一种利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水的方法

摘要

本发明属水处理环境技术领域，具体涉及一种利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水的方法。本发明工艺通过对圩区沟塘形态改造技术、圩区沟塘水系连通技术、基底修复改造技术、水生动植物恢复技术、水生植物浮床强化技术等生态修复组合技术的集成与优化，构建以水质改善为基础、以生态修复为核心、兼顾景观提升的圩区沟塘系统水质净化综合整治工程。该方法能够显著改善圩区沟塘水环境质量，实现水质净化与景观提升的有机结合。不仅有效减少圩区土地和水资源的浪费，还显著减少政府在圩区环境治理上物力、财力和人力的投入。而且，本发明工艺针对的是圩区沟塘受农业面源、工业点源、城镇农村生活及初期雨水等污染的多重污染水。

权利要求

1.一种利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水的方法，包括以下步骤：

1)圩区沟塘的形态改造与水系连通：

形态改造：即裁直取弯，将原来直线的沟塘水道改造成蜿蜒曲折的形态，在较小区域改成小S形，在较大区域改成多曲折的蛇形；

水系连通：即把圩区内大量分散的沟、塘通过挖沟或者铺设涵管连通起来；

在S型沟、蛇形沟或塘水下0.5-1.0m处架设推流器，使水体流动、活化；

2)圩区沟塘的基底修复与改造：包括淤泥疏浚和砾石带铺设；

底泥疏浚，将沟塘底泥挖去部分，保留底泥在0.8-1.3m；

砾石带铺设在S型或蛇形的沟中，每个砾石带长度为0.8-1.3m，相邻砾石带的高程差为

20cm，相邻砾石带的距离为2m，以2个砾石带或多个砾石带为一组，根据沟的长度及形态进行一组或多组的铺设；

3)圩区沟塘的边坡护理与加固：与水临近的边坡利用生态混凝土技术进行加固，缝隙里种植香蒲或芦苇，其他边坡部分可灌木、草本结合种植；

所述的灌木为迎春、月季、黄杨、杜鹃、檵木、枸杞中的一种或多种组合；

所述的草本为狗牙根、香根草、黑麦草、鼠尾草中的一种或多种组合；

4)圩区沟塘水生植物的种植和管理：包括挺水植物、浮叶植物和沉水植物的种植与管理；挺水植物包括香蒲、芦苇、菖蒲、再力花、慈姑、梭鱼草，种植在水位30-50cm的水域；浮叶植物包括睡莲、野菱，种植在水位50-80cm的水域；

沉水植物包括篦齿眼子菜、穗花狐尾藻、金鱼藻、苦草，种植在水位80-150cm的水域；水生植物采取繁殖体移栽的形式种植；后期管理包括病虫害的防控、残体的及时收割、第二年水生植物的补种或密度过大移除；

5)圩区沟塘水生动物的放养和管理：包括往圩区沟塘中投放螺类、贝类，每平方米放养种螺0.1-0.5kg，贝类0.5-1.0kg；

6)圩区沟塘生物强化反应器的构建与维护：在水位超过1.5m的水域，利用纯塑料模具构建长2m、宽1m的长方形水生植物浮床，每间隔2.0m设置一个；维护主要是水生植物床与水生植物的管理，与圩区沟塘水生植物后期管理相同。

2.根据权利要求1所述的方法，经过步骤1)和2)之后，水体的含氧量为5-15mg/L。

说明书

一种利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水处理环境技术领域，更具体涉及一种利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水的方法。

背景技术

[0002] 圩区是圈圩筑堤，抵御洪水，从事农业生产的地区。圩区因地势低洼，沟塘众多，水量较大。但随着工农业的快速发展、人民生活水平的提高及土地的不合理利用，圩区沟塘内之前的大量清水早已变成受农业面源污染、工业点源污染、城镇农村生活污染及初期雨水污染等的多重污染水，造成圩区沟塘生态系统的水质恶化、水生动植物多样性下降、生态系统退化、自净能力丧失，不能有效拦截污染，增加了入湖的营养负荷。因此，圩区沟塘生态系统对湖泊污染的治理与控制具有至关重要的作用。

[0003] 圩区沟塘，大都是因地势而成、相对独立、具有一定功能的天然或人工的沟或者塘，最初用来农田灌溉或者池塘养殖等。随着现代化农业和农村城镇化的发展，很多沟或者塘已不再被使用而被遗弃，沟塘水因无流动性和多重污染等原因逐渐成为“死水”，散发恶臭，严重影响圩区环境和人民生活。此外，现代生态沟渠的构建多倾向于农业灌溉，没有把圩区原有沟塘利用起来，也没有圩区沟塘水的净化，造成土地和水资源的浪费。因此，利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水既经济环保，又生态美观。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水的方法。通过多种技术集成，简单易行，操作方便，有效净化圩区多重污水，从根本上改善水质，提高水体的自净能力，同时全面提升圩区沟塘系统的景观效果。

