CN113998838A - 一种用于农业面源污染治理的复合生态系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，涉及到环境工程技术领域，包括生态塘、沟渠、生态堤坝和生态浮床，生态塘与沟渠连接处设置有渗透井，生态堤坝为阶梯式堤坝，生态塘中的塘水上设有生态浮床，有益效果：本发明在生态塘的底部以及生态堤坝上，根据所种植物的生长环境设置不同的种植区域，择优选择种植产物，由种植植物对水中氮、磷等污染物吸收净化，同时保证种植植物的良好生长，增加农业生产收益。

Description

一种用于农业面源污染治理的复合生态系统
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，特别涉及一种用于农业面源污染治理的复合生态系统。
背景技术
农业面源污染的形成是一个综合过程，受到土壤、地形、降水、土地覆盖、人类活动诸多因素的影响，主要包括土壤养分含量、外界养分(化肥、有机肥等)方投入、居民生活及蓄禽养殖等，农业面源污染使农田土壤表面或土体中的氮、磷等污染物向地表水和地面水迁移的过程，是地表水富营养化或地下水硝酸盐污染的主要原因之一，农业面源污染亟待治理。针对现有的蓄水减污管理模式，以治理农业面源污染的塘堰生态系统不能很好地对污水进行处理，不能以农村生活污水稳定达标排放为前提，促进水资源利用和农村经济环境效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，包括生态塘、沟渠、生态堤坝和生态浮床，所述生态塘的周围筑造由生态堤坝，生态堤坝基于混凝土和烧结砖建成，生态塘连通有引进农业生产污水、生活污水的沟渠，所述生态塘与沟渠连接处设置有渗透井，渗透井的井底延伸至与生态塘底部接通，所述沟渠的顶部两侧设有绿化沟槽，绿化沟槽中填充有绿化种植物料，绿化种植物料上设有绿化花卉，且绿化沟槽与沟渠的相接处设有由活性滤砖和混凝土建成的滤墙；
所述生态堤坝为阶梯式堤坝，自下而上依次为一级堤坝、二级堤坝和三级堤坝，一级堤坝设置于生态塘中塘水水面以下3-5m位置，二级堤坝设置于生态塘中塘水水面以下0.3-1.5m位置，三级堤坝设置于生态塘中塘水水面以上0.3-1m位置；
所述生态塘中的塘水上设有生态浮床，所述生态浮床包括网壳，网壳中部包裹有生物滤棉块，生物滤棉块上设置有多个均匀排布的制备种植槽。
优选的，所述渗透井的井壁基于活性滤砖和混凝土建成，渗透井内部通道填充有过滤填料，过滤填料为砾石、沸石、粉煤灰陶粒、火山岩或蛭石中的一种或多种混合物。
优选的，所述沟渠的通道中设有垃圾收集篮，垃圾收集篮为与沟渠通道相配适的篮网体。
优选的，所述生态塘的塘底为底泥层，底泥层上设置有沉底植被，所述一级堤坝、二级堤坝、三级堤坝上均开设有种植沟槽，一级堤坝的种植沟槽中填充有一级种植填料，一级种植填料上设有漂浮植被，二级堤坝的种植沟槽中填充有二级种植填料，二级种植填料上设有挺水植被，三级堤坝的种植沟槽中填充有三级种植填料，三级种植填料上设有灌木植被，且三级堤坝的种植沟槽底部设有与生态塘相连通的导水管，导水管与生态塘的相接口位于塘水水面以下。
优选的，所述沉底植被选择为菹草、苦草、眼子菜、黑藻、金鱼藻其中一种或者多种组合，漂浮植被选择为莲藕、菱角、蒓菜其中一种或多种组合的可收获经济植物，挺水植被选择为茭白、香蒲、芋艿、水芹菜、慈菇其中一种或者多种组合的可收获经济植物，灌木植被选择枸骨、枸杞、木槿、白茅、黑麦草、蓼子草其中一种或者多种组合，绿化花卉选择木槿、石楠、枸骨、四季桂、枸杞、胡秃子、迎春、月季、水竹等一种或者多种组合的花卉为主，地皮覆盖地被植物为辅。
优选的，所述绿化种植物料、一级种植填料、二级种植填料和三级种植填料的结构均以土壤、沙泥混合物为基体，且在壤、沙泥混合物外部包裹一层生物棉层。
