CN105804033B - 一体式w型农田生态退水沟渠 - Google Patents

Abstract

一体式W型农田生态退水沟渠，本发明属于农业清洁生产和水体环境修复领域，它为了解决现有农田退水中污染物量大，直接进入自然水体造成严重污染的问题。该农田生态退水沟渠由快排渠、净化渠、半混凝护堤、渗滤坝和生态驳岸组成，在该沟渠的渠底中部设置有渗滤坝，在半混凝护堤与渗滤坝之间形成快排渠，在生态驳岸与渗滤坝之间形成下沉式净化渠，渗滤坝位于净化渠中，净化渠的渠底上也种植有水生植物，其中渗滤坝是通过铁丝网固定在树桩上而成，在渗滤坝的坝顶栽种有水生植物。本发明多功能农田生态退水沟渠可保证沟渠的排水能力，同时还可净化退水、蓄纳盈余水资源，实现对农田退水的减污减量排放。

Description

一体式W型农田生态退水沟渠

技术领域

本发明属于农业清洁生产和水体环境修复领域，具体涉及一种对现有农田排水渠改进的集“排-净-蓄”功能的一体式生态排水渠道。

背景技术

目前，我国的农业生产存在农用化学品投入量大，利用率低的问题，过量的氮磷等污染物随农田退水进入排水渠而快速排入到自然水体中，高浓度且大量的污染物不但对自然水体造成了污染，同时大量的退水因未被有效利用造成了资源的浪费。虽然现有常规的单渠退水沟渠在一定程度上能够快速排水，但是此类单渠不具有水位调节和净化功能，使稻田退水中污染物质对附近水域造成的面源污染严重。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有农田退水中污染物量大、浓度高，直接进入自然水体造成严重污染的问题，而提供的一种“排-净-蓄”一体式高效净化农田退水的生态沟渠。

本发明一体式W型农田生态退水沟渠由快排渠、净化渠、半混凝护堤、渗滤坝和生态驳岸组成，在该一体式W型农田生态退水沟渠的渠底中部设置有渗滤坝，在农田土埂面向农田生态退水沟渠的一侧设置有半混凝护堤，半混凝护堤的堤面上种植有第一水生植物，在公路面向农田生态退水沟渠的一侧设置有生态驳岸，在半混凝护堤与渗滤坝之间形成快排渠，在生态驳岸与渗滤坝之间形成下沉式净化渠，净化渠的深度大于快排渠的深度，渗滤坝位于净化渠中，净化渠的渠底上还种植有第二水生植物，其中渗滤坝是通过铁丝网固定在树桩上而成，渗滤坝内部填充有碎石混合基质，渗滤坝的坝顶固定植生栏，在植生栏上栽种有第三水生植物。

本发明采用多功能W型设计的双排生态沟渠，首先将原有的排水渠分隔成具有快速排水和净化效能的两个沟渠，即快排渠和净化渠，净化渠一侧下沉使其深度大于快排渠，可避免渠道改造和植物生长对排水能力的影响，快排渠保证了传统农田退水快速排干功能，净化渠中栽种的水生植物能够净化农田退水；上述快排渠和净化渠的分隔物为以铁丝网固定的碎石基质与水生植物构成的渗滤坝，可双向调控水位，并且可对退水进行初级净化，延长停留时间；快排渠的渠壁可为正方形混凝土砖，在混凝土砖的开口处种植水生植物，渠壁、植物与农田土埂构成半混凝护堤，可截留退水裹挟的泥沙；净化渠连接生态驳岸，生态驳岸表层铺设生态砖并栽种植物，可涵蓄和净化农田退水及雨水。

