CN108738453B - 基于稻田面源污染关键风险时期的田沟塘联合调控方法 - Google Patents

Abstract

基于稻田面源污染关键风险时期的田沟塘联合调控方法，其步骤为：1）确定灌排单元田沟塘水位联合调控关键时期为施肥7d内；2）明确基础数据，包括稻田、沟渠系统和塘系统的适宜水位范围、田埂高度、沟塘配比系数；3）依据雨情，分施肥7d内、施肥后7d后两个时段分别制定灌排单元田沟塘联合调控规则；4）在用户终端输入基础数据及设置初始值；5）用户终端依据天气预报及水位传感器采集的实时水位信息，向阀门控制器下达指令，有序实现田沟塘系统进水和排水。确保田沟塘系统在稻田氮磷流失关键风险时期低水位运行，有效减少稻田氮磷流失的同时，减少灌排水调控频率，调控针对性和主动性强、所需监测参数少、便于推广。

Description

基于稻田面源污染关键风险时期的田沟塘联合调控方法

技术领域

本发明涉及一种调控方法，更具体的说涉及基于稻田面源污染关键风险时期的田沟塘联合调控方法，属于农业面源污染控制、循环利用及节水灌溉技术领域。

背景技术

稻田氮磷流失是导致周边受纳水体富营养化的重要原因之一，施肥是导致水稻田面水浓度增加的重要驱动因素，在此期间降雨和人为排水大大增加了稻田氮磷流失风险。在水稻全生育期内，通常氮肥分多次施入(如基肥、分蘖肥、穗肥、粒肥)、磷肥作为基肥一次性施入；而在自然降雨、植物吸收、土壤吸附、渗漏、蒸发等多因素综合影响下，在水稻全生育期内田面水氮磷浓度呈现动态变化。目前，大量的单点研究表明，施肥后田面水氮磷浓度呈显著指数衰减，在7d后氮磷浓度可削减约80％；因此施肥后7d是稻田氮磷流失的高风险期，也是稻田面源污染防控的关键时期和最佳时期(金洁等，水稻田面水中氮磷素的动态特征研究[J]，农业环境科学学报，2005，24(2)：357-361；田玉华等，不同氮磷配合下稻田田面水的氮磷动态变化研究[J]，土壤，2006，38(6)：727-733；谢学俭等，不同磷水平处理对水稻田面水中磷氮浓度动态变化的影响[J]，安徽农业科学，2007，35(27)：8568-8570；施泽升等，洱海北部地区不同氮、磷处理对稻田田面水氮磷动态变化的影响[J]，农业环境科学学报，2013，32(4)：838-846)。

中国发明专利申请《一种调控稻田面源污染的节水控水智能管理方法》(申请号：201610428752.7)提出了一套智能化稻田节水控水管理方法；但是存在下面不足：以气象、水位和土壤墒情在线监测技术获取的田间水位、水分和气象数据作为稻田面源污染调控的依据，未考虑稻田在施肥等农艺措施下的水质变化规律，可能导致满足节水条件下的高浓度田面水外排现象。中国发明专利申请《田沟塘一体化联合调控稻田面源污染的方法》(申请号：201710605359.5)公开了一种田沟塘一体化联合调控稻田面源污染的方法，其依据水稻全生育期的径流水量水质耦合特征，结合现代测量技术、信息搜集传输技术和智能控制技术，实现稻田氮磷径流流失调控与循环利用；其不足之处在于：一方面，该方法调控时段为水稻全生育期，调控规则的制定未区别考虑稻田氮磷流失高风险期及其他大部分氮磷流失低风险期，一定程度上加大了灌排水调控频率；另一方面，调控依据同时包括多项水质和水位数据，对实时在线监测技术依赖较大，基于实时数据进行现场调控尤其对水质在线监测技术的准确性和时效性提出了更高要求，一定程度上将增加调控的被动性和不确定性。

