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上周给大家科普了生态沟渠是什么（文章指路：《什么是生态沟渠？》），今天海绵君继续给大家带来生态沟渠的相关内容，生态沟渠该如何设计？又有哪些可参考的标准？ 根据中国环境学会生态农业专业委员会2023年年会（海南峰会）的数据显示，我国农业面源污染的排放强度持续增加。这不仅导致农村生态系统因土壤侵蚀而退化，还因水污染和食品污染使得食源性疾病的发病率显著上升，从而造成了巨大的经济损失和社会危害。 这一现象的原因在于农业转型期间，种植结构和经营方式发生了变化。因此，如何有效控制农业面源污染，已经成为我国政府、学术界和产业界必须共同关注的重要问题。 农业面源污染因其分散性、不确定性、滞后性和双重性等特征，使得确定监管对象和污染治理主体变得复杂。传统的生态环境管理方法难以满足日常的管理需求，这便对治理模式、监测体系和监管手段提出了更为严格的要求。在王忠敏的研究中，他指出通过建设生态沟渠可以有效去除农田污染，其中对氮、磷的去除率分别可达到58.2%和84.8%，这已成为治理农田面源污染的一个有效方法。
有哪些现行标准 截至目前，天津市、四川省、浙江省、江苏省以及大理白族自治州这五个省市州已经发布了生态沟渠建设的技术规范，这些规范均为地方性标准。目前尚未有国家级别或行业级别的统一标准。在这些地方性标准中，四川省的标准（DB51/T）和大理州的标准（DB5329/T）内容较为完整，具有较高的参考价值，因此它们成为了本文主要参考的文件。
▲生态沟渠相关现行标准
生态沟渠定义、基本结构 生态沟渠（ecological ditch），是一种经过生态结构改造和调整，以及生态服务功能优化的农田排水沟渠。这种沟渠拥有独特的生态结构，并能发挥排水、泄洪、水土保持和生态净化等多种功能。 生态沟渠的基本结构可以简单概括为两部分：工程部分和生物部分。工程部分涉及渠体、生态拦截坝、拦水节制闸等构造；生物部分则主要指渠底和渠内坡面所种植的植物。这一点在大理州、江苏省和天津市的地方标准中基本都有所体现。 四川标准中对生态沟渠的结构规定更为具体，由沟渠形态、沟渠基础、沉沙池、阶式凼（dàng）坑、生态护坡、抗冲槽、水陂（bēi ）、植物配置、生态缓冲带、动物逃生通道、便桥等组成。
生态沟渠如何设计？ 1. 渠体设计 依据大理州、江苏省和天津市的地方标准，生态沟渠的渠体断面通常设计为等腰梯形。参考的设计尺寸为：上底宽度为1.5m（或2.5m），下底宽度为1.0m，深度为0.6m；渠底应采用土质材料，渠壁则可以是土质或生态多孔砖构造。最小边坡系数可根据以下表格进行确定：
此外，参照四川地标，生态沟渠边坡坡度不宜超过60°，底部宽度要求在1.0~3.0m之间，深度在0.5~1.5m之间，沟渠长度至少50m。 2. 沉沙池、阶式凼坑、抗冲槽、水陂设计 根据四川的地方标准，生态沟渠的设计包括以下方面：在汇流处建造沉沙池；在沟渠内构建小型湿地，即凼坑；在渠道的转弯处和冲刷较为严重的地方，设置抗冲槽；在雍水区域建造水陂。具体的设计要求如下： ① 沉砂池 -在农田排水汇流处应建造沉沙池以减缓冲刷、沉降泥沙，其具体位置根据当地地形条件决定。 -有效水深宜为 0.5m~1.0m，宽深比宜为 1.0:1.0~1.0:1.5。 -沉沙池应采用溢流出水的方式。 -沉沙池四侧挡水墙应以条石结构堆砌，底部以条石或卵石堆砌，厚度 0.15m~0.2m。 -砌石挡水墙的结构构件强度安全系数应按SL 25 的规定采用。 