第四期
(1)模式特点
该模式采取现代先进的科学灌溉理念,工程包括田间土壤墒情监测、精准施肥器、田间控制柜、滴灌设备和机井水泵、变频控制器及机井首部自动反冲洗过滤系统。管理上根据栽培的作物类型,配备了科学合理的灌溉制度和模式化管理技术,并建立专门指导灌溉和施肥的技术服务体系,确保灌溉系统良性运行。
(2)技术要点
①IC卡远程控制。每个用户安装一台独立的远程控制器,实行一户一柜、一柜一卡,采用IC卡智能水表预付水电费,先付费后灌溉,多用水多花钱,少用水少花钱。②模式化管理。用户只需按一下地头IC卡控制柜内的按钮,包括水泵、变频器在内的整个灌溉系统即自动开始工作,达到设定的灌水量后自动停止。③施肥方便,墒情明了。每个用户配备一套文丘里精确灌溉注肥系统,注肥均匀,浓度可调。配备用标有不同土壤基质势范围的负压计监测土壤墒情,确定灌水时间直观方便,一目了然,便于农民掌握。④专人管理。由用户选出的一位管水员负责灌溉系统日常管理及维护工作。执行预付费制度。用户先预缴费,后灌溉,年终结算,解决吃大锅水、没计量、收费难的问题。
(3)节水、增产(增效)综合效果
通过适时适量灌溉,实现了“四节省、两提高、一增”。“四节省”即亩用水量由300立方米降到105立方米,节水65%,年节省电费70元每亩,年节省人工费用180元每亩,年节省肥料费50元每亩。“两提高”即提高作物产量和品质,提高产量约50%。“一增收”即亩增收3000元,用户积极性高,示范带动效果明显。
(4)适应条件
该模式适用井灌区多用户用水,单水源供水,多用户、每个用户地块面积小,种植作物种类多,每户施用的肥料种类、施肥量和施肥时间不同、统一灌溉困难的高效经济作物种植区。
(5)应用实例
范各庄村果园位于怀柔区雁栖镇,地处怀柔区应急水源区影响范围内,对农业节水要求较严格。果园为怀柔区水务局2006年农业节水灌溉项目,面积70亩。由5户农民承包,其中4户种植葡萄,1户种植鲜枣,为典型的休闲采摘都市型现代农业。项目实施为土地一家一户承包、单户面积小且种植和灌溉分散的类型适合多用户远程IC卡控制大田微灌模式,由于该模式效益高且操作简便,用户积极性高,示范带动性效果明显。对节约农业用水、保障城市安全供水有重要意义。该模式技术被评为2006年北京节水模式奖中的“工程型节水模式”奖。
(1)模式特点
该模式包括田间土壤墒情监测装置、精准施肥器、远程遥控控制系统、全自动反冲洗过虑系统、田间滴灌管网布置、机井水泵及灌溉制度和专人操作管理。
(2)技术要点
①遥控灌溉。通过遥控对多个灌溉小区同时进行灌溉,也可单独进行灌溉。②水源监控。对每个水源井水位、水泵运行状况、系统压力和流量进行远程实时监控并保存数据,同时具备远程控制开关机器的功能。③首部自动反冲洗过滤。利用西班牙、美国等过滤设备,提高过滤效率。精准施肥。系统注肥均匀,浓度可调,根据作物生长不同阶段进行调解。④墒情监测。田间配备用不同颜色表示土壤墒情状况的负压计,分别监测30厘米和60厘米处的墒情,表盘分为红、黄、绿、蓝四个区域,确定灌水时间直观方便、一目了然,便于操作。⑤灌溉管理模式化。用户只需按下遥控器,包括水泵、变频器在内的整个灌溉系统即自动开始工作,达到设定的灌水量后自动停止。在管理方式上,装表计量、定额管理。对3眼机井装表,种植作物用水执行灌溉定额。⑥科学灌溉。改变过去仅凭感觉和经验的灌溉习惯,依据土壤墒情监测数据科学灌溉。⑦专业管理。编制详细的灌溉系统操作手册,指定专人,经培训后负责对系统进行操作和管理。
