一種緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)地表徑流收集凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)地表徑流收集凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
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[0002]基于我國的淺水湖泊水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象日趨加劇，嚴(yán)重影響了流域內(nèi)的生產(chǎn)生活用水，成為制約流域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一，自本世紀(jì)初起，我國主要受害湖泊的太湖、滇池等流域，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)的湖濱緩沖帶內(nèi)實(shí)施了較大規(guī)模的退耕還林工程，并稱之為緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)，以期達(dá)到攔截凈化相鄰農(nóng)業(yè)區(qū)及其自身區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的徑流污染物的目的。但是，由于傳統(tǒng)的林帶建設(shè)偏面強(qiáng)調(diào)了林木的構(gòu)建，忽視了系統(tǒng)對徑流污染物的攔截凈化作用，加上疏于管理，導(dǎo)致新建林帶內(nèi)的林下或雜草茂盛，莖藤纏繞樹木，與樹木爭奪養(yǎng)分，嚴(yán)重影響了樹木的健康生長，同時(shí)，由于高大雜草的生物量大，枯枝落葉的堆積成為產(chǎn)生二次污染的隱患，或?yàn)榱吮ＷC林木的健康生長，以達(dá)到快速成林木的目的，人為清除區(qū)域內(nèi)的草本植物，導(dǎo)致地表裸露，降雨時(shí)水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，致使新建林帶難以發(fā)揮應(yīng)有的生態(tài)功能。
[0003]因此，如何完善河湖緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)的新建林帶構(gòu)建方法，在促進(jìn)林木健康生長，減少區(qū)域內(nèi)自身產(chǎn)生的枯落物總量，有效攔截凈化過水中的污染物，提升防護(hù)隔離區(qū)的生態(tài)功能，較大幅度地降低降雨徑流中的污染負(fù)荷，已成為我國湖泊保護(hù)工程中的急需技術(shù)之一Ο

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計(jì)簡單，投資少，易于維護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)降雨徑流污染物攔截凈化系統(tǒng)，服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域河湖緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)內(nèi)的生態(tài)功能強(qiáng)化，快速攔截與凈化過水中的污染物，減少污染物的入河、入湖負(fù)荷。由于傳統(tǒng)的林帶建設(shè)偏面強(qiáng)調(diào)了林木的構(gòu)建，忽視了系統(tǒng)對徑流污染物的攔截凈化作用，加上因管理成本相對較高而管護(hù)難以到位，致使新建林帶難以發(fā)揮應(yīng)有的功能，甚至由于高大雜草的生物量大，枯枝落葉的堆積導(dǎo)致產(chǎn)生二次污染，或成為因人土流失而相反增加了入湖、入河的污染負(fù)荷等新的污染隱患，本發(fā)明針對的就是解決這一問題。因此，本發(fā)明具有開創(chuàng)性和巨大的應(yīng)用前景。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣設(shè)計(jì)的:
[0006]—種緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)地表徑流收集凈化系統(tǒng)，包括草坪系統(tǒng)1、徑流導(dǎo)流系統(tǒng)2、徑流蓄滯系統(tǒng)3，建成后為一整體。適用于河湖緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)，實(shí)施邊界為位于陸域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域與河、湖岸之間的退耕還林區(qū)，實(shí)施區(qū)域?yàn)樾陆謳?nèi)。本發(fā)明的設(shè)計(jì)和實(shí)施步驟如下:
[0007]首先對擬實(shí)施區(qū)域的土壤類型、新建林現(xiàn)狀、氣候條件等相關(guān)背景進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，在此基礎(chǔ)上依據(jù)其功能定位進(jìn)行針對性的工藝設(shè)計(jì)，包括工程范圍和規(guī)格、空間布局。工程范圍為新建林帶內(nèi)區(qū)域，規(guī)格由新建建林帶而定，一般為總寬度為100-400m，長度不限。
