一种农村生态湿地环境保护构建方法与流程

1.本发明涉及环境治理领域，特别涉及一种农村生态湿地环境保护构建方法。


背景技术：

2.粤港澳大湾区有着丰富的湿地水体资源，湖泊、河流等湿地可有效缓解城市热岛效应，保护水资源与生物多样性，提供良好的人居环境与游憩空间，对经济社会发展具有重要意义。随着城市进程的发展，以及对水体、土地等资源的不合理利用，环境问题日益凸显，同时植物的凋落物、雨水径流及空气降尘所带来的污染物，流入湖泊、河涌等自然水体中，使水生态系统受到很大程度上的破坏。相关资料信息显示，我国90％以上的城市公园湿地水体总氮和总磷等指标超过地表水环境质量标准(gb3838-2002)iv类水指标，富营养化现象日趋加剧。因此，研究合理的水质生态净化及景观营建技术，改善目前湿地水体脏乱差黑臭等现象，恢复良好的湿地水体生态景观是提高人们生活水平，改善生态环境，保护城乡水资源的重要途径之一。
3.当前常用的水体污染处理对湿地的设计不够完善，导致污水在人工湿地中的滞留时间较短，物理沉降效果不明显，同时湿地上种植的植物种类无法满足要求，对土壤中的营养盐无法起到沉淀和过滤的作用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种农村生态湿地环境保护构建方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.一种农村生态湿地环境保护构建方法，包括以下步骤：
6.步骤1、生态勘测与整体轮廓设计：使用地形勘测仪器对生态湿地地形进行探测；并根据实际的地形设计相应的图纸，根据设计图纸先用石灰粉在项目场地画出湖体轮廓，再进行桩点布置后打桩,使用挖掘机具开挖人工湖，保证挖掘深度达设计文件要求；
7.步骤2、人工湖内部设计：使用挖掘机具开挖人工湖，有效水深范围为4.5-5m，上下误差不超过0.5m，在湖中设置三道植物带软围墙，进而使其转变为三个廊道，严格控制廊道宽度，每个大概为15m，将一定数量的弹性填料填充于廊道中，确保填充密度维持在15％，由此实现流场优化的目的，同时，将湖中水力停留时间控制在8-10h，发挥其反硝化作用，完成一定数量氮的去除工作；
8.步骤3、生态周围污染情况检测：从不连续地随机的土壤中采集的样品，然后将采集的样品进行化学成分分析，得出该地区土壤内部各元素的含量，评估污染情况；
9.步骤4、湖四周湿地设计：湿地从下往上依次设有阻流区、砾石沉降区、过滤区和降解区，阻流区域内设置有阻流板使得水流速度变慢；砾石沉淀区内填充有石块，水流通过砂石之间的空隙流淌，使水中的大颗粒杂质沉淀，水中的杂质被进一步过滤；过滤区内设有格栅栏使得水中的杂质被进一步的过滤，吸附层去除残留在水中的杂质，吸附水中的微小物质以进一步提高污水处理的质量；降解区内设置有两个填料条和一个渗滤膜，可迅速降解
水中的有害物质并将其转化；
10.步骤5、划分植物区域：根据设计图划分挺水植物、浮水植物、沉水植物及湿地木本植物种植区；
11.步骤6、种植区土壤改良：对种植区进行土质改良、清除土壤中的建筑垃圾、树皮草根等杂物，用有机黏土作为底土，在底土表面铺撒直径0.5-1cm的中沙，有效防止水体浑浊；
12.步骤7、湿地植物种植：将人工湿地划分为3个区块，分别以耐污能力强、根系发达的菖蒲、芦苇和柳树为主要植物，菖蒲区和芦苇区通过菖蒲、芦苇等植被吸附营养盐起到过滤、沉淀等作用；柳树区主要通过种植成片柳树形成生态防护带，隔离浪渣，起到转化、植物遮蔽等作用；
13.步骤8、引水入湖：接通自然水体，引水入湖或放自来水入湖；
14.步骤9、植物选择、配置：植物主要选用经过挑选出来的水生植物，在种植之前应按事前设计完成的植物配置图纸进行植物布局，以确定不同植物之间的空间关系，具体问题可根据施工现场进行调整；
15.步骤10、种植施工：在种植施工中，木本植物采用裸根种植，水生草本植物因不同种类间大小差异大，种植行距可根据现场施工情况微调；
16.步骤11、投放水生动物：利用生物操控的原理，通过投放适当的滤食性水生动物，可有效控制水华和蓝藻的爆发，同时也可以吞食水中蚊虫和消纳水中腐基质，达到水体自净效果。
17.作为本发明的进一步方案：在步骤1中，挖掘人工湖时需设置排水口，清除湖底杂物，铺设土工防渗膜，做好湖底防渗。
