水力停留時(shí)間，提高凈化效率，應(yīng)使水流沿塘堪濕地的最長 方向進(jìn)出濕地，也即使水流通過塘堪濕地的通道盡量長。為達(dá)到此目的，可考慮在塘堪濕地 中修建導(dǎo)水墻或小島，W延長水流路徑。
[0036] (4)水量分配:為使凈化效果最佳，應(yīng)盡量使進(jìn)出塘堪濕地的水能夠均勻分配，同 時(shí)避免濕地中出現(xiàn)水流的"死區(qū)"，可設(shè)置多個(gè)進(jìn)出水口。
[0037] (5)植物收割:在11月后對濕地中植物進(jìn)行收割，防止塘堪濕地中植物死亡后，殘 體發(fā)生分解造成營養(yǎng)物質(zhì)的釋放，產(chǎn)生二次污染。同時(shí)，若植物為經(jīng)濟(jì)作物，及時(shí)收割可產(chǎn) 生經(jīng)濟(jì)效益。
[0038] (6)清渺:對于多年運(yùn)行后的塘堪濕地，應(yīng)對底泥進(jìn)行疏竣，深度宜控制在20~60cm 的范圍，底泥疏竣可W有效降低底層水體的耗氧量和腐殖質(zhì)含量，并有利于沉水植物的恢 復(fù)。疏挖出的渺泥應(yīng)結(jié)合周邊地形地貌及作物類型，合理進(jìn)行處置。防止影響農(nóng)作物耕種、 塘岸穩(wěn)定W及造成水上流失。
[0039] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果有： 1)方法創(chuàng)新：目前針對單一環(huán)節(jié)(防線)對氮憐面源污染的凈化效果有一些初步研究， 然而，很少將源頭控制、生態(tài)溝及塘堪濕地去除到進(jìn)入水體的整個(gè)過程綜合治理。本發(fā)明綜 合了農(nóng)業(yè)面源污染源頭控制、生態(tài)溝及塘堪濕地=道防線，從田間節(jié)水灌概與水肥綜合調(diào) 控減少農(nóng)業(yè)面源污染排放的源頭控制（第一道防線），生態(tài)溝對農(nóng)業(yè)面源污染的去除凈化 (第二道防線），塘堪濕地對農(nóng)業(yè)面源污染的去除凈化(第=道防線），從農(nóng)業(yè)面源污染流出 農(nóng)田到進(jìn)入下游受納水體的整個(gè)過程入手，最大限度減少農(nóng)業(yè)面源污染對水體造成危害。
[0040] 2)治污效果理想:一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染治理方法對水體中氮憐有較好凈 化效果，=道防線去除農(nóng)業(yè)面源污染效果見表1。
[0041] 表1 =道防線去除農(nóng)業(yè)面源污染效果
其中，S道防線的總體的總氮減排率的計(jì)算公式為：REt=l-(l-REf) (I-REd)U- REp)，式中，REt、REf、REd、REp分別為總體、田間源頭、生態(tài)溝及塘堪濕地的總氮減排率。S道 防線的總體的總憐減排率的計(jì)算公式同上。
[0042]
【附圖說明】
[0043] 圖1是本發(fā)明一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法工藝流程圖； 圖2是本發(fā)明一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法整體流程圖； 圖3是本發(fā)明一種田間水肥綜合調(diào)控方法圖； 圖4是本發(fā)明一種生態(tài)溝橫斷面圖； 圖5是本發(fā)明一種生態(tài)溝縱斷面圖； 圖6是本發(fā)明一種塘堪濕地橫剖面圖。
[0044]
【具體實(shí)施方式】
[0045] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例1對本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實(shí)施例1: 一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，具體如下： A、將面積為1萬畝的示范區(qū)劃分為10塊，并將整個(gè)示范區(qū)內(nèi)的塘堪、生態(tài)溝分段進(jìn)行治 理與生態(tài)修復(fù)，工藝流程和整體流程分別見圖1和圖2。
[0046] B、第一道防線:從水稻高產(chǎn)的角度出發(fā)，開展節(jié)水灌概與合理施肥的源頭控制，即 水肥綜合調(diào)控方法，具體方法如圖3所示。稻田采用間歇灌概，在水稻返青期保持10~40mm水 層，分葉末期曬田3~7天，黃熟期自然落干;其余階段，灌水后水層深度達(dá)30~40mm，至水層消 耗完并使±壤含水率下降到飽和含水率的80%左右時(shí)再次灌水，如此進(jìn)行反復(fù)地干(無水 層，±壤水分在飽和含水率W下)濕(有水層)交替。
