CN110862152B - 农田排水的高效生态净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了农田排水的高效生态净化系统及其构建方法，属于农业面源污染治理技术领域与农业工程技术领域。系统由农田退水渠、滞留池、布水渠、复合流人工湿地、多孔结构护坡、总排水渠、回流管路组成。本发明为农村面源污染提供了高效的治理模式，同时也为黑臭河道、富营养化河道的整治构建出护坡截污的一体化、生态化手段，其基建投资省、运行费用低、便于运行管理且景观效应良好，具有广阔的应用前景。

Description

农田排水的高效生态净化系统

技术领域

本发明属于面源污染水处理技术领域与农业工程技术领域，更具体涉及一种农田排水的高效生态净化系统，能在黑臭河道整治和富营养化水体治理过程中，结合生态驳岸的设计构建，在尽可能保证景观完整性的前提下，实现农田排水的高效净化。

背景技术

黑臭水体和河道富营养化的症结在于外源性污染物质的持续性输入，而农田大量施肥产生的农田排水是水体黑臭和富营养化的一大贡献者。

当前农业生产中大量投入使用的氮肥主要是氨态氮，经过农作物土壤微生物及空气等一系列作用后大多转化为硝态氮。硝酸盐随农田排水进入土壤，被农作物吸收后会导致蔬菜中硝酸盐含量增加，硝酸盐摄入人体内会内转化为具有致癌性的亚硝酸盐，危害人体健康。农田中大量未被农作物吸收的NH₄ ⁺-H、NO₃ ^--N会随着降雨或灌溉用水渗入地下导致地下水硝氮含量严重超标。农村面源污染也会淤积水体，降低水体环境承载力，破坏水生生物生态环境。因此，农业面源污染问题亟待解决，在污染农业区，特别是在处理农田灌溉水排水时，最佳措施即利用人工湿地和氧化塘技术，降低农田排水中硝酸盐等营养物质的浓度。

人工湿地是一种有效的污水生态处理技术，能同时利用填料基质的吸附沉淀微生物、湿地植物的一系列物、化、生反应来实现对污水的净化，同时具有效率高、成本低、易于管理等特点，且具有一定的生态景观价值。并且由于人工湿地是通过植物-基质-微生物的综合作用实现污染物的去除的，因而具有广泛的适用性。在人工湿地建造中,自然生态驳岸具有可渗透性、增强水体的自净性、维持河流与陆地之间的生态系统平衡性的生态功能。生态驳岸的合理设置和构建，日渐成为关注的热点，它既能在雨季涵养水源、也能在枯水期补给水位，可以通过生态驳岸上的植被净化水质，同时自身的多孔性和复杂性也给很多生物提供栖息繁衍的场所，从而构建物种多样且稳定的人工湿地生态系统。工程措施要与生态景观相结合，在人工湿地工程建设带来经济利益的同时应尽可能避免对生态环境完整性的破坏。因此，需要做好农村面源污染的陆上治理，也做好护坡截污工程，对受纳水体及沿岸进行生态化低影响开发。

发明内容

本发明的目的是：通过综合设计农田排水纳污河道及沿岸，将工程建造与生态景观相结合，利用人工湿地对农田排水的水质净化作用，降低排水中营养物质浓度，既可缓解种植区地下水、地表水的硝酸盐污染，又可以湿地出水作为灌溉水源，根据需要实现农田灌溉水资源的应需供应，同时无须破坏自然生态，还能达到景观美化的效果。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，利用输水管路将农田排水渠和滞留池、复合垂直流人工湿地依次连通，长期的农田施肥下排水氨氮、硝氮浓度较高，农田施肥的排水从农田排水渠汇入部分填充秸秆残茬的滞留池，由滞留池截留过滤固体悬浮物和补充反硝化所需的有机碳源后，滞留池通过布水渠向复合垂直流人工湿地均匀布水，经复合垂直流人工湿地多层填料的吸附作用、湿地植物的吸收作用和湿地微生物降解过程净化农田排水；复合垂直流人工湿地的出水经土工布-密排木桩围栏流出，土工布-密排木桩围栏包括纵向铺设在复合垂直流人工湿地近岸面的钻孔土工布围拦及钻孔土工布围拦外侧堤岸安插的一字型排列的杨树树干或杉木木桩，复合垂直流人工湿地的出水经钻孔土工布围拦和杨树树干或杉木木桩的缝隙流出至总排水渠，总排水渠采用具有较强的水循环能力和抗冲刷能力的多孔结构护坡，形成了一体化的生态景观。

