[发明专利]一种生态化低洼坑塘及其在农田径流和灌溉退水净化中的应用

说明书

本发明提供了一种生态化低洼坑塘，属于生态工程技术领域，所述生态化低洼坑塘包括顺次连接的反硝化墙、挺水植物净化区、沉水植物净化区、石灰石除磷墙；所述反硝化墙位于农田与低洼坑塘之间；所述挺水植物净化区、沉水植物净化区、石灰石除磷墙位于低洼坑塘内部。所述生态化低洼坑塘因地制宜的对现有低洼坑塘进行微地形生态化改造后，通过强化农田径流和灌溉退水中的氮素反硝化过程和磷素化学吸附过程，有效削减农田径流和灌溉退水的氮磷污染输出；大大提高了农田径流和灌溉退水脱氮除磷效果，具有不占用土地资源、工程量少、不需要维护的优点。

技术领域

本发明属于生态工程技术领域，尤其涉及一种生态化低洼坑塘及其在农田径流和灌溉退水净化中的应用。

背景技术

近年来，我国农业生产过程中化肥和农药的施用量越来越大，导致农业面源污染日趋严重，据报道，上海、浙江、江苏、安徽等地的化肥施用量已超出300kg/hm²，高于国家为防止化肥污染而制定的225kg/hm²标准。农业氮、磷的流失直接加速了湖泊、河流等封闭性水体和半封闭性水体富营养化水平，如江苏太湖农业面源污染的氮量占入湖总氮量的73％，安徽巢湖约有52％的总磷和70％的总氮来自农业。

目前，常见的农村面源控制技术包括植被缓冲带、生态沟渠、人工湿地等。其中，植被缓冲带需占用大量土地，工程量大，工程措施覆盖范围有限，不利于大范围的推广；生态沟渠技术能够汇集农田径流和灌溉退水，但水体滞留时间较短，对氮素、磷素拦截效果不突出；湿地工程技术，水力负荷小时，占地面积较大，而对高负荷污拦截效果有限。

河道附近的塘堰作为农田与水体之间的一个过渡带，具有排水和生态湿地双重功效，成为目前农业非点源污染防治研究的热点。尤其在广大的丘陵地区，农田径流和灌溉退水通常在地势较低的区域汇集型形成低洼坑塘，坑塘再通过排水管道与排水沟道相通，低洼坑塘成为丘陵区农田径流和灌溉退水的重要节点。如何对低洼坑塘进行有效利用，实现脱氮除磷，生化改造是目前应对农田径流和灌溉退水污染需要解决的一个问题。

现有农田径流和灌溉退水基本直接通过排水沟渠汇集到低洼坑塘，然后直接汇入主沟道，没有任何缓冲和净化过程；其次，目前土地资源非常有限，农田分布密集，而许多生态工程技术需要占用大量耕地，不适合大范围的推广；最后，现有措施阻控能力具有单一性和局限性，对农田面源污染的氮磷去除效果不显著。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生态化低洼坑塘及其在农田径流和灌溉退水净化中的应用，所述生态化低洼坑塘因地制宜的对现有低洼坑塘进行微地形生态化改造后，实现处理农田径流和灌溉退水污染的处理，克服了单一形式的生态工程技术应对农田径流和灌溉退水污染处理效果不足的局限性，所述生态化低洼坑塘通过强化农田径流和灌溉退水中的氮素反硝化过程和磷素化学吸附过程，有效削减农田径流和灌溉退水的氮磷污染输出；大大提高了农田径流和灌溉退水脱氮除磷效果，具有不占用土地资源、工程量少、不需要维护的优点。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种生态化低洼坑塘，包括顺次连接的反硝化墙、挺水植物净化区、沉水植物净化区、石灰石除磷墙；所述反硝化墙位于农田与低洼坑塘之间；所述挺水植物净化区、沉水植物净化区、石灰石除磷墙位于低洼坑塘内部。

优选的，所述反硝化墙由木屑和土壤混合构成。

优选的，所述木屑和土壤的体积比为1：(1.5～2.5)。

优选的，所述反硝化墙位于地面以下，所述反硝化墙的深度为0.8～1.2m，所述反硝化墙的宽度为1.8～2.2m。

优选的，所述挺水植物区位于低洼坑塘的浅水区，所述挺水植物区水深小于0.5m；所述挺水植物区种植美人蕉和植菖蒲；所述美人蕉靠近反硝化墙种植，所述植菖蒲靠近挺水植物净化区种植。