CN207022794U - 一种生态农田系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种生态农田系统，所述生态农田系统包括田间系统、灌溉系统和排水系统，所述田间系统分别与灌溉系统和排水系统连通；本实用新型通过排水‑水预处理‑灌溉的循环利用，能有效减少灌溉和养殖需水量，提高农田水利用效率；养殖沟塘和灌、排水池积蓄雨水，延缓暴雨汇流，减轻洪水灾害，同时动物‑植物相互依存，减少农药和化肥的使用，能够减轻污染。
Description
技术领域
本实用新型属于农业生态技术领域，涉及一种生态农田系统。
背景技术
目前我国农田主要采用单一的农业种植技术，尤其在南方多雨地区，主要采用早稻和晚稻轮作、中稻和油菜轮作等模式，其基本特征表现为生态适应性较弱、产品结构单一、经济效益较低，不能有效的提高稻田的综合生产能力。随着农业技术的进步，越来越多的地方推广采用稻作农田养殖水产的模式，农田养殖是指利用稻田浅水环境辅以人为措施，既种稻又养殖鱼、虾、蟹等水产品，以提高稻田生产效益的一种生产形式。农田养殖使植物、动物二者互利共生，形成新的生态系统，充分发挥农田的生产力，达到了提高经济效益的目的，同时减少了农药化肥的施用，减少面源污染。但目前的农田养殖大多为农田养殖不同水产品如虾、蟹、鱼等过程的技术方法。目前传统的农田可持续发展能力差且功能单一，灌排功能设计仅为了农作物的生长需求，不能满足农田养殖的要求。
实用新型内容
针对目前存在的问题，本实用新型提供一种新的生态农田系统，该系统能够同时满足农作物生长和水产品养殖的需要，还使植物以及动物构成了农田内不同类型的生物结构，将生态系统的功能最大限度的发挥出来，使农田具备良好的自我净化功能与自我调控能力。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种生态农田系统，所述生态农田系统包括田间系统、灌溉系统和排水系统，所述田间系统分别与灌溉系统和排水系统连通；所述田间系统包括养殖系统和农作系统，养殖系统周围设置农作系统，所述灌溉系统包括依次连接的灌溉控制系统、水预处理系统和灌溉水池；灌溉控制系统和灌溉水池设在农田外部，所述水预处理系统设置在灌溉水池的进水口处，所述排水系统包括排水控制系统和排水池，所述排水控制系统包括排水闸门和抽水泵，所述排水闸门设在田间系统与排水系统的连接处，抽水泵设在排水池中，排水池通过管道又和水预处理系统连接，用于排水池的水再返回水预处理系统实现水循环利用。
其中，所述养殖系统包括养殖沟、养殖塘和拦网，所述养殖沟和养殖塘相连通，拦网设置在农田四周，用于防止养殖的生物逃脱。
所述养殖沟布设在整个田块中，平面布置为“田”或“口”形式。
根据鱼、虾、蟹等生存需要，养殖沟深度可设置为0.30-1.20cm，截面采用梯形、U形或矩形等形式。
所述养殖塘可以根据需要进行设置，一般面积为1-5m2，深度与养殖沟的深度相同。
所述灌溉控制系统包括灌溉控制闸门、灌溉水泵、水质传感器和水位传感器，所述灌溉控制闸门设在灌溉水池与田间系统连通的进水口处，灌溉水泵、水质传感器和水位传感器均设在灌溉水池中。
并且本实用新型的灌溉水池主要用于储存灌溉和养殖用水，其容积V灌总＝E+V养殖，其中V灌总为灌溉水池容积，E为作物灌水定额，V养殖为养殖时一次需水量。灌溉控制系统用于监测和控制进入农田的水量、水位和水质。水预处理系统主要对输送或汇集的外调水进行沉淀、过滤和吸附等预处理，使水质达到养殖和灌溉要求，水预处理系统设置在灌溉水池的进水口处，主要由填料层(过滤层)和水生植物组成。
所述拦网选用可降解塑料、秸秆或人造纤维做成的网；或者通过种植密集作物形成拦网，拦网高度可设置为0.30-1.0m。