优选地，所述滞留池的数量为两个，每个所述滞留池的长为3.0～3.2m、宽为3.0～3.2m、深2.0m～2.5m，用于停留所述农田排水渠的出水，截留农田排水中具有的固体悬浮物SS，同时滞留池内存放农业废弃秸秆作为缓释碳源对所述复合垂直流人工湿地进水进行有机碳源补充，有助于提升人工湿地反硝化脱氮效率。

优选地，所述滞留池前、后的输水管路采用内径20cm～25cm、壁厚5mm～8mm的不锈钢输水管，不锈钢输水管的管口另接刻有螺纹的短管，并采用孔眼大小为1.5mm～2.0mm的网纱包裹，用于拦截农田排水中夹带的大颗粒和植物残渣。

优选地，所述布水渠为深20cm、宽20cm的梯形布水渠，梯形布水渠的出水边采用锯齿形溢流堰，所述滞留池的出水进入布水渠后经锯齿形溢流堰布水至所述复合垂直流人工湿地，锯齿形溢流堰的齿深50mm、齿距50mm、呈直角，用螺栓固定在梯形布水渠壁上，在截留浮渣的同时也具有缓冲作用，减小水力冲击对所述复合垂直流人工湿地运行的不利影响，实现人工湿地的均匀布水。

优选地，所述复合垂直流人工湿地为内置隔板的下行流-上行流的复合流人工湿地，用于进行脱氮除磷，所述复合垂直流人工湿地沿所述总排水渠长度方向构建，长1km～3km、宽2.0m～2.2m、深2.0m～3.0m；所述复合垂直流人工湿地的床体底部与床体近所述布水渠侧采用厚度5cm～8cm的混凝土构筑，上边缘经膨胀螺栓与所述布水渠的所述锯齿形溢流堰焊接。

优选地，所述复合垂直流人工湿地种植多年生草本植物，布置多层填料，并在平行于河岸线方向中轴线处设置丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料隔板，隔板依靠钢丝网连接固定，隔板下缘距离床体底部不锈钢板留存20cm～30cm缝隙，所述复合垂直流人工湿地水流方向与河岸线垂直、与床体宽度平行，形成“下行流-上行流”的复合流，通过改变水流方式提升反硝化效率，改善人工湿地脱氮效果。

优选地，所述复合垂直流人工湿地从下至上依次填充粗砾石、细蛭石、麦饭石和瓷砂陶粒、火山岩；填充的粗砾石层厚度为30cm，孔隙率65％～75％，粒径4cm～6cm；填充的细蛭石粒径2cm～4cm，孔隙率65％～75％，填充厚度为50cm；填充的麦饭石和瓷砂陶粒对磷酸根有良好的吸附能力，麦饭石与瓷砂陶粒粒径10mm～15mm，二者混合均匀，平均孔隙率45％～55％，混合层高70cm；火山岩铺设层高50cm，火山岩优选粒径8mm～10mm，孔隙率38％～42％。

优选地，复合垂直流人工湿地种植的多年生草本植物为生长密集，具有强大的地下茎、喜湿、耐寒、抗旱、抗病虫害能力强、再生力强的多年生草本植物结缕草或百慕大草，撒种密度15～20g/m³，于5～6月播种，均匀撒入人工湿地及密排木桩孔眼中。结缕草或百慕大草，其为优良的草坪植物，同时也是良好的固土护坡植物，其根系发达，生长快，因而具有一定的湿地净化功能。

优选地，所述钻孔土工布围拦利用土工布对所述复合垂直流人工湿地的填料进行围拦，土工布上钻有小孔，孔径1cm～1.5cm，高度0.0m～0.5m不设孔眼，高度0.5m～1.0m部分以40个/m²的密度均匀分布，高度1m以上部分以80个/m²的密度均匀分布，水流上升过程中可自孔眼均匀溢出。土工布具有强度高、耐腐蚀、防渗性能良好、耐高温、抗冷冻、抗微生物性好的特点，且不存在采用不锈钢或混凝材质对生态自然性的负面影响，为生态驳岸人工湿地填料的优选承压材料。

