农田径流氮磷生态拦截沟渠构建技术规范db-2008
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农村黑臭水体治理技术指南引言为贯彻落实《关于推进农村黑臭水体治理工作的指导意见》《农村黑臭水体治理工作指南》《关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》《关于加强农村生态环境保护促进乡村振兴的通知》《农业面源污染治理与监督指导实施方案》《关于深入推进美丽城市建设的意见》,科学指导农村黑臭水体治理工作,解决农村突出水环境问题,提升农村人居环境质量,有效改善农村生态环境,结合城市实际,制定本文件。
1范围本文件提供了农村黑臭水体排查、治理技术、效果评估、长效管理的建议。
本文件适用于城市省农村黑臭水体排查治理工作。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
农田灌溉水质标准粪便无害化卫生要求渔业水质标准畜禽养殖业污染物排放标准城镇污水处理厂污染物排放标准畜禽粪便还田技术规范污水排入城镇下水道水质标准畜禽粪便无害化处理技术规范农村生活垃圾处理导则室外排水设计标准农村生活污水处理工程技术标准污水自然处理工程技术规程畜禽养殖业污染治理工程技术规范人工湿地污水处理工程技术规范有机肥料农田径流氮磷生态拦截沟渠塘构建技术规范河湖生态疏浚工程施工技术规范农村生活污水处理设施水污染物排放标准池塘养殖尾水排放标准水和废水监测分析方法(第四版)(增补版)人工湿地水质净化技术指南3术语和定义3.1农村黑臭水体 rural black-odorous water各县(市、区)行政村(社区等)范围内颜色明显异常或散发浓烈(难闻)气味的水体。
3. 2农村生活污水 rural domestic sewage农村居民生活、农村公共服务设施产生的污水。
注:农村居民生活产生的污水,主要包括厨房污水、生活洗涤及沐浴污水和厕所污水。
3.3 畜禽粪污无害化处理sanitation treatment of fecal residue and wastewater利用高温、好氧、厌氧发酵或消毒等技术使畜禽粪污达到卫生学要求的过程。
生态拦截沟渠
“这条沟看似不起眼,其实设有不少‘机关’,作用还真不小。
”鄞州区农业农村局农产品质量安全管理站站长朱烈带着我们沿生态
拦截沟往前走。
在靠近沟渠末端的位置,笔者发现,里面安装了底泥捕获井、透水坝以及放置了活性炭的脱氮除磷模块。
朱烈说,生态砖和植物的作用是稳定沟边泥土,防止水土流失。
底泥捕获井、透水坝大都设在沟的中间或末端。
井的作用是让流下来的少部分泥土沉积下去,坝的功能是让水流速度慢下来,便于脱氮除磷模块最大限度吸附流失的氮磷。
脱氮除磷模块的作用如同脱排油烟机里的过滤网,用久了可以取出来。
笔者看到,在生态拦截沟的尾部,装有小型节制阀,沟渠里的水通过阀门排入了西江河。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910248329.2(22)申请日 2019.03.29(71)申请人 浙江农林大学地址 310000 浙江省杭州市临安区武肃街666号(72)发明人 曹玉成 徐坚 蔡飞翔 张肖剑 庄倩倩 胡玉梅 (74)专利代理机构 浙江杭知桥律师事务所33256代理人 王梨华 陈丽霞(51)Int.Cl.C02F 3/32(2006.01)C02F 3/34(2006.01)E02B 11/00(2006.01)(54)发明名称一种农田氮磷生态拦截沟渠系统的构建方法(57)摘要本发明涉及农业面源污染防治领域,公开一种农田氮磷生态拦截沟渠系统的构建方法,包括工程措施和生态措施,工程措施包括以下措施:设有一道沟渠(4),在农田排水口处设有水位调节积泥池(1);在沟渠(4)的底部设有低位生态坝(2);在低位生态坝(2)下游的沟渠底部设有下沉式生态净化池(3);生态措施包括以下措施:在沟渠(4)底部种植优势沉水植物(41);向沟渠(4)中投加底栖软体动物(42);在沟渠(4)埂上种植防控病虫害的草本植物。