[0005] 为了达到上述目的，本发明采用了以下技术措施：

[0006] 一种利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水的方法，包括以下步骤：

[0007] 1)圩区沟塘的形态改造与水系连通：

[0008] 形态改造：即裁直取弯，将原来直线的沟塘水道改造成蜿蜒曲折的形态，在较小区域可改成小S形，在较大区域改成多曲折的蛇形。

[0009] 水系连通：即把圩区内大量分散的沟、塘通过挖沟或者铺设涵管连通起来；

[0010] 在S型沟、蛇形沟或塘水下0.5-1.0m处架设推流器，使水体流动、活化；

[0011] 2)圩区沟塘的基底修复与改造：包括淤泥疏浚和砾石带铺设；

[0012] 底泥疏浚，将沟塘底泥挖去部分，保留底泥在0.8-1.3m；

[0013] 底泥太浅或太深均不利于后期水生植物的种植、固定和扎根。

[0014] 砾石带铺设在S型或蛇形的沟中，每个砾石带长度为0.8-1.3，相邻砾石带的高程差为20cm，相邻砾石带的距离为2m，以2个砾石带或多个砾石带为一组，根据沟的长度及形态进行一组或多组的铺设；

[0015] 砾石带的铺设可形成不同高度的基底，造就水下深浅滩，形成水流波浪，增加水体含氧量。

[0016] 优选的，经过步骤1)和步骤2)，水体的含氧量为5-15mg/L。

[0017] 3)圩区沟塘的边坡护理与加固：与水临近的边坡利用生态混凝土技术进行加固，缝隙里种植香蒲或芦苇，其他边坡部分可灌木、草本结合种植；

[0018] 所述的灌木为迎春、月季、黄杨、杜鹃、檵木、枸杞中的一种或多种组合；

[0019] 所述的草本为狗牙根、香根草、黑麦草、鼠尾草中的一种或多种组合。

[0020] 4)圩区沟塘水生植物的种植和管理：包括挺水植物、浮叶植物和沉水植物的种植与管理。挺水植物包括香蒲、芦苇、菖蒲、再力花、慈姑、梭鱼草，种植在水位30-50cm的水域；浮叶植物包括睡莲、野菱，种植在水位50-80cm的水域；

[0021] 沉水植物包括篦齿眼子菜、穗花狐尾藻、金鱼藻、苦草，种植在水位80-150cm的水域；水生植物采取繁殖体移栽的形式种植；后期管理包括病虫害的防控、残体的及时收割、第二年水生植物的补种或密度过大移除。

[0022] 5)圩区沟塘水生动物的放养和管理：包括往圩区沟塘中投放螺类、贝类，—般每平方米放养种螺0.1-0.5kg，贝类0.5-1.0kg。

[0023] 6)圩区沟塘生物强化反应器的构建与维护：在水位超过1.5m的水域，利用纯塑料模具构建长2m、宽1m的长方形水生植物浮床，每间隔2.0m设置一个；维护主要是水生植物床与水生植物的管理，与圩区沟塘水生植物管理相同。

[0024] 图1为本发明所述的方法构建的沟塘水系示意图。

[0025] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0026] 本发明工艺通过对圩区沟塘形态改造技术、圩区沟塘水系连通技术、基底修复改造技术、水生动植物恢复技术、水生植物浮床强化技术等生态修复组合技术的集成与优化，构建以水质改善为基础、以生态修复为核心、兼顾景观提升的圩区沟塘系统水质净化综合整治工程。该方法能够显著改善圩区沟塘水环境质量，实现水质净化与景观提升的有机结合。不仅有效减少圩区土地和水资源的浪费，还显著减少政府在圩区环境治理上物力、财力和人力的投入。而且，本发明工艺针对的是圩区沟塘受农业面源、工业点源、城镇农村生活及初期雨水等污染的多重污染水。

附图说明

[0027] 图1圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水俯视图示意图。

[0028] 图2圩区沟塘基底修复与改造截面图；

[0029] 上图是底部直接铺设砾石带造就水下深浅滩；

[0030] 下图是底部挖土后再铺砾石带造就水下深浅滩；

[0031] 箭头代表水流方向。

具体实施方式

[0032] 实施例1：

[0033] 一种利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水的方法，包括以下步骤：

[0034] 本实施例方法实施于合肥市包河区烟墩街道的牛角大圩西部，西南依派河大堤，其它方向均与圩区内农业区、居民区等紧邻。该区沟塘广布，圩区内面源污染、生活污水、初期雨水等通过沟渠从实施区西北端进入，从东南端经过沟塘生态系统净化处理后流出。治理前，方法实施区呈原生态状态，杂草丛生，水花生在沟塘内疯长导致部分区域淤积沼泽化，沟塘堵塞，无法流动，而且散发异味(未改造前数据TN 2.35mg/L，TP 0.98mg/L，叶绿素205.5mg/m3)。沟塘最大深度2m以上。本发明于2014年应用于牛角大圩沟塘生态系统的恢复，1-3月土方开挖、底泥疏浚、基地改造、沟塘连通、形态改造；4月水生动植物种植；5-10月连续6个月的运行。

