申请日2018.02.01
公开(公告)日2018.06.15
IPC分类号E02B13/00; E02B13/02; E02B11/00; C02F3/32
摘要
一种稻田面源污水灌蓄排调控净化系统。该系统利用稻区原有自然灌排沟渠，在稻田分布现状的基础上，由路基和主灌排沟渠将稻田与周边的河道水体隔离开，形成相对封闭的灌蓄排调控净化系统。该系统内沟渠宽约1.5m～2.0m，深1.0m～1.5m，沟渠与稻田面积的比例为5%～10%，沟渠中种植植被，有唯一的进水口和出水口，整个系统利用闸门调节进入沟渠的雨水、灌溉水、外排水和径流水的滞留时间。该系统可充分发挥沟、稻田的湿地净化效应，可有限削减稻田面源污水的氮磷，对稻田面源污水有较佳的调控净化效果。
权利要求书
1.一种稻田面源污水灌蓄排调控净化系统，为路基7围成的封闭系统，通过泵站4与涵洞排水口5与周边河道6进行水交换，灌溉水首先通过泵站4进入灌蓄排调控净化系统中，经过稻田进水沟渠1进入稻田灌排沟渠2中，稻田外排水和径流水进入稻田灌排沟渠2和稻田汇水沟渠3中滞留，稻田汇水沟渠3与涵洞排水口5相连，涵洞排水口5处设有调控闸门，沟渠中水不足时，由泵站4从周边河道6提水后往沟渠中灌水。
2.根据权利要求1所述的一种稻田面源污水灌蓄排调控净化系统，其特征在于稻田进水沟渠1、稻田灌排沟渠2和稻田汇水沟渠3与稻田面积的比例为5%～10%，稻田进水沟渠1和稻田汇水沟渠3宽约1.5m～2.0m，深约1.0m～1.5m，沟渠中种植喜氮磷植物。
3.根据权利要求1所述的一种稻田面源污水灌蓄排调控净化系统，其特征在于水稻生长季节调控闸门关闭，沟渠内水深维持在30cm～70cm，水稻收获期和旱作作物种植季调控闸门打开。
说明书
一种稻田面源污水灌蓄排调控净化系统
技术领域
本发明属于农业环境保护技术领域，具体是涉及一种稻田面源污水灌蓄排调控净化系统。
背景技术
农田面源污染主要是指农业生产活动中农田氮磷营养物质在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量氮磷进入水体，造成的水环境污染(张维理，徐爱国，冀宏杰等.中国农业面源污染形势估计及控制对策III：中国农业面源污染控制中存在问题分析[J].中国农业科学，2004，37(7)：1026-1033)。
水稻作为我国的第一大粮食作物，其种植面积约占全国耕地总面积的27%，产量约占中国粮食总产的38%(朱德峰，陈惠哲，徐一成，等.我国双季稻生产机械化制约因子与发展对策[J].中国稻米，2013，19(4)：1-4.)。水稻种植具有集约化程度高、高投入和高产出的基本特点。国内稻作区通常具有发达的排水沟渠系统，如长江下游的江苏省，农沟占地可达农田的5%-11%，深度一般在1.0-1.8m，具有较强的蓄水能力。为了灌排方便，水稻种植区域一般以灌排单元的形式存在。灌排单元由农田及周围的沟渠组成，通过路基与周围的河道隔开，每个灌排单元都有独立的灌排水口。据统计，水稻耗水量约占农业用水总量的60%-70%，化肥用量超过20%，目前由于水稻生育期内水分管理粗放，面源污水在稻田或沟渠中停留时间较短，田系统和沟系统的协同净化能力弱，导致氮磷等营养物质向地表水体的排放频繁(李学平，石孝均.紫色水稻土磷素动态特征及其环境影响研究[J].环境科学，2008，29(2)：434-439.)。
因此，在已有灌排单元基础上，研究一种稻田面源污水灌蓄排调控净化系统，应比单一的稻田或沟渠控制排水具有更好的面源污染减排效果。对于解决目前农田面源污染的水环境问题具有十分重要的意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种稻田面源污水灌蓄排调控净化系统，该系统利用稻区原有自然灌排沟渠，在稻田分布现状的基础上，由路基将稻田与周边的河道水体隔离开，形成相对封闭的灌蓄排调控净化系统。
该灌蓄排调控净化系统主要由稻田及其临近的自然灌排沟渠组成，进水和汇水沟渠宽约1.5m～2.0m，深约1.0m～1.5m，进水和汇水沟渠及自然灌排沟渠与稻田面积的比例为5%～10%，沟渠中种植喜氮磷植物。
该灌蓄排调控净化系统有唯一的进水口和出水口，进水由泵站将周边河道的水泵入系统的沟渠内，沟渠内的水灌溉进入稻田后，以外排水或径流水的方式重新进入沟渠，整个系统利用闸门控制水的外排，调节进入沟渠的雨水、灌溉水、外排水和径流水的滞留时间。
污染物由稻田进行初次拦截，由沟渠对稻田外排污染物进行再次拦截，在减少排水量的同时，延长污染物在稻田、沟渠中的滞留时间，充分发挥沟、稻田的湿地净化效应以消减氮磷浓度。
为了完成上述目标，本发明采用如下技术方案，具体步骤如下：
确定自然灌排沟渠和稻田的分布特征;
根据自然灌排沟渠和稻田的分布特征，构建灌蓄排调控净化系统，使每一个灌蓄排调控净化系统都有一个进水口和一个唯一的出水口;
灌蓄排调控净化系统进水由邻近的泵站将河道中的水引入沟渠。在灌蓄排调控净化系统出水口即沟渠和周边河道的连接处涵洞口设置控制闸门。
本发明的有益效果是通过因地制宜，充分利用现有的稻田和丰富的自然灌排沟渠，无需额外增加湿地面积和建设费用，仅需在灌蓄排调控净化系统出水口沟渠末端设置小型控制排水设施，硬件投入少，技术要求简单，适于在耕地紧张的稻作区推广使用。