灌区稻田排水沟带状湿地净污系统

摘要

本发明是灌区稻田排水沟带状湿地净污系统，其结构包括梯级平底湿地4，半透水石笼5；所述的梯级平底湿地4是由稻田排水沟3的底部斜坡整改而成，用半透水石笼5将每级平底湿地隔开，并在其中设置湿地净化系统。优点：本发明将稻田排水沟的底部斜坡整改成梯级平底，用半透水石笼将每级隔开，并在其中设置湿地净化系统，这样能够保证排水间歇期保证排水沟内湿地系统生态健康用水需要，保障净化效果，同时能够在农田正常排水期，有效增加农田排水在带状湿地中的水力停留时间。湿地净化系统内的水生植物选着水稻、水芹菜等农作物，利用排水沟内的湿地净化系统中的水生农作物，能够在净化稻田排水的同时，增加一定经济收入。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于灌区稻田能够保证排水间歇期排水沟内湿地净化系统用水需要以及充分利用排水沟空间种植农作物，进一步提高农田面源污染净化效果的灌区稻田排水沟带状湿地净污系统。属于农田面源污染控制技术领域。

背景技术

农田面源污染控制技术主要有人工湿地、滨岸缓冲带、生态沟道等。人工湿地和滨岸缓冲带技术因其占地面积较大，难以适应我国人多地少的国情，推广应用受到一定程度的限制。生态沟道是一种对农田排水沟中污染物质进行原位生态拦截的生态工程技术，可以较好地协调人、地矛盾。排水沟广泛存在于农田之中，是农业生产重要的水利设施，是直接承接田间水体和污染物的一个重要环节，具有统筹农田排水的水利功能和生态功能的作用，农田排水沟数量虽然较多，但净化效果不理想，而改造后的生态沟具有良好的净化效果。ZL200910104687.2公开了利用排水沟的污水原位净化系统，排水沟沿纵向分为处理道和分流道，来水依次经过沉砂池、接触氧化池、人工湿地池和沉淀池得到净化。虽然污水得到净化，但是大量的基建工程且施工复杂以及土地限制，很难推广应用。ZL201210456740.7公开了一种农田排水的控污减排方法，固化护坡后，在坡上中湿生植物，沟内种植沉水植物，沟内分段设置水位控制阀，排水沟设置分流控制阀。ZL201320020861.7公开了一种农田面源污染阶梯式潜流坝生态净化沟，沟壁及沟底设置防渗砌块并种植植物，沟内设有拦截板及潜流坝。ZL201410036964.1公开了一种灌区稻田排水沟串联湿地净污系统，以“灌水渠--稻田--排水沟”为单体，逐级串联形成净污系统；其主体是排水沟中的湿地净污池，在稻田与排水沟节点处，构建湿地净污池，多级串联应用，形成“珍珠链”式农田排水净污系统。

虽然这些专利具有一定净污功能，但是在农田排水间歇期，排水沟内的水位迅速下降，难以维持湿地净化系统生态系统健康用水需要，从而导致湿地净化系统净化效果不够理想及后续维护难度较大。我国人均土地较少，利用排水沟排水和净污功能，充分利用排水沟空间种植经济作物、提高综合效应。但是，目前既能保证农田排水，又能在排水间歇期保证排水沟内湿地系统生态健康用水需要、净化效果较好的净污技术的报道并不多见。本发明将排水沟斜坡变为平底，利用半透水石笼，构建梯级带状湿地，一方面保证增加农田排水在带状湿地中的水力停留时间，提高农田排水净化效果，另一方能偶保证带状湿地在排水间歇期的用水需求。同时，带状湿地中种植经济作物，补偿了因增加排水沟断面面积占用的农田，提高了农田排水沟的综合效应。

