本發(fā)明通過構(gòu)建一種農(nóng)灌區(qū)溝渠污染物削減的經(jīng)濟(jì)作物帶探索了一種控制農(nóng)業(yè)面源污染的方法。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類活動逐漸增強(qiáng)，水體有機(jī)污染、油污污染以及富營養(yǎng)化等水污染問題日益突出，農(nóng)業(yè)面源污染作為水污染最主要的來源之一已成為水環(huán)境污染治理的焦點問題。近年來，各級單位積極響應(yīng)中央關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染防治的指示精神，采取眾多措施控制面源污染。農(nóng)灌區(qū)溝渠是承接面源污染、排放至下游受納水體的過渡區(qū)，在保證其灌、排水功能的同時發(fā)揮其消納污染物的作用是當(dāng)今時代背景關(guān)注的熱點之一。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請201510956894.6提出了“一種削減農(nóng)田排水污染物的雙層溝渠處理系統(tǒng)”，通過在原有溝渠底部設(shè)置下層斷面，使溝渠中的水依次通過由陷阱、過濾墻、暗溝和沉淀池組構(gòu)成的下層斷面得以凈化，且所蓄積的廢水可重新用于農(nóng)業(yè)灌溉，暴雨時溝渠洪水可直接從系統(tǒng)上層斷面通過，不影響溝渠排水功能；中國專利申請201610497392.6提出了“一種具有脫氮除磷功能的生態(tài)溝渠”通過在邊坡和底部修筑氮磷吸附填料與混凝土混合制成的預(yù)制件，以及間隔修筑給微生物反硝化脫氮過程提供碳源的固體緩釋碳源填料池，使得農(nóng)田尾水進(jìn)入下游水體前先進(jìn)行土壤吸附、填料吸附、植物吸收和生物降解等作用，有效去除氮磷等污染物。中國專利申請201620387601.7提出了一種“農(nóng)田溝渠生態(tài)凈化系統(tǒng)”，通過初濾段的攔截農(nóng)田雜物和泥沙，調(diào)節(jié)污水進(jìn)水水質(zhì)和水量，以及強(qiáng)化介質(zhì)段的有效去除污水中的氮、磷等污染物，大大降低進(jìn)入人工濕地的污染負(fù)荷。然而這些方法大多都是針對溝渠本身做的生態(tài)修復(fù)裝置，裝置不可移動且設(shè)置和后期維護(hù)都較為麻煩，在灌溉期還可能影響過水速率，難以調(diào)動農(nóng)民的維護(hù)積極性。

如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足已成為農(nóng)業(yè)面源污染控制中亟待解決的重點難題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種農(nóng)灌區(qū)溝渠污染物削減的經(jīng)濟(jì)作物帶，本發(fā)明在保證農(nóng)灌區(qū)溝渠灌排水順暢的基礎(chǔ)上不僅能夠有效去除農(nóng)田尾水中的有機(jī)污染物和營養(yǎng)鹽，而且其上種植的經(jīng)濟(jì)作物兼?zhèn)浣?jīng)濟(jì)效益，成為其推廣優(yōu)勢，裝置簡約美觀、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、效果顯著，適用于普通灌區(qū)農(nóng)田面源污染的控制。

一種農(nóng)灌區(qū)溝渠污染物削減的經(jīng)濟(jì)作物帶，其特征在于包括經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)、垂重托舉修復(fù)區(qū)、過渡間隔區(qū)和固定樁，經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)與垂重托舉修復(fù)區(qū)通過過渡間隔區(qū)連接，固定樁將經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)、垂重托舉修復(fù)區(qū)和過渡間隔區(qū)固定在溝渠邊；其中經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)由梯臺竹籠、水培經(jīng)濟(jì)作物、上排水板、輕質(zhì)陶粒和掛鉤組成；過渡間隔區(qū)由上隔板、下隔板、防水合頁和d型卸扣組成；垂重托舉修復(fù)區(qū)由三角竹籠、下排水板、生物沸石和掛鉤組成。上排水板和下排水板安裝在竹籠貼近溝渠壁的一面，上隔板與下隔板為pvc板，由多個防水合頁連接而成，梯臺竹籠上端與三角竹籠下端各設(shè)置兩個掛鉤，固定樁安置在溝渠邊上。

本發(fā)明實現(xiàn)的原理是：靜水期通過植物的同化吸收和基質(zhì)填料的吸附作用去除水體污染物；灌溉期可收起裝置放在渠上，不影響灌溉溝渠的過水速率，同時短期內(nèi)不影響植物的生長。其中下部垂重托舉修復(fù)區(qū)的密度大于經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)，保證經(jīng)濟(jì)作物帶在兩種狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，此外，種植的植物為水培經(jīng)濟(jì)作物，在發(fā)揮其生態(tài)效益的同時兼具經(jīng)濟(jì)效益，提高裝置的推廣度和農(nóng)民維護(hù)的積極性，裝置能長效去除農(nóng)田排放的面源污染。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著優(yōu)點在于：