本发明“排-净-蓄”多功能农田生态退水沟渠可保证沟渠的排水能力，同时还可净化退水、蓄纳盈余水资源，实现对农田退水的减污减量排放。

附图说明

图1为一体式W型农田生态退水沟渠的平面图；

图2为一体式W型农田生态退水沟渠的剖面图；

图3为半混凝护堤的正视图；

图4为渗滤坝的正视图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一体式W型农田生态退水沟渠由快排渠1、净化渠2、半混凝护堤4、渗滤坝3和生态驳岸5组成，在该一体式W型农田生态退水沟渠的渠底中部设置有渗滤坝3，在农田土埂6面向农田生态退水沟渠的一侧设置有半混凝护堤4，半混凝护堤4的堤面上种植有第一水生植物8，在公路7面向农田生态退水沟渠的一侧设置有生态驳岸5，在半混凝护堤4与渗滤坝3之间形成快排渠1，在生态驳岸5与渗滤坝3之间形成下沉式净化渠2，净化渠2的深度大于快排渠1的深度，渗滤坝3位于净化渠2中，净化渠2的渠底上还种植有第二水生植物9，其中渗滤坝3是通过铁丝网3-1固定在树桩3-2上而成，渗滤坝3内部填充有碎石混合基质，渗滤坝3的坝顶固定植生栏，在植生栏上栽种有第三水生植物10。

本实施方式一体式W型农田生态退水沟渠的平面图如图1所示，图中12代表引水渠，13代表引水管。剖面图如图2所示，从图2显示出农田退水渠被分隔成结构和功能不同的两个渠，即快排渠和净化渠，中间的分隔物为不同粒径基质与水生植物组成的兼具水位调节和净化功能的渗滤坝，渗滤坝建在净化渠中，紧邻快排渠而建，农田退水由渠道左侧的半混凝护堤进入快排渠，半混凝护堤的开口处栽种根系发达的水生植物(菖蒲)，能够阻滞、截留退水导致的泥沙流失，退水经过渗滤坝过滤后进入下沉式净化渠，净化渠中定植高效氮磷吸收利用能力的耐水淹植物(芦苇)，进一步净化后的退水可部分渗进生态驳岸，补给生态驳岸中的植物，剩余退水直接排入河流。通过半混凝护堤可阻滞泥沙，快排渠可保证农田退水高峰期快速排放；渗滤坝可调节双渠水位并成为功能微生物、植物载体，行使净水功能；下沉式净化渠可深度净化退水；生态驳岸可同步净化、渗蓄渠道水和雨径流；最终减污、减量排放农田退水。

本实施方式兼具“排-净-蓄”一体的多功能型双排生态沟渠，该沟渠能够保证农田快速排水，并采用多种手段结合提高净水效率，延长退水的停留时间，充分利用水资源，从而降低农业面源污染对自然水体的污染负荷。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是半混凝护堤4的堤面上种植的第一水生植物8为菖蒲，净化渠2的渠底上种植的第二水生植物9为芦苇。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是渗滤坝3的厚度为8～15cm。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是净化渠2比快排渠1深20～25cm。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是在快排渠1的渠尾端设置一号闸门11-1。

本实施方式的一号闸门为常闭闸门，以使农田退水能经过渗滤坝流到净化渠内。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是在净化渠2的渠尾端设置二号闸门11-2。

本实施方式的二号闸门是当水位超过警戒水位时打开该闸门使退水排入河网，以起到泄洪的作用。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是在渗滤坝3的尾端设置有三号闸门11-3。

本实施方式的三号闸门是当快排渠内的水位即将漫过渗滤坝时，打开闸门使退水直接流入净化渠中。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是控制净化渠2渠底上种植的第二水生植物9的株距为40～60cm。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是所述的半混凝护堤4是通过混凝土方砖铺砌而成，在混凝土方砖的下部开有方孔4-1。

本实施方式在方孔内种植水生植物。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是所述的生态驳岸5为夯实的土埂，表层铺装透水生态砖，并种植有植物。

本实施方式通过生态驳岸可涵蓄、净化农田退水并截留雨径流，同步实现农田退水的净化和退水量的减排，旱季时还可作为就近水源补给旱田。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是渗滤坝3的高度h为70～80cm。

实施例一：本实施例一体式W型农田生态退水沟渠由快排渠1、净化渠2、半混凝护堤4、渗滤坝3和生态驳岸5组成，在该农田生态退水沟渠的渠底中部设置有渗滤坝3，在农田土埂6面向农田生态退水沟渠的一侧设置有半混凝护堤4，半混凝护堤4的堤面上种植有菖蒲8，在公路7面向农田生态退水沟渠的一侧设置有生态驳岸5，在半混凝护堤4与渗滤坝3之间形成快排渠1，在生态驳岸5与渗滤坝3之间形成下沉式净化渠2，净化渠2的深度大于快排渠1的深度，渗滤坝3位于净化渠2中，净化渠2的渠底上还种植有芦苇9，其中渗滤坝3是通过铁丝网3-1固定在松木桩3-2上而成，渗滤坝3内部填充有3～6cm粒径碎石，渗滤坝3的坝顶固定植生栏，在植生栏上栽种有水生植物10，在快排渠1和净化渠2的渠尾端分别设置有一号闸门11-1和二号闸门11-2。

