一种农田生态排灌沟渠及其施工方法与流程

本发明涉及农田水利领域和生态修复利用技术领域，具体涉及一种农田生态排灌沟渠及其施工方法。

背景技术：

中国是农业大国，排水灌溉是农业生产的命脉和基础。排水和灌溉是相辅相成的农田水利技术，担负着保持农田适宜水份状况的任务。在湿润地区和半湿润地区，因降雨过多，农田多余的水需要排出；在干旱、半干旱地区，灌溉渠道渗漏水量和田间深层渗漏水量会引起地下水位升高，使土地发生盐碱化，地下水位需要控制，盐碱地需要洗盐排水，进行改良。传统排水系统的设计理念是提高作物产量和优化工程效益，但忽视了保护水环境和提高水、肥利用率。为提高沟渠过水能力、防止沟渠堵塞，农灌沟渠多经人工硬化、取直处理，其与周围土壤、水体的交换被阻隔，水质净化功能丧失。同时经过硬质化处理后的大部分小型农田排灌渠道所用材料为混凝土或砖石混合结构，老旧的灌溉渠道已经难以发挥作用，使用过期或损毁后废弃材料形成二次污染。因此需要从流域或区域整体利益角度出发，找到既能够发挥排水灌溉沟渠的水利功能，又能够利用排水沟渠生态功能的“平衡点”，合理设计和维护农田排灌沟渠。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种农田生态排灌沟渠及其施工方法，用以保护水环境和提高水、肥利用率、提高沟渠过水能力、防止沟渠堵塞，解决现有农灌沟渠多经人工硬化、取直处理，其与周围土壤、水体的交换被阻隔，水质净化功能丧失的问题。

为实现上述目的，本发明方法提供一种农田生态排灌沟渠及其施工方法，实现调节农田水分平衡、雨水和农田排水调蓄再利用、控制农田灌溉排水中的氮磷面源污染和增加农田生态系统生物多样性的目标。具体地，该农田生态排灌沟渠如下：

一种农田生态排灌沟渠，所述生态排灌沟渠包括土质沟渠和过水系统，所述土质沟渠表层为生态层，所述生态层为土壤拌入作物秸秆、本地灌草秸秆和草种压实形成；所述过水系统由至少两根工程管道与土质沟渠延伸方向垂直且两两相对设置，所述工程管道一端外露在土质沟渠内槽，另一端嵌入土质沟渠内部与农田相连；所述工程管道两端分别设置水阀；所述工程管道两端出水口处包覆过滤部件；

进一步地，所述土质沟渠渠槽深度为50～150cm，其底部纵坡比降为1/500～1/1000；

进一步地，所述水质沟渠断面型式采用梯形、弧形底梯形、抛物线形断面或半圆形断面中的一种；

进一步地，所述工程管道是工程塑料管、不锈钢管、玻璃钢管和土工膜管中的一种；

进一步地，所述工程管道断面形式采用矩形、圆形、椭圆形中的一种；

进一步地，所述过滤部件为滤料或土工布；

进步一地，所述农田生态排灌沟渠的施工方法包括如下步骤：

(1)在距农田两公里内收集作物和本地野生灌草秸秆；

(2)根据农田规划工程设计要求，在沟渠指定地点开挖土质边坡，将作物秸秆和野生灌草秸秆拌入开挖的土壤中，加水拌和，压实即为排灌沟渠的边坡生态层；秸秆拌入后沟渠的稳定性，需确保建成符合土质沟渠的要求；

(3)在土质沟渠边坡修建过水系统，先将工程管道埋入水质沟渠中，并在工程管道两端安装水阀；安装完毕后再在工程管道两端出水口处包覆过滤部件；

(4)排灌沟渠中野草生长过于茂盛时进行收割，将野草秸秆用于其他生态沟渠修建中；

进一步地，步骤(2)中所述作物秸秆、野生灌草秸秆的体积是土壤体积的1/5～1/3；

进一步地，步骤(2)所述加水拌和操作中加入水量为土壤质量的1/4～1/3；

进一步地，所述过水系统包括水泵。

本发明具有如下优点：

1、本发明的一种农田生态排灌沟渠能够排出农田多余水分，积蓄雨水和农田排水，在需要的时候可进行补充灌溉，实现农田排水和雨水再利用，通过沟渠径流分散储存雨水的方式，减少洪灾发生的可能性。