18.作为本发明的进一步方案：在步骤9中，所述木本植物种植时需要相应支撑。作为本发明的进一步方案：在步骤9中，所述水生草本植物种植深度以土壤覆盖植株根部为宜，刚种时不适宜水位过高，防止植物有上浮现象。
19.作为本发明的进一步方案：在步骤9中，所述水生草本植物种植深度以土壤覆盖植株根部为宜，刚种时不适宜水位过高，防止植物有上浮现象。
20.本发明的技术效果和优点：
21.本发明提供的方案通过合理的植物选择、低养护植物配置，大大提高了水景中植物的存活率，降低了因植物生长不好需要更换的成本；
22.在水体自净单元中分别为反硝化功能强化区、挺水植物与沉水植物，并且构建起适宜鱼类等生长的环境，针对构建天然水体生态系统的过程，对其进行有效模拟，进一步组建为完整生态链，对水质自净单元十分有利，可以促进其生态系统平衡，提高所排放进水的达标率；
23.湿地从下往上依次设有阻流区、砾石沉降区、过滤区和降解区，使得污水在人工湿地中的滞留时间明显增长，物理沉降作用较明显，同时将人工湿地划分为3个区块，分别以耐污能力强、根系发达的菖蒲、芦苇和柳树为主要植物，菖蒲区和芦苇区通过菖蒲、芦苇等植被吸附营养盐起到过滤、沉淀等作用；柳树区主要通过种植成片柳树形成生态防护带，隔离浪渣，起到转化、植物遮蔽等作用，湿地植物的生态去除效果较好，水体中营养盐去除率相对较高，特别是水体中的泥沙得到充分的物理沉降，使湿地出水较清澈，随着运行时间增加，人工湿地中植物的生物量、微生物活性和酶活性将增加，整个系统净化能力将不断提
高；
24.合理的设计能提高人工湿地对tp，nh
4+-n，bod5的去除率。复合型人工湿地在进水污染负荷较低和运行时间较短的条件下，对tp，nh
4+-n，bod5的去除率初期达到33.5％，34.2％和24.9％，有效实现轻度富营养化水体的治理；
25.在目前湿地水景绿化工程建造招投标综合单价200-600元/m2参差不等，本研究技术市场化后成本可控制在200元/m2以内，建立的植物配置模式可广泛用于华南地区湿地建设、河道绿化、静水池湖、城市景观水体。本技术应用节能降耗成效显著，水耕生产裸根全冠水生苗木，无需苗袋及装土劳作，提高生产效率，降低生产成本。
26.通过应用集湖体开挖、植物选择与配置、种植施工、水生动物投放的一体化全流程技术体系，建立低养护景观持久的水体景观，无需经常打理水面和维护植物，比传统的水景建造技术有效节省60％的后期管理费用，有效克服人造水景观维护及使用成本高等问题。
附图说明
27.图1为本发明中湿地的内部结构示意图；
28.图2为本发明中湿地植物的分布图。
29.图中：1-阻流区、2-砾石沉降区、3-过滤区、4-降解区。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.参照图1-2，本发明提供了一种农村生态湿地环境保护构建方法，包括以下步骤：
32.步骤1、生态勘测与整体轮廓设计：使用地形勘测仪器对生态湿地地形进行探测；并根据实际的地形设计相应的图纸，根据设计图纸先用石灰粉在项目场地画出湖体轮廓，再进行桩点布置后打桩,使用挖掘机具开挖人工湖，保证挖掘深度达设计文件要求，设置排水口，清除湖底杂物，铺设土工防渗膜，做好湖底防渗；
33.步骤2、人工湖内部设计：使用挖掘机具开挖人工湖，有效水深范围为4.5-5m，上下误差不超过0.5m，在湖中设置三道植物带软围墙，进而使其转变为三个廊道，严格控制廊道宽度，每个大概为15m，将一定数量的弹性填料填充于廊道中，确保填充密度维持在15％，由此实现流场优化的目的，同时，将湖中水力停留时间控制在8-10h，发挥其反硝化作用，完成一定数量氮的去除工作；
34.步骤3、生态周围污染情况检测：从不连续地随机的土壤中采集的样品，然后将采集的样品进行化学成分分析，得出该地区土壤内部各元素的含量，评估污染情况；
35.步骤4、湖四周湿地设计：湿地从下往上依次设有阻流区、砾石沉降区、过滤区和降解区，阻流区域内设置有阻流板使得水流速度变慢；砾石沉淀区内填充有石块，水流通过砂石之间的空隙流淌，使水中的大颗粒杂质沉淀，水中的杂质被进一步过滤；过滤区内设有格栅栏使得水中的杂质被进一步的过滤，吸附层去除残留在水中的杂质，吸附水中的微小物质以进一步提高污水处理的质量；降解区内设置有两个填料条和一个渗滤膜，可迅速降解
水中的有害物质并将其转化；