本实施例通过快排渠保证退水的快速排放，底部宽a为45cm、深度c为65cm，在渗滤坝3的尾端设置三号闸门11-3，水位超出50cm时开闸泄入净化渠；净化渠用做退水深度净化，底部宽b为40cm、深度为90cm，渠内种植芦苇，株距50cm，渠尾端设置闸门，水位超出75cm时开闸泄入河网。

半混凝护堤为混凝土方砖铺砌而成，混凝土方砖的尺寸为75cm×75cm，混凝土方砖上部为全混凝砌块，用以防护农田土并阻隔作物根际浅层土壤渗滤流失；混凝土方砖下部每隔15厘米等距开口，方孔的尺寸为15×30cm，种植根系发达的菖蒲，用以退水期泄洪并阻滞退水中的泥沙等悬浮物质。

渗滤坝设置在快排渠和净化渠中间，宽度为10cm，高度h为75cm，由铁丝网和树桩固定在净化渠一侧，中间填充碎石混合基质，渗滤坝顶端固定植生栏，用以栽种水生经济作物，对退水初步净化，并延长停留时间，还可双向调控水位。

生态驳岸为夯实的土埂，表层铺装透水生态砖，并种植植物，可涵蓄、净化农田退水并截留雨径流，同步实现农田退水的净化和退水量的减排，旱季时还可作为就近水源补给旱田。

Claims (10)

1.一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于该一体式W型农田生态退水沟渠由快排渠(1)、净化渠(2)、半混凝护堤(4)、渗滤坝(3)和生态驳岸(5)组成，在该一体式W型农田生态退水沟渠的渠底中部设置有渗滤坝(3)，在农田土埂(6)面向农田生态退水沟渠的一侧设置有半混凝护堤(4)，半混凝护堤(4)的堤面上种植有第一水生植物(8)，在公路(7)面向农田生态退水沟渠的一侧设置有生态驳岸(5)，在半混凝护堤(4)与渗滤坝(3)之间形成快排渠(1)，在生态驳岸(5)与渗滤坝(3)之间形成下沉式净化渠(2)，净化渠(2)的深度大于快排渠(1)的深度，渗滤坝(3)位于净化渠(2)中，净化渠(2)的渠底上还种植有第二水生植物(9)，其中渗滤坝(3)是通过铁丝网(3-1)固定在树桩(3-2)上而成，渗滤坝(3)内部填充有碎石混合基质，渗滤坝(3)的坝顶固定植生栏，在植生栏上栽种有第三水生植物(10)。

2.根据权利要求1所述的一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于半混凝护堤(4)的堤面上种植的第一水生植物(8)为菖蒲，净化渠(2)的渠底上种植的第二水生植物(9)为芦苇。

3.根据权利要求1所述的一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于渗滤坝(3)的厚度为8～15cm。

4.根据权利要求1所述的一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于净化渠(2)比快排渠(1)深20～25cm。

5.根据权利要求1所述的一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于在快排渠(1)的渠尾端设置一号闸门(11-1)。

6.根据权利要求1所述的一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于在净化渠(2)的渠尾端设置二号闸门(11-2)。

7.根据权利要求1所述的一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于在渗滤坝(3)的尾端设置有三号闸门(11-3)。

8.根据权利要求1所述的一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于控制净化渠(2)渠底上种植的第二水生植物(9)的株距为40～60cm。

9.根据权利要求1所述的一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于所述的半混凝护堤(4)是通过混凝土方砖铺砌而成，在混凝土方砖的下部开有方孔(4-1)。

10.根据权利要求1所述的一体式W型农田生态退水沟渠，其特征在于所述的生态驳岸(5)为夯实的土埂，表层铺装透水生态砖，并种植有植物。