CN105776736B - 一种低山丘陵区农业面源污染治理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低山丘陵区农业面源污染治理的体系方法，将丘陵坡地开垦为反坡梯地，每行梯地保持等高水平，不同行梯地相互平行并垂直于上坡地的倾斜方向；所述的体系方法包括：源头减量，所述的源头减量为替代与减量化学农药和减量化肥的使用；径流阻截，所述的径流阻截为在反坡梯地外坡面种植植物篱，在坡面、背沟和梯壁种植地表覆盖植物；过程控制，所述的过程控制设置截洪沟、排水纵沟、背沟、沉砂池和集水井和初期雨水收集装置，并形成网络；养分利用，所述的养分利用包括预处理单元和主体处理单元；本发明充分利用现场地形条件，在径流和污染形成不同阶段，采取相应的生态控制和处理方法，提高径流养分循环利用效率，减少面源污染物的产生和排放。

Description

一种低山丘陵区农业面源污染治理的方法

技术领域

本发明涉及水污染治理技术领域，尤其涉及一种低山丘陵区农业面源污染治理的方法。

背景技术

面源污染是当今世界上普遍存在的一个严重的环境问题，随着集约化农业的不断发展，农业面源污染已成为农业发展中的突出问题。美国、欧盟等发达国家研究表明，农业活动是最大的面源污染源。在我国，目前，农业已超过工业成为我国最大的面源污染产业。近年来，中国化肥、农药用量相当大，生产和使用量都是世界第一；但是化肥、农药的利用率比世界发达国家却低15％到20％左右。农业地表径流氮磷流失是导致地表水体富营养化的主要原因，在农业生产过程中，由于降雨等因素导致的养分流失不可避免，降雨形成的地表径流是河湖水体污染物汇集的主要途径之一。作物没有吸收利用的氮素一部分贮存于土壤中被土壤吸附，一部分以气态形式损失，造成大气污染；另一部分氮素或通过地表径流进入地表水体，和水中的累积磷一起造成水体富营养化，或以硝态氮的形式进入地下水，造成硝酸盐污染等。农业生产活动中的化肥、农药等通过地表渗漏造成地下水环境恶化，不仅影响生产和生活用水，还容易引发疫病，造成严重的社会危害。

全球范围内，点源污染治理取得显著成效后，水体环境并未得到根本改善，其原因是很大一部分水体受到面源污染。在诸多面源污染类型中，农业面源污染是导致水体污染的最主要因素之一，与点源污染相比，农业面源污染具有随机性、潜在、间歇性、滞后性、广泛性、模糊性、潜伏性投入多和见效慢的特点，其管理和控制更为困难。近年来，农业面源污染作为水体富营养化最主要的污染源而受到人们的普遍关注，面源污染研究也已成为国际上环境问题研究的活跃领域。

南方丘陵地区气候夏季高温多雨，冬季温暖湿润，年降水量1300～1800毫米，是中国降水丰沛地区之一。南方丘陵地区河湖众多，水资源和水能丰富。南方丘陵地区垂直地带性最显著且生态系统脆弱。随着南方丘陵地区集约化农业的不断发展，一方面大量开垦果园(陡坡开采)，另一方面过量施用化肥农药。由于农业大量施用化肥和农药，特别是过量施用或是不合理施用时，受低山丘陵区的气候特征(降水量大且时间长)和地形特征(地表高低起伏易受流水冲刷)影响，在水土流失作用下，大量氮磷元素及农药进入水体导致严重的污染，水域富营养化。

对于农业面源污染治理，研究者分别开展了相关研究和发明。徐力刚发明的平原地区面源污染治理有相关研究如“基于点-线-面立体配置的面源污染控制技术”、施卫明发明的“拦截水网区设施菜地氮磷流失系统的构建方法”、黄沈发发明的“利用缓冲带控制平原感潮河网地区农业面源污染的方法”、王建国发明的“农田径流污染生态拦截沟渠”、滕昆辰发明的一种农业面源污染治理系统、吕卫光发明的“一种解决农业面源污染的方法”和李宝发明的“一种山地丘陵区农业面源污染净化前置库串联系统”。总体来看，在农业面源控制技术研究方面，科学工作者们针对“源”和“汇”的控制进行了不少工作，如源控制方面，研究了流域利用优化配置，科学、合理使用肥料及农药；对病虫害进行综合防治。汇的控制：在径流发生地与受纳水体之间去除径流中污染物的措施，如生物隔离带的建设、地表覆盖技术、涵水沟、塘、坑径流削减技术、农田少废管理技术等。