优选地，在所述土工布外围选用长3m的密排木桩安插于堤岸，木桩埋深0.5m～0.8m，呈一字型排列，并采用横排木条加固木桩，以承受人工湿地填料对侧壁的负荷。

优选地，所述密排木桩上打孔，孔径2cm～3cm，孔内填充拌有草籽的泥土，可维护健全的生态功能和良好的景观完整性。

优选地，所述多孔结构护坡采用连锁式U形生态预制砖，每块连锁式U形生态预制砖表面水平，长25cm～30cm、宽15cm～20cm、纵深15cm～30cm，沿排水渠梯度铺设，铺设宽度40cm～50cm，铺设空隙为动植物提供生存空间，同时植物根系的盘根交织与坡体有机融为一体，形成了对基础坡体的锚固作用，也起到了透气、透水、保土、固坡的效果，且具有较强的水循环能力和抗冲刷能力。

优选地，所述总排水渠常水位浸没密排木桩20cm～30cm，常水位以下0.8m～1.0m坡面种植沉水水生植物、常水位以下0.6m～0.8m坡面种植挺水植物；沉水植物优选穗花狐尾藻或金鱼藻，挺水植物优选芦苇或香蒲。所述金鱼藻和穗花狐尾藻的种植密度优选为4～6株/m²，所述香蒲栽植深度10～15cm，株间距50cm。须采用扦插的方法种植穗花狐尾藻，一年后，所述穗花狐尾藻种群建立良好。穗花狐尾藻可有效地降低水体中营养物质浓度，具有较强的净水能力，金鱼藻对不同富营养化藻类具有化感抑制作用；香蒲可有效吸收水体的氮、磷营养物质，抑制水藻生长。

优选地，所述总排水渠实质为人工修整后的梯形农村集水河道，长1km～3km，宽10～12m，渠深3.5m～4.0m，总排水渠出口处安装水闸，应需改变蓄水排水状态，淹水后排水，水闸呈开放状态；旱季时蓄水，水闸呈关闭状态。

优选地，总排水渠内设有水质监测仪及出水回流管，若水中氨氮、COD未达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级(A)中COD与氨氮的标准要求，采用高压水泵将蓄水提入布水渠进行二次净化；若检测水质达标，将其回流，重用于农田灌溉。

本发明针对造成水体黑臭和富营养化的主要原因——农业面源污染问题，提出一种农田排水的高效生态净化系统，得到的面源污染阻控与景观一体化的生态驳岸，可实现农田排水的高效生态化净化处理。本发明提出的农田排水高效生物脱氮除磷系统，综合设计农田灌溉水排水的处理模式，通过设置滞留池、人工湿地、多孔结构护坡等手段构建出具有景观完整性的高效生态化净水系统。利用人工湿地的生态净化作用使得农田排水氮、磷含量明显降低，达到《城镇污水处理厂污水排放标准》一级标准后，再进行外排或加以回收利用。该方法具有基建投资省、维护成本低，控制运行简单、稳定性能好、不破坏景观完整性等特点，不仅有效降低了传统施肥方式对环境造成污染的风险，也能充分利用农田排水中的营养物质进行生态化开发，同时实现农田灌溉水的应需供应。

与现有技术相比，本发明提出农田排水的高效生态净化系统及其构建方法的优点是：

1、本发明能有效开发利用农田排水中的营养成分构建生态景观，利用土工布和杉木木桩构成人工湿地侧壁承压取代传统单一混凝土或金属构筑物，既削弱了岸边面源污染，又可保护健全的生态功能和良好的景观完整性，形成一体化的自然式生态驳岸的观感。

2、本发明使用多年生草本宿根挺水草本植物香蒲、沉水草本植物穗花狐尾藻，均为耐寒的水生植物，能在较低温度下(低于15℃)维持一定长势越冬，在低温条件仍能吸收水中的污染物质。多年生草本植物结缕草或百慕大草具有强大的地下茎，生有大量须根，耐寒、冬季无需特殊养护，系统可在四季不同温度条件下维持正常运行，且具有高效污水净化效果的优势。

