技术领域
本发明涉及农业环境保护及水资源高效利用技术领域。具体涉及一种山区
半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用方法。
背景技术：
蔬菜地在河湖近岸农田广泛分布，是河湖近岸农田重要的土地利用方式之
一。蔬菜根系不发达，对水肥的依赖程度高，需要大量施肥和灌溉才能保证蔬
菜生长，而且复种指数高，使得菜地表层土壤氮磷养分累积量高。蔬菜地在灌
溉或降雨时，多余的灌溉水或降雨产生的径流会携带着土壤中的氮磷流出菜
地，含氮、磷浓度高的高浓度菜地尾水沿着蔬菜地灌排沟渠进入相邻的河流或
湖泊等水体，造成河流、湖泊水体富营养化严重，威胁着河湖的水环境安全。
菜地是农田生态系统向河湖生态系统输出氮磷最大的一种土地利用类型，已成
为河湖水环境安全威胁最大的一种土地利用方式(章明奎等，水网平原地区不
同种植类型农田氮磷流失特征[J].应用生态学报,2011,22(12):3211-3220；高超
等，不同土地利用方式下的地表径流磷输出及其季节性分布特征[J].环境科学学
报,2005,25(11):1543-1549)。
目前对农田尾水的处理主要是截留净化为主，通过在沟渠内种植水生植物
对径流水中的氮磷进行拦截净化(徐红灯等，水生植物对农田排水沟渠中氮、
磷的截留效应[J].环境科学研究,2007,20(2):84-88)，净化后的尾水排入临近河
湖水体。另外，通过对沟渠进行工程改造和植物构建相结合的方法，以此来减
缓水流，沉淀泥沙等颗粒物质，净化径流水中氮磷(杨林章等，用于农田非点
源污染控制的生态拦截型沟渠系统及其效果[J].生态学杂志,2005,24(11):1371-
1374)。可见，这些方法主要是对农田尾水的拦截、净化和再排放，而未对高
浓度农田尾水进行拦截、储存和循环再利用。
目前，大部分蔬菜种植过程中仍然以大水漫灌，粗放施肥为主，虽然也有
大量的精确定量灌溉施肥技术，但这些技术主要针对单一地块以节水节肥为目
的提出的，未从保护河湖水环境安全出发，对农田尾水进行循环灌溉再利用，
实现农田尾水灌溉过程中的水肥高效利用。
山区半山区河湖近岸由于雨水的冲刷和河湖内水体的涨落，使山区半山区
河湖近岸的地貌形成由低至高类似台阶的一级一级的台地，地势最低的台地称
为一级台地，从一级台地起，按地势由低至高依次称为一级台地、二级台地、
三级台地等，以此类推，至最高地势的台地，称为最高级台地，通常在台地上
种植蔬菜。
技术实现要素：
为较好地解决山区半山区河湖近岸菜地高浓度尾水对河湖水体的污染，改
变目前蔬菜种植过程中因大水大肥造成的农田氮磷大量流失技术问题，本发明
提供一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用方法。
本发明提供的一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用方
法的技术方案是采用一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用
设施对山区半山区河湖近岸菜地尾水进行网络梯级化高效再利用，包括以下步
骤如下：
第一步：监测所述一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利
用设施中蔬菜地灌排沟渠排放的菜地尾水的高浓度污水排放时段、测算蔬菜地
灌排沟渠相邻需要灌溉的菜地面积；蔬菜地灌排沟渠中排放的菜地尾水中的总
