防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置及其使用方法

技术领域

本发明属于防污治理技术领域，具体涉及防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置，还涉及防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置的使用方法。

背景技术

梯田是在在丘陵山坡地上沿等高线方向修筑的条状阶台式或波浪式断面的田地。而下水田稻田，即稻田位于灌溉水的下方，直接通过开渠放水，无需使用电力或其它进行抽水灌溉。在贵州等高原或山地的临河区域，土壤肥沃、水源充足，开垦出了大量的优质稻田。由于存在天然的海拔差异，稻田呈现一层层的梯田状；同时因为灌溉需要，利用海拔高差在部分稻田的上方建设了大量的水利工程，进而将河水引入了水利工程中，以满足稻田灌溉的需求。

在下水田中，由于水源丰富且可随取随用，加上现在农村地区年轻人口流失，稻田缺乏精细化管理，大量的下水田选择常流式灌溉方式(灌溉水不间断注入，通过设置的平水渠进行泄流)。常流式灌溉减轻了稻田灌溉的人力，但加重了稻田污染物对水环境的危害。特别是水稻生长期间，杂草、稻飞虱、纹枯病等病虫害、草害不断，大量的化学农药被使用其中。在常流式灌溉模式下，灌溉水不停的注入稻田，施用的农药随田水通过平水渠进入下一块稻田，最终进入河流。在水稻登记用药中，乙氧氟草醚、咪鲜胺、阿维菌素等对水生生物具有高毒或剧毒，直接通过平水渠流入的农药历时时间短、浓度高，对水生态系统的危害大。因此，迫切需求一种方法减轻田水溢出造成的环境风险。

目前，减轻田水溢出造成的环境风险主要有两种方式，减少田水的溢出和降低水体中的污染物浓度，添加外源性微生物或其它制剂降解农药、使用设备或植物等吸附农药是常用的方法。本发明通过研究设备控制调节稻田水位和灌溉水的注入，从而达到减少田水溢出的目的，对减轻下水田农药暴露对水生态系统的危害意义重大。

发明内容

本发明通过提供防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置，减少或直接控制最下侧的下水田的田水溢出，从而使得蕴含农药的田水对流域水环境的危害得以杜绝，同时也能保证每块稻田中水位的正常，从而保证水稻正常生长，本发明还提供了防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置的使用方法，具体方案如下：

防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置，包括设置在下稻田土壤上且靠近上稻田田坎的底座，所述底座与上稻田平行，所述底座相对两侧均竖直向上设有立柱，两立柱间水平设有可在其上上下滑动的支撑杆，两立柱一侧上还连接有支撑架，所述支撑架上设有一与支撑杆相平行的固定销，所述上稻田的田埂上埋设有一中空盒体，所述支撑架与盒体间设有连接块，所述盒体一侧水平设有一与上稻田内土壤上方相连通的进水管，相对的另一侧开设有出水口，所述盒体内部相对两侧间设有可在其上上下滑动且可阻断水流的升降板，所述支撑杆和固定销上转动连接有一第一连杆，第一连杆一端端部可带动升降板升降，另一端端部竖直向下连接有第二连杆，第二连杆底端端部连接有中空浮件，所述出水口侧盒体上竖直开设有适于第一连杆上下摆动的长条形的槽。

进一步，所述立柱和第二连杆均为长度可调节的伸缩杆，所述伸缩杆包括套管和位于套管中的内杆，所述套管上端上设有销孔，所述内杆上沿其长度方向均匀间隔设有定位孔，所述套管与内杆间由销杆插入定位孔和销孔限位。

进一步，两立柱相对侧的侧壁上均竖直开设有长条型的第一滑槽，两第一滑槽内均设有可在其内滑动的滑块，所述支撑杆两端分别与两滑块相连。

进一步，两滑块背离支撑杆一侧对应的立柱上均竖直开设有条形槽，两滑块背离支撑杆一侧的侧壁上均设有滚轮安装架，两滚轮安装架上均安装有适于在条形槽滑动的滚轮。

进一步，所述升降板朝向出水口一侧水平设有顶板，且顶板底面沿出水口方向开设有第二滑槽，第一连杆远离第二连杆一端端部竖直向上连接有顶块，且顶块顶端大小适于第二滑槽宽度，所述出水口出固定连接有一排水管，所述排水管上由一支架连接在立柱上。

进一步，所述底座上沿其长度方向均匀间隔竖直向下开设有若干通孔，若干通孔内均设有可钉于下稻田土壤的固定锥。

进一步，两立柱上均设有定位安装架，两定位安装架上均水平设有可在其上移动的且可钉于上稻田田坎上的长条型定位块。

再进一步，所述定位安装架为U型且其相对侧分别由螺钉固定在立柱上，所述定位安装架上水平设有通槽，所述定位块滑动设于通槽中。

更进一步，所述盒体内内壁竖直设有U型槽，所述升降板上下滑动设于U型槽内。

防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：首先将盒体水平埋设在上稻田的田埂内，且盒体位于下稻田一侧裸露在上稻田田坎外侧，埋设盒体时需注意进水管的位置，进水管的进水端底端应与上稻田水位设定值保持一致；

