CN102839639B - 一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区 - Google Patents

Abstract

一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，由生态灌水渠道、生态田埂、生态拦截排水沟道、稻田、生态分水闸和生态排水排渍控制装置组成，生态灌水渠道在靠稻田一侧的壁上设有灌水管道；生态田埂的横断面为梯形；生态拦截排水沟道的横断面为梯形，混凝土板材上分布有多个长方形孔洞；生态分水闸为楔式闸板式闸阀节制闸，设于灌水管道上；生态排水排渍控制装置由箱体和挡板组成。本发明合理的结构设计和安排不仅能有效降低稻田的排水量和排水中N、P营养元素的负荷，而且能降低灌水成本和提高灌水效率，在我国稻田具有广泛的推广和应用价值。

Description

一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区

技术领域

本发明属于农田灌排基础设施技术领域，尤其涉及一种可持续利用的稻田生态灌排基础设施技术和布局。

背景技术

我国的稻田普遍存在着灌排小区。这些灌排小区是由灌溉渠、田埂和排水沟围成的。现存的灌溉渠多数是土质的，也有混凝土硬质化的；前者的灌水口是根据农事需要临时挖就的，后者的灌水口是固定的；在封堵灌水口时，常采用土或土袋。在实际应用中存在如下问题：一是土质灌溉渠灌水效率低，二是灌水口开启或封堵时，费工费力。现存的田埂主要用于灌溉目的，在实际生产中存在的问题是未能发挥其生产和生态功能。CN200410014935.1公开了一种农田生态拦截渠道系统，该系统在实际应用中，存在如下问题：一是沟壁和沟底上的孔单元尺寸较小，从而影响植物的正常生长；二是孔单元的间距较大，从而影响植物的生物量及其对农田排水中氮磷的拦截效率。CN200510095596.9公开了一种农田排水排渍控制箱，该控制箱在稻田实际应用中，存在如下问题：一是侧箱体不仅需要占用一定的土地，也需要投入较多的人力物力财力，而且更重要的是由于侧箱体排渍孔朝上而经常被农田中的杂物和流失的土壤堵塞，清理时费时费力；二是在稻田需要晒田时，排空稻田田面水较繁琐；三是不能根据需要灵活调节稻田田面水；四是未考虑主箱体底部与其下土壤之间的土－水间的有益物质交换（氮、磷等营养元素和生物）。

总之，稻田排灌小区作为稻田极其重要的组成单元，在稻田可持续利用中具有举足轻重的作用，但在构建可持续利用的稻田生态排灌小区方面，目前无论在单项技术还是集成技术上还存在诸多不足。

发明内容

发明目的：本发明针对目前我国稻田普遍存在的排灌小区在单项排灌技术与设施及其配置与布局上存在的若干问题，提供一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区。

技术方案：一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，由生态灌水渠道、生态田埂、生态拦截排水沟道、稻田、生态分水闸和生态排水排渍控制装置组成，所述生态灌水渠道的横断面为“U”形，其壁采用混凝土硬质化，在靠稻田一侧的壁上设有灌水管道；所述生态田埂的横断面为梯形；所述生态拦截排水沟道的横断面为梯形，其侧壁和底部采用混凝土板材硬质化，所述混凝土板材上分布有多个长方形孔洞；所述稻田是一个由生态灌水渠道、生态田埂和生态排水沟道围成的区域；所述生态分水闸为楔式闸板式闸阀节制闸，设于灌水管道上；所述生态排水排渍控制装置由箱体和挡板组成，所述箱体的顶部高出稻田田面且对外开放，所述箱体的底部低于稻田田面且其上分布着孔，所述箱体的前侧壁上沿设有节制闸，前侧壁靠近下沿的部位设有排渍孔，所述箱体的后侧壁靠近下沿的部位设有排水孔；所述挡板可拆卸的设于排渍孔上。