发明内容

针对上述问题，本发明提出基于稻田面源污染关键风险时期的田沟塘联合调控方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：基于稻田面源污染关键风险时期的田沟塘联合调控方法，包括下面的步骤：步骤一，依据稻田氮磷流失的普遍规律，即每次施肥后氮磷浓度呈指数衰减、且7d为快速衰减关键时期，确定灌排单元田沟塘水位联合调控关键时期为施肥后7d内；步骤二，依据当地水稻品种、种植模式及灌溉标准，明确下列基础数据：稻田适宜水位H_1s、上限水位H_1max和下限水位H_1min，沟渠系统适宜水位H_2s、上限水位H_2max和下限水位H_2min，塘系统适宜水位H_3s、上限水位H_3max和下限水位H_3min，田埂高度h，灌排单元沟塘配比系数η，此处灌排单元沟塘配比系数η为稻田面积与沟塘面积之比，此处水位单位为mm；步骤三，依据雨情，分施肥后7d内、施肥后7d后两个时段分别制定灌排单元田沟塘联合调控规则；步骤四，在用户终端进行基础数据输入及初始值设置；步骤五，用户终端依据天气预报及水位传感器采集的实时水位信息，向阀门控制器下达指令，控制进水阀门、排水阀门和水泵的开或关，按照灌排单元田沟塘水量联合调控规则有序实现田沟塘系统的进水和排水，以自动实现对田沟塘水位的调控。

所述步骤三中的田沟塘水量联合调控规则为：灌排单元田沟塘水量按田-沟-塘的顺序逐级调控，施肥后7d内的田沟塘初始控制水位调节在施肥前完成，稻田小区田面水到达上限水位H_1max后经排水斗沟外排至排水沟，排水沟达到上限水位H_2max后外排至塘，塘达到上限水位H_3max后外排至受纳水体，具体包括：

a.施肥后7d内

在稻田小区，如无雨，则施肥后7d内田间控制水位范围为[H_1min，H_1s]，且7d内保持控制水位范围不变；如小雨，则降雨前田间控制水位范围为[H_1min，(H_1min+H_1s)/2]；如中雨及以上，则降雨前田间控制水位范围为[H_1min，H_1min+5]；降雨期间，田间水位调蓄上限为满足水稻正常生长所需的上限水位H_1max，当田间水位超出H_1max，则将田面水排放至沟渠；

在沟渠系统，如无雨，则施肥后7d内沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2s]，且7d内保持控制水位范围不变；如小雨，则降雨前沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2s-10*n*η]；如中雨及以上，则降雨前沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2s-50*n*η]，且在调控过程中，当H_2s-50*n*η≤H_2min时，则降雨前沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2min+5]；降雨期间，沟渠水位调蓄上限为维持沟渠生态系统稳定所需的上限水位H_2max，当沟渠水位超出H_2max，则将沟渠水排放至塘；

在塘系统，如无雨，则施肥后7d内塘控制水位范围为[H_3min，H_3s]，且7d内保持控制水位范围不变；如小雨，则降雨前塘控制水位范围为[H_3min，H_3s-10*n*η]；如中雨及以上，则塘控制水位范围为[H_3min，H_3s-50*n*η]，在调控过程中，当H_3s-50*n*η≤H_3min时，则塘控制水位范围为[H_3min，H_3min+5]；降雨期间，塘水位调蓄上限为维持塘生态系统稳定所需的上限水位H_3max，当塘水位超出H_3max，则将塘内的水经灌排单元出口外排至受纳水体；

其中，n为施肥后7d内天气预报报道的降雨天数，η为灌排单元沟塘配比，10mm和50mm分别为气象部门根据降水强度划分的小雨和大雨24h降雨量上限值；

b.施肥后7d后

施肥后7d后，田间水位范围控制在[H_1min，H_1max]，沟渠水位范围控制在[H_2min，H_2max]，塘水位范围控制在[H_3min，H_3max]。

