基于液位控制的稻田污染物聯(lián)控消納裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于液位控制的稻田污染物聯(lián)控消納裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著太湖、滇池等重大藍藻爆發(fā)事件的發(fā)生，農(nóng)業(yè)面源污染問題日益受到重視。近期國家及地方相關(guān)部門實施的一系列關(guān)乎國計民生的科技行動之中農(nóng)業(yè)面源污染物綜合排放控制是焦點內(nèi)容。
[0003]目前，浙江省種植業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營正以“高投入、高產(chǎn)出、高效益”迅猛發(fā)展，同時受亞熱帶季風性氣候的影響，大多作物生長期多與雨季重合，臺風天氣造成的過度降雨使得集約化、規(guī)?；默F(xiàn)代效益農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動不可避免地產(chǎn)生大量地表徑流排水，導致種植基地中的大量氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)由排水溝渠直接進入環(huán)境水體，大大降低化肥利用效率，對受納水體也產(chǎn)生很大的負面影響。一般在一場降雨過程中，占總徑流量20%或25%的初期徑流，沖刷排放了徑流污染量的50%。因此，對初期雨水徑流的處理與處置是減少種植業(yè)氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)排放的關(guān)鍵，對于整體改善周邊水體水質(zhì)至關(guān)重要。
[0004]因此，開發(fā)一套能充分利用降雨初期徑流、并且減少種植業(yè)中肥料施入的系統(tǒng)，勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并提供一種基于液位控制的稻田污染物聯(lián)控消納裝置及方法。具體技術(shù)方案如下:
[0006]—種基于液位控制的稻田污染物聯(lián)控消納裝置，包括納水管道、第一蓄水池、控制裝置、進水栗、稻田、控制閘門、第二蓄水池、回流栗、出水閘門、第一水位探測裝置、第二水位探測裝置和第三水位探測裝置，若干條用于收集初期徑流的納水管道匯集后連入第一蓄水池，進水栗通過管道一端與第一蓄水池相連，另一端與稻田進水口相連;稻田分割為若干塊長條形的子田塊，相連的子田塊之間的田埂上均設置控制閘門，控制閘門交錯設置使進水口流入的初期徑流需流經(jīng)最長距離才能從出水口排出；稻田的出水口與第二蓄水池相連，第二蓄水池通過回流栗與稻田的進水口相連;第一蓄水池中設置有第一水位探測裝置，稻田中設置有第二水位探測裝置，第二蓄水池中設置有第三水位探測裝置，控制裝置與控制閘門、進水栗、回流栗、出水閘門第一水位探測裝置、第二水位探測裝置和第三水位探測裝置相連并控制其運行狀態(tài)。
[0007]作為優(yōu)選，所述的第一水位探測裝置上設有第一感應器、第二感應器和第三感應器，第一感應器、第二感應器和第三感應器所處的高度分別為第一蓄水池的上限水位、啟動水位和下限水位。
[0008]作為優(yōu)選，所述的第二水位探測裝置采用U型管，第二水位探測裝置一側(cè)部分管壁上開孔并埋入稻田土壤中，另一側(cè)懸空于田埂之外，第二水位探測裝置懸空一側(cè)管體內(nèi)設有第四感應器、第五感應器;第四感應器設在地表以上5-8cm處，第五感應器設在地表以上2_4cm 處。
[0009]作為優(yōu)選，所述的第三水位探測裝置上設有第六感應器和第七感應器，分別設置于第二蓄水池的上限水位和下限水位處。
[0010]作為優(yōu)選，還設有與控制裝置相連的雨量感應器，所述的納水管道與第一蓄水池之間還設有控制進水的第一閘閥，第一閘閥由控制裝置裝置。
[0011]作為進一步的優(yōu)選，所述的第一閘閥前端的納水管道與超越管道相連，超越管道上設有由控制裝置控制的第二閘閥和第三閘閥，第二閘閥前端的超越管道與稻田進水口相連;第二閘閥和第三閘閥之間的超越管道與第二蓄水池相連。
[0012]作為優(yōu)選，其特征在于，若干個控制閘門聯(lián)動開閉或單獨開閉。
[0013]作為優(yōu)選，所述的第一蓄水池和/或第二蓄水池采用天然池塘或河道。
[0014]—種利用所述裝置的初期徑流稻田污染物聯(lián)控消納方法，步驟如下:
