一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统，具体包括反坡阶地植物篱、地埋式集水管道、梯级提升井、坡顶集水池、坡顶水肥一体化配肥池和循环自流滴灌系统。本发明专利技术主要针对丘陵地区脐橙园的特殊地形特征进行设计，布设相应的管道，收集降雨径流，通过水泵将收集的径流提升到顶部集水池，并根据脐橙生长周期不同阶段对水肥的需求特征进行灌溉回用。本发明专利技术以对脐橙园的水、肥资源循环利用的方式，改善脐橙园的面源污染，降低脐橙的种植成本，缓解干旱胁迫等环境因子对脐橙生长的影响。同时，本发明专利技术具有四道肥力拦截系统，能够将一般的降雨径流和特大暴雨期的径流携带的污染物都拦截，提升脐橙种植的经济效益。益。益。

【技术实现步骤摘要】
一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统


[0001]本专利技术属于雨水蓄积和污染控制
，具体涉及一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统。

技术介绍

[0002]农业面源污染已成为农业发展中的突出环境问题，其中由耕作和施肥方式不合理引起的面源污染问题尤为突出。南方红壤丘陵区坡度较大，脐橙园多开山而建，施肥量较高，水土流失及农业面源污染风险较大。为了提高脐橙产量，脐橙园多施肥超过脐橙生长所需，当季肥料利用率多低于20％，导致施用肥料中的绝大部分营养物质蓄积在土壤中，随地表径流和壤中流而流失，污染下游水体，造成水体富营养化。
[0003]土壤中氮、磷等养分元素随地表径流流失，不仅造成养分的浪费，而且进入下游水体会引起水体污染。因此，合理回收利用随地表径流流失的养分，重新将其施入脐橙园可以减少外源肥料的施用，有效降低脐橙种植施肥成本。另一方面，南方降雨具有季节性，脐橙不同生育期需水量存在明显差异。因此，将含有氮磷等养分元素的径流合理收集，利用灌溉系统重新回田，可以起到水资源和肥力回收效果。
[0004]当前，虽然有一些径流蓄积系统，配合植物篱和蓄水井来拦截积蓄雨水并应用于旱地耕作模式中。但是这些系统通常适合强度较小的径流拦截，对于暴雨径流无法实现良好的拦截功能。另一方面，选取的植物篱往往只考虑水土拦截效果，对于种植管理者缺少经济价值。因此，选择具有良好水土保持能力和较高经济价值的植物篱，构造一种适用降雨范围宽泛的径流拦截系统，对于降低丘陵地带水土流失和面源污染具有重要实践意义。同时，环境友好型的农林废弃物制环境修复材料在肥力回收方面有较好的使用效果，但是在丘陵区果园系统几乎很少用。因此，应用农林废弃物制环境修复材料于丘陵区果园系统对面源污染控制具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的问题是：提供一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统，首先，采用地菍作为植物篱，地菍是野牡丹科草本植物，根系细密而发达，常着生陡斜而瘦瘠的坡面，对土壤侵蚀量的降低效率高达97％，且具有较高的药用价值和经济价值；其次，本专利技术中的四道肥力拦截系统能够将一般的降雨径流和特大暴雨期的径流携带的污染物都拦截；最后，本专利技术可以起到水、肥资源循环利用的作用，取之于田返回于田。
[0006]本专利技术为解决上述问题所提供的技术方案为：一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统，包括
[0007]反坡阶地植物篱：先在丘陵坡地上构筑反坡阶地，同时在梯壁上部和反坡梯面交界处横向种植一条植物篱，拦截降雨坡面径流，其中，植物篱选用适合南方酸性红壤的地菍来构筑；地菍是野牡丹科草本植物，根系细密而发达，常着生陡斜而瘦瘠的坡面，对土壤侵蚀量的降低效率高达97％。另一方面，地菍根具有活血、止血、利湿、解毒之功效，具有较高
的药用价值和经济价值。本专利技术特选用一种适合于南方酸性红壤的地菍来构筑植物篱；
[0008]地埋式集水管道：在反坡梯面和梯壁下部交接处横向开挖沟渠，在沟渠内埋入预制好的横截面为U型的集水管道，其中，集水管道底部有竹节，每个竹节之间投放由10目纱网包装的生物质炭包，用于吸附径流中的氮磷，生物质炭包内的生物质炭由脐橙园废弃果木高温限氧裂解并经过镁盐改性而来，生物质炭包定期收集更换，作为生物质肥料重新投入脐橙种植系统，这是本专利技术的第一道肥力循环措施；
