CN211644793U - 农田面源污染控制和水资源利用*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种农田面源污染控制和水资源利用***，包括农田(1)、生态潭(2)、生态沟渠(3)、低位生态塘库(4)、提水泵及管道***(5)以及高位生态塘库(6)；所述农田(1)与生态潭(2)间隔分布，生态潭(2)连通生态沟渠(3)，生态沟渠(3)连通低位生态塘库(4)，低位生态塘库(4)通过提水泵及管道***(5)连通高位生态塘库(6)。本实用新型环保节能，具有很好的实用价值，可以有效地保护自然环境，实现了农田面源污染控制、水资源高效利用，具有施工简便且投资费用低的优点。

Description

农田面源污染控制和水资源利用***

技术领域

本实用新型涉及农业环境保护技术领域，具体地，涉及一种农田面源污染控制和水资源利用***，尤其是一种农田面源污染控制和水资源高效利用***。

背景技术

农田面源污染主要是指农业生产活动中，溶解的或固态的污染物，如农田中施加的肥料和农药等有害物质会随着降雨或者农田灌溉，通过农田径流、农田排水和地下水补给等途径污染地表水体和地下水体。

随着农业产业化生产集约化越来越高，农田水利建设越来越完善，农田排灌沟渠一体化、标准化程度也越来越高，虽然提高了农田沟渠的排灌能力，但沟渠贮存水能力严重缺失，农田径流快速、顺畅的直接流入区域水体造成水体污染。

公开号为CN111101479A公开了一种削减农田径流冲击和面源污染的改良生态田埂的构建方法，包括：增高和加宽田埂埂体尺寸，改良田埂结构和形状；在田埂埂体中布设具有不同功能作用的拦截层，其中靠近农田一侧的为铁炭填料层，中间的为沸石层，远离农田一侧的为生物碳层；在田埂顶部及外侧部种植具有不同生态功能的植物，其中田埂顶部种植草本氮磷富集植物和草本固土植物，田埂外侧部种植草本氮磷富集植物。该专利文献中的生态田埂一方面能够使农田径流得到有效阻滞，起到保持水土，阻控面源污染物外泄的作用；另一方面能够使侧渗面源污染物得到有效去除，起到削减农业面源污染的作用；但是不能对水资源进一步利用。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种农田面源污染控制和水资源利用***。

