CN213867601U - 农田面源污染拦截系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型所是针对农田面源污染问题，提供一种从源头上减少农田污染物向水体迁移的田面源污染拦截系统，涉及污染治理技术领域。农田面源污染拦截系统，包括农田块和田边沟，所述农田块设有种植水生植物的植物消纳塘，所述农田块四周设有集水沟，所述集水沟与所述植物消纳塘相连通以将所述集水沟内的水引入所述植物消纳塘内，所述集水沟出水口处设有拦截台阶，所述植物消纳塘与所述田边沟相连通；所述田边沟至上而下依次设有人工湿地段和生态护坡段。本实用新型从源头上减少了农田污染物向水体(河流)迁移，并注重抗冲刷、防洪、景观、生态，兼顾生态协调等多重功能。

Description

农田面源污染拦截系统

技术领域

本实用新型涉及污染治理技术领域，具体的涉及农田面源污染拦截系统。

背景技术

农田面源污染是指在农田生产活动中，氮素和磷素等营养物质、农药以及其他有机或无机污染物质，随着降水或灌溉过程，通过农田的地表径流和农田渗漏而形成的环境污染，主要包括化肥污染、农药污染、畜禽粪便污染等。面源污染物的迁移过程需要以水为载体，因此农业面源污染受降雨的影响较大，目前，农业面源污染是导致水体富营养化重要原因之一。与农田点源污染相比，农田面源污染具有位置、途径和数量的不稳定性，随机性较大，分布范围较广，治理难度大等特点。

在实际生产中，农业生产者为追求高产出、高收益，往往盲目地加大施肥量，农药喷洒亮，其中施氮量通常高出常规大田作物的几倍甚至10倍以上，其中蔬菜种植地尤甚。针对农田生态系统，受人类活动剧烈影响，农药、肥料施用量大，生长周期短，灌溉量大，经济产出量高等特点，现仅仅通过对受污染的河流进行治理的方式，即，以末端控制为主的环境保护方式收效甚微。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对农田面源污染问题，提供一种从源头上减少农田污染物向水体迁移的田面源污染拦截系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：农田面源污染拦截系统，包括农田块和田边沟，所述农田块设有种植有水生植物层的植物消纳塘，所述农田块四周设有集水沟，所述集水沟与所述植物消纳塘相连通以将所述集水沟内的水引入所述植物消纳塘内，所述集水沟出水口处设有拦截台阶，所述植物消纳塘与所述田边沟相连通；

所述田边沟至上而下依次设有人工湿地段和生态护坡段；所述生态护坡段边坡从下至上依次铺设有生态混凝土层、种植土层、植被层，所述生态护坡段沟底上种植多年生水草层。

进一步地，所述人工湿地段与所述生态护坡段之间设有生态拦截堤坝，所述生态拦截堤坝由种植有植物的多个拦截箱并排布置而成。

进一步地，所述拦截箱四周设有透水孔，所述拦截箱内由外到内依次为生态混凝土层、种植土层。

进一步地，所述人工湿地段和生态护坡段之间设有挡水墙，以减缓所述人工湿地段内的水流速度。

进一步地，所述田边沟两侧设有植物隔离带。

进一步地，所述田边沟的人工湿地段沟底种植有沉水植物层。

进一步地，所述植物消纳塘塘壁铺设生态混凝土层，塘底铺设填料层。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用集水沟和植物消纳塘组成农田块田间初滤系统，塘内种植的植物既能拦截农田径流污染物，也能吸收径流水、渗漏水中的氮磷养分，达到控制污染物向水体迁移和氮磷养分再利用的目的，再利用田边沟人工湿地段和生态护坡段组成田外拦截系统，能够有效将农田地表径流中的污染物拦截吸收，从源头上减少了农田污染物向水体(河流)迁移，并注重抗冲刷、防洪、景观、生态，兼顾生态协调等多重功能，构建具有渗透性、景观性和生态性等特点的生态型农田面源污染拦截系统，促进农田沟渠基本功能发挥的同时，有效地保护周边生态环境。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的农田块田间初滤系统示意图；

