1.本发明属于农业面源污染技术领域，具体涉及一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法。


背景技术：

2.农业非点源污染是分布最广且最重要的污染之一，农业种植过程中的氮、磷通过农田渗透、地表径流、扩散、农田排水等进入与农田毗邻的受纳水体使得区域受纳水体富营养化，对水体质量和生态系统造成了严重的威胁。
3.沟渠作为农田的排水系统，不止是农田水分的“调节器”，更是农田与河流、湖泊之间的过渡带，其有着农田排水和生态湿地的功能，不仅起到排洪防涝的作用，也能截留、净化农田排水中的污染物。在暴雨季，农田多余水分可以通过沟渠及时排出，沟渠同样是农田污染物氮、磷等农业面源物的汇集地，也是使得毗邻受纳水体富营养化的营养物质输出源之一。为此，诸多学者研究了农田排水过程中生态沟渠的调控以降低农业面源污染，运用农田排水沟渠来削弱沟渠水体中的污染负荷。
4.目前，有关生态沟渠控制农业面源污染的专利大都集中在制备生态混泥土、混泥土板材、沟渠内铺设各种类型的生态砖或水泥板、投放外源污染拦截器、沟渠内整体砌水泥砂石墙、沸石、陶粒等填充、生态沟渠内种植吸附性水生植物和藻类植物等，这些方法虽然对污染物达到了一定的拦截效果，但其造价成本高、过程繁琐、易堵塞、耗材耗力、不易运行管理。
5.此外，治理农业面源污染的技术还有植被缓冲带、植被过滤带、生态塘、人工湿地等净化措施，然而以上方法却有一定的局限性，占地面积太大，很难大范围的推广应用，更无法适用于山地、丘陵及坡耕地土壤蓄水性差的流域尺度上的农作区。因此，针对山地、丘陵和坡耕地等污染严重农作区，根据实际情况设计一种减少流域沟渠水体污染物的梯级拦截方法，是解决农田正常排水，且减少水体污染物的有效方法。


技术实现要素：

6.本发明旨在解决上述技术问题，提供一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，所述方法以流域内农田为源，利用沟渠两侧木桩栅栏及沟底隔段所种植物进行梯级拦截，使得农田流失的氮磷污染物被沟渠内所种植物吸收、拦截、吸附，达到从源头降低并利用沟渠水体中氮磷污染物，以减轻水体污染。
7.本发明的技术方案为：
8.一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，包括以下步骤：
9.(1)构建生态沟渠：所述生态沟渠包括沟渠主体和木桩栅栏，所述木桩栅栏设置于所述沟渠主体的两侧；所述沟渠主体两侧有边坡，所述边坡与所述木桩栅栏之间设置有土壤覆盖条带；所述沟渠主体的底部沿水流方向设置有多个种植区和多个裸露区，所述种植区和所述裸露区间隔设置；
10.(2)种植植物：于所述土壤覆盖条带上种植能净化水质的匍匐植物；于所述种植区内种植可吸收氮磷污染物的草本植物，所述草本植物为狗牙根、香根草和象草，每个所述种植区内各种植一种，相邻种植区的草本植物种类不同。
11.进一步地，所述生态沟渠连接在农田与湖泊之间。
12.进一步地，所述沟渠主体的横截面为梯形。
13.进一步地，所述匍匐植物为狗牙根。
14.进一步地，所述沟渠主体的底部沿水流方向每三个种植区内依次种植狗牙根、香根草和象草。
15.优选地，所述生态沟渠长500m，所述种植区和所述裸露区长度相同，所述种植区和所述裸露区均为8个。
16.优选地，所述生态沟渠呈弯曲状。
17.本发明的有益效果为：
18.本发明提以流域内农田为源，利用木桩栅栏和沟底植物进行护坡处理和拦截，不仅防止了沟壁坍塌，还可以在保证沟渠正常排泄防涝的情况下利用植物延缓沟渠水体的流速，延长农田排出的水在沟渠中的停留时间，更有利于流域中沟渠水体氮磷污染物的去除。本发明在流域内原有的沟渠基础上加以改造，工程量小、成本较低，通过在沟渠内沟壁两侧打上木桩，不但能达到稳固沟壁的效果，两侧边坡与木桩之间的土壤覆盖条带上的匍匐植物还能延缓水体进入沟渠的速度，同样这些植物能够吸收、拦截排水中的氮磷污染物。本发明沟底隔段种植的草本植物，避免暴雨季因土壤蓄水性差、沟渠堵塞发生洪涝让其能够正常排水，且这些草本植物能够梯级拦截吸收沟渠水体中的氮磷污染物，这些草本植物多年生，且易于存活，定期收割可用于当地农户家畜的青贮饲料，也带来了可观的经济效益。
附图说明
19.图1为实施例1的生态沟渠的横截面示意图；
20.图2为实施例1的生态沟渠的俯视示意图；
21.图3为实施例2的沟渠水体中tn浓度和去除率随顺河距离的变化图；
22.图4为实施例2的沟渠水体中tp浓度和去除率随顺河距离的变化图。
23.图1至图2中的附图标号为：1、沟渠主体；2、木桩栅栏；3、狗牙根；4、边坡；5、裸露区；6、香根草；7、象草。
具体实施方式
24.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.如图1和图2所示的一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，包括以下步骤：
27.(1)构建生态沟渠：所述生态沟渠包括沟渠主体和木桩栅栏，所述木桩栅栏设置于所述沟渠主体的两侧；所述沟渠主体的横截面为梯形，沟渠主体两侧有边坡，所述边坡与所
述木桩栅栏之间设置有土壤覆盖条带；所述沟渠主体的底部沿水流方向设置有多个种植区和多个裸露区，所述种植区和所述裸露区间隔设置；
28.(2)种植植物：于所述土壤覆盖条带上种植能净化水质的匍匐植物狗牙根；于所述种植区内种植可吸收氮磷污染物的草本植物，所述草本植物为狗牙根、香根草和象草，每个所述种植区内各种植一种，相邻种植区的草本植物种类不同。本实施例中，沟渠主体的底部沿水流方向每三个种植区内依次种植狗牙根、香根草和象草。
29.实施例2
30.为了验证实施例1的技术效果，本实验选择在蔗区流域内降雨期6-8月和非降雨期9-11月进行，在降雨期前布设沟渠实验点，沟渠位于丘陵蔗区流域内，呈现出弯曲形状，在暴雨期能够大量汇集蔗区地表径流，整个沟渠长500m，包含8段植物种植区和8个间隔裸露带，在雨后(非降雨期每月取4次)分别取各实验段入口和出口处的水样，对总氮(tn)和总磷(tp)浓度进行测定。测定结果如图3、图4所示。
31.实验结果表明：沟渠水体中的tn、tp浓度随入河距离呈现出一定的规律性变化，从上游到下游逐渐降低，且每一段试验区均是入口浓度高，经过一段距离的植物拦截后，在出口处浓度明显降低。整体沟渠中对沟渠水体tn的去除率为32.3％、tp的去除率为15.6％。这说明该梯级拦截方法对减少流域沟渠水体中氮磷污染物的去除效果较佳，不但对水体的氮磷污染物起到控制作用，所种植物在减轻农业面源污染的同时也创造了一定的经济价值，可用于连接在农田与湖泊之间。
32.上述说明是针对发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。


