一种农村面源污染资源化利用的灌溉排水体系及调度运行方法与流程

本发明涉及一种农村面源污染资源化利用的灌溉排水体系构建方法，属于水环境保护领域。

背景技术：

农村面源污染主要包括种植业污染、养殖业污染和农村生活源污染。随着农村生产生活方式的改变，农田大量使用化肥农药，农业废弃物随意处置，农村生活污水和养殖废水无组织排放，造成了严重的水环境问题。目前，各地都十分重视农村面源污染防治工作，号召减少化肥农药用量，推广应用沼气技术，开展农村生活污水治理。但是，受经济适用性和实际操作性制约，这些措施实施的难度很大，见效不快，农村水环境问题依然十分突出，并且造成了许多区域性主要河道和重要水体的水质恶化。

常用治理措施主要有：1.针对种植业污染，主要推广测土配方施肥技术，取得了一定效果，提高了肥药利用率，但由于管控措施缺乏强制性，种植户的逐利性，化肥农药的使用量依然居高不下，肥药流失污染水体依然严重；2.针对农业废弃物、农村生活污水和养殖废水，各级政府大力推广应用沼气技术，起到了一定效果，但由于技术、经济、管理等因素制约，推广越来越难，已经推广的大多废弃不用；3.针对农村生活污水，有分散式净化槽、相对集中的污水处理装置和埋设管道接入城镇生活污水处理厂等很多治理方法，总体上正常运行率低、污染物减排效率低、投资巨大。4.已有利用灌溉排水沟渠进行生态净化水质的研究成果，这类成果主要是利用沟渠作为生态净化的环节，理论性强，污染物削减量小，实际推广应用难度大。

根据农业生产和农民生活的显著特点，结合农业生产中的灌溉排水行为，对农村面源污染实现资源化利用，对水资源实现高效循环利用，目前还未见报道和应用。

技术实现要素：

本发明针对现有农村灌溉排水体系存在的不足，提供一种有利于农村内部河道实现自循环，高效利用水资源的农村面源污染资源化利用的灌溉排水体系及其调度运行方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种农村面源污染资源化利用的灌溉排水体系，包括村庄和农田的灌溉渠系、排水沟系和河道水系，还包括灌区内部河道自循环系统、分级河道联络系统；

所述的灌区内部河道自循环系统包括河坝、回水河道、灌溉渠道、设有分水口的渡槽、进水调节闸门和灌溉泵站；河坝设置于三级河河口处，将三级河与一级、二级河隔离开；回水河将三级河相互连通，把农田和村庄的排水汇集到灌溉泵站作为灌溉水源；灌溉渠道通过渡槽跨越三级河，渡槽设置分水口门，将渠道水引入三级河；进水调节闸门为双向进水型，设置于回水河道的上游河口处；灌溉泵站设置于外围三级河与渠道的交叉口；

所述的分级河道联络系统，包括河坝和泵闸站；河坝建于二级河上与一级河隔开，河坝设有带闸阀涵管，按需通断水流；对高沙土地区农村内部河网水位高于外围区域河道水位的地区，所述的泵闸站为泵引闸排，用于调节农村内部河网水位，水位过低时抽取外围一级河的河水，水位过高时开闸向一级河排水；对低洼圩区农村内部河网水位低于外围区域河道水位的地区，所述的泵站闸为泵排闸引，用于控制圩内河道保持适宜水位。

本发明技术方案还包括上述一种农村面源污染资源化利用的灌溉排水体系的调度运行方法，按灌溉用水需求量，包括（a）完全内循环灌溉模式、（b）内循环+补水灌溉模式、（c）完全内循环活水模式、（d）内循环+补水活水模式、（e）农村河网水位调节模式：

模式a：灌溉用水需求不大时，采用完全内循环灌溉模式，灌溉泵站全部抽取三级河的内循环水，以农田和村庄排水作为灌溉水源；

模式b：灌溉用水需求较大时，采用内循环+补水灌溉模式，开启进水调节门从二级河补水，补充内循环水以满足灌溉用水需求；

模式c：非灌溉期三级河需要活水改善水环境时，采用完全内循环活水模式，灌溉泵站抽取三级河的内循环水，通过渡槽的分水口把渠道水重新引入各条三级河，实现内部循环活水；

模式d：根据农村内部河网的实际水环境需要，采用内循环+补水活水模式，灌溉泵站部分取用二级河的水，带动所有三级河活水；

模式e：当农村内部河网水位过高或过低时，采用农村河网水位调节模式，开启泵闸站按需引排水，保持农村河网水位适宜。

由于国家地表水环境质量要求、农村水环境质量要求和农田灌溉用水质量要求有很大的不同。水体中的营养物质和有机物对于地表水来说是污染物，但对于农田灌溉用水来说则变成作物生长所需要的肥料。例如氨氮指标，地表iii类水要求小于1毫克/升，农村黑臭水体治理标准只需小于15毫克/升，农田灌溉水质标准对氨氮已不作要求。

本发明通过重构灌溉排水体系，把农田和村庄退水作为灌溉水源，对农村面源污染资源化，实现水资源高效利用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.农村面源污染资源化，在农村内部河道实现自循环；