氮浓度＞2mg/L和/或总磷浓度＞0.4mg/L时为高浓度污水排放时段，总磷浓度
以纯P计；
第二步：在蔬菜地灌排沟渠中排放的菜地尾水为高浓度污水排放时段，关
闭所述蔬菜地灌排沟渠尾端出水口的闸门，打开引水管上的阀门、打开各出水
管上的阀门和各提水管上的阀门，开启各级台地上的水泵，使蔬菜地灌排沟渠
中的菜地尾水流入一级台地上的储水池和在各级台地上的灌溉池；
第三步：按下列公式确定水肥农药加灌池内加入的水溶性氮化肥量和/或水
溶性磷化肥量：
设：C为传统漫灌方式灌溉蔬菜平均每季单位面积灌溉需水量，单位为m3/
亩·季，T为传统漫灌方式灌溉蔬菜每季灌溉次数，用所述一种山区半山区河
湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用设施喷灌蔬菜的每季灌溉次数与传统漫
灌方式灌溉蔬菜每季灌溉次数相等，V为用所述一种山区半山区河湖近岸菜地
尾水网络梯级化高效再利用设施喷灌蔬菜每季每次单位面积灌溉需水量，单位
为m3/亩·季·次；
设：二级分支管每季每亩每次流出的菜地尾水体积为9/10V，单位为m3/
亩·季·次，水肥农药出液管每季每亩每次流出的水肥溶液体积为1/10V，单
位为m3/亩·季·次；用所述一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高
效再利用设施中蔬菜地灌排沟渠内的菜地尾水加入到水肥农药加灌池内稀释加
入在水肥农药加灌池内的肥料，水肥农药加灌池内每季每亩每次水肥溶液体积
以每季每亩每次加入到水肥农药加灌池内的菜地尾水体积计；水肥农药出液管
每季每亩每次流出的水肥溶液体积等于每季每亩每次加入到水肥农药加灌池内
的菜地尾水体积，则每季每亩每次加入到水肥农药加灌池内的菜地尾水体积为
1/10V，单位为m3/亩·季·次，每季每亩每次水肥农药加灌池内的水肥溶液体
积为1/10V，单位为m3/亩·季·次；
设：水肥农药加灌池内每季每亩每次加入的水溶性氮化肥量或水溶性磷化
肥量为Q，单位为g；加入水肥农药加灌池内的所述水溶性氮化肥中N含量或
所述水溶性磷化肥中P2O5含量为S，其含量以质量分数％计；每季每次喷施于
菜地的目标施N浓度或目标施P2O5浓度为H，单位为mg/L，蔬菜地灌排沟渠
内的菜地尾水中N浓度或P2O5浓度为W，单位为mg/L；
根据Q＝V(H-W)/S，计算出在水肥农药加灌池内每季每亩每次加入的水
溶性氮化肥量或水溶性磷化肥量，其中V＝[C(1-20％)]/T；
第四步：每季每次对每亩菜地喷灌，在水肥农药加灌池内加入步骤三中计
算出的水溶性氮化肥量和/或水溶性磷化肥量，在水肥农药加灌池内加入体积为
1/10V的菜地尾水，与所加入的肥料搅拌均匀，调节水肥农药出液管上的流量
计和二级分支管上的流量计的流量，水肥农药出液管上的流量计的流量值为1
m3/h，二级分支管上的流量计的流量值为9m3/h，打开主管上的阀门、水肥农
药出液管上的阀门、二级分支管上的阀门和喷灌管上的喷头，水肥农药加灌池
内的水肥溶液汇入二级分支管中的菜地尾水流入喷灌管经喷头喷灌在菜地，待
喷灌结束后，关闭二级分支管上的流量计和阀门及肥农药出液管上的流量计和
阀门；
所述一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用设施的结构
是：设有蔬菜地灌排沟渠，储水池、灌溉池、水泵、灌溉设施、水肥农药加灌
池，具体结构如下：
