[发明专利]一种消落带面源污染防控人工湿地系统

说明书

本发明提供一种消落带面源污染防控人工湿地系统，自下而上包括防渗夯实层、吸附填料层、底泥种植层、水流分布调节组件；防渗夯实层位于湿地最底部；吸附填料层位于防渗夯实层上方，由具有较大比表面积的无机填料组成，吸附填料层中添加有厌氧微生物，防渗夯实层上部、吸附填料层底部设置若干出水管；底泥种植层包括底泥层，底泥层下部铺设分离筛网，底泥层上模块化种植适合于消落带地区的耐水淹植物；水流分布调控组件用于控制水体流速，使水流均匀分布且增加在湿地的停留时间。本发明利用物理、化学、生物三重协同作用得到适用于消落带地区的可高效拦截、消耗面源污染物的人工湿地系统，并将其应用于消落带面源污染阻控。

技术领域

本发明涉及消落带面源污染防治领域，具体是一种消落带面源污染防控人工湿地系统。

背景技术

三峡库区位于长江流域腹地，是长江流域生态环境保护和修复的主控节点。生态环境尤其是库区水环境是三峡工程的主要关注点之一。自三峡工程竣工后，形成了库长约660km总库容393亿m³，岸线长达2200km的水库。为蓄清排浑，三峡水库采用夏落冬涨的季节性调节水位蓄水模式，即每年汛期将水位降至145m，汛期过后将水位升至175m拦蓄清水，水位消涨过程中形成了落差30m的消落带。

消落带湿地作为陆地生态系统和水域生态系统之前的过渡区域，是陆域集水区泥沙、有机物、化肥和农药等进入水域前的最后一道生态屏障，也是水体循环调节的缓冲带，对水陆生态系统的物质流、能量流、物种流起着廊道、过滤器、屏障等作用，在净化陆域集水区面源污染、稳定库岸、防止水土流失、提供生物生境、美化景观、维持水陆界面生态系统动态平衡等方面，都提供着不可替代的生态服务功能。但水位反复涨落对原有的生态环境发生巨大干扰，使得消落带植被生态系统十分脆弱，在植被初步形成阶段或退化状态，未能充分发挥拦截泥沙、过滤污染物的屏障作用。

就三峡库区而言，近年来，以工业污染源和城市市政废水为主的点源污染收到社会的广泛关注，现在在很大程度上已经有效控制，但是面源污染，尤其是农业农村生产生活带来的农业面源污染物逐渐成为其污染输入的主要来源。三峡库区地貌类型以低山丘陵为主，农业种植地位高，村庄与耕地多分布在长江干、支流两岸，且耕地大部分为坡地。包括农业种植过程过度使用的化肥和杀虫剂，不合理的农田灌溉，不合理处理飞农村家畜和家禽养殖粪便，随意丢弃的生活废弃物和随意排放的生活污水，都会通过渗透、排水、降雨形成的径流汇入水库。据估算三峡库区(重庆段)种植业化肥施用量高于全国平均水平，单位面积施肥折纯量为TN23.25T·km-²，TP20.43 T·km-²，田间施用杀虫剂平均只有3％产生药效，除草剂剂有效利用部分占 5％-40％。农业面源污染直接入库区，严重影响了库区水环境及生态系统健康。控制农业面源污染是保护和提升山峡水库水质的重中之重。

就面源污染物防控而言，一方面是从源头入手，优化农药化肥等施用，减少污染源，另一方面就是在污染物输移过程中进行拦截与消减。因此如何强化因水位涨跌削弱的消落带地区生态屏障作用就显得尤为重要。人工湿地系统是由人工构筑水池或沟槽，充填一定深度的基质层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的三重协同作用使污染物得到净化，是面源污染防控的有效手段之一，但针对消落带的人工湿地集成系统与体系研究不多，仍待进一步完善。

本发明以三峡库区消落带为应用目标，通过对湿地植物的筛选、植物布局的调控、湿地系统结构组成构建，利用物理、化学、生物三重协同作用得到适用于消落带地区的可高效拦截、消耗面源污染物的人工湿地系统，并将其应用于消落带面源污染阻控。

发明内容

本发明针对消落带植被初步形成和退化阶段生态屏障作用不足，不能有效拦截泥沙、N、P等污染物的问题，提供一种适用于三峡库区消落带的面源污染阻控人工湿地，以减少库区面源污染物输入。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种消落带面源污染防控人工湿地系统，自下而上包括防渗夯实层、吸附填料层、底泥种植层、水流分布调节组件；