節(jié)水防污型農(nóng)田水利系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

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摘要:我國(guó)傳統(tǒng)的水利灌排模式及粗放型水稻種植方式，未經(jīng)任何處理的稻田由于排水?dāng)y帶高濃度的化學(xué)元素直接流入河流中，引起水質(zhì)極度惡化，造成水稻區(qū)嚴(yán)重感染。基于對(duì)農(nóng)業(yè)的基本狀況研究，構(gòu)建“四道防線”水田防污系統(tǒng)，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證其化學(xué)排放量急速下降，凈化效果十分顯著?！八牡婪谰€”水田防污系統(tǒng)不僅豐富了農(nóng)業(yè)面污染治理方案和措施，更對(duì)我國(guó)南方污染區(qū)域的治理具有極大的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)污染；“四道放線”；面源污染

近年來(lái)，農(nóng)業(yè)化程度不斷提高，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面對(duì)的重大威脅就是廢水污染。我國(guó)相關(guān)排水報(bào)告顯示，自2007年以來(lái)，由農(nóng)業(yè)形成的化學(xué)品物質(zhì)排放量占總排放量的比重較大。農(nóng)業(yè)面臨的污染中，種植業(yè)的化學(xué)物質(zhì)流失量占總流失量的30%左右，農(nóng)業(yè)源的不斷污染使得我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展受到巨大的制約。正因如此，開(kāi)展農(nóng)業(yè)污染物消減研究對(duì)于削減農(nóng)業(yè)污染有極大的意義。而國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)污染源的治理進(jìn)行了大量的研究，如在水稻節(jié)水減污研究中提出了在間歇淹水和薄淺濕曬模式下，銨態(tài)氮流失量分別減少了21.4%和27.7%。但是已有研究較為單一。因此，“四道防線”的提出對(duì)降低農(nóng)田水利污染有很大的幫助，為了更進(jìn)一步驗(yàn)證其實(shí)用性及結(jié)構(gòu)模式，該文對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1“四道防線”系統(tǒng)的運(yùn)作模式

“四道防線”分為4步，第一道防線是由上游的灌溉水源對(duì)田間水肥的綜合調(diào)控，第二道防線指的是田間草溝的作用，第三道防線是濕地的作用，第四道防線指的是骨干生態(tài)溝以及下游灌區(qū)和河流的相互作用，4道防線進(jìn)行科學(xué)的協(xié)同運(yùn)行和綜合治理，才能發(fā)揮其治理水污染的最佳作用[1]。

2“四道防線”節(jié)水控污的理論

2.1第一道防線：田間水利的綜合調(diào)控

我國(guó)的化肥及農(nóng)藥的使用量較大，并且利用比例不高，氮肥的利用率普遍未能超過(guò)50%，農(nóng)藥使用率只有5%，作為從源頭上減少污染物排放的管理措施，田間的水肥調(diào)控通過(guò)3種方式進(jìn)行，減少排入水體農(nóng)用水量，與傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)相比，淺濕灌同間隙灌與后期污水曾灌溉的用水量都可分別降低8%～19%、13%～25%與30%～50%，在很多情況下最大節(jié)水應(yīng)控制在20%～30%。并且摸、稻田節(jié)水的澆溉減少了氮和磷成分的流失，根據(jù)統(tǒng)計(jì)流失的氮和磷化學(xué)成分的負(fù)荷減少的幅度達(dá)到了20%～40%。不僅減少了化肥隨水分流失這一問(wèn)題，同時(shí)從根本上達(dá)成了面源污染排放的這一根本目標(biāo)。

2.2第二道防線：田間溝渠

草溝指的是有機(jī)野生植物的地下排水系統(tǒng)。稻田中排出的氮?dú)夂土壮煞值奈廴韭氏冗M(jìn)入草地或者溝里，經(jīng)過(guò)植物本身的過(guò)濾作用和排放作用，氮、磷等化學(xué)成分得到很大程度上的去除，做到了養(yǎng)分的充分再次利用，減少了水中污染物的存在。草溝對(duì)若干種化學(xué)物質(zhì)皆達(dá)到了不同程度的清除效果，總磷和總氮的去除率達(dá)到了51.6%～37.8%。

2.3第三道防線：濕地

其在20世紀(jì)70年代就被人發(fā)展起來(lái)，運(yùn)用于生態(tài)處理上。作為一項(xiàng)新技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠很好地去除污物和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)，成本并不高，算是相當(dāng)物美價(jià)廉的生態(tài)處理系統(tǒng)[2]。其在生態(tài)上的廣泛運(yùn)用使得其發(fā)展前景無(wú)限好。濕地的主要主要是濕地基質(zhì)、水生植被以及微生物的科學(xué)化相互作用而達(dá)到去除面源污染物的實(shí)際效用。水生植被是濕地的核心，經(jīng)研究表明，濕地中的植被對(duì)化學(xué)物質(zhì)有極高的吸收能力，以常見(jiàn)的氮和磷去除率為例，其去除率竟高達(dá)59.1%和62.8%。其余研究發(fā)現(xiàn)，濕地對(duì)銨態(tài)氮的去除率達(dá)到了56.76%。在對(duì)其他地域的研究發(fā)現(xiàn)，濕地在農(nóng)間排水使?jié)竦氐牡煞纸档椭亮?5%～52%，磷總比下降27%～35%。因此，濕地在凈化方面有極高的效用。

2.4第四道防線：骨干生態(tài)溝

這條防線是通過(guò)對(duì)溝渠的生態(tài)改變和性能的強(qiáng)化，利用科學(xué)的多重作用對(duì)農(nóng)業(yè)面源的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行凈化及處理，達(dá)到消除化學(xué)物的作用，使得溝渠中的植被起到控制水流的流速和吸收養(yǎng)分的作用，增加水體的凈化度。該防線對(duì)面源排水中氮?dú)夂弯@態(tài)氮的去除效果良好，某研究地的平均去除達(dá)到了54.5%和43.7%。在一組人選樣調(diào)查中，研究一段350m的排水溝渠在下雨后對(duì)氮?dú)夂土椎娜コЧ?，事?shí)證明前者的去除率達(dá)到了40%～70%，后者的去除率達(dá)到了20%～80%，這條防線很明顯更加提高了對(duì)化學(xué)物質(zhì)的去除效果。

3結(jié)語(yǔ)

稻田面源的“四條防線”治理清除系統(tǒng)，不但豐富了對(duì)污染物處理的理論內(nèi)容，并且對(duì)水稻節(jié)灌溉理論體系的發(fā)展有著貢獻(xiàn)性作用，其對(duì)保護(hù)環(huán)境及水域有著實(shí)質(zhì)性的幫助和技術(shù)性的成效，其具有非常高的實(shí)踐理論價(jià)值，對(duì)我國(guó)部分南方水稻灌區(qū)面源污染具有相當(dāng)重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]萬(wàn)玉文，茆智.節(jié)水防污型農(nóng)田水利系統(tǒng)構(gòu)建及其效果分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015（3）：137-145.

[2]陳雷.關(guān)于水利發(fā)展與改革若干問(wèn)題的思考[J].中國(guó)水利，2007（22）：1-14.

作者：李鳳玲 單位：內(nèi)蒙古興安盟阿爾山市天池鎮(zhèn)農(nóng)牧林水服務(wù)中心