在蔬菜地灌排沟渠尾端出水口设置有闸门，在蔬菜地灌排沟渠尾部的一侧
设置一个储水池，且储水池设置在一级台地上，储水池内的底面和内壁设置有
防水层，储水池与蔬菜地灌排沟渠之间通过引水管连通，引水管与蔬菜地灌排
沟渠的连接处高于引水管与储水池的连接处，在引水管与蔬菜地灌排沟渠连接
处设置有纱网，且在引水管上设置一个阀门；储水池的池壁下部连接有一根出
水管，出水管与储水池连接处设置有纱网，且在出水管上设置有一个阀门，出
水管的另一端与水泵的进水口连接，水泵的出水口与提水管的一端连接，该提
水管的另一端与二级台地上的灌溉池连通；从二级台地起至最高级台地，每一
个台地上均设置有一个灌溉池，每个灌溉池内的底面和内壁设置有防水层；
每个灌溉池连接有一根主管，所述主管的一端与灌溉池的池壁下部连通，
主管与灌溉池的连接处设置有纱网，主管的另一端封闭，在主管上设置有一个
阀门；
在每个灌溉池的主管上连接有至少一个灌溉设施，所述灌溉设施分布在与
所连接的灌溉池向下相邻的台地上，所述灌溉设施的结构是：设置有一级分支
管、二级分支管、喷灌管、水肥农药加灌池、流量计，水肥农药出液管，喷头
及阀门，在主管上的阀门至主管封闭的一端之间的主管上连接一级分支管，一
级分支管的另一端封闭，每根一级分支管连接有一根二级分支管，二级分支管
的另一端封闭，水肥农药出液管的一端与水肥农药加灌池的池壁下部连通，水
肥农药出液管的另一端与二级分支管连通，在水肥农药出液管上沿液体流动方
向依次设置一个阀门和一个流量计，在位于一级分支管与二级分支管连接处至
水肥农药出液管与二级分支管连接处之间的二级分支管上沿液体流动方向依次
设置有一个阀门和一个流量计，在水肥农药出液管与二级分支管连接处至二级
分支管封闭的一端的二级分支管上连接有至少一根喷灌管，每根喷灌管上连接
有至少一个喷头；所述水肥农药加灌池内的底面和内壁设置有防水层；
相邻两台地上的灌溉池之间设置有出水管、水泵和提水管，具体连接是：
每个灌溉池池壁下部连接有一根出水管，出水管与该灌溉池连接处设置有纱
网，该出水管上设置有一个阀门，该出水管的另一端与水泵的进水口连接，水
泵的出水口与一根提水管的一端连接，该提水管的另一端与相邻的上一个台地
上的灌溉池连通。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明方法通过本发明设施结构在蔬菜地灌排沟渠设置的闸门、引水管与
一级台地上设置的储水池的连接，在蔬菜地灌排沟渠中排放的菜地尾水的高浓
度污水排放时段，将蔬菜地灌排沟渠中含氮、磷浓度高的菜地尾水拦截并储存
于储水池内，再通过二级台地以上设置的各灌溉池，以及储水池与灌溉池之
间、各灌溉池之间的连接的管道和水泵，将含氮、磷浓度高的菜地尾水提升至
各灌溉池内，不但能拦截、贮存含氮、磷浓度高的高浓度菜地尾水，防止其直
接排入河湖水体，还通过各灌溉池及连接的灌溉设施，实现农田尾水在区域空
间上进行网络梯级化再分布利用，因地制宜的利用山区半山区的水力梯度进行
农田尾水的自流灌溉，实现了水、肥高效利用，从而达到净化蔬菜地农田尾
水，水肥高效利用，减少蔬菜地农田面源污染，保护河湖水环境安全。
试验实例表明，本发明对300亩菜地喷灌，可对蔬菜地灌排沟渠中菜地尾
水循环再利用0.96万m3/季，节约灌溉水0.24万m3/季，提高20％的灌溉效
率。通过本发明利用蔬菜地尾水，与撒施和穴施传统施肥方式相比，化肥N、
P2O5、K2O施用量分别减少了13.8kg/亩·季、2.4kg/亩·季和3.5kg/亩·季，
