氮磷生态拦截沟渠在胡柚产业中的应用.pdf

2023年第40 卷第2 期D01:10.13906/ki.zjgj.1009-0584.2023.02.0013新江批楠45氮磷生态拦截沟渠在胡柚产业中的应用樊宙（浙江省常山县农田建设中心衢州3 2 42 0 0)氮磷生态拦截沟渠是充分利用现有排水沟渠条件，通过新建、改建等方式，探索实施了经济实用、便于推广的农业面源污染生态拦截技术，并采用人工湿地、生态塘、曝气装置等治理工艺，设置透水坝、除磷装置等设施，合理种植沉水、挺水植物。可在保持一定水位的基础上，大大改善沟渠生态条件，推进农业绿色发展。常山县拥有胡柚种植面积7 0 0 0 hm，是农业特色主导产业，在种植过程中多施用氮磷钾等复合肥料，配套建设氮磷生态拦截沟渠具有重要意义。1氮磷生态拦截沟渠在胡柚产业中的作用胡柚进入丰产期时，施肥量根据结果量来确定。一般单产3 0 0 0 3 50 0 kg的柚园，每667m施用纯氮2 2 2 8 kg，磷12 18 kg，钾222 8 k g，才能满足柚树生长发育的需要，全年施氮、磷、钾的比例为10：6：10。在水量充沛的季节，柚园排水会导致部分氮磷钾等营养元素直排进入河道、农田等处，造成水体富营养化或农田重金属超标、板结等。在柚园出水处建设氮磷生态拦截沟渠，可以有效降低营养物质流入周边水体或农田。在沟渠上游种植适合在水里生长作物，还有生态净化塘，即使在枯水期，生态净化塘也可以成收稿日期:2 0 2 3-0 5-2 8为水生动植物的有效栖息地，并可适当为柚园解决应急灌溉问题。沟渠两侧种植常青藤等作物，除了美观，还可以净化环境。生态塘净化池的浮床上面分别种植了多种绿色防控植物，可以吸附水中的氮磷元素，进一步改善提高整个胡柚种植园区的生态环境。据测算，沟渠采样距离9 40 m，氨氮平均去除率15.42%，总磷去除率19.53%，效果十分明显。自2 0 18 年以来，常山县已建成拦截沟渠7 条。以金川街道四都村为例，项目建成后，总磷、总氮、氨氮等3 项主要水质指标分别下降了2 6.7%、29.5%、2 2.2%。2氮磷生态拦截沟渠建设技术要点在确保排水沟渠排涝、排渍、防治土壤盐碱化等功能基础上，通过在沟渠中设置节制闸坝、拦水坎、集泥井、透水坝等辅助性工程设施以及采用植生材料、配置植物群落等生物措施，对排水及地表径流中的氮、磷等物质进行拦截、吸附、沉积、转化、降解以及吸收利用，对流失的氮、磷等养分进行有效拦截，达到控制养分流失、实现养分再利用、减少水体污染物质等目的，从而改善沟渠生境条件，重建和恢复沟渠生态系统。主要包括以下几个部分。（1）透水坝。透水坝主要是针对农业面46源污染的时空不均匀性以及不同地区的地形特征，在承泄区或沟渠中采用吸附性基材人工筑坝，通过坝体的拦截吸附和可控渗流来净化水质和调节过流量，同时起到抬高上游水位、为下游提供“水头”等作用。根据现场条件可设计成固定式或活动式。（2）节制闸坝。拦截坝是指拦截江河、渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。可抬高水位、调节径流、集中水头。节制闸建于河道或渠道中用于调节上游水位、控制下泄水流流量的水闸。（3）阶梯截流池。阶梯截流池通常设有拦截墙、导流墙和植生过滤袋等设施，具有截留淤泥、减少水土养分流失、活水增氧和改善景观等作用，通常设置于存在落差的沟渠末端。（4）复合式生态浮床。复合式生态浮床是在常规的生态浮床基础上，通过水生植物、氮磷吸附基质、生物亲和性填料、高效微生物等功能要素的优化配置，从而实现持续脱氮除磷、改善生态景观等效果。（5）底泥捕获池。底泥捕获池通常是以炭基功能材料为核心，配以砾石、陶粒、海绵等辅助材料构造而成，一般具有底泥快速捕获氮磷等目标污染物吸附、转化或钝化等功能。（6）循环生态水塘。循环生态水塘一般是以自然池塘改造而成，也可以是人为修筑的水池，通常具有调节农业生产基地多余水分排放和营养物质循环的功能，并起到恢复生态、美化果园等作用。（7）反硝化除磷模块。反硝化除磷模块是利用农业生物质等材料强化微生物的反硝化作用，将排水中的氮素脱除，在此基础上，浙江柑橘通过添加多孔性矿物原材料吸附排水中的磷素，形成对排水中氮、磷营养元素的同步去除和阻截。