优选的，所述网壳的两端均固定有向两侧水平延伸的伸缩杆件，两组伸缩杆件的外端部之间连接有浮球排。
优选的，所述网壳的两端通过牵引索连接有降沉块，牵引索上绑接有取样管，取样管的上端为抽样口，取样管的下端设有过滤头。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明在生态塘的底部以及生态堤坝上，根据所种植物的生长环境设置不同的种植区域，择优选择种植产物，由种植植物对水中氮、磷等污染物吸收净化，同时保证种植植物的良好生长，增加农业生产收益；
2、本发明在生态浮床种植种植水生植物，可以通过植物根系吸收上层水体中的氮磷，同时为微生物提供寄生，提高水体自净能力，提升了净水效率；
3、本发明中的生态浮床在伸缩杆件将浮球排向外延伸下，增加了生态浮床在水面上的稳定性，避免其上所种植的水生植物倾倒，且在牵引索上绑接有取样管，在进行水质抽检工作时，通过取样管的上端的抽样口即可对塘水底部进行取样，取样方便。
附图说明
图1为本发明复合生态系统布局示意图。
图2为本发明复合生态系统中生态塘的结构示意图。
图3为本发明复合生态系统中沟渠的结构示意图。
图4为本发明复合生态系统中生态浮床的结构示意图。
图中：1、生态塘；101、一级堤坝；102、二级堤坝；103、三级堤坝；2、沟渠；201、绿化沟槽；202、绿化种植物料；203、滤墙；3、渗透井；301、井壁；302、过滤填料；303、垃圾收集篮；4、底泥层；5、一级种植填料；501、二级种植填料；502、三级种植填料；5021、导水管；6、生态浮床；601、网壳；602、生物滤棉块；603、制备种植槽；604、伸缩杆件；605、浮球排；606、牵引索；607、降沉块；608、取样管；6081、过滤头；7、沉底植被；701、漂浮植被；702、挺水植被；703、灌木植被；704、绿化花卉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-4所示的一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，包括生态塘1、沟渠2、生态堤坝和生态浮床6，生态塘1的周围筑造由生态堤坝，生态堤坝基于混凝土和烧结砖建成，生态塘1连通有引进农业生产污水、生活污水的沟渠2，同样由沟渠2将生态塘1内部储存的塘水引向农田进行灌溉，或者导至河流排出，排水时由闸阀控制，图2所示，沟渠2的通道中设有垃圾收集篮303，垃圾收集篮303为与沟渠2通道相配适的篮网体，垃圾收集篮303能够对沟渠2中流入污水中携带的生活垃圾进行过滤和收集，便于生活垃圾的统一收集处理，生态塘1与沟渠2连接处设置有渗透井3，渗透井3的井底延伸至与生态塘1底部接通，渗透井3的井壁301基于活性滤砖和混凝土建成，渗透井3内部通道填充有过滤填料302，过滤填料302为砾石、沸石、粉煤灰陶粒、火山岩或蛭石中的一种或多种混合物，过滤填料302能够过滤污水中携带的淤泥和沙石，避免大量淤泥和沙石进入生态塘1内部，结合图3所示，沟渠2的顶部两侧设有绿化沟槽201，绿化沟槽201中填充有绿化种植物料202，绿化种植物料202上设有绿化花卉704，绿化花卉704选择木槿、石楠、枸骨、四季桂、枸杞、胡秃子、迎春、月季、水竹等一种或者多种组合的花卉为主，地皮覆盖地被植物为辅，实现对沟渠2两侧的绿化以及美观，且绿化沟槽201与沟渠2的相接处设有由活性滤砖和混凝土建成的滤墙203，沟渠2内部流经的污水透过滤墙203进入到绿化种植物料202中，为绿化花卉704供应水分及养分。
