城郊高效安全節(jié)水灌溉技術(shù)集成與典型示范

李久生，栗巖峰，王 軍

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100048）

“城郊高效安全節(jié)水灌溉技術(shù)集成與典型示范”（項(xiàng)目編號(hào)：2016YFC0403100）是國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“水資源高效開(kāi)發(fā)利用”專項(xiàng)在農(nóng)業(yè)節(jié)水領(lǐng)域首批啟動(dòng)項(xiàng)目，實(shí)施期間為2016年7月至2020年12月，專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)500萬(wàn)元。該項(xiàng)目由中國(guó)水利水電科學(xué)研究院主持，北京水科學(xué)技術(shù)研究院、北京市農(nóng)林科學(xué)院、北京市大興區(qū)人民政府節(jié)水辦公室、中灌潤(rùn)華水務(wù)科技發(fā)展（北京）有限公司等4家單位參與，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水利研究所李久生研究員。

城郊區(qū)是我國(guó)農(nóng)副產(chǎn)品的主要生產(chǎn)基地，也是城市生態(tài)功能區(qū)的主體，農(nóng)業(yè)灌溉用水與生活和工業(yè)用水之間的水資源配置結(jié)構(gòu)性矛盾突出，由此引發(fā)的水安全和生態(tài)安全問(wèn)題已成為制約城郊區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要瓶頸。當(dāng)前，城郊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展正面臨著種植結(jié)構(gòu)多元化、水源多樣化、經(jīng)營(yíng)方式集約化的新形勢(shì)，瞄準(zhǔn)制約節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，著力解決技術(shù)適用性不強(qiáng)、集成度不高、技術(shù)評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系薄弱、成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用配套政策措施及激勵(lì)機(jī)制不健全等問(wèn)題，應(yīng)成為進(jìn)一步提高節(jié)水灌溉效率和效益的關(guān)鍵所在。為此，亟待構(gòu)建城郊高效安全節(jié)水灌溉技術(shù)評(píng)價(jià)體系與標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式，形成有利于技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用的配套政策措施和激勵(lì)機(jī)制，為加快推動(dòng)都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉示范區(qū)建設(shè)提供支撐，保障城市和郊區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

項(xiàng)目面向城郊區(qū)加快發(fā)展都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)的重大科技需求，針對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)推廣應(yīng)用中存在的適用評(píng)價(jià)體系不完善、配套激勵(lì)機(jī)制不健全等問(wèn)題，圍繞設(shè)施農(nóng)業(yè)、果園、農(nóng)田和綠地等主要節(jié)水灌溉類型，從《節(jié)水治污生態(tài)修復(fù)先進(jìn)實(shí)用技術(shù)指導(dǎo)目錄》中優(yōu)選“膜下滴灌綜合配套管理技術(shù)”、“精量灌溉決策與控制技術(shù)”和“再生水滴灌系統(tǒng)防堵塞安全加氯技術(shù)”等，開(kāi)展適用技術(shù)評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用模式、政策激勵(lì)機(jī)制和綜合效益評(píng)估等集成研究與典型示范。在適用技術(shù)集成研究方面，選取設(shè)施農(nóng)業(yè)、集約化果園和再生水灌溉等主要的城郊灌溉類型，開(kāi)展提高設(shè)施農(nóng)田水肥利用效率的適用技術(shù)集成研究，構(gòu)建設(shè)施農(nóng)田滴灌水肥優(yōu)化管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式；開(kāi)展集約化果園精量灌溉決策適用技術(shù)集成研究，構(gòu)建集約化果園精量灌溉決策標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式；開(kāi)展再生水灌溉的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)集成研究，構(gòu)建城郊再生水安全高效灌溉標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式。在技術(shù)評(píng)價(jià)和指標(biāo)體系研究方面，基于建立的不同灌溉類型標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式，研究城郊高效安全節(jié)水灌溉技術(shù)適用評(píng)價(jià)和效益評(píng)估方法，構(gòu)建城郊高效安全節(jié)水灌溉技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為提高先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)在城郊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的適用性和決策評(píng)價(jià)的科學(xué)性提供支撐。在建立激勵(lì)機(jī)制和典型示范方面，選取國(guó)家節(jié)水型社會(huì)建設(shè)示范區(qū)——北京市大興區(qū)為試點(diǎn)，集中開(kāi)展不同灌溉類型的先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)集成示范，建立示范區(qū)農(nóng)業(yè)用水信息化管理平臺(tái)，提出促進(jìn)節(jié)水技術(shù)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用的激勵(lì)機(jī)制和配套政策，通過(guò)科技成果轉(zhuǎn)化與管理機(jī)制的有機(jī)結(jié)合，加快推進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)成果在城郊區(qū)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，推動(dòng)《節(jié)水治污水生態(tài)修復(fù)先進(jìn)適用技術(shù)指導(dǎo)目錄》中的典型技術(shù)在示范區(qū)的示范應(yīng)用及成果轉(zhuǎn)化，為全面、深入推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)提供技術(shù)支撐。項(xiàng)目技術(shù)路線見(jiàn)圖1。