所述步骤四中的基础数据包括水稻不同生育期的稻田适宜水位H_1s、上限水位H_1max和下限水位H_1min，沟渠系统适宜水位H_2s、上限水位H_2max和下限水位H_2min，塘系统适宜水位H_3s、上限水位H_3max和下限水位H_3min，田埂高度h，灌排单元沟塘配比系数η；所述的初始值设置包括：按步骤三中的灌排单元田沟塘联合调控规则分别设置施肥后7d内和施肥后7d后的田沟塘的控制水位；将稻田小区进水阀门的初始高度设置为田埂高度h，将稻田小区的排水阀门初始高度设置为上限水位H_1max，将排水沟的排水阀门初始高度设置为上限水位H_2max。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明依据稻田氮磷流失普遍规律，重点关注稻田氮磷浓度高的流失高风险期、而非全生育期，调控针对性和主动性提高。

2、本发明依据稻田田面水氮磷浓度变化衰减规律和不同时期的田沟塘生态需水要求，重点监测田沟塘水位，以田沟塘水位作为调控依据，大大降低对水质、土壤和气象在线监测的需求，简单高效，实用性强，便于推广。

3、本发明按雨情分级设置田沟塘联合调控规则，在确保最大限度降低稻田氮磷流失风险的前提下，减少灌排水的调控量和调控频率。

附图说明

图1是本发明中田沟塘联合调控系统结构示意图。

图中：稻田小区1，进水阀门2，排水阀门3，水位传感器4，信息采集模块5，用户终端6，水泵7，灌溉渠8，灌溉斗渠9，排水沟10，排水斗沟11，塘12，受纳水体13。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，基于稻田面源污染关键风险时期的田沟塘联合调控方法，其中所用的田沟塘联合调控系统包括多个水位传感器4、多个进水阀门2、多个排水阀门3、信息采集模块5、用户终端6、阀门控制器和水泵7，灌排单元主要由稻田、沟渠系统、塘系统、受纳水体13组成。所述的信息采集模块5分别与水位传感器4和用户终端6无线连接，所述的多个水位传感器4、多个进水阀门2、多个排水阀门3、用户终端6和水泵7分别与阀门控制器无线连接。所述的多个水位传感器4分别安装于代表性稻田小区1、排水沟10和塘12内，其主要用于采集水位信息，并将数据传输给信息采集模块5。所述的进水阀门2安装于稻田小区1进水口，即安装在稻田小区1与灌溉斗渠9连接处，进水阀门2用于控制稻田进水；进水阀门2选用升降式、顶端溢流方式过水的阀门，有利于减少进水和出水对土壤和田面水的扰动。所述的排水阀门3分别安装于稻田小区1出水口和排水沟10出水口；稻田小区1出水口即为稻田小区1与排水斗沟11连接处，用于控制稻田排水；排水沟10出水口即为排水沟10与塘12连接处，用于控制沟系统排水；排水阀门3选用升降式、顶端溢流方式过水的阀门，有利于减少进水和出水对土壤和田面水的扰动。所述的水泵7分别安装在塘12与灌溉渠8、塘12与受纳水体13连接处。所述的信息采集模块5用于接收水位传感器4采集的水位信息，并将数据传输给用户终端6。所述的用户终端6用于接收、存储并分析信息采集模块5传输的信息，进行实时监控，并对阀门控制器发送控制指令；也可通过关闭自动运行程序、对阀门控制器进行人工控制。所述的阀门控制器7用于接收用户终端6发送的控制指令，并依据指令控制进水阀门2和排水阀门3的电机动作。