[0008]其中的草坪系統(tǒng)由低生物量的不同草坪種組成，覆蓋于防護(hù)隔離區(qū)的新建林帶內(nèi)的地表，是整個(gè)系統(tǒng)的核心，作用主要包括降低新建林帶地表系統(tǒng)自身產(chǎn)生二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，最大限度地滯留污染物濃度較高的初期雨水，延緩徑流形成時(shí)間，提高新建林系統(tǒng)對降雨徑流中的污染物攔截和滯留凈化效率，提高區(qū)域內(nèi)的植物和土壤中的微生物多樣性，以提高區(qū)域內(nèi)的生態(tài)功能和自凈能力，其基本結(jié)構(gòu)為一種利用新植林木和土壤系統(tǒng)條件，通過篩選出的具有低生物量和耐陰、耐低溫特征的草坪種，采用種子或成苗構(gòu)建成片，形狀可以是條狀，也可以是圈狀，規(guī)格視目標(biāo)區(qū)域的原有條件和徑流通量而異，條狀寬度3-6m，長度10-15m，單元面積控制在60m2以內(nèi)，圈狀直徑控制在20m以內(nèi)，設(shè)計(jì)原則是依據(jù)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的樹冠大小，選擇適宜的草坪品種，植物選擇原則要求是以自身生產(chǎn)的生物量低為前提，兼具耐陰蔽環(huán)境，株形低矮，青綠期長，個(gè)體生命周期長，可粗放管理的不同草坪品種；
[0009]徑流導(dǎo)流系統(tǒng)2穿梭于系統(tǒng)1與系統(tǒng)3之間，以及系統(tǒng)3與入河或入湖口之間，在工程區(qū)同時(shí)需要承接農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排水或降雨徑流的前提下，還需在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與系統(tǒng)3之間進(jìn)行布設(shè)，在整個(gè)系統(tǒng)中起到承上啟下的作用，其基本結(jié)構(gòu)為一形狀為條狀“U”字型的降雨徑流收集與疏導(dǎo)溝，材料為固土片、固定粧、沸石、低生物量的草坪種，設(shè)計(jì)原則是滿足系統(tǒng)1的徑流排放要求，規(guī)格視草坪系統(tǒng)的單元面積和徑流通量而異，寬度為溝面在30-50cm之間、溝底20-30cm之間，深度在20-30cm之間，長度在30-50m之間，草坪種為具有較好耐水和耐沖刷能力的狗牙根；
[0010]徑流蓄滯系統(tǒng)3，其基本結(jié)構(gòu)形狀為一圓型坑，材料為固土片、固定粧和沸石或沸石+生物球+礫石，設(shè)計(jì)原則是滿足初步滯留由系統(tǒng)2排入的初期雨水徑流要求，規(guī)格視區(qū)域內(nèi)的林木密度、草坪系統(tǒng)的單元面積和由系統(tǒng)2進(jìn)入的徑流通量而異，直徑為2.0-5.0m，深度為 50_80cm。
[0011]因本發(fā)明系統(tǒng)為一不可分割的整體，因此需要在完成總體設(shè)計(jì)的前提下，分步施工，實(shí)施步驟為系統(tǒng)1-系統(tǒng)2-系統(tǒng)3。
[0012]本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)為:
[0013]針對河湖緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)的退耕還林新建林區(qū)，由于建設(shè)過程中偏面強(qiáng)調(diào)了林木的構(gòu)建，忽視了系統(tǒng)對徑流污染物的攔截凈化作用，致使新建林帶難以發(fā)揮應(yīng)有的功能，提供一種設(shè)計(jì)簡單，投資少，易于維護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)降雨徑流污染物攔截凈化系統(tǒng)構(gòu)建方法，以達(dá)到快速攔截與凈化過水中的污染物，減少污染物的入河、入湖負(fù)荷，具有開創(chuàng)性和巨大的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
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[0014]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]其中:1_系統(tǒng)1:草坪系統(tǒng)
[0016]2-系統(tǒng)2:徑流導(dǎo)流系統(tǒng)
[0017]3-系統(tǒng)3:徑流蓄滯系統(tǒng)
【具體實(shí)施方式】
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[0018]實(shí)施例1
[0019]場地選擇與準(zhǔn)備:
[0020]選擇河湖緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)的退耕還林新建林區(qū)，規(guī)模為寬200m，長600m;實(shí)施前首先對各系統(tǒng)的空間位置進(jìn)行規(guī)劃、定位(附圖1)和基本建設(shè)，主要包括原有雜物和雜草進(jìn)行清理，之后整地、挖土和平整。本實(shí)施例如下所述。
[0021]各子系統(tǒng)施工:
[0022]1)草坪系統(tǒng)1。布設(shè)于防護(hù)隔離區(qū)的新建林帶內(nèi)的地表，是整個(gè)系統(tǒng)的核心，如圖1所示，采用成苗構(gòu)建和條狀布設(shè)，單元寬度4m，長度15m，單元面積為60m2，材料為低生物量的狗牙根(Lynodon dactylon)、白三葉(Trifolium repens)、紅花酢楽草(Oxaliscorymbosa)、馬蹄金(Dichondra erpens Forst)、矮麥冬(Oph1pogon japonicusvar.nana)，市售，草坪規(guī)格為苗高3_6cm，帶土厚度3_5cm。首先對林下的原有雜物和雜草進(jìn)行清理，之后對選定的區(qū)域進(jìn)行松土，深度為10-15cm，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行成塊鋪設(shè)，時(shí)間為5月下旬，行株間距均為40cm，實(shí)施方法為將成品草皮切割成20CmX30Cm的長方形小塊，直接鋪設(shè)于整理好的對應(yīng)區(qū)域，然而用腳踩實(shí)，最后灌水。
