CN105821820B - 一种地下蓄渗排系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下蓄渗排系统，所述地下蓄渗排系统包括蓄水系统、渗透系统和控制系统，渗透系统设置在蓄水系统上方；所述蓄水系统包括渠槽和汇水井；所述渗透系统包括外框架和外框架内部的过滤层；所述控制系统包括水位控制装置和测量设备；发明提供一种地下蓄渗排系统，将田间蓄水‑渗透‑排水作为一个系统来考虑，在满足田间作物用水的条件下，将多余水涵蓄在地下，根据实际情况对地下水位进行科学调控，对灌溉水进行有效补充，使农田生态系统内的水循环通畅，实现作物不减产、减少面源污染、减少灌溉水量、提高肥料利用效率、改善区域水环境的多重目标。

Description

一种地下蓄渗排系统

技术领域

本发明属于农田水利领域，具体涉及一种地下蓄渗排系统。

背景技术

我国是世界上涝渍灾害频繁而严重的国家之一，农田排水是防止土地退化、改造盐碱地和涝渍中低产田的重要手段。农田排水面临着排除农田中多余的水分、控制地下水位等任务。长期以来，我国在农田排水方面广泛采用的是明沟排水系统。近年来明沟排水已经从传统的排涝发展到治渍和盐碱地改良，存在的主要问题是沟坡稳定和沟道淤积，多开挖沟渠减少农田耕种面积，建成后除草清淤用工多，同时明沟排水方式不利于面源污染的控制。从17世纪开始，国外就进行了地下排水方面的探索。随着管材和施工机械的发展，出现了明沟排水向暗管排水过渡的发展趋势。暗管排水是利用地下沟(管)排除田间土壤多余水分的农田排水技术措施。传统排水系统提高了作物产量和优化工程效益，但忽视了保护水环境和提高水、肥利用率。提高排水系统的设计标准，农田排水量将增大，在干旱地区或田间蒸发量大于降雨量的灌溉季节易形成过度排水。过度排水导致了农田水分和养分的大量流失，同时氮、磷等养分对下游水体造成了污染。目前农业面源污染已成为最重要且分布最广的面源污染，是引起我国众多水体富营养化和粮食安全的主要原因。如何控制农田面源污染，实现安全、持续的农田排水资源化利用的关键技术难题。

发明内容

针对上述现有技术中出现的问题，本发明提供一种地下蓄渗排系统，将田间蓄水-渗透-排水作为一个系统来考虑，在满足田间作物用水的条件下，将多余水涵蓄在地下，根据实际情况对地下水位进行科学调控，对灌溉水进行有效补充，使农田生态系统内的水循环通畅，实现作物不减产、减少面源污染、减少灌溉水量、提高肥料利用效率、改善区域水环境的多重目标。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种地下蓄渗排系统，所述地下蓄渗排系统包括蓄水系统、渗透系统和控制系统，渗透系统设置在蓄水系统上方；所述蓄水系统包括渠槽和汇水井；所述渗透系统包括外框架和外框架内部的过滤层；所述控制系统包括水位控制装置和测量设备。

所述水位控制装置为水位控制闸，设置于渠槽与汇水井相交处。

所述测量设备包括水位测量设备和水质测量设备，所述水位控制装置包括水泵。

所述过滤层厚度为2～15cm，过滤层内填充多孔材料。

所述渗透系统的外框架为预制一次成型制作。

所述渠槽深度为90～150cm，其底部纵坡比降为1/500～1/1000，渠槽的断面形式为梯形、矩形、U形、抛物线或半圆形断面；所述汇水井深度90～400cm。

所述渠槽、外框架、汇水井的制作材料为工程塑料、混凝土或钢材；所述多孔材料包括泡沫塑料或水泥。

本发明具有以下有益效果：

1.有效排出农田多余水分，及时准确控制地下水位，实现对于农田土壤水分状况的有效控制，防止渍害的发生。

2.通过对农田土壤多余水分采取渗透、蓄积和实时监测措施，补充灌溉用水量，实现农田排水资源化利用，有效节约了水资源，同时将农田中多余水涵蓄在地下，使农田生态系统内的水循环通畅。

3.减少农田地表径流排水，使农田中多余水分进入地下蓄渗排系统，通过土壤过滤，减少氮磷和农药流失，同时达到控制农业面源污染的目的，从而降低农业面源污染物质对下游水体的污染，有效改善区域生态环境。