2、土壤和野灌草秸秆能够形成稳定的生物群落，氮磷等富营养物质直接在农田沟渠中被淤泥、植物、微生物所吸附，避免使农田所排出的水产生面源污染，进而影响到周围区域。

3、排灌生态沟渠使得生物、土壤、水等几个部分形成一个整体，增加生物多样性，对建立和维护区域生态平衡有积极作用。

4、就地取材建设灌排沟渠，减少工程材料如混凝土的使用，减轻二次污染，操作简单方便，成本低。

附图说明

图1为本发明一种农田生态排灌沟渠俯视图；

图2为本发明一种农田生态排灌沟渠剖面示意图；

图中1、土质沟渠，2、过水系统，3、生态层，4、工程管道，5、水阀，6、过滤部件。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1、2所示，一种农田生态排灌沟渠，所述生态排灌沟渠包括土质沟渠1和过水系统2，所述土质沟渠1表层为生态层3，所述生态层3为土壤拌入作物秸秆、本地灌草秸秆和草种压实形成；所述过水系统2由至少两根工程管道4与土质沟渠延伸方向垂直且两两相对设置，所述工程管道4一端外露在土质沟渠内槽，另一端嵌入土质沟渠内部与农田相连；所述工程管道4两端分别设置水阀5；所述工程管道4两端出水口处包覆过滤部件6；所述土质沟渠渠槽深度为70cm，其底部纵坡比降为1/600；所述土质沟渠断面型式采用梯形；所述工程管道4是工程塑料管；所述工程管道4断面形式采用圆形，所述过滤部件6为滤料。

所述农田生态排灌沟渠的施工方法包括如下步骤：

(1)在距农田两公里(这里想强调不是很远，和效果里的就地取材相呼应)内收集作物和本地野生灌草秸秆；

(2)根据农田规划工程设计要求，在沟渠指定地点开挖土质边坡，将作物秸秆和野生灌草秸秆拌入开挖的土壤中，作物秸秆和野生灌草秸秆的体积是土壤体积的比例为1/5，加水拌和，在加水拌和操作中加入的水量为土壤质量的1/4，压实即为排灌沟渠的边坡生态层3；秸秆拌入后沟渠的稳定性，需确保建成符合土质沟渠1的要求；

(3)在土质沟渠1边坡修建过水系统2，先将工程管道4埋入水质沟渠中，并在工程管道4两端安装水阀5；安装完毕后再在工程管道4两端出水口处包覆过滤部件6；所述过水系统2还包括水泵，在需要强排或强灌时，可使用水泵完成排水或灌溉任务；

(4)排灌沟渠中野草生长过于茂盛时进行收割，将野草秸秆用于其他生态沟渠修建中。

实施例2

如图1、2所示，一种农田生态排灌沟渠，所述生态排灌沟渠包括土质沟渠1和过水系统2，所述土质沟渠1表层为生态层3，所述生态层3为土壤拌入作物秸秆、本地灌草秸秆和草种压实形成；所述过水系统2由至少两根工程管道4与土质沟渠延伸方向垂直且两两相对设置，所述工程管4道一端外露在土质沟渠内槽，另一端嵌入土质沟渠内部与农田相连；所述工程管道4两端分别设置水阀5；所述工程管道4两端出水口处包覆过滤部件6；所述土质沟渠渠槽深度为80cm，其底部纵坡比降为1/700；所述土质沟渠断面型式采用弧形底梯形；所述工程管道4是不锈钢管；所述工程管道4断面形式采用矩形椭圆形，所述过滤部件6为土工布。

所述农田生态排灌沟渠的施工方法包括如下步骤：

(1)在距农田两公里内收集作物和本地野生灌草秸秆；

(2)根据农田规划工程设计要求，在沟渠指定地点开挖土质边坡，将作物秸秆和野生灌草秸秆拌入开挖的土壤中，作物秸秆和野生灌草秸秆的体积是土壤体积的1/4，加水拌和，在加水拌和操作中加入水量为土壤质量的1/4，压实即为排灌沟渠的边坡生态层3；秸秆的拌入后沟渠的稳定性，需确保建成符合土质沟渠1的要求；

(3)在土质沟渠边坡修建过水系统2，先将工程管道4埋入水质沟渠中，并在工程管道4两端安装水阀5；安装完毕后再在工程管道4两端出水口处包覆过滤部件6；所述过水系统2还包括水泵，在需要强排或强灌时，可使用水泵完成排水或灌溉任务；

(4)排灌沟渠中野草生长过于茂盛时进行收割，将野草秸秆用于其他生态沟渠修建中。

实施例3

如图1、2所示，一种农田生态排灌沟渠，所述生态排灌沟渠包括土质沟渠1和过水系统2，所述土质沟渠1表层为生态层3，所述生态层3为土壤拌入作物秸秆、本地灌草秸秆和草种压实形成；所述过水系统2由至少两根工程管道4与土质沟渠延伸方向垂直且两两相对设置，所述工程管4道一端外露在土质沟渠内槽，另一端嵌入土质沟渠内部与农田相连；所述工程管道4两端分别设置水阀5；所述工程管道4两端出水口处包覆过滤部件6；所述土质沟渠渠槽深度为100cm，其底部纵坡比降为1/900；所述土质沟渠断面型式采用抛物线形断面；所述工程管道4是玻璃钢管；所述工程管道4断面形式采用矩形，所述过滤部件6为土工布。