3、本发明建造和维护成本低，长期稳定运行无需复杂管理和人员看护。

4、本发明所述构建方法的提出是基于农田排水造成的水体黑臭和富营养化的具体情境，可广泛适用于农村面源污染受纳河道、湖泊的整治，所述系统部分适用于城市河湖整治及园林水体的构建，兼具生态性、观赏性和实用性的特点。

附图说明

图1是本发明的系统装置示意图；

图2是人工湿地近堤岸侧土工布围墙示意图；

图3是人工湿地近堤岸侧密排木桩示意图。

图中：1、农田；2、农田退水渠；3、滞留池；4、秸秆；5、布水渠；6、复合垂直流人工湿地；7、ABS塑料隔板；8、人工湿地多层填料；9、结缕草或百慕大草；10、土工布；11、密排木桩；12、木桩孔眼及结缕草；13、多孔结构护坡；14、“U形”生态预制砖；15、总排水渠；16、香蒲；17、穗花狐尾草；18、中央控制室；19、回流装置；20、水闸；21、水质检测仪。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。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。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明以典型水稻种植区的水稻田为例，水稻为防止根系缺氧需定期排水，农田退水中NH₄ ⁺-N浓度5～8mg/L，NO₃ ^--N浓度10～15mg/L，总磷1～3mg/L。

具体实施方式中农田排水的高效生态净化系统的结构示意图如图1所示。所述农田排水的高效生态净化系统主要包括农田退水渠2、滞留池3、布水渠5、复合流人工湿地6、土工布围墙10、密排木桩围栏11、多孔结构护坡13、总排水渠15、回流装置19、排水闸20。

所述农田排水的高效生态净化系统包含两个滞留池3，滞留池3长、宽、高分别为3m、3m、2m，池体由混凝土浇筑而成，带有厚度1.5cm的不锈钢板盖，不锈钢板盖上覆有结缕草草皮，不锈钢构筑物地下埋深2.5m。滞留池日常运行时用于停留农田排退水渠2出水、截留农田排水中具有的固体悬浮物SS，同时滞留池3内存放秸秆4作为缓释碳源对复合流人工湿地进水进行有机碳源补充，提升人工湿地硝化-反硝化效率。滞留池3前后的输水管路采用内径20cm、壁厚5mm的不锈钢输水管，管口另接刻有螺纹的短管，并采用孔眼大小为2mm的网纱包裹，用于拦截排水中夹带的大颗粒和植物残渣。

所述复合垂直人工湿地6沿总排水渠河道长度方向构建，长约1.1km，宽2.0m，深度2.0m～2.3m，床体底部与床体近布水渠侧采用厚度约5cm～8cm的混凝土构筑。所述复合垂直流人工湿地6前设置深20cm、宽20cm的梯形布水渠5，出水边采用齿深50mm、齿距50mm的直角锯齿形溢流堰，床体上边缘与布水渠锯齿形溢流堰焊接。在截留浮渣的同时，也具有缓冲作用，减小水力冲击对人工湿地运行的不利影响，实现人工湿地的均匀布水。

所述复合垂直流人工湿地6，种植多年生草本植物结缕草9，布置多层填料8，中央设置ABS塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料隔板7，隔板依靠钢丝网连接固定，隔板下部留有25cm缝隙，人工湿地水流形成“下行流-上行流”的复合流。该区域通过改变水流方式提升反硝化效率，改善脱氮效果。

所述人工湿地多层填料8从下至上依次填充粗砾石、细蛭石、麦饭石和瓷砂陶粒、火山岩，控制流速，使人工湿地蓄水恰好没过湿地填料表层。所述填充的粗砾石层厚度为30cm，孔隙率65％～75％，粒径4cm～6cm；所述填充的细蛭石粒径2cm～4cm，孔隙率65％～75％，填充厚度为50cm；麦饭石粒径10mm～15mm，瓷砂陶粒粒径10mm～15mm，二者均匀混合后平均孔隙率45％～55％，混合层高70cm；所述火山岩铺设层高50cm，火山岩优选粒径8mm～10mm，孔隙率40％左右。所述填充的麦饭石和瓷砂陶粒对磷酸根有良好的吸附能力和结合能力，所述粗砾石、细蛭石、火山岩对氨氮有优良的吸附能力。

