[实用新型]一种可反冲洗组合式农田面源污染截流净化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及河浜水环境治理及生态修复领域，特别涉及一种适用于靠近受农田面源污染较重的沟渠（河浜）在正常水位下具有反冲洗功能的组合式物理-生物生态农田面源污染截流净化系统。

背景技术

近年来，农业面源污染已成为我国重大的水环境问题，化肥的过量施用导致了氮磷等营养物质的大量流失，造成湖泊等水体的富营养化，使之失去生产和生活的使用价值，并可能造成地下水污染甚至食品污染。农业面源COD、N、P的污染负荷已占水体污染负荷中的1/2～2/3。据报道，钱塘江流域水体污染负荷中工业水污染源占6.38%，生活污染源15.61%，农业面源占78.01%。我国农田化肥平均施用水平375公斤/公顷，大大超出发达国家设置的225公斤/公顷的安全上限；加之施肥结构不合理，化肥利用率不高，导致在降雨和排灌后流失严重，含有大量氮磷养分的径流直接排入沟渠河道或湖库，加剧湖库富营养化程度。而由于氮磷是植物生长的营养元素，水体中氮磷含量的大量增加，势必引起水生生物和某些藻类的过度生长和繁殖，从而造成水体中溶解氧含量下降，引发水生动物和水生植物的大量死亡，而腐败的生物体又会加剧水体的污染，给环境带来很大风险。

太湖蓝藻事件暴发后，关于农田面源径流、渗漏养分的生态拦截技术的研究兴起。长期以来，专家学者针对沟渠（河浜）岸、沟渠（河浜）床以及沟渠（河浜）道水体三者的不同特点提出了众多面源污染原位拦截和生态修复的技术与方法，其中以生态缓冲岸坡、水生植物强化修复、生态透水坝等较为突出。然而这些实施方案中均不同程度存在着弊端：一方面，对于缓冲岸坡或其他不使用基质填料的方案，由于水力条件的先天不足，在过水流速较快的情况下（如降雨径流），其对污染物的拦截净化效果较差；而对于使用基质填料的方案，尽管基质填料的疏松多孔性质的存在使得水利条件大大改善，物理过滤吸附作用也使得其对污染物尤其是颗粒态污染物的拦截效果有着明显提升，但随着使用时间的推进，颗粒态物质对基质填料空隙的堵塞将逐渐严重，使得整体净化效果逐渐降低，如果不能及时的进行人工清理，将有可能因为彻底堵塞而最终完全失效；同时，对于类似于生态透水坝结构的拦截净化系统，其填料的安置装填体积通常较大，人工清理、管理也十分的不便和低效。

发明内容

本实用新型的目的，在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够适用于水位变化的、可反冲洗的组合式物理-生物生态农田面源污染截流净化系统，它通过利用部分沟渠（河浜）床构建导流溢流堰、可反冲洗立式填料、生态沉降坑等结构，梯度配置挺水植物和藻类，形成物理-植物-微生物的三元立体净化体系，在减轻人工管理作业的情况下，有效的拦截沟渠（河浜）上游而来的污染物质；同时在大雨量径流或洪水位情况下，该净化系统不影响沟渠（河浜）行洪。

本实用新型通过如下技术方案予以实现。

一种可反冲洗组合式农田面源污染截流净化系统，包括渠壁或者河堤以及填料，其特征在于，所述渠壁或者河堤沿下游夹角为40°～60°处设置有导流溢流堰1，导流溢流堰1整体垂直水流横向投影长度为渠道或者河道宽度的1/3-1/2，厚度为30～50cm，为钢筋混凝土结构，其堰顶高程高于渠道或者河道正常水位10-25cm，但不高于大雨量径流水位和行洪水位；沿导流溢流堰1远离渠壁或者河堤一端所指方向的垂直距离40～60cm的对岸设置有第一级生态沉降坑4，坑深为40～60cm，长度为渠道或者河道宽度的1/3～1/2，宽度为沿水流方向40～60cm，坑内铺设粒径1～2mm的细质沙石填料6，铺设厚度为坑深的一半；在第一级生态沉降坑4的下游设置有第二级生态沉降坑5，第二级生态沉降坑5的结构和几何尺寸与第一级生态沉降坑4相同；所述两生态沉降坑之间设置有可反冲洗立式填料A2，所述可反冲洗立式填料A2为立方体结构，外表面设置有金属丝网加以固定包裹，其长度与生态沉降坑长度相同，内部填充粒径为2-3cm的碎石或炉渣，填料的厚度粒径比为5～15，厚度控制在15～40cm，填料顶高程与导流溢流堰1相同；在第二级生态沉降坑5的下游设置有可反冲洗立式填料B3，可反冲洗立式填料B3的结构和几何尺寸与可反冲洗立式填料A2相同；所有生态沉降坑与可反冲洗立式填料相邻的内壁与填料外表面均处于同一铅垂面内，即生态沉降坑与可反冲洗立式填料呈紧密排列，间距为0；在可反冲洗立式填料A2与可反冲洗立式填料B3之间设置有可拆卸固定杆9；