[发明专利]一种紫色土旱坡地农业面源污染三级生态防控系统

说明书

本发明公开了一种紫色土旱坡地农业面源污染三级生态防控系统，包括：山坪塘系统、梯级水田系统以及人工湿地系统；山坪塘系统设置于垂直于等高线且距离坡顶2/3处；梯级水田系统设置于垂直于等高线且位于山坪塘下方；人工湿地系统设置于垂直于等高线且位于水田系统下方；山坪塘系统、梯级水田系统以及人工湿地系统之间通过生态沟渠进行串联；本发明能够实现农业面源污染的多级防控，达到控制面源污染的目的，使排出的水体达到Ⅱ类水标准，且能实现环境友好，使流失的氮磷营养元素再利用，保护土壤结构，实现土壤可持续利用。并将系统中种植的强吸收氮磷的植物用做绿肥和饲料，减少化肥的使用，从而减少能源的消耗。

技术领域

本发明涉及农业面源污染防控领域，具体地说，特别涉及一种紫色土旱坡地农业面源污染三级生态防控系统。

背景技术

农业面源污染是指在农业生产活动中，农田中的泥沙、营养盐等其他污染物，在降水或灌溉的过程中，通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏，进入水体而形成的面源污染。农业面源污染是自然因素和人为因素共同作用下产生的，强降水为地表径流的产生和冲刷提供了物质和动力条件，在低山及低山丘陵区，农业面源污染尤为严重。

过量和不合理施用化肥所带来的养分流失成为我国农业面源污染最主要的来源之一。过量施肥容易破坏土壤结构，使土壤板结、酸化，加速了土壤养分的流失。三峡库区水土流失严重，加上农民的不合理的耕种方式和过量施肥，耕地中剩余的化肥等污染物随着土壤侵蚀和地表径流进入水体，从而造成农业面源污染。

三峡库区是长江中上游地区重要的生态屏障区，对整个长江流域生态安全发挥着重要作用。三峡库区地貌类型以低山丘陵为主，坡度大于15°的农用地占49.1％，耕地中约有60％为坡耕地，抗蚀性较差的紫色土占库区总面积的70％以上，森林植被人为破坏较为严重，加之降雨相对集中，使诱发三峡库区农业面源污染发生的风险加大。三峡水库蓄水后，库区水面变宽、水体流速变缓，水环境由原来典型的河流水体转变为类似湖泊水体，水体对污染物的自净能力减弱，水环境容量降低。三峡库区作为全国极为重要的敏感生态经济区，农业面源污染发生的可能性和危害性均十分显著，库区日趋严重的农业面源污染问题亟待解决。

目前三峡库区紫色土坡耕地农业面源污染严重，其防控研究少，且只关注源头污染，从合理施肥的来缓解氮磷的释放量，只从氮磷的释放量去控制面源污染，并未利用多级串联防控，将流失的氮磷营养元素再利用，来达到减少面源污染的目的，尤其没有关注三峡库区坡耕地农业面源污染的生态防控及流失氮磷的再利用，减少对肥料能源的消耗。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种紫色土旱坡地农业面源污染三级生态防控系统。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种紫色土旱坡地农业面源污染三级生态防控系统，包括：山坪塘系统、梯级水田系统以及人工湿地系统；所述山坪塘系统设置于垂直于等高线且距离坡顶2/3处；所述梯级水田系统设置于垂直于等高线且位于山坪塘下方；所述人工湿地系统设置于垂直于等高线且位于水田系统下方；所述山坪塘系统、梯级水田系统以及人工湿地系统之间通过生态沟渠进行串联；

旱坡地各地块边缘以生态沟渠连接，将径流引入所述山坪塘系统中；所述山坪塘系统前设置有第一沉沙凼；所述梯级水田系统前设置有消力池；所述人工湿地系统前设置有第二沉沙凼；所述人工湿地系统与汇水口之间设置有第三沉沙凼；

其中，坡耕旱地与水田面积之比约为5:3-5:2；旱坡地地表径流在系统中的消纳时间为两次降雨的间隔。

进一步地，所述山坪塘系统包括山坪塘的容积及其中种植吸收氮磷强的植物，连接山坪塘及各地块的生态沟渠，以及生态沟渠底部种植的沉水植物和挺水植物，沟壁种植的牧草。

进一步地，所述山坪塘系统为二级梯式布置，水流进入一级山坪塘一端，然后从另一端进入二级山坪塘。所述山坪塘系统总容积约为500m³。