发明内容

本发明提出的是一种灌区稻田排水沟带状湿地净污系统，其目的在于解决农田面源污染严重，目前利用排水沟为净化场所的湿地净化系统在农田排水间歇期因为排水沟内不能够保持足够的水分供给湿地系统生态健康的需要，从而导致净化效果不够理想、净化系统在排水间歇期较难维系的问题，将排水沟底斜坡改为梯级平底沟，保证排水间歇期湿地净化系统需水的灌区稻田排水沟沟带状湿地净污。

本发明的技术解决方案：灌区稻田排水沟带状湿地净污系统，其特征是包括梯级平底湿地，半透水石笼，排水通过透水石笼进入梯级平底湿地；所述的梯级平底湿地是由稻田排水沟的底部斜坡整改而成，用半透水石笼将每级平底湿地隔开，并在其中设置湿地净化系统。

本发明的优点：

（1）变斜坡为平底，梯级湿地净化技术实现排水间歇期湿地系统需水，保障净化效果；

（2）排水沟原位处理，利用稻田内数量较多的排水沟作为净化污水的场所，节省土地，同时提高净化效果；

（3）我国人均耕地面积少，充分利用排水沟空间种植经济作物在保证农田排水的同时，发挥了其净污作用，提高了农田排水沟的综合效应。

附图说明

附图1是灌区稻田排水沟带状湿地净污系统的平面结构示意图。

附图2是图1的剖视图。

附图3是半透水石笼横断面剖视图。

图中1是稻田，2是稻田排水口，3是稻田排水沟，4是平底湿地，5是半透水石笼，6是水生植物，7是受纳水体，8是半透水石笼透水区，9是半透水石笼不透水区。

具体实施方式

对照图1，灌区稻田排水沟带状湿地净污系统，其结构包括梯级平底湿地4，半透水石笼5；所述的梯级平底湿地4是由稻田排水沟3的底部斜坡整改而成，用半透水石笼5将每级隔开，并在其中设置湿地净化系统。

对照图2，将稻田排水沟3的底部斜坡整改成梯级平底，用半透水石笼5将每级隔开，并在其中设置湿地净化系统。根据整条排水沟长度及坡度，将每级平底湿地4的长度设置为50-150m的范围内，半透水石笼5的高度以能够保证排水间歇期平底湿地生态需水要求，半透水石笼5的宽度一般为石笼高度的1/2-2/3，半透水石笼5的长度为其两端与排水沟接触点之间的距离。半透水石笼5分半透水石笼不透水区和半透水石笼透水区。

对照图3，半透水石笼不透水区9的高度一般为10-20cm，该高度能够维持“湿地植物”在枯水期的生态系统需水要求，半透水石笼透水区8的上端高度在稻田排水沟3正常排水水位附近。湿地净化系统内的水生植物6选择水稻、水芹菜等农作物。

利用灌区稻田排水沟带状湿地净污系统净化湿地的方法，包括如下步骤。

1）稻田排水期，稻田排水由稻田排水口流至排水沟平底湿地净化系统，稻田排水逐级流经稻田排水沟平底湿地净化之后，流入更高一级的排水沟内，最终净化后的稻田排水进入受纳水体7。

2）稻田排水间歇期，排水沟梯级平底湿地能够截留部分稻田排水，进一步深度净化截留下来的农田排水，同时能够维持湿地系统的生态系统健康，保证净化效果，减少湿地维护工作。

所述稻田排水期，当稻田排水沟3排水较小时，半透水石笼5的不透水区阻止水体快速下泄，为湿地植物提供生长水体，维持“湿地植物”在枯水期的生态系统需水要求；

当稻田排水沟3正常排水时，半透水石笼5透水区起到透水排水作用，同时由于透水区石头间隔较大，适合微生物膜生长，在农田排水的同时，净化农田排水。

当稻田排水沟3排泄水量较大时，如暴雨期，农田排水则从石笼上部溢流而过，湿地净化系统内的水生植物6选择水稻、水芹菜等农作物，因为稻田排水沟数量多，总体占地面积较大，利用排水沟内的湿地净化系统中的水生植物，能够在净化稻田排水的同时增加经济收入。