本實(shí)用新型屬于生態(tài)治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)業(yè)面源污染治理的梯級(jí)稻田鑲嵌生態(tài)溝渠凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的就地凈化污水的技術(shù)和裝置或設(shè)施已經(jīng)有不少，特別針對(duì)初期效應(yīng)明顯的污水，采用調(diào)蓄池儲(chǔ)存初期污水，投加混凝劑沉淀后排放或者在旱季時(shí)將其送入污水處理廠進(jìn)行處理，達(dá)到控制污水污染的目的。

但是，上述設(shè)施一般由多個(gè)結(jié)構(gòu)部分組成增加了占地面積，由于許多城市河道周圍空間有限，不利于污水集約化處理。同時(shí)混凝過(guò)程需要混凝劑等藥劑、系統(tǒng)依靠電能運(yùn)行均增加了凈化成本，而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜造價(jià)較高，由于此類裝置屬于純工程措施，沒(méi)有和周圍環(huán)境進(jìn)行有效融合。

目前，人工濕地作為一種新型生態(tài)污水處理技術(shù)，與傳統(tǒng)的污水處理方法相比，具有處理效果好、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便、工程基建和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，環(huán)境美學(xué)價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)，故被廣泛用于處理生活污水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水等領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)中大多采用基質(zhì)，基質(zhì)為植物和微生物提供生長(zhǎng)介質(zhì)、為污水滲流提供良好的水力條件的同時(shí)，也能夠通過(guò)沉淀、吸附和過(guò)濾等作用直接去除污染物。其種類、組配方法和高度的選擇則是人工濕地污水處理技術(shù)的核心。由于污水性質(zhì)存在千差萬(wàn)別，因而并沒(méi)有一種單一基質(zhì)能夠有效處理所有污水。這其中最常使用的是碎石，此外還有沸石、土壤、鵝卵石、煤渣、粉煤灰等。人工濕地對(duì)磷的去除是通過(guò)濕地填料基質(zhì)的理化反應(yīng)、植物根系的吸收以及微生物的積累等幾方面共同作用完成的。但是植物的吸收與微生物的積累作用對(duì)磷的去除只占很少的一部分。磷的主要去除機(jī)制是基質(zhì)的吸附作用，水體中的正磷酸鹽，在水流流經(jīng)濕地介質(zhì)表面時(shí)，受到介質(zhì)的吸附，此吸附能力的好壞，將取決于濕地是否有良好的水力傳導(dǎo)性和較高的比表面積。而一般人工濕地基質(zhì)如砂土、礫石等除磷效果較差，具有高孔隙度和吸附性的頁(yè)巖、蛭石、方解石、多孔介質(zhì)(LECA)等處理效果較好，但因成本較高等問(wèn)題較難進(jìn)行推廣應(yīng)用。而且現(xiàn)有人工濕地技術(shù)在治理作為阻隔農(nóng)村面源污染物進(jìn)入水體的最后一道防線上應(yīng)用不大。

控制面源污染一方面要從源頭上減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氮磷施用和有序化的管理農(nóng)村生活垃圾和畜禽養(yǎng)殖，另一方面要從降低污染物成污的可能入手，就地?cái)r截與削減農(nóng)村面源污染。作為阻隔農(nóng)村面源污染物進(jìn)入水體的最后一道防線，應(yīng)該具有重要的環(huán)境功能和效應(yīng)。目前關(guān)于對(duì)農(nóng)村面源污染阻隔不夠深入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種農(nóng)業(yè)面源污染治理的梯級(jí)稻田鑲嵌生態(tài)溝渠凈化系統(tǒng)，旨在解決背景技術(shù)提出的問(wèn)題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種農(nóng)業(yè)面源污染治理的梯級(jí)稻田鑲嵌生態(tài)溝渠凈化系統(tǒng)，該農(nóng)業(yè)面源污染治理的梯級(jí)稻田鑲嵌生態(tài)溝渠凈化系統(tǒng)包括排水溝系統(tǒng)、土質(zhì)田埂系統(tǒng)、集水池系統(tǒng)、引水槽系統(tǒng)、水田濕地系統(tǒng)；所述排水溝系統(tǒng)設(shè)置有排水溝和分水壩，所述排水溝設(shè)置有進(jìn)水口和排水口，所述進(jìn)水口與排水口通過(guò)分流壩隔離且彼此不相通，所述排水溝系統(tǒng)的進(jìn)水口用于引入需凈化的污水，排水口用于排放凈化后的凈水；所述土質(zhì)田埂系統(tǒng)設(shè)置有土質(zhì)田埂，所述集水池系統(tǒng)設(shè)置有第一集水池、第二集水池、第三集水池，所述集水池系統(tǒng)用于儲(chǔ)存需凈化的污水；所述引水槽系統(tǒng)設(shè)置有第一引水槽、第二引水槽、第三引水槽；所述引水槽系統(tǒng)用于引導(dǎo)需凈化的污水流向，所述水田濕地系統(tǒng)設(shè)置有一級(jí)水田濕地、二級(jí)水田濕地、三級(jí)水田濕地；所述水田濕地系統(tǒng)用于對(duì)需凈化的污水進(jìn)行凈化；所述一級(jí)水田濕地、二級(jí)水田濕地、三級(jí)水田濕地按梯級(jí)從上往下依次排列，所述第一集水池連接第一引水槽，所述第一集水池、第一引水槽均位于一級(jí)水田濕地上；