我国在面源污染系统研究和控制方面的研究较少，大都是针对某一个方面的一些技术，还没有建立起完整的且具有区域特征的可操作性强的控制技术尤其是控制体系，如何将这些单一技术集成创新，并根据区域环境特征，形成一个包括源头减量、径流拦截、过程控制、养分利用的综合控制体系，在

区域内配套综合利用，对有效控制农业面源污染具有重要的理论价值和实际意义。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综合控制体系具有重要意义。针对降雨季节变化大地形影响大的南方低山丘陵地区农业面源污染系统控制则显得更具有意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种兼顾农业经济与生态环境效益的农业面源污染治理的方法，解决南方低山丘陵区农业面源养分随地表径流流失引起的河流湖泊等富营养化问题。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种低山丘陵区农业面源污染的治理方法，其特征在于，将丘陵区坡地开垦为反坡梯地，每行梯地保持等高水平并垂直于上坡地的倾斜方向；所述的治理方法包括源头减量、源头拦截、过程控制、养分资源化处理四部分，具体的包括以下步骤：

减量或替代农药和化肥的使用，减少源头污染物的发生和产生量；

在所述反坡梯地的外坡面种植植物篱，在所述反坡梯地的坡面、背沟和梯壁种植地表覆盖植物，进行径流阻截；

采用明沟形式，布置径流导排路径，设置截洪沟、排水纵沟、背沟、沉砂池、集水井和初期雨水收集池，所述截洪沟、排水纵沟、背沟、沉砂池、集水井和初期雨水收集装置形成网络，进行径流过程控制；

设置预处理单元和主体处理单元进行养分利用，所述预处理单元为生态拦截和沉淀装置，包括生态带、菜地、生态沟渠、沉砂池和前置库；所述主体处理单元为生态净化装置包括人工湿地、生态塘和生态浮床。

优选的，所述的反坡梯地的梯面外高内低，梯面外边缘设置土埂，所述土埂宽为10～20cm，高为10-20cm，所述反坡梯地的坡面宽3-5米。

优选的，所述的反坡梯地内种植柑橘，种植间距为1-4米，行距为3-5米，每行梯地的种植行数为1～2行。

优选的，所述替代与减量化学农药的方法包括：农药安全品种的替代技术，生物控虫替代化学农药技术，物理控虫替代化学农药技术，生态控虫替代化学农药技术；所述减量使用化学肥料的方法包括使用污染防控型肥料、氮磷素减量肥料和采用节肥的施用方式。

优选的，所述的化学农药安全替代品种包括矿物源农药和生物农药；所述的生物控虫技术为利用天敌益虫生物防治控制病虫害技术，包括采用捕食螨防治红蜘蛛、采用日本方头甲或湖北红点唇瓢虫控制蚜虫；

所述的物理控虫的工具包括杀虫灯和/或诱虫板和/或色板；

所述的生态控虫通过提高反坡梯地的生物多样性进行；

优选的，所述的植物篱为无间断式的带状植物群，由木本植物和/或茎干坚挺、直立的草本植物组成。

优选的，所述的径流阻截中包括植物的管理，所述植物的管理包括以下步骤：

(1)苗期管理：植物出苗10～20天后，喷施质量浓度为0.3～0.8％尿素溶液，每隔7～10天清除杂草一次；

(2)刈割管理：株高达到0.4～0.6米时刈割，刈割后的植物残体覆盖于坡面；

(3)越冬管理，在越冬期对幼苗喷施质量浓度为0.5～1.5％的磷酸二氢钾溶液，在气温低于-5℃时，加盖稻草保温。

优选的，所述的截洪沟设置在反坡梯地顶层和坡地底层，截洪沟的沟横切面的上口宽1～1.5米、底宽0.8～1.2米、深1～1.5米，沟比降为0.3％～0.5％，所述截洪沟每隔5～7米处筑一土埂，所述土埂低于沟面20～30厘米；

