一、基本原理

为了更好的完成流域退水生态系统联控与自净能力提升示范工程建设，我们提出一种用于农业退水污染防控的生态沟渠系统及构建方法。用于构建农田退水污染防控的生态沟渠系统，本系统包括毛渠、支渠、库/塘和干渠。在各种渠和库/塘中通过利用生态及工程手段截留氮磷营养物质和泥沙，达到水质净化和减少水土流失的功能。

农田退水进入沟渠，在植被及工程边坡的基础上对泥沙和悬浮物进行拦截，同时对部分氮磷进行吸收利用。支渠种植本土植物，在渠底种植水植物，同时在渠底及后部利用基质材料对氮磷进行吸收利用，减少水体中的氮磷及悬浮颗粒物污染。水体进入库/塘在水生植物、动物及微生物的作用下对氮磷进行进一步的吸收固定，达到净化目的。最后水体通过干渠进入河流中，在干渠中水质进一步净化。最后达到控制水体氮磷污染，减少水土流失的举措。

二、工艺流程

在农田内构建毛渠、支渠、库/塘和干渠。毛渠、支渠间隔分布于农田中，毛渠与支渠相通，将进入毛渠的农田退水排入支渠中；支渠与库/塘相通，将支渠中的农田退水排入至库/塘中；库/塘与干渠相通，以便库/塘中的水经干渠排出。

其原理在于毛渠的渠底、边坡上种植有本土植物，毛渠进入支渠的入口处设置有多级石阶，以实现对农田退水中泥沙等悬浮物的截留；支渠中间隔设置有不透水的土质拦截坝，相邻拦截坝间设置有透水坝，支渠的渠底铺设有陶粒、砂石和砾石组成的颗粒状基质吸附材料，以实现对退水中氮磷等营养物质的吸附，支渠的边坡上垒筑一层带孔砖或石笼并种植护岸植物、设置人工水草；支渠的渠底种植有沉水植物、浮水植物和挺水植物，实现对农田退水的净化处理；支渠进入库/塘的入口处设置有石笼，实现对固体物质的阻隔；库/塘中种植有沉水植物、浮水植物和挺水植物，并在周边设置若干人工鱼槽，提供生物栖息地，以便恢复水生态系统；库/塘进入干渠的入口处设置有石笼堤坝，干渠中种植有挺水植物，干渠边坡上间隔设置有护岸木桩并种植有护岸植物。在农田退水的流动过程中达到水质净化和退水回用的目的。

三、技术创新点及主要技术经济指标

1、主要创新点：立足于土地流转新形势下，在减轻农田退水氮磷污染的基础上，农田退水水质净化再利用的新模式。

2、主要的建设技术参数：

（1）毛渠的构建：修整毛渠，进行生态改造，根据易于将农田中的水排出的布局原则，挖掘宽度为30～60cm、深度为50～120cm、边坡比为1:1.0～1:1.5；种植本地植物，以稳固毛渠结构，防止水土流失和氮磷的污染；设置多级石阶，用于阻挡和沉淀农田排水中携带的泥沙等悬浮物.

（2）支渠的构建：修整支渠，按照宽度为120～240cm、深度为100～200cm、边坡比为1:2.0～1:2.5，对原有支渠进行修整和生态改造，构建出横截面为梯形的支渠，同时将支渠的渠底和边坡整平；设置支渠边坡；然后在支渠边坡底部垒筑一层带孔砖或石笼，最后在带孔砖或石笼的孔内种植护坡植物；护坡植物按照淹水边坡种植挺水植物、上部边坡种植根系发达的本土植物的原则；修建土质拦截坝，在支渠中每200m修建2～3个不透水的土质拦截坝；然后在相邻两拦截坝之间修建多个透水坝，并在支渠的渠底铺设陶粒、砂石和砾石组成的颗粒状基质吸附材料，以实现对农田退水中氮磷等营养物质的吸附；种植植物和布置人工水草，在支渠内种植挺水植物、浮水植物和沉水植物；设置石笼，在支渠进入水塘的入口处沿水流方向布置石笼。

（3）库/塘的构建：挖掘库/塘，根据当地降水量和饱和持水量设计库/塘容量，按照库/塘内水位不低于库/塘总深度2/3的原则挖掘库/塘，库/塘用于存储和净化农田退水，并且在农田需灌水时回灌农田；设置石笼堤坝，在库/塘进入干渠的出口处设置石笼堤坝，石笼堤坝的顶部处于干渠深度的2/3处；种植植物，在水塘内种植挺水植物、浮水植物和沉水植物，以实现对农田退水的净化处理；设置鱼槽，在库/塘中放置人工鱼槽，以增加库/塘湿地生态系统的稳定性，促进库/塘中污染物的降解。

 （4）干渠的构建：修整干渠，按照宽度为240～500cm、深度为200～400cm、边坡比为1:2.0～1:2.5的尺寸,构建横截面为梯形的干渠；采用木桩护岸并栽种护岸植物，在干渠边坡上垒筑一层带孔砖或石笼，并在干渠的边坡上间隔打入木桩，实现干渠边坡的防护；同时在带孔砖或石笼的孔内种植护坡植物；护坡植物按照淹水边坡种植挺水植物、上部边坡种植根系发达的本土植物的原则，在干渠的边坡上种植护岸植物；种植植物，在干渠内种植挺水植物，以实现干渠对水体的净化。

3、主要的技术指标

退水沟渠氮、磷削减30%。

四、技术来源及知识产权概况

已申请两项发明专利。

（1）一种用于农田退水污染防控的生态沟渠系统及构建方法（申请号：201610546685.9）

（2）一种集约化农田排水系统（申请号201611228484.0）