[发明专利]田沟塘一体化联合调控稻田面源污染的方法

说明书

本发明公开了一种田沟塘一体化联合调控稻田面源污染的方法，涉及农业环境保护技术领域。该方法针对稻田径流水量水质耦合特征，结合现代测量技术、信息搜集传输技术和智能控制技术，实现稻田氮磷径流流失调控与循环利用，达到削减氮磷排放、净化水体、资源回用的目标。本发明的优点是：充分发挥稻田的自净功能，当氮磷浓度高于阈值时，不排或者减少田面水和塘堰水向外排放，延长氮磷在稻田中的停留时间；利用田面和塘堰消纳污染物含量较高的初期降雨径流，将后期多余的、不能消纳的、污染物含量较低的径流，通过外排通道，直接排放，最大限度的减少降雨径流对地表水体的污染。

技术领域

本发明涉及农业环境保护技术领域，具体是涉及田沟塘一体化联合调控稻田面源污染的方法。

背景技术

氮磷的过量输入是造成地表水体富营养化发生的重要原因。农业面源污染，作为地表水环境的重要威胁，已成为国内外相关研究人员关注的焦点(王静,郭熙盛,吕国安,等.农业面源污染研究进展及其发展态势分析[J].江苏农业科学,2016,44(9):21-24)。与能纳入污水处理厂的城市生活点源污染和工业点源污染不同，农业面源污染并非单一污染源所造成的，它往往是由多种易扩散的污染源所引起的，在农村地区，降雨、积雪融化、灌溉等形成的地表径流使污染物从污染源头传播开来，染污物最终汇入河流、湖泊、天然湿地、海水、地下水等水体中，从而引起水体富营养化或其他形式的污染，对水资源造成了很大的危害。农业面源污染的主要来源有：种植业、养殖业、生活源以及大气中的污染物的降尘等(张维理,武淑霞,冀宏杰,等.中国农业面源污染形势估计及控制对策I.21世纪初期中国农业面源污染的形势估计[J].中国农业科学,2004,37(7):1008-1017)。

农田氮磷径流流失是指农业种植活动中投入的氮磷营养物质随降水或灌溉形成的地表径流流入地表水体。针对农田氮磷径流流失对地表水环境的严重威胁，国内外研究者提出了多种污染防治技术，例如：生态沟渠、生态塘、人工湿地等，利用水、土壤、填料、大气、动植物和微生物之间相互作用，这些系统内发生复杂的物理、化学及生物反应来达到削减氮磷、净化水体的目标(杨林章,施卫明,薛利红,等.农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——总体思路与“4R”治理技术[J].农业环境科学学报,2013,32(1):1-8)。但是，这些物理、化学及生物反应需要一定的停留时间，往往会因为来水水量过大，而无法有效净化水体。因此，利用农田沟塘系统来容纳地表径流、延长水力停留时间，达到农田面源污染防治的目的，成为了一种有效的方法(胡万里,刘宏斌,刘申,等.利用农田沟塘系统防治区域性农田面源污染的方法,CN104480920A[P].2015；刘宏斌,翟丽梅,李旭东,等.利用沟塘系统防治平原水网区农田面源污染的方法,CN105236501A[P].2016)，但是，如何考虑稻田水量和水质特征，针对降雨和灌溉，充分发挥稻田的自净能力，尤其是当降雨量较大、无法容纳所有径流时，实现对稻田面源污染的精准、智能调控，还需进一步明确。

依据以往研究，从全年稻田氮磷流失时段分布来看，稻田施肥期和雨季是稻田氮磷径流流失的主要时期；从单场大、暴雨过程的氮磷流失规律来看，稻田排水氮磷浓度分布也存在时间差异性，初期降雨径流氮磷浓度大，后期氮磷浓度较小。由于这种稻田氮磷径流流失发生特征，会导致水体在生态沟渠、生态塘、人工湿地等处理系统中水力负荷过大、停留时间短等问题，使处理效率受较大影响。因此，基于稻田氮磷径流流失发生特征，结合现代测量技术、信息搜集传输技术和智能控制技术，开发稻田氮磷径流流失调控与循环利用技术，对于农业面源污染的有效防治，具有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种田沟塘一体化联合调控稻田面源污染的方法。该方法针对稻田径流水量水质耦合特征，结合现代测量技术、信息搜集传输技术和智能控制技术，实现稻田氮磷径流流失调控与循环利用，达到削减氮磷、净化水体、资源回用的目标。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

田沟塘一体化联合调控稻田面源污染的方法，该方法包含下列步骤：