技术简介:根据当地稻田沟渠众多、沟渠中水流速度不快的实际条件,充分利用现有的自然资源条件,对稻田区排水沟渠进行一定的工程改造,建成了生态拦截型沟渠系统,使之在具有原有的排水功能基础上,增加对稻田排水中所携带氮磷养分的去除、降解生态功能。生态沟渠系统主要由拦截箱和植物部分组成。拦截箱由箱体、基质和植物组成。箱体四周为孔状结构,水流能顺利进出箱体,内充基质。拦截箱有助于沟体拦截水流,降缓水速,其中填充的基质对水体中的营养物质具有吸附作用,它和生长其上的植物共同组成一个功能完整的小单元,拦截箱有选择性地在沟渠水体污染严重地段或沟渠系统末端摆放以加强沟渠系统的去除功能。拦截箱每隔3m在沟底布置呈S型排布。将现有硬质化沟渠改为生态型渠道,即在硬质板上留适当的孔,供作物或牛鞭草等生长。沟渠植物部分主要在沟底种植多年生芦苇,该作物在当地生长旺盛,生态景观良好。对沟渠中的水体和稻田田面水中的氮磷平均每隔半个月进行定期检测;在刈割和收获前进行植株取样;水稻收获后对沟渠底泥采样。水样主要的分析项目为TN、氨氮、硝氮、TP、磷酸根态磷;植株、土壤和底泥的主要分析项目为氮磷含量。最终通过对现有排水沟渠进行工程改造,设计拦截箱,并构建植物体系,建成具有排水和氮磷截留功能的生态拦截型沟渠。利用稻田下水沟渠,根据沟渠结构和输水规律,在其中设置外排水N、P拦截生态沙箱系统,并构建相应的植物体系。具体工艺为:(1)沟渠清淤;(2)重塑沟渠结构500 m×3 m×1.5 m;(3)构建拦截沙箱2 m×1 m×0.8 m,主要滤料为沙子、硅藻土、炉渣;(4)设计沙箱间隔5 m;(5)在下游设置拦截坝3 m×1 m×0.8 m,调控水力停留时间。
取得的技术突破:优化了阻控沙箱的结构参数,确定了沙箱的沿程布置方法。通过该项技术的实施,对稻田外排水氮磷污染物进行进一步阻控,强化了氮磷污染物的截留效果。
应用效果:现场试验结果表明:长度约100 m的阻控系统可实现氮削减8%,磷削减34%。
经济性分析:生态沙箱基质为人工配置的滤料(沙子、硅藻土、炉渣),获取容易,管理方便,沙箱更换和位置调整灵活,技术成本低廉。
先进性分析:生态沙箱去除污染物的机理主要是物理过滤、化学吸附,不破坏稻田自然环境,不影响下水通畅,具有一定的技术先进性。
应用前景分析:该项技术操作简单易行,占地面积小,无运行成本,适宜于稻田下水线外排水水质的进一步保障,是稻田水与河流水体之间人工屏障,具有良好的应用前景。