表水体富营养化的主要原因，其所带来的一系列环境、经济问题已引起国内外的普遍关注。近20年来，我国虽然在农田氮、磷向水体迁移，对主要河、湖水体富营养化的影响方面积累了一些经验，但整体而言，对于农田径流的污染研究还处于起步、探索阶段。

目前国内外常采用植被缓冲带截留陆域面源污染物作为改善河道水质的手段。植被缓冲带对农田地表径流中携带的营养物质、颗粒物和农药等污染物，具有较高的截留、吸收作用。可以利用植被缓冲带防治水体污染、改善河湖水质，同时还具有滨岸景观、生物栖息地、廊道连接、土壤生境改良和水土保持等多种功能，植被缓冲带在农业非点源污染控制中扮演着重要角色。植被缓冲带虽然廉价，有效，对环境影响小，但仅能对农田径流中表层径流进行净化，对下渗径流净化效果较差。

目前也有采用多层渗滤系统用于对河道水质的改善，虽然多层渗滤系统能够显著增强径流的下渗，对下渗径流起到良好的净化作用，但多为单一形式的独立应用，在农田径流污染防治方面则应用较少。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种净化农田径流污染的生态滤岸的构建方法。主要针对农村面源污染中农田径流污染难治理的难题，以拦截农田径流中氮、磷等物质，并对其进行吸附、沉积、转化和吸收利用，从而对农田流失的养分进行有效拦截，达到控制养分流失，实现养分再利用，减少污染物质对水体的污染，以有效克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：

一种净化农田径流污染的生态滤岸的构建方法，该方法是在农田和河道之间选择离河道15～20米距离的区域构建生态滤岸，即在选定的区域上种植根系发达、生长量大、对氮、磷吸收作用好的草本和灌木；同时在选定区域前端开设布水沟和布水槽，在选定区域后端修建渗滤池，渗滤池底部布设集水管。

前述方法中，所述生态滤岸是以渗滤池为中心的扇形或长条形斜面，远离渗滤池一侧高于靠近渗滤池一侧，斜度为1～2%。

前述方法中，所述布水沟是在地面挖的一条宽100mm左右，深50mm左右的水沟；所述布水槽是在地面挖的一条宽300mm左右，深200mm左右的水沟；布水沟和布水槽内均种植草本植物；所述布水槽与渗滤池之间的绿化植物包括草本植物和灌木植物；草本植物与灌木植物的种植比例为3：1。

前述方法中，所述渗滤池是宽度为1.2～1.5米，深度为0.5～0.6米的矩形池；渗滤池从下至上分别填有不同填料，可分四层，底层是单一填料层、中间是混合填料层、上层是碎石填料层，最上层是植被层；各层间用过滤棉隔开，防止各种填料下渗混合；底层填料厚度为50～60mm，中间层填料厚度为250～280mm，上层填料碎石厚度为100～110mm，植被层的厚度为100～110mm；渗滤池底部设有集水管，通过集水管将净化后的水排入河道。

前述方法中，所述植被层采用混合土壤，由一份当地原土和一份当地废弃粉煤灰或蒸汽砖灰构成；植被层上种植草本植物。

前述方法中，所述单一填料层填料为煤炉渣、石英砂、活性炭中任意一种。

前述方法中，所述混合填料层填料为煤炉渣、陶瓷环、石英砂、活性炭中任意两种的混合料，混合比例为1：1。

前述方法中，所述煤炉渣为粒度为0.5～1mm的粉状煤炉渣；陶瓷环是直径为15mm的环形白色多孔科技呼吸生物环；所述活性炭是总孔容积为0.8cm3/g的木质颗粒状活性炭；所述石英砂是直径为5～8mm的河道砂。