所述生态灌水渠道上的灌水管道位于生态灌水渠道靠稻田一侧的中间处，其底部与田面处于同一水平面。

所述生态田埂上种植有植物。

所述生态拦截排水沟道壁和底上的长方形孔洞内种植有植物。

所述生态排水排渍控制装置位于生态拦截排水沟道靠稻田一侧的中间处。

所述生态排水排渍控制装置的底部孔的分布密度为占箱体底部面积的50%。

所述生态排水排渍控制装置的排渍孔位于箱体前侧壁左右的中间处，其底部比箱体底部高。

所述生态排水排渍控制装置的节制闸位于箱体前侧壁左右的中间处，其顶部与箱体的上沿平齐，其底部与田面平齐。

所述生态排水排渍控制装置的排水孔的底部高于箱体底部，并与生态拦截排水沟道连通。

所述生态排水排渍控制装置的挡板封堵排渍孔时密封。

所述稻田实行植稻－麦/油轮作。

有益效果：利用本发明，实现了稻田排灌小区的生态化和可持续利用，具有以下有益效果：一是通过使用生态分水闸，节约了灌水成本，提高了灌水效率。二是通过对田埂的改造和利用，发挥了田埂的生产与生态功能。三是通过对原农田生态拦截渠道系统的改进，提高了原农田生态拦截渠道系统中植物的生物量及其对农田排水中氮磷的拦截效率。四是通过对原农田排水排渍控制箱的改进，减少了人力物力财力的投入、土地的占用和清理的成本；增强了对稻田田面水控制的灵活性；增加了箱体底部与其下土壤之间的土－水间的有益物质交换（氮、磷等营养元素和生物）。

附图说明

图1为一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区的组成结构示意图，图中1为生态灌水渠道，2为生态田埂，3为生态拦截排水沟道，4为稻田，5为生态分水闸，6为生态排水排渍控制装置。

图2为生态灌水渠道的横断面示意图。

图3为生态田埂的横断面示意图。

图4为生态拦截排水沟道的横断面示意图。

图5为生态拦截排水沟道的纵断面示意图。

图6为生态分水闸的示意图。

图7为生态排水排渍控制装置的结构示意图，图中7为箱体，8为挡板，9为节制闸，10为排渍孔，11为排水孔。

图8为生态排水排渍控制装置中节制闸的结构示意图，图中12为闸门，13为箱体前侧壁。

图9为一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区的尺寸示意图。

图10为生态灌水渠道的横断面尺寸示意图，图中14为田埂，15为田面。

图11为生态分水闸的尺寸示意图。

图12为生态田埂的横断面尺寸示意图。

图13为生态拦截排水沟道的横断面尺寸示意图。

图14为生态排水排渍控制装置中箱体的尺寸示意图，图中16为田面高度。

图15为生态排水排渍控制装置中节制闸的尺寸示意图。

图16为生态排水排渍控制装置中挡板的尺寸示意图。

具体实施方式

以下具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。

实施例1

一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，由生态灌水渠道1、生态田埂2、生态拦截排水沟道3、稻田4、生态分水闸5和生态排水排渍控制装置6组成（图1）。所述生态灌水渠道的横断面是一个50cm×50cm（上宽×高）的“U”形（图10），渠道壁采用混凝土硬质化，在稻田一侧的壁上设置一个直径为30cm的灌水管道，管道的底部与田面处于同一水平面，在灌水管道上设置35cm×35cm的生态分水闸（图1、10、11）。所述生态田埂的横断面是一个40cm×60cm×30cm（上宽×底宽×高）梯形（图12），在其上部种植植物。所述生态拦截排水沟道的横断面为一个160cm×50cm×110cm（上宽×底宽×高）梯形（图13），沟道的侧壁和底部采用其上分布有多个16cm×8cm长方形空洞的混凝土板材硬质化，在长方形空洞内种植植物。所述稻田是一个由生态灌水渠道、生态田埂和生态排水沟道围成的100m×20m（长×宽）长方形区域（图9），在该区域内实行稻－麦/油轮作。所述生态排水排渍控制装置由箱体7和挡板8组成（图7），所述箱体是一个40cm×30cm×45cm（长×宽×高）长方体（图14），位于生态拦截排水沟道一侧的稻田内，其上部对外开放，用于自动控制稻田田面水；其底部上分布着6个孔洞（图14），孔的分布密度为50%，该孔洞与其下的土壤相通，为箱体中的排水和土壤生物提供交换通道；其上沿高出稻田田面15cm（图14），不让因降雨产生的水分随意流失浪费；其前侧壁设有节制闸9和排渍孔10，其后侧壁设有排水孔11（图7）；所述排渍孔是一个20cm×20cm的正方形，位于箱体前侧壁左右的中间处，其底部高出箱体底部5cm（图14），利用该排渍口排出种麦/油菜期间土壤中的渍水；所述节制闸是一个20cm×15cm的楔式闸板式闸阀（图15），位于箱体前侧壁左右的中间处，其顶部与箱体的上沿平齐，其底部与田面平齐（图14），利用该节制闸既可在稻田晒田时排空田面水又可根据需要灵活调节稻田田面水；所述排水孔是一个直径为20cm的圆孔，圆孔的底部高出箱体底部5cm（这有利于沉降排水中的泥沙以及进行物质交换，图14），该排水孔通过排水管与生态拦截排水沟道相通；所述挡板是一个25cm×25cm的正方形活动板（图16），在种稻期间利用该挡板将排渍孔密封。

