CN109122207A - 一种农田生态灌排净化系统 - Google Patents

Abstract

一种农田生态灌排净化系统，包括生态净化护坡、净化蓄水池、挡水坝、渠道组成，其中生态净化护坡由一级净化草坪、树草套种净化层、一级净化沟、二级净化草坪、二级净化沟、边坡蓄水池、曲面边坡组成；净化蓄水池有挺水植物带、浮游植物层、沉水植物层，挡水坝主要有挡水坝蓄水池、坝体排水管、回灌Z型管、坝体放水管。本发明中径流中的富余养分被植被吸收，同时污染水源中的其它有机无机污染物质、重金属等也会被吸收吸附，水质净化后能够养殖鱼虾蟹、贝壳等高价值的水产。在净化蓄水池水量不足时，可以通过渠道引水补充，有效利用水资源。同时还附带经济价值、观赏价值，同时植物、水生动植物多样化组合提高生物多样性，带来生态环境效益。

Description

一种农田生态灌排净化系统

技术领域

本发明属于农田灌排系统、面源污染治理、水质净化领域，具体涉及一种农田生态灌排净化系统。

背景技术

农村面源污染(Rural non-point source pollution)是指农村生活和农业生产活动中，溶解的或固体的污染物，如农田中的土粒、N、P、农药、重金属、禽畜粪便与生活垃圾等从非特定的地域，随着降雨和径流通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏进入水体所引起的非点源污染。有研究表明农田径流中的氮磷流失是流域内水体富营养化的重要面源污染之一(BOESCH D.F.,et al,2000；SHARPLEY A.N.,et al,2003；TABUCHI T.,et al,2005)。大量化肥中未被作物吸收的N、P在降雨和灌溉的作用下,主要以地表径流和地下淋溶两种方式进入农田水环境，构成对水体水质的潜在威胁(谢红梅，等，2003，陈颖，等，2011)。所以减少径流中的氮、磷排放，对减缓水体富营养化、改善水质具有重要意义。对氮磷为主的面源污染治理主要是阻断该循环灌排系统中农田水污染循环。

2018年国务院组成部门调整，对面源污染的治理、农田整治、农田水利建设的重视提到了一个新的高度。越来越多的研究表明农田水污染阻断、水环境净化是一种比较有效的治理农田面源污染的措施，如建立人工湿地、收集雨污水进行集中净化，但是考虑的问题相对简单，设计的人工湿地等系统同过于简单，没有很好的考虑多层次多角度的水质净化要求，尤其忽视了其附加的经济价值。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种农田生态灌排净化系统，由生态净化护坡、净化蓄水池、挡水坝、渠道组成，其中生态净化护坡由多级层次的净化植物、净化沟、边坡蓄水池等构成，净化蓄水池以组团群落的形式构建而成，水生植物、动物的覆盖率高，整体净化能力强、经济及观赏价值高。而挡水坝、渠道、净化蓄水池、灌排管道组成了水分的循化净化再生利用。所以本发明不仅能够净化水质，灌排水得到循环利用、再生利用，同时还附带经济价值、观赏价值，同时植物、水生动植物多样化组合提高生物多样性，带来生态环境效益。

本发明的技术方案是：一种农田生态灌排净化系统，由生态净化护坡、净化蓄水池、挡水坝、渠道组成，其中所述生态净化护坡由一级净化草坪、树草套种净化层、一级净化沟、二级净化草坪、二级净化沟、边坡蓄水池、曲面边坡组成；所述净化蓄水池由挺水植物带、浮游植物层、沉水植物层组成；所述挡水坝由挡水坝蓄水池、坝体排水管、回灌Z型管Ⅲ、坝体放水管组成。

进一步地，地表径流通过一级净化草坪进入到树草套种净化层，然后在一级净化沟蓄积，水位上升后流经二级净化草坪进入二级净化沟，停留一段时间后可以通过变直径的斜排水涵洞汇入净化蓄水池。

进一步地，一级净化草坪界面为垂直梯形，有利于减缓地表径流流速，提高草坪对水中的富余氮磷等养分吸收。

进一步地，边坡蓄水池不仅可以蓄积雨水，当暴雨时可以消减径流洪峰能量。

进一步地，生态净化护坡下碎石层可以通过碎石、鹅卵石缝隙将农田地下水汇集到净化系统，使地下水中的养分、污染物质能被净化植物吸收。

进一步地，曲面边坡为凹曲面，埋设回灌Z型管Ⅰ靠近底部，斜排水涵洞在上半部。

进一步地，顺渠道方向的挡水坝两侧为凸曲面，有利于边坡稳定性。

进一步地，回灌Z型管Ⅰ、回灌Z型管Ⅱ、回灌Z型管Ⅲ均带有阀门，进出口装有圆形拦污栅，管道为耐老化抗酸碱的塑料管道。

进一步地，挺水植物选择荷花、茭白、芋头、水芹菜等，浮叶植物选择睡莲、红菱等，漂浮植物有浮萍、水鳖等。沉水植物有金鱼藻、黑藻等。整个湿地植物系统以组团群落的形式构建而成，水生植物的覆盖率高，而且净化能力强、经济及观赏价值高。养殖水产可选择遮目鱼、梭鱼、牡蛎、文蛤、扇贝等其中几种与对虾混养，不仅可以减轻水体富营养化，本省也有很高的经济价值。

