一种农业面源污染生态拦截系统
技术领域
本发明涉及农业污染拦截设施，尤其涉及一种农业面源污染生态拦截系统。
背景技术
生态沟渠对农业面源污染物具有较好的净化作用，是适合我国国情和地域特色的有效控制农业面源污染的技术手段。我国农田沟渠众多且较为统一，如果利用现有农田沟渠建成具有拦截功能的沟渠湿地，将能减少农田流失N、P进入水体的风险。但是当暴雨发生时，沟渠排水量大，水力停留时间短，生态沟渠对氮磷的吸收拦截效果就会大幅度下降，导致大量高浓度农田排水直接进入河道或进入后续的水处理单元，造成河道或者后续水处理单元的污染物负荷大幅度提高。如何保证在暴雨径流进入河道之前降低氮磷污染物的浓度，成为目前需要迫切解决的问题。
目前也有在农田和河道之间挖取沟渠，例如申请号为201511031431.5的可再生填料-植物组合式沟渠-护坡氮磷生态拦截系统，其公开了混凝土防渗砌块通过凸块和凹槽的联结紧密排列于沟渠周壁和底部，有效防止渗漏，中空部位种植护坡植物或水生植物，密集的植物茎叶和根系可以有效过滤、截留农田径流中的悬浮物，并吸收拦截下来的氮磷等营养物。同时在沟渠底部铺设有沟渠填料层，利于生物膜的形成与生长。这种拦截系统成本太高，净化效果也不是特别的理想。
发明内容
本发明针对现有技术中生态拦截系统成本太高的缺点，提供一种农业面源污染生态拦截系统。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种农业面源污染生态拦截系统，包括数量至少为一道的农业沟渠，农业沟渠输出端安装有与其连通的布水渠，农业沟渠与布水渠连接处安装有用于阻却体积较大的杂物的格栅；还包括插入到河岸坡道上的松木桩，松木桩与河岸坡道形成河道沟渠，河道沟渠安放有渗水布，渗水布至上而下分别填充有回填土层、骨料层，骨料层的下方安装有数量为多个且用于收集过滤水的集水管，集水管端部连通有放置在河道沟渠端部的蓄水池，蓄水池内安装有液位测量仪和用于将过滤水输送给农田的水泵，液位测量仪安装在蓄水池的侧壁上，水泵根据液位测量仪反馈的信号来输送储水池内的水到农田中；回填土层上种植有水生植物层，布水渠设置在回填土层上，面向水生植物层的布水渠的侧壁上设有数量为多个的布水孔。本生态拦截系统采用多级拦截过滤农田水，农田水被过滤后还能够被回收利用，提高水资源的利用率。同时河道沟渠成形简单，人们只需要将处理过的松木桩并排插入到河岸坡道上，无需如传统的拦截系统挖取河道沟渠，然后混凝土铺设。顺着河岸流入水中的农田水能够被水生植物分解、净化，骨料层用于辅助水生植物净化农田水，其能够吸附农田水中的有害元素、细菌、矿化水质。集水管能够收集过滤后的农田水并输送到蓄水池中，蓄水池能够通过水泵将其内的过滤水输送给农田进行二次灌溉。
作为优选，布水渠的宽度为w，20cm≤w≤30cm，所有布水孔的轴线在同一水平面上，相邻的布水孔之间间隔2m。宽度适中的布水渠方便人们清理其中的沉积的泥沙，布水孔用于将沉积过的农田水输送到水生植物层上。
作为优选，河道沟渠顶部开口宽度为s，1.5m≤s≤2m。宽度适中的河道沟渠形成方便，松木桩插入到河道坡道的深度可控，松木桩安装的稳定性可控。
作为优选，骨料层包括碎石层和陶粒层，碎石层设在陶粒层上方。碎石能够延长农田水水流路径，从而延长本生态拦截系统对农田水的净化时间，陶粒能够吸附农田水中的有害元素、细菌、矿化水质，碎石和陶粒配合使用提高农田水的净化效果。
作为优选，碎石层中的碎石直径在1mm～10mm之间，陶粒层中的陶粒直径在3mm～5mm之间。在此直径范围内，碎石固水效果更加的好，陶粒的数量多，相邻的陶粒间隙小，陶粒层的净化效果更加的好。