一是植物為水培經(jīng)濟(jì)作物，兼具生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)種植的植物不僅能夠削減污染物，而且能產(chǎn)生實際的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)農(nóng)民維護(hù)的積極性，有利于裝置的推廣使用。

二是裝置可在灌溉期折疊收起，不影響溝渠的過水速率。灌溉期通過展開防水合頁，可收起作物帶放置在溝渠上，保證水流通暢，短期內(nèi)不影響植物生長。

三是能夠長效去除面源污染物，效果顯著。通過水培植物的同化吸收、基質(zhì)填料的吸附作用，污染物去除效率大幅度提高，并且種植的植物可根據(jù)季節(jié)的變化選擇，進(jìn)行多期培養(yǎng)，保證裝置持續(xù)發(fā)揮良好的作用。

四是不改變原有溝渠結(jié)構(gòu)，成本低。無需投入大量資金重建灌溉溝渠，節(jié)約農(nóng)田尾水污染物治理成本。

本發(fā)明能為農(nóng)業(yè)面源污染的控制和水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供方法，實現(xiàn)水體污染的凈化，具有成本低、修復(fù)效果好、經(jīng)濟(jì)美觀、環(huán)保實用的優(yōu)點，推廣性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種農(nóng)灌區(qū)溝渠污染物削減的經(jīng)濟(jì)作物帶靜水期投入使用時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明提出的一種農(nóng)灌區(qū)溝渠污染物削減的經(jīng)濟(jì)作物帶灌溉期放至渠上時的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)；2、垂重托舉修復(fù)區(qū)；3、過渡間隔區(qū)；4、固定樁；5、梯臺竹籠；6、水培經(jīng)濟(jì)作物；7、上排水板；8、輕質(zhì)陶粒；9、掛鉤；10、上隔板；11、下隔板；12、防水合頁；13、d型卸扣；14、三角竹籠；15、下排水板；16、生物沸石。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明提出的一種農(nóng)灌區(qū)溝渠污染物削減的經(jīng)濟(jì)作物帶，其特征在于包括經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1、垂重托舉修復(fù)區(qū)2、過渡間隔區(qū)3和固定樁4，經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1與垂重托舉修復(fù)區(qū)2通過過渡間隔區(qū)3連接，固定樁4將經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1、垂重托舉修復(fù)區(qū)2和過渡間隔區(qū)3固定在溝渠邊上的指定位置；其中經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)由梯臺竹籠5、水培經(jīng)濟(jì)作物6、上排水板7、輕質(zhì)陶粒8和掛鉤9組成；過渡間隔區(qū)由上隔板10、下隔板11、防水合頁12和d型卸扣13組成；垂重托舉修復(fù)區(qū)由三角竹籠14、下排水板15、生物沸石16和掛鉤9組成。其中：

所述的經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1中的梯臺竹籠5由竹片條編織而成，靜水期貼近溝渠壁的一面為上排水板7和下排水板15，材質(zhì)為聚苯乙烯或聚乙烯塑料，上排水板7和下排水板15可使水流順利通過同時能夠阻隔植物生長到邊壁上，防止影響裝置的搬移；上排水板7頂端有兩個掛鉤9，靜水期使用時能固定在渠邊的固定樁4上，灌溉期收起時能勾住折疊上來的垂重托舉修復(fù)區(qū)2，起到維持裝置穩(wěn)定的作用；梯臺竹籠5中安放輕質(zhì)陶粒8，其上種植水培經(jīng)濟(jì)作物6，生物陶粒8和植物能夠吸收和同化水體中的有機(jī)污染物，且水培經(jīng)濟(jì)作物6成熟時能帶來經(jīng)濟(jì)價值，提高農(nóng)民維護(hù)裝置的積極性。

所述的垂重托舉修復(fù)區(qū)2中三角竹籠14貼近溝渠壁的一面為下排水板15，下排水板15底端有兩個掛鉤9，靜水期固定在渠底，灌溉期與梯臺竹籠5上的掛鉤9互相勾住，防止裝置分離導(dǎo)致不穩(wěn)定；三角竹籠14中安放密度較大的生物沸石16，可吸附水體中的污染物質(zhì)，達(dá)到控制面源污染的效果。

