CN114000469A - 一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，包括蓄水机构、导水机构和护坡单元；蓄水机构包括两个主坝和两个隔断坝；两个主坝相对设置；主坝分别与两个隔断坝的一端固接形成一个密封腔体；主坝的靠近密封腔体的侧面固接有防水层，且主坝的侧面开设有若干导水槽；导水槽两端分别贯穿主坝的相对侧面；导水槽内固定安装有阀门单元；防水层靠近密封腔体的一侧贴合有护坡单元；主坝底面固接有农田；农田内设置有若干蓄水池；蓄水池通过导水机构与密封腔体相连通。本发明能够使农田的降水得到有效的利用，综合平衡农田内的旱涝墒情，降低降水的面源污染。

Description

一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统

技术领域

本发明涉及农田水利技术领域，特别是涉及一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统。

背景技术

农田排水水质水量综合平衡调控工程的主要功能是对区域农田排水进行分质分量调控，力图做到零排放。农田灌溉尾水、雨水等经生态沟渠和多塘系统处理后最终传输至农田排水水质水量综合平衡调控装置，将氮磷浓度相对高的水提升至农田灌溉水调控装置进行循环利用；现有的灌溉系统，大部分是将天然降水进行收集储存，等到干旱的时候，再提取利用，其利用效率低下，无法实现丰水的条件下对农田用水实现循环利用，尤其是无法实现水中氮磷的循环利用和面源污染防控。所以，亟需开发一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，以解决上述现有技术存在的问题，使农田的降水得到有效的利用，综合平衡农田内的旱涝墒情，降低降水的面源污染。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，包括蓄水机构、导水机构和护坡单元；

所述蓄水机构包括两个主坝和两个隔断坝；两个所述主坝相对设置；所述主坝分别与两个所述隔断坝的一端固接形成一个密封腔体；所述主坝的靠近所述密封腔体的侧面固接有防水层，且所述主坝的侧面开设有若干导水槽；所述导水槽两端分别贯穿所述主坝的相对侧面；所述导水槽内固定安装有阀门单元；

所述防水层靠近所述密封腔体的一侧贴合有所述护坡单元；所述主坝底面固接有农田；所述农田内设置有若干蓄水池；所述蓄水池通过所述导水机构与所述密封腔体相连通。

优选的，所述阀门单元包括固定块；所述固定块顶端与所述导水槽顶面固定连接；所述固定块一侧面固接有液压缸；所述液压缸的伸缩轴固接有挡块；所述挡块的侧面滑动连接有密封缸；所述密封缸外侧面与所述导水槽固定连接，所述密封缸的一端面与所述主坝的侧面相适配。

优选的，所述挡块的侧面开设有环槽；所述环槽内填充有密封圈；所述挡块通过所述密封圈与所述密封缸内壁密封滑动连接。

优选的，所述挡块远离所述密封腔体的一侧面为倾斜设置；所述挡块的顶面面积大于底面面积。

优选的，所述导水机构包括水泵；所述水泵设置于所述蓄水池的一侧；所述水泵分别与若干所述蓄水池相连通；所述水泵通过管道与所述密封腔体相连通。

优选的，所述导水槽靠近远离所述密封腔体的一端连通有水渠；所述水渠的末端与所述农田的灌溉系统相连通。

优选的，所述护坡单元为若干生态袋层叠构成；所述生态袋一端与所述防水层相贴合；所述生态袋的表面种植有若干水草。

优选的，所述蓄水池设置于所述农田内地势低洼处，且所述蓄水池侧壁和底面均做有所述防水层。

优选的，所述主坝顶面倾斜朝向所述密封腔体设置。

优选的，所述隔断坝还开设有闸门；所述密封腔体通过所述闸门与外部自然河道相连通。

本发明公开了以下技术效果：

本发明利用主坝和隔断坝形成独立的调节天然降水的水库，并在农田地势低洼处挖掘蓄水池，提高农田内多余水分的充分收集，并通过水泵将蓄水池内的水泵送到蓄水机构内，进行降污染处理，降低的降水的面源污染，提高了降水的使用效能；相比传统的从深井泵送地下水，大量节省了泵送所需要的能源，有利于环境的可持续发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明侧视结构示意图。

