[发明专利]一种掺混生活污水的农业流域面源污染消减与再利用生态治理设计方法

说明书

本发明公开了一种掺混生活污水的农业流域面源污染物消减与再利用生态治理设计方法及其应用，按照“分块分区、精准治理、逐级净化”的原则，采用遥感技术和地理信息技术建立空间信息数据库，获取农业小流域上下游汇流关系、沟塘连通关系和面源污染物输蓄过程等信息，进而根据农业小流域各级生活污水和农田排水向沟塘的汇流性质，提出生态塘深度净化生活污水、生态沟过程消减掺混污水、蓄水塘蓄积再利用的“前端蓄净、过程阻断和减污、终端储蓄和再利用”生态治理方法，在上下游各级建立农业面源污染物集‑输‑蓄‑用的生态净化和再利用治理系统。该方法能够有效处理农业小流域面源污染，实现面源污染源多过程、多层级的净化和资源再利用。

技术领域

本发明涉及农村面源污染领域，具体的说是一种掺混生活污水的农业流域面源污染消减与再利用生态治理设计方法，适用于农业面源污染小流域，尤其是农村村庄分散、沟塘密集分布的南方农业小流域。

背景技术

农业面源污染防治已成为我国农村突出环境问题综合治理的重要内容，对于农村水环境质量提升、农村生态清洁小流域建设和乡村振兴、农村生态宜居具有重要作用。农业面源污染具有随机性、间歇性、来源多样、成分复杂、受气象条件影响大等特点，采用污水设施处理，存在建设费用高、运行负荷低、利用效率低下等问题。在多年治理面源污染的过程中，逐渐认识到生态工程是面源污染治理的有效措施，但生态工程的建设往往需要较大的占地面积，而且需要大量的额外费用，难以在我国广大的农业流域实施。

由于农村地区没有专门的污水收集系统，农业流域面源污染源往往是农村生活和农田排水的混合物，两者成分差别较大，需要分别进行处理后，才能排入下游水体。现有生态减污工程往往只针对其中一类面源污染进行设计，对于如何处理农村和农田掺混排水的面源污染着眼较少。农业面源污染源的排放还会造成水资源和营养物质的浪费，将其收集、处理、再利用，能够为种植、养殖等农业生产提供水源和营养物质来源。

我国南方农村地区广泛分布着沟道、塘堰等水系，作为农业流域水利景观的一部分，沟塘水系具有蓄养水源、补充灌溉、调节水量分配和消减农业面源污染等方面的生态功能优势。尽可能地利用当地现有沟塘水系，将其进行生态化改造和布置，能够形成生态功能完备的水及污染物资源再利用的面源污染消纳方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种掺混生活污水的农业流域面源消减的与再利用生态治理设计方法，该方法依托农业流域分布广泛的沟塘水系开展，额外工程建设和占地面积小，能够有效降低工程建设和运行管理费用。本发明方法按照“分块分区、精准治理、逐级净化”的原则，分别针对生活污水和农田排水进行收集和处理，建立生态塘、生态沟和蓄水塘等多过程净化、多级蓄集的面源污染生态处理系统，实现面源污染源多过程、多层级的净化和资源再利用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为一种掺混生活污水的农业流域面源污染物消减与再利用生态治理设计方法，其特征在于：根据农村地形、土地利用类型、种植结构和沟塘水系分布情况，采用GIS和遥感技术分析地形、土地利用、种植结构和沟塘水系分布情况，分析农村、农田、沟塘水系景观间排汇水关系，确定小流域内上下游沟道、水塘等水系中面源污染源输送、汇流路径。选择位于农村污水处理设施或生活污水排水口下游的水塘或洼地，将其改造为生态塘，集蓄和进一步净化生活污水；生态塘净化后的尾水，经生态沟过程消减，输送至下游，最终汇入下游蓄水塘，实现前端蓄净、过程阻断和减污、终端储蓄和再利用的生态处理。通过该发明方法设计的系统，实现农业流域面源污染物的多过程净化和多层级利用。一种掺混生活污水的农业流域面源污染物消减与再利用生态治理设计方法，其步骤为：

采用GIS、遥感技术和实地调查，获取小流域地形地貌、土地利用、种植结构和沟塘水系分布，建立农业流域村庄、农田-沟塘数据库；根据地形数据、作物种植和沟塘水系结构分布，确定村庄、农田-沟道-水塘景观间水流汇集特点，厘清沟塘水流连通关系，形成小流域排水和降雨径流的汇流路径和蓄积场所。