有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统技术方案

有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统，属于农田水利技术领域，包括稻田犁底层和排水明沟；稻田犁底层下方心土层内设有多根心土层排水暗管，心土层排水暗管外表面包裹设有透水土工布，心土层排水暗管和透水土工布之间设有作物秸秆渗滤材料，心土层排水暗管与水平面设置呈一定坡度，稻田犁底层上方设有耕作层秸秆渗滤体，耕作层秸秆渗滤体是由作物秸秆把制成，心土层排水暗管的出水端、耕作层秸秆渗滤体的出水端均与排水明沟相连，排水明沟与心土层排水暗管进水端的稻田地表面之间形成水头差。本实用新型专利技术结构简单，系统工作原理清晰，与现有技术相比，施工方便、简单，成本低廉；对稻田地下渗流中的硝态氮拦截去除具有明显的优势。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于农田水利
，涉及一种渗滤拦截系统，具体地说是涉及一种有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统。
技术介绍
犁底层是由于长期耕作受到犁刀及负重的挤压和降水时黏粒随水沉积而形成，其结构多半为片状结构或大块状结构，容重大、总孔隙度小、渗水性很弱。随着我国农业机械化水平的提高，越来越多的稻田中出现较为坚硬、透水和透气性差的犁底层，犁底层的存在不仅阻碍了作物根系的生长，造成土壤环境恶化，降低了土壤的蓄水保水能力，同时缩短了农田地下径流的渗漏路径，削弱了农田土壤的渗滤作用，加大了农田径流氮磷污染物的流失。农业面源污染造成大量的氮磷营养物进入江河、湖库，导致水体富营养化，破坏了水生生物的生存环境，更严重的将导致水环境恶化，水生生态系统失衡。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，也进一步加剧了水资源短缺的矛盾。目前，针对有犁底层土壤地区，打破犁底层的方法分为“犁沟套耕”和“人工分层翻土”两种。这两种方法费时、费力，而且作用持续时间不长。如何针对存在犁底层的稻田土壤，开发既有效改善土壤环境状况，又有效控制农田土壤渗流中氮磷排放的渗滤拦截技术，对提高作物产量、减少地表径流、促进农业持续发展、保护水环境和生态健康具有特别重要的意义。
技术实现思路
本技术针对犁底层阻碍作物根系的生长，造成土壤环境恶化，降低土壤的蓄水保水能力，缩短了农田地下径流的渗漏路径，土壤渗流中氮磷不能被有效吸附等不足，提出一种有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统，能有效改善土壤环境状况和促进农田排水，能提高作物产量和减少地表径流，可促进农业持续发展。本技术的技术方案：有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统，包括稻田犁底层和排水明沟；其特征在于：所述稻田犁底层下方心土层内设有多根心土层排水暗管，所述心土层排水暗管外表面包裹设有透水土工布，所述心土层排水暗管和所述透水土工布之间设有作物秸秆渗滤材料，所述心土层排水暗管与水平面设置呈一定坡度，所述稻田犁底层上方设有耕作层秸秆渗滤体，所述耕作层秸秆渗滤体是由作物秸秆把制成，所述心土层排水暗管的出水端、所述耕作层秸秆渗滤体的出水端均与所述排水明沟相连，所述排水明沟与所述心土层排水暗管进水端的稻田地表面之间形成水头差。所述作物秸秆把是稻麦作物秸秆。所述心土层排水暗管是波纹塑料吸水管，塑料吸水管的管身上均布设有透水空隙。所述心土层排水暗管与水平面形成的坡度值为1:2000～1:1000。所述耕作层秸秆渗滤体由作物秸秆把制成的直径为0.12～0.15m柱状结构，耕作层秸秆渗滤体位于心土层排水暗管上方并平行设置，埋设间距为心土层排水暗管间距的1/2～1/4。本技术的有益效果为：本技术提出的有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统，结构简单，系统工作原理清晰，与现有技术相比，(1)本系统实现了犁底层上下土壤分层氮磷拦截，原理清晰、施工方便、简单，成本低廉；(2)稻田地下排水中的硝态氮含量占总氮的比重较高，作为以碳源为主的稻麦作物秸秆有机材料，对稻田地下渗流中的硝态氮拦截去除具有明显的优势；(3)耕作层秸秆渗滤体有效使用期结束后，秸秆在土壤内腐烂为有机质，有助于增加土壤养分。心土层排水暗管渗滤体中的波纹塑料暗管和透水土工布外包材料可以确保30年以上工程有效使用期的地下排水要求；作物秸秆腐殖质化后仍可保持良好的组织结构，仍可在一定时间内发挥其氮磷渗滤拦截作用；(4)透水土工布通过机器自动包裹于波纹塑料吸水管的外部，作物秸秆把和外包层铺设同样施工方便；该系统不仅排水效果好，而且可处理大量农业废弃物，节能环保，成本低廉；(5)耕作层秸秆渗滤体在受到压力作用产生变形后仍能保持良好的排水性能，解决了塑料波纹暗管受到埋土和作业农机具动荷载压力后易变性、不宜浅埋的技术难题。附图说明图1为本技术平面结构示意图。图2为本技术横剖面结构示意图。图3为本技术纵剖面结构示意图。图4为本技术中耕作层秸秆渗滤体结构示意图。图5为本技术中耕作层秸秆渗滤体位横剖面示意图。图中：心土层排水暗管1、透水土工布2、作物秸秆渗滤材料3、土层4、排水明沟5、排水空隙6、耕作层秸秆渗滤体7、田埂8、捆扎带9。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图1-5所示，有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统，包括稻田犁底层和排水明沟5；稻田犁底层下方心土层内设有多根心土层排水暗管1，心土层排水暗管1外表面包裹设有透水土工布2，心土层排水暗管1和所述透水土工布2之间设有作物秸秆渗滤材料3，心土层排水暗管1与水平面设置呈一定坡度，稻田犁底层上方设有耕作层秸秆渗滤体7，耕作层秸秆渗滤体7是由作物秸秆把制成，心土层排水暗管1的出水端、耕作层秸秆渗滤体7的出水端均与排水明沟5相连，排水明沟5与心土层排水暗管1进水端的稻田地表面之间形成水头差。如图1-5所示，有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统，作物秸秆把是稻麦作物秸秆；作物秸秆之间形成排水空隙，心土层排水暗管1是波纹塑料吸水管，塑料吸水管的管身上均布设有透水空隙；心土层排水暗管1与水平面形成的坡度值为1:2000～1:1000；耕作层秸秆渗滤体7由作物秸秆把制成的直径为0.12～0.15m柱状结构，耕作层秸秆渗滤体7位于心土层排水暗管1上方并平行设置，埋设间距为心土层排水暗管1间距的1/2～1/4；秸秆把通过绑扎带9绑扎。本技术结构简单，系统工作原理清晰，与现有技术相比，施工方便、简单，成本低廉；对稻田地下渗流中的硝态氮拦截去除具有明显的优势；有助于增加土壤养分；作物秸秆腐殖质化后仍可保持良好的组织结构，仍可在一定时间内发挥其氮磷渗滤拦截作用；适宜于农田塑料暗管排水工程技术的南方地区，可获得显著的经济社会和生态环境效益。本文档来自技高网...