所述多年生草本植物结缕草9，撒种密度20g/m³，有良好的固土护坡作用，于5～6月播种，均匀撒入复合流人工湿地6及杉木木桩孔眼12。播种前需经碱浸、洗净、晾干，长齐幼苗后进行分株、栽种，等待2～3个月植物涨势平稳。

如图2所示，为本发明农田排水的高效生态净化系统结构中的土工布围墙10示意图，土工布纵向铺设于所述复合流人工湿地靠近堤岸侧，对人工湿地填料进行围拦。土工布围墙10上钻有小孔，孔径2cm，高度0.0m～0.5m不设孔眼，高度0.5m～1.0m部分以40个/m²的密度均匀分布，高度1.0m以上部分以80个/m²的密度均匀分布，水流上升过程中可自孔眼均匀溢出。

如图3所示，为本发明农田排水的高效生态净化系统结构中的人工湿地近堤岸侧密排木桩11示意图，木桩优选为杉木木桩。在土工布围墙10外侧选用长3m的杉木木桩围栏11安插于堤岸，呈“一字”排列，埋深1m，并采用横排木条加固木桩，以承受人工湿地填料对侧壁的负荷。所述杉木木桩围栏11上打孔，孔径2cm，孔内填充少量拌有结缕草草籽的泥土，该区域的构建可维护健全的生态功能和良好的景观完整性。

所述复合流人工湿地，平均孔隙率约50％～55％，水力负荷为0.3m³/(m³·d)时，每天约可处理约1320m³农田排水，以水稻开花期前淹水培育阶段的水深5cm～7cm计算，在假设排水3cm～5cm的情况下，每天可处理约2.6～4.4公顷的水稻田排水。

所述多孔结构护坡13，采用连锁式“U形”生态预制砖14，每块生态预制砖表面水平，长30cm、宽20cm、纵深15cm，沿排水渠梯度铺设，生态预制砖空隙种植结缕草，该结构提升了系统的水循环能力和抗冲刷能力。

所述总排水渠15，长1.1km，宽10～12m，渠深4m，实质为人工修整后的梯形农村集水河道，其常水位浸没密排木桩30cm，总排水渠15常水位以下0.8m处坡面种植穗花狐尾藻17，常水位以下0.6m处坡面种植香蒲16。所述穗花狐尾藻17的种植密度为6株/m²，香蒲16选栽生长健壮的植株，栽植深度为15cm，株间距50cm。穗花狐尾藻17可有效地降低水体的营养物质浓度，具有较强的净水能力；香蒲可有效吸收农田排水中的氮、磷营养物质，抑制水藻生长。

总排水渠15出口处安装排水闸20，应需改变蓄水排水状态，水稻淹水种植后，河道开放水闸定期排水；旱季种植时河道蓄水，水闸呈关闭状态。中央控制室18配有水质监测仪21，用于检测供水水箱蓄水水质。总排水渠内设有回流装置19，若检测水质未达到《城镇污水处理厂污水处理标准》一级A标准，可采用高压水泵经回流装置19将蓄水提入布水渠5进行二次净化；若检测水质达标，可将其回流重用于农田灌溉。

本发明提出的农田排水的高效生态净化系统的启动方法是：将滞留池3中填充滤净细小残渣的水稻秸秆4，填充体积约占滞留池3容积的40％。5～6月播种结缕草9，同时采用扦插的方法种植香蒲16和穗花狐尾藻17。第二年春末夏初，取污水处理厂二沉池的浓缩活性污泥，稀释后通入所述复合垂直流人工湿地6中，污泥排入总排水渠15后经回流管装置19加压输送至布水渠5，此过程循环5～6天。此时复合流人工湿地6、多孔结构护坡13、总排水渠15植物涨势正好，认为农田排水的高效生态净化系统准备充分，可将农田排水引入滞留池3。

