一种基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统的制作方法

本技术涉及农业节水及面源污染防控，是一种基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统。

背景技术：

1、农业用水是我国第一用水大户，水田又是农业灌溉中耗水最高的农田，灌溉水的平均利用率仅为50％左右，因此，发展水田节水灌溉具有刻不容缓的重要性和紧迫性。

2、目前国内外的水田节水基本都局限于地表工程，多以渠系的防渗为主，通过对各级灌溉渠道进行衬砌，达到减少输水渠道渗漏，减少水量损失的目的。目前国内的大中型灌区的灌溉渠道基本都实现了防渗衬砌，渠系水利用率也已经得到了很大的提升，但田间水量利用率仍很低，且难以提高，每年仍有大量的退水量，其中通过第四系潜水方式流失的水量占70％以上。在水量损失的同时，农田施放的化肥在未充分发挥肥效的情况下也随着潜水流失到排水渠道，造成肥料的损失和下游承泄区的面源污染。如何进一步利用这部分水量，减少水量流失和面源污染，是未来节水灌溉技术亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，通过建设地下水拦蓄系统和地下水闸调节系统，有效地拦蓄利用原本流失的地下回归水，提高灌溉水利用率。同时根据灌溉期水动力场、水化学场的变化情况，适时关闭、开启地下水闸，通过地下水闸调节系统调控地下壅高水位，降低可能出现的盐碱毛细上升，避免水田次生盐碱化的发生。

2、本实用新型解决技术问题的方案是：一种基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：它由地下水拦蓄结构和地下水闸调节结构组成，所述地下水拦蓄结构位于排水渠道末端及地下水流向的下游末端、埋设于地表以下，用于拦截和蓄纳潜水，至少一个所述地下水闸调节结构置于所述地下水拦蓄结构内，所述地下水闸调节结构的上端位于地表以上，利于操作，所述地下水闸调节结构的下端位于地表以下、且进水口与地下水拦蓄结构的出水端连通，地下水闸调节结构的出水口与排水渠道连通，用于调节地下水位，防止次生盐渍化产生。

3、所述地下水拦蓄结构包括截水槽、防水层和地下集水管，所述截水槽置于排水渠道末端及地下水流向的下游末端，在所述截水槽内、地表以下设置所述防水层，所述地下集水管置于地表以下、所述防水层的上游，地下集水管沿截水槽铺设、且上部管壁设置集水孔，用于吸纳潜水。

4、所述地下水拦蓄结构的防水层为不透水材料，包括但不限于土工膜。

5、所述地下水拦蓄结构的地下集水管的材质包括但不限于pvc、pe、upvc波纹管的塑料管材，需要具有一定的强度。

6、所述地下水拦蓄结构的地下集水管外周包覆过滤层，用于过滤潜水、防止泥沙进入地下集水管。

7、所述地下水拦蓄结构的地下集水管的过滤层包括但不限于无纺布。

8、所述地下水闸调节结构包括闸门井、排水管和水闸，所述闸门井置于地下水拦蓄结构的地下集水管处，闸门井的底部位于地下集水管下方、顶部与地表齐平，地下集水管的出水孔与闸门井连通，所述排水管置于闸门井与排水渠道之间、埋设于地表以下，排水管入水口位于闸门井内并连通，排水管的出水口与排水渠道连通，所述水闸置于闸门井内，水闸的操作端位于闸门井外的上方、挡水端位于排水管入水口处，水闸的挡水端能够封堵或敞开排水管入水口。