步骤二：再将底座置于下稻田土壤上且靠近上稻田田坎底端；

步骤三：完成步骤二后再将固定锥从底座上的通孔中钉入下稻田土壤内，使底座固定于下稻田土壤上；

步骤四：完成步骤三后将两立柱上对应的两长条型定位块钉进上稻田田坎内，使两立柱得以固定；

步骤五：完成步骤四后调整伸缩杆的高度，保证第一连杆上的顶块顶端与顶板上的第二滑槽相抵靠，且顶块与升降板的一侧也相抵靠，以及浮件置于下稻田水位设定值上；

步骤六：完成以上步骤后，按步骤一到步骤五的方式在梯田最上一块稻田里侧安装本装置，此时进水管12进水端端部与水源相连。

本发明的有益效果是：

1.本发明的防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置，通过设置的升降板及其上的顶板、第一连杆及其上的顶块、第二连杆及其上的中空浮件和分别与第一连杆转动连接的固定销以及支撑杆，当下稻田中水位低于设定值时，中空浮件沿下稻田水位方向移动，此时第一连杆在固定销上进行转动，从而使得第一连杆端部上的顶块向上移动，进而使得顶块顶住顶板向上移动，再而使得升降板底端逐渐远离进水管底端，至此上稻田中的田水通过进水管流进下稻田中，当下稻田田水逐渐往上升直至达到设定值的过程中，浮件随着水位逐渐往上升，当下稻田水位达到设定值时升降板正好堵住进水管排水口，使得下稻田中的田水不会因上稻田田水源源不断注入而增加，从而使得下稻田中的田水不会从其排水口溢出，进而含有农药的田水不会从最下侧的稻田中流入附近水流域中，避免了对流域水环境的污染；

2.通过将立柱和第二连杆设置成伸缩杆，即设置成套管和内杆的形式，而套管与内杆间又由销杆进行限位，至此保证立柱和第二连杆得以调整高度，从而使得该装置适用于任何上稻田与下稻田的高度。

附图说明

图1为本发明下稻田水位处于设定值时结构示意图。

图2为本发明下稻田水位灌溉时结构示意图。

图3为图2中A部放大图。

图4和图5为本发明的局部结构示意图。

图6为图5中B部放大图。

图7为本发明的局部结构示意图。

图8为本发明中定位安装架和定位块结构示意图。

图9为本发明中支撑杆及其两端结构示意图。

图10为本发明中盒体内部局部结构示意图。

其中：1-下稻田，2-上稻田，3-田坎，4-抵座，5-立柱，6-支撑杆，7-支撑架，8-固定销，9-田埂，10-盒体，11-连接块，12-进水管，13-升降板，14-第一连杆，15-第二连杆，16-浮件，17-条形的槽，18-销杆，19-滑块，20-滚轮安装架，21-滚轮，22-顶板，23-顶块，24-排水管，25-支架，26-固定锥，27-定位安装架，28-定位块，29-通槽，30-U型槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参阅图1-10，防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置，包括设置在下稻田1土壤上且靠近上稻田2田坎3的底座4，底座4与上稻田2平行设置，底座4相对两侧均竖直向上设有立柱5，两立柱5间水平设有可在其上上下滑动的支撑杆6，两立柱5一侧上还连接有支撑架7且为上稻田2一侧，支撑架7上设有一与支撑杆6相平行的固定销8，上稻田2的田埂9上埋设有一中空盒体10，支撑架7与盒体10间设有连接块11，便于支撑架与盒体10间的固定，盒体10一侧水平设有一与上稻田2内土壤上方相连通的进水管12且进水管12进水端最低端与上稻田2水位设定值相合，相对的另一侧开设有出水口，盒体10内部相对两侧间设有可在其上上下滑动且可阻断水流的升降板13，升降板13应为具有一定重量，即升降板13的重量必须保证在进水管12排水过程中可自由落下，支撑杆6和固定销8上转动连接有一第一连杆14，第一连杆14一端端部可带动升降板13升降，另一端端部竖直向下连接有第二连杆15，第二连杆15底端端部连接有中空浮件16，中空浮件16可为圆形也可为方形结构，出水口侧盒体10上竖直开设有适于第一连杆14上下摆动的长条形的槽17，便于在第一连杆14上升或下落时的通过。

立柱5和第二连杆15均为长度可调节的伸缩杆，伸缩杆包括套管和位于套管中的内杆，套管上端上设有销孔，内杆上沿其长度方向均匀间隔设有定位孔，套管与内杆间由销杆18插入定位孔和销孔限位，保证立柱5和第二连杆15得以调整高度，从而使得该装置适用于任何上稻田2与下稻田1的高度。

