[发明专利]稻田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统及其应用方法

权利要求书

1.农田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统，其特征是，在有犁底层稻田上设有格田田埂（1）、可调节折叠式溢流堰（2）、渗滤池（3）、农田地表渗滤体、地下水平渗滤体（8）、秸秆竖井和排水沟道（7）；

所述格田田埂（1）位于稻田格田的四周；

所述可调节折叠式溢流堰（2）设置在稻田格田田埂（1）上；

所述渗滤池（3）位于可调节折叠式溢流堰（2）出水口处，渗滤池（3）出水口连接排水沟道（7）；

排水沟道（7）靠近稻田格田田埂（1）侧的边坡上设有渗滤边坡（6），渗滤边坡（6）最底端为排水沟道（7）最低水位位置，渗滤边坡（6）上端与陶粒渗滤层（5）相连接，渗滤边坡（6）包括自上而下依次设置的高分子材料纤维网渗滤层、混凝土；高分子材料纤维网渗滤层厚度与陶粒渗滤层（5）厚度相同；陶粒渗滤层（5）、高分子材料纤维网渗滤层形成农田地表渗滤体；

所述地下水平渗滤体（8）位于犁底层以下，是由排水暗管（12）外裹透水土工布和作物秸秆渗滤材料组成；排水暗管（12）倾斜设置，排水暗管（12）坡度为1/1000~1/2000；排水暗管（12）出口与排水沟道（7）相连，排水沟道（7）与地下水平渗滤体（8）进水端有犁底层的稻田地表面之间形成水头差；

所述秸秆竖井通过人工打孔方法实现，秸秆竖井包括深层竖井（11）和浅层竖井（10），深层竖井（11）竖直设置在地下水平渗滤体（8）上，深层竖井（11）之间的间距为3~4m；浅层竖井（10）竖直设置在排水暗管（12）之间，浅层竖井（10）之间间距为排水暗管（12）间距的1/2～1/4；深层竖井（11）和浅层竖井（10）穿透稻田犁底层实现犁底层上下土层土壤溶液的渗滤连通。

2.根据权利要求1所述的农田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统，其特征是，所述格田田埂（1）根据水稻全生育期最大耐淹深度，增高原有的格田田埂，并进行压实加固处理，格田田埂（1）宽度50cm。

3.根据权利要求1所述的农田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统，其特征是，所述可调节折叠式溢流堰，高度水平满足高标准农田水稻各生育阶段适宜淹水深度；可调节折叠式溢流堰堰体由砖块和无砂混凝土砌筑而成，可调节折叠式溢流堰坎材料为防老化硬质塑料板，塑料板之间通过铰接紧密串联，实现堰坎的折叠功能；所述可调节折叠式溢流堰，溢流能力不低于降雨能力，溢流堰宽度为30～40cm；所述可调节折叠式溢流堰，通过定位销定位到所需高度，实现对水稻不同生育阶段稻田蓄水的调控。

4.根据权利要求1所述的农田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统，其特征是，所述渗滤池（3）宽度与格田田埂（1）宽度相近，均为40～50cm，渗滤池（3）长度为可调节折叠式溢流堰（2）宽度的1.5～2倍，渗滤池（3）墙体厚度为12～15cm，渗滤池（3）高度与格田田埂（1）齐平；渗滤池（3）底部设置陶粒渗滤层（5），陶粒渗滤层（5）厚度10~14cm。

5.根据权利要求1所述的农田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统，其特征是，所述陶粒渗滤层是将陶粒装入厚度为10～14cm的塑料网袋，通过胶结物粘结定型而成；高分子材料纤维网渗滤层下方的混凝土8～10cm厚无砂混凝土。

6.根据权利要求1所述的农田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统，其特征是，所述秸秆竖井是由具有一定透水性能的作物秸秆把和外填材料构成，秸秆把直径为12~14cm，竖井内壁与秸秆把之间的空隙用填充材料密实填满，填充材料是稻壳，秸秆竖井所用秸秆为稻麦秸秆。

7.根据权利要求1所述的农田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统，其特征是，所述排水暗管为波纹塑料吸水管，塑料管身均匀布设有透水孔隙。

8.权利要求1-7中任一项所述的农田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统应用方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）布置权利要求1-7中任一项所述的农田径流氮磷格田控排与农田渗滤组合拦截去除系统；

（2）可调节溢流堰对稻田地表径流的氮磷拦截：氮、磷污染物易随着时间沉积在稻田地表径流的下层，而所述可调节折叠式溢流堰溢出的水流是地表径流上层水体，氮、磷污染物浓度较低，污染物排放量较少，将养分拦蓄在田间，减少了稻田养分流失；

（3）农田渗滤体对稻田地表径流的氮磷拦截：从可调节折叠式溢流堰上方溢出来的地表径流，首先要经过渗滤池再沿着排水沟道边坡流入排水沟，途中陶粒渗滤层与高分子材料渗滤网渗滤层一起构成组合渗滤系统，利用它们渗透、吸附性强，易形成微生物群落的特性，高效拦截吸附农田渗流中的氮磷物质，使溢出水体氮磷浓度进一步降低；

（4）秸秆竖井氮磷拦截：利用灌溉或降雨所产生的渗流使含有氮磷的水流进入秸秆竖井，稻麦秸秆把吸附并拦截土壤水溶液中的氮磷，使氮磷保留在土壤中，不含氮磷的水流进入排水暗管；

（5）地下水平排水氮磷拦截：排水暗管管身均匀打透水孔，一方面汇集步骤（4）所述秸秆竖井的出水流，另一方面，也相当于渗滤体，犁底层以下的含有氮磷的水流，通过渗流作用，流向排水暗管时，排水暗管外包裹的水土工布能够防止暗管堵塞，稻麦作物秸秆渗滤材料将氮磷拦截在土壤中，利用田面与所述排水沟道之间所形成的水头差将所述秸秆竖井出水流引到排水沟道。