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一種水體氮磷資源化利用的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)

閱讀：57發(fā)布：2020-05-08

專利匯可以提供一種水體氮磷資源化利用的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了一種村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)，可就地?cái)r蓄農(nóng)舍生活污 水 及降雨 地表徑流 ，并進(jìn)行資源化利用處理，有效減少了村落污水對周邊 水體 的污染。其包括構(gòu)建多元、循環(huán)、穩(wěn)定的水 生態(tài)系統(tǒng) ，人為干預(yù)少，具備一定的景觀功能及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，易于被當(dāng)?shù)匕傩账邮芎屯茝V。該村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)針對改善水質(zhì)的水塘治理模式，本發(fā)明融入了“美麗鄉(xiāng)村建設(shè)”元素，其附屬亭臺、廊道及文化廣場，有利于豐富當(dāng)?shù)匕傩盏男蓍e、文化生活。，下面是一種水體氮磷資源化利用的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種水體氮磷資源化利用的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：
(1)建設(shè)引水生態(tài)渠，對塘體庫容、景觀造型進(jìn)行改造，并對水塘底部進(jìn)行粘土減滲處理；
(2)整治周邊建筑物外觀，建設(shè)塘岸景觀設(shè)施，包括：塘岸休閑亭臺、科普展示區(qū)、文化廣場、景觀綠地；
(3)構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于：建設(shè)引水生態(tài)溝渠的具體措施包括對原有地表徑流流路、溝渠進(jìn)行清雜處理，但保留溝道草本植被，并在溝渠入塘處設(shè)置沉砂池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于：對塘體庫容、景觀造型進(jìn)行處理，擴(kuò)容后的水塘呈現(xiàn)一定景觀造型，水塘底部呈現(xiàn)四周淺中心深的構(gòu)型，其外側(cè)的蓄水深為1.5～
2m，塘中央的水深為2～2.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于：減滲處理材料采用石灰?guī)r發(fā)育赤紅壤或黃壤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于：構(gòu)建塘岸休閑亭臺、科普展示牌、文化廣場、景觀綠地，并對周邊建筑物的墻體進(jìn)行統(tǒng)一著色。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建方法，其特征在于：構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)的方法如下：
(1)多級食物鏈群落構(gòu)建：在塘中布設(shè)“微生物+螺+蝦+魚”的多食物源生態(tài)鏈，進(jìn)食或分解水生植物及其伴生的小型無脊椎動物水生蟲類；
(2)高生物量植物布設(shè)：布設(shè)吸收水體氮磷的高生物量植物；
(3)在水塘水面設(shè)置PVC管浮床框架，浮床框架內(nèi)部填充浮板，浮板上方放置盆裝挺水植物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的構(gòu)建方法，其特征在于：魚選自草食性魚類、濾食性魚類、雜食性魚類中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的構(gòu)建方法，其特征在于：水體氮磷吸收植物選自水白菜、狐尾藻中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的構(gòu)建方法，其特征在于：挺水植物選自美人蕉、再力花、澤瀉中任意一種。

說明書全文

一種水體氮磷資源化利用的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明屬于面源污染處置及生態(tài)景觀領(lǐng)域，具體涉及一種用于水體氮磷資源化利用及景觀效果的技術(shù)，尤其是涉及一種用于村落水塘污水處理過程中的景觀水生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建及運(yùn)行。

背景技術(shù)

