[发明专利]一种模拟草本植被过滤带防治农业面源污染的装置及方法

说明书

本发明公开一种模拟草本植被过滤带防治农业面源污染的装置及方法，具有供水装置、布水系统、土槽系统与径流收集系统。通过供水装置内的径流污染物经布水系统供给至土槽系统内盛装的基质。土槽系统与水平面夹角通过角度调节装置调节，模拟实际环境中草本植被实际所种植场实际坡度，并由径流收集系统用于收集土槽内基质的表面流、壤中流出和下渗流。本发明室外室内模拟草地过滤带阻滞和拦蓄污染径流过程，相较于原位试验来说，本发明更经济、更灵活。

技术领域

本发明涉及农业面源污染防治领域，尤其涉及一种模拟草本植被过滤带防治农业面源污染的装置及方法。

背景技术

据《第一次全国污染源普查公报》结果显示，农业面源污染是我国地表水体污染的主要来源，总氮和总磷排放分别占地表水体污染负荷总量的57.2％和67.4％。大量的污染源通过地表径流或者地下径流进入水体。

草地过滤带通常设置在污染源和受纳水体间，阻滞和拦蓄上游区域的农业污染径流，将污染物资源化、无害化和稳定化处理。虽然草地过滤带具有构建和维护成本少，易推广等特点，但是有调查显示在我国北方地区对其研究，并将其工程化应用的研究较少。

在草地过滤带的研究中，常采用的是原位试验法。原位试验法虽然直观反映出各种情况，但是野外条件复杂且控制难度高，尤其当涉及到观察壤中流和下渗流时，需要处理挡墙和下渗面，一是工程量大，成本高，另外对土壤造成扰动，不可避免地造成了水土流失。

构建人工模拟装置进行研究，投资成本低、方法简单、可操作性强，不仅可以提高研究效率，而且不对生态环境造成破坏，是值得研究并被广泛采用的一种方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种模拟草本过滤带净化农业面源污染的研究装置及方法，用以解决原位试验法的成本高、破坏环境、灵活性差等缺陷。

本发明模拟草本植被过滤带防治农业面源污染的装置，具有供水装置、布水系统、土槽系统与径流收集系统。

其中，供水装置用于为土槽系统供给径流污染物，并经布水系统输送至土槽系统。土槽系统用于盛装基质，还具有角度调节装置调节土槽系统与水平面间的夹角。径流收集系统用于收集土槽内基质的表面流、壤中流出和下渗流。

针对上述模拟草本植被过滤带防治农业面源污染的模拟方法，具体步骤如下：

步骤1：在土槽内填装需测量草本植被实际所种植场景的基质，在基质上播撒需实验草本植被的草种，待生长到达设定高度时，开始试验。

步骤2：根据需测量草本植被实际所种植场景的实际坡度，通过升降结构将土槽的角度调整至与实际坡度一致。

步骤3：在供水装置内配置草本植被实际所种植场景的农业污染径流。

步骤4：开启恒流泵，使污染径流经恒流泵送入土槽中，此时由径流收集系统开始收集表面流、壤中流和下渗流。

步骤5：到达试验设计的径流时间后，关闭恒流泵，继续收集径流，直至没有径流流出。

步骤6：记录各径流收集器内的径流体积，并各径流收集器对径流中污染物进行检测，计算草本植被过滤带对径流污染物的截留效率。

本发明的优点在于：

1、本发明模拟草本植被过滤带防治农业面源污染的装置及方法，可在室外室内模拟草地过滤带阻滞和拦蓄污染径流过程。

2、本发明模拟草本植被过滤带防治农业面源污染的装置及方法，可判断不同径流量、不同污染浓度、不同污染物、不同坡度、不同草本植物、不同基质等条件下对农业面源污染的截留情况，以及明确地表径流、地下径流进入水体情况。

3、本发明模拟草本植被过滤带防治农业面源污染的装置及方法，相较于原位试验来说，本发明更经济、更灵活。