[0015]I)將納水管道布設于初期徑流集水區(qū)域，使集水區(qū)域內(nèi)的徑流能匯流進入第一蓄水池內(nèi)；
[0016]2)設定第一閘閥在初始狀態(tài)關(guān)閉，控制閘門均開啟，出水閘門關(guān)閉；
[0017]3)當雨量感應器感應到本場降雨量達到預設啟動值且第一蓄水池水位未達到第一水位探測裝置上的第二感應器時，控制裝置開啟第一閘閥，將納水管道中的初期徑流排入第一蓄水池內(nèi)進行存儲；當雨量感應器感應到本場降雨量達到預設啟動值且第一蓄水池中水位已達到第一水位探測裝置上的第一感應器、稻田水位未達到第二水位探測裝置上的第四感應器，則控制裝置關(guān)閉第一閘閥并關(guān)閉第二閘閥，將納水管道中的初期徑流排入稻田；當雨量感應器感應到本場降雨量達到預設啟動值且第一蓄水池中水位已達到第一水位探測裝置上的第一感應器、稻田水位達到第二水位探測裝置上的第四感應器、第二蓄水池中水位未達到第三水位探測裝置上的第六感應器時，則控制裝置關(guān)閉第一閘閥、開啟第二閘閥并關(guān)閉第三閘閥，將納水管道中的初期徑流排入第二蓄水池；當雨量感應器感應到本場降雨量達到預設啟動值且第一蓄水池中水位已達到第一水位探測裝置上的第一感應器、稻田水位達到第二水位探測裝置上的第四感應器、第二蓄水池中水位達到第三水位探測裝置上的第六感應器時，則控制裝置關(guān)閉第一閘閥、開啟第二閘閥與第三閘閥，將納水管道中的初期徑流直接通過超越管道排出；當雨量感應器感應到本場降雨量達到預設關(guān)閉值時，控制裝置關(guān)閉第一閘閥并開啟第二閘閥與第三閘閥，將納水管道中的初期徑流直接通過超越管道排出；
[0018]4)當?shù)谝恍钏厮贿_到第一水位探測裝置上的第二感應器、稻田水位未達到第二水位探測裝置上的第四感應器時，控制裝置啟動進水栗將第一蓄水池中的徑流排入稻田中；當?shù)谝恍钏厮坏陀诘谝凰惶綔y裝置上的第三感應器時，控制裝置關(guān)閉進水栗；
[0019]5)降雨過程中，出水閘門由控制裝置視稻田田面水高度進行間歇性開閉，當?shù)咎锼怀^第二水位探測裝置上的第四感應器是，開啟出水閥門，排出的徑流蓄積于第二蓄水池供回流使用；當?shù)咎锼晃催_到第二水位探測裝置上的第四感應器時，關(guān)閉出水閥門；
[0020]6)當?shù)诙钏厮贿_到第三水位探測裝置上的第六感應器、稻田水位未達到第二水位探測裝置上的第四感應器時，控制裝置開啟回流栗；當?shù)诙钏厮贿_到第三水位探測裝置上的第六感應器、稻田水位達到第二水位探測裝置上的第四感應器時，控制裝置關(guān)閉回流栗；當?shù)诙钏厮坏陀诘谌惶綔y裝置上的第七感應器時，控制裝置關(guān)閉回流栗；
[0021]7)當雨量感應器感應到本場降雨結(jié)束時，控制裝置關(guān)閉第一閘閥和出水閘門，根據(jù)稻田田面水高度開啟進水栗及回流栗，將初期徑流用于灌溉，達到污染物消納功能。
[0022]作為上述方法的優(yōu)選，所述的預設啟動值為能使初期徑流集水區(qū)域產(chǎn)生初期徑流的降雨量;所述的預設關(guān)閉值為使初期徑流集水區(qū)域產(chǎn)生的初期徑流污染物濃度為雨水中污染物濃度的2?5倍時的降雨量。
[0023]本發(fā)明的有益效果是能將污染物濃度較高、對水體危害較大的初期徑流合理地蓄積于蓄水池中，并在非降雨時段進行灌溉利用，將稻田作為一個生態(tài)濕地進行污染物消納。而通過特殊設計的稻田，能最大程度延長徑流水的停留時間，達到最大量消納污染物的目的。
【附圖說明】
[0024]圖1為一種基于液位控制的稻田污染物聯(lián)控消納裝置的示意圖；
[0025]圖2為設有超越管道的基于液位控制的稻田污染物聯(lián)控消納裝置的示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的第一水位探測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明的第二水位探測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明的第二水位探測裝置安裝方式示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明的第三水位探測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中:納水管道1、第一蓄水池3、控制裝置4、雨量感應器5、進水栗6、稻田7、控制閘門8、第二蓄水池9、回流栗10、超越管道11、出水閘門12、第二閘閥13、第一水位探測裝置14、