本发明利用生态和工程措施的配合,防止农田水土流失和沟渠淤积,确保沟渠维持一定的生态水位,强化沟渠对农田退水的污染拦截能力,同时也有利于维系农田沟渠的生物多样性且实施的成本低。
权利要求书2页 说明书6页 附图1页CN 110104779 A 2019.08.09C N 110104779A权 利 要 求 书1/2页CN 110104779 A1.一种农田氮磷生态拦截沟渠系统的构建方法,包括工程措施和生态措施,其特征在于:工程措施包括以下措施:设有一道沟渠(4),在通向沟渠(4)的农田排水口处设有水位调节积泥池(1);在沟渠(4)的底部每间隔50~200m设置一座低位生态坝(2);在低位生态坝(2)下游的沟渠底部设有下沉式生态净化池(3);生态措施包括以下措施:在沟渠(4)底部种植优势沉水植物(41);向沟渠(4)中投加底栖软体动物(42);在沟渠(4)埂上种植用于防控病虫害的草本植物。
生态沟渠水生植物对农区氮磷面源污染的拦截效应研究一、本文概述随着农业生产的快速发展,氮磷等营养物质的大量使用导致了严重的面源污染问题,对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
农区生态沟渠作为自然水体与农田之间的过渡地带,具有拦截和净化农田径流中氮磷等污染物的重要功能。
水生植物作为生态沟渠的重要组成部分,通过吸收、吸附和转化等作用,对农区氮磷面源污染具有显著的拦截效应。
因此,研究生态沟渠水生植物对农区氮磷面源污染的拦截效应,对于保护和改善农业生态环境、促进农业可持续发展具有重要意义。
本文旨在探讨生态沟渠水生植物对农区氮磷面源污染的拦截效应,通过文献综述和实地调查相结合的方法,分析水生植物在生态沟渠中的作用机制及其对氮磷污染物的拦截效果。
通过文献综述,梳理国内外关于生态沟渠水生植物拦截氮磷污染的研究进展和存在的问题;结合实地调查,选取典型的农区生态沟渠作为研究对象,通过野外原位实验和室内模拟实验,探究水生植物对氮磷污染物的吸收、吸附和转化等过程;根据实验结果,评估水生植物在生态沟渠中对氮磷面源污染的拦截效果,并提出相应的管理建议和技术措施。
本文的研究结果将为农区生态沟渠的规划和设计提供科学依据,为水生植物在农业面源污染治理中的应用提供理论支持和实践指导。
本文的研究也有助于提高人们对农业面源污染问题的认识和重视程度,推动农业生态环境保护和可持续发展的进程。
二、文献综述随着农业活动的日益频繁和集约化,氮磷等营养物质的过量排放已成为导致水体富营养化的重要因素。
农区氮磷面源污染的有效控制对于维护水生态环境质量至关重要。
近年来,生态沟渠作为一种新型的生态工程技术,在拦截和净化农田排水中的氮磷污染物方面表现出显著潜力。
生态沟渠通过模拟自然水体的生态功能,结合水生植物的吸收、微生物的降解以及底泥的吸附等多重作用机制,实现对农田排水中氮磷的有效去除。
国内外学者对生态沟渠及其中的水生植物在拦截农区氮磷面源污染方面进行了大量研究。
不同类型沟渠对农田氮磷流失的拦截效果摘要:为探究不同类型沟渠对农田径流水中氮磷的拦截效果及其机理,分别针对3种类型的农田排水沟渠(生态拦截沟渠、简易土质排水沟渠、混凝土板型沟渠)进行试验。
结果表明,生态拦截沟渠对农田径流水中的氮磷元素可以起到明显的拦截作用,几种养分(总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、可溶性磷)的降低幅度在31.81%~58.21%之间,净化效果明显高于简易土质排水沟渠和混凝土板型沟渠。