[0002] 當(dāng)前相當(dāng)數(shù)量的村落水塘由于管理不善，導(dǎo)致水體污染、惡臭，造成大量細(xì)菌、蚊蠅滋生，嚴(yán)重影響周邊環(huán)境及村民生活質(zhì)量。造成水質(zhì)下降的主要原因?yàn)樗w氮磷含量較高，水體呈現(xiàn)富營養(yǎng)化。當(dāng)前較為常用的水塘污水處理方法包括溝渠截留法、植物吸收法、底泥吸附法、微生物降解法、資源循環(huán)利用法(農(nóng)田灌溉)。這些方法可在一定程度降低水體氮磷含量，改善水質(zhì)。但上述處理方式未構(gòu)建一個(gè)相對閉合的循環(huán)的生態(tài)鏈，需要較多的人為干預(yù)。同時(shí)，未充分利用氮磷元素的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，及其水生態(tài)系統(tǒng)所營造的景觀功能。
[0003] 當(dāng)前的農(nóng)村面源污染治理，特別是村落水塘黑臭水體治理，多側(cè)重于單純“治水”層面，尚未挖掘其景觀功能。本發(fā)明利用村舍現(xiàn)有水塘，就地?cái)r蓄村舍及農(nóng)用地降雨地表徑流，并進(jìn)行氮磷元素循環(huán)及高效利用研究。將氮磷污染物轉(zhuǎn)化為植物纖維、植物、動物蛋白，實(shí)現(xiàn)污染物的資源化利用和降雨徑流的安全排放，并兼具一定景觀效果及經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

[0004] 本發(fā)明的目的在于利用構(gòu)建的水生態(tài)系統(tǒng)及其附屬設(shè)施，實(shí)現(xiàn)對水體氮磷污染物的資源化利用及營造一定的景觀效果。
[0005] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：包括3部分：
[0006] (1)生態(tài)景觀塘造型及增容處置。在水塘原有形狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)周邊地類情況，構(gòu)建合適的景觀造型。同時(shí)優(yōu)選粘粒含量較多的石灰?guī)r發(fā)育赤紅壤或黃壤，對水塘底部進(jìn)行減滲處理。根據(jù)水塘匯水面積、區(qū)域降雨量設(shè)置適宜的水塘庫容(深度)。
[0007] (2)塘岸景觀設(shè)施。建設(shè)塘岸休閑亭臺、科普展示、文化廣場、景觀綠地，并對其周邊建筑物進(jìn)行外觀整治。以生態(tài)景觀塘為核心，構(gòu)建村民休閑、學(xué)習(xí)、鍛煉場所。
[0008] (3)水生態(tài)系統(tǒng)。主要內(nèi)容為構(gòu)建多元、循環(huán)、穩(wěn)定的水生態(tài)系統(tǒng)，通過微生物、動物、植物的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)污染物的資源化利用及地表徑流的安全排放。
[0009] 其中，(1)部分所述造型構(gòu)建，主要是為了實(shí)現(xiàn)水塘的景觀效果，同時(shí)兼顧水塘的蓄容能力，進(jìn)而充分?jǐn)r蓄周邊降雨地表徑流，擴(kuò)容后的水塘底部呈現(xiàn)四周淺中心深的結(jié)構(gòu)，其外側(cè)的蓄水深為1.5～2m，中央的水深為2～2.5m。減滲處理，主要是在塘底鋪設(shè)、壓實(shí)一層30cm厚的粘土層，減少水體入滲，而又不完全阻斷地表水與地下水的交換。為最大限度的利用現(xiàn)有水塘的蓄水空間，護(hù)坎措施直接采用垂直的漿砌墻，而不采用具有一定斜率的雷諾護(hù)坡。加之塘深較大，漿砌墻更利于塘坎穩(wěn)固。此外，塘坎邊種植鄉(xiāng)土藤蔓植物，對裸露漿砌墻進(jìn)行有效覆蓋。