(3)节水、增产(增效)综合效果
该模式应用于葡萄园区种植实现亩节水150立方米,亩节电100度,亩年节省肥料费用50元。节省劳动力。原来园区浇一次水需7个人浇3个月,而且作物经常受旱,现在1个人浇7天即可轻松完成。提高果品质量。原来大水漫灌时,工作人员由于泥泞无法进入田间修剪葡萄的枝蔓,影响果品质量,现在灌溉和田间作业两不误,提高了果品质量和产量。
(4)适用条件
该模式适用于井灌区多用户用水、单水源供水、面积大、种植作物种类多、有专门灌溉管理人员统一进行灌溉的条件下。
(5)应用实例
前辛庄薰衣草农庄位于怀柔水库上游,距水库不到1公里,产业布局上属怀柔“凤山百果”休闲产业带,占地面积300亩,灌溉水源为3眼机井。园区土地由公司承包,雇佣农户进行生产,实行公司带农户的模式。园区内主要栽培樱桃、苹果、葡萄、桃树、李子、梨等,为典型的休闲观光采摘农业园。项目区实行该节水灌溉模式后,提高了公司的果树产品产量和品质,其采摘收入也大大提高,同时提高了该果园的知名度,公司和农户均得到了很大的实惠,对周边类似的采摘园有积极的引导左右,同时,对增加怀柔水库蓄水和减少入库污染有重要意义。
(1)模式特点
该模式的整个系统由塑料柔性水池(带有组建化水池支架)或刚性蓄水池(水泥、铁皮、塑料罐等)、组建化过滤系统、PE支管和滴灌带等组成,使用安装简便。
(2)技术要点
①科学设计。根据作物滴灌一次灌水5毫米,合理配备水池,优化管路系统设计,灌水均匀。②低能耗。水池起到调节作用,使得单水源统一供水条件下每个用户的适时适量灌溉成为可能,而且可以使水泵在高效区运行,无需变频等设施,使设备投资减少、能耗大大降低。③同步施肥。水池带有液体肥料室,注肥流量随灌溉水量地变化同步变化,注肥均匀。④墒情监测。用颜色标有土壤不同墒情(土壤基质势)范围的土壤墒情监测张力计(负压计),确定灌水时间直观方便、一目了然。⑤易操作。打开水池上阀门开关,即可灌溉。等水池水用完关上阀门即可。
(3)节水、增产(增效)综合效果
该模式可实现单个温室(面积约1亩)节水50%以上,增产30%,年节约电费127元每亩,年节省劳动力费用120元每亩,年节省肥料费用42元每亩,效益显著。
(4)适用条件
该模式适用日光温室和塑料大棚一家一户分散管理、栽培作物种类和栽培时间不统一、水源单一、同时用水水量不足、难以由专门灌溉管理人员统一进行适时适量灌溉的条件。尤其适用于山区水源水量少、设施农业分散的条件。
(5)应用实例
怀柔区杨宋镇飞鹰庄园,有日光温室30栋,主要种植太空茄子、太空西红柿、太空黄瓜、太空苋菜、太空黄豆、太空金瓜、太空树莓等,占地面积70亩。每个温室由用户承包人进行管理,播种作物类型和时间都不一致,通过简易重力滴灌技术模式,使的原来用户之间的用水矛盾得到解决,灌溉非常及时和科学,充分保障了每一个温室的作物需水量,深受每个用户的欢迎。
(1)模式特点
该技术模式主要由变频控制器、机井首部(全自动)反冲洗过滤系统、文丘里注肥系统(或其他注肥系统)、田间土壤墒情监测、遥控器、滴灌设备及科学合理的灌溉制度等组成。
(2)技术要点
