平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法与流程

本发明涉及河道生态湿地系统，尤其是涉及一种平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法。

背景技术：

1、近年来，河流农业面源污染治理已经成为水生态修复和水环境治理领域关注的焦点之一。农业面源污染来源主要有地面化肥和农药残留等有害物质、秸秆农膜等固体废弃物、畜禽养殖粪便污水、水产养殖饵料药物、农村生活污水垃圾、各种大气颗粒物沉降等，这些污染物通过地表径流、土壤侵蚀、农田排水等形式进入水体环境，当其进入河水后极其导致水体氮磷超标而呈现富营养化，增加水华爆发风险，并诱导产生一系列的负面生态效应。

2、然而，由于农业面源污染具有分散性、隐蔽性、随机性、潜伏性、累积性和模糊性等特点，增加了农业面源污染的监测难度和防控难度，且难以量化。因而，农业面源污染防治仍然是近年来河湖生态治理的重点和难点。

3、目前，农业面源污染的防治大多集中在对河湖滩地进行生态化改造，构建乔、灌、草、湿植被带，如中国发明专利cn113802511a公开了一种用于生态修复的生态缓冲带，通过沿河岸带设置地表径流拦截沟和消能植草沟、种植乔灌木和湿地植物、投放微生物相结合的方法截流农业面源污染，净化水质。但该方法所需的河岸带空间宽阔，且处理能力有限，对于污染拦截的效果不够明显。

4、另外，现在也有利用沟渠进行面源拦截净化的技术报道，如cn112028387a公开了一种用于面源污染治理的人工湿地修复方法，该修复方法是利用生态河道、沉淀池、人工湿地、调节池和生态池依次对面源污染进行处理，这种湿地系统占地面积大，适用地形要求严苛，通用性不强。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，占地面积小、农业面源拦截能力强且生态多样化。

2、为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

3、本发明所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，所述构建方法是先在河道岸坡的外侧构建一级生态净化区，然后在河道岸坡上构建二级生态净化区，最后在河道的滨水区构建三级生态净化区；

4、其中，所述构建一级生态净化区包括以下步骤：

5、s11，在河道岸坡的外侧开挖拦截沟渠；

6、s12，沿河流方向间隔施工集水井，每个集水井的下部深入拦截沟渠的渠底下方的素土层内；采用明挖方式在每个集水井的下部施工第一排水管，第一排水管的一端部水平延伸至集水井的内部，其另一端部延伸至河道岸坡的上部；

7、s13，在拦截沟渠的渠底的素土层上自下而上依次铺设砾石层和沟渠种植土层，并且沟渠种植层向外延伸出拦截沟渠形成渠岸种植区；在沟渠种植土层上撒播乡土植物种子，在位于拦截沟渠内的沟渠种植土铺设卵石层。

8、有益效果是：本发明在河道岸坡外侧开挖拦截沟渠收集汇流的农业面源，可在拦截沟渠内种植乡土植物形成一级生态净化区；在河道的岸坡上施工二级生态净化区，进一步除去水流中的氮和磷；滨水区构建三级生态净化区，进一步进一步出去农业面源中的氮和磷，农业面源拦截能力强且生态多样化。另外，本发明充分利用河道的岸坡和滨水区，只需在岸坡外侧开挖一定宽度的拦截沟渠即可，减少占地面积，特别适用于河岸空间较为狭窄的河道。

9、优选的，本发明中所述在河道岸坡上构建二级生态净化区包括以下内容：

10、s21，清理、平整河道岸坡，使其坡度处于1:2-1:3；

11、s22，在河道岸坡的坡脚处设置挡土墙，在挡土墙内埋设多个第二排水管，多个第二排水管沿河流方向间隔布设；

12、s23，在平整夯实后的河道岸坡的坡面上铺装湿地净化单元，在湿地净化单元上平铺一层边坡防渗层，在防渗层上方平铺一层种植土层，在边坡种植层内撒播种子后铺装水土保持层。

13、更优选的，所述构建三级生态净化区是河道的滨水区种植挺水植物形成滨水挺水植物带，滨水区的滨水种植土层自所述挡土墙上部倾斜向下延伸。在实际构建时，滨水挺水植物优选氮、磷吸收能力较强的芦苇和美人蕉等，以加强对农业面源水中氮和磷的吸收，提高净化效果。

14、更优选的，位于所述集水井内的所述第一排水管上还设置有控制阀，所述第一排水管的两端部和第二排水管的两端部均设置有透水土工布，避免第一排水管和第二排水管被沙土等堵塞而影响正常排水。

15、更优选的，所述拦截沟渠的坡度为1:1.5-1:2，拦截沟渠的渠底宽度为0.5m-1.5m范围内，拦截沟渠的深度为0.8-1.5m。拦截沟渠占宽较窄，占用面积小，特别适用于岸边较为狭窄的河道。