滞留池3中的秸秆补充碳源使COD达到30mg/L～60mg/L，在复合流人工湿地中下行流-上行流的水流带动下，流经人工湿地多层填料8，借助基质吸附作用、结缕草9根系吸收作用与微生物的转化作用，农田退水NH₄ ⁺-N浓度可降低至1.5mg/L～3mg/L，去除率约为65％～81％；NO₃ ^--N浓度降低至2mg/L～5mg/L，去除率约为50％～86％，磷酸根浓度下降至0.5mg/L以下，去除率达到50％～83％。

本发明提出的农田排水的高效净化系统的工作原理是：利用输水管路将农田排水渠2和滞留池3、复合垂直流人工湿地6依次连通，长期的农田施肥下排水会积累氮素，从排水渠汇入部分填充秸秆残茬的滞留池3，截留过滤固体悬浮物和补充反硝化所需碳源后，引入布水渠5向人工湿地均匀布水，经复合垂直流人工湿地多层填料8的吸附作用、湿地植物的吸收作用和湿地微生物降解过程净化农田排水，出水经带孔土工布10和“一字”排列的杉木密排木桩11缝隙流出，同时总排水渠15采用具有较强的水循环能力和抗冲刷能力的多孔结构护坡13，形成了一体化的的生态景观，净化后的农田排水可经回流装置19应需供应至农田灌溉和进行二次处理，依靠水闸20开合控制排水河道水位。

Claims (10)

1.一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，利用输水管路将农田排水渠和滞留池、复合垂直流人工湿地依次连通，长期的农田施肥下排水氨氮、硝氮浓度较高，农田施肥的排水从农田排水渠汇入部分填充秸秆残茬的滞留池，由滞留池截留过滤固体悬浮物和补充反硝化所需的有机碳源后，滞留池通过布水渠向复合垂直流人工湿地均匀布水，经复合垂直流人工湿地多层填料的吸附作用、湿地植物的吸收作用和湿地微生物降解过程净化农田排水；复合垂直流人工湿地的出水经土工布-密排木桩围栏流出，土工布-密排木桩围栏包括纵向铺设在复合垂直流人工湿地近岸面的钻孔土工布围拦及钻孔土工布围拦外侧堤岸安插的一字型排列的杨树树干或杉木木桩，复合垂直流人工湿地的出水经钻孔土工布围拦和杨树树干或杉木木桩的缝隙流出至总排水渠，总排水渠采用具有较强的水循环能力和抗冲刷能力的多孔结构护坡，形成了一体化的生态景观；

所述布水渠为深20cm、宽20cm的梯形布水渠，梯形布水渠的出水边采用锯齿形溢流堰，所述滞留池的出水进入布水渠后经锯齿形溢流堰布水至所述复合垂直流人工湿地，锯齿形溢流堰的齿深50mm、齿距50mm、呈直角，用螺栓固定在梯形布水渠壁上，在截留浮渣的同时也具有缓冲作用，减小水力冲击对所述复合垂直流人工湿地运行的不利影响，实现人工湿地的均匀布水；

所述复合垂直流人工湿地为内置隔板的下行流-上行流的复合流人工湿地，用于进行脱氮除磷，所述复合垂直流人工湿地沿所述总排水渠长度方向构建，长1km~3km、宽2.0m~2.2m、深2.0m~3.0m；所述复合垂直流人工湿地的床体底部与床体近所述布水渠侧采用厚度5cm~8cm的混凝土构筑，上边缘经膨胀螺栓与所述布水渠的所述锯齿形溢流堰焊接；所述复合垂直流人工湿地水流方向与河岸线垂直、与床体宽度平行，形成“下行流 - 上行流”的复合流，通过改变水流方式提升反硝化效率，改善人工湿地脱氮效果；

所述滞留池的数量为两个，每个所述滞留池的长为3.0~3.2m、宽为3.0~3.2m、深2.0m~2.5m，用于停留所述农田排水渠的出水，截留农田排水中具有的固体悬浮物SS，同时滞留池内存放农业废弃秸秆作为缓释碳源对所述复合垂直流人工湿地进水进行有机碳源补充，有助于提升人工湿地反硝化脱氮效率；

