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一种缓冲带防护隔离区地表径流收集 净化系统

阅读：342发布：2020-05-18

专利汇可以提供一种缓冲带防护隔离区地表径流收集净化系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种缓冲带防护隔离区地表径流收集净化系统，该净化系统由草坪系统、径流导流系统和径流蓄滞系统三个系统组成。该缓冲带防护隔离区地表径流收集净化系统主要服务于河湖缓冲带防护隔离区内的径流污染物快速拦截与净化，提升区域内的生态功能，减少污染物的入河、入湖负荷。本发明的实施地为目标区域内的新建退耕还林区，同时所用材料没有任何生态风险，且设计简单，投资少，易于维护。，下面是一种缓冲带防护隔离区地表径流收集净化系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种缓冲带防护隔离区地表径流收集净化系统，其特征在于该净化系统包括草坪系统(1)、径流导流系统(2)、径流蓄滞系统(3)，
其中草坪系统(1)布设于防护隔离区的新建林带内的地表，是整个系统的核心，采用成苗构建和条状布设，单元宽度4m，长度15m，单元面积为60m2，材料为低生物量的狗牙根、白三叶、红花酢浆草、马蹄金、矮麦冬，市售，草坪规格为苗高3-6cm，带土厚度3-5cm；首先对林下的原有杂物和杂草进行清理，之后对选定的区域进行松土，深度为10-15cm，在此基础上进行成块铺设，时间为5月下旬，行株间距均为40cm，实施方法为将成品草皮切割成20cm×
30cm的长方形小块，直接铺设于整理好的对应区域，然而用脚踩实，最后灌水；
径流导流系统(2)设置于整个草坪系统(1)与径流蓄滞系统(3)之间，形状为条状“U”字型，规格为沟面宽40cm、沟底30cm，深度30cm，长度在40m，材料为固土片、木桩、沸石、低生物量的狗牙根，均为市售，其中的固土片为一凹凸式塑料制薄片，厚度1mm，宽度0.6m，长度
40m，木桩长度为50cm，下端直径6cm，沸石粒径为4-5cm；该系统的实施方式为：首先对选定的区域进行挖土，之后在挖好的沟两侧铺设固土片，并在沿程每隔50cm采用倾斜式打桩，桩的顶端与地表平，而后在沟底每隔100cm种植狗牙根草坪，规格和方法与草坪系统(1)相同，最后在非草坪区域沟底堆置沸石，厚度10cm；
径流蓄滞系统(3)为径流导流系统(2)的未端，按草坪系统(1)和径流导流系统(2)的单元规格，置于适宜的位置，形状为一圆型坑，规格视区域内的林木密度、草坪系统的单元面积和由径流导流系统(2)进入的径流通量而异，直径为3.0m，深度为70cm，材料为固土片、木桩、沸石，均为市售，其中的固土片形状与径流导流系统(2)相同，厚度1mm，宽度0.7m，长度
5m，木桩长度为100cm，下端直径8cm，沸石粒径与径流导流系统(2)相同；该系统的实施方式为：首先对选定的区域进行挖土，之后在挖好的坑四周铺设固土片，而后裁剪与系统衔接区域对应的固土片，使其相通，而后在坑四周固土片外侧沿程每隔50cm打桩，桩的顶端与地表平，最后将沸石放入坑中，厚度60cm。

说明书全文

一种缓冲带防护隔离区地表径流收集 净化系统

技术领域：

[0001] 本发明属资源环境技术领域，具体的说涉及一种缓冲带防护隔离区地表径流收集净化系统。背景技术：

[0002] 基于我国的浅水湖泊水体富营养化现象日趋加剧，严重影响了流域内的生产生活用水，成为制约流域社会经济可持续发展的主要因素之一，自本世纪初起，我国主要受害湖泊的太湖、滇池等流域，在农业生产区的湖滨缓冲带内实施了较大规模的退耕还林工程，并称之为缓冲带防护隔离区，以期达到拦截净化相邻农业区及其自身区域内产生的径流污染物的目的。但是，由于传统的林带建设偏面强调了林木的构建，忽视了系统对径流污染物的拦截净化作用，加上疏于管理，导致新建林带内的林下或杂草茂盛，茎藤缠绕树木，与树木争夺养分，严重影响了树木的健康生长，同时，由于高大杂草的生物量大，枯枝落叶的堆积成为产生二次污染的隐患，或为了保证林木的健康生长，以达到快速成林木的目的，人为清除区域内的草本植物，导致地表裸露，降雨时水土流失现象严重，致使新建林带难以发挥应有的生态功能。

