[发明专利]灌区稻田排水沟串联湿地净污系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种灌区稻田排水沟串联湿地净污系统，属于农田排水沟及农田水体净化和生态修复领域。

技术背景

随着工业污染、城镇生活污水等点源污染通过污水处理厂等措施得到逐步治理与控制，农业面源污染日益突显出来。农田地表径流中的氮、磷等营养物质流入河湖造成水体富营养化的农田面源污染已成为河湖等水域的主要污染源。作为农业大国，我国农田施肥量大以及灌溉用水量大可想而知，再加上化肥的有效利用率以及灌溉水的利用率都不是很高，这必将导致大量的农业污水排入临近水体，导致水体水环境恶化。农业面源污染已成为我国水环境的主要污染源之一，其中农田排水导致的农田面源污染又在农业面源污染源中占主导地位，因此处理好农田面源污染成为控制面源污染的关键。如何控制解决农业面源污染危害河湖等重要水体，很多学者已提出了多种生态工程技术，主要包括湿地工程技术、滨岸缓冲带控制技术、人工多水塘技术和生态沟渠净化技术等等。但前三者生态工程技术，都要占用很大土地资源，基于我国的国情，大多数地区不能得到应用，很难推广普及。

因此，许多学者研究探讨了农田排水沟渠的作用。排水沟渠广泛存在于农田之中，是农业生产重要的水利设施，具有统筹农田排水的水利功能和生态功能的作用，但自然沟渠净化效果不理想，而改造后的生态沟渠具有良好的净化效果。生态沟渠是指具有一定宽度和深度，由水、土壤和生物组成，具有自身独特结构并发挥相应生态功能的农田沟渠，能高效净化农田退水。

已经有相关专利。如专利申请号201110142588.0公开了一种用于拦截磷流失的抗冲刷型生态沟渠，沟壁用水泥预制块铺设，将固磷基质与土壤混合物覆于预制块，底部铺设碎石再覆土，在沟壁与底部上种植植物，并在干渠上每个一定距离设置水泥拦截坝。如申请号201210456740.7公开了一种农田排水的控污减排方法，固化护坡后，在坡上中湿生植物，沟内种植沉水植物，沟内分段设置水位控制阀，排水沟设置分流控制阀。如专利号201320020861.7公开了一种农田面源污染阶梯式潜流坝生态净化沟，沟壁及沟底设置防渗砌块并种植植物，沟内设有拦截板及潜流坝。虽然这些专利能有效净化农田面源污水，但是沟壁沟底固化、铺设砌块等需要大量工作量，且在沟壁沟底长满植物明显影响了沟渠的排水能力，失去了排水沟最重要的功能。如专利号200910104687.2公开了利用排水沟渠的污水原位净化系统，排水沟渠沿纵向分为处理渠和分流渠，来水依次经过沉砂池、接触氧化池、人工湿地池和沉淀池得到净化。虽然污水得到净化，但是大量的基建工程且施工复杂以及土地限制，很难推广应用。目前，工作量小、现场安装施工方便，且在不影响沟渠排水功能前提下，具有净化功能的沟渠净污系统并不多见。

发明内容

本发明提出一种灌区稻田排水沟串联湿地净污系统，旨在克服上述提到的生态沟渠的缺陷，集施工安装方便、能广泛应用、有正常排水功能与能有效净化农田退水于一体的生态排水沟渠系统。

本发明的技术解决方案：灌区稻田排水沟串联湿地净污系统，其结构包括灌水渠、稻田、排水沟（含湿地净污池），其中稻田进水口和退水口设置在斜对角线上，在退水口下方稻田田埂与排水沟节点处设置湿地净污池，如此反复，在每块稻田退水口下方设置湿地净污池，多级串联应用，形成“珍珠链”式灌区稻田排水沟串联湿地净污系统，灌溉水由灌水渠引导进入稻田区再进入排水沟，排水沟末端与邻近水体相同，所排放农田退水经逐级净化后排入临近水体。

本发明的优点：（1）本发明在稻田排水沟节点处进行处理，不影响排水沟正常排水功能，在洪涝期间亦可正常排水。吸附基质球填置于池底，不超过排水沟底部，沉水植物位于净污池池底内，挺水植物适量种植，从而在拥有净化功能的同时不失排水功能。（2）本发明处理效果好，能有效去除有机物、重金属、农药残体物，氮磷等营养元素。水流绕行可增加停留时间，增加沉淀效果；当水流流经碎石笼透水墙时，一方面可使石笼各表面的生物膜发挥最大功效，拦截悬浮物，吸收同化有机物等，另一方面，透墙水体与绕流水体汇合形成错流，使水体充分交换，不存在死角；底部吸附基质可大量吸附污染物质；水生植物亦可拦截吸收同化污染物质。（3）排水流量大小不影响本发明处理工艺。在大流量时段，来水能顺利通过净污池并得到净化；在小流量时，来水可蓄在净污池内，得到净化。（4）本发明施工安装便捷且易推广实施。不需大量基建工程，施工安装方便，在农田可广泛应用，且多级串联应用可提高整体处理效果。

附图说明

附图1是灌区稻田排水沟串联湿地净污系统示意图（3组串联为例）。

附图2是湿地净污池平面示意图。