减少率分别为38％、30％和23％。通过本发明对菜地尾水循环再利用，实现了
农田尾水在蔬菜地灌排沟渠中径流入河、湖水中的氮、磷浓度的去除率分别为
45％和52％，较传统的大水漫灌方式，菜地每年减少3.47kg/hm2氮污染物和
0.59kg/hm2磷污染物排入河、湖。
附图说明
图1是本发明一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用设
施的结构示意图。
图2是图1中A区域放大图。
图中各标记依次表示：1为蔬菜地灌排沟渠，2为引水管，3为储水池，4
为出水管，5为一级台地，6为水泵，7为提水管，8为灌溉池，9为二级台地，
10为三级台地，11为主管，12为一级分支管，13为二级分支管，14为喷灌
管，15为水肥农药加灌池，16为阀门，17为水肥农药出液管，18为喷头，19
为闸门，20为流量计。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明，实施例中无特殊说明的为常规
方法。
实施地：云南省大理市洱海湖滨带近岸蔬菜地。
本实施例有一级台地、二级台地和三级台地，三级台地为最高级台地。以
一级台地和二级台地上的蔬菜地灌溉为例描述本发明方法，本实施例仅是举
例，不违背本发明精神的相同或等同的技术方案均属本发明的保护范围。
一级、二级台地上种植的是青笋(LactucasativaL.)，种植青笋所施基肥
为：每亩施有机质含量≥30％质量分数的有机肥3000kg，每亩施含N为46％质
量分数的尿素40kg，每亩施含P2O5≥16％质量分数的过磷酸钙25kg，每亩施含
K2O≥50％质量分数的硫酸钾15kg。
在一级台地和二级台地上的青笋生长期间，用本发明所述一种山区半山区
河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用设施对山区半山区河湖近岸菜地尾水
进行网络梯级化高效再利用，步骤如下：
第一步：监测本发明所述的一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化
高效再利用设施中蔬菜地灌排沟渠1排放的菜地尾水的高浓度污水排放时段、
测算蔬菜地灌排沟渠1相邻需要灌溉的菜地面积；蔬菜地灌排沟渠1中排放的
菜地尾水的总氮和/或总磷浓度高于中华人民共和国地表水环境质量标准GB
3838-2002中地表水V类水质量标准时为高浓度污水排放时段；即蔬菜地灌排
沟渠1中排放的菜地尾水中的总氮浓度＞2mg/L和/或总磷浓度＞0.4mg/L时为
高浓度污水排放时段，总氮浓度以纯N计，总磷浓度以纯P计。由于上述国家
标准总磷浓度以纯P计，因此，监测的蔬菜地灌排沟渠1排放的菜地尾水中总
磷浓度以纯P计，单位mg/L，而本发明设施中灌溉池中的磷浓度以P2O5浓度
计，单位mg/L，其纯P和P2O5两者的换算公式为P＝0.44P2O5。
第二步：在蔬菜地灌排沟渠1中排放的菜地尾水为高浓度污水排放时段，
关闭所述蔬菜地灌排沟渠1尾端出水口的闸门19，打开引水管2上的阀门16、
各出水管4上的阀门16和各提水管7上的阀门16，开启各级台地上的水泵6，
使蔬菜地灌排沟渠1中的菜地尾水流入一级台地5上的储水池3和在各级台地
上的灌溉池8。
第三步：按下列公式确定水肥农药加灌池15内加入的水溶性氮化肥量或水
溶性磷化肥量，公式推导如下：
