CN104420676B - 一种解决农业面源污染的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种解决农业面源污染的方法，为：沿农田外廓开设环绕农田四周的水塘；农田内开设与水塘相通的排水沟；水塘内养殖水产，水塘底部栽种水生作物；在水塘上设横断水塘的水池；水池侧面上设连通水塘的两个通水口；通水口上安装网栅和水闸；水池顶口上铺设具有承重作用的水泥盖板；使用本发明提供的方法，投入成本低，可多年使用，经济效益好，且无二次生态污染，对保护生态环境与防治水体富营养化具有重要作用。

Description

一种解决农业面源污染的方法

技术领域

本发明涉及一种解决农业面源污染的方法，属于农业生态与环境保护领域。

背景技术

农业面源污染是指在农业生产活动中，氮素和磷素等营养物质、农药以及其它有机物污染物通过农田的地表径流和农田渗透造成水环境的污染。在全球范围内，农业面源污染正在成为水体污染的主要原因，对农业面源污染的控制不但逐步成为水污染治理的重中之重,也逐步成为现代农业和社会可持续发展的重要任务。

近20年来，对农业面源污染的治理主要是通过化肥用量控制与改进施肥方式，发展环境友好技术，末端水体修复等技术削减农业面源污染排放量，修复污染水体的方法。张文艺等发明了“一种农业面源污染河道的生态恢复方法”（CN102863127），将拟治理的河段作为处理的载体，合理搭配高效净水膜、生物栅过滤、浮岛式湿地、底栖动物控养组合技术，持续改善水质，同时实现水生态系统的良性循环。该发明治理成本高，难以大面积推广应用。黄燕等发明了“一种控制农业面源污染提高农田N、P利用率的生态沟渠”（CN103086513），它是利用生态学原理和生物学特性，通过提高沟渠湿地生态系统生物量，利用系统协同作用，实现对水体污染物质的阻挡、降解、吸收、利用，达到减少排出水体中污染物质，提高农田氮、磷利用率。该发明利用植物对氮、磷流失拦截吸收，对氮、磷流失污染防控可以起到一定作用，但生态沟渠植物需要周年种植，同时产生的植物残体又会造成二次污染。黄沈发等发明了“一种利用缓冲带控制平原感潮河网地区农业面源污染的方法”（CN101555071），发明内容包括：选择缓冲带区域，缓冲带初步整理，设置缓冲带布水系统，缓冲带植物选取与种植以及缓冲带水源导入。本发明具有简便实用、净化效果好、免维护管理的特点。但也存在工程量大、投入高，难推广等问题。毕永红等发明了“一种阻控农业面源污染的生态沟渠”（CN101696059），主要做法是在流域集水区构建汇集农业污水和农田地表径流的人工沟渠，沟渠分污水径流入口和干渠；干渠的两侧壁镶嵌大生物球，渠内种植挺水、漂浮和沉水植物，污水中接种附生藻类和浮游藻类。适用于山地、丘陵农业耕作区的流域中对水体污染物质的阻拦、降解、吸收、利用。上述治理模式与方法均可取得一定的环境效益，但涉及投资高，回报率低，同时还涉及产生有机废弃物引起二次污染与难推广等一系列问题。因此，探索一种新型的兼顾农业经济与生态环境效益的农业面源污染防治模式与方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决农业面源污染的方法，解决了农田养分随雨水流失引起的河流湖泊等富营养化问题，且具有较好的经济效益。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种解决农业面源污染的方法，为：沿农田外廓开设环绕农田四周的水塘；农田内开设与水塘相通的排水沟；水塘内养殖水产，水塘底部栽种水生作物；在水塘上设横断水塘的水池；水池侧面上设连通水塘的两个通水口；通水口上安装网栅和水闸；水池顶口上铺设具有承重作用的水泥盖板。

