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技术

本发明专利技术公开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。该方法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再利用，在菜地尾水氮、磷高浓度排放时段，利用设施中灌溉池内的菜地尾水及水肥农药加灌池内配制的水肥溶液对300亩菜地喷灌，可利用蔬菜地尾水0.96万m3/季，节约灌溉水0.24万m3/季，化肥N、P2O5、K2O用量分别减少13.8kg/亩·季、2.4kg/亩·季、3.5kg/亩·季，农田尾水径流入河、湖水中的氮、磷去除率分别达45％和52％，每年减少3.47kg/hm2氮污染物和0.59kg/hm2磷污染物排入河、湖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业环境保护及水资源高效利用
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，本专利技术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。本专利技术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1m3/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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于：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(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(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)、打开各出水管(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(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；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(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，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；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，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(15)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(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；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；根据Q＝V(H‑W)/S，计算出在水肥农药加灌池(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，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(15)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(15)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(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)喷灌在菜地，待喷灌结束后，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)；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(4)，出水管(4)与储水池(...

【技术特征摘要】
1.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，其特征在
于：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(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(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)、打开各出水管(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
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(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；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(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，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；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，
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

\tm3/亩·季·次，每季每亩每次水肥农药加灌池(15)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(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；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；
根据Q＝V(H-W)/S，计算出在水肥农药加灌池(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，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(15)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(15)
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(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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安强，张丹，雷宝坤，刘宏斌，王洪媛，毛妍婷，胡万里，鲁耀，付斌，段宗颜，
申请(专利权)人：云南省农业科学院农业环境资源研究所，
类型：发明
国别省市：云南;53