附图说明

图1为本发明地下蓄渗排系统的系统结构示意图；

图2为本发明地下蓄渗排系统中渗透系统和蓄水系统渠槽的断面示意图；

图3是本发明地下蓄渗排系统中蓄水系统汇水井的横截面示意图；

图4是是本发明地下蓄渗排系统的原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行进一步描述。

如图1所示，一种地下蓄渗排系统，该系统包括蓄水系统1、渗透系统2和控制系统3，蓄水系统1包括设在渗透系统2下方的渠槽11和汇水井12；渗透系统2由条形栅格的外框架21和内部填充的多孔材料过滤层22组成；控制系统3包括渠槽与汇水井相交处的水位控制闸和测量设备。

所述的蓄水系统1，渠槽11深度为90～150cm，其底部纵坡比降为1/500～1/1000，断面形式可采用梯形、矩形、U形、抛物线形或半圆形断面，材料可选用工程塑料、混凝土等；汇水井12深度90～400cm，材料可选用工程塑料、混凝土及钢材等。

所述渗透系统2，外框架21为具有一定强度的工程塑料、混凝土、钢材等材料，是内部为空断面为圆弧形的柱体，采用预制一次成型；内部充填的多孔材料过滤层22，厚度2～15cm，材料为无机多孔材料，如泡沫塑料、水泥等。

所述控制系统3，主要包括渠槽与汇水井相交处的水位控制闸31、用来测量农田地下水位的水位测量设备32、水质测量设备33和水泵34。

本技术方案的地下蓄渗排系统的工作流程及原理，如图4所示，主要通过以下几个步骤实现：

1)在农田系统中修建蓄水渠槽11和汇水井12，将无机多孔材料的过滤层22填入外框架21，组成渗透系统2，放置并固定在渠槽11的上方。安装水位控制闸31、用来测量农田地下水位的水位测量设备32、水质测量设备33和水泵34，用于监测和调节蓄水系统的水位和水质。

2)当降雨或灌溉时，农田土壤中多余水分可通过渠槽渗透系统2进入渠槽11，汇集储存在渠槽11中，可通过控制水位控制闸31将渠槽中的水排入汇水井12。

3)农田多余水分进入汇水井12后，使用水位测量设备32和水质测量设备33对其进行监测，若水质达到灌溉用水要求时，通过水泵34直接灌溉；若水位超过汇水井容量且水质无法用于灌溉的水体直接通过水泵排出。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

Claims (5)

1.一种地下蓄渗排系统，其特征在于，所述地下蓄渗排系统包括蓄水系统、渗透系统和控制系统，渗透系统设置在蓄水系统上方；所述蓄水系统包括渠槽和汇水井；所述渗透系统包括条形栅格的外框架和外框架内部的过滤层，所述外框架内部为柱体，所述柱体的空断面为圆弧形，所述过滤层内填充多孔材料；所述控制系统包括水位控制装置和测量设备，所述水位控制装置包括水位控制闸和水泵，所述水位控制闸和测量设备设置于渠槽与汇水井相交处，所述测量设备包括水位测量设备和水质测量设备，当降雨或灌溉时，农田土壤中多余水分通过渗透系统进入渠槽，汇集储存在渠槽中，通过控制水位控制闸将渠槽中的水排入汇水井；农田多余水分进入汇水井后，使用水位测量设备和水质测量设备对其进行监测，若水质达到灌溉用水要求时，通过水泵直接灌溉；若水位超过汇水井容量且水质无法用于灌溉的水体直接通过水泵排出。

2.如权利要求1所述的地下蓄渗排系统，其特征在于，所述过滤层厚度为2～15cm。

3.如权利要求1所述的地下蓄渗排系统，其特征在于，所述渗透系统的外框架为预制一次成型制作。

4.如权利要求1所述的地下蓄渗排系统，其特征在于，所述渠槽深度为90～150cm，其底部纵坡比降为1/500～1/1000，渠槽的断面形式为梯形、矩形、U形、抛物线或半圆形；所述汇水井深度90～400cm。

5.如权利要求4所述的地下蓄渗排系统，其特征在于，所述渠槽、外框架、汇水井的制作材料为工程塑料、混凝土或钢材；所述多孔材料为泡沫塑料或水泥。