参见图1，在稻田系统中，施肥是影响田面水氮磷浓度变化的重要人为因素，且施肥时间可知、可控，可作为稻田面源污染调控的重要依据；水量和水质共同影响稻田氮磷流失负荷，稻田面源污染调控必须同时考虑水量和水质两个因素。沟渠作为灌排单元的主要组成部分，同时具备控水和净化稻田径流的功能，因此，田沟塘联合可大大增加灌排单元面源污染调控能力。本田沟塘联合调控方法充分利用稻田氮磷浓度变化的普遍规律，针对“施肥后7d”这一稻田氮磷流失高风险期，在满足水稻正常生长、沟塘生态系统稳定的前提下，尽量确保田沟塘初始控制水位处于较低水平，为可能发生的稻田氮磷降雨径流流失提供最大的蓄水空间，降低稻田氮磷流失风险；具体包括下面的步骤：

步骤一，依据稻田氮磷流失的普遍规律，即每次施肥后氮磷浓度呈指数衰减、且7d为快速衰减关键时期，确定灌排单元田沟塘水位联合调控关键时期为施肥后7d内。

步骤二，依据当地水稻品种、种植模式及灌溉标准等信息，明确下列基础数据：维持水稻正常生长所需的稻田适宜水位H_1s、上限水位H_1max和下限水位H_1min；维持沟渠生态系统稳定所需的沟渠系统适宜水位H_2s、上限水位H_2max和下限水位H_2min；维持塘生态系统稳定所需的塘系统适宜水位H_3s、上限水位H_3max和下限水位H_3min；田埂高度h和灌排单元沟塘配比系数η。此处灌排单元沟塘配比系数η为稻田面积与沟塘面积之比，此处水位单位为mm。

步骤三，依据雨情，分施肥后7d内、施肥后7d后两个时段分别制定灌排单元田沟塘联合调控规则。

具体的，所述步骤三中的田沟塘水量联合调控规则为：灌排单元田沟塘水量按田-沟-塘的顺序逐级调控，施肥后7d内的田沟塘初始控制水位调节在施肥前完成，稻田小区1田面水到达上限水位H_1max后经排水斗沟11外排至排水沟10，排水沟10达到上限水位H_2max后外排至塘12，塘12达到上限水位H_3max后外排至受纳水体13。即具体分关键风险时期(施肥后7d内)和非关键风险时期(施肥后7d后)2个时段调控，具体包括：

a.施肥后7d内

在稻田小区1，如无雨，则施肥后7d内田间控制水位范围为[H_1min，H_1s]，且7d内保持控制水位范围不变；如小雨，则降雨前田间控制水位范围为[H_1min，(H_1min+H_1s)/2]；如中雨及以上，则降雨前田间控制水位范围为[H_1min，H_1min+5]；降雨期间，田间水位调蓄上限为满足水稻正常生长所需的上限水位H_1max，当田间水位超出H_1max，则将田面水排放至沟渠。

在沟渠系统，如无雨，则施肥后7d内沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2s]，且7d内保持控制水位范围不变；如小雨，则降雨前沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2s-10*n*η]；如中雨及以上，则降雨前沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2s-50*n*η]，且在调控过程中，当H_2s-50*n*η≤H_2min时，则降雨前沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2min+5]；降雨期间，沟渠水位调蓄上限为维持沟渠生态系统稳定所需的上限水位H_2max，当沟渠水位超出H_2max，则将沟渠水排放至塘。

在塘系统，如无雨，则施肥后7d内塘控制水位范围为[H_3min，H_3s]，且7d内保持控制水位范围不变；如小雨，则降雨前塘控制水位范围为[H_3min，H_3s-10*n*η]；如中雨及以上，则塘控制水位范围为[H_3min，H_3s-50*n*η]，在调控过程中，当H_3s-50*n*η≤H_3min时，则塘控制水位范围为[H_3min，H_3min+5]；降雨期间，塘水位调蓄上限为维持塘生态系统稳定所需的上限水位H_3max，当塘水位超出H_3max，则将塘内的水经灌排单元出口外排至受纳水体13。

