浙江省农田氮磷生态拦截沟渠系统建设实例与分析建议

从平原地区排水生态沟渠系统建设、山区农田排水沟渠生态化改造、水源地等敏感区域排水沟渠生态化改造、以畈为单元的农田尾水“零排放”生态循环模式等方面遴选浙江省农田氮磷生态拦截沟渠系统的典型案例,总结其技术要求和建设成效,并分析存在的问题,如沟渠生态化改造不彻底、水生植物种植品种单一、重项目建设轻日常管护等,进而提出注重功能发挥、科学建设、长效运维的对策建议。     

上海地区农田排水沟生态化建设思路及方法

针对上海地区排水沟渠的建设特点,改变以往工程建设的观点,提出了不同类型排水沟生态化建设及改造的思路和方法,使其既能满足农田排水,又具有生态功能,对类似地区未来沟渠设计的改善具有重要意义。     

浙江省农田氮磷生态拦截沟渠系统功能实现结构化评估体系的探讨与实证

农田氮磷生态拦截沟渠系统利用沟渠在农田与河塘湖库之间水流“连通器”的优势,不需额外占用耕地,通过在渠内种植水生植物并建造透水坝、沉泥池、反硝化除磷装置等设施,实现底泥截留吸附、植物吸收与微生物降解转化等多种途径持留、吸收、固定或转移农田排水中的氮磷营养物质,是应用广泛的农业面源污染过程拦截技术。本研究构建了一套从生态沟渠系统发挥净化作用的机理出发进而推进氮磷拦截、生态修复、洁净排放、田园景观四大功能实现的评价指标体系,重点考核沟渠长度、护坡类型、水生植物种类、低水位堰、生态透水坝基质种类、运维情况等影响生态沟渠系统净化能力的直接建设内容及农田生态化建设情况,并对浙江省近3 a推广建设的生态沟渠系统进行实例评估。可以发现,通过3 a连续对生态沟渠系统的建设实施,浙江省正在逐步形成适应当地建设条件的生态沟渠系统建设技术体系,评分分数从各指标方面都有显著的提高,可见农田氮磷生态拦截沟渠系统已经成为浙江省农业绿色发展技术体系的重要组成部分,是浙江省农业面源污染治理和农田生态化建设的强有力工具。     

滇池北岸城郊农田生态沟渠构建及净化效果研究

[目的]提出一套适宜农村地区居民-农田混合类型污水处理方案。[方法]依据生态学原理,对滇池北岸梁家村原有农田沟渠进行生态学改造,扩大沟渠生态容量,强化其污水净化功能,并对其净化效果进行监测评价。[结果]对TN,TP,COD的平均浓度削减率,添加微生物的生态沟渠分别为70.3%,66.6%,73.7%,未添加微生物的生态沟渠为48.3%,60.6%,58.0%,而传统渠渠则为30.1%,23.8%,18.4%。[结论]农田生态沟渠不仅污水净化效果显著,而且不另占用土地,具有应用推广价值。     

生态沟渠水质净化能力评估中浓度测定与通量测定方法的比较

农田生态沟渠是强化农田沟渠净化能力的农业面源污染治理技术，沟渠水质监测对于评估生态沟渠水质净化能力与保证运维工作的及时进行有着至关重要的指导意义。目前普遍采用沿程浓度变化来表征生态沟渠水质净化，但对于流速变化较大的沟渠而言，浓度差无法正确反映流经生态沟渠内污染物的数量。通量是污染物浓度与流量的乘积，表征的是既考虑了浓度的变化，又考虑了水体流量等特征的变化，因此，本文将选取浙江省5条生态沟渠，同时通过测定浓度差与通量差来描述生态沟渠。通过分析两者的相关关系发现：4条沟渠流速比较稳定，污染物浓度差与通量差之间的线性相关好，可用浓度差来代替通量差表征沟渠净化效果，从而节省评估工作量，对于流速变化较大的沟渠，通量是表征沟渠净化效果更为合理的方式。     