如图2所示，生态堤坝为阶梯式堤坝，自下而上依次为一级堤坝101、二级堤坝102和三级堤坝103，一级堤坝101设置于生态塘1中塘水水面以下3-5m位置，二级堤坝102设置于生态塘1中塘水水面以下0.3-1.5m位置，三级堤坝103设置于生态塘1中塘水水面以上0.3-1m位置，生态塘1的塘底为底泥层4，底泥层4上设置有沉底植被7，一级堤坝101、二级堤坝102、三级堤坝103上均开设有种植沟槽，一级堤坝101的种植沟槽中填充有一级种植填料5，一级种植填料5上设有漂浮植被701，二级堤坝102的种植沟槽中填充有二级种植填料501，二级种植填料501上设有挺水植被702，三级堤坝103的种植沟槽中填充有三级种植填料502，三级种植填料502上设有灌木植被703，且三级堤坝103的种植沟槽底部设有与生态塘1相连通的导水管5021，导水管5021与生态塘1的相接口位于塘水水面以下，根据所种植物的生长环境设置不同的种植区域，由种植植物对水中氮、磷等污染物吸收净化的同时，保证种植植物的良好生长。
沉底植被7选择为菹草、苦草、眼子菜、黑藻、金鱼藻其中一种或者多种组合，漂浮植被701选择为莲藕、菱角、蒓菜其中一种或多种组合的可收获经济植物，挺水植被702选择为茭白、香蒲、芋艿、水芹菜、慈菇其中一种或者多种组合的可收获经济植物，灌木植被703选择枸骨、枸杞、木槿、白茅、黑麦草、蓼子草其中一种或者多种组合，根据生长环境，择优选择种植产物，净化水质的同时，增加农业生产收益，绿化种植物料202、一级种植填料5、二级种植填料501和三级种植填料502的结构均以土壤、沙泥混合物为基体，且在壤、沙泥混合物外部包裹一层生物棉层，避免水土流失。
结合图2和图4所示，生态塘1中的塘水上设有生态浮床6，生态浮床6包括网壳601，网壳601中部包裹有生物滤棉块602，生物滤棉块602上设置有多个均匀排布的制备种植槽603，制备种植槽603中放置培育土壤，用于种植种植水生植物，可以通过植物根系吸收水体中的氮磷，同时为微生物提供寄生，提高水体自净能力，提升了净水效率，网壳601的两端均固定有向两侧水平延伸的伸缩杆件604，两组伸缩杆件604的外端部之间连接有浮球排605，浮球排605在水中的浮力起到对生态浮床6的主要支撑作用，同时在伸缩杆件604将浮球排605向外延伸下，增加了生态浮床6在水面上的稳定性，网壳601的两端通过牵引索606连接有降沉块607，降沉块607由于自身重力下沉自塘底，通过牵引索606对网壳601进行牵引，避免生态浮床6在水面上到处飘动，牵引索606上绑接有取样管608，在进行水质抽检工作时，通过取样管608的上端的抽样口即可对塘水底部进行取样，取样管608的下端设有过滤头6081，避免杂物被吸入。
本发明复合生态系统中，在生态塘1的底部以及生态堤坝上，根据所种植物的生长环境设置不同的种植区域，择优选择种植产物，由种植植物对水中氮、磷等污染物吸收净化，同时保证种植植物的良好生长，增加农业生产收益；在生态浮床6种植种植水生植物，可以通过植物根系吸收上层水体中的氮磷，同时为微生物提供寄生，提高水体自净能力，提升了净水效率；本发明中的生态浮床6在伸缩杆件604将浮球排605向外延伸下，增加了生态浮床6在水面上的稳定性，避免其上所种植的水生植物倾倒，且在牵引索606上绑接有取样管608，在进行水质抽检工作时，通过取样管608的上端的抽样口即可对塘水底部进行取样，取样方便。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，包括生态塘(1)、沟渠(2)、生态堤坝和生态浮床(6)，其特征在于：所述生态塘(1)的周围筑造由生态堤坝，生态堤坝基于混凝土和烧结砖建成，生态塘(1)连通有引进农业生产污水、生活污水的沟渠(2)，所述生态塘(1)与沟渠(2)连接处设置有渗透井(3)，渗透井(3)的井底延伸至与生态塘(1)底部接通，所述沟渠(2)的顶部两侧设有绿化沟槽(201)，绿化沟槽(201)中填充有绿化种植物料(202)，绿化种植物料(202)上设有绿化花卉(704)，且绿化沟槽(201)与沟渠(2)的相接处设有由活性滤砖和混凝土建成的滤墙(203)；