其中，n为施肥后7d内天气预报报道的降雨天数，η为灌排单元沟塘配比，10mm和50mm分别为气象部门根据降水强度划分的小雨和大雨24h降雨量上限值。

b.施肥后7d后

施肥后7d后，田间水位范围控制在[H_1mix，H_1max]，沟渠水位范围控制在[H_2mix，H_2max]，塘水位范围控制在[H_3mix，H_3max]。

步骤四，在用户终端6进行基础数据输入及初始值设置。

具体的，所述步骤四中的基础数据包括水稻不同生育期的稻田适宜水位H_1s、上限水位H_1max和下限水位H_1min，沟渠系统适宜水位H_2s、上限水位H_2max和下限水位H_2min，塘系统适宜水位H_3s、上限水位H_3max和下限水位H_3min，田埂高度h，灌排单元沟塘配比系数η；所述的初始值设置包括：按步骤三中的灌排单元田沟塘联合调控规则分别设置施肥后7d内和施肥后7d后的田沟塘的控制水位；将稻田小区进水阀门2的初始高度设置为田埂高度h，将稻田小区1的排水阀门3初始高度设置为上限水位H_1max，将排水沟10的排水阀门3初始高度设置为上限水位H_2max。

步骤五，用户终端6依据天气预报及水位传感器4采集的实时水位信息，向阀门控制器下达指令，控制进水阀门2、排水阀门3和水泵7的开或关，按照灌排单元田沟塘水量联合调控规则有序实现田沟塘系统的进水和排水，以自动实现对田沟塘水位的调控。具体为：施肥后7d内，初始状态下将各排水阀门3分别调控至H_1max、H_2max、H_3max，当稻田小区1水位H₁≥H_1max时，田间多余径流经排水斗沟11外排至排水沟10内；当排水沟10水位H₂≥H_2max时，多余径流排至塘12内；当末端塘系统水位H₃≤H_3max时，实现灌排单元田沟塘系统氮磷零排放及后续沟塘系统所贮存雨水的循环利用；当末端塘系统水位H₃＞H_3max时，将多余径流外排至受纳水体13。施肥后7d后，将田、沟、塘各部分水位分别控制在相应生育期内的[H_1min，H_1max]、[H_2min，H_2max]、[H_3min，H_3max]范围内。

本方法依据水稻全生育期内田面水氮磷浓度对施肥的普遍响应规律，重点关注施肥后的氮磷高浓度时期，通过水位调节简单高效地实现田沟塘联合调控，达到降低稻田氮磷流失风险、提高氮磷利用率、保护周边水体环境等多重目标。

同时，在以小农经营为主、自动化条件尚不具备的地区，可分别依据上述单次施肥后7d内、施肥后7d后的田沟塘联合调控规则部分或全部实行人工调控，如人工手动监测田沟塘水位以及调控进水阀门2、排水阀门3和水泵7。且针对不同雨情下的田沟塘联合调控规则，本方法也适用于水稻生育期内的人工排水情况；也同样适用于其他类型的具有调蓄能力的灌排单元，如无塘系统的田沟模式灌排单元等。若稻田氮磷流失的关键控制时期不局限于施肥后7d，可根据当地实际氮磷流失关键时期进行调整。

实施例一：

实际试验中，本发明人以下面稻田灌排单元进行联合调控，通过监测发现，该区域稻田田面水TN、TP浓度变化符合氮磷流失普遍规律，即“施肥后氮磷浓度呈指数衰减、且在7d内浓度衰减约80％”，因此设施肥后7d内为田沟塘水量调控关键时期，以稻田小区1、排水沟10、塘12的水位为监控对象，无需监控水质。该区域内，氮肥在泡田期、分蘖期和拔节孕穗期分别作为基肥、分蘖肥和穗肥分3次施入，磷肥在泡田期作为基肥一次性施入。