贵州草海湿地农田沟渠水质污染特征及其治理研究

为研究农田生态沟渠对面源污染物的去除效应,于2013年春、夏两季对贵州草海城郊农田不同类型沟渠采集水样进行分析,运用综合水质标识指数法等对排污沟渠、人工生态沟渠和农田自然沟渠的水质污染状况进行评价.结果表明,高原湿地农田沟渠TN含量春季低于夏季,TP含量春季高于夏季,TN是水体中的主要污染因子,农田沟渠水质污染严重,人工生态沟渠与自然沟渠相对比氮磷的去除率提高了20～30个百分点,出水区综合水质类别达到Ⅱ类.     

现代农业沟渠生态化设计关键技术及其应用

以四川省芦山县生态沟渠工程建设项目为例,综合考虑渠道生产、生活、生态、景观等功能,从渠道的断面形式、衬砌方式、护坡样式、水生植物、生态景观化等方面进行研究,设计了一种新型的生态化精细灌排沟渠,介绍了构建该沟渠的设计原则和关键技术。对构建的生态化沟渠的综合效果评价结果表明:生态化沟渠处理方案的最终得分为84.65,等级属于良,优于普通沟渠处理方案(最终得分为77.90,等级属于中);虽然沟渠生态化处理工程在经济性及操作管理方面与普通沟渠处理方案没有显著差异,但在处理效果和废水回收利用方面表现出了一定的优势,如沟渠生态化设计对污染物的去除效果好,出水回收利用率及达标率较高。说明沟渠生态化工程设计具有良好的生态性、经济性和可持续性。     

诸暨市农田生态沟渠系统建设路径分析

农田氮磷生态拦截沟渠系统建设,是浙江省在全国率先提出并唯一全面实施、具有浙江辨识度的标志性农田生态工程。本文以诸暨市的实践为例,对其探索将农田氮磷生态拦截沟渠系统建设与绿色防控、农田减肥减药相结合的创新技术模式进行总结,分析个案的工作路径、创新做法和实际成效。     

不同类型沟渠对农田氮磷流失的拦截效果

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。     

生态拦截沟工程及景观设计的应用实践

温州市龙湾区于2018年启动建设的农田氮磷生态拦截沟渠示范项目,在氮磷生态拦截的基础上,优化景观设计功能,辅以生物复合菌的功能,控制出水指标;采用设计和施工一体化的方式,在施工中开展动态水质检测与业主方水质抽测复核相结合的方法,更好地发挥生态拦截沟工程的综合效益,加强农田面源污染治理,创造良好的宜居环境。     

长江流域农田生态排水沟渠氮削减效应研究

为研究长江流域农田生态排水沟渠对总氮（TN）的削减效果,本研究收集长江流域生态排水沟渠的639项野外现场试验数据,通过Mann-Whitney U检验和K-W检验方法探究了不同植被类型、沟渠类型、强化措施类型、温度范围和进水浓度范围等因子对生态排水沟渠TN削减效率的影响。结果表明：在农田生态排水沟渠中,不同植被类型中的多种人工植被对TN削减效果最好,平均削减效率为47.72%;沟渠类型为边坡半衬砌（沟壁材质为部分混凝土,沟底材质为全土）对TN去除效果最佳,其平均削减率为58.18%;强化措施类型中,添加基质类和设置拦截类强化措施的生态排水沟渠对TN削减效果最好,其平均削减效率为54.24%;气温处于>25~35℃时生态排水沟渠TN削减效果更有效,而在低温环境下可以通过种植耐寒植物（绿狐尾藻、黑麦草等）提高削减率;沟渠进口TN浓度多数集中在>2~4 mg·L^-1之间,沟渠出口TN浓度主要分布在0~2 mg·L^-1之间,TN进口浓度为>2~4 mg·L^-1时沟渠TN削减效果最佳;不同浓度条件下,沟渠选择种植多种人工植被,对沟壁进行半衬砌,设有强化措施都能有效提高TN的净化效果; TN削减效率与水力停留时间、沟渠长度、水深呈现正相关;在多种因素最优的情形下,TN表面去除负荷随着TN进口浓度增大而增大。研究表明,长江流域农田生态排水沟渠选择多种人工挑选的植被、沟渠类型选择边坡半衬砌、同时添加基质类和设置拦截类强化措施更能有效地削减TN,并且控制气温在>25~35℃和进口浓度为>2~4 mg·L^-1来削减TN,另外延长沟渠长度和控制水体的水深、水力停留时间可更好地削减TN。     