根据本实用新型提供的一种农田面源污染控制和水资源利用***，包括农田、生态潭、生态沟渠、低位生态塘库、提水泵及管道***以及高位生态塘库；

所述农田与生态潭间隔分布，农田通过网格化沟渠连通生态潭，生态潭连通生态沟渠，生态沟渠连通低位生态塘库，低位生态塘库通过提水泵及管道***连通高位生态塘库。

优选地，所述生态潭包括透水植物墙、进水区、取水区、进水口、溢流口以及取水处；

所述透水植物墙将生态潭分隔成进水区、取水区，进水区设置有进水口，进水口连通农田，取水区设置有溢流口，溢流口连通生态沟渠，取水区设置有取水处。

优选地，所述生态沟渠包括明渠、暗渠，所述明渠和暗渠连通并间隔布置。

优选地，所述明渠的三面铺设空心砖，空心砖空心部分种植水草。

优选地，所述暗渠通过水泥板分隔成上部空间和暗渠空间，上部空间的两侧铺设空心砖，空心砖空心部分种植水草；

所述暗渠空间的一端设置有水入口，暗渠空间的另一端设置有水出口，水泥板的下侧面悬挂生物填料。

优选地，所述低位生态塘库、高位生态塘库内均养殖有植物、动物和微生物。

优选地，所述低位生态塘库内的植物覆盖率不小于低位生态塘库面积的三分之一，高位生态塘库内的植物覆盖率不小于高位生态塘库面积的三分之一。

优选地，所述植物为具有水质净化作用的水生植物。

优选地，所述植物包括沉水植物和挺水植物。

根据本实用新型提供的一种农田面源污染控制和水资源利用***，包括农田、生态潭、生态沟渠、低位生态塘库、提水泵及管道***以及高位生态塘库；

所述农田与生态潭间隔分布，农田通过网格化沟渠连通生态潭，生态潭连通生态沟渠，生态沟渠连通低位生态塘库，低位生态塘库通过提水泵及管道***连通高位生态塘库；

所述生态潭包括透水植物墙、进水区、取水区、进水口、溢流口以及取水处；

所述透水植物墙将生态潭分隔成进水区、取水区，进水区设置有进水口，进水口连通农田，取水区设置有溢流口，溢流口连通生态沟渠，取水区设置有取水处；

所述生态沟渠包括明渠、暗渠，所述明渠和暗渠连通并间隔布置；

所述明渠的三面铺设空心砖，空心砖空心部分种植水草；

所述暗渠通过水泥板分隔成上部空间和暗渠空间，上部空间的两侧铺设空心砖，空心砖空心部分种植水草；

所述暗渠空间的一端设置有水入口，暗渠空间的另一端设置有水出口，水泥板的下侧面悬挂生物填料；

所述低位生态塘库、高位生态塘库内均养殖有植物、动物和微生物；

所述低位生态塘库内的植物覆盖率不小于低位生态塘库面积的三分之一，高位生态塘库内的植物覆盖率不小于高位生态塘库面积的三分之一；

所述植物为具有水质净化作用的水生植物；

所述植物包括沉水植物和挺水植物。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型环保节能，具有很好的实用价值，可以有效地保护自然环境，实现了农田面源污染控制、水资源高效利用，具有施工简便且投资费用低的优点。

2、本实用新型能够实现农田面源污染有效控制：农田内的含有肥料和农药的水流到生态潭，使得生态潭水体内含有较为丰富的氮磷及农药等农作物生长所需要的物质，再将生态潭中的水用于农田灌溉，能够从源头减少农田施肥量和农药量；生态潭、生态沟渠和生态塘库对农田径流的拦截和净化作用，减少了进入到地表河流/湖泊的污染物量。

3、本实用新型能够提高水资源利用效率：本实用新型形成了一个循环式水资源利用***，农田灌溉时优先使用生态潭和生态塘库内的水体，可以减少农田地下水和地表水的灌溉取水量，提高了水资源的利用效率，改善了水资源利用格局。

4、本实用新型施工简便且投资费用低：生态沟渠一般是在原有农户灌溉沟渠的基础上进行疏通改造建设而成，同时充分利用地势，建设高低位的生态塘库，整个***占地面积较小，施工简单方便且投资费用较低。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型生态潭的示意图。

图3为本实用新型生态沟渠的明渠示意图。

图4为本实用新型生态沟渠的暗渠示意图。

图中示出：

农田1 透水植物墙21 暗渠31

生态潭2 进水区22 明渠32

生态沟渠3 取水区23 空心砖33

低位生态塘库4 进水口24 水泥板34

提水泵及管道***5 溢流口25 暗渠空间35

高位生态塘库6 取水处26 生物填料36

网格化沟渠11

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

根据本实用新型提供的一种农田面源污染控制和水资源利用***，如图1-4所示，包括农田1、生态潭2、生态沟渠3、低位生态塘库4、提水泵及管道***5以及高位生态塘库6；所述农田1与生态潭2间隔分布，农田1通过网格化沟渠11连通生态潭2，生态潭2连通生态沟渠3，生态沟渠3连通低位生态塘库4，低位生态塘库4通过提水泵及管道***5连通高位生态塘库6。本实用新型改变了“抽清排污”的传统灌溉方式，形成了高效的水资源循环***，本实用新型环保节能，具有很好的实用价值，能够有效地保护自然环境；实现了农田面源污染控制、水资源高效利用，具有施工简便且投资费用低的优点。

如图2所示，所述生态潭2包括透水植物墙21、进水区22、取水区23、进水口24、溢流口25以及取水处26；所述透水植物墙21将生态潭2分隔成进水区22、取水区23，进水区22设置有进水口24，进水口24连通农田1，取水区23设置有溢流口25，溢流口25连通生态沟渠3，取水区23设置有取水处26。

如图1所示，所述生态沟渠3包括明渠32、暗渠31，所述明渠32和暗渠31连通并间隔布置。如图3所示，所述明渠32的三面铺设空心砖33，空心砖33空心部分种植水草。如图4所示，所述暗渠31通过水泥板34分隔成上部空间和暗渠空间35，上部空间的两侧铺设空心砖33，空心砖33空心部分种植水草；所述暗渠空间35的一端设置有水入口，暗渠空间35的另一端设置有水出口，水泥板34的下侧面悬挂生物填料36。所述低位生态塘库4、高位生态塘库6内均养殖有植物、动物和微生物。所述低位生态塘库4内的植物覆盖率不小于低位生态塘库4面积的三分之一，高位生态塘库6内的植物覆盖率不小于高位生态塘库6面积的三分之一。所述植物为具有水质净化作用的水生植物。所述植物包括沉水植物和挺水植物。