将该区域基础数据输入用户终端6，主要包括：田埂高度h＝30cm，灌排单元沟塘配比系数η＝5，该区域水稻全生育期中各生育期的田沟塘水分管理标准见表1：

表1田沟塘全生育期水稻水分管理标准单位：mm

备注：*表示土壤含水率

用户终端6依据天气预报、水位监测结果及田沟塘联合调控规则，给阀门控制器下达指令，自动控制进水阀门2、排水阀门3和水泵7的电机动作，以施分蘖肥为例，则调控参数按分蘖期水稻水分管理标准计算。该区域沟渠和塘无适宜水位统计数据，近似按H_2s＝(H_2min+H_2max)/2、H_3s＝(H_3min+H_3max)/2计算，分别为325mm、1000mm。

在施肥前，按施肥后7d内田沟塘调控规则分别对田间、沟、塘初始控制水位进行调控：如施肥后7d内无雨，依据施肥后7d内的田沟塘联合调控规则，调节稻田小区1、排水沟10和排水斗沟11、塘初始控制水位分别在[10，30]、[150，325]、[500，1000]范围内，并在施肥后7d内保持控制水位范围不变。如施肥后7d内小雨、且预计下雨2d，依据施肥后7d内的田沟塘联合调控规则，调节稻田小区、排水沟10和排水斗沟11、塘初始控制水位分别在[10，20]、[150，225]、[500，900]范围内，并在降雨前保持控制水位范围不变，为可能发生的降雨预留足够的调蓄空间。施肥后7d内，降雨过程中田沟塘水位上限分别为50mm、500mm、1500mm，充分利用田沟塘系统贮存暴雨径流，最大限度降低稻田氮磷流失负荷：当稻田小区1水位H₁≥50mm时，打开田间排水阀门3，将多余田面水排放至排水斗沟11和排水沟10；当排水沟10水位H₂≥500mm时，将排水沟10内多余径流排放至塘12；当塘12水位H₃≤1500mm时，可以实现稻田系统氮磷零排放及排水循环利用；当末端塘12水位H₃＞1500mm时，开启连接塘与受纳水体13的水泵7，将多余径流外排至周边受纳水体13，最大限度降低稻田面源污染对周边受纳水体13的影响。

施肥后7d后，稻田氮磷浓度大大降低、流失风险相对较低，通过调控稻田系统进水阀门2、排水阀门3和水泵7，田沟塘各部分水位分别控制在分蘖期内的[10，50]、[150，500]、[500，1500]范围内。

其他生育期调控方法及参数计算同分蘖期。

因此，本发明依据区域水稻全生育期内田面水氮磷浓度对施肥的普遍响应规律，明确稻田氮磷流失高风险期为施肥后7d内，并将施肥后7d作为稻田面源污染防治的关键时期，通过水位调节简单高效地实现田沟塘联合调控，在满足水稻正常生长和沟塘生态系统稳定的前提下实现高风险期内低水位运行、最大限度预留稻田灌排单元蓄水空间，从而达到最大限度截留稻田高浓度径流、提高氮磷利用率和保护受纳水体13环境等多重目标。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.基于稻田面源污染关键风险时期的田沟塘联合调控方法，其特征在于，包括下面的步骤：

步骤一，依据稻田氮磷流失的普遍规律，即每次施肥后氮磷浓度呈指数衰减、且7d为快速衰减关键时期，确定灌排单元田沟塘水位联合调控关键时期为施肥后7d内；

步骤二，依据当地水稻品种、种植模式及灌溉标准，明确下列基础数据：稻田适宜水位H_1s、上限水位H_1max和下限水位H_1min，沟渠系统适宜水位H_2s、上限水位H_2max和下限水位H_2min，塘系统适宜水位H_3s、上限水位H_3max和下限水位H_3min，田埂高度h，灌排单元沟塘配比系数η，此处灌排单元沟塘配比系数η为稻田面积与沟塘面积之比，此处水位单位为mm；