所述的過渡間隔區(qū)3由上隔板10和下隔板11組成，上隔板10為梯臺竹籠5底板，下隔板11為三角竹籠14頂板，這兩塊板一端由多個防水合頁12連接，另一端稍長于竹籠，在靜水期可用d型卸扣13扣住，維持裝置的穩(wěn)定，隔板材料為pvc板，起承載作用，防水合頁12和d型卸扣13材質(zhì)為不銹鋼；灌溉期防水合頁12展開，兩塊板拼接為一整塊板，垂重托舉修復(fù)區(qū)2折疊安置在經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1下方，由于垂重托舉修復(fù)區(qū)2中放置的生物沸石16等密度較大，所以這種狀態(tài)下裝置穩(wěn)定，此時裝置安放在渠上，不影響溝渠的過水速率；靜水期防水合頁12折疊，裝置安放在溝渠中起消納水體污染物的作用。

一個經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1、一個垂重托舉修復(fù)區(qū)2以及過渡間隔區(qū)3構(gòu)成一個小單位，通常這種農(nóng)灌區(qū)溝渠污染物削減的經(jīng)濟(jì)作物帶由多個這樣的單位組成，竹籠之間可以相互連接，形成較大的整體，使得經(jīng)濟(jì)作物帶的承載力更強(qiáng)不易變形。

以上所述經(jīng)濟(jì)作物帶所需材料均易獲得。

以下結(jié)合圖1和圖2，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體操作步驟：

本發(fā)明提出的一種農(nóng)灌區(qū)溝渠污染物削減的經(jīng)濟(jì)作物帶，包括經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1、垂重托舉修復(fù)區(qū)2、過渡間隔區(qū)3和固定樁4，經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1與垂重托舉修復(fù)區(qū)2通過過渡間隔區(qū)3連接，固定樁4將經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1、垂重托舉修復(fù)區(qū)2和過渡間隔區(qū)3固定在溝渠邊上的指定位置。

步驟一：用pvc板制作上隔板10作為梯臺竹籠5的底板，制作下隔板11作為三角竹籠14的頂板，通過竹條片、上隔板10、下隔板11構(gòu)建梯臺竹籠5和三角竹籠14，竹條片的寬度為3-5cm，竹籠孔徑為1cm×1cm；構(gòu)建梯臺竹籠5的上底面尺寸為長×寬＝1m×1m，下底面尺寸為長×寬＝1m×0.5m，梯臺竹籠5高0.5m；三角竹籠14尺寸為長×寬×高＝1m×0.5m×0.5m。

步驟二：在梯臺竹籠5貼近渠壁的一面安裝上排水板7，三角竹籠14貼近渠壁的一面安裝下排水板15；兩個排水板規(guī)格一致，為長×寬＝1m×0.75m，連接梯臺竹籠5和三角竹籠14的上隔板10、下隔板11長×寬＝1m×0.6m，在上隔板10和下隔板11的一端等距離安裝三個防水合葉12，在另一端突出的部分等距離鉆三個小孔，小孔應(yīng)使d型卸扣13能夠從中穿過為宜，在靜水期時扣上d型卸扣13，灌溉期打開。

步驟三：在梯臺竹籠5中放置輕質(zhì)陶粒8，輕質(zhì)陶粒8的粒徑為1.5-2cm，在三角竹籠14中放置生物沸石16，生物沸石16的粒徑為2-3cm，均大于竹籠的孔徑。梯臺竹籠5上部種植水培經(jīng)濟(jì)作物6如空心菜、茭白、茨菰、荸薺等，可根據(jù)不同時節(jié)、當(dāng)?shù)厣L環(huán)境以及農(nóng)民的意愿決定。

步驟四：靜水期時，將裝置投入使用，上隔板10與下隔板11重疊使裝置呈倒三角形，通過鉆孔扣上d型卸扣13，將掛鉤9連在渠邊的固定樁4上，使灌區(qū)溝渠中的水淹沒植物根系。實際工程中可根據(jù)溝渠長度投放多個裝置。

步驟五：灌溉期時，打開d型卸扣13，將垂重托舉修復(fù)區(qū)2折疊上來，并用掛鉤9互相勾住竹籠放在渠上，此時防水合頁12展開，上隔板10與下隔板11鋪成一塊作為支撐，密度較大的垂重托舉修復(fù)區(qū)2墊在密度較小的經(jīng)濟(jì)作物生長區(qū)1下部。

如上所述，我們完全按照本發(fā)明的宗旨進(jìn)行說明，但本發(fā)明并非局限于上述實施例和實施方法。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的從業(yè)者可在本發(fā)明的技術(shù)思想許可的范圍內(nèi)進(jìn)行不同的變化及實施。