上面对本本申请的基本实施例进行了说明，下面结合基本实施例的优选例和/或变化例对本申请进行更为具体的说明。

实施例：

一种农田面源污染控制和水资源利用***主要包括，农田1、生态潭2、生态沟渠3、低位生态塘库4、提水泵及管道***5和高位生态塘库6。其结构要点是：农田1在灌溉或降雨过程中产生的田间径流通过农田现有的网格化沟渠11进入到生态潭2内，当生态潭2的水位达到溢流口处，水将溢流进入生态沟渠3，农田径流经过生态沟渠的传输和净化之后，进入到低位塘库4，当低位塘库4达到设计水位时，通过提水泵及管道***5提升至高位塘库6，在农田灌溉时优先使用高位塘库6和生态潭2内的水进行农田灌溉，从而形成一个有效控制面源污染且实现水资源循环利用的农田面源污染控制和水资源高效利用***。

所述生态潭2包括透水植物墙21，透水植物墙21将生态潭2分割成进水区22和取水区23。农田径流通过进水口24进入到生态潭2内，当生态潭2水位达到溢流口25时，水从生态潭2进入到生态沟渠3内。农田需要灌溉时，通过抽水泵置于取水处26进行抽水，透水植物墙21可截留大部分泥沙，有效避免农户喷灌或滴灌时发生堵塞；灌溉后部分水流通过地面径流和地下渗流又能回到生态潭2中。因为生态潭2并未对水质进行净化处理，其蓄水中含有大量氮磷，将其作为灌溉用水有利于植物的生长且可减少农药的使用量及排入河道的污染物量。为保障安全，生态潭2***设置有拦截网并悬挂警示牌，以免务农人员不小心跌入潭内。

所述生态沟渠3以矩形或梯形断面为主，生态沟渠3分为明渠32和暗渠31，明渠32和暗渠31间隔布设。明渠32的沟渠的三面均铺设空心砖33(优选采用六角空心砖)进行边坡防护，减小沟渠对水流的阻力且满足暴雨季节的水利泄洪条件；同时于空心部分种植水草，起到截留泥沙的作用。暗渠31通过水泥板34与上部的空间分隔，在暗渠31的起始断面设置入水口，水流进入暗渠31，水泥板34下悬挂生物填料36，由于暗渠空间35是缺氧环境，生物填料36上易于为反硝化微生物提供生长空间，从而强化农田径流中总氮的去处效果。雨季时生态沟渠3内水流流速较大，大部分水流无法下渗进入暗渠31，主要通过明渠32汇入低位塘库内4；旱季水流较少时，流速较慢，水流进入暗渠31，与微生物充分接触，反硝化去除氮的效果更为明显。

所述低位生态塘库4和高位生态塘库6内具有完成的水生态***，由植物、动物和微生物等共同组成。植物适合选择选择具有良好的生态适应能力，年生长期长、最好是冬季半枯萎或常绿植物，且具有水质净化作用的水生植物；一般以沉水植物为主并搭配挺水植物，植物的覆盖率不小于生态塘库面积的1/3；在塘库内投放适宜数量的水生动物和微生物，构建生态食物链，增强生态塘库的稳定性。

在一个具体实施例中，所述的生态潭2的尺寸为3m*3m*1.5m，设计水位为1.2米。透水植物墙21的下部分高度为0.8米，由填充于沙石、砾石、卵石和土壤等材料的透水袋堆砌而成，上部种植茂密的挺水植物，包括且不仅限于美人蕉、芦苇、水芹菜等。

在一个具体实施例中，所述生态沟渠3是由原由的农田灌溉沟渠疏通改造而成，横断面为矩形，渠宽0.8米，渠高0.5m；明渠32和暗渠31均匀间隔布置，即200米的明渠32布置50米的暗渠31。

在一个具体实施例中，所述生态塘库(包括低位生态塘库4和高位生态塘库6)的水深为2-5米，生态塘库内的植物覆盖率在70％以上，其中挺水植物有千屈菜、菖蒲、香蒲、芦苇和灯心草等，沉水植物有金鱼藻、苦草和黑藻等，以及睡莲、萍蓬和满江红等水生植物。在***中投放鱼类等水生动物和功能微生物等物种，构建完整的水生态***。

