一种低山丘陵区农业面源污染治理的方法技术

本发明专利技术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；本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种低山丘陵区农业面源污染治理的方法
本专利技术涉及水污染治理
，尤其涉及一种低山丘陵区农业面源污染治理的方法。
技术介绍
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专利技术。徐力刚专利技术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”、施卫明专利技术的“拦截水网区设施菜地氮磷流失系统的构建方法”、黄沈发专利技术的“利用缓冲带控制平原感潮河网地区农业面源污染的方法”、王建国专利技术的“农田径流污染生态拦截沟渠”、滕昆辰专利技术的一种农业面源污染治理系统、吕卫光专利技术的“一种解决农业面源污染的方法”和李宝专利技术的“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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：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。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓燕，王涛，彭昆国，刘足根，陈宏文，
申请(专利权)人：江西省环境保护科学研究院，
类型：发明
国别省市：江西;36