图2为本发明俯视及A-A剖视结构视图。

图3为图2中B处放大结构示意图。

图4为实施例三中箱体侧视结构示意图。

图5为箱体俯视及C-C剖视结构视图。

图6为图5中D处放大结构示意图。

图7为卡接组件侧视结构示意图。

图8为实施例二侧视结构示意图。

其中，1、蓄水机构；11、主坝；12、隔断坝；13、防水层；14、导水槽；15、固定块；16、液压缸；17、挡块；18、密封缸；19、密封圈；2、导水机构；21、水泵；22、管道；3、水渠；4、蓄水池；5、农田；6、护坡单元；61、边板；62、角轴；64、固定环；65、弧板；66、卡销；67、固定销；68、固定槽；69、拉杆；7、光伏发电系统；81、拨板；82、拉线槽；83、生态网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

一种用于面源污染防控的自适应农田5用节水灌溉排涝系统，包括蓄水机构1、导水机构2和护坡单元6；

蓄水机构1包括分别构建于农田的地面的两个主坝11和两个隔断坝12；两个主坝11相对设置，两个隔断坝12也相对设置；主坝11分别与两个隔断坝12的一端固接形成一个密封腔体，此密封腔体内用于收集自然的降水用于农田的灌溉，降低地下水资源的抽取量；主坝11的靠近密封腔体的侧面固接有防水层13，防水层13能够防止密封腔体内的水对主坝11和隔断坝12的侵蚀，也能够防止水分的大量流失；防水层13为现有技术，其具体的结构和材料在此不再赘述，且主坝11的侧面开设有若干导水槽14；导水槽14两端分别贯穿主坝11的相对侧面，实现了通过导水槽14连通了密封腔体和主坝11外侧的空间，进一步的能够实现将密封腔体内的水导出；导水槽14内固定安装有阀门单元；多个导水槽14分别配合阀门单元，实现了多个渠道进行防水，既可以提高防水的速度，也可以减少水流分配到农田的流动距离，降低运输的损失。

进一步的，密封腔体的底面也做有防水层13，进一步避免了水分的流失。

防水层13靠近密封腔体的一侧贴合有护坡单元6；主坝11底面固接有农田5；农田5内的低洼处设置有若干蓄水池4；蓄水池4通过导水机构2与密封腔体相连通，本发明建设于农田5内，密封腔体主要用来收集的是自然的降水，外部的蓄水池4设置于农田5的低洼处，当自然降水过多时，农田5内多余的水会自动流入蓄水池4中，实现对农田的排涝。

进一步优化方案，阀门单元包括固定块15；固定块15顶端与导水槽14顶面固定连接；固定块15一侧面固接有液压缸16；液压缸16的伸缩轴固接有挡块17；挡块17的侧面滑动连接有密封缸18；密封缸18外侧面与导水槽14固定连接，密封缸18的一端面与主坝11的侧面相适配，挡块17设置于密封缸18内，实现了导水槽14的隔断，阻止了密封腔体内的水流出，当挡块17在密封缸18内滑动并滑出密封缸18时，则导水槽14连通了主坝11外侧与密封腔体，也即实现了水的导出。

进一步的，固定块15靠近密封腔体的一侧设置有倒角，能够降低水流对阀门单元的冲击，提高了阀门单元的可靠性，降低了维护成本。

进一步优化方案，挡块17的侧面开设有环槽；环槽内填充有密封圈19；挡块17通过密封圈19与密封缸18内壁密封滑动连接，通过增加了挡块17周侧的密封圈19，增强了挡块17与密封缸18的密闭性，避免了密封腔体内的水的渗漏。

进一步优化方案，挡块17远离密封腔体的一侧面为倾斜设置；挡块17的顶面面积大于底面面积，在挡块17静态阻水的过程中，挡块17顶部收到的侧向力小于底部收到的侧向力，增加挡块17顶面的面积，提高了抵抗底部侧向力的能力，避免了阀门单元因为受力不均导致损毁。

进一步优化方案，导水机构2包括水泵21；水泵21设置于蓄水池4的一侧；水泵21的进水端分别与若干蓄水池4相连通；水泵21的出水端通过管道22与密封腔体相连通。

进一步的，管道22贯穿主坝11的侧面顶部，并与密封腔体相连通，通过水泵21抽取蓄水池4内的存水进入密封腔体内，避免了蓄水池4的收集的水过多，导致排涝不畅的问题。

进一步优化方案，导水槽14靠近远离密封腔体的一端连通有水渠3；水渠3的末端与农田5的灌溉系统相连通，增加水渠3的设置，方便了导水槽14的出水口处水资源得到分流利用，避免了大水漫灌。

