一种用于坡地水田农业面源污染的生态治理结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于坡地水田农业面源污染的生态治理结构，其包括生态排水单元、陂塘单元以及生态鱼塘单元，所述生态排水单元包括分排水沟、主排水沟、设置在分排水沟与主排水沟之间的第一闸板、设置在主排水沟内用于分段的第二闸板，所述陂塘单元包括第一坡塘、第二坡塘、第三坡塘，所述第三坡塘与所述生态鱼塘单元相连通，所述生态鱼塘单元的排水回灌入所述水田中。本实用新型专利技术将生态排水、陂塘和生态鱼塘三项单元结构加以完善并有机结合为一整套系统，有效地解决了水田农业面源污染问题，使得农田排水及雨水径流污染物得到有效削减，并利用净化后的污水发展生态渔业，而鱼塘排水又回灌于水田，最终形成完整的生态农业链。

【技术实现步骤摘要】
一种用于坡地水田农业面源污染的生态治理结构
本技术涉及生态环境领域，特别是涉及一种用于坡地水田农业面源污染的生态治理结构，尤其适用于坡地水田的农业面源污染生态治理与循环利用。
技术介绍
农业面源污染主要是指农业生产活动中农田的土壤泥沙颗粒、氮磷营养盐、农药、秸秆、农膜及其他有机或无机污染物质，在灌溉或降水过程中，通过农田排水、农田地表径流和地下渗漏，使得污染物进入水体，造成的水环境污染。近年来，农业面源污染已经成为我国水环境的主要污染源之一，处理好农业面源污染是水环境治理的关键。我国南方降雨充沛，大面积的水田主要集中于南方，是水稻的主要生产地区，由于降雨量大，水田排水量高，使得南方水田面源污染防治显得尤为重要。农田排水沟一般布设在坡面截水沟的两端或较低的一端，用以排除截水沟不能容纳的地表径流。然而天然排水沟易淤积泥沙导致发臭，并且边坡容易坍塌，安全性能差；采用混凝土横断面衬砌的排水沟尽管其抗冲刷能力强，但它失去了生态功能和景观效果，植物不能在其中生长并且没有拦截泥沙的功能。当农田排水直接排入水塘、湿地或河流中时，大量的泥沙会带来堵塞以及污染问题。陂塘是古人为了解决干旱季节的农业灌溉问题，在自然湖泽的基础上利用起伏的山势围堤筑坝，进而形成的一种农田水利设施。近年来城市化日趋稳定，生态意识得以被唤醒，陂塘景观的功能不能再局限于蓄水、灌溉、发电等小型水库的功能，而应在水文调蓄、面源污染控制、生态系统修复以及生物多样性保护等多方面的生态系统服务功能受到重视。陂塘系统具有建造运行成本低、耗能小、污染物去除率高、出水水质好、操作简单等优点，但其长久以来受到退化和堵塞问题使得该技术的推广受到限制，其中颗粒物是其堵塞的主要原因。南方利用稻田水面养鱼的生态农业已屡见不鲜，然而该技术的在应用中也存在众多问题：(1)稻田施肥与喷洒农药对鱼的生存安全有严重威胁，有些农药喷洒后会在鱼体中富集，进而对食用该鱼的人们造成危害；(2)稻田所施肥料，一般只有40％氮营养物质左右能够被植物利用，其他氮素均溶于水中排出，而氨氮和亚硝态氮十分不利于鱼类的生长，对稻田养鱼带来困扰；(3)水稻在种植期间，对灌水深度及时间有严格的要求，植株分蘖期宜浅灌，当分蘖达一定数量时，应排干田水和晒田，控制其继续分蘖，而至伸长期和孕穗期均需较大水量，当稻田浅灌和晒田时，稻田中鱼类则难以生存。
技术实现思路