前述方法中，所述上层填料碎石层的碎石是种粒度为5～10mm的建筑用砂。

前述方法中，所述过滤棉是厚度为8～10mm的白色合成纤维棉。

与现有技术相比，本发明基建费用低、免维护，对农田径流污染中总磷、总氮、硝氮、氨氮的净化效果好于传统的植被缓冲带，同时，生态滤岸上所种植的草本植物和灌木植物可供观赏和绿化，可有效结合城镇的生态、经济建设。为了检测本发明对水体的净化效果，本发明在贵州省贵阳市清镇黄土寨白泥村对当地河道进行了生态滤岸改造实验，实验对象是为面源污染中的农田径流污染。在降雨过程中采集进水样和示范工程出水样，其中进水样指标分别为水体中总氮TN 5.83mg/L、水体中总磷TP 0.17 mg/L、水体中氨氮NH ₃ -N 0.54 mg/L、水体中硝氮 NH ₄ -N 0.70 mg/L、水体中总悬浮物 SS125 mg/L，出水样指标分别为水体中总氮TN 2.93 mg/L、水体中总磷TP 0.02 mg/L、水体中氨氮NH ₃ -N 0.14 mg/L、水体中硝氮NH ₄ -N 0.31 mg/L 、水体中总悬浮物SS32 mg/L，示范工程对降雨径流污染的除去率分别为水体中总氮TN 49.74%、水体中总磷TP 88.24%、水体中氨氮NH ₃ -N 74.07%、水体中硝氮NH ₄ -N 55.71%、水体中总悬浮物SS74.40%，比较进水样和出水样的指标可见，通过本发明的治理后，出水样的各项污染指标远低于进水样的各项污染指标，可有效降低由降雨径流引起的农田径流对红枫湖的污染。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是渗滤池的剖面图。

附图中的标记为：1-布水沟，2-布水槽，3-草本植物，4-灌木植物，5-植被层，6-碎石填料层，7-混合填料层，8-过滤棉，9-单一填料层，10-集水管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

一种净化农田径流污染的生态滤岸的构建方法，如图1所示。该方法是在农田和河道之间选择离河道15～20米距离的区域构建生态滤岸，即在选定的区域上种植根系发达、生长量大、对氮、磷吸收作用好的草本植物3和灌木植物4；同时在选定区域前端（靠近农田一侧）开设布水沟1和布水槽2，在选定区域后端（靠近河道一侧）修建渗滤池，渗滤池底部布设集水管10。所述生态滤岸是以渗滤池为中心的扇形或长条形斜面，远离渗滤池一侧高于靠近渗滤池一侧，斜度为1～2%。所述布水沟1是在地面挖的一条宽100mm左右，深50mm左右的水沟；所述布水槽2是在地面挖的一条宽300mm左右，深200mm左右的水沟；布水沟1和布水槽2内均种植草本植物3；所述布水槽2与渗滤池之间的绿化植物包括草本植物3和灌木植物4；草本植物与灌木植物的种植比例为3：1。所述渗滤池是宽度为1.2～1.5米，深度为0.5～0.6米的矩形池；渗滤池从下至上分别填有不同填料，可分四层，底层是单一填料层9、中间是混合填料层7、上层是碎石填料层6，最上层是植被层5；各层间用过滤棉8隔开，防止各种填料下渗混合；底层填料厚度为50～60mm，中间层填料厚度为250～280mm，上层填料碎石层厚度为100～110mm，植被层5的厚度为100～110mm；渗滤池底部设有集水管10，通过集水管10将净化后的水排入河道。所述植被层5采用混合土壤，由一份当地原土和一份当地废弃粉煤灰或蒸汽砖灰构成；植被层5上种植草本植物3。所述单一填料层9的填料为煤炉渣、石英砂、活性炭中任意一种。所述混合填料层7的填料为煤炉渣、陶瓷环、石英砂、活性炭中任意两种的混合料，混合比例为1：1。所述煤炉渣为粒度为0.5～1mm的粉状煤炉渣；陶瓷环是直径为15mm的环形白色多孔科技呼吸生物环；所述活性炭是总孔容积为0.8cm ³ /g的木质颗粒状活性炭；所述石英砂是直径为5～8mm的河道砂。所述上层碎石填料层6的碎石是种粒度为5～10mm的建筑用砂。所述过滤棉8是厚度为8～10mm的白色合成纤维棉。

