[发明专利]一种高效拦截农田面源污染物的复合幕墙

说明书

技术领域

本发明属于农业面源污染控制技术领域，具体涉及一种高效拦截农田面源污染物的复合幕墙。 

背景技术

我国南方水稻播种面积大，氮肥施用水平高，加上水稻主要生育期间降雨多以暴雨形式出现，不合理灌排造成的氮磷流失业已成为南方地区农业面源污染的主要来源之一。开发南方稻作区水循环净化系统，重点针对农田面源污染来源特征设计开发拦截和过滤式的生态生物屏障，是保护灌区农业生态环境、实现农业可持续发展的必然要求，对改善农田生态环境，防控农业面源污染具有重要的现实意义。 

目前农业面源污染控制技术主要有生态护坡净化技术、人工湿地净化技术、生态滤床系统以及植物缓冲带净化技术等。人工湿地处理污水的效率、机理以及湿地系统各组分的作用等方面已取得了重大的研究成果，但对于该项技术在大范围内的推广应用，仍有一些关键性的技术问题需要解决，比如湿地与灌溉排水系统的结合问题、农田水量与水质综合管理系统中的湿地面积选择问题以及人工湿地的环境效应等问题。滤床系统往往是多级阶梯式滤床，占地面积较大，其推广应用受到较大限制。生态护坡与植物缓冲带净化技术由于其占地面积小、可就地取材等优势在面源污染控制领域应用较为广泛。公开号为102206005A、名称为《一种河道生态反应器系统及其构建方法》的专利文献公开了一种河道生态反应器系统及其构建方法，包括岸坡生态缓冲带、植物重建区、水生植物带等，有效实现了水质改善和生态功能提升等效益。公开号为102145957A、名称为《一种构建农田排水生态净化系统的方法》的专利文献公开了一种构建农田排水生态净化系统的方法，在农田排水沟末端设置生态缓冲区，缓冲区内种植易吸收氮磷的水生植物，对农田排水进行初步净化，并在农田排水涵管内设置生物净化环，进一步截留较大悬浮杂物。公开号为102146666A、名称为《河流滨水多层复合植物净污带及构建方法》的专利文献公开了一种河流滨水多层复合植物净污带及构建方法，包括草皮护坡净污带、挺水植物净污带、沉水植物净污带和石笼，具有较强的净污能力。公开号为101973638A、名称为《生态渗滤型净水丁坝系统》的专利文献公开了一个生态渗滤型净水丁坝系统，结构呈梯形，中间是生物强化净化区域，两侧是块石体，钢丝网卵石体与块石体间是砂、碎石、土壤混合体，块石体的外侧表面是沉水植物及种植袋，顶部是挺水植物，底部是碎石垫层，碎石垫层上面是卵石滤料体，生物强化净化区域表层是护堤顶部，护堤顶部两侧是石砌阶梯。目前，将生 态护坡与土壤植物缓冲带结合起来的复合幕墙技术，目前并不多见。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高效拦截农田面源污染物的复合幕墙，通过植物吸收及物理吸附过滤对农田排放的污染物进行截留净化，有效控制农田面源中的氮磷污染物进入河道等水体，具有良好的生态效益和推广应用价值。 

一种高效拦截农田面源污染物的复合幕墙，在沿着农田排水口至田间排水沟方向上，依次设置有地表植物缓冲带、植物护坡、集水区和防污幕墙；所述的集水区的高度低于地表植物缓冲带和防污幕墙；所述的防污幕墙是由砂石、填土或者两者的组合所构成，防污幕墙的截面的形状是梯形。 

作为上述发明的进一步改进，所述地表植物缓冲带种植根茎、球茎或种子类植物。 

根茎、球茎或种子类植物具有发达的地下块根或块茎，且根茎的形成对磷元素的需求较多，因此，对磷的吸收量较大；种子类植物，其种子和果实的形成需要大量的磷和钾元素。 

作为上述发明的进一步改进，所述植物护坡和防污幕墙靠集水区一边的护坡均种植深根丛生型挺水草本植物。 

深根丛生型挺水草本植物，其根系的分布深度一般在30CM以上，分布较深而分布面积不广。 

作为上述发明的进一步改进，所述集水区内种植深根散生型挺水草本植物。 

深根散生型挺水草本植物，其适应能力强，根系发达，一般分布于20-30CM之间，生长量大，营养生长与生殖生长并存，对氮磷钾的吸收都比较丰富；并能于无土环境生长。 

作为上述发明的进一步改进，所述植物护坡坡度为1:1。 

植物护坡坡度为1:1增加了农田排水水力停留时间，强化植物缓冲带对污染物的截留效应。 

作为上述发明的进一步改进，所述防污幕墙长25m，高0.6m，上底宽1m，下底宽1.6m，梯形坡度为1:0.5，下底垫砾石，在砾石上部填土层。