CN219991316U - 一种低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统。该低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统包括退水收集单元，退水收集单元通过汇水口连接有水生经济作物湿地系统单元，水生经济作物湿地系统单元包括第一深塘，第一深塘内种植有本土经济型挺水植物，第一深塘通过第一过水管连接有模拟河湖生态缓冲系统单元，模拟河湖生态缓冲系统单元包括浅水塘，浅水塘内种植本土经济型耐水植物，浅水塘通过第二过水管连接有模拟河道生态系统单元，模拟河道生态系统单元包括第二深塘，第二深塘内种植沉水植物并养殖底栖动物，第二深塘的顶部设置有出水口。本实用新型解决了农田退水污染周边水体，养分得不到再利用的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业面源污染技术领域，尤其涉及一种低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统。
背景技术
随着农业的快速发展，农村的产业结构、生活方式发生改变，农业生产集约化程度不断提高，化肥、农药、农膜的过量使用，造成土壤、地表水和地下水污染。由于不恰当的施用方式，农药、化肥利用率低，氮、磷、钾等过剩的养分随农田退水汇入周边水系，进而影响周边敏感水体，对农村生态环境和绿色农业的发展产生巨大威胁。
另外，随农田退水流失的氮、磷、钾等养分是可以循环利用的，对于成片集中农田可建设农田退水循环回用系统，而小区域分散的农田周边不具备退水循环回用系统建设条件，因此针对小区域分散的农田，急需一种小型的且低碳经济的农田退水生态治理系统，以达到减少养分流失，降低农田退水污染负荷的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种有效收集高污染负荷的初期农田退水，利用本土经济作物消纳退水中过剩的养分，以达到减少养分流失、降低农田退水污染负荷、保护农田周边水体的低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统。
为实现上述目的，本实用新型低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统采用的技术方案是：
一种低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统，包括退水收集单元，所述退水收集单元通过汇水口连接有水生经济作物湿地系统单元，水生经济作物湿地系统单元包括第一深塘，第一深塘内种植有本土经济型挺水植物，第一深塘通过第一过水管连接有模拟河湖生态缓冲系统单元，模拟河湖生态缓冲系统单元包括浅水塘，浅水塘内种植本土经济型耐水植物，浅水塘通过第二过水管连接有模拟河道生态系统单元，模拟河道生态系统单元包括第二深塘，第二深塘内种植沉水植物并养殖底栖动物，第二深塘的顶部设置有出水口，出水口以及第一、第二过水管的高程略低于汇水口的高程。
优选的，所述第一深塘的底部设置有深沟。
优选的，所述第一深塘的顶部设置有溢流口，溢流口处在汇水口的正对面，溢流口与汇水口等高。
优选的，所述第一深塘的深度以适合本土经济型挺水植物生长的深度为宜，所述浅水塘的深度以适合本土经济型耐水植物生长的深度为宜，第二深塘的深度以适合沉水植物、底栖动物生长的深度为宜。
优选的，所述退水收集单元为原有退水沟渠，退水沟渠可直接通过汇水口连通水生经济作物湿地系统单元，也可在退水沟渠与水生经济作物湿地系统单元设置储水区，储水区通过汇水口连通水生经济作物湿地系统单元。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1、将农田退水滞留在水生经济作物湿地系统单元、水生经济作物湿地系统单元和模拟河道生态系统单元中，通过各单元内的动、植物消纳农田退水中氮、磷、钾等养分，让随农田退水流失的氮、磷、钾等养分得到再利用，从而减少养分流失、降低农田退水污染负荷、保护农田周边水体。
2、本实用新型无动力系统，利用农田区域地势差，完成农田退水收集和处理后排放，运维成本低，生态且低碳。
3、工程建设最小扰动原有农田沟渠生态，不使用混凝土等建筑材料，各单元可因地制宜选择最优的建设和组合方式，工程易于建设且建设成本低。
4、各单元选配的水生动植物在考虑对氮、磷、钾等养分消纳效率的同时，优选本土具有经济价值的水生动植物，水生动植物成熟后，可由当地农户采摘售卖，具有一定的经济价值，同时净化了农田退水水质，也解决了一般人工湿地动植物成熟枯萎后采收运维难的问题。
附图说明
图1是本实用新型的低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统的俯视图；
图2是本实用新型的低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统的剖视图；