两立柱5相对侧的侧壁上均竖直开设有长条型的第一滑槽，两第一滑槽内均设有可在其内滑动的滑块19，支撑杆6两端分别与两滑块19相连，防止在第一连杆14上升或下降时左右摆动。

两滑块19背离支撑杆6一侧对应的立柱5上均竖直开设有条形槽，两滑块19背离支撑杆6一侧的侧壁上均设有滚轮安装架20，两滚轮安装架20上均安装有适于在条形槽滑动的滚轮21，滚轮21的设置便于减少摩擦力。

优选的升降板13朝向出水口一侧水平设有顶板22，且顶板22底面沿出水口方向开设有第二滑槽，第一连杆14远离第二连杆15一端端部竖直向上连接有顶块23，且顶块23顶端大小适于第二滑槽宽度，出水口出固定连接有一排水管24，排水管24上由一支架25连接在立柱5上。

底座4上沿其长度方向均匀间隔竖直向下开设有若干通孔，若干通孔内均设有可钉于下稻田1土壤的固定锥26，固定锥26可设置较长的长度，保证底座4在下稻田1土壤上得以固定，进而保证整体装置的稳固性。

两立柱5上均设有定位安装架27，两定位安装架27上均水平设有可在其上移动的且可钉于上稻田2田坎3上的长条型定位块28，两定位安装架27可拆卸设置在对应的两套管上，底座4及其上的固定锥26安装好后，将两定位块28钉进上稻田2的田坎3内，使得保证两立柱5不会左右晃动，进一步保证本装置的稳固性，使得该装置得以正常运行。

优选的定位安装架27为U型且其相对侧分别由螺钉固定在立柱5上，定位安装架27上水平设有通槽29，定位块28滑动设于通槽29中。

优选的盒体10内内壁竖直设有U型槽30，升降板13上下滑动设于U型槽30内。

防止梯田施用农药对流域水环境污染的装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：首先将盒体10水平埋设在上稻田2的田埂9内，且盒体10位于下稻田1一侧的一部分裸露在上稻田2的田埂9外侧，埋设盒体10时需注意进水管12的位置，进水管12的进水端底端应与上稻田2水位设定值保持一致；

步骤二：找准位置后再将底座4置于下稻田1土壤上且靠近上稻田2田坎3底端，放置底座4时应将其置于下稻田1较为硬质的土壤上；

步骤三：完成步骤二后再将固定锥26从底座4上的通孔中钉入下稻田1土壤内，使底座4固定于下稻田1土壤；

步骤四：完成步骤三后将两立柱5上对应的两长条型定位块28钉进上稻田2田坎3内，使两立柱5得以固定于田坎3内；

步骤五：完成步骤四后调整立柱5和第二连杆15的高度，保证第一连杆14上的顶块23顶端与顶板22上的第二滑槽相抵靠，且顶块23与升降板13的一侧也相抵靠，以及浮件16置于下稻田1水位设定值上；

步骤六：完成以上步骤后，按步骤一到步骤五的方式在梯田最上一块稻田里侧安装本装置，此时进水管12进水端端部与水源相连。

本发明装置工作原理：当下稻田中水位低于设定值时，中空浮件16沿下稻田1水位方向移动，即浮件16向下逐渐移动，此时第一连杆14在固定销8和支撑杆6上进行转动，从而使得第一连杆14端部上的顶块23向上移动，进而使得顶块23顶住顶板22向上移动，进而使得升降板13底端逐渐远离进水管12底端，至此上稻田2中的田水通过进水管12流进下稻田1中，当下稻田1田水逐渐往上升直至达到设定值的过程中，浮件16会随着下稻田1水位逐渐往上升，当下稻田1水位达到设定值时升降板13正好堵住进水管12排水口，使得下稻田1中的田水不会因上稻田2田水源源不断注入而增加，从而使得下稻田1中的田水不会从其排水口溢出，进而保证了含有农药的田水不会从最下侧的稻田中流入附近水流域中，避免了对流域水环境的污染。

另外，梯田中最上侧的稻田中水位低于设定值时，中空浮件16沿下稻田1水位方向移动，即浮件16向下逐渐移动，此时第一连杆14在固定销8和支撑杆6上进行转动，从而使得第一连杆14端部上的顶块23向上移动，进而使得顶块23顶住顶板22向上移动，进而使得升降板13底端逐渐远离进水管12底端，至此水源出的水通过进水管12流进下稻田1中，当下稻田1田水逐渐往上升直至达到设定值的过程中，浮件16会随着下稻田1水位逐渐往上升，当下稻田1水位达到设定值时升降板13正好堵住进水管12排水口，至此完成田水灌入。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。