所述排水池主要用于储存农田排出的水，同时控制农田水位，在缺水时还可将排水池中的水引入灌溉水池循环利用，所述排水池的容积V排总＝V暴雨+V换水，其中V暴雨是暴雨时排入的水量，V换水是养殖时一次换水量。
本实用新型还提供了一种上述生态农田系统的构建方法，具体包括如下步骤：
(1)首先根据需要选定田块，根据养殖需要确定田间养殖沟、塘的位置和型式，并根据外部水源的位置、地形和作物、养殖动物的种类分析计算确定灌溉水池、排水池的容积、进水口和出水口的布置及水预处理系统的布置；
(2)根据步骤(1)的设计进行施工，建好灌溉水池、排水池、养殖沟、养殖塘，安装好水预处理系统、灌溉控制系统和排水控制系统，构建用于养殖的生态农田待用；
(3)在农田养殖水产动物过程中，需要灌溉或养殖换水时，外调水源并通过水预处理系统进行净化，水的pH值指标达标时通过灌溉水泵和灌溉控制闸门将水引入田间；在暴雨、农田退水或换水时通过排水控制系统将水排入排水池，同时控制农田的水位；
(4)排水池的水再返回水预处理系统实现水循环利用。
本实用新型方法具有如下优点：
1.通过生态农田系统的灌溉系统和排水系统的构建，大大提高了农田养殖的水源、水质及排水的可靠性，有利于农田经营综合经济效益目标的实现。采用灌溉控制系统和排水控制系统使生态农田养殖更加精准和细化，能有效减少人工和不确定的成本。
2.通过排水-水预处理-灌溉的循环利用，能有效减少灌溉和养殖需水量，提高农田水利用效率；养殖沟塘和灌、排水池积蓄雨水，延缓暴雨汇流，减轻洪水灾害，同时动物-植物相互依存，减少农药和化肥的使用，能够减轻污染。
3.通过构建农田生态系统，使植物、动物二者互利共生，有利于构建稳定的生物群落，维护生态平衡。
4.本实用新型均选用环保节能材料，较传统的混凝土、砂石等工程材料的使用，能有效减轻二次污染，施工简单，维护方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例的平面布置示意图；
图2为养殖沟示意图；
图中：1-田间系统；11-养殖沟；12-养殖塘；13-拦网；14-农作物；2-灌溉系统；21-灌溉水池；22-过滤层；23-水生植物；24-灌溉控制闸门；25-灌溉水泵；26-水质传感器；27-水位传感器；3-排水系统；31-排水池；32-排水闸门；33-抽水泵。
具体实施方式
下面将更详细地描述本实用新型的具体实施例。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
实施例1
一种生态农田系统，如图1所示，所述生态农田系统包括田间系统1、灌溉系统2和排水系统3，所述田间系统1分别与灌溉系统2和排水系统3连通；所述田间系统1包括养殖系统和农作系统，养殖系统周围设置农作系统，所述灌溉系统2包括依次连接的灌溉控制系统、水预处理系统和灌溉水池；灌溉控制系统和灌溉水池设在农田外部，所述水预处理系统设置在灌溉水池的进水口处，所述排水系统包括排水控制系统和排水池31，所述排水控制系统包括排水闸门32和抽水泵33，所述排水闸门32设在田间系统与排水系统的连接处，抽水泵33设在排水池31中，排水池通过管道又和水预处理系统连接，用于排水池的水再返回水预处理系统实现水循环利用。
其中，所述养殖系统包括养殖沟11、养殖塘12和拦网13，所述养殖沟11和养殖塘12相连通，拦网13设置在农作物14的四周，用于防止养殖的生物逃脱。
所述养殖沟11布设在整个田块中，平面布置为“田”形式。
根据鱼、虾、蟹等生存需要，养殖沟深度设置为0.80cm，截面采用梯形，如图2所示。
每个养殖塘的面积为2m2，深度与养殖沟的深度相同。