进一步优化方案，护坡单元6为若干生态袋层叠构成；生态袋一端与防水层13相贴合；生态袋的表面种植有若干水草，护坡单元6上植有水草，通过水草和水中的大量微生物，能够实现对密封腔体内的存水中的有害物质的生物固定或分解，降低了地表水的面源污染。

进一步优化方案，蓄水池4设置于农田5内地势低洼处，且蓄水池4侧壁和底面均做有防水层13，蓄水池4设置于农田5的地势低洼处，能够充分的利用地表水往低海拔的位置流动的自然属性，降低了排涝的成本。

进一步优化方案，主坝11顶面倾斜朝向密封腔体设置，能够实现主坝11上落下的降水进入密封腔体内，充分的收集自然降水。

进一步优化方案，隔断坝12还开设有闸门；密封腔体通过闸门与外部自然河道相连通，能够避免当收集的降水过多时，主坝11造成溃败，通过向外部自然河道排泄，降低了主坝11的存水压力。

本实施例的工作过程如下：

当出现自然降水时，密封腔体的顶面为开放式的，能够接收并蓄积降水，同时，主坝11的顶面的降水也可以流到密封腔体内部进行保存。

当降水过多时，农田内的降水会因为地势的原因将多余的水流向蓄水池4，蓄水池4可以充当一个临时的降水中转站，当蓄水池4的水位较高时，为了避免蓄水池4的排涝功能降低，则开动水泵21，将蓄水池4的水抽送到密封腔体内进行保存。因为从蓄水池4到密封腔体的高度差远低于农田5的深水井，所以，水泵21的抽水保存大幅降低了传统水井的用水成本。

因为排涝的降水内部溶解了大量的农田的残留的粪便、化肥，农药等物质，如果直接用来再次灌溉则会对农田产生二次污染，此时，在密封腔体内的水草和天然的微生物则可以将降水内部的污染源进行分解利用，当需要利用密封腔体内的水灌溉时，既可以提高一部分肥力，也可以降低了污染的程度。

当农田5需要灌溉时，启动液压缸16，推动挡块17滑动出密封缸18内腔，此时导水槽14贯通，密封腔体内的水通过导水槽14流出并通过水渠3分流进入农田5的灌溉系统中，实现了水资源的充分利用。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别仅在于，在两个主坝11之间还固定安装有光伏发电系统7；光伏发电系统7为现有技术，在此不再赘述；光伏发电系统7可以将光能转化成电能为本发明所需的供电的部分提供绿色电力；同时，光伏发电系统7将密封腔体的顶面覆盖，降低了太阳光对密封腔体内降水的直接照射，大幅降低了降水的蒸发量，避免了水资源的损失。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别仅在于，护坡单元6为若干箱体相互固接组成；箱体为若干边板61、若干角轴62和若干连接单元连接成的一个多边环形结构件；

边板61一侧面开设有若干安装孔；安装孔侧壁贯穿有通孔；通孔贯穿边板61相对侧面；安装孔内固定安装有卡接组件；安装孔为阶梯孔；安装孔的大径段靠近边板61的侧面设置；

卡接组件包括固定环64；固定环64固定安装于安装孔的小径段内，固定环64内壁关于固定环64轴线对称固接有两个弹性的弧板65；两个弹性的弧板65的远离固定环64的一端固接有卡销66；两个卡销66正对贴合设置；两个卡销66的贴合面开设有半圆槽；

两个弧板65的外侧弧面与固定环64内壁相适配，两个弧板65的内侧弧面贴合有固定销67的一端侧面，固定销67的另一端通过铰链与角轴62铰接；固定销67的侧面开设有固定槽68；两个固定销67分别设置于固定槽68内，并与固定槽68相适配；

进一步的，铰链设置有扭簧，避免与铰链连接的两个固定销67相互贴合在一起。

弧板65的外侧面中部固接有拉杆69的一端，拉杆69的另一端贯穿通孔并固接有拨板81；拉杆69与通孔间隙配合。

边板61的侧面为开设有拉线槽82；拉线槽82贯穿边板61的相对侧面，并实现将多边环形结构内腔与外部相连通；拉线槽82内固接有生态网83；生态网83由若干根聚丙烯纤维绳纵横交叉编织而成；生态网83上植有水草；