所述生态堤坝为阶梯式堤坝，自下而上依次为一级堤坝(101)、二级堤坝(102)和三级堤坝(103)，一级堤坝(101)设置于生态塘(1)中塘水水面以下3-5m位置，二级堤坝(102)设置于生态塘(1)中塘水水面以下0.3-1.5m位置，三级堤坝(103)设置于生态塘(1)中塘水水面以上0.3-1m位置；
所述生态塘(1)中的塘水上设有生态浮床(6)，所述生态浮床(6)包括网壳(601)，网壳(601)中部包裹有生物滤棉块(602)，生物滤棉块(602)上设置有多个均匀排布的制备种植槽(603)。
2.根据权利要求1所述的一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，其特征在于：所述渗透井(3)的井壁(301)基于活性滤砖和混凝土建成，渗透井(3)内部通道填充有过滤填料(302)，过滤填料(302)为砾石、沸石、粉煤灰陶粒、火山岩或蛭石中的一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，其特征在于：所述沟渠(2)的通道中设有垃圾收集篮(303)，垃圾收集篮(303)为与沟渠(2)通道相配适的篮网体。
4.根据权利要求1所述的一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，其特征在于：所述生态塘(1)的塘底为底泥层(4)，底泥层(4)上设置有沉底植被(7)，所述一级堤坝(101)、二级堤坝(102)、三级堤坝(103)上均开设有种植沟槽，一级堤坝(101)的种植沟槽中填充有一级种植填料(5)，一级种植填料(5)上设有漂浮植被(701)，二级堤坝(102)的种植沟槽中填充有二级种植填料(501)，二级种植填料(501)上设有挺水植被(702)，三级堤坝(103)的种植沟槽中填充有三级种植填料(502)，三级种植填料(502)上设有灌木植被(703)，且三级堤坝(103)的种植沟槽底部设有与生态塘(1)相连通的导水管(5021)，导水管(5021)与生态塘(1)的相接口位于塘水水面以下。
5.根据权利要求4所述的一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，其特征在于：所述沉底植被(7)选择为菹草、苦草、眼子菜、黑藻、金鱼藻其中一种或者多种组合，漂浮植被(701)选择为莲藕、菱角、蒓菜其中一种或多种组合的可收获经济植物，挺水植被(702)选择为茭白、香蒲、芋艿、水芹菜、慈菇其中一种或者多种组合的可收获经济植物，灌木植被(703)选择枸骨、枸杞、木槿、白茅、黑麦草、蓼子草其中一种或者多种组合，绿化花卉(704)选择木槿、石楠、枸骨、四季桂、枸杞、胡秃子、迎春、月季、水竹等一种或者多种组合的花卉为主，地皮覆盖地被植物为辅。
6.根据权利要求4所述的一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，其特征在于：所述绿化种植物料(202)、一级种植填料(5)、二级种植填料(501)和三级种植填料(502)的结构均以土壤、沙泥混合物为基体，且在壤、沙泥混合物外部包裹一层生物棉层。
7.根据权利要求1所述的一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，其特征在于：所述网壳(601)的两端均固定有向两侧水平延伸的伸缩杆件(604)，两组伸缩杆件(604)的外端部之间连接有浮球排(605)。
8.根据权利要求1所述的一种用于农业面源污染治理的复合生态系统，其特征在于：所述网壳(601)的两端通过牵引索(606)连接有降沉块(607)，牵引索(606)上绑接有取样管(608)，取样管(608)的上端为抽样口，取样管(608)的下端设有过滤头(6081)。
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