本技术的目的是针对以上问题，利用坡地地势，将生态排水单元、陂塘单元和生态鱼塘单元加以完善并有机结合为一整套系统，形成一种用于坡地水田农业面源污染的生态治理结构，用以解决坡地水田农业面源污染治理问题，并将净化后的水用于鱼塘养殖，而鱼塘排出水则可继续用于水田灌溉，形成完整的生态农业链。为实现上述目的，本技术提供了一种用于坡地水田农业面源污染的生态治理结构，包括生态排水单元、陂塘单元以及生态鱼塘单元，所述生态排水单元包括设置在每块水田下侧的分排水沟、与所述分排水沟相连的主排水沟、设置在分排水沟与主排水沟之间的第一闸板、设置在主排水沟内用于分段的第二闸板，所述陂塘单元包括设置在所述主排水沟末端相连的第一坡塘、设置在水田沿坡下游的第二坡塘、与所述第一坡塘相连的第三坡塘，所述第三坡塘与所述生态鱼塘单元相连通，所述生态鱼塘单元的排水回灌入所述水田中。优选地，所述主排水沟与分排水沟的断面为弧形或梯形；所述主排水沟沿坡地地势自上而下设置，上口宽70～80cm，底宽35～40cm，深45～50cm；所述分排水沟的坡度系数为0.1～0.2，上口宽50～60cm，底宽25～30cm，深25～30cm。优选地，所述主排水沟与分排水沟底部均铺设有10～15cm厚的砾石层，砾石层中砾石的粒径为20～30mm，所述砾石层上覆盖5～10cm的种植土层，所述种植土层内种植挺水植物，所述主排水沟与分排水沟的边坡设置有碎石层，所述碎石层内种植有草本植物。优选地，所述第一坡塘包括与所述主排水沟相连的消能池、设置在所述消能池上部的进水口、纵横设置且与所述第一进水口相连的第一布水管，所述消能池的深度与第一坡塘相同，所述消能池的进水口设有格栅，所述第一布水管下侧自下而上依次设有第一砾石布水层、第二净化层、第一净化层，所述第一砾石布水层底部设有第一排水口。优选地，所述第一净化层由第一净水模块铺装而成，所述第一净水模块整体为具有边长为0.5cm开孔的金属网格；所述第一净水模块长25cm，宽25cm，总高度为30cm；所述第一净水模块上层为高10cm的矩形中空结构，中空内部填充粒径为10～15mm的石英砂；所述第一净水模块下层为高20cm的中空矩形结构，中空为直径15cm的空心圆柱，所述空心圆柱与第一净水模块外层矩形边之间的中空部分填充10～15mm的石英砂。优选地，所述第二净化层由第二净水模块铺装而成，所述第二净水模块整体为具有边长为0.5cm开孔的金属网格；所述第二净水模块长宽为25cm，总高度为50cm；所述第二净水模块上层高20cm，下层高30cm，下层结构中间为直径15cm的空心圆柱体，所述第二净水模块除空心圆柱体以外的空间填充净水填料，所述净水填料为石英粉改性的牡蛎壳与沸石按体积比1：(2～3)的混合物，其中，石英粉改性的牡蛎壳为直径10mm的球状颗粒，沸石的粒径为10～15mm。优选地，所述石英粉改性的牡蛎壳的制备步骤包括：A、将清洗后的牡蛎壳干燥后于200℃预煅烧，研磨后过60目筛后放于干燥器内，制备成牡蛎壳粉末备用；B、将石英粉与牡蛎壳粉按照重量比为4:6配比混合均匀，加入去离子水进行造粒，粉末与水的质量比为1：3，然后用模具压成球状颗粒；C、将球状颗粒以200℃/h的升温速率，于800℃烧成，煅烧2h，保温1h后自然冷却，烧成后的物质进行水热处理，水热温度为180℃，保温15h，冷却后即得到所需要的石英粉改性牡蛎壳填料。优选地，所述第二坡塘截面为梯形，底部构建坡度系数为0.1～0.2的坡度使第二坡塘中的废水汇集流入到第一坡塘中；所述第二坡塘底部铺设有第二砾石布水层，所述第二砾石布水层上铺设有第三净化层；所述第三净化层由第三净水模块铺装而成，所述第三净水模块的规格结构与二净水模块相同，且所述第三净水模块内填充有粒径为10～15mm的石英砂；所述第二砾石布水层靠近第一坡塘的底侧设有出水管，所述出水管与所述第一坡塘相连通。优选地，所述第三坡塘的截面为梯形，所述第三坡塘自下而上依次设有第三砾石布水层、厌氧层、石英砂层，所述第三砾石布水层内设有第二布水管，所述第二布水管与第三坡塘进水的第二进水口相连，所述第二进水口与所述第一排水口相连，所述石英砂层内设有第二排水口，所述第二排水口与所述生态鱼塘单元相连。优选地，所述第三砾石布水层由粒径为25～30mm的砾石铺设而成，铺设高度为60～70cm；所述厌氧层选用粒径5～10mm的陶粒铺设而成，铺设高度为180～200cm；所述石英砂层由颗粒粒径为10～15mm的石英砂铺设而成，铺设高度为30～40cm。