农田生态排水沟

1.本发明属于农田排水技术领域，具体涉及农田生态排水沟。


背景技术：

2.农田排水沟在农业安全生产中具有重要的作用，是农田水利基础设施的重要组成部分。但是，传统农田排水沟具有可持续发展能力差且功能单一的缺点。为了尽快排出农田多余水分，往往设计为顺直化、断面几何规则化和边坡硬质化的人工沟道，虽然提高了排水效率，但也因排水迅速导致农田污染物未能及时有效地削减，从而加大了下游承泄区水环境污染的风险，引发了诸多的生态环境问题。
3.随着发展理念和发展需求的转变，灌区排水系统既要肩负排水功能，又要承担削减污染、净化水质的作用，因此，生态排水沟应运而生。与传统排水沟相比，采用植物措施或植物措施结合工程措施防护的生态排水沟，不仅能够对农田排水中的污染物进行有效的控制，同时还具有造价低、景观效果好、生态效益高的优点，兼顾了农田排水和农业面源污染削减的双重功能，近些年在农业生产中得到了广泛应用。
4.现有生态排水沟，虽然能够通过排水沟中的土壤、微生物和植被构成的生态系统拦截、吸附、沉淀、吸收和降解等途径削减农田排水中的污染物，但是对于旱区生态排水沟来说，排水沟内植被还面临着干旱威胁，在没有排水的时候，很难保证水生植物的正常生长，从而导致生态排水沟可持续性受到严重影响，增加了建设和维护成本。因此，迫切需要发明一种能够对雨水资源回收、并实现自动利用的生态排水沟结构，提高旱区生态排水沟植物的成活率，减少维护成本，提高水资源的利用效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种农田生态排水沟，解决了传统排水沟和现有生态排水沟雨水资源无法回收以及无法自动利用雨水资源的问题。
6.本发明所采用的技术方案是，农田排水沟包括农田土坡，农田土坡底部设置有储水箱，储水箱顶部铺设有过滤层，储水箱长度方向的外侧底部安装有排水管，排水管长度方向的两侧沿储水箱底部向上固定有过水管，过水管高度低于储水箱的高度，过水管的出水口与排水管接口处连通，过水管的进水口上端设有挡水板，挡水板水平设置在储水箱内部，挡水板与储水箱底部之间竖直安装有弹簧组件，储水箱的侧壁竖直安装有滑道组件，滑道组件位于排水管的上部，挡水板与储水箱的侧壁通过滑道组件活动连接。
7.本发明的特点还在于，
8.其中储水箱为长方体结构。
9.其中储水箱顶部铺设的过滤层自下而上分别为第二过滤层，第一过滤层和水生植物层。
10.其中储水箱内部的弹簧组件包含弹簧本体和伸缩杆，弹簧本体套设在伸缩杆的外部。
11.其中滑道组件包含滑块和滑轨，滑块与挡水板连接，滑轨镶嵌在储水箱侧壁，滑块与滑轨活动连接。
12.本发明的有益效果是：本发明的农田排水沟很好地汇集地表径流和农田排水，解决了传统排水沟和现有生态排水沟不能达到雨水资源回收的问题。本发明的农田排水沟，通过水生植物层对排水中的污染物进行很好的削减，过滤层对排水中的杂质进行吸附，减少农田排水对下游水体污染的目的，储水箱可以排水和储水，满足排水与植物需水的双重要求。
附图说明
13.图1是本发明提供的农田排水沟的结构示意图；
14.图2是本发明提供的农田排水沟的俯视图；
15.图3为本发明提供的农田排水沟的滑道组件部分的结构示意图；
16.图中，1.农田土坡，2.储水箱，3.水生植物层，4.第一过滤层，5.第二过滤层，6.挡水板，7.过水管，8.滑道组件，9.弹簧本体，10.伸缩杆，11.不透水壳体，12.排水道，13.滑块，14.滑轨。
具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
18.如图1，为本发明农田生态排水沟的第一实施例，农田生态排水沟包活农田土坡1，农田土坡1底部设置有储水箱2，储水箱2为长方体结构，以便稳固的置于农田土坡底层，储水箱侧壁为不透水壳体，储水箱2顶部铺设有过滤层，储水箱2长度方向的外侧底部安装有排水管12，排水管12长度方向的两侧沿储水箱2底部向上固定有过水管7，过水管7高度低于储水箱2的高度，过水管7的出水口与排水管12接口处连通，过水管7的进水口上端设有挡水板6，挡水板6水平设置在储水箱2内部，可使储水箱内部的积水通过过水管7的进水口流入，再通过排水管12排出，挡水板6与储水箱2底部之间竖直安装有弹簧组件，储水箱2的侧壁竖直安装有滑道组件8，滑道组件8位于排水管12的上部，从而实现挡水板6的下滑和回弹的效果。
19.实施例2
20.本发明的过滤层设置有三层，过滤层自下而上分别为第二过滤层5，第一过滤层4和如图2的水生植物层3，三者结合满足植物生长，水质净化，过滤排水的需求。
21.实施例3
22.如图3所示，本发明的滑道组件8包含滑块13和滑轨14，滑块13与挡水板6连接，滑轨14镶嵌在储水箱2侧壁，滑块13与滑轨14活动连接。当降雨以及农田排水来水量较大时，挡水板在水压的作用下，向下滑动，露出排水口，确保多余的水在净化后及时的排出，从而减少对下游水体的污染；储水箱所存的水量和弹簧弹力保持平衡，供后期干旱时生态排水沟中的植物层吸收利用。当植物蒸散发消耗一部分水后，储水箱水量减少，挡水板在弹簧的弹力作用下回弹，满足植物层的需水要求，从而实现对植物层的自动补水，提高旱区生态排水沟的抗旱能力。
23.本发明农田生态排水沟的工作过程是：当农田的水排入该排水沟时，首先流入水
生植物层3，水生植物层3中种植可吸收氮磷元素的沉水植物，通过水生植物层3吸收排水中的氮磷元素，削减污染、净化水质，然后水质分别经过第一过滤层4和第二过滤层5，过滤掉排水中的多余杂质，水质净化后进入储水箱2，使储水箱2中水位不断升高，水压不断增大，挡水板6在水压的作用下，通过滑道组件8向下滑动，露出过水管7，净化后的水质通过过水管7排入排水管12，通过排水管12排出；当排水逐渐结束，水压力减小，滑道组件8回弹，将挡水板6推回，遮挡过水管7，同时将剩余水量储存，通过水压力与弹簧本体9弹力的平衡，将剩余排水向上挤压，持续满足没有降雨时水生植物层3的用水需求，当水生植物层3消耗一部分水后，储水箱水量减少，挡水板6在弹簧本体9的弹力作用下回弹，从而使水箱水面与过滤层接触。


