專利名稱：一種農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及一種農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
:目前我國(guó)共有60多萬(wàn)個(gè)行政村、250多萬(wàn)個(gè)自然村，居住近8億人。其中，約96%村莊無(wú)排水渠道和污水處理設(shè)施，生活污水隨意排放。農(nóng)村排放生活污水普遍存在水量水質(zhì)變化大、營(yíng)養(yǎng)元素含量較高、可生化性好等特點(diǎn)。當(dāng)降雨時(shí)，生活污水中污染物會(huì)隨降雨徑流向下游水體傳輸，一方面成為農(nóng)村飲用水潛在安全隱患；另一方面也是農(nóng)村水體富營(yíng)養(yǎng)化重要原因之一。我國(guó)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的中南農(nóng)村地區(qū)，排水管線覆蓋率低，有些偏遠(yuǎn)和落后村莊甚至無(wú)任何排水設(shè)施，因此迫切需要設(shè)計(jì)、構(gòu)建符合農(nóng)村實(shí)際的排水系統(tǒng)，以低成本投入、低資源消耗方式改善農(nóng)村水環(huán)境
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，在充分利用農(nóng)村原有地形地貌前提下設(shè)計(jì)、改造、構(gòu)建一種由溝渠-塘-濕地等結(jié)構(gòu)組合而成的農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)是由一級(jí)生態(tài)型排水溝、二級(jí)生態(tài)型排水溝、一階塘、二階塘和恢復(fù)濕地五部分組合而成的生態(tài)凈化系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)原理是通過(guò)各個(gè)子系統(tǒng)物理儲(chǔ)存、基質(zhì)吸附、沉淀作用、植被攔截與吸收作用以及微生物的吸收和降解作用，對(duì)農(nóng)村排水中污染物進(jìn)行截留、沉淀、吸附和降解，從而逐級(jí)降低污染物濃度，減少農(nóng)村排水污染負(fù)荷輸出。農(nóng)村生態(tài)型排水溝是對(duì)村莊原有排水溝進(jìn)行清淤、疏通、拓寬并將溝兩側(cè)的斜坡鋪設(shè)碎石塊加固，溝底部鋪撒l_2cm厚粗河沙增加促滲。排水溝底部和兩側(cè)斜坡自然生長(zhǎng)一些植物如水寥、狗牙根等，能起到截流、截污及局部貯存作用，此外植物發(fā)達(dá)根系能為微生物生長(zhǎng)與繁殖提供良好環(huán)境。一階塘和二階塘均是將原有村塘進(jìn)行清淤、改造、擴(kuò)建而成，一階塘和二階塘水深為40-120cm，面積為200-800m2，塘內(nèi)植被有空心蓮子草、菖蒲、蘆葦?shù)??；謴?fù)濕地是將原有荒廢的農(nóng)田進(jìn)行圍攏而成,恢復(fù)濕地水深為5_20cm,面積為400-800m2，恢復(fù)濕地中植被種類不少于9種，常見(jiàn)的如空心蓮子草、千屈菜、三棱草、蘆葦、
菖蒲、茭白等。針對(duì)我國(guó)中南經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)農(nóng)村地區(qū)分散型污水排放和降雨徑流污染特點(diǎn)，本發(fā)明充分利用農(nóng)村原有水體景觀結(jié)構(gòu)(溝渠、坑、塘、濕地等)，因地制宜地設(shè)計(jì)、改造、構(gòu)建農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)，能有效控制農(nóng)村水體污染，改善農(nóng)村水環(huán)境。


:附圖1為本發(fā)明實(shí)施例地理位置示意圖；附圖2為農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)平面設(shè)計(jì)附圖3為生態(tài)型排水溝剖面圖；附圖4為3場(chǎng)降雨徑流流量、TSS和COD濃度變化；附圖5為3場(chǎng)降雨徑流4種磷形態(tài)濃度變化；附圖6為3場(chǎng)降雨徑流3種氮形態(tài)濃度變化。
具體實(shí)施方式
:本發(fā)明具體實(shí)施例:
1.農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建
2010年，在安徽省巢湖中廟鎮(zhèn)牌坊陳村(附圖1)設(shè)計(jì)和構(gòu)建了農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)。農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)是由一級(jí)生態(tài)型排水溝、二級(jí)生態(tài)型排水溝、一階塘、二階塘和恢復(fù)濕地組合而成(附圖2)。