基于上述技术方案，本技术的优点是：(1)本技术以生态排水沟代替自然排水沟和混凝土排水沟，即具有传统排水沟传输农田排水和雨水径流的功能，还具有洪峰延缓、滞蓄、截留大颗粒泥沙、吸收部分氮磷营养盐的作用，此外还保障了农田的生态功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于坡地水田农业面源污染的生态治理结构，其特征在于：包括生态排水单元、陂塘单元以及生态鱼塘单元(9)，所述生态排水单元包括设置在每块水田(1)下侧的分排水沟(2)、与所述分排水沟(2)相连的主排水沟(4)、设置在分排水沟(2)与主排水沟(4)之间的第一闸板(3)、设置在主排水沟(4)内用于分段的第二闸板(5)，所述陂塘单元包括设置在所述主排水沟(4)末端相连的第一坡塘(6)、设置在水田沿坡下游的第二坡塘(7)、与所述第一坡塘(6)相连的第三坡塘(8)，所述第三坡塘(8)与所述生态鱼塘单元(9)相连通，所述生态鱼塘单元(9)的排水回灌入所述水田(1)中。

【技术特征摘要】
1.一种用于坡地水田农业面源污染的生态治理结构，其特征在于：包括生态排水单元、陂塘单元以及生态鱼塘单元(9)，所述生态排水单元包括设置在每块水田(1)下侧的分排水沟(2)、与所述分排水沟(2)相连的主排水沟(4)、设置在分排水沟(2)与主排水沟(4)之间的第一闸板(3)、设置在主排水沟(4)内用于分段的第二闸板(5)，所述陂塘单元包括设置在所述主排水沟(4)末端相连的第一坡塘(6)、设置在水田沿坡下游的第二坡塘(7)、与所述第一坡塘(6)相连的第三坡塘(8)，所述第三坡塘(8)与所述生态鱼塘单元(9)相连通，所述生态鱼塘单元(9)的排水回灌入所述水田(1)中。2.根据权利要求1所述的生态治理结构，其特征在于：所述主排水沟(4)与分排水沟(2)的断面为弧形或梯形；所述主排水沟(4)沿坡地地势自上而下设置，上口宽70～80cm，底宽35～40cm，深35～40cm；所述分排水沟(2)的坡度系数为0.1～0.2，上口宽50～60cm，底宽25～30cm，深25～30cm。3.根据权利要求1或2所述的生态治理结构，其特征在于：所述主排水沟(4)与分排水沟(2)底部均铺设有10～15cm厚的砾石层(10)，砾石层(10)中砾石的粒径为20～30mm，所述砾石层(10)上覆盖5～10cm的种植土层(11)，所述种植土层(11)内种植挺水植物，所述主排水沟(4)与分排水沟(2)的边坡设置有碎石层(12)，所述碎石层(12)内种植有草本植物。4.根据权利要求1所述的生态治理结构，其特征在于：所述第一坡塘(6)包括与所述主排水沟(4)相连的消能池(13)、设置在所述消能池(13)上部的第一进水口(15)、纵横设置且与所述第一进水口(15)相连的第一布水管(16)，所述消能池(13)的深度与第一坡塘(6)相同，所述消能池(13)的进水口设有格栅(14)，所述第一布水管(16)下侧自下而上依次设有第一砾石布水层(19)、第二净化层(18)、第一净化层(17)，所述第一砾石布水层(19)底部设有第一排水口(20)。5.根据权利要求4所述的生态治理结构，其特征在于：所述第一净化层(17)由第一净水模块铺装而成，所述第一净水模块整体为具有边长为0.5cm开孔的金属网格；所述第一净水模...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔晨晨，樊蓓莉，田凯，
申请(专利权)人：北京东方利禾景观设计有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11