技术特征：
1.农田生态排水沟，包括农田土坡(1)，其特征在于，农田土坡(1)底部设置有储水箱(2)，储水箱(2)顶部铺设有过滤层，所述储水箱(2)长度方向的外侧底部安装有排水管(12)，排水管(12)长度方向的两侧沿储水箱(2)底部向上固定有过水管(7)，过水管(7)高度低于储水箱(2)的高度，过水管(7)的出水口与排水管(12)接口处连通，过水管(7)的进水口上端设有挡水板(6)，挡水板(6)水平设置在储水箱(2)内部，所述挡水板(6)与储水箱(2)底部之间竖直安装有弹簧组件，储水箱(2)的侧壁竖直安装有滑道组件(8)，所述滑道组件(8)位于排水管(12)的上部，挡水板(6)与储水箱(2)的侧壁通过滑道组件(8)活动连接。2.根据权利要求1所述的农田生态排水沟，其特征在于，所述储水箱(2)为长方体结构。3.根据权利要求2所述的农田生态排水沟，其特征在于，所述储水箱(2)顶部铺设的过滤层自下而上分别为第二过滤层(5)，第一过滤层(4)和水生植物层(3)。4.根据权利要求1所述的农田生态排水沟，其特征在于，所述弹簧组件包含弹簧本体(9)和伸缩杆(10)，所述弹簧本体(9)套设在伸缩杆(10)的外部。5.根据权利要求1所述的农田生态排水沟，其特征在于，所述滑道组件(8)包含滑块(13)和滑轨(14)，滑块(13)与挡水板(6)连接，滑轨(14)镶嵌在储水箱(2)侧壁，滑块(13)与滑轨(14)活动连接。

技术总结
本发明公开了一种农田生态排水沟，包括农田土坡，农田土坡底部设置有储水箱，储水箱顶部铺设有过滤层，储水箱长度方向的外侧底部安装有排水管，排水管长度方向的两侧沿储水箱底部向上固定有过水管，过水管高度低于储水箱的高度，过水管的出水口与排水管接口处连通，过水管的进水口上端设有挡水板，挡水板水平设置在储水箱内部，挡水板与储水箱底部之间竖直安装有弹簧组件，储水箱的侧壁竖直安装有滑道组件，滑道组件位于排水管的上部，挡水板与储水箱的侧壁通过滑道组件活动连接。本发明的农田排水沟很好地汇集地表径流和农田排水，解决了传统排水沟和现有生态排水沟不能达到雨水资源回收的问题，满足排水与植物需水的双重要求。求。求。


技术研发人员：李山 白鑫龙 吴舒然 张新 张磊 王倩
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/14