沉沙池的水力设计应按照 SL/T 269 的规定采用。 ② 阶式凼坑 -对沟渠中凼坑进行改造，构筑阶梯式凼坑小型湿地。 -阶式凼坑由卵石(直径>5cm)或条石堆砌而成。台阶3个~5个，视地形而定。 -阶式凼坑蓄水 20cm~30cm，底部不硬化，用高矮植物搭配构建小型湿地。 -条石结构构件强度安全系数应按 SL 25 的规定采用。 ③ 抗冲槽 -在生态渠道转弯处、农田排水口、汇流冲刷较强等地方，铺设抗冲槽减缓冲刷。 -抗冲槽面积根据承受冲刷的范围而定，厚度 25cm，卵石直径 5cm~15cm。 -抗冲槽顺着水流方向依次紧密自然排列成型。 ④ 水陂设计 -根据地形条件，宜建在稍有坡度的沟道，以形成雍水，拦蓄径流，延长滞留时间。 -水陂宜以砌石坝为主，其高度视地形和生态沟渠流量而定。建设规范应按照 SL 25 中的规定采用。 -水陂蓄水深度 20cm~30cm，厚度 30cm~50cm，宽度与生态沟渠底部宽度一致。 3. 潜流坝设计 依据江苏省的地方标准，生态沟渠的水流转向处应建造潜流坝。该潜流坝的高度为0.7m，与渠埂等高。坝的两侧采用透水砖堆砌，透水砖的宽度为0.3m，高度为0.7m。坝体中部填充砾石和黏土。坝顶则种植常绿灌木或草坪。在坝底0.5m的位置设置溢流管，管道直径为0.15~0.2m。
4. 拦水节制闸设计 根据大理州、江苏省和天津市的地方标准，生态沟渠的出水口通常设置有混凝土拦截坝。该坝的高度为0.5m，比排水沟渠的埂低0.1m，坝的厚度为0.6m，总宽度为2.25m。在拦截坝上还建有一个排水节制闸。 排水节制闸的设计参数如下：闸顶高度为0.45m，闸底高度为0.1m，闸孔的净高度为0.35m，闸孔的净宽度为0.4m，闸门采用直升式平面钢闸门。根据不同的需求，可以将生态沟渠的水位调节为两种状态：0.1m（或0.2m）用于旱作，以及0.5m用于种植水稻或水生蔬菜时的溢流状态。
5. 透水坝设计 参照大理州、江苏、天津地标，在生态沟渠内设置透水坝，起始坝位于拦水节制闸前1m，以后每间隔50m设1座。 透水坝的剖面设计为梯形复式结构，其边坡系数介于1:1至1:2.5之间。透水坝的滤料选用包括炉渣、碎砖、改性生物碳等具有多孔特性的材料。坝体的高度为0.4m，与渠埂保持同一水平，而基座的高度为0.2m。
6. 植物设计 参照大理州、江苏地标，生态沟渠中的植物可由人工种植和自然演替形成。 沟壁植物主要以自然演替为主，辅以人工种植，如狗牙根、三叶草、棱鱼草和黑麦草（适用于冬季）；沟中夏季可以种植茭白、茨菇、再力花、旱伞草、香蒲等植物，而冬季则可种植西伯利亚鸢尾、黄菖蒲等；沟底全年适宜种植马来眼子菜、菹草、金鱼藻、狐尾藻等沉水植物。 根据四川的地方标准，生态沟渠的护坡面应种植草本植物，确保植物覆盖率达到100%；沟床则以草本挺水植物为主，辅以沉水植物，其覆盖率应在50%至100%之间。以下是一些建议的植物配置：
生态沟渠建设密度 参照江苏地标，生态沟渠工程建设密度应能满足农田排涝要求和生态拦截需求，一般为每hm2农田150m2生态沟渠。
管理与维护 生态沟渠应按照要求进行定期维护与监测，主要监测内容包括：进水、出水情况；是否堵塞；植物生长情况；沟渠结构是否存在破损、垮塌、裸露等。 防堵塞主要措施：①在雨季来临前及时收割植物；②定期清淤，沟底淤积物超过10cm或杂草丛生，及时清淤，淤泥建议就近还田。 素材来源：人工湿地与生态修复 |
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