农田面源污染生态沟渠生态净化效能评估

在长三角地区某水稻种植密集区,建设农田面源污染沟渠塘生态净化工程,并根据水流方向对各区域生态沟渠的作用和污染物去除效果进行评价。结果表明,生态沟渠对农田径流中氮、磷具有显著的去除作用,最高去除率分别可达74.13%、68.63%。但各周期污染物去除作用波动较大,需要从维持植物高生物量、植物残体清理和沟渠水位恒定等方面继续改进,同时为保证工程的长效运行,应建立"区-镇-村"于一体的梯度式运行管理机制。     

生态沟渠净化水体营养污染物质的研究进展

具有独特的植物-底泥-微生物系统的生态沟渠,在水体营养污染物的去除方面具有巨大的应用优势.文章从生态沟渠的植物种类、构造、微生物和其它运行操作因素等方面,综述了影响生态沟渠处理效果的技术要素,总结了生态沟渠在实际工程应用的进展,提出了现有生态沟渠处理技术存在的应用局限性和改进的措施,并对生态沟渠处理系统未来的发展方向进行了展望.     

生态沟渠吸收氮磷效果研究

采用模拟沟渠试验,研究了9种水生植物吸收氮磷能力的差异,并选择氮磷吸收能力较好品种构建生态沟渠和氧化塘,研究其氮磷吸收效果。结果表明,种植水生植物后模拟沟渠水中氮磷残留量显著减少,美人蕉、狐尾藻、珍珠梅、海寿花和茭白的生物量高,氮磷的吸收量大,其中种植美人蕉和狐尾藻效果最佳。农田排水中氮磷通过生态沟渠水生植物吸收后浓度显著降低;主沟总氮、可溶性氮和总磷浓度平均降低39.6%、40.1%和36.9%;支沟总氮、可溶性氮和总磷浓度可再平均降低6.6%、10.3%和13.6%;氧化塘总氮和总磷浓度可再降低17.7%和13.3%。生态沟渠可有效拦截水体氮磷,具有净化水质的良好生态效益。     

生态沟渠吸收氮磷效果研究（英文）

采用模拟沟渠试验,研究了9种水生植物吸收氮磷能力的差异,并选择氮磷吸收能力较好品种构建生态沟渠和氧化塘,研究其氮磷吸收效果。结果表明,种植水生植物后模拟沟渠水中氮磷残留量显著减少,美人蕉、狐尾藻、珍珠梅、海寿花和茭白的生物量高,氮磷的吸收量大,其中种植美人蕉和狐尾藻效果最佳。农田排水中氮磷通过生态沟渠水生植物吸收后浓度显著降低;主沟总氮、可溶性氮和总磷浓度平均降低39.6%、40.1%和36.9%;支沟总氮、可溶性氮和总磷浓度可再平均降低6.6%、10.3%和13.6%;氧化塘总氮和总磷浓度可再降低17.7%和13.3%。生态沟渠可有效拦截水体氮磷,具有净化水质的良好生态效益。     

华北集约化农田生态廊道构建技术

为解决华北集约化农田在提高粮食产能上,化肥过量使用造成沟渠的污染,而设计了一种农田生态廊道构建工程,可以有效减少农田总氮和硝态氮含量,增加生态多样性,保护农田昆虫生存环境,经济适用性强。     