【技术保护点】
有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统，包括稻田犁底层和排水明沟(5)；其特征在于：所述稻田犁底层下方心土层内设有多根心土层排水暗管(1)，所述心土层排水暗管(1)外表面包裹设有透水土工布(2)，所述心土层排水暗管(1)和所述透水土工布(2)之间设有作物秸秆渗滤材料(3)，所述心土层排水暗管(1)与水平面设置呈一定坡度，所述稻田犁底层上方设有耕作层秸秆渗滤体(7)，所述耕作层秸秆渗滤体(7)是由作物秸秆把制成，所述心土层排水暗管(1)的出水端、所述耕作层秸秆渗滤体(7)的出水端均与所述排水明沟(5)相连，所述排水明沟(5)与所述心土层排水暗管(1)进水端的稻田地表面之间形成水头差。

【技术特征摘要】
1.有犁底层稻田分层地下排水氮磷渗滤拦截系统，包括稻田犁底层和排水明沟(5)；其特征在于：所述稻田犁底层下方心土层内设有多根心土层排水暗管(1)，所述心土层排水暗管(1)外表面包裹设有透水土工布(2)，所述心土层排水暗管(1)和所述透水土工布(2)之间设有作物秸秆渗滤材料(3)，所述心土层排水暗管(1)与水平面设置呈一定坡度，所述稻田犁底层上方设有耕作层秸秆渗滤体(7)，所述耕作层秸秆渗滤体(7)是由作物秸秆把制成，所述心土层排水暗管(1)的出水端、所述耕作层秸秆渗滤体(7)的出水端均与所述排水明沟(5)相连，所述排水明沟(5)与所述心土层排水暗管(1)进水端的稻田地表面之间形成水头差。2.根据权利要求1所述的有犁底层稻田分层地下排水...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明耀，于贤磊，杨夏威，窦超银，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32