一種稻田地表徑流調控與氮磷攔截去除滲濾系統的制作方法

本實用新型涉及一種稻田地表徑流調控與氮磷攔截去除滲濾系統，屬于農田地表徑流氮磷攔截去除滲濾技術范疇。

背景技術：

隨著我國經濟社會的不斷發展，農業面源污染已經成為造成我國環境污染尤其是水環境污染的主要因素，在我國主要污染物排放量中，農業生產排放的COD、氮、磷等主要污染物量，已遠超過工業與生活源，成為污染源之首，其中 COD 排放量占總量的 46%以上，N、P 占 50%以上。在南方地區水稻生產過程中，農藥、化肥等農用物資的不合理和過量使用，氮磷養分通過農田降雨、灌溉形成地表徑流排水進入附近水體，引起水體的污染已形成共識，由此導致農業面源污染問題日益嚴重，湖泊富營養化現象加劇，已嚴重影響到我國的水環境和水生態環境的安全，阻礙了我國經濟社會持續發展的腳步。因此如何充分利用水稻作物的耐淹特性、加大稻田對降雨的水文調蓄、減少農田排水和灌溉用水，并有效控制、攔截與去除徑流中的氮磷物質，成為農田面源污染治理非常重要的途徑。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種稻田地表徑流調控與氮磷攔截去除滲濾系統，本實用新型施工方便，結構合理，使用壽命長，具有良好的地表徑流氮磷污染物攔截去除效果，對改善我國農業用水水質，緩解水體富營養化狀況具有重大意義。同時滲濾材料主要為陶粒、高分子材料纖維網，節能環保，成本低廉。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現，一種稻田地表徑流調控與氮磷攔截去除滲濾系統，包括可調節折疊式溢流堰、滲濾池、沿著溢流堰水流方向的排水溝滲濾邊坡組成；

所述可調節折疊式溢流堰設置在稻田田埂端部，可調節折疊式溢流堰出水口處設置滲濾池，滲濾池出水口連接排水溝道；滲濾池底部為陶粒滲濾層；

排水溝道靠近稻田田埂側的邊坡上設置所述滲濾邊坡，滲濾邊坡最底端為排水溝道最低水位位置，滲濾邊坡上端與所述陶粒滲濾層相連接，滲濾邊坡包括自上而下依次設置的高分子材料纖維網、混凝土。

在稻田格田田梗與排水溝道間設置可調節折疊式溢流堰，可調節折疊式溢流堰堰體以磚混為主要材料，折疊式溢流堰坎主要材料為防老化硬質塑料。

在所述可調節折疊式溢流堰出口處設有滲濾池，其寬度與格田田埂寬度相近40～50cm、長度為溢流堰寬度的1.5～2倍，滲濾池墻體厚度為12～15cm，高度與格田田埂齊平

滲濾體由兩部分組成，第一部分位于滲濾池內，滲濾材料為陶粒，陶粒滲濾層厚度10~14cm；第二部分材料為高分子材料纖維網，作為溢流堰出水口處排水溝邊坡的護砌材料與第一部分滲濾池相連接，高分子材料纖維網厚度與陶粒層厚度相同，纖維網下方鋪有8～10cm厚無砂混凝土，纖維網滲濾體鋪砌坡度與排水溝邊坡相同，最底端為排水溝最低水位位置；

進一步地，所述可調節折疊式溢流堰，堰坎高度水平滿足高標準農田水稻各生育階段適宜淹水深度。

進一步地，所述可調節折疊式溢流堰，溢流能力不低于當地最大降雨能力，溢流堰寬度經水力計算確定，一般30～40cm。

進一步地，所述可調節折疊式溢流堰，通過定位銷定位到所需高度，實現對水稻不同生育階段稻田蓄水的調控。

進一步地，所述滲濾池，墻體是由混凝土和磚塊砌筑而成。

進一步地，所述陶粒滲濾體，由土壤和礦渣燒結而成、直徑為10～14mm的陶粒構成。

進一步地，所述陶粒滲濾層，是將陶粒裝入厚度為10～14cm的塑料網袋，通過膠結物粘結定型而成

進一步地，所述高分子材料纖維網，具有氮磷攔截去除效果。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

第一，本實用新型由可調節折疊式溢流堰、滲濾池、池內的農田滲濾體和沿著溢流堰水流方向的排水溝滲濾邊坡組成。利用農田氮磷物質通常積淀在地表徑流下層水流中的特性，而溢流堰溢出的水流為地表徑流的上層水體，氮磷物質濃度較低、流失量小，實現了稻田地表徑流的氮磷攔截去除效果。

第二，可調節折疊式溢流堰堰坎可隨意調節，并由定位插銷進行定位，滿足水稻不同生育階段稻田適宜最大調蓄水深要求。

第三，溢流堰出口處所設滲濾池，其寬度為溢流堰寬度的1.5～2倍，使溢出水流能夠迅速擴散，保證農田地表徑流順利進入滲濾，保證滲濾體作用得到充分發揮。

第四，溢流池中的陶粒滲濾體，陶粒孔隙度在60%以上、滲透、吸附性強，有利于氨態氮攔截；排水溝坡上的高分子材料纖維網滲濾體，孔隙率高達95%以上，同樣具有很強的透水性、耐久性，均勻多孔的陶粒、高分子材料滲濾網都有利于形成微生物群落；陶粒滲濾體與高分子材料滲濾網滲濾體一起構成組合滲濾系統，可以高效去除農田滲流中的氮磷物質。

