CN103953007A

CN103953007A - 农田退水持留净化时间自动调控装置

Info

Publication number: CN103953007A
Application number: CN201410215457.4A
Authority: CN
Inventors: 王沛芳; 王超; 钱进; 侯俊; 饶磊; 敖燕辉; 范秀磊
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2014-07-30

Abstract

本发明是农田退水持留净化时间自动调控装置，其结构包括铁丝网和翻板闸门，其中铁丝网4位于农田排水沟生态工程和翻板闸门5之间，翻板闸门5位于铁丝网4之后，当农田排水沟水量较大、水位较高时，翻板闸门在闸前上部水压力的作用下，闸门全部打开，不会影响农田排水沟排水流量。优点：能够增加农田排水沟生态工程中排水的水力停留时间，保证农田排水沟中生态工程的水位，维系生态工程的生态系统，增强生态工程的净化能力，延长生态工程的使用寿命，当农田排水沟水量较大、水位较高时，翻板闸门在闸前上部水压力的作用下，闸门全部打开，不会影响农田排水沟排水流量。

Description

农田退水持留净化时间自动调控装置

技术领域

本发明涉及的是一种增加农田退水在农田排水沟生态工程中的水力停留时间，维系农田排水沟生态工程生态系统健康的农田退水持留净化时间自动调控装置，属于农田排水领域。

背景技术

为了节约土地资源和因地制宜地开展农田面源污染控制，很多学者在治理农田面源污染时，开发了沟渠湿地生态系统。由于农田排水沟渠生态系统具有排水和净化面源污染的双重功效，沟渠湿地生态系统在农田面源污染治理上被广泛应用。

然而，在一次降雨或农田一次灌溉，农田排水沟快速退水之后及无降雨和农田非灌溉时期，排水沟生态工程一段时间内将处于缺水甚至干涸状态，其中的生态系统将难以维系，水生植物枯萎甚至死亡，微生物菌落减少等。再次降雨或农田灌溉时排水沟生态工程将不能及时有效的净化去除农田排水中的污染物质。如此恶性循环将导致农田排水沟生态工程净污能力的丧失，甚至使其成为新的污染源。同时，由于排水沟长度有限，农田退水的污染物与排水沟生态工程接触时间较短，污染物被吸附、转化、降解的效果较差。因此，在不影响农田排水的前提下，增加农田退水在排水沟渠中的持留时间是降低面源污染物入河流的重要途径之一。

CN200710021602.5公布了一种结构比较复杂的“可调式农田排水沟水位控制堰”，其目的在于针对固定高度的控制堰所存在的缺陷，提出了一种安装在农田排水沟出口处的可调式农田排水沟水位控制堰，通过旋转安装在地表的控制转盘，在两个截锥形齿轮实现垂直旋转传动，带动挡水板围绕水平转动轴转动，使挡水堰顶端高度上升或下降，而排水沟中的水只能从挡水堰板顶端流出。排水量较大时，因控制堰的存在容易造成排水不畅，且在排水过后，沟内容易产生死水区，造成水质的恶化。该专利结构比较复杂，需要专门人员控制管理，同时是在有充足的水源前提下调控农田里水位的多少，并不能解决上述农田排水沟生态系统的问题。目前尚无一个专门解决上述问题的装置。

发明内容

本发明提出的是一种农田退水持留净化时间自动调控装置，农田排水沟中的生态工程在降雨或农田灌溉快速退水之后，农田排水沟生态工程一段时间内将处于缺水甚至干涸状态，其中水生植物枯萎甚至死亡，微生物菌落减少，生态系统将难以维系，田排水沟生态工程生态净化能力的丧失，甚至使其成为新污染源；同时，由于排水沟长度有限，农田退水的污染物与排水沟生态工程接触时间较短，污染物被吸附转化，降解的效果较差等因此，在不影响农田排水的前提下，增加农田退水持留时间是降低面源污染物入河流的重要途径之一，本发明旨在增加降雨之后排水在农田排水沟生态工程中的水力停留时间，从而维系农田排水沟生态工程的生态系统的健康，提高农田排水沟生态工程的生态净化能力。