作为优选，碎石层中相邻碎石的缝隙间填充有沸石或火山岩。碎石层将水固在其中，从而使得沸石或火山石能够去除水中的有机物、氨氮、重金属等污染物。
作为优选，陶粒层中相邻陶粒的缝隙间填充有沸石或火山岩。沸石或火山岩配合陶粒使得陶粒层的净水效果更加的好。
作为优选，渗水布为渗水土工布，渗水布的厚度在1mm～2mm之间。
作为优选，松木桩表面覆盖有碳化层。碳化处理的松木桩不易被腐蚀，河道沟渠的稳定性好，松木桩的使用年限也大大提高。
作为优选，集水管为PE管，集水管的管径为50mm，集水管上设有用于收集过滤后的水的集水孔，集水管的布设坡度为3‰。
作为优选，蓄水池通过松木桩围成，蓄水池的深度为2-3m。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本生态拦截系统采用多级拦截过滤农田水，农田水被过滤后还能够被回收利用，提高水资源的利用率。同时河道沟渠成形简单，人们只需要将处理过的松木桩并排插入到河岸坡道上，无需如传统的拦截系统挖取河道沟渠，然后混凝土铺设。顺着河岸流入水中的农田水能够被水生植物分解、净化，骨料层用于辅助水生植物净化农田水，其能够吸附农田水中的有害元素、细菌、矿化水质。集水管能够收集过滤后的农田水并输送到蓄水池中，蓄水池能够通过水泵将其内的过滤水输送给农田进行二次灌溉。
附图说明
图1是本发明第一位置状态下的结构示意图。
图2是本发明第二位置状态下的结构示意图。
图3是图1中布水渠的侧壁结构示意图。
图4是本发明中蓄水池的结构示意图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：
1—松木桩
2—河道沟渠
3—渗水布
4—回填土层
5—骨料层、51—碎石层、52—陶粒层
6—水生植物层
7—农田沟渠
8—布水渠、81—布水孔
9—格栅
10—集水管
11—蓄水池
12—水泵
13—液位测量仪
具体实施方式
下面结合附图1-4与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种农业面源污染生态拦截系统，包括数量至少为一道的农业沟渠7，本实施例显示的农田沟渠7为一道，农田沟渠7一方面用于灌溉农田，另一方面能够将灌溉后的农田水输送出农田，在雷雨天气时，农田在雨水的灌溉下流入到农田沟渠7，农田沟渠7将此农田水排出避免农田被淹。农业沟渠7输出端安装有与其连通的布水渠8，布水渠8用于分离泥沙，泥沙会沉积在布水渠8底部。农业沟渠7与布水渠8连接处安装有用于阻却体积较大的杂物的格栅9；该生态拦截系统还包括插入到河岸坡道上的松木桩1，多根松木桩1并排连接在一起，从而形成一面松木墙。松木桩1与河岸坡道形成河道沟渠2，河道沟渠2顶部开口宽度s为1.5m。河道沟渠2安放有渗水布3，渗水布3至上而下分别填充有回填土层4、骨料层5，渗水布3一方面用于截住河岸泥土中直径较大的污染物，其另一方面用于锁住回填土层4和骨料层5，防止回填土层4和骨料层5流失。骨料层5的下方安装有数量为多个且用于收集过滤水的集水管10，集水管10端部连通有放置在河道沟渠2端部的蓄水池11，蓄水池11是通过多根松木桩1合围形成。