[0010] 其中，(2)部分所述塘岸景觀設(shè)施主要包括沿塘“L”型景觀廊道及亭臺、塘上觀景平臺、科普展示牌。并在塘邊具有一定面積的空曠區(qū)域，鋪設(shè)透水磚，種植細(xì)葉結(jié)縷草，構(gòu)建休閑文化廣場。同時(shí)對周邊房舍墻體色調(diào)進(jìn)行統(tǒng)一布設(shè)。
[0011] (3)部分所述水生態(tài)系統(tǒng)所布設(shè)內(nèi)容包括：
[0012] 1)浮床景觀造型。利用管壁鉆孔的PVC管制作各種造型框架，分類、分區(qū)的布設(shè)水生植物。管中填充改性椰殼生物碳，吸附水體污染物，并調(diào)節(jié)水體中的碳氮比，更有利于微生物和植物對氮磷的利用。
[0013] 2)立體水生植物群落。挺水景觀功能植物(美人蕉+再力花+鳶尾)+浮水生態(tài)功能植物(生物量大，除污能力強(qiáng)的狐尾藻+水白菜)+浮葉景觀功能植物(睡蓮)+沉水生態(tài)功能植物(苦草)，構(gòu)建立體式水生植物群落。其水生植物的覆蓋水域以1/2為宜，通過植物自身吸收氮磷污染物，并為微生物群和魚蝦動物群提供適宜的棲息繁育條件及食物來源。
[0014] 3)多級食物鏈群落。通過一定動植物配比，構(gòu)建“微生物+螺+蝦+魚”多食物源生態(tài)鏈，進(jìn)食或分解水生植物及其伴生的小型無脊椎動物水生蟲類，進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)相對閉合的物質(zhì)循環(huán)水塘生態(tài)系統(tǒng)。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)，可就地?cái)r蓄農(nóng)舍生活污水及降雨地表徑流，并進(jìn)行資源化利用處理，有效減少了村落污水對周邊水體的污染。
[0016] 本發(fā)明所述村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)，構(gòu)建多元、循環(huán)、穩(wěn)定的水生態(tài)系統(tǒng)，人為干預(yù)少，具備一定的景觀功能及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，易于被當(dāng)?shù)匕傩账邮芎屯茝V。
[0017] 本發(fā)明所述村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)側(cè)重于改善水質(zhì)的水塘治理模式，本發(fā)明增設(shè)附屬亭臺、廊道及文化廣場，有利于豐富當(dāng)?shù)匕傩盏男蓍e、文化生活。附圖說明
[0018] 圖1為本發(fā)明所提供的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明所提供的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)的實(shí)物照片。
[0020] 圖3為本發(fā)明所提供的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)處理前后水質(zhì)對比照片。
[0021] 圖4為本發(fā)明所提供的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)處理前后水質(zhì)數(shù)據(jù)。