[0003] 因此，如何完善河湖缓冲带防护隔离区的新建林带构建方法，在促进林木健康生长，减少区域内自身产生的枯落物总量，有效拦截净化过水中的污染物，提升防护隔离区的生态功能，较大幅度地降低降雨径流中的污染负荷，已成为我国湖泊保护工程中的急需技术之一。发明内容：

[0004] 本发明的目的是提供一种设计简单，投资少，易于维护和可持续发展的缓冲带防护隔离区降雨径流污染物拦截净化系统，服务于农业生产区域河湖缓冲带防护隔离区内的生态功能强化，快速拦截与净化过水中的污染物，减少污染物的入河、入湖负荷。由于传统的林带建设偏面强调了林木的构建，忽视了系统对径流污染物的拦截净化作用，加上因管理成本相对较高而管护难以到位，致使新建林带难以发挥应有的功能，甚至由于高大杂草的生物量大，枯枝落叶的堆积导致产生二次污染，或成为因人土流失而相反增加了入湖、入河的污染负荷等新的污染隐患，本发明针对的就是解决这一问题。因此，本发明具有开创性和巨大的应用前景。

[0005] 为实现上述目的，本发明是这样设计的：

[0006] 一种缓冲带防护隔离区地表径流收集净化系统，包括草坪系统1、径流导流系统2、径流蓄滞系统3，建成后为一整体。适用于河湖缓冲带防护隔离区，实施边界为位于陆域农业生产区域与河、湖岸之间的退耕还林区，实施区域为新建林带内。本发明的设计和实施步骤如下：

[0007] 首先对拟实施区域的土壤类型、新建林现状、气候条件等相关背景进行详细调查，在此基础上依据其功能定位进行针对性的工艺设计，包括工程范围和规格、空间布局。工程范围为新建林带内区域，规格由新建建林带而定，一般为总宽度为100-400m，长度不限。

[0008] 其中的草坪系统由低生物量的不同草坪种组成，覆盖于防护隔离区的新建林带内的地表，是整个系统的核心，作用主要包括降低新建林带地表系统自身产生二次污染的风险，最大限度地滞留污染物浓度较高的初期雨水，延缓径流形成时间，提高新建林系统对降雨径流中的污染物拦截和滞留净化效率，提高区域内的植物和土壤中的微生物多样性，以提高区域内的生态功能和自净能力，其基本结构为一种利用新植林木和土壤系统条件，通过筛选出的具有低生物量和耐阴、耐低温特征的草坪种，采用种子或成苗构建成片，形状可以是条状，也可以是圈状，规格视目标区域的原有条件和径流通量而异，条状宽度3-6m，长度10-15m，单元面积控制在60m2以内，圈状直径控制在20m以内，设计原则是依据目标区域内的树冠大小，选择适宜的草坪品种，植物选择原则要求是以自身生产的生物量低为前提，兼具耐阴蔽环境，株形低矮，青绿期长，个体生命周期长，可粗放管理的不同草坪品种；

[0009] 径流导流系统2穿梭于系统1与系统3之间，以及系统3与入河或入湖口之间，在工程区同时需要承接农业生产排水或降雨径流的前提下，还需在农业生产与系统3之间进行布设，在整个系统中起到承上启下的作用，其基本结构为一形状为条状“U”字型的降雨径流收集与疏导沟，材料为固土片、固定桩、沸石、低生物量的草坪种，设计原则是满足系统1的径流排放要求，规格视草坪系统的单元面积和径流通量而异，宽度为沟面在30-50cm之间、沟底20-30cm之间，深度在20-30cm之间，长度在30-50m之间，草坪种为具有较好耐水和耐冲刷能力的狗牙根；

[0010] 径流蓄滞系统3，其基本结构形状为一圆型坑，材料为固土片、固定桩和沸石或沸石+生物球+砾石，设计原则是满足初步滞留由系统2排入的初期雨水径流要求，规格视区域内的林木密度、草坪系统的单元面积和由系统2进入的径流通量而异，直径为2.0-5.0m，深度为50-80cm。