①单室单控。每栋温室的灌溉由遥控器远程遥控灌溉(也可由人工手动控制),那个温室需要灌溉就灌溉那个温室,也可同时灌溉。一台遥控系统可控制数千栋温室。②精准施肥。每个温室配有注肥系统,根据不同作物及作物生长不同阶段进行调解,注肥均匀,浓度可调。③首部全自动反冲洗过滤。利用西班牙、美国等过滤设备,提高过滤效率。④墒情监测。用颜色标有土壤不同墒情(土壤基质势)范围的土壤墒情监测张力计(负压计),确定灌水时间直观方便、一目了然。⑤专业管理。编制详细的灌溉系统操作手册和不同作物的灌溉定额,指定专人,经培训后负责对系统进行操作和管理。
(3)节水、增产(增效)综合效果
每栋温室节水在50%以上,增产30%,年可节电80元,年可节省劳动力费用150元,年可节省肥料费用60元。
(4)适应条件
该模式适用于日光温室(或大棚)一家一户分散管理但可以进行统一灌溉或集体所有的温室专人管理、栽培物种类和栽培时间不统一、水源单一但水量充足的地区。
(5)应用实例
怀柔区杨宋镇航天育种园,有温室45栋,主要种植不同的航天育种作物,种植时间不同,作物需水量也不同,通过该模式可以实现精准灌溉,达到科学用水,保障了作物的生长,收到园区的好评。也带动了周边园区的积极使用该节水模式。
(1)模式特点
该模式由再生水蓄水池、地下水水井、潜水泵、砂石过滤系统、离心水砂分离器、全自动反冲洗叠片过滤系统、变频控制系统、田间滴灌设备、田间土壤墒情监测及科学合理的灌溉制度等组成。
(2)技术要点
①多水联用。再生水、地下水和地表水联合使用,灌溉高峰期如果蓄水池和渠道里的地表水满足不了灌溉的需要时,启动机井水泵,抽取地下水补充灌溉用水量。②首部共用。地表水和地下水共用全自动反冲洗叠片过滤系统,地表水和地下水共用首部变频控制系统。③灌补蓄结合。灌溉高峰期同时使用再生水、地下水和地表水,非灌溉季节用渠道蓄水,并回补地下水。④墒情监测。用颜色标有土壤不同墒情(土壤基质势)范围的土壤墒情监测张力计(负压计),确定灌水时间直观方便、一目了然。⑤测土施肥。由于再生水里面含有一定的肥料,在作物施肥前,先取土测肥力,根据测定结果再进行合理施肥。
(3)节水、增产(增效)综合效果
再生水的使用对清水有100%的置换效果,该系统的使用,节省了当地80%的清水资源,亩均节约肥料费用60元,节约劳动力费用80元,同时美化了乡村水环境。
(4)适应条件
有稳定的再生水(中水)来源,有较平缓的灌溉渠道,地区地下水紧张,种植果树类或非直接使用再生水喷洒到叶面的作物地区。
(5)应用实例
怀柔区怀北镇神山村,果树面积200亩,由47户农民分户种植。再生水来源于该镇的小型污水处理厂,日处理能力1000立方米,水源稳定。该系统的使用,节约了清水量,美化了该村的水环境,也为农民增了收,收到农民的欢迎。
(1)模式特点
该模式包括水源机井、首部过滤系统、变频控制系统、远程控制器、远传水表、蓄水池、室内滴灌管、微喷设备、小管出流灌溉设备及田间主管道等。
(2)技术要点
①远程监测。通过远传水表和检测系统对机井水量和每个温室的取水情况进行实时监控。②远程控制。每栋温室的灌溉和机井的启动及关闭由遥控器远程遥控控制(也可由人工手动控制),一台遥控系统可控制数千栋温室。③雨水利用。利用日光温室膜面、连栋温室室顶和园区路面,将雨水蓄集到蓄水池,对园区内及周边果树和绿地进行雨水灌溉。④精准灌溉。根据不同作物和不同种植方式,分别采用微喷、滴灌和小管出流灌溉方式,结合不同的灌溉制度实现科学的灌溉。
(3)节水、增产(增效)综合效果
每亩年节水130 立方米,增产30%,节省电费70元,节省人工费用110元。
(4)适用条件
该模式适用于高档温室,种植经济效益高的作物,同时水源也比较紧张,特别需要使用微灌技术的园区。