优选的，所述水塘占地面积与所述农田的总面积之比为1：2.5-10，优选为1：4。

优选的，所述水塘的深度为60-90cm，水塘两侧面的坡度为30-60度。

优选的，所述水塘内水深保持在20-40cm；根据天气或降水量和塘内蓄水量等进行塘内水位调节。

优选的，所述水塘底面夯实或铺设无纺布；所述夯实的水塘底面或铺设的无纺布上铺设耕作层土壤。

优选的，所述铺设的耕作层土壤的厚度为15-20cm。

优选的，所述铺设的耕作层土壤内施有有机肥。

优选的，所述水池为长方体形，包括四个侧面与一个底面；所述水池宽边所在的侧面与水塘的侧面垂直；所述两个通水口分别位于所述两个宽边所在的侧面的对应位置处；所述通水口为长方形，所述长方形的长边与水池的宽边平行，所述长方形的宽边与所述水池的宽边垂直。

优选的，所述水池的宽边与所述水塘顶口宽度相等。

优选的，所述水池的底面与所述水塘的底面齐平，水池顶口高出所述农田地面5-25cm，优选为10-20cm。

优选的，所述水池的长边的长度和水池的宽边的长度之比为1-3：3-5。

优选的，所述通水口的底边距离水池底面的高度为10-40cm。

优选的，所述通水口的宽度为30-60cm。

优选的，所述通水口的长边的长度与所述水池的宽边的长度之比为30-60：100-300。

优选的，所述水产包括鳝鱼、泥鳅、河蟹或鱼类等。

优选的，所述水生作物包括莲藕、茭白、水芹、荸荠、豆瓣菜或芡实等，并根据生长季节合理安排水生作物的茬口。

优选的，所述水池内的水可进行农田浇灌，或当水塘内水量不足时，可通过将河水引入水池，再通过水池的通水口对水塘注水。

优选的，当预报将有大量降水情况下，可提前2-3天，用水泵将水池内水灌溉到农田内，扩大蒸发面积，因水池与水塘通过通水口相连通，通过对水池抽水可达到间接对水塘抽水的目的，降低水塘内水位，防止因暴雨引起塘水溢出外泄。

所述水池侧面设置的网栅的作用在于防止水塘内的养殖的水产进入水池内，以及避免抽水等鱼类的伤害；并可通过所述的水闸控制水塘和水池之间水的流通；水池上铺设的水泥盖板可便于农业机械的通过水塘。

优选的，在所述水塘内，按季节和养殖的鱼蟹等种类，投喂人工配置饵料；视病虫害情况，对所述水塘中的水生作物施用杀虫剂；并选用对鱼蟹虾类影响较小的农药，避免使用敌百虫，乐果、稻瘟净和马拉硫磷等有机磷类农药。

本发明的技术效果及优点在于：

（1）经济效益好：一次性挖塘可使用多年，投入成本较低，特别是近年来水生作物和蟹、鱼等效益较好，改造后农田当年每亩可提高经济收入净利润可达1000元以上。同时管理方便，技术易操作掌握。

（2）生态效益好：由于农田养分可随雨水流到塘内供水生作物利用，避免了流失到河流湖泊的风险，实现了“肥水不流外人田”的思路，且无二次污染。因此，该方法对保护生态环境与防治水体富营养化具有重要作用。

附图说明

附图1农业面源防控田间工程设计俯视图（1亩农田）

附图2农业面源防控田间工程设计剖面图（1亩农田）

附图3农业面源防控田间工程设计侧视图（1亩农田）

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种解决农业面源污染的方法，为：沿农田外廓开设环绕农田四周的水塘；农田内开设与水塘相通的排水沟；水塘内养殖水产，水塘底部栽种水生作物；在水塘上设横断水塘的水池；水池侧面上设连通水塘的两个通水口；通水口上安装网栅和水闸；水池顶口上铺设具有承重作用的水泥盖板。

优选的，所述水塘占地面积与所述农田的总面积之比为1：2.5-10，优选为1：4。

优选的，所述水塘的深度为60-90cm，水塘两侧面的坡度为30-60度。

优选的，所述水塘内水深保持在20-40cm；根据天气或降水量和塘内蓄水量等进行塘内水位调节。

优选的，所述水塘底面夯实或铺设无纺布；所述夯实的水塘底面或铺设的无纺布上铺设耕作层土壤。

优选的，所述铺设的耕作层土壤的厚度为15-20cm。

优选的，所述铺设的耕作层土壤内施有有机肥。

优选的，所述水池为长方体形，包括四个侧面与一个底面；所述水池宽边所在的侧面与水塘的侧面垂直；所述两个通水口分别位于所述两个宽边所在的侧面的对应位置处；所述通水口为长方形，所述长方形的长边与水池的宽边平行，所述长方形的宽边与所述水池的宽边垂直。