16、更优选的，所述一级生态净化区和二级生态净化区之间还种植有乔木和/或灌木，形成乔木带和/或灌木带。在发明中在拦截沟渠和岸坡之间沿河流方向种植乔木带或灌木带，丰富植物种类，还具有防护作用。

17、优选的，所述湿地净化单元在坡面方向上自上而下依次衔接形成一列，多列湿地净化单元沿河流方向依次铺筑形成坡面湿地净化结构；

18、其中，湿地净化单元为由箱体和石块构成的格宾笼，所述箱体包括钢筋骨架、围设在所述钢筋骨架上的格宾网和设置在钢筋骨架底部的支撑板，所述支撑板的一侧边与所述格宾网间隔设置形成使水通过的下泄口，确保每列湿地净化单元之间的连通性，确保水进入最上级的湿地净化单元的水经净化过滤后排入河道。

19、更优选的，所述格宾网内还填充有用于脱氮除磷的纤维填料层，促进吸收水中的氮和磷元素，其与湿地净化单元上的边坡植被带结合，提高净化效果。

20、更优选的，每列所述湿地净化单元的多个下泄口错位布设，使得每列湿地净化单元中的水呈s形流动，延长流动路径，进而提高净化效果。

21、更优选的，所述支撑板上垂直设置有溢流板，所述溢流板位于所述箱体的内部，溢流板沿坡面方向设置，支撑板沿河流方向设置，且多个溢流板错位布设使水在坡面上呈s形路径回流。由于每个湿地净化单元内均具有一个溢流板，且溢流板沿坡面方向设置，使得湿地净化单元具有一定的拦截空间，只有当水位超过溢流板时由溢流板的上部溢出，延长水的停留时间，进一步提高净化效果。

22、与现有技术相比，本发明在河道岸坡外侧开挖拦截沟渠收集汇流的农业面源，可在拦截沟渠内种植乡土植物形成一级生态净化区；在河道的岸坡上施工二级生态净化区，进一步除去水流中的氮和磷；滨水区构建三级生态净化区，进一步进一步出去农业面源中的氮和磷，农业面源拦截能力强且生态多样化。另外，本发明充分利用河道的岸坡和滨水区，只需在岸坡外侧开挖一定宽度的拦截沟渠即可，减少占地面积，特别适用于河岸空间较为狭窄的河道。

技术特征：

1.一种平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：所述构建方法是先在河道岸坡的外侧构建一级生态净化区，然后在河道岸坡上构建二级生态净化区，最后在河道的滨水区构建三级生态净化区；

2.根据权利要求1所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：所述在河道岸坡上构建二级生态净化区包括以下内容：

3.根据权利要求2所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：所述构建三级生态净化区是河道的滨水区种植挺水植物形成滨水挺水植物带，滨水区的滨水种植土层自所述挡土墙上部倾斜向下延伸。

4.根据权利要求2所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：位于所述集水井内的所述第一排水管上还设置有控制阀，所述第一排水管的两端部和第二排水管的两端部均设置有透水土工布。

5.根据权利要求2所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：所述拦截沟渠的坡度为1:1.5-1:2，拦截沟渠的渠底宽度为0.5m-1.5m范围内，拦截沟渠的深度为0.8-1.5m。

6.根据权利要求2所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：所述一级生态净化区和二级生态净化区之间还种植有乔木和/或灌木，形成乔木和/或灌木带。

7.根据权利要求2所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：所述湿地净化单元在坡面方向上自上而下依次衔接形成一列，多列湿地净化单元沿河流方向依次铺筑形成坡面湿地净化结构；

8.根据权利要求7所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：所述格宾网内还填充有用于脱氮除磷的纤维填料。

9.根据权利要求7所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：每列所述湿地净化单元的多个下泄口错位布设。

10.根据权利要求7所述的平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，其特征在于：所述支撑板上垂直设置有溢流板，所述溢流板位于所述箱体的内部，溢流板沿坡面方向设置，支撑板沿河流方向设置，且多个溢流板错位布设使水在坡面上呈s形路径回流。

技术总结
本发明公开了一种平原河道农业面源污染防治生态湿地系统的构建方法，先在河道岸坡的外侧构建一级生态净化区，在河道岸坡上构建二级生态净化区，在河道的滨水区构建三级生态净化区。本发明在河道岸坡外侧开挖拦截沟渠收集汇流的农业面源，可在拦截沟渠内种植乡土植物形成一级生态净化区；在河道的岸坡上施工二级生态净化区，进一步除去水流中的氮和磷；滨水区构建三级生态净化区，进一步进一步出去农业面源中的氮和磷，农业面源拦截能力强且生态多样化。另外，本发明充分利用河道的岸坡和滨水区，只需在岸坡外侧开挖一定宽度的拦截沟渠即可，减少占地面积，特别适用于河岸空间较为狭窄的河道。

技术研发人员：韩亚萍,付海水,曾伟,崔康成,侯晓辉,杨敏敏,徐吉平,李志豪,吕广阔,陈笑雪
受保护的技术使用者：河南省水利勘测设计研究有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15