其中，1退水收集单元，2汇水口，3水生经济作物湿地系统单元，31第一深塘，32深沟，33溢流口，4第一过水管，5模拟河湖生态缓冲系统单元，51浅水塘，6第一田埂，7第二过水管，8河道生态系统单元，81第二深塘，82出水口，9第二田埂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1-2所示，一种低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统，包括退水收集单元1，退水收集单元为原有退水沟渠，退水沟渠通过汇水口2连接水生经济作物湿地系统单元3，也可在退水沟渠与水生经济作物湿地系统单元设置储水区，储水区通过汇水口连通水生经济作物湿地系统单元，水生经济作物湿地系统单元包括第一深塘31，第一深塘内种植本土经济型挺水植物，本土经济型挺水植物为莲藕，初步消纳农田退水中的过剩养分，第一深塘的深度以适合莲藕生长的深度为宜，第一深塘对应于汇水口的一侧底部挖出深沟32，用于减缓农田退水汇入的冲击，同时起到滞留农田退水和预降固体悬浮物的作用，第一深塘的顶部建造溢流口33，溢流口处在汇水口的正对面，溢流口与汇水口等高，溢流口采用控水闸的形式，在行洪期间可提前手动开启控水闸，利于直接泄洪，用于确保汛期农业生产安全，预防洪涝灾害，第一深塘距离深沟较远的一端通过第一过水管4连接模拟河湖生态缓冲系统单元5，模拟河湖生态缓冲系统单元包括浅水塘51，浅水塘与第一深塘之间建造第一田埂6，第一过水管贯穿第一田埂连通浅水塘与第一深塘，第一过水管的管径与数量根据实际情况确定，浅水塘内种植本土经济型耐水植物，本土经济型耐水植物为菱角，进一步消纳农田退水中的过剩养分，浅水塘的深度以适合菱角生长的深度为宜，浅水塘通过第二过水管7连接模拟河道生态系统单元8，第二过水管处在第一过水管的相对侧，模拟河道生态系统单元包括第二深塘81，第二深塘与浅水塘之间建造第二田埂9，第二过水管贯穿第二田埂连通第二深塘与浅水塘，第二过水管的管径与数量根据实际情况确定，第二深塘内种植沉水植物并养殖底栖动物，沉水植物为虾藻，底栖动物为草鱼和螺蛳，继续通过水生动植物消纳农田退水中的过剩养分，第二深塘的顶部建造出水口82，出水口处在第二过水管的相对侧，出水口采用溢流坝或翻水闸的形式，出水口以及第一、第二过水管的高程相同，且略低于汇水口和溢流口，出水口可同时协助溢流口一同泄洪。
一种低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统的具体工作过程与原理：农田退水由退水沟渠收集，经汇水口进入第一深塘，第一深塘内种植的莲藕初步消纳农田退水中的过剩养分，第一深塘溢满后，农田退水经第一过水管进入浅水塘，浅水塘内的菱角进一步消纳农田退水中的过剩养分，浅水塘溢满后，农田退水经第二过水管进入第二深塘，第二深塘内的虾藻、草鱼和螺蛳则继续消纳农田退水中的过剩养分，当第二深塘也溢满时，即第一深塘、浅水塘、第二深塘达到最高负荷，完成治理的农田退水从出水口缓慢流出。本实用新型通过三个单元内的动植物逐步完成农田退水的治理，既减少了养分流失，也保护了周边水体，工程造价低，运维成本低，生态且低碳，收割的动植物可供当地农户食用或销售，取得一定经济效益。
Claims (5)
1.一种低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统，包括退水收集单元，其特征在于：所述退水收集单元通过汇水口连接有水生经济作物湿地系统单元，水生经济作物湿地系统单元包括第一深塘，第一深塘内种植有本土经济型挺水植物，第一深塘通过第一过水管连接有模拟河湖生态缓冲系统单元，模拟河湖生态缓冲系统单元包括浅水塘，浅水塘内种植本土经济型耐水植物，浅水塘通过第二过水管连接有模拟河道生态系统单元，模拟河道生态系统单元包括第二深塘，第二深塘内种植沉水植物并养殖底栖动物，第二深塘的顶部设置有出水口，出水口以及第一、第二过水管的高程略低于汇水口的高程。
2.根据权利要求1所述的低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统，其特征在于：所述第一深塘的底部设置有深沟。
3.根据权利要求2所述的低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统，其特征在于：所述第一深塘的顶部设置有溢流口，溢流口处在汇水口的正对面，溢流口与汇水口等高。
4.根据权利要求1所述的低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统，其特征在于：所述第一深塘的深度以适合本土经济型挺水植物生长的深度为宜，所述浅水塘的深度以适合本土经济型耐水植物生长的深度为宜，第二深塘的深度以适合沉水植物、底栖动物生长的深度为宜。
5.根据权利要求1所述的低碳经济的农田退水生态治理三级人工表流湿地系统，其特征在于：所述退水收集单元为原有退水沟渠，退水沟渠可直接通过汇水口连通水生经济作物湿地系统单元，也可在退水沟渠与水生经济作物湿地系统单元设置储水区，储水区通过汇水口连通水生经济作物湿地系统单元。
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