3种湿地植物对农田沟渠水体氮、磷的消减作用

由于农业生产过程中过量施放化肥,农田氮、磷流失从而对周边水体产生一定的面源污染。为探讨水生植物种植对农田排水沟渠中流失氮、磷的吸附拦截效果,在农田沟渠内种植水芹Oenanthe javanica,石菖蒲Acorus tatarinowii和刺苦草Vallisneria spinulosa,测定植物对农田沟渠内氮、磷营养物质的消减作用。结果表明:通过种植植物,沟渠内总氮去除率为56.18%~74.58%,铵态氮去除率为36.23%~59.33%,硝态氮去除率为34.35%~66.88%,总磷去除率为44.38%~76.35%;随水流路径的延长沟渠中氮、磷的质量浓度均呈递减趋势;随时间增加,沟渠内各采样点氮、磷质量浓度呈明显下降趋势。表明水芹、石菖蒲和刺苦草对农田沟渠中氮、磷具有较好的去除效果,可应用于湖泊及其周边等污染水体的生态修复治理。     

生态沟-湿地系统对农田排水氮磷的去除效应

为探讨生态拦截系统对农田尾水氮、磷的去除效应及其应用前景,在太湖水源地陆域保护区原位构建生态沟-湿地系统对涵盖施肥期的农田尾水进行了拦截净化。结果表明,生态沟-湿地系统可对TN、NH_4+-N、TP平均浓度分别为23.45、19.87 mg·L-1和0.341 mg·L-1的高浓度农田尾水有效净化,出流最低TN、NH_4+-N分别可达地表Ⅴ类水和Ⅳ类水标准,出流TP稳定达到地表Ⅲ类水标准。生态沟对农田排水TN、NH_4+-N、TP平均去除率分别为49.95%、48.55%和53.22%,尾水进入人工湿地后得到再次净化,去除率分别为18.4%、9.43%和23.35%,系统总体去除率分别为59.6%、51.69%和60.92%。研究表明,生态沟末端配置人工湿地能有效提高氮、磷去除效率,系统具有一定的环境经济效益和可移植性,为太湖东部同类型农田排水的生态拦截提供案例参考。     

稻田退水沟渠去除氮磷的强化措施及其应用概述

在阐述稻田退水氮磷面源污染严重性及沟渠结构与功能的基础上,分析了沟渠底泥吸附、植物吸收、微生物分解和协同作用等主要净化机理,探讨了沟渠植物种类选取、沟渠基质类型筛选、沟渠结构的合理设计以及充分利用毗邻生态单元构建生态处理系统4种沟渠改造措施,指出在沟渠工程化建设的同时宜采用人工强化技术,可有效增强沟渠生态与服务功能;从生态学及景观生态学角度,提出生态拦截型沟渠、溪流式接触氧化沟渠、多级消减沟渠等3种新型生态型沟渠的应用。建议在沟渠的改造、利用、管理上要实施合理的监管制度,对新型沟渠的建设相关部门要出台相关法律法规及设计规范;同时,在理论研究的基础上进行实验室模拟分析,为实践工程提供数据支撑及科学指导。     

生态沟渠塘氮磷拦截方法研究

[目的]利用生态沟渠塘减少农田径流排放负荷。[方法]以苏州市相城区宅基村生态沟渠塘N、P拦截工程建设为研究对象,通过对原有排水沟渠修缮1 834 m3、新开挖生态主沟渠6 800 m2和人工净化生态塘6 000 m2等工程建设,计算工程实控面积内的径流排放负荷。[结果]33.3 hm2农田TN、TP年径流排放净负荷分别为2 552.22和95.00 kg,沟渠径流年截留负荷TN、TP分别为1 225.07、50.35 kg,生态塘减少年径流排放负荷TN、TP分别为1 327.15、44.65 kg,出水浓度TN 6.32≤15、TP 0.25≤0.5,均达到一级A排放标准。[结论]该研究为太湖流域农业非点源污染的有效控制提供理论依据。