，方便与上部需增加的可拆卸闸门条I卡接和防止接缝漏水;下游侧面板3高程与上游侧面板2高程齐平，且在田面以下45cm、50cm和55cm深度处各开一排孔距为4cm的排水孔6 ο在湿地土箱田面以下75cm处设置间距为4cm*4cm直径为I cm的多孔板7，多孔板7以上部分用于填料和种植湿地植物8，构成净化系统，以下部分为排水空腔9。在排水空腔9上游侧(即湿地土箱的上游侧)和下游侧(即湿地土箱的下游侧)面板底部均设置两个直径15cm的上游底孔10和下游底孔11，并配置4个相适应的橡胶塞12。
[0021]所述的填料自上往下分为2层，其中上层为渗透系数较大的土壤13，厚度10cm，用来种植具有净化和美观功能的湿地植物，用于吸收排水中的氮磷。下层自上而下分别为填充厚度为15011、10011、100]1粒径为5-10111111、10-201]1111、15-301111]1的烁石-輕石-陶粒混合物(混合比按2:1:1) 14、15、16，其中蛭石和陶粒进行微生物挂膜处理，使水在下渗过程中能够尽可能的与微生物接触，去除水中的氮磷等面源污染物。
[OO22 ]所述的湿地土箱采用PV C材质整体制作。
[0023]在稻季开展控制排水时，将排水空腔9的上游底孔10封堵，下游底孔11打开，根据排水水位要求设定排水水位为地面以下10cm(可拆卸闸门条I与上游侧面板2卡接)或20cm(不卡接可拆卸闸门条I)。水流经过过渗透系数较大的土壤13，垂直进入砾石-蛭石-陶粒混合填料层14、15、16，并经排水空腔9从下游底孔11排出或经下游侧面板3中部的排水孔6排出，排水中的农田面源污染物质(主要针对氮和磷)先后经过土壤-植物系统的吸收与吸附截留、挂膜在混合料上的微生物去除。湿地土箱中的水位高于下游侧面板3顶部时，部分水流会经下游侧箱体3顶部溢流排出。
[0024]当旱田(小麦或者油菜)或者水稻晒田期间，将排水空腔上游底孔10打开，下游底孔11封堵，此时上游排水农沟内的水会经上游底孔10进入排水空腔9，通过多孔板7向上进入砾石-蛭石-陶粒混合填料层16、15、14，水体经填料层微生物处理，由下游侧面板3中部的排水孔6排出。
[0025]如果发生较大降雨打开所有上下游底孔10、11快速排水。需要进行排水空腔9清淤时，打开所有上下游底孔10、11，将工具深入排水空腔9清除淤泥。
【主权项】
1.一种水旱轮作农田的排水控制-净化复合系统，实现了不同水位调控与排水中面源污染物处理的结合，其特征在于:包括可拆卸闸门条和湿地土箱两部分，其中可拆卸闸门条宽度由排水农沟尺寸确定，高度由稻田控制排水的水位调控策略确定;湿地土箱宽度根据排水农沟的尺寸确定，沿水流方向取排水沟宽度的1-1.5倍长度;湿地土箱的上游侧面板顶部高程取稻田控制排水调控策略的低水位，顶端切割成“凸”字形，以便与可拆卸闸门条卡接和防止接缝漏水，下游侧面板顶部高程与上游侧面板顶部齐平，根据旱作物的调控水位在面板中部设置排水孔，左右岸侧面板顶部高程与排水农沟两岸翼墙顶齐平;在湿地土箱底部约三分之一处设置多孔板，多孔板以上部分用于填料和种植湿地植物，构成净化系统，以下部分为排水空腔，在排水空腔上游侧面板底部和下游侧面板底部均设两个排水底孔、并配置相适应的橡胶塞。2.根据权利要求1所述的水旱轮作农田的排水控制-净化复合系统，其特征在于:所述可拆卸闸门条高度为常用水稻水位调控差值与凹形槽高度之和。3.