一种稻田可调节折叠式溢流堰装置，设有塑料外框、塑料内框、塑料上边框、堰坎、金属丝、插销；塑料外框跨设在稻田田埂之间，下端竖直插入田面下，靠近田埂一面用混凝土和砖石进行浇筑处理；塑料内框竖直接入外框的内部，设有导轨和定位孔；堰坎包括若干个的防老化硬质塑料板，塑料板两两之间通过铰接紧密串联，塑料板中心嵌有金属丝，垂直伸入导轨内；堰坎最上端配备塑料上边框，上边框装有插销可进行定位。本发明专利技术还公开了上述装置的应用方法。本发明专利技术成本低廉，耐久度高，充分利用水稻作物的耐淹特性，精确调节稻田蓄水深度，增强稻田水文调蓄能力，同时具有良好的稻田氮磷污染物控排效果，为农田面源污染治理提供一种有效的技术措施，适宜大规模推广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种稻田可调节折叠式溢流堰装置及其应用方法，属于稻田深蓄控排和氮磷拦截的专门方法。
技术介绍
随着化肥、农药、水资源的不合理使用，导致我国农业污染形势日益加重，稻田水环境不断恶化，尤其是农田径流污染形势严峻，严重威胁着农业的可持续发展和生态的安全。我国主要污染物排放量中农业生产排放的氮磷等主要污染物量已超过工业与生活源，成为污染源之首，稻田径流氮磷排放和流失已成为导致周边河湖水体富营养化的重要原因。因此，寻求高效的稻田径流氮磷污染减排技术，降低农业径流污染，已成为国内外学者致力解决的热点和难点问题。目前，我国大部分地区农田排水口通常是根据农事需要临时开挖的，不仅费时费力，无法有效地控制稻田水位，而且在排水的同时带走了大量泥沙，增加了氮磷的污染负荷，引起大面积的面源污染；为了解决该问题，近年来国内外已经开展了大量的技术研究，专利技术了排水阀以及排水闸门等装置用来调节农田水位，控制农田排水，减少对农田氮磷的排放，但是这些研究专利技术侧重于控排功能，忽视了减污功能,当阀或闸门开启时，大部分污染物仍会随着水流进入沟渠，对农田水环境造成污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稻田可调节折叠式溢流堰装置及其应用方法，该专利技术施工方便，结构简单，易操作，充分利用水稻作物的耐淹特性，精确调节稻田蓄水深度，增强稻田水文调蓄能力，提高稻田雨水资源利用率，同时具有良好的稻田氮磷污染物控排效果，改善稻田排水水质，为农田面源污染治理提供一种有效的技术措施。本专利技术的第一个目的是通过以下技术方案实现的，一种稻田可调节折叠式溢流堰装置，设有两个塑料外框、两个塑料内框、塑料上边框、堰坎；两个塑料外框分别跨设在稻田田埂之间，塑料外框竖直设置；塑料外框内侧设置塑料内框，塑料内框竖直设置，塑料内框上设置竖直导轨、以及若干个定位孔，定位孔自上而下依次设置；两个塑料内框之间安装堰坎，堰坎水平设置，堰坎包括若干个硬质塑料板，塑料板自上而下依次铰链接，每块硬质塑料板的沿长度方向的中心部位都嵌有金属丝，金属丝伸出硬质塑料板外并垂直伸入塑料内框的导轨内；堰坎最上端配备塑料上边框，塑料上边框端部装有插销，通过将插销在设置在不同高度的定位孔中实现堰坎高度的调节；铰连接的硬质塑料板形成折叠挡水功能区，金属丝、塑料内框导轨形成滑动功能区，插销、定位孔形成定位功能区。所述塑料外框分别跨设在稻田田埂之间，塑料外框呈凹型，其一端竖直插入稻田田面下，靠近田埂的一面用混凝土和砖石进行浇筑固定处理，外框高度与田埂一致；塑料内框竖直接入外框的内部，高度与外框相同，利用螺丝、螺母进行固定，内框上设有细长导轨和定位孔；所述堰坎由一定数量相同规格的防老化硬质塑料板组成，塑料板两两之间利用铰接串联在一起，水平安装在内框之间，每块硬质塑料板的中心部位都嵌有金属丝，垂直伸入内框的导轨内部；堰坎最上端配备塑料边框，边框靠沟道一面装有插销。