步骤三，依据雨情，分施肥后7d内、施肥后7d后两个时段分别制定灌排单元田沟塘联合调控规则；该步骤中的田沟塘联合调控规则为：灌排单元田沟塘水量按田-沟-塘的顺序逐级调控，施肥后7d内的田沟塘初始控制水位调节在施肥前完成，稻田小区（1）田面水到达上限水位H_1max后经排水斗沟（11）外排至排水沟（10），排水沟（10）达到上限水位H_2max后外排至塘（12），塘（12）达到上限水位H_3max后外排至受纳水体（13），具体包括：

a. 施肥后7d内

在稻田小区（1），如无雨，则施肥后7d内田间控制水位范围为[H_1min，H_1s]，且7d内保持控制水位范围不变；如小雨，则降雨前田间控制水位范围为[H_1min，(H_1min+H_1s)/2]；如中雨及以上，则降雨前田间控制水位范围为[H_1min，H_1min+5]；降雨期间，田间水位调蓄上限为满足水稻正常生长所需的上限水位H_1max，当田间水位超出H_1max，则将田面水排放至沟渠；

在沟渠系统，如无雨，则施肥后7d内沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2s]，且7d内保持控制水位范围不变；如小雨，则降雨前沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2s-10*n*η]；如中雨及以上，则降雨前沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2s-50*n*η]，且在调控过程中，当H_2s-50*n*η≤H_2min时，则降雨前沟渠控制水位范围为[H_2min，H_2min+5]；降雨期间，沟渠水位调蓄上限为维持沟渠生态系统稳定所需的上限水位H_2max，当沟渠水位超出H_2max，则将沟渠水排放至塘；

在塘系统，如无雨，则施肥后7d内塘控制水位范围为[H_3min，H_3s]，且7d内保持控制水位范围不变；如小雨，则降雨前塘控制水位范围为[H_3min，H_3s-10*n*η]；如中雨及以上，则塘控制水位范围为[H_3min，H_3s-50*n*η]，在调控过程中，当H_3s-50*n*η≤H_3min时，则塘控制水位范围为[H_3min，H_3min+5]；降雨期间，塘水位调蓄上限为维持塘生态系统稳定所需的上限水位H_3max，当塘水位超出H_3max，则将塘内的水经灌排单元出口外排至受纳水体（13）；

其中，n为施肥后7d内天气预报报道的降雨天数，η为灌排单元沟塘配比系数，10mm和50mm分别为气象部门根据降水强度划分的小雨和大雨24h降雨量上限值；

b. 施肥后7d后

施肥后7d后，田间水位范围控制在[H_1mix，H_1max]，沟渠水位范围控制在[H_2mix，H_2max]，塘水位范围控制在[H_3mix，H_3max]；

步骤四，在用户终端（6）进行基础数据输入及初始值设置；

步骤五，用户终端（6）依据天气预报及水位传感器（4）采集的实时水位信息，向阀门控制器下达指令，控制进水阀门、排水阀门和水泵（7）的开或关，按照灌排单元田沟塘联合调控规则有序实现田沟塘系统的进水和排水，以自动实现对田沟塘水位的调控。

2.根据权利要求1所述的基于稻田面源污染关键风险时期的田沟塘联合调控方法，其特征在于，所述步骤四中的基础数据包括水稻不同生育期的稻田适宜水位H_1s、上限水位H_1max和下限水位H_1min，沟渠系统适宜水位H_2s、上限水位H_2max和下限水位H_2min，塘系统适宜水位H_3s、上限水位H_3max和下限水位H_3min，田埂高度h，灌排单元沟塘配比系数η；

所述的初始值设置包括：按步骤三中的灌排单元田沟塘联合调控规则分别设置施肥后7d内和施肥后7d后的田沟塘的控制水位；将稻田小区（1）进水阀门的初始高度设置为田埂高度h，将稻田小区（1）的排水阀门初始高度设置为上限水位H_1max，将排水沟（10）的排水阀门初始高度设置为上限水位H_2max。

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