所述的排水纵沟设置在反坡梯地的主干道、支路和人行道侧方，所述排水纵沟的宽度为20-40厘米，所述排水纵沟的深度为20-40厘米；

在所述排水纵沟和坡地底层截洪沟中等间距设置沉砂池和集水井；

在梯地内侧设置背沟，所述背沟的两端与上下层梯地的排水纵沟相通，所述背沟采用竹节沟的形式设置，所述背沟的沟宽为20-40厘米，深20～30厘米；沿所述背沟的纵向，每隔3～8米在所述背沟内留一土埂，所述土埂低于沟面20～30厘米；

在山脚沉砂池后设置初期雨水收集装置与沉砂池相连。

优选的，所述的生态透水坝由坝体和半透水带组成，半透水带设置在坝体两侧，所述坝体采用砖砌、水泥砂浆抹面结构；所述半透水带顶采用复合土工膜防渗，所述的复合土工膜是在HDPE膜的一侧或两侧贴上土工布形成，半透水带的两端外侧安装拦污栅。

优选的，所述的生态塘的深度为0.5-2m之间，所述生态塘内种植有水生植被；所述的人工湿地为表面流人工湿地，所述表面流人工湿地包括进水区、处理区和出水区。

本发明的有益效果：本发明充分利用低山丘陵当地地形进行面源污染控制；本发明将农业面源污染产生的地表径流在不同时期，进行不同的处理，这样既能够使得水资源充分利用，也能够将因为降雨径流而流失的氮磷等营养元素得到循环利用，节约资源，保护环境，最大程度上减少了面源污染物的产生与排放。

附图说明

图1为本发明实施例中丘陵地区脐橙种植区农业面源污染系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中前置库和生态透水坝的剖面示意图；

图3为本发明实施例中生态透水坝的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例中所述方案的流程图。

具体实施方式

本发明提供了提供一种兼顾农业经济与生态环境效益的低山丘陵区农业面源污染治理的方法，将丘陵区坡地开垦为反坡梯地，每行梯地保持等高水平并垂直于上坡地的倾斜方向；所述的方法包括源头减量、源头拦截、过程控制、养分资源化处理四部分，具体的包括：

减量或替代农药和化肥的使用，减少源头污染量；

在反坡梯地外坡面种植植物篱，在坡面、背沟和梯壁种植植物，进行径流阻截；

采用明沟形式，布置径流导排路径，设置截洪沟、排水纵沟、背沟、沉砂池、集水井和初期雨水收集池，所述截洪沟、排水纵沟、背沟、沉砂池、集水井和初期雨水收集池形成网络，进行过程控制；

设置预处理单元和主体处理单元进行养分利用，所述预处理单元包括生态透水坝；所述主体处理单元包括人工湿地、生态塘和生态浮床。

本发明提供的面源污染的治理方法优选的在低山丘陵区应用。在本发明中，所述的低山丘陵区的坡地优选的为农用地，将所述的丘陵区坡地人工开垦为反坡梯地，每行梯地保持相等的高度水平，所述的梯地垂直于上坡地的倾斜方向。在本发明中，所述的反坡梯地的梯面优选外高内低，在梯面外边缘设置土埂，所述土埂的宽度优选为10～20cm，更优选的为15cm；所述土埂的高度优选为10～20cm，更优选的为15cm；所述的反坡梯地的坡面宽度优选为3～5m，更优选的为4m。

本发明在反坡梯地内种植柑橘，每行梯地内种植柑橘的行数优选的为1-3行，更优选的为2行；所述柑橘的种植间距优选的为1-4m，更优选的为2.5m；所述柑橘的种植行距优选的为3-5m，更优选的为4m。

为了减少源头污染量，本发明减量或代替农药和化肥的使用，其中减量与替代农药的方法包括：农药安全品种的使用，生物控虫替代农药，物理控虫替代农药，生态控虫替代农药。

本发明中所述的农药安全品种包括矿物源农药和生物农药；具体的矿物源农药包括波尔多液和矿物油，生物农药包括植物源农药除虫菊素、苦参碱、烟碱、鱼藤酮，大黄素甲醚和蛇床子素；本发明使用上述的低毒农药替代溴菌腈、溃宝、毒死蜱、定虫眯和氟氯氰菊酯化学农药杀虫剂，矿物源农药与生物农药毒性低，安全性好，对环境污染小。