设：C为传统漫灌方式灌溉蔬菜平均每季单位面积灌溉需水量，单位为m3/
亩·季，T为传统漫灌方式灌溉蔬菜每季灌溉次数，用本发明设施喷灌蔬菜每
季灌溉次数与传统漫灌方式灌溉蔬菜每季灌溉次数相等；V为用本发明设施喷
灌蔬菜每季每次单位面积灌溉需水量，单位为m3/亩·季·次，由于采用本发
明一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用设施进行喷灌，其
灌溉效率提高20％，因此，V＝[C(1-20％)]/T，而任一种传统漫灌方式灌溉
蔬菜平均每季单位面积灌溉需水量C是已知的，每季灌溉次数T也是已知的，
因此，可求出V。本实施例以种植青笋为例，传统漫灌方式灌溉青笋平均每季
单位面积灌溉需水量为40m3/亩·季，即C＝40m3/亩·季，每季灌溉次数T为
10次，即T＝10，因此，V＝[C(1-20％)]/T＝40×80％/10＝3.2m3/亩·季·次。
设：用本发明设施中蔬菜地灌排沟渠1内的菜地尾水加入到水肥农药加灌
池15内稀释加入在水肥农药加灌池15内的肥料，为充分利用蔬菜地灌排沟渠
内的菜地尾水，设：二级分支管13每季每亩每次流出的菜地尾水体积为用本发
明设施喷灌蔬菜每季每次单位面积灌溉需水量V的9/10，水肥农药加灌池15
内的水肥溶液通过水肥农药出液管17流出的水肥溶液体积为用本发明设施喷灌
蔬菜每季每次单位面积灌溉需水量V的1/10，即设二级分支管13每季每亩每
次流出的菜地尾水体积为9/10V，单位为m3/亩·季·次，水肥农药出液管17
每季每亩每次流出的水肥溶液体积为1/10V，单位为m3/亩·季·次。每季每亩
每次水肥农药出液管17流出的水肥溶液汇入二级分支管13中的菜地尾水，混
合后的体积为1/10V+9/10V＝V。
由于加入到水肥农药加灌池15内的水溶性氮化肥所占的体积或加入到水肥
农药加灌池15内的水溶性磷化肥所占的体积与加入到水肥农药加灌池15内的
菜地尾水体积相比要小得多，因此，在大田水肥灌溉中忽略肥料在水肥溶液中
的体积，即忽略加入到水肥农药加灌池15内水溶性氮化肥的体积和水溶性磷化
肥的体积，所以，水肥农药加灌池15内每季每亩每次水肥溶液体积以每季每亩
每次加入到水肥农药加灌池15内的菜地尾水体积计，因此，设：水肥农药加灌
池15内每季每亩每次水肥溶液体积以每季每亩每次加入到水肥农药加灌池15
内的菜地尾水体积计，又由于水肥农药出液管17每季每亩每次流出的水肥溶液
体积等于每季每亩每次加入到水肥农药加灌池15内的菜地尾水体积，因此，
设：每季每亩每次加入到水肥农药加灌池15内的菜地尾水体积为1/10V，单位
为m3/亩·季·次；水肥农药加灌池15内每季每亩每次的水肥溶液体积为
1/10V，单位为m3/亩·季·次。
设：水肥农药加灌池15内每季每亩每次加入的水溶性氮化肥量或水溶性磷
化肥量为Q，单位为g；加入水肥农药加灌池15内的所述水溶性氮化肥中N含
量或所述水溶性磷化肥中P2O5含量为S，其含量以质量分数％计；水肥农药加
灌池15内每季每亩每次水肥溶液中的N浓度或P2O5浓度为X，单位为mg/L；
水肥农药加灌池15内每季每亩每次加入的纯N量或P2O5量为Y，单位为g，
每季每次喷施于菜地的目标施N浓度或目标施P2O5浓度为H，单位为mg/L，
蔬菜地灌排沟渠1内的菜地尾水中N浓度或P2O5浓度为W，单位为mg/L。由
于第一步中监测的蔬菜地灌排沟渠1内的菜地尾水中总磷浓度以纯P计，单位
mg/L，而在以下公式计算中设蔬菜地灌排沟渠1内的菜地尾水中的磷浓度W以