所述农田生态排灌沟渠的施工方法包括如下步骤：

(1)在距农田两公里内收集作物和本地野生灌草秸秆；

(2)根据农田规划工程设计要求，在沟渠指定地点开挖土质边坡，将作物秸秆和野生灌草秸秆拌入开挖的土壤中，作物秸秆和野生灌草秸秆的体积是土壤体积的1/3，加水拌和，加水拌和操作中加入水量为土壤质量的1/3，压实即为排灌沟渠的边坡生态层3；秸秆的拌入后沟渠的稳定性，需确保建成符合土质沟渠1的要求；

(3)在土质沟渠边坡修建过水系统2，先将工程管道4埋入水质沟渠中，并在工程管道4两端安装水阀5；安装完毕后再在工程管道两端出水口处包覆过滤部件6；所述过水系2统还包括水泵，在需要强排或强灌时，可使用水泵完成排水或灌溉任务；

(4)排灌沟渠中野草生长过于茂盛时进行收割，将野草秸秆用于其他生态沟渠修建中。

实施例4

如图1、2所示，一种农田生态排灌沟渠，所述生态排灌沟渠包括土质沟渠1和过水系统2，所述土质沟渠1表层为生态层3，所述生态层3为土壤拌入作物秸秆、本地灌草秸秆和草种压实形成；所述过水系统2由至少两根工程管道4与土质沟渠延伸方向垂直且两两相对设置，所述工程管4道一端外露在土质沟渠内槽，另一端嵌入土质沟渠内部与农田相连；所述工程管道4两端分别设置水阀5；所述工程管道4两端出水口处包覆过滤部件6；所述土质沟渠渠槽深度为110cm，其底部纵坡比降为1/1000；所述土质沟渠断面型式采用梯形；所述工程管道4是工程塑料管；所述工程管道4断面形式采用矩形，所述过滤部件6为土工布。

所述农田生态排灌沟渠的施工方法包括如下步骤：

(1)在距农田两公里内收集作物和本地野生灌草秸秆；

(2)根据农田规划工程设计要求，在沟渠指定地点开挖土质边坡，将作物秸秆和野生灌草秸秆拌入开挖的土壤中，作物秸秆和野生灌草秸秆和土壤的比例为1/3，加水拌和，在加水拌和操作中加入水量为土壤质量的1/4，压实即为排灌沟渠的边坡生态层3；秸秆的拌入后沟渠的稳定性，需确保建成符合土质沟渠1的要求；

(3)在土质沟渠1边坡修建过水系统2，先将工程管道4埋入水质沟渠中1，并在工程管道4两端安装水阀；安装完毕后再在工程管道4两端出水口处包覆过滤部件6；所述过水系统2还包括水泵，在需要强排或强灌时，可使用水泵完成排水或灌溉任务；

(4)排灌沟渠中野草生长过于茂盛时进行收割，将野草秸秆用于其他生态沟渠修建中。

实施例5

如图1、2所示，一种农田生态排灌沟渠，所述生态排灌沟渠包括土质沟渠1和过水系统2，所述土质沟渠1表层为生态层3，所述生态层3为土壤拌入作物秸秆、本地灌草秸秆和草种压实形成；所述过水系统2由至少两根工程管道4与土质沟渠延伸方向垂直且两两相对设置，所述工程管4道一端外露在土质沟渠内槽，另一端嵌入土质沟渠内部与农田相连；所述工程管道4两端分别设置水阀5；所述工程管道4两端出水口处包覆过滤部件6；所述土质沟渠1渠槽深度为140cm，其底部纵坡比降为1/1000；所述土质沟渠1断面型式可用抛物线形断面；所述工程管道4是不锈钢管；所述工程管道4断面形式采用圆形；所述过滤部件6为滤料。

所述农田生态排灌沟渠的施工方法包括如下步骤：

(1)在距农田两公里内收集作物和本地野生灌草秸秆；

(2)根据农田规划工程设计要求，在沟渠指定地点开挖土质边坡，将作物秸秆和野生灌草秸秆拌入开挖的土壤中，作物秸秆和野生灌草秸秆和土壤的比例为1/4，加水拌和，在加水拌和操作中加入水量为土壤质量的1/3，压实即为排灌沟渠的边坡生态层3；秸秆的拌入后沟渠的稳定性，需确保建成符合土质沟渠1的要求；

(3)在土质沟渠1边坡修建过水系统2，先将工程管道4埋入水质沟渠中1，并在工程管道4两端安装水阀；安装完毕后再在工程管道4两端出水口处包覆过滤部件6；所述过水系统2还包括水泵，在需要强排或强灌时，可使用水泵完成排水或灌溉任务；

(4)排灌沟渠中野草生长过于茂盛时进行收割，将野草秸秆用于其他生态沟渠修建中。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。