本实施例的技术效果

通过若干边板61通过若干连接单元与若干角轴62连接成一个多边环形结构；在环形结构的侧壁固接有生态网83，并且通过生态网83上的水草完成对密封腔体内的水的净化，同时，密封腔体内的水为死水，不发生流动，如果生态网83也静止不动，则密封腔体内的有害物质则难以进行移动，造成有害物质分解效率降低，为了促进密封腔体内的水的运动，通过设置由若干边板61通过若干连接单元与若干角轴62连接成的箱体，箱体的边板61通过卡接组件与角轴62铰接，且两者铰接的节点铰链设置扭簧，可以实现顶层的箱体由于外界的风等力的作用下使得箱体的边板61产生扭动，则铰链在扭簧的作用下，产生恢复力，则会实现了边板61的来回的扭动，如此，搅动密封腔体内的水实现了微循环，提高了有害物质分解的效率；

并且边板61是通过固定销67进行插接限位固定的，当需要拆卸时，需要将拨板81向外侧拉伸，则弧板65会带动卡销66脱出固定槽68，此时，固定销67则可脱出安装孔内，实现角轴62与边板61的分离，提高了护坡单元6的安装效率，降低了维护成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于，包括蓄水机构(1)、导水机构(2)和护坡单元(6)；

所述蓄水机构(1)包括两个主坝(11)和两个隔断坝(12)；两个所述主坝(11)相对设置；所述主坝(11)分别与两个所述隔断坝(12)的一端固接形成一个密封腔体；所述主坝(11)的靠近所述密封腔体的侧面固接有防水层(13)，且所述主坝(11)的侧面开设有若干导水槽(14)；所述导水槽(14)两端分别贯穿所述主坝(11)的相对侧面；所述导水槽(14)内固定安装有阀门单元；

所述防水层(13)靠近所述密封腔体的一侧贴合有所述护坡单元(6)；所述主坝(11)底面固接有农田(5)；所述农田(5)内设置有若干蓄水池(4)；所述蓄水池(4)通过所述导水机构(2)与所述密封腔体相连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于：所述阀门单元包括固定块(15)；所述固定块(15)顶端与所述导水槽(14)顶面固定连接；所述固定块(15)一侧面固接有液压缸(16)；所述液压缸(16)的伸缩轴固接有挡块(17)；所述挡块(17)的侧面滑动连接有密封缸(18)；所述密封缸(18)外侧面与所述导水槽(14)固定连接，所述密封缸(18)的一端面与所述主坝(11)的侧面相适配。

3.根据权利要求2所述的一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于：所述挡块(17)的侧面开设有环槽；所述环槽内填充有密封圈(19)；所述挡块(17)通过所述密封圈(19)与所述密封缸(18)内壁密封滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于：所述挡块(17)远离所述密封腔体的一侧面为倾斜设置；所述挡块(17)的顶面面积大于底面面积。

5.根据权利要求1所述的一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于：所述导水机构(2)包括水泵(21)；所述水泵(21)设置于所述蓄水池(4)的一侧；所述水泵(21)分别与若干所述蓄水池(4)相连通；所述水泵(21)通过管道(22)与所述密封腔体相连通。

6.根据权利要求1所述的一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于：所述导水槽(14)靠近远离所述密封腔体的一端连通有水渠(3)；所述水渠(3)的末端与所述农田(5)的灌溉系统相连通。

7.根据权利要求1所述的一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于：所述护坡单元(6)为若干生态袋层叠构成；所述生态袋一端与所述防水层(13)相贴合；所述生态袋的表面种植有若干水草。

8.根据权利要求1所述的一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于：所述蓄水池(4)设置于所述农田(5)内地势低洼处，且所述蓄水池(4)侧壁和底面均做有所述防水层(13)。

9.根据权利要求1所述的一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于：所述主坝(11)顶面倾斜朝向所述密封腔体设置。

10.根据权利要求1所述的一种用于面源污染防控的自适应农田用节水灌溉排涝系统，其特征在于：所述隔断坝(12)还开设有闸门；所述密封腔体通过所述闸门与外部自然河道相连通。

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