P2O5浓度计，单位mg/L，其纯P和P2O5两者的换算公式为P＝0.44P2O5，即可
换算得到蔬菜地灌排沟渠1内的菜地尾水中P2O5浓度W。
按常规，水肥溶液以1m3水肥溶液为1000L换算。
则：0.9VW1000+0.1VX1000＝VH1000，
推导出：X＝10H-9W(公式1)；
X＝(1000Y+1000×0.1VW)/0.1V1000＝(10Y+VW)/V(公式2)；
公式1和2联立得：
(10Y+VW)/V＝10H-9W，推导出：Y＝V(H-W)(公式3)
因为Y＝QS(公式4)
公式3和4联立得：
QS＝V(H-W)
则，Q＝V(H-W)/S(公式5)，其中V＝[C(1-20％)]/T，C为传统漫
灌方式灌溉蔬菜平均每季单位面积灌溉需水量，单位为m3/亩·季，T为传统漫
灌方式灌溉蔬菜每季灌溉次数，H为每季每次喷施于菜地的目标施N浓度或目
标施P2O5浓度，单位为mg/L，W为蔬菜地灌排沟渠内的菜地尾水中N浓度或
P2O5浓度，单位为mg/L。S为加入水肥农药加灌池内的所述水溶性氮化肥中N
含量或所述水溶性磷化肥中P2O5含量，其含量以质量分数％计，C、T、H、
W、S均为已知，因此，可求出Q值。
在本实施例中，需要灌溉的总蔬菜地面积为300亩，采用传统漫灌方式灌
溉青笋平均每季单位面积灌溉需水量为40m3/亩季，C＝40m3/亩·季,传统漫灌
方式灌溉青笋每季灌溉次数为10次，即T＝10，而采用本发明方法喷灌，灌溉
效率提高20％，因此，V＝[C(1-20％)]/T＝[40(1-20％)]/10＝3.2m3/
亩·季·次。
测得蔬菜地灌排沟渠内菜地尾水中N浓度W为6mg/L、纯P浓度为
0.6mg/L(0.6mg/L的纯P换算成P2O5为1.36mg/L)，对青笋每次喷施于菜地
的目标施N浓度H为150mg/L、目标施P2O5浓度H为40mg/L，加入到水肥农
药加灌池内的水溶性氮化肥中N含量S为46％，加入到水肥农药加灌池内的水
溶性磷化肥中P2O5含量S为16％。
则，计算出的水肥农药加灌池内每季每亩每次加入的水溶性氮化肥量、水
溶性磷化肥量为Q分别为10.01g和7.73g。(水溶性氮化肥量Q＝V(H-W)/S
＝3.2(150-6)/46＝10.01g；水溶性磷化肥量Q＝V(H-W)/S＝3.2(40-1.36)
/16＝7.73g
第四步：根据步骤三中公式5的计算，在水肥农药加灌池15内每亩每季每
次加入水溶性氮化肥量10.01g和水溶性磷化肥量7.73g，每季每亩每次加入到
水肥农药加灌池15内的蔬菜地灌排沟渠1内的菜地尾水体积为1/10V＝0.32
m3，与所加入的肥料搅拌均匀，调节水肥农药出液管17上的流量计20和二级
分支管13上的流量计20的流量，水肥农药出液管17上的流量计20的流量值
为1m3/h，二级分支管13上的流量计20的流量值为9m3/h，打开主管11上的
阀门16、水肥农药出液管17上的阀门16、二级分支管13上的阀门16和喷灌
管14上的喷头18，水肥农药加灌池15内的水肥溶液汇入二级分支管13中的菜
地尾水流入喷灌管14经喷头18喷灌在青笋地，待喷灌结束后，依次关闭二级
分支管13上的流量计20和阀门16及肥农药出液管17上的流量计20和阀门
16。上一台地上的灌溉池8中的菜地尾水及其所连接的灌溉设施中水肥农药加
灌池15内的水肥溶液一起对该灌溉池8向下相邻的下一个台地上的蔬菜喷灌。