[0011] 因本发明系统为一不可分割的整体，因此需要在完成总体设计的前提下，分步施工，实施步骤为系统1-系统2-系统3。

[0012] 本发明的创新点为：

[0013] 针对河湖缓冲带防护隔离区的退耕还林新建林区，由于建设过程中偏面强调了林木的构建，忽视了系统对径流污染物的拦截净化作用，致使新建林带难以发挥应有的功能，提供一种设计简单，投资少，易于维护和可持续发展的缓冲带防护隔离区降雨径流污染物拦截净化系统构建方法，以达到快速拦截与净化过水中的污染物，减少污染物的入河、入湖负荷，具有开创性和巨大的应用前景。附图说明：

[0014] 图1是本发明的总体结构示意图；

[0015] 其中：1-系统1：草坪系统

[0016] 2-系统2：径流导流系统

[0017] 3-系统3：径流蓄滞系统具体实施方式：

[0018] 实施例1

[0019] 场地选择与准备：

[0020] 选择河湖缓冲带防护隔离区的退耕还林新建林区，规模为宽200m，长600m；实施前首先对各系统的空间位置进行规划、定位(附图1)和基本建设，主要包括原有杂物和杂草进行清理，之后整地、挖土和平整。本实施例如下所述。

[0021] 各子系统施工：

[0022] 1)草坪系统1。布设于防护隔离区的新建林带内的地表，是整个系统的核心，如图1所示，采用成苗构建和条状布设，单元宽度4m，长度15m，单元面积为60m2，材料为低生物量的狗牙根(Lynodon dactylon)、白三叶(Trifolium repens)、红花酢浆草(Oxalis corymbosa)、马蹄金(Dichondra erpens Forst)、矮麦冬(Ophiopogon japonicus var.nana)，市售，草坪规格为苗高3-6cm，带土厚度3-5cm。首先对林下的原有杂物和杂草进行清理，之后对选定的区域进行松土，深度为10-15cm，在此基础上进行成块铺设，时间为5月下旬，行株间距均为40cm，实施方法为将成品草皮切割成20cm×30cm的长方形小块，直接铺设于整理好的对应区域，然而用脚踩实，最后灌水。

[0023] 2)径流导流系统2。设置于整个系统1与系统3之间，如图1所示，形状为条状“U”字型，规格为沟面宽40cm、沟底30cm，深度30cm，长度在40m，材料为固土片、木桩、沸石、低生物量的狗牙根，均为市售，其中的固土片为一凹凸式塑料制薄片(台州市黄岩语欣园艺用品厂定制，浙江台州)，厚度1mm，宽度0.6m，长度40m，木桩长度为50cm，下端直径6cm，沸石(浙江缙云)粒径为4-5cm，狗牙根规格与系统1相同。该系统的实施方式为：首先对选定的区域进行挖土，之后之挖好的沟两侧铺设固土片，并在沿程每隔50cm采用倾斜式打桩，桩的顶端与地表平，而后在沟底每隔100cm种植狗牙根草坪，规格和方法与系统1相同，最后在非草坪区域沟底堆置沸石，厚度10cm。

[0024] 3)径流蓄滞系统3。为系统2的未端，按系统1和系统2的单元规格，置于适宜的位置，如图1所示，形状为一圆型坑，规格视区域内的林木密度、草坪系统的单元面积和由系统2进入的径流通量而异，直径为3.0m，深度为70cm，材料为固土片、木桩、沸石，均为市售，其中的固土片形状和厂商与系统2相同，厚度1mm，宽度0.7m，长度5m，木桩长度为100cm，下端直径8cm，沸石粒径和厂商与系统2相同。该系统的实施方式为：首先对选定的区域进行挖土，之后在挖好的坑四周铺设固土片，而后裁剪与系统衔接区域对应的固土片，使其相通，而后在坑四周固土片外侧沿程每隔50cm打桩，桩的顶端与地表平，最后将沸石放入坑中，厚度60cm。

[0025] 调试：重点关注系统2与系统3单元之间的衔接口通畅情况。

[0026] 拦截与净化效果：运行结果表明，整个系统对降雨径流中的污染物有较高的削减效果，系统3出水中的主要污染物含量，分别较系统1出水降低：TN75.5％；TP62.8％；NH3-N61.5％，CODMn 50.7％。

[0027] 本发明中未提及部分为本领域技术人员公知的技术，在此无需另外详述。

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