总体来看,生态拦截沟渠对氮磷元素等污染物有较好的净化作用,可以减轻周围环境受到的水体污染。
关键词:沟渠;农田径流;生态拦截;氮磷流失中图分类号:X712文献标志码: A文章编号:1002-1302(2016)04-0361-05近年来,随着对点源污染控制能力的不断增强,农业面源污染对水体质量和生态系统影响的比例和危害越来越突出,特别是长三角地区。
研究表明,该区域的化肥平均施氮量已超过300 kg/hm2,远高于国家为防止化肥污染而制定的225 kg/hm2 的标准[1]。
长三角地区化肥和农药的施用量越来越大,导致该区域农业面源污染问题也日趋严重[2]。
农田排水渠作为农田径流污染物的主要排放点和湖泊、河流营养性污染物的主要输入源,对农田径流污染物的净化效果将直接影响该地区农业面源污染的危害程度[3]。
生态化的排水沟渠既可以作为农田降雨径流的排水通道,还可以通过其内部种植的植物拦截、滞留、吸收随农田排水流失的氮磷元素,实现生态拦截氮磷元素的目的[4-7]。
但到目前为止,关于生态沟渠的构建以及生态沟渠与其他不同类型的农田排水渠拦截效率横向对比的研究报道比较少。
因此,本研究以生态沟渠为主要对象,对比上海郊区常见的其他2种不同类型的农田排水渠,系统探究不同生态阻断系统对于农田排水渠氮磷随水流失拦截效率的影响[8],为生态沟渠更有效地净化氮磷等面源污染物提供量化数据,进而为上海地区农业面源污染的优化控制提供重要的科学依据。
江苏省苏州质量技术监督局发布2009-03-01实施2009-03-01发布农田径流氮磷生态拦截沟渠构建技术规范DB3205/T 157-2008DB3205苏州市农业地方标准B 05前言本标准在编写结构、内容和格式等方面均符合GB/T 1.1—2000《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则》和GB/T 1.2—2002《标准化工作导则第2部分:标准中规范性技术要素内容确定方法》。
本标准由苏州市农林局提出。
本标准起草单位:苏州市绿色食品行业协会、苏州市相城区虞河蔬菜产销合作社。
本标准主要起草人:秦伟、施赞红、吴钰明。
农田径流氮磷生态拦截沟渠构建技术规范1 范围本标准规定了农田径流氮磷生态拦截沟渠构建的术语和定义、总则、生态沟渠设计、生态沟渠构建、生态沟渠效果与检测及生态沟渠管理。
本标准适用于农田地表径流生态拦截沟渠的构建。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB 50288-1999 灌溉与排水工程设计规范SL 18-2004 渠道防渗工程技术规范SL/T 246-1999 灌溉与排水工程技术管理规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本规程。
3.1生态拦截采用生物技术、工程技术等措施对农田径流中的氮、磷等物质进行拦截、吸附、沉积、转化及吸收利用,从而对农田流失的养分进行有效拦截,达到控制养分流失,实现养分再利用,减少水体污染物质的目的。
3.2生态沟渠在农田系统中构建成一定的沟渠,在沟渠中配置多种植物,并在沟渠中设置透水坝、拦截坝等辅助性工程设施,对沟渠水体中氮、磷等物质进行拦截、吸附,从而净化水质。
这样的沟渠称为生态沟渠。
4 总则根据“兼顾农田排水和生态拦截功能,因地制宜,循环利用,生态降解”的原则,充分利用原有排水沟渠,对农田排水沟渠进行一定的工程改造,建成生态拦截型沟渠系统,使之在具有原有的排水功能基础上,增加对农田排水中所携带氮磷等养分的吸附、吸收和降解等生态功能。