村里原有排水溝由于缺乏維護(hù)，半數(shù)以上已於堵，剩下的結(jié)構(gòu)較為單一，基本以分散排水為主，彼此之間缺乏聯(lián)系。因此在原有排水單元基礎(chǔ)上，對(duì)排水溝進(jìn)行清淤、疏通、拓寬并對(duì)溝兩邊的斜坡鋪設(shè)碎石塊加固，在溝底部鋪撒約2cm厚粗河沙增加促滲。排水溝底部和兩側(cè)斜坡自然生長(zhǎng)一些植物如水寥、狗牙根等，能起到截流、截污及局部貯存作用，此外植物發(fā)達(dá)根系能為微生物生長(zhǎng)與繁殖提供良好環(huán)境。生態(tài)型排水溝設(shè)計(jì)剖面結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖3，坡度α根據(jù)容納徑流量大小設(shè)定，一般tana在1: 1-3:1之間為宜。
村內(nèi)一階塘由于常年淤積，旱季干枯，雨季泛濫，不能達(dá)到塘基本地蓄水、截流、去污及水體景觀作用。為了構(gòu)建農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)需要，于2010年底對(duì)一階塘進(jìn)行清淤和疏浚，塘四周用石塊加固，并在塘邊種植了 20余株楊樹苗及鳶尾，從而恢復(fù)塘對(duì)徑流污染物截留、沉淀以及水體景觀等生態(tài)功能。
由于常年垃圾傾倒和生活污水排入，二階塘原來(lái)只是一個(gè)面積不足40m2的臭水坑，為了改善農(nóng)村水環(huán)境，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行挖掘、清淤、擴(kuò)容等一系列改造，使之恢復(fù)蓄水能力，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)徑流污染物截控作用。
二階塘出水口原本連接一塊面積約650m2荒廢農(nóng)田，根據(jù)農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，于2010年底將這塊閑置地四周用土攏起來(lái)用來(lái)存儲(chǔ)二階塘溢流。到2011年夏，已經(jīng)發(fā)展成為生長(zhǎng)有包括空心蓮子草、千屈菜、三棱草等約13種植物的恢復(fù)濕地。濕地能夠有效控制降雨徑流和減少水土流失；還能滯留顆粒物、有毒物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而控制水體污染改善水環(huán)境。
農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本特征見(jiàn)表I。
表I農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)基本特征
權(quán)利要求
1.農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)是一種改善農(nóng)村排水條件和截控降雨徑流污染新型技術(shù)，其特征包括一級(jí)生態(tài)型排水溝、二級(jí)生態(tài)型排水溝、一階塘、二階塘和恢復(fù)濕地五部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，一級(jí)生態(tài)型排水溝特征在于:溝底部寬度為10-20cm，溝深度為10-20cm,溝兩側(cè)斜坡有植被生長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，二級(jí)生態(tài)型排水溝特征在于:溝底部寬度為20-50cm，溝深度為20-50cm，溝兩側(cè)斜坡鋪設(shè)礫石(粒徑2-5cm)加固，溝底部鋪撒厚度為l_2cm粗河沙，溝底部和兩側(cè)斜坡均有植被生長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，一階塘和二階塘均是對(duì)原有村塘進(jìn)行清淤、改造、擴(kuò)建而成，一階塘和二階塘水深為40-120cm，面積為200-800m2，塘內(nèi)植被種類不少于3種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，恢復(fù)濕地是將原有荒廢的農(nóng)田進(jìn)行圍攏、改造而成的，恢復(fù)濕地水深為5-20cm，面積為400-800m2，恢復(fù)濕地中植被種類不少于9種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建方法。農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)是由一級(jí)生態(tài)型排水溝、二級(jí)生態(tài)型排水溝、一階塘、二階塘和恢復(fù)濕地五部分組合而成的生態(tài)凈化系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)原理是通過(guò)各個(gè)子系統(tǒng)物理儲(chǔ)存、基質(zhì)吸附、沉淀作用、植被攔截與吸收作用以及微生物的吸收和降解作用，對(duì)農(nóng)村排水中污染物進(jìn)行截留、沉淀、吸附和降解，從而逐級(jí)降低污染物濃度，減少農(nóng)村排水污染負(fù)荷輸出。農(nóng)村生態(tài)型排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建詳見(jiàn)摘要附圖。
文檔編號(hào)E03F5/10GK103161215SQ201110407770
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者單保慶, 唐文忠, 李楠 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心