蓄水池11内安装有液位测量仪13和用于将过滤水输送给农田的水泵12，液位测量仪13安装在蓄水池11的侧壁上，水泵12根据液位测量仪13反馈的信号来输送储水池11内的水到农田中，即本生态拦截系统还包括PLC控制器，液位测量仪13与PLC控制器连接并用于检测蓄水池11内的水位，当蓄水池11中的水位高于设定值时，液位测量仪13将蓄水池11内的水位信息发送给PLC控制器，PLC控制器控制水泵12启动，水泵12将蓄水池11内的水抽送到农田中进行二次灌溉。回填土层4上种植有水生植物层6，水生植物层6种植的植物为鸢尾，在其它的实施例中水生植物层6为美人蕉。布水渠8设置在回填土层4上，布水渠8的底部伸入到回填土层4中，布水渠8的顶端伸出回填土层4，面向水生植物层6的布水渠8的侧壁上设有数量为多个的布水孔81，本实施例图中显示的布水孔81的数量为六个。本生态拦截系统采用多级拦截过滤农田水，农田水被过滤后还能够被回收利用，提高水资源的利用率。同时河道沟渠2成形简单，人们只需要将处理过的松木桩1并排插入到河岸坡道上，无需如传统的拦截系统挖取河道沟渠，然后混凝土铺设。顺着河岸流入水中的农田水能够被水生植物分解、净化，骨料层5用于辅助水生植物净化农田水，其能够吸附农田水中的有害元素、细菌、矿化水质。集水管10能够收集过滤后的农田水并输送到蓄水池11中，蓄水池11能够通过水泵12将其内的过滤水输送给农田进行二次灌溉。
布水渠8的宽度w为20cm，所有布水孔81的轴线在同一水平面上，相邻的布水孔81之间间隔2m。宽度适中的布水渠8方便人们清理其中的沉积的泥沙，布水孔81用于将沉积过的农田水输送到水生植物层6上。
骨料层5包括碎石层51和陶粒层52，碎石层51设在陶粒层52上方。碎石层51中的碎石能够延长农田水水流路径，从而延长本生态拦截系统对农田水的净化时间，陶粒层52中的陶粒能够吸附农田水中的有害元素、细菌、矿化水质，碎石和陶粒配合使用提高农田水的净化效果。
碎石层51中的碎石直径在1mm～10mm之间，陶粒层52中的陶粒直径在3mm～5mm之间，在此直径范围内，碎石固水效果更加的好，陶粒的数量多，相邻的陶粒间隙小，陶粒层的净化效果更加的好。
碎石层51中相邻碎石的缝隙间填充有沸石。碎石层51将水固在其中，从而使得沸石能够去除水中的有机物、氨氮、重金属等污染物。
陶粒层52中相邻陶粒的缝隙间填充有沸石。沸石配合陶粒使得陶粒层52的净水效果更加的好。
渗水布3为渗水土工布，渗水布3的厚度为1mm。
松木桩1表面覆盖有碳化层，碳化处理的松木桩1不易被腐蚀，河道沟渠2的稳定性好，松木桩1的使用年限也大大提高。
集水管10为PE管，集水管10的管径为50mm，集水管10上设有用于收集过滤后的水的集水孔，集水管10的布设坡度为3‰。
蓄水池11通过松木桩围成，蓄水池11的深度为2m。
实施例2
实施例2与实施例1特征基本相同，不同的是河道沟渠2顶部开口宽度s为1.75m。布水渠8的宽度w为25cm。渗水布3为渗水土工布，渗水布3的厚度为1.5mm。蓄水池11的深度为1.5m。
实施例3
实施例3与实施例1特征基本相同，不同的是河道沟渠2顶部开口宽度s为2m。布水渠8的宽度w为30cm。渗水布3为渗水土工布，渗水布3的厚度为2mm。蓄水池11的深度为3m。
实施例4
实施例4与实施例1特征基本相同，不同的是碎石层51中相邻碎石的缝隙间填充有火山岩。陶粒层52中相邻陶粒的缝隙间填充有火山岩。
实施例5
实施例5与实施例1特征基本相同，不同的是碎石层51中相邻碎石的缝隙间填充有沸石。陶粒层52中相邻陶粒的缝隙间填充有火山岩。
实施例6
实施例6与实施例1特征基本相同，不同的是碎石层51中相邻碎石的缝隙间填充有火山岩。陶粒层52中相邻陶粒的缝隙间填充有沸石。