主要研究?jī)?nèi)容包括：

（1）設(shè)施農(nóng)田水肥優(yōu)化管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式

針對(duì)設(shè)施農(nóng)田水肥管理中的技術(shù)集成和監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)問(wèn)題，從灌溉施肥裝備、灌溉施肥制度和運(yùn)行管理技術(shù)等方面入手，開(kāi)展適用于設(shè)施農(nóng)田水肥利用效率提升的技術(shù)集成研究，提出設(shè)施農(nóng)田水肥利用效率監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方法，集成應(yīng)用膜下滴灌綜合配套管理技術(shù)，構(gòu)建設(shè)施農(nóng)田滴灌水肥優(yōu)化管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式。

（2）集約化果園精量灌溉決策標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式

圍繞決策指標(biāo)構(gòu)建、設(shè)備系統(tǒng)配套與標(biāo)準(zhǔn)模式構(gòu)建三方面開(kāi)展精量灌溉決策標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究，提出集約化果園精量灌溉綜合決策指標(biāo)體系，集成應(yīng)用精量灌溉決策與控制技術(shù)，構(gòu)建集約化果園精量灌溉決策標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式。

（3）城郊再生水安全高效灌溉標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式

針對(duì)城郊再生水灌溉中環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式不完善的現(xiàn)狀，建立城郊再生水安全灌溉監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，制定再生水滴灌系統(tǒng)加氯處理技術(shù)規(guī)程，提出針對(duì)典型農(nóng)作物的再生水灌溉施肥制度優(yōu)化方法，構(gòu)建城郊再生水滴灌系統(tǒng)安全高效灌溉標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式。

（4）城郊高效安全節(jié)水灌溉技術(shù)評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系

針對(duì)城郊節(jié)水灌溉技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用中存在的技術(shù)適用性不強(qiáng)和評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)體系薄弱等問(wèn)題，研究建立城郊節(jié)水灌溉效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建城郊高效安全節(jié)水灌溉技術(shù)綜合配套應(yīng)用模式，形成城郊高效安全節(jié)水灌溉技術(shù)適用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

（5）城郊高效安全節(jié)水灌溉技術(shù)典型示范

以全國(guó)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)示范區(qū)——北京市大興區(qū)為依托，結(jié)合節(jié)水型示范區(qū)創(chuàng)建工作，重點(diǎn)開(kāi)展設(shè)施農(nóng)田、果樹(shù)精量灌溉決策與控制技術(shù)典型示范與應(yīng)用評(píng)估、再生水灌溉安全利用關(guān)鍵技術(shù)典型示范與應(yīng)用評(píng)估、基于灌溉用水自動(dòng)計(jì)量的農(nóng)業(yè)用水信息化管理技術(shù)集成與示范、節(jié)水技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用配套政策措施及激勵(lì)機(jī)制研究與示范等。

項(xiàng)目承擔(dān)單位既包括擁有先進(jìn)技術(shù)成果的國(guó)家級(jí)研究單位，又包括具有豐富科技服務(wù)經(jīng)驗(yàn)的地方優(yōu)勢(shì)科研單位，還包括了節(jié)水技術(shù)實(shí)施和政策制定的地方主管部門(mén)以及科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，構(gòu)成了較為完整的節(jié)水灌溉技術(shù)研究和應(yīng)用推廣服務(wù)體系。

通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，提出城郊高效安全灌溉技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系1套；建立城郊設(shè)施農(nóng)田、集約化果園和再生水灌溉等標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式3套以上，編寫(xiě)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或指南7項(xiàng)以上；提出促進(jìn)節(jié)水技術(shù)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用的配套政策措施3套以上；培養(yǎng)技術(shù)骨干和研究生10～15人，培訓(xùn)基層各類人員500人次以上。項(xiàng)目成果示范推廣面積6 000 畝，與當(dāng)前國(guó)內(nèi)最優(yōu)水平相比，水分利用效率提高10%以上，肥料利用效率提高5%以上；輻射推廣應(yīng)用2 萬(wàn)畝以上。研究成果可為城郊農(nóng)業(yè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)、可持續(xù)性發(fā)展提供技術(shù)支撐，為我國(guó)安全高效節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展起到示范和引領(lǐng)作用。

圖1 項(xiàng)目技術(shù)路線圖