所述一种山区半山区河湖近岸菜地尾水网络梯级化高效再利用设施的结构
是：设有蔬菜地灌排沟渠1，储水池3、灌溉池8、水泵6、灌溉设施、水肥农
药加灌池15，具体结构如下：
在蔬菜地灌排沟渠1尾端出水口设置有闸门19，在蔬菜地灌排沟渠1尾部
的一侧设置一个储水池3，且储水池3设置在一级台地5上，储水池3内的底面
和内壁设置有防水层，储水池3与蔬菜地灌排沟渠1之间通过引水管2连通，
引水管2与蔬菜地灌排沟渠1的连接处高于引水管2与储水池3的连接处，在
引水管2与蔬菜地灌排沟渠1连接处设置有纱网，且在引水管2上设置一个阀
门16；储水池3的池壁下部连接有一根出水管，出水管4与储水池3连接处设
置有纱网，且在出水管4上设置有一个阀门16，出水管4的另一端与水泵6的
进水口连接，水泵6的出水口与提水管7的一端连接，该提水管7的另一端与
二级台地上的灌溉池8连通；从二级台地9起至最高级台地，每个台地上均设
置有一个灌溉池8，每个灌溉池8内的底面和内壁设置有防水层；
每个灌溉池8连接有一根主管11，所述主管11的一端与灌溉池8的池壁下
部连通，主管11与灌溉池8的连接处设置有纱网，主管11的另一端封闭，在
主管11上设置有一个阀门16；
在每个灌溉池8的主管11上连接有至少一个灌溉设施，所述灌溉设施分
布在与所连接的灌溉池8向下相邻的台地上，所述灌溉设施的结构是：设置有
一级分支管12、二级分支管13、喷灌管14、水肥农药加灌池15、流量计20，
水肥农药出液管17，喷头18及阀门16，在主管11上的阀门16至主管11封闭
的一端之间的主管11上连接一级分支管12，一级分支管12的另一端封闭，每
根一级分支管12连接有一根二级分支管13，二级分支管13的另一端封闭，水
肥农药出液管17的一端与水肥农药加灌池15的池壁下部连通，水肥农药出液
管17的另一端与二级分支管13连通，在水肥农药出液管17上沿液体流动方向
依次设置一个阀门16和一个流量计20，在位于一级分支管12与二级分支管13
连接处至水肥农药出液管17与二级分支管13连接处之间的二级分支管13上沿
液体流动方向依次设置有一个阀门16和一个流量计20，在水肥农药出液管17
与二级分支管13连接处至二级分支管13封闭的一端的二级分支管13上连接有
至少一根喷灌管14，每根喷灌管14上连接有至少一个喷头18；所述水肥农药
加灌池内的底面和内壁设置有防水层；
相邻两台地上的灌溉池8之间设置有出水管4、水泵6和提水管7，具体连
接是：每个灌溉池8池壁下部连接有一根出水管4，出水管4与该灌溉池8连接
处设置有纱网，该出水管4上设置有一个阀门16，该出水管4的另一端与水泵
6的进水口连接，水泵6的出水口与一根提水管7的一端连接，该提水管7的另
一端与相邻的上一个台地上的灌溉池8连通。
蔬菜地尾水网络梯级化高效再利用设施中储水池的容积大于(需要灌溉的
总蔬菜地面积×需要灌溉的总蔬菜地每季单位面积灌溉需水量)/需要灌溉的总
蔬菜地每季蔬菜灌溉次数；各台地上所述灌溉池的容积大于(需要辐射灌溉的
蔬菜地面积×需要辐射灌溉的蔬菜地每季单位面积灌溉需水量)/需要辐射灌溉
的蔬菜地每季蔬菜灌溉次数。
本实施例需要灌溉的总蔬菜地面积为300亩，需要灌溉的总蔬菜地每季灌
溉次数为10次。一级台地上辐射的蔬菜面积为200亩，二级台地辐射的蔬菜面
积为100亩。一级台地和二级台地需要辐射灌溉的蔬菜地每季灌溉次数分别为
10次。
本实施例示范工程建成实施后，实现了蔬菜地灌排沟渠中蔬菜地尾水循环