所述第二集水池、第二引水槽均位于二級(jí)水田濕地上，所述第一引水槽、第二集水池、第二引水槽依次連接；所述第三集水池、第三引水槽均位于三級(jí)水田濕地上，所述第二引水槽、第三集水池、第三引水槽依次連接。

進(jìn)一步，所述一級(jí)水田濕地與第二引水槽之間、二級(jí)水田濕地與第三引水槽之間均設(shè)置有土質(zhì)田埂。

進(jìn)一步，所述第一集水池位于一級(jí)水田濕地左上部并與進(jìn)水口連接。

進(jìn)一步，所述第二集水池位于二級(jí)水田濕地右上部。

進(jìn)一步，所述第三集水池位于三級(jí)水田濕地左上部。

進(jìn)一步，所述第三引水槽連接出水口。

進(jìn)一步，所述一級(jí)水田濕地左右兩側(cè)、二級(jí)水田濕地左右兩側(cè)、三級(jí)水田濕地左右兩側(cè)、第一引水槽上部、第三引水槽下部均設(shè)置有土質(zhì)田埂。

進(jìn)一步，所述分流壩位于排水溝內(nèi)中上部。

進(jìn)一步，排水溝系統(tǒng)設(shè)置排水溝、進(jìn)水口、排水口和分水壩，進(jìn)水口與排水口存在高低落差，分水壩主要作用是形成雍水，進(jìn)而將排水溝內(nèi)的污水引入凈化系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述引水槽系統(tǒng)的高度高于水田濕地系統(tǒng)同時(shí)低于土質(zhì)田埂系統(tǒng)，所述第一引水槽、第二引水槽、第三引水槽上不同部位均開設(shè)引水槽出水口，所述第一引水槽上的出水口連接一級(jí)水田濕地，所述第二引水槽上的出水口連接二級(jí)水田濕地，所述第三引水槽上的出水口連接三級(jí)水田濕地。

集水池系統(tǒng)設(shè)置帶有水閘的導(dǎo)流管和集水池。其中，排水溝與第一集水池之間設(shè)置導(dǎo)流管，導(dǎo)流管直徑不超過(guò)10厘米，并設(shè)有水閘。水閘的作用在于控制進(jìn)入凈化系統(tǒng)的污水流量以及規(guī)避洪水。導(dǎo)流管使用PVC材料制成，集水池采用磚砌混凝土結(jié)構(gòu)。

引水槽系統(tǒng)通過(guò)砌土埂制成，引水槽連接集水池，位于水田濕地與土質(zhì)田埂之間。引水槽高度高于水田濕地，低于土質(zhì)田埂，不同部位設(shè)置出水口，出水口連接水田濕地，每個(gè)出水口跌水高度不宜過(guò)高，如高度超過(guò)0.3米，出水口下方鋪設(shè)直徑大于10厘米的卵石若干。引水槽不宜過(guò)寬，最高不得超過(guò)0.5米。如采用土質(zhì)引水槽，建議寬度0.5米，槽內(nèi)種植茭白或藤藤菜。引水槽內(nèi)植物盡量不要施肥(化肥或者農(nóng)家肥)。