图3是生态护坡段23断面图；

图4是图1沿A-A的剖视图；

图5是拦截箱结构示意图；

图中所示：农田块1，田边沟2，拦截台阶11，集水沟12，植物消纳塘13，水流方向14，植物隔离带15，排水管16，人工湿地段21，生态护坡段23，生态拦截堤坝22，挡水墙24，拦截箱221，透水孔222，生态混凝土层231，种植土层232，植被层233，护脚234，多年生水草层235。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1至图3所示，本实用新型的农田面源污染拦截系统，包括农田块1和田边沟2，所述农田块1设有种植有水生植物的植物消纳塘13，植物消纳塘13蓄水高度保证在60cm左右，所述农田块1四周设有集水沟12以收集该农田块的地表径流，集水沟12通常沟深10～15cm，沟宽20cm。所述集水沟12与所述植物消纳塘13相连通以将所述集水沟12内的水引入所述植物消纳塘13内，所述集水沟12出水口处设有高度约为10cm的拦截台阶11，所述植物消纳塘13通过排水管16与所述田边沟2相连通，排水管16上设有堵头以调节塘内水量。所述田边沟2至上而下依次设有人工湿地段21和生态护坡段23；所述生态护坡段23坡地设置护脚234，边坡上铺设生态混凝土层231，生态混凝土层231上铺设种植土层232，种植土层232上设置植被层233，所述生态护坡段23沟底上种植多年生水草层235。

本实用新型实施例中，植物消纳塘13内的水生植物层既有沉水植物层又有挺水植物层，植物消纳塘13塘壁铺设透水性好的生态混凝土层，保证塘壁稳定的同时也利用水生植物在其上生长，塘底设置填料层(如碎石等)。植物消纳塘13的雨水容量通常按按集雨水面积利用率60％设计。

人工湿地段沟底铺设工程菌颗粒层以及利于微生物、藻类生长的填料层等，上方种植水生植物，可参照现有相关人工湿地结构施工。生态护坡段23沟底上种植多年生水草层235可以为狐尾藻、龙须眼子菜等。植被层233可以根据水深选择相应的植物，如水深50～80cm时，适宜布置的植物有芦苇、香蒲、水葱等；水深20～50cm时，适宜布置的植物有芦苇、香蒲、水葱、黄菖蒲、旱伞草、梭鱼草等；水深＜20cm时，适宜生长的植物较多，除上述植物外还有千屈菜、长根草、薏苡等。本实用新型生态护坡段23根据选种植物种类包括植草型护坡段和植被型护坡段两段，以增强观赏性。

农田地表径流是氮磷养分损失的重要途径之一，也是残留农药等向水体迁移的重要途径，该系统在农田块四周设置集水沟12收集农田块地表径流，地表径流漫过拦截台阶11后流入植物消纳塘13内，拦截台阶11拦截地表径流中的泥沙。由于植物消纳塘13内种植有水生植物，水生植物既可阻截径流中泥沙、部分可溶性氮磷、农药等，又可吸收径流中的氮磷养分，从而减少地表径流携带的氮磷等向水体(河流)迁移。该系统利用集水沟12和植物消纳塘13组成农田块田间初滤系统，塘内种植的植物既能拦截农田径流污染物，也能吸收径流水、渗漏水中的氮磷养分，达到控制污染物向水体迁移和氮磷养分再利用的目的，同时集水沟12、植物消纳塘13具有收集农田雨季田间排水径流、渗漏排水，防止田间作物渍害等功能。当地表径流水量超过植物消纳塘13容量时，则排入田边沟2内，地表径流中的另一部分污染物则由人工湿地段21和生态护坡段23内植物构成的田外沟渠拦截系统进行拦截、过滤，使得污染物可以沉淀而被微生物利用，被植物吸收，同时通过工程技术手段在其上种植植物(在边坡设置生态混凝土层231并在上种植植被层233)，利用植物与沟边土体的相互作用(根系锚固作用)对边坡表层进行防护、加固，使之既能满足对边坡表层稳定的要求，又能达到恢复被破坏的自然生态环境目的的护坡方式。该系统通过构建田内拦截系统和田边沟拦截系统有效将农田地表径流中的污染物拦截吸收，从源头上减少了农田污染物向水体(河流)迁移，并注重抗冲刷、防洪、景观、生态，兼顾生态协调等多重功能，构建具有渗透性、景观性和生态性等特点的生态型农田面源污染拦截系统，促进农田沟渠基本功能发挥的同时，有效地保护周边生态环境。