[0023]2)徑流導(dǎo)流系統(tǒng)2。設(shè)置于整個(gè)系統(tǒng)1與系統(tǒng)3之間，如圖1所示，形狀為條狀“U”字型，規(guī)格為溝面寬40cm、溝底30cm，深度30cm，長度在40m，材料為固土片、木粧、沸石、低生物量的狗牙根，均為市售，其中的固土片為一凹凸式塑料制薄片(臺州市黃巖語欣園藝用品廠定制，浙江臺州)，厚度1mm，寬度0.6m，長度40m，木粧長度為50cm，下端直徑6cm，沸石(浙江縉云)粒徑為4-5cm，狗牙根規(guī)格與系統(tǒng)1相同。該系統(tǒng)的實(shí)施方式為:首先對選定的區(qū)域進(jìn)行挖土，之后之挖好的溝兩側(cè)鋪設(shè)固土片，并在沿程每隔50cm采用傾斜式打粧，粧的頂端與地表平，而后在溝底每隔100cm種植狗牙根草坪，規(guī)格和方法與系統(tǒng)1相同，最后在非草坪區(qū)域溝底堆置沸石，厚度10cm ο
[0024]3)徑流蓄滯系統(tǒng)3。為系統(tǒng)2的未端，按系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的單元規(guī)格，置于適宜的位置，如圖1所示，形狀為一圓型坑，規(guī)格視區(qū)域內(nèi)的林木密度、草坪系統(tǒng)的單元面積和由系統(tǒng)2進(jìn)入的徑流通量而異，直徑為3.0m，深度為70cm，材料為固土片、木粧、沸石，均為市售，其中的固土片形狀和廠商與系統(tǒng)2相同，厚度1mm，寬度0.7m，長度5m，木粧長度為100cm，下端直徑8cm，沸石粒徑和廠商與系統(tǒng)2相同。該系統(tǒng)的實(shí)施方式為:首先對選定的區(qū)域進(jìn)行挖土，之后在挖好的坑四周鋪設(shè)固土片，而后裁剪與系統(tǒng)銜接區(qū)域?qū)?yīng)的固土片，使其相通，而后在坑四周固土片外側(cè)沿程每隔50cm打粧，粧的頂端與地表平，最后將沸石放入坑中，厚度60cm。
[0025]調(diào)試:重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)2與系統(tǒng)3單元之間的銜接口通暢情況。
[0026]攔截與凈化效果:運(yùn)行結(jié)果表明，整個(gè)系統(tǒng)對降雨徑流中的污染物有較高的削減效果，系統(tǒng)3出水中的主要污染物含量，分別較系統(tǒng)1出水降低:TN75.5% ； TP62.8% ； NH3-N61.5% ,C0DMn 50.7%。
[0027]本發(fā)明中未提及部分為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)，在此無需另外詳述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)地表徑流收集凈化系統(tǒng)，其特征在于該凈化系統(tǒng)包括草坪系統(tǒng)1、徑流導(dǎo)流系統(tǒng)2、徑流蓄滯系統(tǒng)3， 其中，草坪系統(tǒng)1由低生物量的草坪種組成;徑流導(dǎo)流系統(tǒng)2由塑料、木材、填料、植物組成;徑流蓄滯系統(tǒng)3由塑料、木材、填料組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)地表徑流收集凈化系統(tǒng)，其特征在于草坪系統(tǒng)1的基本結(jié)構(gòu)為一種利用新植林木和土壤系統(tǒng)條件，通過篩選出的具有低生物量和耐陰、耐低溫特征的草坪種，采用種子或成苗構(gòu)建成片;形狀可以是條狀，也可以是圈狀，規(guī)格視目標(biāo)區(qū)域的原有條件和徑流通量而異，條狀寬度3-6m，長度10-15m，單元面積控制在60m2以內(nèi)，圈狀直徑控制在20m以內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)地表徑流收集凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的徑流導(dǎo)流系統(tǒng)2，為一降雨徑流收集與疏導(dǎo)溝，其基本結(jié)構(gòu)由固土片、固定粧、沸石、低生物量的草坪種組成，基本材料為塑料、木材、填料、植物;形狀為條狀“U”字型，規(guī)格視草坪系統(tǒng)的單兀面積和徑流通量而異，寬度為溝面在30_50cm之間、溝底20_30cm之間，深度在20-30cm之間，長度在30_50m之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)地表徑流收集凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的徑流蓄滯系統(tǒng)3，其基本結(jié)構(gòu)由固土片、固定粧和沸石或沸石+生物球+礫石組成，基本材料為塑料、木材、填料;形狀為一圓型坑，規(guī)格視區(qū)域內(nèi)的林木密度、草坪系統(tǒng)的單元面積和由系統(tǒng)2進(jìn)入的徑流通量而異，直徑為2.0-5.0m，深度為50-80cm。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)地表徑流收集凈化系統(tǒng)，該凈化系統(tǒng)由草坪系統(tǒng)、徑流導(dǎo)流系統(tǒng)和徑流蓄滯系統(tǒng)三個(gè)系統(tǒng)組成。該緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)地表徑流收集凈化系統(tǒng)主要服務(wù)于河湖緩沖帶防護(hù)隔離區(qū)內(nèi)的徑流污染物快速攔截與凈化，提升區(qū)域內(nèi)的生態(tài)功能，減少污染物的入河、入湖負(fù)荷。本發(fā)明的實(shí)施地為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的新建退耕還林區(qū)，同時(shí)所用材料沒有任何生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，且設(shè)計(jì)簡單，投資少，易于維護(hù)。
【IPC分類】C02F3/32
【公開號】CN105461074
【申請?zhí)枴緾N201511025898
【發(fā)明人】鄒國燕, 劉福興, 付子軾, 劉長娥
【申請人】上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月30日