根据权利要求1所述的水旱轮作农田的排水控制-净化复合系统，其特征在于:当排水农沟宽深均为10cm时，可拆卸闸门条宽度取100cm，高度取Ilcm;湿地土箱宽度取110cm，嵌入排水农沟两岸各5cm，沿水流方向取100cm;湿地土箱的上下游侧面板和左右岸侧板高度分别为85、85、105、105cm，均嵌入底部基础5cm，下游侧板在田面以下45cm、50cm和55cm深度处各开一排孔距为4cm的排水孔;在湿地土箱田面以下75cm处设置间距为4cm*4cm直径为Icm的多孔板，在排水空腔上游侧面板底部和下游侧面板底部设置的排水底孔直径为15cm。4.根据权利要求1所述的水旱轮作农田的排水控制-净化复合系统，其特征在于:所述填料上层为渗透系数较大的土壤，厚度10cm，用来种植具有净化和美观功能的湿地植物，主要吸收氮磷等农田面源污染物，下层自上而下分别填充粒径为5-10mm、10-20mm、15-30mm的砾石-蛭石-陶粒混合物，混合比按2:1:1，其中蛭石和陶粒预先进行了微生物挂膜处理，使水在下渗过程中能够尽可能的与微生物接触，去除水中的氮磷等面源污染物。5.根据权利要求1所述的水旱轮作农田的排水控制-净化复合系统，其特征在于:所述的排水空腔中间顺着排水水流方向设置一个加强支撑，以支撑上部的填料重量。6.据权利要求1所述的水旱轮作农田的排水控制-净化复合系统，其特征在于:所述的湿地土箱采用PVC材质整体制作。7.据权利要求1-6任意一项所述的水旱轮作农田的排水控制-净化复合系统的实施方法，综合考虑了水田和旱地不同排水需求和排水特点，其特征在于: 当稻季开展控制排水时，将排水空腔的上游底孔封堵，下游底孔打开，根据排水水位要求设定排水水位，水流经过渗透系数较大的土壤，垂直进入砾石-蛭石-陶粒混合填料层，并经排水空腔从下游底孔排出或经下游侧面板中部的排水孔排出，水体中的农田面源污染物先后经过土壤-植物系统的吸收与吸附截留、挂膜在混合料上的微生物去除，湿地土箱中的水位高于湿地土箱下游侧面板顶部时，部分水流会经下游侧面板顶部溢流排出； 当旱田或者水稻晒田期间，将排水空腔的上游底孔打开，下游底孔封堵，此时上游排水农沟内的水会经上游底孔进入排水空腔，通过多孔板向上进入填料层，水体经填料层微生物处理，由下游侧面板中部的排水孔排出。
【专利摘要】本发明提出一种水旱轮作农田的排水控制-净化复合系统，包括可拆卸闸门条和湿地土箱，湿地土箱的上游侧面板顶部高程取稻田控制排水调控策略的低水位，顶端切割成“凸”字形，下游侧面板顶部高程与上游侧面板顶部齐平，在其中部设置排水孔，左右岸侧面板顶部高程与排水农沟两岸翼墙顶齐平；在湿地土箱底部约三分之一处设置多孔板，多孔板以上部分用于填充生物挂膜处理的填料和种植湿地植物，以下部分为排水空腔，在排水空腔上游侧面板底部和下游侧面板底部均设两个排水底孔和相适应的橡胶塞。本发明还提出了该系统的实施方法。本发明将农沟排水控制建筑物与污染物降解技术有机结合，工程造价与维护成本低，结构紧凑，操作简单，易于大面积推广。
【IPC分类】C02F3/32, C02F3/34
【公开号】CN105585130
【申请号】CN201610046540
【发明人】徐俊增, 杨士红, 吕玉平, 李笑天
【申请人】河海大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年1月22日