本发明是使用上述农药安全品种时，优选的使用增效剂，所述的增效剂优选的为助剂安融乐，所述的助剂安融乐可改善农药的吸收和传导特性，延缓农药抗性的产生。

本发明中减量与替代化学化肥的方法包括使用污染防控型肥料、氮磷素减量肥料和采用节肥的施用方式，所述的节肥的施用方式优选的包括测土配方、水肥一体化、滴灌等本发明利用污染防控型肥料的控释和缓释性，提高肥料的利用效率，减少氮磷肥料的流失率；通过氮磷素减量肥料的使用减少氮磷的用量，源头控制氮磷施入量；利用节肥的施用方式减少氮磷的流失途径，所述的节肥的施用方式优选的包括测土配方、水肥一体化、滴灌肥效提高技术，以及减少化肥使用量，使用有机肥。

本发明中所述的生物控虫包括采用捕食螨防治红蜘蛛、采用日本方头甲或湖北红点唇瓢虫控制蚜虫；

所述的物理控虫的工具包括杀虫灯和/或诱虫板；

所述的生态控虫通过提高反坡梯地的生物多样性进行，优选的可引入柑橘木虱捕食性天敌瓢虫和捕食螨，在柑橘植株及天然植被上释放。

为了对面源污染进行径流阻截，本发明在反坡梯地外坡面种植植物篱，在所述反坡梯地的坡面、背沟和梯壁种植植物。在本发明中，所述的植物篱优选为无间断式的带状植物群，由木本植物和/或茎干坚挺、直立的草本植物组成。在本发明中，所述的木本植物优选的为小灌木，所述的草本植物优选为马樱丹、黄花菜和藿香蓟中的一种或几种。在本发明中，所述的植物篱具有污染物降解和水土保持功能，同时有利于害虫天故滋生繁殖。

本发明在坡面、背沟和梯壁种植植物，所述的坡面、背沟和梯壁的种植的植物为草本植物，所述草本植物的适应性强、生草量大、矮杆、浅根性、耐践踏；所述草本植物具体为自然生草和/或人工生草。在本发明中，所述的自然生草在彻底清除田间恶性杂草的前提下，蓄留良性杂草，优选具体的为霍香蓟、蒲公英和狗尾草中的一种或几种；所述的人工生草优选具体的为花生、大豆、绿豆、印度豇豆、猪屎豆、肥田萝卜、紫云英、蚕豆、百喜草、意大利多花黑麦草、地菍根和马齿苋中的一种或几种。

在本发明中，所述植物篱的种植具体的包括小灌木的栽植和草本植物的种植。所述小灌木的栽植优选具体为：春季在反坡梯地的外坡面栽植，首先对坡面进行挖栽植沟，所述栽植沟的深度优选的为10～15cm，更优选的为12cm，将小灌木苗紧密栽植于栽植沟中，覆盖表层土，将栽植沟填平后进行浇水，优选的浇水量为2～3kg/cm²。

所述草本植物的种植具体的为：春季在反坡梯地的外坡面种植植物篱，首先对坡面进行浅松土，浅松土的厚度优选的为3～5cm，更优选的为4cm，优选的将种子与细土以1：1的比例混匀，均匀播撒后整平压实表层土，播种量优选的为200-500粒/m²，更优选的为300～400粒/m²。

在本发明中，所述生草的种植优选具体为：所述的播种具体的为：春季在底沟、坡面和梯壁进行播种，首先对沟底、坡面进行浅松土，浅松土的厚度优选的为3～5cm，更优选的为4cm，优选的将种子与细土以1：1的比例混匀，均匀播撒后整平压实表层土，所述沟底和坡面的播种量优选的为200-500粒/m²，更优选的为300～400粒/m²，所述梯壁的播种优选的为撒播；所述梯壁的播种量优选的为200-500粒/m²，更优选的为350～450粒/m²。

完成植物篱和生草的种植后，本发明优选将所述植物篱和生草进行管理，本发明中所述的植物篱与生草管理包括苗期管理、刈割管理和越冬管理。在本发明中，所述的苗期管理优选为在植物篱和生草出苗后喷施尿素溶液，清除杂草。在本发明中，所述的尿素溶液的喷施时间优选的为出苗后10～20天，更优选的为15天；所述尿素溶液的质量浓度优选的为0.3～0.8％，更优选的为0.5％。

