圩区灌排功能相结合的生态净污系统.pdf

本发明是圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其结构包括水源地1，双向抽水泵站2，调节池3，灌排干渠4，灌排节制闸5，灌排支渠6，普通水闸7，圩区农田8；其中圩区农田8设灌排干渠4，灌排干渠4上装若干个灌排节制闸5，每个灌排节制闸5上装有灌排支渠6，多个灌排支渠6间是平行设置，每个灌排支渠6接普通水闸7，灌排干渠4的端部接调节池3的一端，调节池3的另一端接双向抽水泵站2的一端，双向抽水泵站2另一端接水源地1。优点：能够避免灌水渠、排水沟分离建设的多用地，提高圩区农田灌溉效率，节约水资源，降低农田生产成本的同时，减少农田面源污染，具有显著的“节水、节地、净污、生态”效益，是农业现代化的重要体现。

1.  圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其特征是包括水源地，双向抽水泵站，调节池，灌排干渠，灌排节制闸，灌排支渠，普通水闸，圩区农田；其中圩区农田设灌排干渠，灌排干渠上装若干个灌排节制闸，每个灌排节制闸上装有灌排支渠，多个灌排支渠间是平行设置，每个灌排支渠接普通水闸，灌排干渠的端部接调节池的一端，调节池的另一端接双向抽水泵站的一端，双向抽水泵站另一端接接水源地；圩区农田需要灌溉时，使用双向抽水泵站将水从水源地输入灌区灌排干渠，再启动灌排节制闸将水分配到整个圩区农田；在圩区农田需要排水时，启动灌排节制闸将整个圩区农田排水由灌排支渠汇集到灌排干渠，再启动双向抽水泵站将排水排送到水源地。

2.  根据权利要求1所述的圩区圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其特征是所述灌排节制闸包括启闭杆、闸门、闸墩、闸底板，其中启闭杆接闸门的一端，闸门的另一端接闸墩，闸墩的底部接闸底板。

3.  根据权利要求1所述的圩区圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其特征是所述灌排节制闸内部构建生态透水石笼，生态透水石笼内填充比表面积较大的碎石，比表面积较大的碎石表面有利用生物膜的生长，通过生物膜的降解吸附作用。

4.  根据权利要求1所述的圩区圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其特征是所述生态透水石笼由生态透水石笼单体构成，生态透水石笼的高度一般略高于灌排渠道排水时的排水水位，宽度略小于灌排节制闸内部宽度，为满足一定程度去除农田排水内污染物质的需要，生态透水石笼的长度应不少于5m。

5.  根据权利要求4所述的圩区圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其特征是所述生态透水石笼内装有碎石。

6.  圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其特征在于圩区农田排水时，启动灌排节制闸将整个圩区农田排水由灌排支渠汇集到灌排干渠，再启动双向抽水泵站将排水排送到水源地，通过调节灌排节制闸高度，在保证正常排水的同时，使农田排水尽量多的流经生态透水石笼，农田排水经过生态透水石笼内碎石表面生物膜的净化作用，农田排水中的氮、磷污染物得到一定程度去除。