36.步骤5、划分植物区域：根据设计图划分挺水植物、浮水植物、沉水植物及湿地木本植物种植区；
37.步骤6、种植区土壤改良：对种植区进行土质改良、清除土壤中的建筑垃圾、树皮草根等杂物，用湖泥等有机黏土作为底土，在底土表面铺撒直径0.5-1cm的中沙，有效防止水体浑浊；
38.步骤7、湿地植物种植：将人工湿地划分为3个区块，分别以耐污能力强、根系发达的菖蒲、芦苇和柳树为主要植物，菖蒲区和芦苇区通过菖蒲、芦苇等植被吸附营养盐起到过滤、沉淀等作用；柳树区主要通过种植成片柳树形成生态防护带，隔离浪渣，起到转化、植物遮蔽等作用；
39.步骤8、引水入湖：接通自然水体，引水入湖或放自来水入湖；
40.步骤9、植物选择、配置：植物主要选用经过挑选出来的水生植物(具体见附录的木本植物种类名录)，在种植之前应按事前设计完成的植物配置图纸进行植物布局，以确定不同植物之间的空间关系，具体问题可根据施工现场进行调整；
41.步骤10、种植施工：在种植施工中，木本植物采用裸根种植，因为木本植物具有发达的根系，生根速度快，能较好地扎根泥土中，因此在水中只要做适当的支撑即可；水生草本植物因不同种类间大小差异大，种植行距可根据现场施工情况微调，种植深度以土壤覆盖植株根部为宜，刚种时不适宜水位过高，防止植物有上浮现象，这有利于根系快速扎入土壤中；
42.步骤11、投放水生动物：利用生物操控的原理，通过投放适当的滤食性水生动物，可有效控制水华和蓝藻的爆发，同时也可以吞食水中蚊虫和消纳水中腐基质，达到水体自净效果。
43.进一步的：为减少后期的刈割等维护工作，建立以生态效益较高的水湿生木本植物为主，草本植物为辅的低养护持久景观的植物配置模式，优选大叶算盘子、细枝叶下珠、南美天胡荽、水蕨、蜘蛛兰和蜈蚣草的配置模式。
44.实验例：
45.人工生态湿地建设地位于合肥市绿锦村，村管辖面积约15km2，属平原地带，历年平均降雨量为1502mm，最大降雨量为2203mm，最小降雨量是1012mm。常住居民504人，生活污水排放量为86m3/d，排污沟渠汇雨面积为0.7km2，沟渠平均流量为1.lm3/s,最大流量为2m
3/
/s最小流量为0.3m
3/
/s。村内无污水处理设施，居民生活污水、雨水均未经过任何废水处理直接排放入库。
46.村内按照此发明提供的方法和传统方案建造两个人工生态湿地，以1km2水景一年养护费用为例，费用对比如下：
47.48.本发明提供的方案通过合理的植物选择、低养护植物配置，大大提高了水景中植物的存活率，降低了因植物生长不好需要更换的成本；通过应用集湖体开挖、植物选择与配置、种植施工、水生动物投放的一体化全流程技术体系，建立低养护景观持久的水体景观，无需经常打理水面和维护植物，比传统的水景建造技术有效节省60％的后期管理费用，有效克服人造水景观维护及使用成本高等问题。
49.在水体自净单元中分别为反硝化功能强化区、挺水植物与沉水植物，并且构建起适宜鱼类等生长的环境，针对构建天然水体生态系统的过程，对其进行有效模拟，进一步组建为完整生态链，对水质自净单元十分有利，可以促进其生态系统平衡，提高所排放进水的达标率；
50.湿地从下往上依次设有阻流区、砾石沉降区、过滤区和降解区，使得污水在人工湿地中的滞留时间明显增长，物理沉降作用较明显，同时将人工湿地划分为3个区块，分别以耐污能力强、根系发达的菖蒲、芦苇和柳树为主要植物，菖蒲区和芦苇区通过菖蒲、芦苇等植被吸附营养盐起到过滤、沉淀等作用；
51.柳树区主要通过种植成片柳树形成生态防护带，隔离浪渣，起到转化、植物遮蔽等作用，湿地植物的生态去除效果较好，水体中营养盐去除率相对较高，特别是水体中的泥沙得到充分的物理沉降，使湿地出水较清澈，随着运行时间增加，人工湿地中植物的生物量、微生物活性和酶活性将增加，整个系统净化能力将不断提高，水体中的各主要营养盐均有较好的去除，效果明显，具体效果如下：
[0052][0053]
合理的设计能提高人工湿地对tp，nh
4+-n，bod5的去除率。复合型人工湿地在进水污染负荷较低和运行时间较短的条件下，对tp，nh
4+-n，bod5的去除率初期达到33.5％，34.2％和24.9％，有效实现轻度富营养化水体的治理。
[0054]
附录：
[0055][0056]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。