[0035] 采用本发明利用圩区沟塘生态系统净化圩区多重污水的具体方法如下：

[0036] 1)圩区沟塘的形态改造与水系连通：

[0037] 裁直取弯：将直线的沟塘水道改造成蜿蜒曲折的形态，在较小区域可改成小S形，在较大区域可改成多曲折的蛇形。

[0038] 水系连通：将圩区大量分散的沟、塘通过挖沟或者铺设涵管连通起来，并在沟、塘内架设推流器(水下0.5-1.0m处)(QDT1.5/4-1400/2-36P低速推流器，上海斯麦特泵业制造有限公司)，使水体流动、活化；本实施例中，使用推流器控制水体流速控制在0.4-1.2m/s。

[0039] 圩区沟塘的基底修复与改造：

[0040] 底泥疏浚，将沟塘底泥挖去部分，保留底泥在1.0m，太浅或太深均不利于后期水生植物的种植、固定和扎根。

[0041] 砾石带铺设在沟中(S型或蛇形的沟中)，每间隔2m设置一个，每个长度为1.0m，相邻两个砾石带的水平高度差为20cm，形成不同高度的基底，造就水下深浅滩，形成水流波浪，增加水体含氧量。

[0042] 经步骤(1)和(2)的水体流速控制和砾石带的铺设，使得水体的含氧量在6-10mg/L范围内。

[0043] 3)圩区沟塘的边坡护理与加固：与水临近的边坡利用生态混凝土技术进行加固，缝隙里种植配置比例为1:1(棵数比例，下同)的香蒲和芦苇，其他边坡部分灌木、草本结合种植；。

[0044] 所述的灌木为迎春、月季、黄杨、檵木、枸杞，配置比例为2:2:2:1:2；

[0045] 所述的草本为狗牙根、鼠尾草、黑麦草，配置比例为3:1:2；灌木草本混搭，灌木外裸地全部铺设草皮。

[0046] 4)圩区沟塘水生植物的种植和管理：包括挺水植物、浮叶植物和沉水植物的种植与管理。挺水植物为香蒲、芦苇、再力花，配置比例为1:1:1，种植在水位30-50cm的水域；

[0047] 浮叶植物为睡莲、野菱，配置比例为2:1，种植在水位50-80cm的水域；

[0048] 沉水植物为篦齿眼子菜、穗花狐尾藻、金鱼藻、苦草，配置比例为1:1:1:1，种植在水位80-150cm的水域。

[0049] 水生植物采取繁殖体移栽的形式种植；水生植物后期管理包括病虫害的防控、残体的及时收割、第二年水生植物的补种或密度过大移除。

[0050] 5)圩区沟塘水生动物的放养和管理：主要包括往圩区沟塘中投放螺类、贝类等，在本实施例中，每平方米放养田螺种螺0.2kg，河蚬0.5kg。

[0051] 6)圩区沟塘生物强化反应器的构建与维护：在水位超过1.5m的水域，利用纯塑料模具构建长2m、宽1m的长方形水生植物浮床，每间隔2.0m设置一个；维护主要是水生植物浮床与水生植物的管理，与水生植物管理相同。

[0052] 以下为通过本实施例方法改造后，该圩区5-10月入水口及出水口各指标情况：

[0053] 2014年5月，水体流速0.5m/s，入口：TN 0.98mg/L，TP 0.34mg/L，叶绿素25.5mg/m3；出口：TN 0.77mg/L，TP 0.26mg/L，叶绿素10.2mg/m3；

[0054] 2014年6月，水体流速0.7m/s，入口：TN 1.19mg/L，TP 0.14mg/L，叶绿素33.9mg/m3；出口：TN 0.40mg/L，TP 0.01mg/L，叶绿素8.5mg/m3；

[0055] 2014年7月，水体流速1.0m/s，入口：TN 1.80mg/L，TP 0.06mg/L，叶绿素130.8mg/m3；出口：TN 0.33mg/L，TP 0.01mg/L，叶绿素15.3mg/m3。

[0056] 2014年8月，水体流速1.1m/s，入口：TN 1.98mg/L，TP 0.04mg/L，叶绿素33.5mg/m3；出口：TN 0.27mg/L，TP 0.01mg/L，叶绿素5.9mg/m3。

[0057] 2014年9月，水体流速0.8m/s，入口：TN 0.90mg/L，TP 0.17mg/L，叶绿素40.3mg/m3；出口：TN 0.31mg/L，TP 0.04mg/L，叶绿素8.6mg/m3。

[0058] 2014年10月，水体流速0.6m/s，入口：TN 0.95mg/L，TP 0.24mg/L，叶绿素25.1mg/m3；出口：TN 0.39mg/L，TP 0.06mg/L，叶绿素4.3mg/m3。

[0059] 连续6个月的运行记录表明，圩区沟塘生态系统对圩区多重污水的净化效率较高。