利用0.96万m3/季[即300亩×32m3/亩·季＝0.96万m3/季，每季每次单位面积灌溉
需水量为3.2m3/亩，每季灌溉10次，每季的灌溉量为3.2m3/亩·季·次×10次/季
＝32m3/亩·季。较传统漫灌方式节约灌溉量0.24万m3/季[即300亩×(40-32)m3/
亩·季＝0.24万m3/季]，提高20％的灌溉效率。与撒施或穴施等传统的施肥方法
(即农户习惯施肥)相比，化肥N、P2O5、K2O施用量分别减少了13.8kg/
亩·季、2.4kg/亩·季和3.5kg/亩·季，减少率分别为38％、30％和23％。农户
习惯施肥量：施纯N36.8kg/亩·季、P2O58kg/亩·季、K2O15kg/亩·季，本发
明N、P2O5、K2O的施用量：N：23kg/亩·季、P2O5：5.6kg/亩·季、K2O：
11.5kg/亩·季。
通过对蔬菜地灌排沟渠中菜地尾水(高浓度污水)的循环利用，实现了对
农田尾水氮、磷浓度的拦截及再利用，防止了高浓度污水在排放时段直接排入
河湖水体，见表1，蔬菜地灌排沟渠中径流氮、磷浓度的去除率分别为45％和
52％，较传统漫灌方式每年减少3.47kg/hm2氮污染物和0.59kg/hm2磷污染物排入
河、湖。
表1蔬菜地沟渠出水口径流水质状况
本发明方法不但能拦截、贮存氮、磷含量高的菜地尾水，防止其直接排入河
湖水体，减少蔬菜地农田面源污染，保护河湖水环境安全；还能实现农田尾水
在区域空间进行网络梯级化再分布利用，因地制宜的利用山区半山区的水力梯
度进行农田尾水的自流灌溉，实现了农田尾水的循环利用，节约水资源；最
后，实现了水、肥高效利用和环境安全双赢。
使用本发明之前：蔬菜地灌排沟渠氮、磷污染负荷：根据表1的TN、TP浓
度，3.44mg/L×36000m3×1000/1000000＝123.84kg，这是300亩菜地传统漫灌的
氮污染负荷，同样磷的计算为0.52mg/L×36000m3×1000/1000000＝18.72kg，这
是300亩菜地传统漫灌的磷污染负荷。这里的36000m3是传统漫灌300亩菜地
一年的灌溉量，即传统漫灌平均每季青笋地的单位面积灌溉需水量为40m3/亩
季，3季/年，300亩菜地，一年蔬菜地灌排沟渠内菜地尾水用量为40m3/亩季
×300亩×3季/年＝36000m3，以1m3菜地尾水为1000L换算。
使用本发明后：蔬菜地灌排沟渠氮、磷污染负荷：根据表1的TN、TP浓
度，1.89mg/L×28800m3×1000/1000000＝54.43kg，这是300亩菜地施用本发明
后的氮污染负荷，同样磷的计算为0.25mg/L×28800m3×1000/1000000＝7.19
kg，这是300亩菜地施用本发明后的磷污染负荷。这里的28800m3是本发明灌
溉300亩菜地一年的灌溉量，即V＝[C(1-20％)]/T，C＝40m3/亩季，T＝10
次，V＝[C(1-20％)]/T＝[40(1-20％)]/10＝3.2m3/亩季次，3季/年，300亩
菜地，本发明喷灌300亩菜地一年的灌溉量＝3.2m3/亩·季·次×3季/年×300亩
×10次/季＝28800m3。
根据上面的计算两者的差，再除以300亩，乘以15换算成公顷，就折算成
较传统漫灌方式，菜地每年减少排入河、湖的氮污染物为[(123.84-54.43)/300]
×15＝3.47kg/hm2，菜地每年减少排入河、湖的磷污染物为：[(18.72-7.19)/300]
×15＝0.59kg/hm2。