优选的，所述水池的宽边与所述水塘顶口宽度相等。

优选的，所述水池的底面与所述水塘的底面齐平，水池顶口高出所述农田地面5-25cm，优选为10-20cm。

优选的，所述水池的长边的长度和水池的宽边的长度之比为1-3：3-5。

优选的，所述通水口底边距离水池底面的高度为10-40cm。

优选的，所述通水口的宽度为30-60cm，优选为40cm。

优选的，所述通水口长边的长度与所述水池宽边的长度之比为30-60：100-300。优选的，所述水产包括鳝鱼、泥鳅、河蟹或鱼类等。

优选的，所述水生作物包括莲藕、茭白、水芹、荸荠、豆瓣菜或芡实等，并根据生长季节合理安排水生作物的茬口。

优选的，所述水池内的水可进行农田浇灌，或当水塘内水量不足时，可通过将河水引入水池，再通过水池的通水口对水塘注水。

优选的，当预报将有大量降水情况下，可提前2-3天，用水泵将水池内水灌溉到农田内，扩大蒸发面积，因水池与水塘通过通水口相连通，通过对水池抽水可达到间接对水塘抽水的目的，降低水塘内水位，防止因暴雨引起塘水溢出外泄。

所述水池侧面设置的网栅的作用在于防止水塘内的养殖的水产进入水池内，以及避免抽水等鱼类的伤害；并可通过所述的水闸控制水塘和水池之间水的流通；水池上铺设的水泥盖板可便于农业机械的通过水塘。

优选的，在所述水塘内，按季节和养殖的鱼蟹等种类，投喂人工配置饵料；视病虫害情况，对所述水塘中的水生作物施用杀虫剂；并选用对鱼蟹虾类影响较小的农药，避免使用敌百虫，乐果、稻瘟净和马拉硫磷等有机磷类农药。

实施例1

一种解决农业面源污染的方法，如附图1-3所示1亩农田（长33m，宽20m）为例，具体包括以下特征：环农田外廓四周开设水塘（深60-90cm，顶面宽100-300cm，底面宽50-150cm），即水塘侧面具有一定的坡度，以防止坡面过直引起水塘内水的侵蚀坍塌；水塘底面夯实或铺设无纺布，然后再铺设15-20cm厚的耕作层土壤，并施好有机肥；水塘内水深保持在20-40cm，同时可根据天气或降水量和塘内蓄水量等情况进行水深的调节；水塘内养殖泥鳅和鱼，水塘底部栽种水芹，农田中间种植区里种植玉米和花菜；农田内还开设纵横交错的排水沟，排水沟与水塘相通，所以农田养分可随雨水流到塘内供水生作物利用，避免了流失到河流湖泊造成二次污染；水塘内投放人工配制的饵料，农田或水塘内做完病虫害的防治尽量选用对水塘内鱼蟹影响较小的农药；在水塘上建设一横断水塘的长方体形的水池，包括四个侧面与一个底面，所述水池宽边所在的侧面与水塘的侧面垂直；宽边100-300cm，长边350cm，水池的底面与水塘的底面齐平，水池顶口高出所述农田地面20cm；所述水池宽边所在侧面上的对应位置处各设一个通水口（形状为长方形，尺寸为长30-60cm，宽40cm），通过通水口使水塘相连通，通水口的底边距离水池底面的高度为10-40cm；通水口上安装网栅和水闸；网栅的作用在于防止水塘内的养殖的水产进入水池内，以及避免抽水等鱼类的伤害；并可通过所述的水闸控制水塘和水池之间水的流通；水池内水可以用于农田灌溉，或当水塘内水量较少时，可通过将河水引入水池，再通过水池对水塘注水；当预报将有大量降水情况下，可提前2-3天，用水泵将水池内水灌溉到农田内，扩大蒸发面积，因水池与水塘通过通水口相连通，通过对水池抽水可达到间接对水塘抽水的目的，降低水塘内水位，防止因暴雨引起塘水溢出外泄；水池顶口上铺设具有承重作用的水泥盖板，以方便农业机械通过水塘对种植区作业。