本发明的技术解决方案：农田退水持留净化时间自动调控装置，其结构包括铁丝网和翻板闸门，其中铁丝网位于农田排水沟生态工程和翻板闸门之间，翻板闸门位于铁丝网之后，当农田排水沟水量较大、水位较高时，翻板闸门在闸前上部水压力的作用下，闸门全部打开，不会影响农田排水沟排水流量。

本发明的优点：

1) 增加持留时间，提高净化能力。农田退水持留净化时间自动调控装置可以大大增加农田排水在排水沟生态工程内的水力停留时间，在提高农田排水出水水质的同时，维系了农田排水沟生态工程的生态系统的健康，提高了农田排水沟生态工程的生态净化能力；

2) 自动调节，排水通畅。农田排水沟水量较大、水位较高时，在闸前水压力的作用下，翻板闸门全部打开，不会影响农田排水沟排水流量；

3) 维护简单，管理方便。农田退水持留净化时间自动调控装置采用的是水力自动翻板闸门，在根据实际情况设计好翻板闸门尺寸之后，翻板闸门可根据农田排水沟内水位的高低自动开启或闭合，无需人为操作，管理简单，无管理成本；

4) 基建工程少，投资费用低。农田退水持留净化时间自动调控装置几乎不需要基建工程，只需对翻板闸门中的立柱进行一定的基建工程，其他组件可以在厂家制作，现场安装；

5) 制作简单，造价低廉。农田退水持留净化时间自动调控装置结构简单，造价低廉。可实现工厂化生产，不受时间、季节、地点等的限制。

附图说明

附图1是农田退水持留净化时间自动调控装置放置于农田排水沟生态工程后端示意图。

附图2是农田退水持留净化时间自动调控装置俯视图。

附图3是农田退水持留净化时间自动调控装置翻板闸闭合侧面示意图。

附图4是农田退水持留净化时间自动调控装置翻板闸开启侧面示意图。

附图5是农田退水持留净化时间自动调控装置翻板闸门立体示意图。

图中的1是农田，2是农田排水沟，3是农田排水沟生态工程，4是铁丝网，5是翻板闸门，6是铁丝网固定架，7是翻板，8是轴承，9是立柱，10是保护柱，11是凹槽。

具体实施方式

对照附图1，在农田1中开有农田排水沟2，农田排水沟2，农田排水沟2二侧间是农田排水沟生态工程3，农田退水持留净化时间自动调控装置放置于农田排水沟生态工程后端，该农田退水持留净化时间自动调控装置，其结构包括铁丝网和翻板闸门，其中铁丝网4位于农田排水沟生态工程和翻板闸门5之间，翻板闸门5位于铁丝网4之后，当农田排水沟水量较大、水位较高时，翻板闸门在闸前上部水压力的作用下，闸门全部打开，不会影响农田排水沟排水流量。

所述的铁丝网4由铁丝网固定架6固定，铁丝网4的网孔直径应不小于10cm，如图3所示。

对照附图2、3、4、5，翻板闸门5，其结构包括翻板7，轴承8，立柱9，保护柱10，其中翻板7上装有轴承8，翻板7二侧是立柱9，立柱根部外围是保护柱10，所述翻板起到闸门截留的作用，翻板的尺寸由农田排水沟实际条件来确定，翻板的长度要保证其有部分位于凹槽11内，以保证翻板闭合时密封程度，所述的立柱支撑翻板闸门，其材料应符合施工规范要求；所述的保护柱10是在水位降低之后，保证翻板闸门5再次自动闭合，从而保证排水沟生态工程内一定水位的需求。

所述的翻板材料选用钢板、强化塑料板或木板。

所述翻板闸门5，其结构包括翻板7、轴承8、立柱9、保护柱10，其中轴承8装在翻板7上，轴承8与上下翻板7的长度比值是1.5~2.5，其轴承在翻板中的位置是由实际生态工程对水位的要求而确定的，农田排水沟渠生态工程的适宜水深在0.4m-0.8m。