本实用新型实施例中，人工湿地段21与生态护坡段23之间设有生态拦截堤坝22，生态拦截堤坝22由种植有植物的多个拦截箱221并排布置而成(参见图4)。生态拦截堤坝22主要拦截农民在田边沟中产生的生活垃圾。其中，拦截箱221四周设有透水孔222，拦截箱221内由外到内依次为生态混凝土层231、种植土层232。如此，既可使拦截箱221具有一定的透水性，又能通过生态混凝土层231保证内层的种植土层232的稳定，使其不易流失。

本实用新型实施例中，人工湿地段21和生态护坡段23之间设有挡水墙24以减缓人工湿地段21内的水流速度。挡水墙24可采用生态混凝土，高度以保证人工湿地段21水深至少在10cm为准。挡水墙24上可设置拦截格栅。挡水墙24减缓水速、延长水流停留时间，使流水携带的颗粒物质和养分等得以沉淀和并被人工湿地段21内植物吸收去除。

图2中，田边沟2两侧设有植物隔离带15，集水沟12以及田边沟2的人工湿地段21沟底种植有沉水植物层121。植物隔离带15可以选择时令蔬菜及作物。植物隔离带15在发生地表径流时能起阻截农田块内的氮磷养分损失和控制残留农药向水体迁移的作用，沉水植物层121主要用于吸收径流水、渗漏水中的氮磷养分。

Claims (7)

1.农田面源污染拦截系统，包括农田块(1)和田边沟(2)，其特征在于：所述农田块(1)设有种植有水生植物层的植物消纳塘(13)，所述农田块(1)四周设有集水沟(12)，所述集水沟(12)与所述植物消纳塘(13)相连通以将所述集水沟(12)内的水引入所述植物消纳塘(13)内，所述集水沟(12)出水口处设有拦截台阶(11)，所述植物消纳塘(13)与所述田边沟(2)相连通；

所述田边沟(2)至上而下依次设有人工湿地段(21)和生态护坡段(23)；所述生态护坡段(23)边坡上从下至上依次铺设有生态混凝土层(231)、种植土层(232)、植被层(233)，所述生态护坡段(23)沟底上种植多年生水草层(235)。

2.如权利要求1所述的农田面源污染拦截系统，其特征在于：所述人工湿地段(21)与所述生态护坡段(23)之间设有生态拦截堤坝(22)，所述生态拦截堤坝(22)由种植有植物的多个拦截箱(221)并排布置而成。

3.如权利要求2所述的农田面源污染拦截系统，其特征在于：所述拦截箱(221)四周设有透水孔(222)，所述拦截箱(221)内由外到内依次为生态混凝土层(231)、种植土层(232)。

4.如权利要求1所述的农田面源污染拦截系统，其特征在于：所述人工湿地段(21)和生态护坡段(23)之间设有挡水墙(24)，以减缓所述人工湿地段(21)内的水流速度。

5.如权利要求1所述的农田面源污染拦截系统，其特征在于：所述田边沟(2)两侧设有植物隔离带(15)。

6.如权利要求1或5所述的农田面源污染拦截系统，其特征在于：所述田边沟(2)的人工湿地段(21)沟底种植有沉水植物层(121)。

7.如权利要求1所述的农田面源污染拦截系统，其特征在于：所述植物消纳塘(13)塘壁铺设生态混凝土层，塘底铺设填料层。

Images