9、所述地下水闸调节结构的闸门井顶部设置井盖、内壁设置水闸爬梯。

10、所述地下水闸调节结构的排水管包括但不限于钢筋混凝土管，需要满足强度要求。

11、本实用新型的原理是：

12、1其地下水拦蓄结构的截水槽和防水层构成地下屏障拦截地下潜水；

13、2沿截水槽在防水层上游设置多孔的地下集水管，用以汇集潜水并引导至两侧的地下水闸调节结构；

14、3依据水动力场、水化学场的变化情况，适时关闭、开启地下水闸调节结构的水闸，拦蓄或排泄的地下潜水，通过控制地下水位，防止次生盐渍化产生。

15、本实用新型的有益效果是：其地下水拦蓄结构能够构成地下屏障拦截地下潜水，并通过多孔的地下集水管用以汇集潜水并引导至两侧的地下水闸调节结构，能够有效地拦蓄利用原本流失的地下潜水，通过拦蓄利用原本流失的潜水，并通过地下水闸调节结构控制地下的水位，延长了地下潜水的排泄时间，使地下潜水中的化肥进一步充分发挥肥效，不仅达到了拦蓄或排泄地下潜水的目的，而且提高了灌溉水利用率，还避免了化肥损失，减少了下游承泄区的面源污染。同时根据灌溉期水动力场、水化学场的变化情况，通过地下水闸调节结构适时关闭、开启地下水闸调节结构的水闸，能够调控地下壅高水位，降低可能出现的盐碱毛细上升，避免水田次生盐碱化的发生。

16、具有结构简单、性能可靠、效果显著的优点。

技术特征：

1.一种基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：它由地下水拦蓄结构和地下水闸调节结构组成，所述地下水拦蓄结构位于排水渠道末端及地下水流向的下游末端、埋设于地表以下，用于拦截和蓄纳潜水，至少一个所述地下水闸调节结构置于所述地下水拦蓄结构内，所述地下水闸调节结构的上端位于地表以上，利于操作，所述地下水闸调节结构的下端位于地表以下、且进水口与地下水拦蓄结构的出水端连通，地下水闸调节结构的出水口与排水渠道连通，用于调节地下水位，防止次生盐渍化产生。

2.如权利要求1所述的基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：所述地下水拦蓄结构包括截水槽、防水层和地下集水管，所述截水槽置于排水渠道末端及地下水流向的下游末端，在所述截水槽内、地表以下设置所述防水层，所述地下集水管置于地表以下、所述防水层的上游，地下集水管沿截水槽铺设、且上部管壁设置集水孔，用于吸纳潜水。

3.如权利要求2所述的基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：所述防水层为不透水材料，包括但不限于土工膜。

4.如权利要求2所述的基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：所述地下集水管的材质包括但不限于pvc、pe、upvc波纹管的塑料管材。

5.如权利要求2所述的基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：所述地下集水管外周包覆过滤层，用于过滤潜水、防止泥沙进入地下集水管。

6.如权利要求5所述的基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：所述过滤层包括但不限于无纺布。

7.如权利要求1所述的基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：所述地下水闸调节结构包括闸门井、排水管和水闸，所述闸门井置于地下水拦蓄结构的地下集水管处，闸门井的底部位于地下集水管下方、顶部与地表齐平，地下集水管的出水孔与闸门井连通，所述排水管置于闸门井与排水渠道之间、埋设于地表以下，排水管入水口位于闸门井内并连通，排水管的出水口与排水渠道连通，所述水闸置于闸门井内，水闸的操作端位于闸门井外的上方、挡水端位于排水管入水口处，水闸的挡水端能够封堵或敞开排水管入水口。

8.如权利要求7所述的基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：所述闸门井顶部设置井盖、内壁设置水闸爬梯。

9.如权利要求7所述的基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特征是：所述排水管包括但不限于钢筋混凝土管。

技术总结
本技术是一种基于拦蓄潜水实现水田节水并减少水田面源污染的系统，其特点是：它由地下水拦蓄结构和地下水闸调节结构组成，所述地下水拦蓄结构位于排水渠道末端及地下水流向的下游末端、埋设于地表以下，用于拦截和蓄纳潜水，至少一个所述地下水闸调节结构置于所述地下水拦蓄结构内，所述地下水闸调节结构的上端位于地表以上，利于操作，所述地下水闸调节结构的下端位于地表以下、且进水口与地下水拦蓄结构的出水端连通，地下水闸调节结构的出水口与排水渠道连通，用于调节地下水位，防止次生盐渍化产生。其能够构成地下屏障拦有效地拦蓄利用原本流失的地下回归水，达到了拦蓄或排泄地下潜水的目的，提高了灌溉水利用率。

技术研发人员：宋阳,陈永明,董建伟,梁煦枫,张晓辉,刘冬梅,高铭含,谷小溪,袁金峰,王鹏
受保护的技术使用者：吉林省水利科学研究院（吉林省水利科技推广总站、吉林省水利水电工程质量检测中心、吉林省灌溉试验中心站）
技术研发日：20220905
技术公布日：2024/1/12