所述灌溉控制系统包括灌溉控制闸门24、灌溉水泵25、水质传感器26和水位传感器27，所述灌溉控制闸门设在灌溉水池与田间系统连通的进水口处，灌溉水泵25、水质传感器26和水位传感器27均设在灌溉水池中。
上述灌溉水池主要用于储存灌溉和养殖用水，其容积V灌总＝E+V养殖，其中V灌总为灌溉水池容积，E为作物灌水定额，V养殖为养殖时一次需水量。灌溉控制系统用于监测和控制进入农田的水量、水位和水质。水预处理系统主要对输送或汇集的外调水进行沉淀、过滤和吸附等预处理，使水质达到养殖和灌溉要求，水预处理系统设置在灌溉水池的进水口处，主要由过滤层22和水生植物23组成，农作系统主要种植农作物14，比如水稻，具体可以选择抗病虫害、抗倒伏的水稻品种。
其中，拦网13选用可降解塑料做成的网；拦网高度设置为0.80m。
本实用新型的排水池主要用于储存农田排出的水，同时控制农田水位，在缺水时还可将排水池中的水引入灌溉水池循环利用，所述排水池的容积V排总＝V雨水+V换水，其中V雨水是当地24小时最大降雨条件下生态农田范围内产生的径流量，V换水是养殖时一次换水量。
实施例2
一种生态农田系统，如图1所示，所述生态农田系统包括田间系统1、灌溉系统2和排水系统3，所述田间系统1分别与灌溉系统2和排水系统3连通；所述田间系统1包括养殖系统和农作系统，养殖系统周围设置农作系统，所述灌溉系统2包括依次连接的灌溉控制系统、水预处理系统和灌溉水池；灌溉控制系统和灌溉水池设在农田外部，所述水预处理系统设置在灌溉水池的进水口处，所述排水系统包括排水控制系统和排水池31，所述排水控制系统包括排水闸门32和抽水泵33，所述排水闸门32设在田间系统与排水系统的连接处，抽水泵33设在排水池31中，排水池通过管道又和水预处理系统连接，用于排水池的水再返回水预处理系统实现水循环利用。
其中，所述养殖系统包括养殖沟11、养殖塘12和拦网13，所述养殖沟11和养殖塘12相连通，拦网13设置在农田四周，用于防止养殖的生物逃脱。
所述养殖沟11布设在整个田块中，平面布置为“口”形式。
根据鱼、虾、蟹等生存需要，养殖沟深度设置为1.20cm，截面采用U形。每个养殖塘的面积为5m2，深度与养殖沟的深度相同。
所述灌溉控制系统包括灌溉控制闸门24、灌溉水泵25、水质传感器26和水位传感器27，所述灌溉控制闸门设在灌溉水池与田间系统连通的进水口处，灌溉水泵25、水质传感器26和水位传感器27均设在灌溉水池中。
所述的水预处理系统设置在灌溉水池的进水口处，由过滤层22和水生植物23组成，农作系统主要种植农作物14，比如水稻，具体可以选择抗病虫害、抗倒伏的水稻品种。
其中，拦网13通过种植密集作物(如水稻等)形成拦挡。
实施例3
一种生态农田系统的构建方法，具体包括如下步骤：
(1)首先根据需要选定田块，根据养殖需要确定田间养殖沟、塘的位置和型式，并根据外部水源的位置、地形和作物、养殖动物的种类分析计算确定灌溉水池、排水池的容积、进水口和出水口的布置及水预处理系统的布置；
(2)根据步骤(1)的设计进行施工，建好灌溉水池、排水池、养殖沟、养殖塘，安装好水预处理系统、灌溉控制系统和排水控制系统，构建用于养殖的生态农田待用；
(3)在农田养殖水产动物过程中，需要灌溉或养殖换水时，外调水源并通过水预处理系统进行净化，水的pH值指标达标时通过灌溉水泵和灌溉控制闸门将水引入田间；在暴雨、农田退水或换水时通过排水控制系统将水排入排水池，同时控制农田的水位；
(4)排水池的水再返回水预处理系统实现水循环利用。
具体地，如在江苏省常州地区进行稻田养蟹，选择一块面积为8亩(长×宽为90×60m)的田块，在田间开挖“田”字型的养殖沟，养殖沟宽120cm，沟深80cm；设置6个，养殖塘深80cm，面积为5m2；在田埂边种植黄豆等作物，在作物生长高度低于50cm时布设50cm高的拦网，当作物高度大鱼50m时撤掉拦网。