在本发明中，所述杂草优选在出苗初期每隔7～10天清除一次，更优选为8天，以保证种植植物篱和生草品种为环境中的优势物种；

在本发明中，所述的刈割管理优选具体的为：当株高达到0.4～0.6m时进行刈割，更优选的刈割株高为0.5m；刈割后将刈割下的植物残体覆盖于坡面。

所述的越冬管理具体的为在越冬期对植株喷施磷酸二氢钾溶液，在气温低于-5℃时，加盖稻草保温。在本发明中，所述的磷酸二氢钾溶液的质量浓度优选的为0.5～1.5％，更优选的为1％。

为了实现对面源污染的过程控制，本发明在所述的反坡梯地上采用明沟形式，布置径流导排路径，设置截洪沟、排水纵沟、背沟、沉砂池、集水井和初期雨水收集池，所述截洪沟、排水纵沟、背沟、沉砂池、集水井和初期雨水收集池形成网络。

本发明中，所述的截洪沟优选设置在反坡梯地的最上层，截洪沟的沟横切面的上口宽优选的为1～1.5m，更优选的为1.25m；所述的截洪沟的底宽优选的为0.8～1.2m，更优选的为1m；所述的截洪沟的深度优选的为1～1.5m，更优选的为1.25m；所述的截洪沟的沟比降优选的为为0.3％～0.5％，更优选的为0.4％；所述截洪沟内优选的每隔5～7米筑一土埂，所述土埂的位置优选的低于沟面20～30厘米。

本发明中，所述的排水纵沟优选设置在反坡梯地的主干道、支路和人行道侧方。所述排水纵沟的宽度优选的为20～40cm，更优选的为30cm；所述排水

纵沟的深度优选的为20～40cm，更优选的为30cm。

本发明在所述排水纵沟和截洪沟等间距设置沉砂池和集水井，优选的间距为5～15m，更优选的间距为10m；所述沉砂池用以沉积排水带来的泥沙并起到消能作用，在冬季将沉砂池中沉积的泥沙挖出培于树下；所述集水井用来聚集雨水。

本发明在梯地内侧设置背沟，背沟的两端与上下层梯地的排水纵沟相通。在本发明中，所述背沟的沟宽优选的为20-40厘米，更优选的为30cm；所述背沟的沟深优选的为20～30厘米，更优选的为25cm。沿所述背沟的纵向，本发明优选在所述背沟内设置土埂，所述土埂的间隔距离优选的为3～8m，更优选的为6m，所述土埂高度低于沟面。在本发明中，所述背沟优选为水平竹节型蓄水沟，可起到水土保持的作用。

本发明在山脚排水沟处等间距设置初期雨水收集池，优选的间距为15～25m，更优选的间距为20m，所述的初期雨水收集池上设置放空阀，所述的初期雨水收集池的作用是在降雨时大量收集初期雨水，在降雨结束后打开放空阀将收集的含有养分高的初期雨水排入临近的田地或回灌底层梯地。

本发明设置预处理单元和主体处理单元进行养分利用，通过构建多重组合生态处理单元，增加水体在陆域滞留时间，提高养分循环利用率以进行污染物生态拦截与消减。所述预处理单元包括生态透水坝；所述主体处理单元包括人工湿地、生态塘和生态浮床。本发明中所述的预处理单元和主体处理单元均利用现有场地条件构建。

本发明中预处理单元的主要作用是对径流中的杂物的去除。在本发明中，所述预处理单元优选还包括沉淀池、砂滤带、前置库、生态沟渠、生态缓冲带。

本发明中的沉淀池，出水采用表层水漫流的形式，沉淀池的作用：以去除径流中的颗粒物和泥沙为主，同时对水生植被起到一定保护作用，防止强

降雨时，暴雨径流直接对水生植被的冲刷与破坏。

本发明中砂滤带设置在河岸带与水塘常水位线交界的地方，其前缘可采用竹桩或木桩进行拦截，亦可设置一定的坡度，采用工程护坡。砂滤带内滤石采用分级配滤料，上半部分采用大粒径滤料，下半部分采用小粒径滤料，来水首先从上部进入大粒径滤料，截留较大的颗粒物后，进入滤带下部细砂区，进一步过滤净化。砂滤带的作用主要是对山坡汇水入塘前进行进一步的净化，去除汇水中的颗粒物。

