專利名稱：過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于面源污染控制工程領(lǐng)域，尤其涉及了一種過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠。
背景技術(shù)：
農(nóng)田面源污染是指在農(nóng)田生產(chǎn)活動(dòng)中，氮素和磷素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥以及其他有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物質(zhì)，隨著降水或灌溉過(guò)程，通過(guò)農(nóng)田的地表徑流和農(nóng)田滲漏而形成的環(huán)境污染，主要包括化肥污染、農(nóng)藥污染、畜禽糞便污染、農(nóng)田固體廢棄物污染等。隨著農(nóng)田種植過(guò)程中肥料用量的不斷增加，農(nóng)田土壤中氮、磷含量及氮、磷流失量不斷增加，造成了農(nóng)田土壤及水體環(huán)境污染加劇。目前，農(nóng)業(yè)面源污染已成為我國(guó)湖泊、河流等水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因，而農(nóng)田面源污染由于區(qū)域大、范圍廣、難治理，成為農(nóng)業(yè)面源污染中重要因素。相關(guān)研究表明，農(nóng)田氮、磷的流失主要是通過(guò)農(nóng)田徑流流失或淋洗滲漏流失等途徑，控制農(nóng)田徑流污染的生態(tài)攔截技術(shù)是從遷移途經(jīng)上對(duì)農(nóng)田面源污染進(jìn)行控制，主要包括濕地工程技術(shù)、生態(tài)溝渠技術(shù)、濱岸緩沖帶控制技術(shù)和人工多水塘技術(shù)等，其中濕地工程技術(shù)、人工多水塘技術(shù)對(duì)農(nóng)田周邊自然環(huán)境要求較高，且需占據(jù)大量農(nóng)田土地，投入成本也較高。近年來(lái)，針對(duì)農(nóng)田生態(tài)攔截技術(shù)研究較多，如:例如:公開(kāi)號(hào)為CN102094407A的發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枮?01010616311，名稱為農(nóng)田徑流污染生態(tài)攔截溝渠，涉及一種集農(nóng)田排水與防控農(nóng)田非點(diǎn)源污染于一體的農(nóng)田徑流污染生態(tài)攔截溝渠，但該溝渠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，大面積農(nóng)田應(yīng)用成本較高；公開(kāi)號(hào)為CN102211820A的發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枮?01110079288，名稱為一種面源污染治理方法，涉及一種采用菌根技術(shù)治理面源污染的方法，能夠強(qiáng)化面源污染截留工程中植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收能力和吸收效率，但此發(fā)明中菌根技術(shù)的生產(chǎn)、應(yīng)用與推廣性均有很強(qiáng)限制性；公開(kāi)號(hào)為CN1823564A的發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枮?00610037908.5，名稱為菜地土壤氮磷徑流控制生態(tài)攔截方法，涉及一種菜地土壤氮磷徑流控制生態(tài)攔截方法，采用構(gòu)建生態(tài)攔截帶及攔截·溝，但生態(tài)攔截帶建造需占用較多的土地面積。以上研究應(yīng)用局限性較大，技術(shù)投入成本較高，推廣難度較大，且我國(guó)農(nóng)田普遍存在主要排水渠道為混凝土結(jié)構(gòu)溝渠，針對(duì)此種溝渠排水系統(tǒng)面源攔截方面的研究較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供了一種簡(jiǎn)單高效、實(shí)用經(jīng)濟(jì)、易于維護(hù)、便于推廣的防治農(nóng)田面源污染的過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠，可解決農(nóng)田地塊混凝土結(jié)構(gòu)排水渠較難實(shí)現(xiàn)面源污染攔截的問(wèn)題，有效攔截農(nóng)田種植排水中N、P等營(yíng)養(yǎng)元素，從而遏制周邊水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的問(wèn)題。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決:
過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠，包括渠體，所述的渠體為混凝土結(jié)構(gòu)，其橫截面為梯形；所述渠體底部設(shè)置有過(guò)濾箱，過(guò)濾箱沿渠體長(zhǎng)度方向間隔錯(cuò)位布設(shè)，內(nèi)部填充有高吸收氮磷的陶粒、砂石，所述渠體內(nèi)設(shè)置有生態(tài)浮床，其形狀為長(zhǎng)方形，尺寸可根據(jù)渠道尺寸設(shè)定，其結(jié)構(gòu)為成型環(huán)保PE材料，浮床上種植對(duì)N、P等營(yíng)養(yǎng)元素具有高效吸收能力且環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的多年生水生植物。作為優(yōu)選，所述的渠體內(nèi)布設(shè)有水體溢流調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥高度稍高于排水渠日常水面高度。該溢流調(diào)節(jié)閥能夠有效控制排水渠中水量，降低水體流速，增加水體水力停留時(shí)間，促進(jìn)水體中泥沙的沉降，增強(qiáng)過(guò)濾箱及生物浮床對(duì)農(nóng)田排水氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的吸附、吸收作用，降低農(nóng)田徑流水排水量，從而增進(jìn)渠道對(duì)農(nóng)田排水面源污染的過(guò)濾、攔截效果。作為優(yōu)選，所述的相鄰兩個(gè)過(guò)濾箱之間的距離為50-200cm。作為優(yōu)選，所述的過(guò)濾箱的寬度占渠體底部寬度的50-60%，高度高于渠道日常水位。作為優(yōu)選，所述的過(guò)濾箱箱體四壁由網(wǎng)狀鐵絲結(jié)構(gòu)構(gòu)成，過(guò)濾箱內(nèi)部填充有高吸收氮磷的陶粒、砂石，并采用紗網(wǎng)包裹，防止其隨水流沖走。由于過(guò)濾箱中基質(zhì)材料對(duì)農(nóng)田排水氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的吸附具有飽和性，因此，每季度需對(duì)過(guò)濾箱中基質(zhì)進(jìn)行更換，以保證過(guò)濾箱 對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的持續(xù)高效吸收性。作為優(yōu)選，所述的生態(tài)浮床內(nèi)搭配種植有澤苔(Caldesiaparnassifolias、、路易斯安娜鳶 f^(Lristectorum)、菖蒲 iAcoruscalamus Linn)香燕草(Jfydrocotylevu lgari s )、聚草 Qfyri ophyllumspi ca turn )。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:
(I)溝渠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)用，能夠有效解決農(nóng)田地塊混凝土結(jié)構(gòu)排水渠較難實(shí)現(xiàn)面源污染攔截的問(wèn)題，可以與農(nóng)田溝渠相結(jié)合，在現(xiàn)有渠道基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，不需另外占用農(nóng)田土地，且建造成本合理。(2)過(guò)濾箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，制造成本低廉，布設(shè)方便，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單便捷，且對(duì)農(nóng)田徑流水氮、磷吸附能力強(qiáng)。(3)生態(tài)浮床的設(shè)置為混凝土渠道融入生態(tài)攔截手段，且所選草種有著很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力、繁殖能力、氮磷吸收能力，并有著較好的耐受性，且種植成本較低，易于收割、維護(hù)，景觀美化性強(qiáng)，能夠提升生態(tài)溝渠對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的消納能力。(4)水體溢流調(diào)節(jié)閘的設(shè)置可有效增加溝渠中農(nóng)田排水的水力停留時(shí)間，促進(jìn)水體中泥沙的沉降，充分提升渠道對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、吸附能力。(5)本發(fā)明日常運(yùn)行、維護(hù)成本合理，簡(jiǎn)單便捷，推廣應(yīng)用性強(qiáng)。


圖1是本發(fā)明排水渠橫斷面示意 圖2是本發(fā)明排水渠整體布設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1至附圖2與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
實(shí)施例1
在以本發(fā)明為前提下進(jìn)行實(shí)施，以太湖流域某典型蔬菜集約化種植基地為示范對(duì)象。如圖1所示，該蔬菜基地主排水渠結(jié)構(gòu)為混凝土溝渠，全長(zhǎng)720米，渠道上寬2米，下寬I米，橫斷面為梯形，在渠道兩側(cè)分布有若干農(nóng)田排水入口，因此，可直接利用原有渠道進(jìn)行過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠改造。