水田濕地主要用于消納農(nóng)業(yè)面源污染物(如氮、磷)，水田濕地作物以水稻為主，也可種植茭白。利用第一集水池上的帶水閘導(dǎo)水管調(diào)節(jié)水田濕地入水量，利用每一級(jí)水田濕地的出水口調(diào)節(jié)系統(tǒng)出水量來(lái)控制污水在水田濕地里的水力停留時(shí)間，從而控制水田濕地作物對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的消納。水田濕地的管理采用最優(yōu)化管理，可根據(jù)入水氮磷濃度來(lái)調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)化肥的施用量。施肥方式采用分生長(zhǎng)期施肥，施肥后需要調(diào)節(jié)出水量以延長(zhǎng)肥水在水田濕地中的水力停留時(shí)間，以促進(jìn)作物對(duì)氮磷等污染物的吸收與消納。

本實(shí)用新型提供的農(nóng)業(yè)面源污染治理的梯級(jí)稻田鑲嵌生態(tài)溝渠凈化系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置三級(jí)按梯級(jí)分布的水田濕地有效的對(duì)污水進(jìn)行過(guò)濾，有效的起到了阻隔了面源污染物進(jìn)入水體的最后一道防線的作用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)本發(fā)明直接利用水田代替污水處理常用的濕地系統(tǒng)，減少了對(duì)大面積耕地的占用；

(2)生態(tài)溝渠種植經(jīng)濟(jì)作物，保證了農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收益；

(3)本發(fā)明不僅可以有效降低農(nóng)業(yè)面源污染物，而且可以引水灌溉，緩解雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)水田的抗旱壓力，提高雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)雨水利用率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的農(nóng)業(yè)面源污染治理的梯級(jí)稻田鑲嵌生態(tài)溝渠凈化系統(tǒng)示意圖；

圖中：1、進(jìn)水口；2、排水口；3、土質(zhì)田埂；4、第一集水池；5、第二集水池；6、第三集水池；7、第一引水槽；8、第二引水槽；9、第三引水槽；10、一級(jí)水田濕地；11、二級(jí)水田濕地；12、三級(jí)水田濕地；13、分水壩；14、排水溝。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。

如圖1所示：一種農(nóng)業(yè)面源污染治理的梯級(jí)稻田鑲嵌生態(tài)溝渠凈化系統(tǒng)，該農(nóng)業(yè)面源污染治理的梯級(jí)稻田鑲嵌生態(tài)溝渠凈化系統(tǒng)包括排水溝系統(tǒng)、土質(zhì)田埂系統(tǒng)、集水池系統(tǒng)、引水槽系統(tǒng)、水田濕地系統(tǒng)；所述排水溝系統(tǒng)設(shè)置有排水溝和分水壩13，所述排水溝14設(shè)置有進(jìn)水口1和排水口2，所述進(jìn)水口與排水口通過(guò)分水壩13隔離且彼此不相通，所述排水溝系統(tǒng)的進(jìn)水口用于引入需凈化的污水，排水口用于排放凈化后的凈水；所述土質(zhì)田埂系統(tǒng)設(shè)置有土質(zhì)田埂3，所述集水池系統(tǒng)設(shè)置有第一集水池4、第二集水池5、第三集水池6，所述集水池系統(tǒng)用于儲(chǔ)存需凈化的污水；所述引水槽系統(tǒng)設(shè)置有第一引水槽7、第二引水槽8、第三引水槽9；所述引水槽系統(tǒng)用于引導(dǎo)需凈化的污水流向，所述水田濕地系統(tǒng)設(shè)置有一級(jí)水田濕地10、二級(jí)水田濕地11、三級(jí)水田濕地12；所述水田濕地系統(tǒng)用于對(duì)需凈化的污水進(jìn)行凈化；所述一級(jí)水田濕地、二級(jí)水田濕地、三級(jí)水田濕地按梯級(jí)從上往下依次排列，所述第一集水池連接第一引水槽，所述第一集水池、第一引水槽均位于一級(jí)水田濕地上；

所述第二集水池、第二引水槽均位于二級(jí)水田濕地上，所述第一引水槽、第二集水池、第二引水槽依次連接；所述第三集水池、第三引水槽均位于三級(jí)水田濕地上，所述第二引水槽、第三集水池、第三引水槽依次連接。