5 生态沟渠设计应符合GB 50288-1999和SL 18-2004要求。
5.1 密度、布局生态沟渠建设密度应能满足农田排水要求和生态拦截需要,一般为每hm2农田100m生态沟渠。
一般分布在农田四周与农田区外的河道之间。
5.2 生态沟渠组成生态拦截型沟渠系统主要由工程部分和生物部分组成,工程部分主要包括渠体及生态拦截坝、节制闸等,生物部分主要包括渠底、渠两侧的植物。
5.3 工程设计5.3.1 渠体设计渠体的断面为等腰梯形,上宽1.5m,底宽1.0m,深0.6m。
渠壁、渠底均为土质(见图1)。
5.3.2 拦水节制闸坝设计在生态沟渠的出水口用混凝土建造拦截坝,拦截坝的高度为0.5m,低于排水沟渠渠埂0.1m,拦截坝总长为0.6m,总宽为1.25m,并在拦截坝上建一个排水节制闸。
排水节制闸的闸顶高程为0.45m,闸底高程设计为0.1m,闸孔净高设计为0.35m,闸孔净宽设计为0.4m,闸门采用直升式平面钢闸门。
排水口底面离渠底20cm,根据需要可将拦截沟渠的水位分为20cm(旱作)、50cm(种植水稻及水生蔬菜)溢流2种状态(见图2)。
5.3.3 透水坝设计透水坝是基于人工湿地原理和快速渗滤机理而开发的非点源控制新技术,它针对平原河网地区河网密集、水力坡降小的地形特点,以及农业非点源污染的时空不均匀性,用砾石或碎石在河道中的适当位置人工垒筑坝体,利用坝前河道的容积贮存一次或多次降雨的径流,通过坝体的可控渗流来调节坝体的过流量,同时抬高上游水位,为下游的处理单元提供“水头”。
它既可以拦蓄径流,也具有一定的净化效果,由于径流在坝体内具有一定的停留时间,所以通过坝体表面种植的植物及“根区”(植物根系及根系附近的微生物形成的微环境)的共同作用,能够降解径流中的氮、磷等营养物质。
透水坝其剖面为梯形复式结构,坝坡的边坡系数为1∶1~1∶2.5,用炉碴、碎砖等多孔材料建成与渠体断面相对称的渗漏型生态拦截坝,坝高0.4m,与渠埂持平,宽0.3m。
(具体见图3)。
图3透水坝断面和纵切面示意图透水坝分布在沟渠中,起址坝离拦水节制闸坝前1m,以后每间隔50m设1座。
5.3.4 材料选择根据GB 50288-1999和SL 18-2004要求进行。
5.4 生态沟渠的植物设计5.4.1 植物选择要求对N、P营养元素具有较强吸收能力,生长旺盛,具有一定的经济价值或易于处置利用,并可形成良好生态景观的植物。
5 4.2 植物的配置构建植物是生态拦截型沟渠的重要组成部分。
生态沟渠中的植物可由人工种植和自然演替形成,沟壁植物以自然演替为主,人工辅助种植如狗牙根(夏季)、黑麦草(冬季),沟中种植夏季如空心菜、茭白,冬季如水芹。
也可全年在水底种植菹草、马来眼子菜、金鱼藻等沉水植物。
5.4.3 植物的管养水生植物死亡后沉积水底会腐烂,向水体释放有机物质和氮磷元素,造成二次污染,因此沟渠的水生植物要定期收获、处置、利用。
减少沟渠堤岸植物带受岸上人类活动、沟渠水流、沟渠开发等的影响,保护生态多样性。
沟底淤积物超过10cm、或杂草丛生,严重影响水流的区段,要及时清淤,保证沟渠的容量和水生植物的正常生长。
农田排灌沟渠清理不要彻底清理沟渠,要保留部分植物和淤泥。
6 生态沟渠构建因地制宜, 等高开沟,保证水流平缓,延长滞留时间,提高拦截效果。
生态沟渠采用梯形断面、复式断面和植生型防渗砌块技术,系统主要由工程部分和植物部分组成,它的两侧沟壁和沟底均由蜂窝状水泥板组成,两侧沟壁具有一定坡度,沟体较深,沟体内相隔一定距离构建小坝减缓水速、延长水力停留时间,使流水携带的颗粒物质和养分等得以沉淀和去除。
夏季在沟壁孔中隔行种植如多年生狗牙根植物,沟底种植如空心菜;冬季在沟壁孔剩余行中如种植黑麦草,在沟底种植如水芹。
所选择的植物生长旺盛,形成良好的生态景观。