(5)应用实例
通州区永乐店都市型现代农业园区,占地面积1200亩,包含有连栋温室、日光温室,种植成龄桃树、樱桃树、苹果等。该模式的应用,园区年可节水16万立方米,省电费8.4万元,少用清水2万立方米,节省省工开支13万多元。带周边园区有积极的示范作用。
(1)模式特点
该模式主要包括水源及首部工程、蓄水池、IC卡、田间管网工程、室(棚)内小首部工程、室(棚)水表、室(棚)滴灌设备、制度建设等。
(2)技术要点
①制度建设,协会管理。“建立一个机制,实行两项公开,执行三项职能,履行四个民主”的村民用水制度,对农业用水进行管理。建立一个机制就是指农民参与用水管理机制;实行两项公开就是公开水费和水量账目,公开水费使用情况;执行三项职能就是农民用水协会负责村内水利工程的运行及管护职能、水费计收职能、水务技术推广职能;履行四个民主就是农民用水协会要做到民主选举、民主决策、民主管理和民主监督。②定额管理,总量控制。根据大棚及温室内种植的作物和相应的灌溉形式,确定其灌溉定额,进行定额管理,确定每个大棚的年用水定额。根据机井控制大棚数据,确定机井年用水总量,对机井全部安装IC卡水表,实行机井取水总量控制。③分户计量,以量计征。按照用水计量、按方收费的管理理念执行棚棚装水表,进行分户计量,然后以量计征,收取水费,大田以IC卡计量收费。④精准灌溉。针对大棚西瓜全部实行膜下滴灌,温室叶菜全部实行微喷灌的情况,协会技术人员根据大棚及温室内的土壤墒情状况,指定农民进行精准灌溉,达到节水增产。⑤积极利用雨水资源。利用60个温室膜面进行膜面集雨,经过集雨、净化、蓄水后,然后进行节水灌溉;同时利用路面和坑塘进行集雨,回补地下水以涵养水源。
(3)节水、增产(增效)综合效果
设施农业亩均节水130立方米,灌溉水利用系数由原来的0.65提高到0.90,增产30%,节省电费50元,节省人工费用120元。大田亩均节水60立方米,节电20元,节省人工费40元。
(4)适应条件
该模式适用于有一个固定的基层农业农水管理机构及机构管理透明度较高,农业种植作物比较固定,有一定的规模效益,村民对节水意识强的地方。
(5)应用实例
南李渠村总面积1300亩,其中耕地1000亩,共有住户132户,人口510人,人均耕地不到2亩,主要以发展设施农业为主,现有日光温室60个(面积约122亩),大棚696个(面积约878亩)。2005年人均纯收入约1万元。
原先农业用水管理由村里的电工负责,根据全村总的农业用电量和农业种植面积,计算平均每亩地用电量进行收费。平均收费使农民节约用水的意识淡薄,同时造成一些矛盾。利用该模式后,不仅解决了该村以前的农业用水矛盾,也使得该村生活用水年减少了1000立方米,吸引了周边的村庄来学习该村的用水管理经验。
(1)模式特点
该模式由大、中型污水处理厂,引水干渠,配套桥、闸、涵、倒虹吸等水工建筑物及输水支渠,科学管理措施等组成,其中输水明干渠全部采用混凝土护砌,土工膜防渗。
(2)技术要点
①科学设计。设计时考虑到非灌溉期再生水的充分利用,把灌溉区域范围内及周边渠道设计成水网结构,达到互通互连的效果。②严格管理。工程实行项目法人、招投标、监理、监督、审计等严格的管理制度,保障工程质量。③合理防渗。为充分利用再生水,建设不必要的输水损失,输水明干渠全部混凝土护砌,土工膜防渗。而田间及支渠不设防渗,以回补地下水。
(3)节水、增产(增效)综合效果