本实用新型提供了一种农田面源污染控制和水资源高效利用***，本***改变了“抽清排污”传统灌溉方式，充分践行“农田污染物不外排，水资源高效利用”的理念，在控制农田面源污染的同时实现水资源化的高效利用，达到节能环保的要求。本实用新型避免农田径流直接进入地表河流/湖泊，将污染较重的农田径流截留在生态潭、生态沟渠和生态塘库内，在需要灌溉时，再通过水泵抽生态潭和生态塘库内的水进行农田灌溉，从而形成一个高效、闭合的“减外排、节约水”的农田面源污染控制和水资源高效利用***。本实用新型具有实施简单，占地面积小，便于运行维护，基建投资费用低等优点，结合自身特点，其主要适用于农田面源污染控制、河流/湖泊的保护以及水资源利用效率的提升。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，包括农田(1)、生态潭(2)、生态沟渠(3)、低位生态塘库(4)、提水泵及管道***(5)以及高位生态塘库(6)；

所述农田(1)与生态潭(2)间隔分布，农田(1)通过网格化沟渠(11)连通生态潭(2)，生态潭(2)连通生态沟渠(3)，生态沟渠(3)连通低位生态塘库(4)，低位生态塘库(4)通过提水泵及管道***(5)连通高位生态塘库(6)。

2.根据权利要求1所述的农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，所述生态潭(2)包括透水植物墙(21)、进水区(22)、取水区(23)、进水口(24)、溢流口(25)以及取水处(26)；

所述透水植物墙(21)将生态潭(2)分隔成进水区(22)、取水区(23)，进水区(22)设置有进水口(24)，进水口(24)连通农田(1)，取水区(23)设置有溢流口(25)，溢流口(25)连通生态沟渠(3)，取水区(23)设置有取水处(26)。

3.根据权利要求1所述的农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，所述生态沟渠(3)包括明渠(32)、暗渠(31)，所述明渠(32)和暗渠(31)连通并间隔布置。

4.根据权利要求3所述的农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，所述明渠(32)的三面铺设空心砖(33)，空心砖(33)空心部分种植水草。

5.根据权利要求3所述的农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，所述暗渠(31)通过水泥板(34)分隔成上部空间和暗渠空间(35)，上部空间的两侧铺设空心砖(33)，空心砖(33)空心部分种植水草；

所述暗渠空间(35)的一端设置有水入口，暗渠空间(35)的另一端设置有水出口，水泥板(34)的下侧面悬挂生物填料(36)。

6.根据权利要求1所述的农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，所述低位生态塘库(4)、高位生态塘库(6)内均养殖有植物、动物和微生物。

7.根据权利要求6所述的农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，所述低位生态塘库(4)内的植物覆盖率不小于低位生态塘库(4)面积的三分之一，高位生态塘库(6)内的植物覆盖率不小于高位生态塘库(6)面积的三分之一。

8.根据权利要求6所述的农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，所述植物为具有水质净化作用的水生植物。

9.根据权利要求6所述的农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，所述植物包括沉水植物和挺水植物。

10.一种农田面源污染控制和水资源利用***，其特征在于，包括农田(1)、生态潭(2)、生态沟渠(3)、低位生态塘库(4)、提水泵及管道***(5)以及高位生态塘库(6)；

所述农田(1)与生态潭(2)间隔分布，农田(1)通过网格化沟渠(11)连通生态潭(2)，生态潭(2)连通生态沟渠(3)，生态沟渠(3)连通低位生态塘库(4)，低位生态塘库(4)通过提水泵及管道***(5)连通高位生态塘库(6)；

所述生态潭(2)包括透水植物墙(21)、进水区(22)、取水区(23)、进水口(24)、溢流口(25)以及取水处(26)；

所述透水植物墙(21)将生态潭(2)分隔成进水区(22)、取水区(23)，进水区(22)设置有进水口(24)，进水口(24)连通农田(1)，取水区(23)设置有溢流口(25)，溢流口(25)连通生态沟渠(3)，取水区(23)设置有取水处(26)；

所述生态沟渠(3)包括明渠(32)、暗渠(31)，所述明渠(32)和暗渠(31)连通并间隔布置；

所述明渠(32)的三面铺设空心砖(33)，空心砖(33)空心部分种植水草；

所述暗渠(31)通过水泥板(34)分隔成上部空间和暗渠空间(35)，上部空间的两侧铺设空心砖(33)，空心砖(33)空心部分种植水草；

所述暗渠空间(35)的一端设置有水入口，暗渠空间(35)的另一端设置有水出口，水泥板(34)的下侧面悬挂生物填料(36)；

所述低位生态塘库(4)、高位生态塘库(6)内均养殖有植物、动物和微生物；

所述低位生态塘库(4)内的植物覆盖率不小于低位生态塘库(4)面积的三分之一，高位生态塘库(6)内的植物覆盖率不小于高位生态塘库(6)面积的三分之一；

所述植物为具有水质净化作用的水生植物；

所述植物包括沉水植物和挺水植物。

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