进一步地，所述塑料上边框内部嵌有竖直设置的上连接塑料板，上连接塑料板与堰坎最上端的硬质塑料板焊接连接，上连接塑料板的高度小于堰坎的硬质塑料板高度，连接塑料板在堰坎折叠期间始终保持竖直。。进一步地，所述堰坎最下端塑料板与竖直设置的下连接塑料板焊接连接，塑料板被无砂混凝土砌筑固定在堰体内。进一步地，所述防老化硬质塑料板尺寸相同，除最上端和最下端高度为其余的一半。进一步地，所述防老化硬质塑料板靠近内框一侧装有橡胶护条。进一步地，所述金属丝具有高强度，高光滑度，耐腐蚀，不易变形的特点。进一步地，所述插销与塑料边框通过螺丝、螺母固定。进一步地，所述插销与定位孔位置一一对应，高度水平满足高标准农田水稻各生育阶段适宜淹水深度。进一步地，所述堰坎宽度要满足溢流堰溢流能力不低于降雨能力，经水力计算确定，一般30～40cm。本专利技术的第二个目的是通过以下技术方案实现的，一种稻田可调节折叠式溢流堰调节水位方法，包括以下步骤：（1）布置稻田可调节折叠式溢流堰装置：一种稻田可调节折叠式溢流堰装置，设有塑料外框、塑料内框、塑料上边框、堰坎、金属丝、插销、橡胶护条、螺丝、螺母；塑料外框分别跨设在稻田田埂之间，塑料外框呈凹型，其一端竖直插入稻田田面下，靠近田埂的一面用混凝土和砖石进行浇筑固定处理，外框高度与田埂一致；塑料内框竖直接入外框的内部，高度与外框相同，利用螺丝、螺母进行固定，内框上设有细长导轨和定位孔；堰坎由一定数量相同规格的防老化硬质塑料板组成，塑料板两两之间利用铰接串联在一起，水平安装在内框之间，每块硬质塑料板的中心部位都嵌有金属丝，垂直伸入内框的导轨内部；堰坎最上端配备塑料边框，边框靠沟道一面装有插销；铰接在一起的硬质塑料板形成折叠挡水功能区，金属丝、内框导轨形成滑动功能区，插销、定位孔形成定位功能区。（2）调节水位及氮磷拦截：综合当地气象、水文状况以及水稻的耐淹特性等因素，设置折叠式溢流堰可调节的高度水平，通过启闭插销，提压装置上端的塑料边框，改变折叠式挡水功能区的受压程度，调节溢流堰的高度；当稻田缺水时，调高溢流堰高度拦蓄灌溉水或雨水；当稻田水分过多时，降低溢流堰高度排出地表径流的上层水分。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：第一，本项专利技术与其它稻田调节水位方法最本质的区别在于氮、磷等污染物易随着时间沉积在地表径流的下层，而本方法溢出的水流是地表径流上层水流，氮、磷等污染物浓度较低，污染物排放量较少，减轻了面源污染，且将养分拦蓄在田间，减少了稻田养分流失，提高了化肥利用率，这是低成本、易操作、高收益的调节水位方式。第二，借鉴了折叠的思想，采用启闭插销，提压装置上端的塑料边框，改变折叠式挡水功能区受压程度的方式，调节溢流堰的高度，实现对水稻不同生育阶段稻田蓄水的调控，体积小，精确度高，装配更简便。第三，采用串联铰接式的防老化硬质塑料板作溢流堰挡板，具有耐久性高、耐腐蚀性强、强度高、不易变形等优点，挡水效果好，硬质塑料板侧翼装有橡胶护条，密封性能好，不易渗水。第四，本专利技术工程造价与维护成本低廉，耐久度高，结构紧凑，安装方便，操作简单，安全可靠，可精确地调节稻田水位，具有较好的氮磷拦截效果，适宜大规模推广。附图说明图1是本专利技术稻田可调节折叠式溢流堰装置的立面结构示意图；图2是本专利技术稻田可调节折叠式溢流堰装置的俯视示意图；图3是本专利技术稻田可调节折叠式溢流堰装置侧剖面示意图；图中：1田埂、2折叠式挡水功能区、3滑动功能区4、定位功能区、5塑料上边框、6塑料外框、7塑料内框、8堰坎、9铰接配件、10金属丝、11插销、12橡胶护条、13定位孔。具体实施方式如图1-3所示，一种新型稻田可调节折叠式溢流堰装置，包括塑料上边框5、塑料外框6、塑料内框7、塑料板8、铰接配件9、金属丝10、插销11、橡胶护条12。