以上实施方案与传统农田模式比较，经济效益对比结果如表1所示：

表1农业面源污染治理模式的经济效益分析（以1亩农田计）

由于农田内氮、磷等营养物随雨水淋洗流失到农田塘内，避免了氮、磷流失到河流或湖泊等引起的水体富营养化等问题，因此具有较好的生态与环境保护价值，且无二次污染。从产生的经济效益来看，该模式与传统农田模式相比，也具有较高的经济效益价值，从表1可以看出，第一年投入后即可产生1000元的收益，之后每年可节省农田改造所需费用，因此，农田改造后每年可比传统农田增加经济效益2500多元，且产品绿色安全，市场营销好。

Claims (10)

1.一种解决农业面源污染的方法，为：沿农田外廓开设环绕农田四周的水塘；农田内开设与水塘相通的排水沟；水塘内养殖水产，水塘底部栽种水生作物；在水塘上设横断水塘的水池；水池侧面上设连通水塘的两个通水口；通水口上安装网栅和水闸；水池顶口上铺设具有承重作用的水泥盖板；所述水产包括河蟹或鱼类；所述水生作物包括莲藕、茭白、水芹、荸荠、豆瓣菜或芡实，并根据生长季节合理安排水生作物的茬口；

所述水塘底面夯实或铺设无纺布；所述夯实的水塘底面或铺设的无纺布上铺设耕作层土壤；所述铺设的耕作层土壤的厚度为15-20cm，所述铺设的耕作层土壤内施有有机肥；

所述水池为长方体形，包括四个侧面与一个底面；所述水池宽边所在的侧面与水塘的侧面垂直；所述两个通水口分别位于所述两个宽边所在的侧面的对应位置处；所述通水口为长方形，所述长方形的长边与水池的宽边平行，所述长方形的宽边与所述水池的宽边垂直。

2.如权利要求1所述的一种解决农业面源污染的方法，其特征在于，所述水塘占地面积与所述农田的总面积之比为1：2.5-10。

3.如权利要求2所述的一种解决农业面源污染的方法，其特征在于，所述水塘的深度为60-90cm，水塘两侧面的坡度为30-60度；所述水塘内水深保持在20-40cm。

4.如权利要求1所述的一种解决农业面源污染的方法，其特征在于，所述水池的宽边与所述水塘顶口宽度相等。

5.如权利要求1所述的一种解决农业面源污染的方法，其特征在于，所述水池的底面与所述水塘的底面齐平，水池顶口高出所述农田地面5-25cm。

6.如权利要求1所述的一种解决农业面源污染的方法，其特征在于，所述通水口的宽度为30-60cm；所述通水口的底边距离水池底面的高度为10-40cm。

7.如权利要求1所述的一种解决农业面源污染的方法，其特征在于，所述水池的长边的长度与水池的宽边的长度之比为1-3：3-5；所述通水口的长边的长度与所述水池的宽边的长度之比为30-60：100-300。

8.如权利要求1-7任一所述的一种解决农业面源污染的方法，其特征在于，将所述水池内的水用于农田浇灌。

9.如权利要求1-7任一所述的一种解决农业面源污染的方法，其特征在于，当水塘内水量不足时，通过将河水引入水池，再通过水池的通水口对水塘注水。

10.如权利要求1-7任一所述的一种解决农业面源污染的方法，其特征在于，当预报将有大量降水情况下，提前2-3天，用水泵将水池内水灌溉到农田内，扩大蒸发面积，因水池与水塘通过通水口相连通，通过对水池抽水可达到间接对水塘抽水的目的，降低水塘内水位，防止因暴雨引起塘水溢出外泄。