[0009]梯级提升井：梯级提升井由左右两个沉砂池、中间的集水井和水泵构成；出水管道经过地下先与梯级提升井的沉砂池相连接，然后再侧向连接中间的集水井，集水井的下部放置水泵，上部安装有水位监测系统，综合降雨情况和脐橙生长需水要求，灵活控制水泵的开关，将集水井中收集的富含氮磷的径流输送到坡顶集水池重复利用，这是本专利技术的第二道肥力循环措施；沉砂池里面的泥沙定期清淤收集后直接作为肥料给脐橙施用，这是本专利技术的第三道肥力循环措施；在集水井顶部靠近坡下的那面做一个V型开口，同时在V型开口下方沿着坡面埋设一系列的10目纱网包装的生物质炭包，生物质炭包定期更换并收集，作为生物质肥料重新投入脐橙种植系统，这是本专利技术的第四道肥力循环措施，主要在多雨季节发挥作用。
[0010]坡顶集水池：在脐橙园坡地顶部修筑集水池，用于储存梯级提升井输送过来的富含氮磷的径流；同时也可作为后续水肥一体化的配肥池来源；
[0011]坡顶水肥一体化配肥池：在集水池旁边修建有水肥一体化配肥池，专门用来配置液肥；配肥池所用水主要来自于坡顶集水池；
[0012]循环自流滴灌系统：依据脐橙不同生育期对水、肥需求，根据脐橙园位置合理布设滴灌系统，利用水重力自流灌溉，水和肥一体化施用，大大节约成本。
[0013]优选的，所述集水管道材料为塑料或者是水泥预制板，可自由拼接。
[0014]优选的，所述竹节高度占管道高度的1/5。
[0015]优选的，底部集水管道靠近脐橙果树的那一面有V型开口，开口部分由过滤网覆盖。
[0016]优选的，所述集水管道上方覆盖有井字型的方格拦挡，具有一定的硬度，能耐人为踩踏，也可阻止树叶或者砾石进入集水管道。
[0017]优选的，所述集水管道两侧底部分别连接有出水管道，出口处有过滤网。
[0018]优选的，根据脐橙园的大小和地形不同，提升井数量可灵活控制，一个提升井可接收多条梯带的径流汇集。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点是：本专利技术对脐橙园进行特殊的设计，布设相应的管道，将降雨径流收集起来，利用水泵提升到顶部集水池，根据脐橙不同生育期对水肥需求将收集雨水循环灌溉回用。本专利技术一方面可以有效控制脐橙园面源污染，另一方面可以对水、肥资源进行循环利用。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0021]图1是本专利技术的结构示意图；
[0022]图2是图1的俯视图；
[0023]图3是本专利技术的梯级提升井与坡顶集水池的示意图；
[0024]图4是集水井的俯视图。
[0025]附图标注：1、反坡阶地，2、脐橙树，3、植物篱，4、集水管道，5、方格拦挡，6、竹节，7、生物质炭包，8、沉砂池，9、泥沙，10、集水井，11、水泵，12、V型开口，13、坡顶集水池，14、水肥一体化配肥池，15、循环自流滴灌系统。
具体实施方式
[0026]以下将配合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0027]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0028]还应当理解，在此本专利技术实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于丘陵阶地面源污染控制及水肥资源循环利用系统，其特征在于：包括反坡阶地植物篱：先在丘陵坡地上构筑反坡阶地，在梯壁上部和反坡梯面交界处横向种植一条地菍植物篱，拦截降雨坡面径流；地埋式集水管道：在反坡梯面和梯壁下部交接处横向开挖沟渠，在沟渠内埋入预制好的横截面为U型的集水管道。其中，集水管道底部有竹节，每个竹节之间投放由10目纱网包装的生物质炭包，生物质炭由脐橙园废弃果木经高温限氧裂解镁盐改性而成。生物质炭包定期收集更换，回收的生物质炭包作为生物质肥料重新投入脐橙种植系统；梯级提升井：梯级提升井由左右两个沉砂池、中间的集水井和水泵构成；出水管道经过地下先与梯级提升井的沉砂池相连接，然后再侧向连接中间的集水井，集水井的下部放置水泵，集水井的上部安装有水位监测系统，综合降雨情况和脐橙生长需水要求，灵活控制水泵的开关，将集水井中收集的富含氮磷的径流输送到坡顶集水池重复利用；沉砂池里面的泥沙定期清淤收集后直接作为肥料给脐橙施用；在集水井顶部靠近坡下的那面做一个V型开口，同时在V型开口下方沿着坡面埋设一系列的10目纱网包装的生物质炭包，生物质炭包定期收集更换，作为生物质肥料重新投入脐橙种植系统；坡顶集水池：在脐橙园坡地顶部修筑坡顶集水池，用于储存梯级提升井输送过来的富含氮磷的径流；同时也可作为后续水肥一体化的配肥池来源；坡顶水肥一体化配肥池：在集水池...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜超，王宵君，姚锋先，纪玲玲，李松涛，陈永林，弥明言，温小珊，
申请(专利权)人：赣南师范大学，
类型：发明
国别省市：