不同等高的生态沟渠之间通过节制闸连接。
农田排水口与生态沟渠排水口距离50m以上。
7 生态沟渠效果与检测以农田排水口、生态沟渠出水口水体作为生态沟渠水体净化的检测取样点。
测定样品中氮磷等污染物浓度,分析生态沟渠拦截、净化效果。
一般生态沟渠对农田排水总氮、总磷的平均去除率分别达到50%和40%。
8 生态沟渠管理应符合SL/T 246—1999规定要求。
《农田径流氮磷生态拦截沟渠构建技术规范》编制说明一、任务来源农业面源污染已成为我国重大的水环境问题,化肥的过量施用导致了氮磷等营养物质的大量流失,造成湖泊等水体的富营养化,使之失去生产和生活的使用价值,并可能造成地下水污染甚至食品污染。
农业面源COD、N、P的污染负荷已占水体污染负荷中的1/2-2/3。
据报道,钱塘江流域水体污染负荷中工业水污染源占6.38%,生活污染源15.61%,农业面源占78.01%。
我国农田化肥平均施用水平375公斤/公顷,大大超出发达国家设置的225公斤/公顷的安全上限;在农业发达的太湖、巢湖等地区农田面源污染相当严重,其中太湖地区化肥施用平均水平(折纯量)高达443公斤/公顷,浙江省嘉兴、衢州等地高达530公斤/公顷,其稻麦轮作系统农田养分的净排放负荷:氮为34.1公斤/公顷,磷为19.4公斤/公顷。
太湖蓝藻事件暴发后,关于农田地表径流、渗漏养分的生态拦截技术的研究兴起。
生态沟渠技术就是其中一种。
生态沟渠是一种新型具有农田排水和拦截净化农田排水氮磷污染物功能于一体的新型沟渠。
目前生态沟渠尚处于试验示范阶段,根据中科院南京土壤所在太湖流域进行农田生态沟渠的试验研究,生态沟渠系统能减缓水速,促进流水携带颗粒物质的沉淀,并通过生态沟渠中植物对水体中养分进行吸收和拦截,从而实现对农田排出养分的控制。
二、编制过程及编制依据在标准编制过程中,起草小组成员为保障标准的科学性、准确性、实践性和可操作性,以杨林章等人的生态沟渠对农田排水总氮、总磷的去除效果的试验结果为基础,结合农田排水沟渠的相关设计,融会贯通,力求技术指标更先进、合理,适宜农田生产氮磷的拦截,达到国内先进水平。
本标准农田生态沟渠的工程设计主要依据国家标准(GB 50288-1999 灌溉与排水工程设计规范)和国家水利部行业标准(SL 18-2004 渠道防渗工程技术规范和SL/T 246-1999 灌溉与排水工程技术管理规程)制订。
具体生态拦截的材料选择、技术要求和实现目标的依据是中国科学院南京土壤研究所杨林章等人的试验结果,农业面源污染控制的生产实践,特别是针对太湖流域农田非点源污染严重的现状,结合当地实际情况提出了一种新的生态工程学解决方法———生态拦截型沟渠系统的农田排水总氮、总磷的去除效果研究的实践。
三、预期的社会经济效果重点遵循氮磷及水土流失的发生机理与规律,研发可适用于不同土地特征的营养物就地截留技术,在氮磷迁移过程中实现农田面源污染截留最大化。
在单项技术研发成功的基础上,集成农田氮磷流失控制技术,建立农田氮磷流失减量化集成技术示范点。
本套农田径流生态拦截拦截沟渠塘的实施,为改善该地区的农田田埂、沟渠、河道的植被种群结构,优化农田,沟渠、河道的生态系统及景观组成,改善农田等生境,同时为有效拦截农田氮磷流入太湖,控制太湖水体富营养化,改善该地区的总体环境起到了积极的作用。
通过本标准的贯彻实施定会产生很好的社会、经济、和生态效益。
四、标准的贯彻实施建议本标准发布实施后,要加强其宣传与知识培训,促进其推广,使广大农户充分认识到实施标准的重要意义,尽快掌握、运用本标准,积极引导农民按标准要求进行规范化灌溉与管理,尽可能减少农田径流中氮磷的流失,减少面源污染。
同时,加大实施本标准的执法力度,依据本标准,政府有关职能部门定期和不定期对生态沟渠的建设管理进行监督检查,减小农田流失氮磷进入水体的风险。