钻孔土工布围拦利用土工布对所述复合垂直流人工湿地的填料进行围拦，土工布上钻有小孔，孔径1cm~1.5cm，高度0.0m~0.5m不设孔眼，高度0.5m~1.0m部分以40个/m²的密度均匀分布，高度1m以上部分以80个/m²的密度均匀分布，水流上升过程中可自孔眼均匀溢出；

所述多孔结构护坡采用连锁式U形生态预制砖，每块连锁式U形生态预制砖表面水平，长25cm~30cm、宽15cm~20cm、纵深15cm~30cm，沿排水渠梯度铺设，铺设宽度40cm~50cm，铺设空隙为动植物提供生存空间，同时植物根系的盘根交织与坡体有机融为一体，形成了对基础坡体的锚固作用，也起到了透气、透水、保土、固坡的效果，且具有较强的水循环能力和抗冲刷能力；

在所述土工布外围选用长3m的密排木桩安插于堤岸，木桩埋深0.5m~0.8m，呈一字型排列，并采用横排木条加固木桩，以承受人工湿地填料对侧壁的负荷；所述密排木桩上打孔，孔径2cm~3cm，孔内填充拌有草籽的泥土，可维护健全的生态功能和良好的景观完整性。

2.如权利要求1所述的一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，所述复合垂直流人工湿地种植多年生草本植物，布置多层填料，并在平行于河岸线方向中轴线处设置丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料隔板，隔板依靠钢丝网连接固定，隔板下缘距离床体底部不锈钢板留存20cm~30cm缝隙。

3.如权利要求2所述的一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，所述复合垂直流人工湿地从下至上依次填充粗砾石、细蛭石、麦饭石和瓷砂陶粒、火山岩；填充的粗砾石层厚度为30cm，孔隙率65%~75%，粒径4cm~6cm；填充的细蛭石粒径2cm~4cm，孔隙率65%~75%，填充厚度为50cm；填充的麦饭石和瓷砂陶粒对磷酸根有良好的吸附能力，麦饭石与瓷砂陶粒粒径10mm~15mm，二者混合均匀，平均孔隙率45%~55%，混合层高70cm；火山岩铺设层高50cm，火山岩的粒径8mm~10mm，孔隙率38%~42%。

4.如权利要求2所述的一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，复合垂直流人工湿地种植的多年生草本植物为生长密集，具有强大的地下茎、喜湿、耐寒、抗旱、抗病虫害能力强、再生力强的多年生草本植物结缕草或百慕大草，撒种密度15~20g/m³。

5.如权利要求1所述的一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，所述滞留池前、后的输水管路采用内径20cm~25cm、壁厚5mm~8mm的不锈钢输水管，不锈钢输水管的管口另接刻有螺纹的短管，并采用孔眼大小为1.5mm~2.0 mm的网纱包裹，用于拦截农田排水中夹带的大颗粒和植物残渣。

6.如权利要求1所述的一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，所述总排水渠常水位浸没密排木桩20cm~30cm，常水位以下0.8m~1.0m坡面种植沉水水生植物、常水位以下0.6m~0.8m坡面种植挺水植物。

7.如权利要求6所述的一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，所述沉水植物为穗花狐尾藻或金鱼藻；所述挺水植物为芦苇或香蒲。

8.如权利要求7所述的一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，所述金鱼藻和穗花狐尾藻的种植密度为4~6株/m²，所述香蒲栽植深度10～15cm，株间距50cm。

9.如权利要求1所述的一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，所述总排水渠实质为人工修整后的梯形农村集水河道，长1km~3km，宽10~12m，渠深3.5m~4.0m，总排水渠出口处安装水闸，应需改变蓄水排水状态，淹水后排水，水闸呈开放状态；旱季时蓄水，水闸呈关闭状态。

10.如权利要求1所述的一种农田排水的高效生态净化系统，其特征在于，总排水渠内设有水质监测仪及出水回流管，若水中氨氮、COD未达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级（A）中COD与氨氮的标准要求，采用高压水泵将蓄水提入布水渠进行二次净化；若检测水质达标，将其回流，重用于农田灌溉。

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