專利名稱：一種農村生態型排水系統的設計與構建方法
技術領域：
:本發明涉及一種農村生態型排水系統的設計與構建方法。
背景技術：
:目前我國共有60多萬個行政村、250多萬個自然村，居住近8億人。其中，約96%村莊無排水渠道和污水處理設施，生活污水隨意排放。農村排放生活污水普遍存在水量水質變化大、營養元素含量較高、可生化性好等特點。當降雨時，生活污水中污染物會隨降雨徑流向下游水體傳輸，一方面成為農村飲用水潛在安全隱患；另一方面也是農村水體富營養化重要原因之一。我國經濟欠發達的中南農村地區，排水管線覆蓋率低，有些偏遠和落后村莊甚至無任何排水設施，因此迫切需要設計、構建符合農村實際的排水系統，以低成本投入、低資源消耗方式改善農村水環境
發明內容
:本發明所要解決的技術問題是，在充分利用農村原有地形地貌前提下設計、改造、構建一種由溝渠-塘-濕地等結構組合而成的農村生態型排水系統，以克服現有技術的不足。農村生態型排水系統是由一級生態型排水溝、二級生態型排水溝、一階塘、二階塘和恢復濕地五部分組合而成的生態凈化系統。其設計原理是通過各個子系統物理儲存、基質吸附、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，對農村排水中污染物進行截留、沉淀、吸附和降解，從而逐級降低污染物濃度，減少農村排水污染負荷輸出。農村生態型排水溝是對村莊原有排水溝進行清淤、疏通、拓寬并將溝兩側的斜坡鋪設碎石塊加固，溝底部鋪撒l_2cm厚粗河沙增加促滲。排水溝底部和兩側斜坡自然生長一些植物如水寥、狗牙根等，能起到截流、截污及局部貯存作用，此外植物發達根系能為微生物生長與繁殖提供良好環境。一階塘和二階塘均是將原有村塘進行清淤、改造、擴建而成，一階塘和二階塘水深為40-120cm，面積為200-800m2，塘內植被有空心蓮子草、菖蒲、蘆葦等。恢復濕地是將原有荒廢的農田進行圍攏而成,恢復濕地水深為5_20cm,面積為400-800m2，恢復濕地中植被種類不少于9種，常見的如空心蓮子草、千屈菜、三棱草、蘆葦、
菖蒲、茭白等。針對我國中南經濟欠發達農村地區分散型污水排放和降雨徑流污染特點，本發明充分利用農村原有水體景觀結構(溝渠、坑、塘、濕地等)，因地制宜地設計、改造、構建農村生態型排水系統，能有效控制農村水體污染，改善農村水環境。


:附圖1為本發明實施例地理位置示意圖；附圖2為農村生態型排水系統平面設計附圖3為生態型排水溝剖面圖；附圖4為3場降雨徑流流量、TSS和COD濃度變化；附圖5為3場降雨徑流4種磷形態濃度變化；附圖6為3場降雨徑流3種氮形態濃度變化。
具體實施方式
:本發明具體實施例:
1.農村生態型排水系統設計與構建
2010年，在安徽省巢湖中廟鎮牌坊陳村(附圖1)設計和構建了農村生態型排水系統。農村生態型排水系統是由一級生態型排水溝、二級生態型排水溝、一階塘、二階塘和恢復濕地組合而成(附圖2)。
村里原有排水溝由于缺乏維護，半數以上已於堵，剩下的結構較為單一，基本以分散排水為主，彼此之間缺乏聯系。因此在原有排水單元基礎上，對排水溝進行清淤、疏通、拓寬并對溝兩邊的斜坡鋪設碎石塊加固，在溝底部鋪撒約2cm厚粗河沙增加促滲。排水溝底部和兩側斜坡自然生長一些植物如水寥、狗牙根等，能起到截流、截污及局部貯存作用，此外植物發達根系能為微生物生長與繁殖提供良好環境。生態型排水溝設計剖面結構見附圖3，坡度α根據容納徑流量大小設定，一般tana在1: 1-3:1之間為宜。
村內一階塘由于常年淤積，旱季干枯，雨季泛濫，不能達到塘基本地蓄水、截流、去污及水體景觀作用。為了構建農村生態型排水系統需要，于2010年底對一階塘進行清淤和疏浚，塘四周用石塊加固，并在塘邊種植了 20余株楊樹苗及鳶尾，從而恢復塘對徑流污染物截留、沉淀以及水體景觀等生態功能。
由于常年垃圾傾倒和生活污水排入，二階塘原來只是一個面積不足40m2的臭水坑，為了改善農村水環境，通過對其進行挖掘、清淤、擴容等一系列改造，使之恢復蓄水能力，進一步實現對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荒廢農田，根據農村生態型排水系統設計理念，于2010年底將這塊閑置地四周用土攏起來用來存儲二階塘溢流。到2011年夏，已經發展成為生長有包括空心蓮子草、千屈菜、三棱草等約13種植物的恢復濕地。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、營養物質，從而控制水體污染改善水環境。
農村生態型排水系統各系統結構基本特征見表I。
表I農村生態型排水系統基本特征
權利要求
1.農村生態型排水系統是一種改善農村排水條件和截控降雨徑流污染新型技術，其特征包括一級生態型排水溝、二級生態型排水溝、一階塘、二階塘和恢復濕地五部分。
2.根據權利要求1，一級生態型排水溝特征在于:溝底部寬度為10-20cm，溝深度為10-20cm,溝兩側斜坡有植被生長。
3.根據權利要求1，二級生態型排水溝特征在于:溝底部寬度為20-50cm，溝深度為20-50cm，溝兩側斜坡鋪設礫石(粒徑2-5cm)加固，溝底部鋪撒厚度為l_2cm粗河沙，溝底部和兩側斜坡均有植被生長。
4.根據權利要求1，一階塘和二階塘均是對原有村塘進行清淤、改造、擴建而成，一階塘和二階塘水深為40-120cm，面積為200-800m2，塘內植被種類不少于3種。
5.根據權利要求1，恢復濕地是將原有荒廢的農田進行圍攏、改造而成的，恢復濕地水深為5-20cm，面積為400-800m2，恢復濕地中植被種類不少于9種。
全文摘要
本發明涉及一種農村生態型排水系統的設計與構建方法。農村生態型排水系統是由一級生態型排水溝、二級生態型排水溝、一階塘、二階塘和恢復濕地五部分組合而成的生態凈化系統。其設計原理是通過各個子系統物理儲存、基質吸附、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，對農村排水中污染物進行截留、沉淀、吸附和降解，從而逐級降低污染物濃度，減少農村排水污染負荷輸出。農村生態型排水系統的設計與構建詳見摘要附圖。
文檔編號E03F5/10GK103161215SQ201110407770
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者單保慶, 唐文忠, 李楠 申請人:中國科學院生態環境研究中心