2.源头水优先供给村庄河道，为村民提供优良水环境；

3.农村河道向外围区域河道单向取水（应急排涝除外），最大限度避免农村面源污染进入外围区域主要河道和重要水体。

附图说明

图1是现有农村典型水系结构的平面示意图；

图2是本发明实施例构建的灌溉排水体系的平面示意图；

图3是本发明实施例构建的自循环水流的平面示意图。

图中，1.一级河；2.二级河；3.三级河的生产河；4.三级河的村庄河；5.房屋；6.分片灌区；7.三级河河坝；8.回水河；9.渠道；10.渡槽及分水口门；11.进水调节闸；12.灌溉泵站；13.二级河河坝；14.泵闸站；15.灌溉水流方向；16.农田和村庄排水方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。

实施例1

本发明涉及一种农村面源污染资源化利用的灌溉排水体系构建方法，属于水环境保护领域。

参见附图1，它是现有农村典型水系结构的平面示意图；其中，河道包括一级河1、二级河2、三级河的生产河3和三级河的村庄河4；一级河1即外围区域河道、二级河2即农村骨干河，三级河即包括农业生产河3以及农村村庄河4，三级河属于灌区内部河网；农村的房屋5和分片灌区6。一方面，由于农田大量使用化肥农药，形成了灌溉排水的富营养化；另一方面，农村生活污水相对于城市生活污水较为分散，没有完善的污水集中收集处理系统。在无组织排放的情况下，上述面源污染直排进入各级河道，对水环境造成严重的影响。

参见附图2和3，分别是本实施例提供的灌溉排水体系的平面示意图和自循环水流示意图。在本实施例中，灌区内部河道自循环工程包括筑建的河坝7、回水河道8、灌溉渠系9、设有分水口的渡槽10、进水调节闸门11和灌溉泵站12。河坝7设置于三级河河口处，将三级河与一级二级河隔离开；回水河8连通所有三级河，把农田和村庄排水汇集到灌溉泵站12作为灌溉水源；灌溉渠道9通过渡槽10跨越三级河，渡槽10设置分水口门，可把渠道水引入河道，满足非灌溉期河道活水需求。进水调节闸门11设置于回水河道8上游河口处，其目的一是补充灌溉水源不足，二是拉动村庄河活水，改善村庄水环境，三是在发生涝情时可作为向外的排水通道；灌溉泵站12设置于外围三级河与渠道9的交叉口，采用双向进水型，在灌溉时，抽取三级河的内循环水，内循环水不足时从进水调节门11补水；非灌溉期三级河需要活水改善水环境时，可以抽取三级河的内循环水实现内部小循环，也可抽取（或部分抽取）二级河的水带动所有三级河活水。

针对高沙土地区，即农村内部河网水位高于外围区域河道水位的地区，工程包括河坝13和泵闸站14，河坝13建于二级河上与一级河隔开，该河坝设有带闸阀涵管，可按需通断水流；泵闸站14为泵引闸排，可实现农村内部河网水位调节功能，水位过低时抽取外围一级河的河水，水位过高时可开闸向一级河排水；针对一般的的平原地区，农村内部河网水位与外围区域河道水位持平，则可取消河坝13和泵站闸14。针对低洼圩区，即农村内部河网水位低于外围区域河道水位的地区，则泵站闸14采用泵排闸引，以控制圩内河道保持适宜水位。由此，可将农田和村庄排水16回流至灌溉水流15，在灌区内部形成循环水流。一方面，避免了农田和村庄排水16中的营养物质直排进入外围河道，减少了面源污染；另一方面，资源化利用农田和村庄排水16，将其污染物变成作物生长所需要的肥料。

本发明提供的农村面源污染资源化利用的灌溉排水体系，其调度运行方法共分为：（a）完全内循环灌溉模式、（b）内循环+补水灌溉模式、（c）完全内循环活水模式、（d）内循环+补水活水模式、（e）农村河网水位调节模式等，各模式的具体操作方法如下：

模式a：灌溉用水需求不大时，启用完全内循环灌溉模式，灌溉泵站12全部抽取三级河的内循环水，以农田和村庄排水作为灌溉水源；

模式b：灌溉用水需求较大时，启用内循环+补水灌溉模式，开启进水调节门11从二级河补水，补充内循环水以满足灌溉用水需求；

模式c：非灌溉期三级河需要活水改善水环境时，启用完全内循环活水模式，灌溉泵站（12）抽取三级河的内循环水，通过渡槽10的分水口把渠道水重新放入各条三级河，实现内部循环活水；

模式d：根据农村内部河网的实际水环境需要也可采用内循环+补水活水模式，这时，灌溉泵站12可部分取用二级河的水，带动所有三级河活水；

模式e：当农村内部河网水位过高或过低时，可启用泵闸站14按需引排水，保持农村河网水位适宜。

采用本发明提供的技术方案构建的灌溉排水体系，在农村内部河道实现自循环，有利于农村面源污染资源化；同时，可将源头水优先供给村庄河道，为村民提供优良水环境；将农村河道向外围区域河道单向取水（应急排涝除外），最大限度避免农村面源污染进入外围区域主要河道和重要水体。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除