塑料外框6分别跨设在稻田田埂1之间，塑料外框6呈凹型，其一端竖直插入稻田田面下，靠近田埂的一面用混凝土进行浇筑固定处理，外框高度与田埂1一致。塑料内框7竖直接入外框6的内部，高度与外框相同，利用螺丝、螺母进行固定，内框上设有一条细长导轨和定位孔。堰坎8由一定数量相同规格的防老化硬质塑料板组成，塑料板两两之间通过铰接配件9呈纵向紧密串联在一起，水平安装在内框7之间，每块塑料板的中心部位都嵌有水平放置的金属丝10，该金属丝具有高强度，高光滑度，耐腐蚀，不易变形的特点，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稻田可调节折叠式溢流堰装置，其特征是，所述装置设有两个塑料外框（6）、两个塑料内框（7）、塑料上边框（5）、堰坎（8）；两个塑料外框（6）分别跨设在稻田田埂之间，塑料外框（6）竖直设置；塑料外框（6）内侧设置塑料内框（7），塑料内框（7）竖直设置，塑料内框（7）上设置竖直导轨、以及若干个定位孔（13），定位孔（13）自上而下依次设置；两个塑料内框（7）之间安装堰坎（8），堰坎（8）水平设置，堰坎（8）包括若干个硬质塑料板，塑料板自上而下依次铰链接，每块硬质塑料板的沿长度方向的中心部位都嵌有金属丝（10），金属丝（10）伸出硬质塑料板外并垂直伸入塑料内框（7）的导轨内；堰坎（8）最上端配备塑料上边框（5），塑料上边框（5）端部装有插销（11），通过将插销在设置在不同高度的定位孔中实现堰坎（8）高度的调节；铰连接的硬质塑料板形成折叠挡水功能区（2），金属丝（10）、塑料内框（7）导轨形成滑动功能区（3），插销（11）、定位孔（13）形成定位功能区（4）。
【技术特征摘要】
1.一种稻田可调节折叠式溢流堰装置，其特征是，所述装置设有两个塑料外框（6）、两个塑料内框（7）、塑料上边框（5）、堰坎（8）；两个塑料外框（6）分别跨设在稻田田埂之间，塑料外框（6）竖直设置；塑料外框（6）内侧设置塑料内框（7），塑料内框（7）竖直设置，塑料内框（7）上设置竖直导轨、以及若干个定位孔（13），定位孔（13）自上而下依次设置；两个塑料内框（7）之间安装堰坎（8），堰坎（8）水平设置，堰坎（8）包括若干个硬质塑料板，塑料板自上而下依次铰链接，每块硬质塑料板的沿长度方向的中心部位都嵌有金属丝（10），金属丝（10）伸出硬质塑料板外并垂直伸入塑料内框（7）的导轨内；堰坎（8）最上端配备塑料上边框（5），塑料上边框（5）端部装有插销（11），通过将插销在设置在不同高度的定位孔中实现堰坎（8）高度的调节；铰连接的硬质塑料板形成折叠挡水功能区（2），金属丝（10）、塑料内框（7）导轨形成滑动功能区（3），插销（11）、定位孔（13）形成定位功能区（4）。2.根据权利要求1所述的一种稻田可调节折叠式溢流堰装置，其特征是，所述塑料上边框（5）内部嵌有竖直设置的上连接塑料板，上连接塑料板与堰坎（8）最上端的硬质塑料板焊接连接，上连接塑料板的高度小于堰坎（8）的硬质塑料板高度，连接塑料板在堰坎（8）折叠期间始终保持竖直。3.根据权利要求1或2所述的一种稻田可调节折叠式溢流堰装置，其特征是，所述堰坎（8）最下端塑料板与竖直设置的下连接塑料板焊接在一起，下连接塑料板被无砂混凝土砌筑固定在堰体内。4.根据权利要求3所述的一种稻田可调节折叠式溢流堰装置，其特征是，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周明耀，陈义浦，于贤磊，刘健，窦超银，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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