本发明中还设置前置库，前置库在枯水季节用于储存水量，雨季时起到截留、沉降径流中泥沙与悬浮物作用。前置库侧面设置灌木、草皮等护坡，减少强降雨对岸边的冲刷和对库区的破坏。

本发明中的生态沟渠主要由工程部分和植物部分组成，沟渠采用带孔的硬质板材或者多孔植草砖构建而成，沟内每隔5～10m设置一小型拦截坝或者放置多孔的拦截箱，拦截箱内装有能高效吸附氮磷的基质，沟底、沟壁以及拦截箱内均种植具备高效吸收氮磷的植物，所述植物优选的为水土保持能力较强，同时成活率高，易于管理的植物，具体的可为狗牙根或者黑麦草。通过工程部分和植物部分的有效组合，径流排水中的氮磷通过植物吸收、基质吸附、泥沙沉降以及流速减缓而被有效去除。

本发明中所述的生态缓冲带是具有较高生产力和养分吸纳能力的湿地生态系统。生态缓冲带利用自然生长植被群落构成的植物带和人工建植的菜地，拦截径流中的水土、养分的流失。地表径流经生态缓冲带截留后进入末端主体处理单元。

本发明中，所述生态透水坝优选由坝体和半透水带组成，半透水带设置在坝体两侧。所述坝体采用砖砌，水泥砂浆抹面结构；所述半透水带顶采用复合土工膜防渗，方便滤带周期性更换清洗砂料，所述的复合土工膜是在

HDPE膜的一侧或两侧贴上土工布形成，半透水带的两端外侧安装拦污栅。通过半透水带内填充填料渗透性的控制，实现对过水停留时间的控制，半透水带的两端外侧安装拦污栅，用于拦阻水流挟带的水草、漂浮物等杂物，滤料和拦污栅之间根据填料的粒径情况安装滤网，防止半透水带内所填装的砂滤料被水流带出。

生态透水坝的剖面结构图如2所示，其中1为坝体，2为半透水带。半透水带内的填料对过水的净化作用非常关键，本发明优选进行分段填充，选用分级配滤料，滤料顺着水流的方向粒径从大到小依次分级，优选的每隔0.3～0.8m分一级。上述分级配滤料方案创造了两方面的有利条件：一方面是进入滤池的水先接触到的那部分滤层能够比后接触到的那部分滤层多容纳悬浮固体；另一方面是这部分的空隙本来就大，在容纳更多的悬浮固体后，仍保留了一定的空隙，允许水中的悬浮物进入滤层内部，从而在过滤的水头损失达到最大允许值的时候，整个滤层的截污能力都得到充分的利用。生态透水坝设置于前置库出水端或者生态塘出水端。

本发明中所述主体处理单元周边设置有天然生态缓冲带，周边天然生态缓冲带主要以现有植被为主，同时根据河岸带植被的配置情况进行适当的抚育更新，提高河岸带植被的多样性，增强其对山坡果园排水的截留缓冲作用。本发明中主处理单元包括人工湿地、生态塘和生态浮床。

本发明中所述的生态塘的深度优选的为1-2m，所述的生态塘包括进水端、缓流区和出水端，所述的生态塘内还设置有生态浮床，所述的生态浮床上种植有水生植被；所述的水生植被为水位胁迫适应能力强，净化效果好，根系相对发达的土著水生植被。

本发明中，所述生态浮床设置优选在生态塘的进水端，以及缓流区，通过浮床植物的吸收净化能力，对汇入径流净化。利用浮床的浮力承托水生植物，让水生植物得到一个固定的区域生长，由此水生植物通过发达的根系吸

收水体中富营养物质，降低COD；同时人工营造一个动物、微生物良好的生长环境，提高水体的自净能力，从而修复水生态系统，达到自然生态的平衡。

考虑到与周边自然环境及浮床框架的融合性，在本发明中，所述浮床床体优选以竹片作为原料连接，即以浮床框体和支撑骨架为框架，内部用竹片以“田”字形编织，方便浮床基质的固定及植物的栽种，同时又与周边自然景观相协调。

下面结合实施例对本发明提供的低山丘陵区农业面源污染治理的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