如圖2所示，其為過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠結(jié)構(gòu)布設(shè)平面圖。在農(nóng)田排水口下游農(nóng)田排水排入此排水渠渠段以及排水渠中重污染渠段蛇形布設(shè)對(duì)農(nóng)田廢水氮、磷具有一定過(guò)濾功能的簡(jiǎn)易過(guò)濾箱1，箱體四壁由網(wǎng)狀鐵絲結(jié)構(gòu)構(gòu)成，尺寸為長(zhǎng)60cm、寬40cm、高40cm,其固定在渠底，內(nèi)部填充高吸收氮磷的陶粒、砂石等基質(zhì)材料。在溝渠中分段布設(shè)生態(tài)浮床2，其結(jié)構(gòu)為成型環(huán)保PE材料，尺寸為長(zhǎng)150cm、寬80cm，浮床上搭配種植具有良好凈水效果，較強(qiáng)耐污能力，便于收割及較高景觀價(jià)值的水生植被:澤苔(Caldesiaparnassi folias )^ 路易斯安効β 鳶尾(Lris tec torum ) > 菖蒲(AcoruscalamusLinn)香燕草(Hydroco tyle vulgari51)、聚草(Myriophyllumspica turn )。在渠道中分段布設(shè)水體溢流調(diào)節(jié)閥3，根據(jù)排水溝渠水量情況及日常水位，調(diào)節(jié)閥高度設(shè)置為30cm。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在示范區(qū)經(jīng)過(guò)兩年有效的運(yùn)行、維護(hù)，與2010年相比，2012年全年入河氮污染負(fù)荷減排33%，入河磷污染負(fù)荷減排41%，排水量減少23%，在農(nóng)田原有溝渠基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)溝渠改造，不僅達(dá)到有效改善示范區(qū)農(nóng)田排水水質(zhì)，遏制周邊水體富營(yíng)養(yǎng)化加劇的作用，同時(shí)提升示范區(qū)景觀效果，節(jié)約農(nóng)田土地資源，防止農(nóng)田水土流失，達(dá)到因地制宜、成本合理、實(shí)用高效、保持水土、維護(hù)便捷的效果?？傊?，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵 蓋范圍。
權(quán)利要求
1.過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠，包括渠體，其特征在于:所述的渠體為混凝土結(jié)構(gòu)，其橫截面為梯形；所述渠體底部設(shè)置有過(guò)濾箱(I)，過(guò)濾箱(I)沿渠體長(zhǎng)度方向間隔錯(cuò)位布設(shè)，所述渠體內(nèi)設(shè)置有生態(tài)浮床(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠，其特征在于:所述的渠體內(nèi)布設(shè)有水體溢流調(diào)節(jié)閥(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠，其特征在于:相鄰兩個(gè)過(guò)濾箱(I)之間的距離為50-200cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠，其特征在于:所述的過(guò)濾箱(I)的寬度占渠體底部寬度的50-60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾 型生態(tài)混凝土排水渠，其特征在于:所述的過(guò)濾箱(I)內(nèi)部填充有高吸收氮磷的陶粒或砂石，并采用紗網(wǎng)包裹。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠，其特征在于:所述的生態(tài)浮床(2)內(nèi)搭配種植有澤苔、路易斯安娜鳶尾、菖蒲、香菇草、聚草。
全文摘要
本發(fā)明屬于面源污染控制工程領(lǐng)域，公開(kāi)了一種過(guò)濾型生態(tài)混凝土排水渠，包括渠體，所述的渠體為混凝土結(jié)構(gòu)，其橫截面為梯形；所述渠體底部設(shè)置有過(guò)濾箱，過(guò)濾箱沿渠體長(zhǎng)度方向間隔錯(cuò)位布設(shè)，所述渠體內(nèi)設(shè)置有生態(tài)浮床、水體溢流調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，制造成本低廉，布設(shè)方便，實(shí)用高效，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單便捷，且對(duì)農(nóng)田徑流水氮、磷吸附能力強(qiáng)，可有效解決周邊水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的問(wèn)題，應(yīng)用推廣性強(qiáng)。
文檔編號(hào)C02F9/14GK103233445SQ20131013464
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者單立楠, 何云峰, 陳英旭, 連煦, 劉意立, 黃倩, 陳杰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)