[0047] C、氮肥肥料配比為基肥:葉肥:穗肥=5:3:2，并進(jìn)行二次追肥，施氮量定在180kg/ hm2左右；與傳統(tǒng)水肥方法相比（淹灌，氮肥肥料配比為基肥:葉肥=1:1，只有一次追肥，施氮 量為180/hm 2)，總氮流失總量早晚稻合計(jì)每年平均減排3.12kg/ hm2,平均減排率24.4%;總 憐流失總量早晚稻合計(jì)每年平均減排0.07化g/ hm2，平均減排率14.9%。
[004引 D、第二道防線：建立生態(tài)溝，共分為5段，長度介于65m~175m，全長620m。生態(tài)溝斷 面形式因地制宜的選擇梯形斷面、矩形斷面和階梯狀復(fù)式斷面，邊坡設(shè)置為1:0.5~1:1，底 寬B介于0.8m~1.6m，設(shè)計(jì)水深H介于0.5m~1. Om,并在坡腳處種植濕地植物，生態(tài)溝橫斷面如 圖4所示。
[0049] E、在生態(tài)溝內(nèi)種植濕地植物，有利于生態(tài)溝對氮憐凈化的濕地挺水植物首選高桿 燈忍草和巧白（一叢2m2)，依次交替帶狀種植;沉水植物為苦草、狐尾藻和水蘊(yùn)草，沉水植物 栽種在挺水植物空隙中。
[0050] F、如圖5所示，在生態(tài)溝中每隔30m設(shè)置攔水閩，閩口采用多級閩板對生態(tài)溝水位 進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)在生態(tài)溝出水口處設(shè)置量水建筑物并用小閩口做進(jìn)水控制。11月份后對生 態(tài)溝中的植物進(jìn)行收割，防止溝中植物地上部分死亡后，殘?bào)w發(fā)生分解造成營養(yǎng)物質(zhì)的釋 放導(dǎo)致二次污染，同時(shí)可帶來額外經(jīng)濟(jì)效益。示范生態(tài)溝對農(nóng)田排水總氮和總憐的去除率 分別達(dá)到 23.7%，14.9〇/〇。
[0化1 ] G、第=道防線:在生態(tài)溝出口處設(shè)置塘堪濕地，稻田與濕地面積比為12:1，塘堪濕 地橫剖面圖見圖6。采用自由表面流人工濕地(塘堪濕地），即格柵池+自由表面流人工濕地。 污水通過生態(tài)溝匯集后先經(jīng)過格柵去除污水中大的漂浮物、懸浮物，隨后自流自由表面流 人工濕地(塘堪濕地)進(jìn)行處理。
[0052] H、塘堪濕地先修整邊坡并進(jìn)行清渺，后在塘堪濕地進(jìn)水口處種植莖葉粗壯、生物 量大的濕地植物美人蕉，塘堪四周種上濕地植物，=種濕地植物依次交替帶狀種植，分別為 蓮截、巧白、常綠植物西伯利亞尊尾。再次、塘堪濕地由西至東兩塊中央各栽植2m 2浮水植物 睡蓮，睡蓮采取局限性栽植。其中，巧白和蓮截具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，適合推廣。
[0053] I、塘堪濕地采用蓄水減污管理方法和非蓄水減污管理方法結(jié)合，水力停留時(shí)間設(shè) 置為3~4天，超過5天濕地對總氮和總憐的去除率增幅明顯變慢，同時(shí)，塘堪濕地最佳水位應(yīng) 為40cm;在夏季降雨量較大情況下，采用蓄水減污管理方法，總氮、總憐去除率達(dá)到70%和 40%;在非雨季和平時(shí)小流量稻田排水情況時(shí)，采用非蓄水減污管理方法，塘堪濕地對排水 總氮和總憐的去除率分別達(dá)到了 52.7%和50%，凈化效果好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于:包括三道防線:第一道防 線為農(nóng)業(yè)面源污染的源頭控制，即通過田間節(jié)水灌溉與田間水肥綜合調(diào)控減少氮磷流失； 第二道防線為生態(tài)溝對農(nóng)業(yè)面源污染的去除凈化;第三道防線為塘堰濕地對農(nóng)業(yè)面源污染 的去除凈化;三道防線之間為串聯(lián)關(guān)系，即首端為第一道防線，其次聯(lián)接到第二道防線，最 后聯(lián)接到第三道防線。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于：田 間節(jié)水灌溉主要采用干濕交替間歇灌溉方法;在水稻返青期保持10~40_水層，分蘗末期曬 田3~7天，黃熟期自然落干;其余階段，灌水后水層深度達(dá)30~40mm，至水層消耗完并使土壤 含水率下降到飽和含水率的80 %左右時(shí)再次灌水，如此進(jìn)行反復(fù)地干濕交替。