所述一級(jí)水田濕地10與第二引水槽之間、二級(jí)水田濕地與第三引水槽之間均設(shè)置有土質(zhì)田埂。

所述第一集水池4位于一級(jí)水田濕地左上部并與進(jìn)水口連接。

所述第二集水池5位于二級(jí)水田濕地右上部。

所述第三集水池6位于三級(jí)水田濕地左上部。

所述第三引水槽9連接出水口。

所述一級(jí)水田濕地10左右兩側(cè)、二級(jí)水田濕地11左右兩側(cè)、三級(jí)水田濕地12左右兩側(cè)、第一引水槽上部、第三引水槽下部均設(shè)置有土質(zhì)田埂3。

所述分流壩13位于排水溝內(nèi)中上部。

所述引水槽系統(tǒng)的高度高于水田濕地系統(tǒng)同時(shí)低于土質(zhì)田埂，所述第一引水槽、第二引水槽、第三引水槽上不同部位均開設(shè)引水槽出水口，所述第一引水槽上的出水口連接一級(jí)水田濕地，所述第二引水槽上的出水口連接二級(jí)水田濕地，所述第三引水槽上的出水口連接三級(jí)水田濕地。

排水溝系統(tǒng)設(shè)置排水溝、進(jìn)水口、排水口和分水壩，進(jìn)水口與排水口存在高低落差，分水壩主要作用是形成雍水，進(jìn)而將排水溝內(nèi)的污水引入凈化系統(tǒng)。

集水池系統(tǒng)設(shè)置帶有水閘的導(dǎo)流管和集水池。其中，排水溝與第一集水池之間設(shè)置導(dǎo)流管，導(dǎo)流管直徑不超過(guò)10厘米，并設(shè)有水閘。水閘的作用在于控制進(jìn)入凈化系統(tǒng)的污水流量以及規(guī)避洪水。導(dǎo)流管使用PVC材料制成，集水池采用磚砌混凝土結(jié)構(gòu)。

引水槽系統(tǒng)通過(guò)砌土埂制成，引水槽連接集水池，位于水田濕地與土質(zhì)田埂之間。引水槽高度高于水田濕地，低于土質(zhì)田埂，不同部位設(shè)置出水口，出水口連接水田濕地，每個(gè)出水口跌水高度不宜過(guò)高，如高度超過(guò)0.3米，出水口下方鋪設(shè)直徑大于10厘米的卵石若干。引水槽不宜過(guò)寬，最高不得超過(guò)0.5米。如采用土質(zhì)引水槽，建議寬度0.5米，槽內(nèi)種植茭白或藤藤菜。引水槽內(nèi)植物盡量不要施肥(化肥或者農(nóng)家肥)。

水田濕地主要用于消納農(nóng)業(yè)面源污染物(如氮、磷)，水田濕地作物以水稻為主，也可種植茭白。通過(guò)調(diào)節(jié)水田濕地入水量和出水量來(lái)控制污水在水田濕地里的水力停留時(shí)間，從而控制水田濕地作物對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的消納。水田濕地的管理采用最優(yōu)化管理，可根據(jù)入水氮磷濃度來(lái)調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)化肥的施用量。施肥方式采用分生長(zhǎng)期施肥，施肥后需要調(diào)節(jié)出水量以延長(zhǎng)肥水在水田濕地中的水力停留時(shí)間，以促進(jìn)作物對(duì)氮磷等污染物的吸收與消納。

本實(shí)用新型提供的農(nóng)業(yè)面源污染治理的梯級(jí)稻田鑲嵌生態(tài)溝渠凈化系統(tǒng)，使用中，一級(jí)水田濕地初級(jí)過(guò)濾后的水進(jìn)入第二引水槽，二級(jí)水田濕地過(guò)濾的水進(jìn)入第三引水槽，在三級(jí)水田濕地中繼續(xù)過(guò)濾，通過(guò)設(shè)置三級(jí)按梯級(jí)分布的水田濕地有效的對(duì)污水進(jìn)行過(guò)濾，有效的起到了阻隔了面源污染物進(jìn)入水體的最后一道防線的作用。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。