一种农业面源污染高效截流系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业污水的收集，具体涉及一种农业面源污染高效截流系统及控制方法，属于污水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]随着集约化农业在我国经济中的不断深入和进步，随之而来的环境污染问题也日益严重。农村面源污染已成为我国农业发展中的突出问题。位于云南省中部的滇池是我国最大的内陆淡水湖泊之一，昆明市就坐落在滇池湖畔。滇池流域面积2920km2，其水资源对昆明市工农业生产和人民群众生活起着至关重要的作用，但因污染物的大量排入，滇池已成为水体富营养化程度最严重的湖泊之一。近年来国家和地方已投入大量资金开展滇池污染治理工作，实施了一大批见效快、治理技术成熟的点源污染治理工程，滇池水质恶化的趋势得到一定控制。然而，滇池的富营养化表征并没有明显改善，特别是其主体外海“水华”仍大面积、长时间出现。究其原因，在滇池入湖污染负荷中，农村面源污染还没有得到有效控制，而农业面源污染的氮、磷贡献率已超过50%。所以，加强对农村农业污水的处理在当前就显得尤为迫切。
[0003]目前滇池周围的农业种植类型主要是蔬菜和花卉的大棚种植，大棚区域内分布着上百条的农灌沟渠，每年会有大量的污染物通过农灌沟渠排入滇池。目前滇池周围截污干渠以及配套的污水厂已修建完成并投入运行，但其处理能力还是有限的，并不能把所有农灌沟渠的污水全部收集。又因为大棚种植不同于传统的作物种植，大棚区域的农业面源污染有其自身的特点，其主要污染物为总磷(TP)，尤其是溶解性总磷(DTP)。水质水量变化也不同于传统农业面源污染，由于大棚的覆盖，地表的洼地蓄水量减少和不渗透性增加，造成大棚区域的径流系数增加，降雨产汇流较快，径流量增加，并且存在一定的初期冲刷，所以降雨的前期径流污染物浓度要高于后期径流。此外，目前截留井的设计大多是针对城市污水的，不太适合农业面源污染。
[0004]基于以上因素，有必要针对滇池农业面源污染而设计一款截流系统，以在相同截流水量的情况下最大程度上截流更多的污染物，这对后续污水厂的稳定运行和对滇池水环境的保护都起着至关重要的作用。
[0005]在其他农村地区或者城郊结合部，同样存在与滇池相似的农业种植类型、类似的农业面源污染以及污水厂处理能力不够的问题。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的上述不足，本发明所解决的问题在于，怎样提供一种针对农业面源污染，能够在相同截流水量的情况下截流更多污染物的农业面源污染高效截流系统。
[0007]本发明还提供一种农业面源污染高效截流控制方法。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案: 一种农业面源污染高效截流系统，在农灌沟渠末端设有截流渠，所述截流渠由截流井、截流控制装置和检查井组成;在农灌沟渠侧壁上与每个截流井对应位置设有出水口，该出水口构成对应截流井的入水口，截流井的出水通过截流口进入检查井，检查井出水口与污水管连接；
截流控制装置包括闸门、启闭机、超声明渠流量计和控制单元，所述闸门设置在截流井内并紧贴截流口，用于开闭截流口；所述启闭机与闸门连接以提供闸门开闭动力;所述超声明渠流量计的探头设置在截流井内最高水位线的上方位置，超声明渠流量计用于测量截流井中水的流量;超声明渠流量计的输出接控制单元，控制单元输出端与启闭机连接，以根据超声明渠流量计检测到的流量通过启闭机控制闸门的启闭。
[0009]作为上述方案的进一步优化，所述截流井靠近入水口位置设有拦污格栅，所述拦污格栅的栅条间距为30mm;截流井内设置有量水堰。
[0010]作为上述方案的进一步优化，在截流井与农灌沟渠的接口处设有沉砂池，沉砂池的底部低于截流井底部，截流井底部低于农灌沟渠底部。
[0011]作为上述方案的进一步优化，所述检查井包括井底、由侧壁组成的井身、井盖，污水管设置在与截流口相对的井身上，污水管底部低于截流口底部;在井身上设有检修用爬梯，爬梯位于井盖下方。
[0012]作为上述方案的进一步优化，所述控制单元通过无线信号远传装置与中控系统远程连接，由中控系统发出指令信号，远程控制启闭机驱动闸门启闭。
[0013]本发明还提供一种农业面源污染高效截流控制方法，本方法农灌沟渠的污水通过侧壁的出水口进入截流渠内，并通过截流渠进入污水处理系统，其中截流口的开闭由闸门控制;其特征在于:闸门的开闭按如下方法进行控制:
1)设置闸门初始状态为开启；
2)检测截流口前的流量信号，并将信号按设定的时间间隔反馈到控制单元，控制单元按后一时刻流量减前一时刻流量计算每个时间间隔内的流量差σ ；
3)当0>0，且|σ|大于预设的流量差阈值01时，则判断径流形成，控制单元同时启动时间控制器开始计时；
4)当σ〈0，且Iσ I大于预设的流量差阈值02时，或者当步骤3)中时间控制器的计时超过设定值时，此时关闭闸门，停止计时；
5)当(Κ0，且Iσ I小于预设的流量差阈值03时，判断径流结束，闸门重新开启；
不断重复步骤2)-5)，以实现对闸门的实时控制。
[0014]作为上述方案的进一步优化，闸门启闭可选择两种控制方式:控制单元现场控制与无线信号远传/远程控制。
[0015]本发明所依据的原理如下:
根据研究显示，农灌沟渠径流量的变化趋势与其水质DTP浓度变化存在一致性，径流量增加与DTP浓度上升正相关，从不同耕作地径流水质变化规律看，无论DTP/TP还是DTP浓度的峰值均出现在降雨历时2小时内，该时段TP总量可占整个降雨期间径流中TP总量的62.2%?82.5%。从高效截流角度，本发明采用流量(液位)和时间组合控制方式，实现对农业面源污水的尚效截流。
[0016]相比于现有技术，本发明具有如下优点: 1、本发明提供的一种农业面源污染高效截流系统采用流量(液位)和时间组合控制的方式，可以最大程度上在相同截流水量的情况下截流更多的污染物，比现有的截流技术更加简便高效。
[0017]2、本发明提供的一种农业面源污染高效截流系统既可以由控制单元单一控制，也可以通过无线信号远传进行远程控制，相对于现有技术控制方式更完善、方便。
[0018]3、本发明提供的一种农业面源污染高效截流系统的控制方法依据农村面源污染的典型污染物指标DTP浓度以及不同的耕地类型而设计，相对于现有技术，对农村面源污水的截流控制效果更好，更有针对性。
【附图说明】
[0019]图1是本发明高效截流系统的平面图；
图2是图1沿A-A线的剖面图；
图3是图1沿B-B线的剖面图。
[0020]图中，1-截留井，2-闸门，3-启闭机，4-超声明渠流量计，5-控制单元，6-截污管，7-拦污格栅，8-农灌沟渠，81-农灌沟渠底部，9-沉砂池，10-量水堰，11-检查井，12-井盖，13-爬梯。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0022]实施例:
一种农业面源污染高效截流系统，如图1?图3所示，在农灌沟渠上间隔设有若干截流渠，所述截流渠由截流井1、截流控制装置和检查井11组成。
[0023]在农灌沟渠8侧壁上与每个截流井I对应位置设有出水口，该出水口构成对应截流井I的入水口，截流井的出水通过截流口进入检查井11，检查井11出水口与污水管6连接，所述截留井的宽度为800mm。
[0024]