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于：田 間節(jié)水灌溉過程中采用淺水層泡田，泡田時(shí)間早稻以2~3天為宜，晚稻1~2天為宜，泡田水深 在滿足耕作的前提下盡量淺，土地平整后田面保持20~30mm的水層；要求追肥時(shí)田面有水 層，控制在30_以內(nèi)為宜，同時(shí)要避免施肥后2~3天之內(nèi)由于降雨而產(chǎn)生田面排水。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于：田 間水肥綜合調(diào)控過程中，氮肥采用施基肥與二次追肥，第一次追肥也稱蘗肥在分蘗初期，第 二次追肥也稱穗肥在拔節(jié)初期，所施氮肥總量為150~225kg/hm 2,氮肥肥料配比為基肥:蘗 肥:穗肥=5:3:2。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于:生 態(tài)溝主要由排水溝主體、生態(tài)溝護(hù)坡型式、溝底部的水生植物以及每隔一段距離設(shè)置的多 級閘板構(gòu)成。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于:生 態(tài)溝采用可降解的生態(tài)袋填裝混有草籽的土，呈階梯狀皇疊在生態(tài)溝兩岸作為護(hù)岸，通水 后草籽發(fā)芽生長形成溝中濕地植物。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于:生 態(tài)溝中每隔300~500m設(shè)置攔水閘，該閘門采用多級閘板對生態(tài)溝中水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，日常水 位維持在20~60cm。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻灌區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于:塘堰 濕地主要由塘堰主體、塘堰草皮生態(tài)護(hù)坡、塘堰底種植泥以及水生植物構(gòu)成。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于:根 據(jù)自然形成的洼地修建塘堰濕地時(shí)，其形狀根據(jù)自然形成的洼地?cái)U(kuò)建而成;在完全平整的 土地上新修塘堰濕地時(shí)，其形狀宜采用長軸與短軸長度比為2:1~5:1，短軸長度在10m以上 的橢圓形，并將進(jìn)出水流通道沿橢圓長軸方向設(shè)置。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，其特征在于： 稻田與塘堰濕地面積比為15:1~20:1;塘堰濕地的塘埂邊坡迎水面邊坡不陡于1:1，背水面 邊坡不陡于1:1.5;塘堰濕地水深設(shè)置為0.6m~l. 5m，水在塘堰濕地的水力停留時(shí)間為3~4 天。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染生態(tài)治理方法，從農(nóng)業(yè)面源污染流出農(nóng)田到進(jìn)入下游受納水體的整個(gè)過程入手，提出三道防線的具體減污技術(shù)，以田間節(jié)水灌溉與水肥綜合調(diào)控減少農(nóng)業(yè)面源污染排放的源頭控制為第一道防線，生態(tài)溝對農(nóng)業(yè)面源污染的去除凈化為第二道防線，塘堰濕地對農(nóng)業(yè)面源污染的去除凈化為第三道防線，三道防線之間為串聯(lián)關(guān)系，即首端為第一道防線，其次聯(lián)接到第二道防線，最后聯(lián)接到第三道防線。本發(fā)明方法對農(nóng)業(yè)面源污染中的氮磷排放凈化效果好，提高了氮磷利用率，建設(shè)成本和運(yùn)行成本均較低廉，豐富了水稻灌區(qū)植物多樣性，適合在南方種植水稻的地區(qū)進(jìn)行推廣。
【IPC分類】A01B79/02
【公開號(hào)】CN105659962
【申請?zhí)枴緾N201610019955
【發(fā)明人】崔遠(yuǎn)來, 趙樹君, 董斌, 茆智, 楊洋, 羅玉峰, 許亞群, 劉方平
【申請人】武漢大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月13日