在典型低山丘陵区(江西省赣州市定南县龙塘镇)建立规模化脐橙种植区农业面源污染系统控制示范工程，应用于脐橙果园面源污染控制。该示范区域小流域汇流面积约1000亩，流域内污染源主要是脐橙果园农业生产带来的面源污染，该区呈典型的亚热带丘陵山区湿润季风气候，具有热量丰富、雨量充沛、阳光充足、四季较分明的特点。常年平均气温18.9℃，极端最高气温为38.6℃，极端最低气温为-7.9℃，大于10℃积温为5678-5957℃，年均日照时数为1690-1984小时，无霜期282-293d。年降雨量1526-1700mm，降水量集中、强度大、年际及月际变化大，强降雨时，雨水冲刷果园，地表径流沿原有沟渠流入下游地表水体，旱季时，水量较小，但可保持全年沟渠不断流。

所述的脐橙种植区农业面源污染系统的结构示意图如图1所示，其中1为山体脐橙种植区，2为便道，3为边坡植被；4为砂滤带，5为生态塘，6为生态透水坝。

具体实施过程如下：

(1)源头减量(Reduce)

1)化学农药替代方案

1-4月份，以植物源农药除虫菊素、苦参碱和烟碱、鱼藤酮替代毒死蜱、定虫眯、氟氯氰菊酯等化学农药杀虫剂，以大黄素甲醚、蛇床子素、波尔多液、矿物油等植物源农药替代溴菌腈、溃宝等化学农药杀菌剂，减少化学农药用量30％。

5-8月份：以植物源农药虫菊素、苦参碱和烟碱、鱼藤酮替代毒死蜱、定虫眯、氟氯氰菊酯等化学杀虫剂，减少化学农药用量15％。

9-12月份：以植物源农药除虫菊素、苦参碱和烟碱、鱼藤酮替代毒死蜱、定虫眯、氟氯氰菊酯等化学农药杀虫剂，以大黄素甲醚、蛇床子素、波尔多液、矿物油等植物源农药替代溴菌腈、溃宝等化学农药杀菌剂，减少化学农药用量30％。2)使用增效剂

果园常规喷药时配合使用助剂安融乐，改善农药的吸收和传导特性，延缓农药抗性的产生，提高药效15-30％，降低农药的用量20％。

3)引入虫害天敌

引入柑橘木虱捕食性天敌瓢虫和捕食螨，在果园的柑橘植株及天然植被上释放。

4)联合生物、物理防治措施

使用黄板、杀虫灯、诱蝇具、性诱剂等生物防治措施。

5)趋避植物种植

在果园中空地、栽植行间种植常绿多年生灌木马缨丹、草本藿香蓟。

6)化学农药减量方案

采取深耕施肥、使用有机肥、冬季施用基肥等措施减少化肥施用量。

(2)径流阻截(Retain)

在每级梯地外侧种植黄花菜、马樱丹、藿香蓟等植物篱，在坡面、背沟

和梯壁种植地菍根、鱼腥草、黑麦草和自然生草等增加果园的地表覆盖，可有效减轻降雨对地表的冲刷，对果园坡面产生的径流及营养盐进行拦截，减少径流的产生量。

(3)过程控制(Redirect)

根据果园地形和区块划分，改造截洪沟、排水沟、背沟、生态沟渠，并设沉砂池和集水井，将果园地表径流导流进入养分利用阶段。

(4)养分利用(Recycle and reuse)

借助坡脚下汇水塘的前置区来实现，在该区域，通过设置砂滤池来对果园径流排水中的颗粒物进行拦截，在砂滤池前可根据现场情况设置植物带，以减少砂滤池的负荷，并防止径流排水中的较大颗粒物堵塞砂滤池空隙。

在砂滤池后，可根据现场情况，利用现有的汇水塘(一般有多级)，在塘中设置植物生态浮床，对汇水中的营养盐进行吸收利用，浮床植物种植水芹和空心菜，在吸收利用汇水中营养物质的同时，具有一定的经济价值。