在田块一侧设置闸门与灌溉系统连通，其中灌溉水池容积V灌总约为2000m3，灌溉水池深1.5m，面积为30×40m，灌溉水池进水口处设置不同粒径的砂石滤料层80cm，滤料层外种植宽为1-2m的水生植物净化带，水生植物以本地乡土作物为主，如芦苇、菖蒲、水葱等。在灌溉水池内安装布设灌溉水泵、水质传感器、水位传感器。
在田块与灌溉水池相对一侧布设排水池，通过排水闸门与田块连通。通过24小时最大雨量和养殖换水计算排水池体积取2000m3，与灌溉水池同等大小，排水池内布设抽水泵。排水池利用管道将水引入灌溉系统，循环使用，减少需水量。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种生态农田系统，所述生态农田系统包括田间系统、灌溉系统和排水系统，其特征在于，所述田间系统分别与灌溉系统和排水系统连通；所述田间系统包括养殖系统和农作系统，养殖系统周围设置农作系统，所述灌溉系统包括依次连接的灌溉控制系统、水预处理系统和灌溉水池；灌溉控制系统和灌溉水池设在农田外部，所述水预处理系统设置在灌溉水池的进水口处，所述排水系统包括排水控制系统和排水池，所述排水控制系统包括排水闸门和抽水泵，所述排水闸门设在田间系统与排水系统的连接处，抽水泵设在排水池中，排水池通过管道又和水预处理系统连接，用于排水池的水再返回水预处理系统实现水循环利用。
2.根据权利要求1所述的生态农田系统，其特征在于，所述养殖系统包括养殖沟、养殖塘和拦网，所述养殖沟和养殖塘相连通，拦网设置在农田四周，用于防止养殖的生物逃脱。
3.根据权利要求1所述的生态农田系统，其特征在于，所述养殖沟布设在整个田块中，平面布置为“田”或“口”形式。
4.根据权利要求1所述的生态农田系统，其特征在于，所述养殖沟深度为0.30‐1.20cm，截面为梯形、U形或矩形。
5.根据权利要求1所述的生态农田系统，其特征在于，所述养殖塘面积为1‐5m2，深度与养殖沟的深度相同。
6.根据权利要求1所述的生态农田系统，其特征在于，所述灌溉控制系统包括灌溉控制闸门、灌溉水泵、水质传感器和水位传感器，所述灌溉控制闸门设在灌溉水池与田间系统连通的进水口处，灌溉水泵、水质传感器和水位传感器均设在灌溉水池中。
7.根据权利要求1所述的生态农田系统，其特征在于，所述水预处理系统由过滤层和水生植物组成。
8.根据权利要求2所述的生态农田系统，其特征在于，所述拦网选用可降解塑料、秸秆或人造纤维做成的网；或者通过种植密集作物形成拦网，并且拦网高度为0.30‐1.0m。
9.根据权利要求1所述的生态农田系统，其特征在于，所述排水池的容积V排总＝V暴雨+V换水，其中V暴雨是暴雨时排入的水量，V换水是养殖时一次换水量。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN108967125A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-12-11 | 安徽省雷氏农业科技有限公司 | 一种稻田灌溉装置及其使用方法 |
| CN113011708A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-22 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 长距离输水渠道的在线调蓄水库及其规模确定方法 |
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