翻板7的二侧是立柱9，立柱根部外围是保护柱10；该保护柱10是在水位降低之后，保证翻板闸门再次自动闭合，从而保证排水沟生态工程内一定水位的需求。

铁丝网4的作用是隔离上游生态工程中较大的杂物，比如较大的树枝，杂草，卡住翻板闸门，为翻板闸门提供一个较安全的运行环境。翻板起到闸门截留的作用；根据实际生态工程对水位的要求确定轴承在翻板中的位置，其起到在水力作用下翻板闸门自动翻转的作用；立柱起到整个翻板闸门支撑的作用，是翻板闸门的基础；保护柱起到保证翻板闸门在水位降低之后可以再次自动闭合的作用，从而保证排水沟生态工程内一定水位的需求。

实施时，翻板闸门5平时为闭合状态，这样能够有效截留普通降雨和农田灌溉的农田排水，增加其在排水沟生态工程中的水力停留时间，显著改善农田排水的水质，同时维持甚提高农田排水沟生态工程的生态系统的净化能力。当农田排水沟中有较大水流，较高水位时，特制的翻板闸门将在水力作用下，自动打开，实现农田排水沟的排水功能。在水位降低到一定程度之后，翻板闸门自动闭合，保证了上游排水沟生态工程的水位，维系了生态工程的生态系统，增强了生态工程的净化能力，延长了生态工程的使用寿命。

翻板7起到闸门截留的作用，翻板7的尺寸由农田排水沟实际条件来确定，翻板7的长度要保证其有部分位于凹槽11内，以保证翻板7闭合时密封程度。材料可选用钢板、强化塑料板或木板；根据实际生态工程对水位的要求确定轴承8在翻板中的位置，轴承8与上下翻板7长度比值应控制在1.5~2.5之间，其作用为在水力条件下自动翻转闸门；立柱9起到整个翻板闸门6支撑的作用，翻板闸门的基础，材料选用钢筋混凝土材料，具体材料需符合相关施工规范要求；保护柱10起到保证翻板闸门5在水位降低之后可以再次自动闭合的作用，从而保证排水沟生态工程内一定水位的需求，材料选用钢筋混凝土材料，具体材料需符合相关施工规范要求。

Claims

1.农田退水持留净化时间自动调控装置，其特征是包括铁丝网和翻板闸门，其中铁丝网位于农田排水沟生态工程和翻板闸门之间，翻板闸门位于铁丝网之后，当农田排水沟水量较大、水位较高时，翻板闸门在闸前上部水压力的作用下，闸门全部打开，不会影响农田排水沟排水流量。

2.根据权利要求1所述的农田退水持留净化时间自动调控装置，其特征在于所述的铁丝网由铁丝网固定架固定，铁丝网的网孔直径应不小于10cm。

3.根据权利要求1所述的农田退水持留净化时间自动调控装置，其特征在于所述的翻板闸门包括翻板，轴承，立柱，保护柱，其中翻板上装有轴承，翻板二侧是立柱，立柱根部外围是保护柱，所述翻板起到闸门截留的作用，翻板的尺寸由农田排水沟实际条件来确定，翻板的长度要保证其有部分位于凹槽内，以保证翻板闭合时密封程度，翻板材料选用钢板、强化塑料板或木板；所述的立柱支撑翻板闸门，其材料应符合施工规范要求；所述的保护柱是在水位降低之后，保证翻板闸门再次自动闭合，保证排水沟生态工程内水位的需求。

4.根据权利要求1所述的农田退水持留净化时间自动调控装置，其特征在于所述的轴承与上下翻板的长度比值是1.5~2.5，所述的轴承在翻板中的位置是由实际生态工程对水位的要求而确定的，农田排水沟渠生态工程的适宜水深在0.4m-0.8m之间。

5.根据权利要求2所述的农田退水持留净化时间自动调控装置，其特征在于所述的翻板闸门，平时为闭合状态，能有效截留普通降雨和农田灌溉的农田排水，增加其在排水沟生态工程中的水力停留时间，改善农田排水的水质，同时提高农田排水沟生态工程的生态系统的净化能力，当农田排水沟中有较大水流，较高水位时，翻板闸门将在水力作用下，自动打开，实现农田排水沟的排水功能，在水位降低到预定水位后，翻板闸门自动闭合，保证上游排水沟生态工程的水位，维系了生态工程的生态系统，增强了生态工程的净化能力，延长了生态工程的使用寿命。