节水防污型农田水利系统方案设计
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摘要:我国传统的水利灌排模式及粗放型水稻种植方式，未经任何处理的稻田由于排水携带高浓度的化学元素直接流入河流中，引起水质极度恶化，造成水稻区严重感染。基于对农业的基本状况研究，构建“四道防线”水田防污系统，经试验验证其化学排放量急速下降，净化效果十分显著。“四道防线”水田防污系统不仅丰富了农业面污染治理方案和措施，更对我国南方污染区域的治理具有极大的参考价值。
关键词:农业污染；“四道放线”；面源污染
近年来，农业化程度不断提高，我国农业生产面对的重大威胁就是废水污染。我国相关排水报告显示，自2007年以来，由农业形成的化学品物质排放量占总排放量的比重较大。农业面临的污染中，种植业的化学物质流失量占总流失量的30%左右，农业源的不断污染使得我国现代农业发展受到巨大的制约。正因如此，开展农业污染物消减研究对于削减农业污染有极大的意义。而国内外农业学者对农业污染源的治理进行了大量的研究，如在水稻节水减污研究中提出了在间歇淹水和薄浅湿晒模式下，铵态氮流失量分别减少了21.4%和27.7%。但是已有研究较为单一。因此，“四道防线”的提出对降低农田水利污染有很大的帮助，为了更进一步验证其实用性及结构模式，该文对其进行详细的分析。
1“四道防线”系统的运作模式
“四道防线”分为4步，第一道防线是由上游的灌溉水源对田间水肥的综合调控，第二道防线指的是田间草沟的作用，第三道防线是湿地的作用，第四道防线指的是骨干生态沟以及下游灌区和河流的相互作用，4道防线进行科学的协同运行和综合治理，才能发挥其治理水污染的最佳作用[1]。
2“四道防线”节水控污的理论
2.1第一道防线：田间水利的综合调控
我国的化肥及农药的使用量较大，并且利用比例不高，氮肥的利用率普遍未能超过50%，农药使用率只有5%，作为从源头上减少污染物排放的管理措施，田间的水肥调控通过3种方式进行，减少排入水体农用水量，与传统的灌溉技术相比，浅湿灌同间隙灌与后期污水曾灌溉的用水量都可分别降低8%～19%、13%～25%与30%～50%，在很多情况下最大节水应控制在20%～30%。并且摸、稻田节水的浇溉减少了氮和磷成分的流失，根据统计流失的氮和磷化学成分的负荷减少的幅度达到了20%～40%。不仅减少了化肥随水分流失这一问题，同时从根本上达成了面源污染排放的这一根本目标。
2.2第二道防线：田间沟渠
草沟指的是有机野生植物的地下排水系统。稻田中排出的氮气和磷成分的污染率先进入草地或者沟里，经过植物本身的过滤作用和排放作用，氮、磷等化学成分得到很大程度上的去除，做到了养分的充分再次利用，减少了水中污染物的存在。草沟对若干种化学物质皆达到了不同程度的清除效果，总磷和总氮的去除率达到了51.6%～37.8%。
2.3第三道防线：湿地
其在20世纪70年代就被人发展起来，运用于生态处理上。作为一项新技术，其优点在于能够很好地去除污物和恢复生态系统，成本并不高，算是相当物美价廉的生态处理系统[2]。其在生态上的广泛运用使得其发展前景无限好。湿地的主要主要是湿地基质、水生植被以及微生物的科学化相互作用而达到去除面源污染物的实际效用。水生植被是湿地的核心，经研究表明，湿地中的植被对化学物质有极高的吸收能力，以常见的氮和磷去除率为例，其去除率竟高达59.1%和62.8%。其余研究发现，湿地对铵态氮的去除率达到了56.76%。在对其他地域的研究发现，湿地在农间排水使湿地的氮成分降低至了35%～52%，磷总比下降27%～35%。因此，湿地在净化方面有极高的效用。
2.4第四道防线：骨干生态沟
这条防线是通过对沟渠的生态改变和性能的强化，利用科学的多重作用对农业面源的化学物质进行净化及处理，达到消除化学物的作用，使得沟渠中的植被起到控制水流的流速和吸收养分的作用，增加水体的净化度。该防线对面源排水中氮气和铵态氮的去除效果良好，某研究地的平均去除达到了54.5%和43.7%。在一组人选样调查中，研究一段350m的排水沟渠在下雨后对氮气和磷的去除效果，事实证明前者的去除率达到了40%～70%，后者的去除率达到了20%～80%，这条防线很明显更加提高了对化学物质的去除效果。
3结语
稻田面源的“四条防线”治理清除系统，不但丰富了对污染物处理的理论内容，并且对水稻节灌溉理论体系的发展有着贡献性作用，其对保护环境及水域有着实质性的帮助和技术性的成效，其具有非常高的实践理论价值，对我国部分南方水稻灌区面源污染具有相当重要的意义。
参考文献
[1]万玉文，茆智.节水防污型农田水利系统构建及其效果分析[J].农业工程学报，2015（3）：137-145.
[2]陈雷.关于水利发展与改革若干问题的思考[J].中国水利，2007（22）：1-14.
作者：李凤玲 单位：内蒙古兴安盟阿尔山市天池镇农牧林水服务中心