（8）生物措施植物选择要求。植物是氮磷生态拦截沟渠的重要组成部分，其选择应综合考虑以下因素：适宜当地气候，成活率高；根系发达、根茎繁殖能力强，生物量大，对氮、磷物质具有较强吸收能力；有利于恢复生物群落和生态链，并形成良好的生态景观。植物的配置。植物配置应综合考虑植物生物特性、污染净化能力、生态链恢复、生物多样性、景观美化、生物固坡等因素，应以本土沉水和挺水植物为主，不宜选用漂浮和浮叶植物。沉水植物：苦草、草、金鱼藻、狐尾藻、伊乐藻、黑藻、马来眼子菜等，宜以苦草、黑藻或（和）金鱼藻为主。挺水植物：美人蕉、再力花、水生鸢尾、梭鱼草、旱伞草、千屈菜、香菇草、芦苇、菱白、水芹等，应选择美人蕉、旱伞草、香菇草、菱白和水芹（冬季）中的3 种以上进行配置。护坡植物：生态沟渠护坡植被应以自然演替为主、人工栽培为辅，人工辅助种植宜采用狗牙根（夏季）和黑麦草（冬季)。3氮磷生态拦截沟渠管理措施3.1生态沟渠系统管理3.1.1沟渠系统清淤。沟体淤积严重、影响排水、排渍和输水需要时，应对沟体进行清淤；清淤时应根据沟体结构、类型、生态工程措施、附属设施等情况合理选择清淤方式；土质沟渠清淤时，应对坡体进行适当加固，防止水土流失；硬质沟渠清淤时，应保留部2023年第40 卷垒第2 期2023年三第40 卷第2 期分水生植物和淤泥。3.1.2沟渠系统保洁。及时清理沟渠中、沟坎沟沟堤、沟边绿化带等处的漂浮物、垃圾、杂草等杂物；及时清理清除沟渠附属设施上的污迹、积尘、虫网以及乱贴、乱挂物件等。3.1.3附属设施管护。（1）生态透水坝、底泥捕获池、生态净化池、脱氮除磷装置、生态浮床等拦截净化设施以及水量水质监测装置应定期维护，每年维护1次以上；（2）对公示牌、科普宣传牌、安全警示牌等标识设施应进行定期维护，确保设施完好，标识及字迹清晰、完整；（3）生态透水坝堵塞严重时，应及时进行冲洗、清除堵塞物或更换坝体填料；（4）定期清理底泥捕获池、生态净化池、脱氮除磷装置等拦截净化设施中的集泥，并进行必要的清洗；（5）拦截净化设施内填装的滤料应安全、无毒无害，每年施肥季应更换新料，废滤料应回收利用；（6）金属材质的节制闸、分水闸等农田灌溉设施应每年油漆1次，宜在非汛期进行；（7）洪涝灾害，紧急措施。3.1.4生态环境维护。（1）合理配置植物。通过种植适宜的本土优势水生植物、注重合理配置蜜源植物种类和放养底栖软体水生动物等方式，加强沟渠系统生态修复，强化生态拦截能力，改善农田生态环境，营造良好田园景观；（2）定期维护植物。对水生植物、蜜源植物、护坡植被、绿化植物进行定期维护，并根据病虫害情况开展有效防治。长势快的植物一年收割或清理不少于2 次，长势慢的植物一年收割或清理不少于1次。确保净水植物不影响沟渠排水功能；（3）做好节水灌新江扣楠溉。防治水土流失，减少养分流失；（4）及时进行清淤。清淤时应保留部分淤积物，并尽可能将清出的底栖软体动物投回底泥捕获池和生态池中；（5）注意排水安全。及时清除外来入侵生物，沟体水生植物过度生长影响排水安全时，应进行适当清理。（6）干旱季节应确保生态沟渠内维持不低于10 cm高度的水深。3.2生态沟渠系统检查沟体塌、冲刷、淤积、阻碍物、害堤动物巢穴、险工地段等影响沟渠排涝和堤防安全的情况；擅自搭建、乱堆乱放、乱排乱倒、乱垦乱种等影响沟渠污染拦截净化、排水、生态、景观的情况；侵占沟渠以及非法挖掘、毁坏沟体沟植被、破坏附属设施等违法违规破坏情况；附属设施是否完好或能否正常运行等情况；蜜源植物养护、外来入侵生物、沟体生态系统完整性和稳定性等情况；台风、暴雨暴雪、高潮水位等自然灾害来临前后等情况；人为损坏坡体工程、生态保护工程以及附属设施时等情况；日常检查中发现的擅自侵占、非法挖掘等情况。3.3生态沟渠系统监测。定期维护生态沟渠水质水量监测设备；定期开展水质监测，采集沟渠进水口、排水口水样进行水质监测，水样送有资质单位检测，每年检测1次以上。参考文献1王岩,王建国,李伟,等.生态沟渠对农田排水中氮磷的去除机理初探 .生态与农村环境学报,2 0 10,2 6(0 6):586-590.2余红兵.生态沟渠水生植物对农区氮磷面源污染的拦截效应研究 D.湖南农业大学,2 0 12.47