本发明的净化系统不仅能多层次的吸收地表径流中的富余氮磷，蓄积水资源，净化水质，还能通过相关设施回灌净化后的水资源。在干旱时期，还能将渠道中的水引入净化系统，将净化后的水灌入农田。本发明还具有生物多样性特点，观赏价值，附加经济价值。从整体上来说是农业水土资源的保护、整理以及综合利用。

附图说明

图1是本发明的一种农田生态灌排净化系统俯视示意图；

图2是本发明的一种农田生态灌排净化系统A-A剖面示意图；

图3是本发明的回灌Z型管道示意图；

图4是本发明的圆形拦污栅i结构示意图。

图中：1、农田生态灌排净化系统，2、生态净化护坡，3、净化蓄水池，4、挡水坝，5、渠道，2-1、回灌Z型管Ⅰ，2-2、一级净化草坪，2-3、树草套种净化层，2-4、一级净化沟，2-5、二级净化草坪，2-6、二级净化沟，2-7、边坡蓄水池，2-8、曲面边坡，2-9、回灌Z型管Ⅱ，2-10、斜排水涵洞，3-1、挺水植物带，3-2、浮游植物层，3-3、沉水植物层，4-1、挡水坝蓄水池，4-2、坝体排水管，4-3、回灌Z型管Ⅲ，4-4、坝体放水管，a、沙壤土，b、碎石，c、黏土，d、鹅卵石，e、净化草，f、经济树木，g、阀门，h、管道，i、圆形拦污栅。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，一种农田生态灌排净化系统，主要由生态净化护坡、净化蓄水池、挡水坝、渠道组成，其中生态净化护坡主要由一级净化草坪、树草套种净化层、一级净化沟、二级净化草坪、二级净化沟、边坡蓄水池、曲面边坡组成；净化蓄水池主要有挺水植物带、浮游植物层、沉水植物层；挡水坝主要有挡水坝蓄水池、坝体排水管、回灌Z型管Ⅲ、坝体放水管。地表径流通过一级净化草坪进入到树草套种净化层，然后在一级净化沟蓄积，水位上升后流经二级净化草坪进入二级净化沟，停留一段时间后可以通过变直径的斜排水涵洞汇入净化蓄水池。而边坡蓄水池不仅可以蓄积雨水，当暴雨时可以消减径流洪峰能量。农田地下水也能通过碎石、鹅卵石缝隙汇集到净化系统。净化蓄水池中挺水植物选择荷花、茭白、芋头、水芹菜等，浮叶植物选择睡莲、红菱等，漂浮植物有浮萍、水鳖等。沉水植物有金鱼藻、黑藻等。整个湿地植物系统以组团群落的形式构建而成，水生植物的覆盖率高，而且净化能力强、经济及观赏价值高。养殖水产可选择遮目鱼、梭鱼、牡蛎、文蛤、扇贝等其中几种与对虾混养，不仅可以减轻水体富营养化，本省也有很高的经济价值。

本发明的净化系统不仅能多层次的吸收地表径流中的富余氮磷，蓄积水资源，净化水质，还能通过相关设施回灌净化后的水资源。在干旱时期，还能将渠道中的水引入净化系统，将净化后的水灌入农田。本发明还具有生物多样性特点，观赏价值，附加经济价值。从整体上来说是农业水土资源的保护、整理以及综合利用。

Claims (6)

1.一种农田生态灌排净化系统(1)，其特征在于：由生态净化护坡(2)、净化蓄水池(3)、挡水坝(4)、渠道(5)组成，其中所述生态净化护坡(2)由一级净化草坪(2-2)、树草套种净化层(2-3)、一级净化沟(2-4)、二级净化草坪(2-5)、二级净化沟(2-6)、边坡蓄水池(2-7)、曲面边坡(2-8)组成；所述净化蓄水池(3)由挺水植物带(3-1)、浮游植物层(3-2)、沉水植物层(3-3)组成；所述挡水坝(4)由挡水坝蓄水池(4-1)、坝体排水管(4-2)、回灌Z型管Ⅲ(4-3)、坝体放水管(4-4)组成。

2.一种根据权利要求1中所述的农田生态灌排净化系统，其特征在于：所述一级净化草坪(2-2)的界面为垂直梯形。

3.一种根据权利要求1中所述的农田生态灌排净化系统，其特征在于：所述的曲面边坡(2-8)为凹曲面，埋设的回灌Z型管Ⅰ(2-1)靠近底部，斜排水涵洞(2-10)在上半部。

4.一种根据权利要求1中所述的农田生态灌排净化系统，其特征在于：所述的挡水坝(4)顺渠道(5)方向的两侧为凸曲面。

5.一种根据权利要求3中所述的农田生态灌排净化系统，其特征在于：回灌Z型管Ⅰ(2-1)、回灌Z型管Ⅱ(2-9)、回灌Z型管Ⅲ(4-3)均带有阀门(g)，进出口装有圆形拦污栅(i)，管道(h)为耐老化抗酸碱的压力管道。

6.一种根据权利要求3中所述的农田生态灌排净化系统，其特征在于：所述的斜排水涵洞(2-10)为变直径涵管，顺水流方向直接变大。