技术特征：
1.一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)构建生态沟渠：所述生态沟渠包括沟渠主体和木桩栅栏，所述木桩栅栏设置于所述沟渠主体的两侧；所述沟渠主体两侧有边坡，所述边坡与所述木桩栅栏之间设置有土壤覆盖条带；所述沟渠主体的底部沿水流方向设置有多个种植区和多个裸露区，所述种植区和所述裸露区间隔设置；(2)种植植物：于所述土壤覆盖条带上种植能净化水质的匍匐植物；于所述种植区内种植可吸收氮磷污染物的草本植物，所述草本植物为狗牙根、香根草和象草，每个所述种植区内各种植一种，相邻种植区的草本植物种类不同。2.如权利要求1所述的一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，其特征在于：所述生态沟渠连接在农田与湖泊之间。3.如权利要求1所述的一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，其特征在于：所述沟渠主体的横截面为梯形。4.如权利要求1所述的一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，其特征在于：所述匍匐植物为狗牙根。5.如权利要求1所述的一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，其特征在于：所述沟渠主体的底部沿水流方向每三个种植区内依次种植狗牙根、香根草和象草。6.如权利要求1所述的一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，其特征在于：所述生态沟渠长500m，所述种植区和所述裸露区长度相同，所述种植区和所述裸露区均为8个。7.如权利要求1所述的一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，其特征在于：所述生态沟渠呈弯曲状。

技术总结
本发明属于农业面源污染技术领域，具体涉及一种流域沟渠水体污染物的拦截净化方法，包括以下步骤:包括以下步骤：(1)构建生态沟渠；(2)种植植物：于所述土壤覆盖条带上种植能净化水质的匍匐植物；于所述种植区内种植可吸收氮磷污染物的草本植物，所述草本植物为狗牙根、香根草和象草，每个所述种植区内各种植一种，相邻种植区的草本植物种类不同。本发明以流域内农田为源，利用沟渠两侧木桩栅栏及沟底隔段所种植物进行梯级拦截，使得农田流失的氮磷污染物被沟渠内所种植物吸收、拦截、吸附，达到从源头降低并利用沟渠水体中氮磷污染物，以减轻水体污染的效果。减轻水体污染的效果。减轻水体污染的效果。


技术研发人员：李勇 黄智刚 陈婷婷 黄俣晴
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2021.11.02
技术公布日：2022/1/28