具體實(shí)施方式

[0022] 下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0023] 實(shí)施例一、水體氮磷資源化利用的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)
[0024] 本發(fā)明提供了一種水體氮磷資源化利用的村落生態(tài)景觀塘系統(tǒng)(圖1)。實(shí)施地點(diǎn)為廣東省大埔縣西河鎮(zhèn)上黃砂村，具體步驟如下：
[0025] 1)引水溝渠:對原有地表徑流流路、溝渠進(jìn)行清雜處理，但保留溝道草本植被，并在溝渠入塘處設(shè)置長、寬、深分別為2m、1m、1m的沉砂池。
[0026] 2)景觀造型處理：在水塘原有形狀的基礎(chǔ)上，分別將上、下水塘改造為扇形和圓形兩種造型。
[0027] 3)增容處置：依據(jù)當(dāng)?shù)亟涤昙八辽戏絽R水面積大小，對原有水塘進(jìn)行擴(kuò)容處理，擴(kuò)容后的水塘底部呈現(xiàn)四周淺中心深的構(gòu)型，其外側(cè)的蓄水深為1.5m，塘中央的水深為2.3m。通過合理的排、蓄管理，600m2的水塘可攔蓄1000m3以上的地表產(chǎn)流。通過合理排蓄，實(shí)現(xiàn)對降雨量小于100mm的周邊降雨徑流進(jìn)行完全攔蓄、處理。
[0028] 4)排蓄措施。
[0029] 雨季。閘口上端高度距塘底2.0m，以最大庫容攔蓄降雨地表徑流，待2～3天降雨徑流經(jīng)水生態(tài)系統(tǒng)沉淀、凈化處理后，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，將水塘水位降至1.0m，騰空庫容以蓄積下次降雨。
[0030] 旱季。閘口上端高度距塘底2.0m，以最大庫容攔蓄降雨地表徑流，待2～3天降雨徑流經(jīng)水生態(tài)系統(tǒng)沉淀、凈化處理后，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，若水位高于1.50m，則將水塘水位降至1.5m，減少水塘的安全隱患。
[0031] 補(bǔ)水機(jī)制。若雨季水塘水位低于0.8m，啟動補(bǔ)水機(jī)制，將水位提高至1.0m。若旱季水塘水位低于0.6m，啟動補(bǔ)水機(jī)制，將水位提高至0.8m，并每天中午加開曝氧裝置2小時(shí)。
[0032] 5)護(hù)坎及圍欄：為最大限度的利用現(xiàn)有水塘的蓄水空間，護(hù)坎措施直接采用垂直式漿砌墻，其底寬、上寬，高分別為1.3m、0.6m、2.5m。此外，塘坎邊種植葛藤、百香果等藤蔓植物，對裸露漿砌墻進(jìn)行有效覆蓋。同時(shí)在塘邊布設(shè)高為1.2m的仿木護(hù)欄。
[0033] 6)塘岸廊道：沿著塘岸兩邊修建呈現(xiàn)“L”型的廊道，廊道高3m、頂寬2.5m。兩邊廊道交匯處修建一座六角亭，單邊寬2.75m。
[0034] 7)塘岸光亮工程：在塘周邊布設(shè)，4盞太陽能燈，其單盞LED燈40W、單塊太陽能板功率為90W、配備50A鋰電池、柱高為5m。
[0035] 8)塘岸文化廣場：對塘岸開闊地塊進(jìn)行平整，鋪設(shè)透水磚，磚孔填土后種植細(xì)葉結(jié)縷草，為村民提供休閑、健身場地。
[0036] 9)塘岸周邊房舍整治：拆除周邊危舊房、廢棄豬牛欄，并對墻體進(jìn)行統(tǒng)一著色。使生態(tài)景觀塘與周邊建筑和諧、統(tǒng)一。
[0037] 10)浮床景觀造型。根據(jù)水塘形狀及水域面積，布設(shè)面積為水面面積的1/3。采用管徑為10cm的PVC管構(gòu)建八邊形、五角星、長方形等各種造型框架。PVC管壁鉆孔，管內(nèi)填充改性生物炭及泡沫板，其填充比例為3：2。其中八邊形及長方形中間部位不填充浮板，直接布設(shè)狐尾藻、水白菜等浮水植物，其余框架內(nèi)填裝單塊規(guī)格為33cm×33cm的浮板，浮板中心放置盆裝美人蕉、再力花、澤瀉等挺水植物。
[0038] 11)高生物量植物布設(shè)：狐尾藻、水白菜生物量較大，其中狐尾藻生物量(干重)可達(dá)3～6噸/畝，可作為吸收水體氮磷的優(yōu)選植物。可依據(jù)水體的氮含量，合理布設(shè)狐尾藻、水白菜的面積。若水體TN濃度小于20mg/L，其狐尾藻、水白菜占水域覆蓋面積的比例為0.2～0.3。
[0039] 12)多級食物鏈群落構(gòu)建：為配合植物生物量的產(chǎn)出，在塘中布設(shè)微生物+螺+蝦+魚等多食物源生態(tài)鏈，進(jìn)食或分解水生植物及其伴生的小型無脊椎動物水生蟲類。其中魚類主要采用草魚(草食性)+濾食性(鰱魚)+雜食性(鯉魚)，充分利用塘中現(xiàn)有植物生物量，進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)相對閉合的物質(zhì)循環(huán)水塘生態(tài)系統(tǒng)。
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