实施例

如图1所示，选择农田和河道之间的河岸作为生态滤岸的构建区域；以离河道15～20m左右的位置为具体构建区域；按照2°左右坡度对选定的实施区域进行整地处理；农田处略高，河岸处略低；在靠近农田一侧的河岸方向开设宽10cm，沟深5cm布水沟1和宽30cm，槽深20cm布水槽2；农田径流水可通过布水沟1引流到布水槽2内，布水槽2增加了水力的停留时间，使污染物能得到植物的充分吸收和吸附。在实施区域土地上种植根系发达、生长量大、对氮、磷吸收作用好的草本植物3和灌木植物4。草本植物3和灌木植物4的种植宽度依次是3:1。草本植物3主要是指黑麦草、高羊茅、百花三叶草中的一种或多种组合，灌木植物4是指金叶女贞。在靠近河道的一端，修建渗滤池。渗滤池是种矩形结构，宽度为120～150cm，深度为50～60cm。渗滤池由植被层5和渗滤层构成；植被层5的土壤层由当地原土及废弃的煤灰或蒸汽转灰构成，混合体积比例为1：1，土层厚度为10cm；，土壤上面种植黑麦草、高羊茅、百花三叶草中的一种或其组合。渗滤层分三层，底部填料为单一填料层9，中间为混合填料层7，上层为碎石填料层6。单一填料层9可选石英砂、活性炭、煤炉渣中任意一种，厚度为5cm；中间混合填料层7，可选陶瓷环、石英砂、活性炭、煤炉渣中任意两种混合，体积比为1：1，厚度为25cm；碎石填料层6厚度为10cm；各填料层间用厚度为1.0cm过滤棉8隔开，防止各层填料下渗的同时又增加了渗滤效果。渗滤池的底部安装集水管10，收集净化后的径流水。农田径流污染物经过植物的充分吸收、拦截、吸附后，径流水又通过渗滤池的多层渗滤，极大的加强了净化效果。对生态滤岸边上的农田排水沟和其他自然形成的排水沟进行引流，就近将污染后的农田径流水引入到生态滤岸的布水槽中，经生态滤岸净化后入河道。

Claims

1. 一种净化农田径流污染的生态滤岸的构建方法，其特征在于：该方法是在农田和河道之间选择离河道15～20米距离的区域构建生态滤岸，即在选定的区域上种植根系发达、生长量大、对氮、磷吸收作用好的草本和灌木；同时在选定区域前端开设布水沟和布水槽，在选定区域后端修建渗滤池，渗滤池底部布设集水管。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述生态滤岸是以渗滤池为中心的扇形或长条形斜面，远离渗滤池一侧高于靠近渗滤池一侧，斜度为1～2%。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述布水沟是在地面挖的一条宽100mm左右，深50mm左右的水沟；所述布水槽是在地面挖的一条宽300mm左右，深200mm左右的水沟；布水沟和布水槽内均种植草本植物；所述布水槽与渗滤池之间的绿化植物包括草本植物和灌木植物；草本植物与灌木植物的种植比例为3：1。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述渗滤池是宽度为1.2～1.5米，深度为0.5～0.6米的矩形池；渗滤池从下至上分别填有不同填料，可分四层，底层是单一填料层、中间是混合填料层、上层是碎石填料层，最上层是植被层；各层间用过滤棉隔开，防止各种填料下渗混合；底层填料厚度为50～60mm，中间层填料厚度为250～280mm，上层填料碎石厚度为100～110mm，植被层的厚度为100～110mm；渗滤池底部设有集水管，通过集水管将净化后的水排入河道。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述植被层采用混合土壤，由一份当地原土和一份当地废弃粉煤灰或蒸汽砖灰构成；植被层上种植草本植物。

6.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述单一填料层填料为煤炉渣、石英砂、活性炭中任意一种。

7.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述混合填料层填料为煤炉渣、陶瓷环、石英砂、活性炭中任意两种的混合料，混合比例为1：1。

8.根据权利要求6或7所述方法，其特征在于：所述煤炉渣为粒度为0.5～1mm的粉状煤炉渣；陶瓷环是直径为15mm的环形白色多孔科技呼吸生物环；所述活性炭是总孔容积为0.8cm³/g的木质颗粒状活性炭；所述石英砂是直径为5～8mm的河道砂。

9.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述上层填料碎石层的碎石是种粒度为5～10mm的建筑用砂。

10.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述过滤棉是厚度为8～10mm的白色合成纤维棉。