第五，本實用新型工程造價與維護成本低廉，耐久度高，使用壽命長，施工方便，安全可靠，適宜大規模推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型稻田地表徑流調控與氮磷攔截去除滲濾系統的平面結構示意圖；

圖2是本實用新型稻田地表徑流調控與氮磷攔截去除滲濾系統沿A-A方向的剖面立體結構示意圖；

圖3是本實用新型稻田地表徑流調控與氮磷攔截去除滲濾系統沿A-A方向的剖面平面示意圖；

圖中：1格田田埂、2可調節折疊式溢流堰 、3滲濾池、4滲濾池墻體、 5農田滲濾體 、6 滲濾邊坡 、7排水溝道、8高分子材料纖維網、9陶粒滲濾層、10混凝土、11定位插銷。

具體實施方式

如圖1-3所示，一種稻田地表徑流調控與氮磷攔截去除滲濾系統，包括可調節折疊式溢流堰2、滲濾池3、農田滲濾體5、滲濾邊坡6。

可調節折疊式溢流堰2設置在稻田田埂端部，可調節折疊式溢流堰2出水口處設置滲濾池3，滲濾池3出水口連接排水溝道7；滲濾池3底部設置陶粒滲濾層9。

農田滲濾體5由兩部分組成，第一部分為滲濾池內的陶粒滲濾層，另一部分材料為高分子材料纖維網，作為溢流堰出口端排水溝護砌材料與第一部分滲濾池相連接。

排水溝道7靠近稻田田埂側的邊坡上設置所述滲濾邊坡6，滲濾邊坡6最底端為排水溝道7最低水位位置，滲濾邊坡6上端與所述陶粒滲濾層5相連接，滲濾邊坡6包括自上而下依次設置的高分子材料纖維網8、混凝土10。

可調節折疊式溢流堰2安置在稻田格田田埂1與排水溝道間，可調節折疊式溢流堰2堰體以磚塊和無砂混凝土10為主要材料，溢流堰坎主要材料為防老化硬質塑料，堰頂最大高度為由試驗確定的水稻全生育期最大耐淹深度，堰坎可隨意調節，通過定位插銷11進行定位，定位孔高度每2～4 cm設置一水平，滿足水稻不同生育階段稻田適宜最大調蓄水深要求，溢流堰溢流能力不低于當地最大降雨能力，寬度經水力計算確定，一般30～40cm。

滲濾池3設在可調節折疊式溢流堰2出口處，其寬度與格田田埂1寬度相近40～50cm、長度為溢流堰寬度的1.5～2倍，滲濾池墻體4厚度為12～15cm，主要砌筑材料為無砂混凝土10和磚塊，高度與格田田埂1齊平，并在滲濾池3上方鋪設可供行走的木質蓋板，尺寸與滲濾池大小相同。

農田滲濾體5由兩部分組成，第一部分位于滲濾池3內，滲濾材料為陶粒，陶粒滲濾層9厚度10~14cm；第二部分材料為高分子材料纖維網8，作為溢流堰出水口處排水溝邊坡的護砌材料與第一部分滲濾池相連接，高分子材料纖維網8厚度、寬度與陶粒滲濾層9厚、寬度相同，纖維網下方鋪有8～10cm厚無砂混凝土10，纖維網滲濾體鋪砌坡度與排水溝道7邊坡相同，最底端為排水溝道7最低水位位置；

稻田地表徑流調控與氮磷攔截去除滲濾作用：在稻田地表徑流滲濾系統中設置由可調節折疊式溢流堰、滲濾池、農田滲濾體和排水溝滲濾邊坡組成的氮磷攔截去除組合滲濾裝置。可調節折疊式溢流堰堰頂最大高度為水稻全生育期內最大耐淹深度，堰坎可隨意調節，通過定位插銷進行定位，定位孔高度每2～4 cm設置一水平，滿足水稻不同生育階段稻田適宜調蓄水深要求，溢流堰溢流能力不低于降雨能力，寬度經水力計算確定，一般30～40cm。滲濾體由兩部分構成，一個是滲濾池中的陶粒層，另一個是以纖維網為材料的排水溝道滲濾邊坡，兩者厚度相同10~14cm。陶粒層和高分子材料纖維網組成的滲濾體，透水性強，同時逐步對地表徑流中的氮磷進行滯留、過濾、吸附、氧化還原作用，為微生物群落提供更好的附著與生長條件，微生物的硝化與反硝化作用成為排水過程氮磷去除的主要途徑，專利申請者的試驗結果表明該裝置的地表徑流氮磷攔截去除率可高達60%以上。

該實用新型施工方便，結構合理，使用壽命長，同時滲濾材料主要為陶粒和纖維網，節能環保，成本低廉。本實用新型的特別之處在于，實現稻田水位調控與地表排水中氮磷污染物攔截去除雙重功效，增強了稻田水文調蓄與生態環境保育功能，有助于提高雨水資源利用率，節約灌溉用水、有效控制農田徑流氮磷排放，對加快農田面源污染治理，保護水生態環境具有重要的意義。