圩区灌排功能相结合的生态净污系统
技术领域
本发明涉及的是一种适用于圩区且在灌水与排水相结合的基础上能够减少农田面源污染的圩区灌排功能相结合的生态净污系统。属于农田灌溉和农田面源污染控制技术领域。
背景技术
圩区是指有堤垸防御外水的低洼平原，其特点是地势低平，地面高程一般低于汛期外河水位，自流排水条件差，容易渍涝成灾；在大水年份，还存在外河洪水泛滥威胁。另外，由于降雨不及时，也经常出现干旱。目前我国圩区农田灌溉主要以粗放式的土渠灌溉、泡田漫灌为主，这种灌溉方式一方面使得农田灌溉效率低，另一方造成了水资源浪费严重，同时圩区农业生产中长期大量、不合理的施用化肥和农药造成生态系统内部结构的破坏，氮、磷等污染物流失带来地表水和地下水水体的污染，使得圩区水体污染严重、水环境恶化。
发明内容
本发明提出的是一种圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其目的旨在克服现有圩区农田灌溉主要以粗放式的土渠灌溉、泡田漫灌为主，农田灌溉效率低、水资源浪费严重、圩区受农田面源污染水体污染严重以及水环境恶化等问题。通过采用灌排节制闸技术避免了排水渠道的建设用地和费用、提高农田灌溉效率、减少水资源浪费；通过灌排节制闸内部生态石笼内生物膜的降解吸附作用，减少农田排水中的氮、磷等污染物质。
本发明的技术解决方案：圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其结构包括水源地，双向抽水泵站，调节池，灌排干渠，灌排节制闸，灌排支渠，普通水闸，圩区农田；其中圩区农田设灌排干渠，灌排干渠上装若干个灌排节制闸，每个灌排节制闸上装有灌排支渠，多个灌排支渠间是平行设置，每个灌排支渠接普通水闸，灌排干渠的端部接调节池的一端，调节池的另一端接双向抽水泵站的一端，双向抽水泵站另一端接接水源地；圩区农田需要灌溉时，使用双向抽水泵站将水从水源地输入灌区灌排干渠，再启动灌排节制闸将水分配到整个圩区农田；在圩区农田需要排水时，启动灌排节制闸将整个圩区农田排水由灌排支渠汇集到灌排干渠，再启动双向抽水泵站将排水排送到水源地。
本发明的优点：
1）节水。由于目前圩区粗放式的泡田漫灌方式，农田的灌溉效率很低，并且造成了水资源的严重浪费，灌区的使用很好的提高了圩区农田灌溉效率，节约了水资源。
2）节地。本发明涉及的生态灌区是灌排结合式，与传统灌区相比避免了排水渠道的建设用地，同时也降低了工程建设费用。
3）净污。灌排节制闸内部设置的生态透水石笼，在圩区农田排水时，农田排水流经生态透水石笼，经过生态石笼内碎石上生物膜的净化作用，农田排水中的氮、磷等污染物得到一定程度去除，减少了圩区农田面源污染对受纳水体的污染。
4）生态。圩区农田的增产增收主要因为圩区灌区的使用，一方面使得圩区农田灌排水及时有效，保证了农作物的健康生长，另一方面农田灌水时水流将生态透水石笼里截留下来的氮、磷等营养元素重新输送至圩区农田，起到了提高化肥利用率。
附图说明
附图1是圩区灌排功能相结合的生态净污系统的整体布置示意图。
附图2是上游角度灌排节制闸正视图。
附图3是灌排节制闸灌水示意图。
附图4是灌排节制闸排水示意图。
图中的1是水源地，2是双向抽水泵站，3是调节池，4是灌排干渠，5是灌排节制闸，6是灌排支渠，7是普通水闸，8是圩区农田，9是启闭杆，10是闸门，11是闸墩，12是闸底板，13是生态透水石笼。
具体实施方式
圩区灌排功能相结合的生态净污系统，其结构包括水源地1，双向抽水泵站2，调节池3，灌排干渠4，灌排节制闸5，灌排支渠6，普通水闸7，圩区农田8，启闭杆9，闸门10，闸墩11，闸底板12，生态透水石笼13；其中圩区农田8设灌排干渠4，灌排干渠4上装若干个灌排节制闸5，每个灌排节制闸5上装有灌排支渠6，多个灌排支渠6是平行设置，每个灌排支渠6接普通水闸7，灌排干渠4的端部接调节池3的一端，调节池3的另一端接双向抽水泵站2的一端，双向抽水泵站2另一端接接水源地1。
所述灌排节制闸5包括启闭杆9、闸门10、闸墩11、闸底板12，其中启闭杆9接闸门10的一端，闸门10的另一端接闸墩11，闸墩11的底部接闸底板12，灌排节制闸5内部构建生态透水石笼13，生态透水石笼13内填充比表面积较大的碎石，比表面积较大的碎石表面有利用生物膜的生长，通过生物膜的降解吸附作用。
所述生态透水石笼13由生态透水石笼单体构成，生态透水石笼13的高度一般略高于灌排渠道排水时的排水水位，宽度略小于灌排节制闸5内部宽度，为满足一定程度去除农田排水内污染物质的需要，生态透水石笼13的长度应不少于5m。
生态透水石笼13内装有碎石。
下面结合附图进一步描述本发明的技木方案：
对照图1，圩区灌排功能相结合的生态净污系统主要包括双向抽水泵站2、调节池3、灌排干渠4、灌排节制闸5、生态透水石笼13、灌排支渠6、普通水闸7等。在圩区农田8需要灌溉时，使用双向抽水泵站2将水从湖泊、水库或大河道等水源地1输入灌区灌排干渠4，再启动灌排节制闸5将水输入灌排支渠6，最后分配到整个圩区农田8；在圩区农田8需要排水时，启动灌排节制闸5将整个圩区农田8排水由灌排支渠6汇集到灌排干渠4，再启动双向抽水泵站2将圩区农田排水从调节池3内排送到原湖泊、水库或大河道等水源地。灌排渠道采用生态防渗渠道，从而实现圩区农田灌溉效率的提高及水资源的节约。灌区是通过双向抽水泵站2和灌排节制闸5来实现圩区农田8灌水与排水有机结合的，既圩区农田8灌溉时，灌区渠道作为灌溉沟渠，排水时，灌区渠道作为排水沟渠，一条渠道两个功能，这样与传统灌区相比避免了排水渠道的建设用地和费用。
对照图2、图3，灌排节制闸5主要由启闭杆9、闸门10、闸墩11、闸底板12等构成。材料选用钢筋混凝土材料，具体材料需符合相关施工规范要求。灌排节制闸5内部构建生态透水石笼13，生态透水石笼13内填充比表面积较大的碎石，比表面积较大的碎石表面有利用生物膜的生长，通过生物膜的降解吸附作用，一定程度减少了农田排水中氮、磷等污染物，减少了圩区农田面源污染对受纳水体的污染。生态透水石笼13由生态透水石笼单体构成，生态透水石笼13的高度一般略高于灌排渠道排水时的排水水位，宽度略小于灌排节制闸5内部宽度，为满足一定程度去除农田排水内污染物质的需要，生态透水石笼13的长度应不少于5m。
对照图3、图4，圩区农田8排水时，通过调节灌排节制闸8高度，在保证正常排水的同时，使农田排水尽量多的流经生态透水石笼13，农田排水经过生态透水石笼13内碎石表面生物膜的净化作用，农田排水中的氮、磷等污染物得到一定程度去除。圩区农田8灌溉时，用于灌溉圩区农田8的水流经生态透水石笼13，由于灌溉水流流速较大，对生态透水石笼13起到了反冲洗作用，一方面将生态透水石笼13内在农田排水时截留下的堵塞物质反冲出去，另一方面可以将生态透水石笼13在农田排水时截留下来的氮、磷等营养元素重新输送至圩区农田，供农作物再次吸收利用，起到了提高化肥利用率，一定程度达到了农作物增产的效果。