本发明使设施农田减少化学农药投入减少30％，流失损失中的养分拦截率>30％，入河氮磷污染负荷减少30％。

由以上实施例可知，本发明所述的低山丘陵区农业面源污染治理的方法可以充分利用低山丘陵当地地形农业面源污染产生的地表径流在不同时期，进行不同的处理，充分利用水资源，将因为降雨径流而流失的氮磷等营养元素得到循环利用，节约资源，保护环境。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低山丘陵区农业面源污染的治理方法，其特征在于，将丘陵区坡地开垦为反坡梯地，每行梯地保持等高水平并垂直于上坡地的倾斜方向；所述的治理方法包括源头减量、源头拦截、过程控制、养分资源化处理四部分，具体的包括以下步骤：

替代与减量使用化学农药以及减量使用化肥，减少源头污染物的发生和产生量；

在所述反坡梯地的外坡面种植植物篱，在所述反坡梯地的坡面、背沟和梯壁种植地表覆盖植物，进行径流阻截，所述反坡梯地的坡面、背沟和梯壁种植植物为草本植物；

采用明沟形式，布置径流导排路径，设置截洪沟、排水纵沟、背沟、沉砂池、集水井和初期雨水收集池，所述截洪沟、排水纵沟、背沟、沉砂池、集水井和初期雨水收集装置形成网络，进行径流过程控制；

设置预处理单元和主体处理单元进行养分再利用，所述预处理单元为生态拦截和沉淀装置包括生态带、菜地、生态沟渠、沉沙池、沉砂池和前置库；所述主体处理单元为生态净化装置包括人工湿地、生态塘和生态浮床；

所述的截洪沟设置在反坡梯地顶层和坡地底层，截洪沟的沟横切面的上口宽1～1.5米、底宽0.8～1.2米、深1～1.5米，沟比降为0.3％～0.5％，所述截洪沟每隔5～7米处筑一土埂，所述土埂低于沟面20～30厘米；

所述的排水纵沟设置在反坡梯地的主干道、支路和人行道侧方，所述排水纵沟的宽度为20-40厘米，所述排水纵沟的深度为20-40厘米；

在所述排水纵沟和坡地底层截洪沟中等间距设置沉砂池和集水井；

在梯地内侧设置背沟，所述背沟的两端与上下层梯地的排水纵沟相通，所述背沟采用竹节沟的形式设置，所述背沟的沟宽为20-40厘米，深20～30厘米；沿所述背沟的纵向，每隔3～8米在所述背沟内留一土埂，所述土埂低于沟面20～30厘米；

在沉砂池后设置初期雨水收集装置与沉砂池相连。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反坡梯地的梯面外高内低，梯面外边缘设置土埂，所述土埂宽为10～20cm，高为10-20cm，所述反坡梯地的坡面宽3～5米。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反坡梯地内种植柑橘，种植间距为1～4米，行距为3～5米，每行梯地的种植行数为1～2行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代与减量化学农药的方法包括：农药安全品种的替代使用，生物控虫替代化学农药，物理控虫替代化学农药，生态控虫替代化学农药；所述减量使用化学化肥的方法包括使用污染防控型肥料、氮磷素减量肥料和采用节肥的施用方式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的农药安全品种包括矿物源农药和生物农药；

所述的生物控虫技术为利用天敌益虫生物防治控制病虫害技术，包括采用捕食螨防治红蜘蛛、采用日本方头甲或湖北红点唇瓢虫控制蚜虫；

所述的物理控虫的工具包括杀虫灯和/或诱虫板和/或色板；

所述的生态控虫通过提高反坡梯地的生物多样性进行；

所述节肥的施用方式包括测土配方、水肥一体化、滴灌。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的植物篱为无间断式的带状植物群，由木本植物和/或茎干坚挺、直立的草本植物组成。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的径流阻截中包括草本植物的管理，所述草本植物的管理包括以下步骤：

(1)苗期管理：草本植物出苗10～20天后，喷施质量浓度为0.3～0.8％尿素溶液，每隔7～10天清除杂草一次；

(2)刈割管理：株高达到0.4～0.6米时刈割，刈割后的植物残体覆盖于坡面；

(3)越冬管理，在越冬期对幼苗喷施质量浓度为0.5～1.5％的磷酸二氢钾溶液，在气温低于-5℃时，加盖稻草保温。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的生态塘的深度为1～2m，所述生态塘内种植有水生植被；所述的人工湿地为表面流人工湿地，所述表面流人工湿地包括进水区、处理区和出水区。