实施例2

一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，由生态灌水渠道1、生态田埂2、生态拦截排水沟道3、稻田4、生态分水闸5和生态排水排渍控制装置6组成，所述生态灌水渠道的横断面为“U”形，其壁采用混凝土硬质化，在靠稻田一侧的壁上设有灌水管道；所述生态田埂的横断面为梯形；所述生态拦截排水沟道的横断面为梯形，其侧壁和底部采用混凝土板材硬质化，所述混凝土板材上分布有多个长方形孔洞；所述稻田是一个由生态灌水渠道、生态田埂和生态排水沟道围成的区域；所述生态分水闸为楔式闸板式闸阀节制闸，设于灌水管道上；所述生态排水排渍控制装置由箱体7和挡板8组成，所述箱体的顶部高出稻田田面且对外开放，所述箱体的底部低于稻田田面且其上分布着孔，所述箱体的前侧壁上沿设有节制闸9，前侧壁靠近下沿的部位设有排渍孔10，所述箱体的后侧壁靠近下沿的部位设有排水孔11；所述挡板8可拆卸的设于排渍孔上。所述生态灌水渠道上的灌水管道位于生态灌水渠道靠稻田一侧的中间处，其底部与田面处于同一水平面。所述生态田埂上种植有植物。所述生态拦截排水沟道壁和底上的长方形孔洞内种植有植物。所述生态排水排渍控制装置位于生态拦截排水沟道靠稻田一侧的中间处。所述生态排水排渍控制装置的底部孔的分布密度为占箱体底部面积的50%。所述生态排水排渍控制装置的排渍孔位于箱体前侧壁左右的中间处，其底部比箱体底部高。所述生态排水排渍控制装置的节制闸位于箱体前侧壁左右的中间处，其顶部与箱体的上沿平齐，其底部与田面平齐。所述生态排水排渍控制装置的排水孔的底部高于箱体底部，并与生态拦截排水沟道连通。所述生态排水排渍控制装置的挡板封堵排渍孔时密封。

Claims (10)

1.一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，由生态灌水渠道（1）、生态田埂（2）、生态拦截排水沟道（3）、稻田（4）、生态分水闸（5）和生态排水排渍控制装置（6）组成，其特征在于：所述生态灌水渠道的横断面为“U”形，其壁采用混凝土硬质化，在靠稻田一侧的壁上设有灌水管道；所述生态田埂的横断面为梯形；所述生态拦截排水沟道的横断面为梯形，其侧壁和底部采用混凝土板材硬质化，所述混凝土板材上分布有多个长方形孔洞；所述稻田是一个由生态灌水渠道、生态田埂和生态排水沟道围成的区域；所述生态分水闸为楔式闸板式闸阀节制闸，设于灌水管道上；所述生态排水排渍控制装置由箱体（7）和挡板（8）组成，所述箱体的顶部高出稻田田面且对外开放，所述箱体的底部低于稻田田面且其上分布着孔，所述箱体的前侧壁上沿设有节制闸（9），前侧壁靠近下沿的部位设有排渍孔（10），所述箱体的后侧壁靠近下沿的部位设有排水孔（11）；所述挡板（8）可拆卸的设于排渍孔上。

2.根据权利要求1所述的一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，其特征在于所述生态灌水渠道上的灌水管道位于生态灌水渠道靠稻田一侧的中间处，其底部与田面处于同一水平面。

3.根据权利要求1所述的一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，其特征在于所述生态田埂上种植有植物。

4.根据权利要求1所述的一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，其特征在于所述生态拦截排水沟道壁和底上的长方形孔洞内种植有植物。

5.根据权利要求1所述的一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，其特征在于所述生态排水排渍控制装置位于生态拦截排水沟道靠稻田一侧的中间处。

6.根据权利要求1所述的一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，其特征在于所述生态排水排渍控制装置的底部孔的分布密度为占箱体底部面积的50%。

7.根据权利要求1所述的一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，其特征在于所述生态排水排渍控制装置的排渍孔位于箱体前侧壁左右的中间处，其底部比箱体底部高。

8.根据权利要求1所述的一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，其特征在于所述生态排水排渍控制装置的节制闸位于箱体前侧壁左右的中间处，其顶部与箱体的上沿平齐，其底部与田面平齐。

9.根据权利要求1所述的一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，其特征在于所述生态排水排渍控制装置的排水孔的底部高于箱体底部，并与生态拦截排水沟道连通。

10.根据权利要求1所述的一种基于可持续利用的稻田生态灌排小区，其特征在于所述生态排水排渍控制装置的挡板封堵排渍孔时密封。