①提高了水利用系数。北京市北野厂灌区改造工程建成后,采用该模式渠系水利利用系数可由0.5提高到0.8,同时,年可节约水资源量150万立方米。减少地下水开采量。灌区改造工程建成后,封存灌区内农业井130眼,减少地下水开采量500多万立方米,并使区域水资源达到平衡。②为下游河道提供环境用水量。在非灌溉期间,通过北野厂灌渠向岔河、龙河、旱河补水,年可提供环境用水1500万立方米。
(4)适应条件
该模式适用于有大、中型污水处理厂,处理后污水达到农业灌溉用水标准,灌区能通过渠道或者管道引用,渠道有量水、分水等控制装置的灌区。
(5)应用实例
北野厂灌区位于大兴区东南部,控制灌溉面积2万亩。随着北京的连续干旱,地表水逐年减少,北野厂灌区内的灌溉水源得不到保障,严重威胁当地的农业生产,随着黄村污水处理厂的建成运行,2002年对北野厂灌区进行技术改造,引黄村污水处理厂的再生水资源进行农业灌溉,既保障了农业灌溉水源,也充分利用再生水资源,发挥其最大效益,极大地促进了当地的发展。
(1)模式特点
该模式由大、中、小型蓄水池,截流塘坝,庭院水窖,集雨路面,田间节水管网,水泵和林果节水灌溉制度等组成。
(2)技术要点
①因地制宜。根据当地的地形、降雨等具体情况,修建不同的蓄水池和庭院水窖,充分利用雨洪水。②互通互连。利用机井和管网,现实蓄水池、塘坝和田间节水设施之间互通互连,雨水资源统一利用,充分发挥其效用。③合理使用。为了充分发挥有限雨洪水的效益,结合节水灌溉工程,制定果树的充分和非充分灌溉制度,保障果树的最大收益。
(3)节水、增产(增效)综合效果
北京市平谷区大华山镇挂甲峪村应用该模式后取得了显著效益:①促进果林业发展。由于水利设施的配套建设和雨洪水的利用,浇地条件得到改善,使全村果树面积和果品产量、质量都出现了飞跃式发展,全村新栽果树12万株,果园面积增加800亩,果品产量实现300万千克,增长近10倍。②节水效益。管道灌溉每亩节水40立方米,节水效果50%,小管出流节水灌溉每亩节水64立方米,节水效果80%,全村1000亩果树年可节水23.6万立方米。③增产效益。节水灌溉工程实施以后,每亩可增加经济效益1600元,全村1000亩节水灌溉工程实施后,年可增收160万元,水利分摊系数按0.45计算,则每年增产效益为72万元。
(4)适应条件
该模式适用于能建集雨、蓄水池发展节水灌溉农业的山区。
(5)应用实例
挂甲峪村是平谷区大华山镇东部一个深山区村,流域面积5.4平方公里,果树面积1000亩,全村146户,460口人。1997年以前人均收入不足800元。1998年以来,该村积极发展雨洪水利用工程,走出了一条“举兴水旗,吃生态饭”的山区致富之路,特别是在水资源缺乏的条件下,加大雨洪收集利用的力度,实现了全村经济与社会的健康发展。
(1)模式特点
该模式由渠道衬砌工程、蓄水池工程、分水、量水设施、田间节水灌溉管网设备、节水管理制度与调整作物种植结构等组成。
(2)技术要点
①规章制度建设。水库管理处制定灌溉管理章程,明确了灌区骨干工程维修、保养、水费征收等措施,水务站制定了田间灌溉用水管理办法,以镇政府文件形式下发各村,传达到户,为节水灌溉正常运行提供了保证。②健全用水组织,实行分级管理。为防止用水纠纷,灌区实行分级管理,建成了用水、管水体系。水库管理处负责管理和维护总干渠,乡镇水务站负责分干渠、主管道和蓄水池的调节配水管理和养护,农户负责管理自己地头的闸门、水表、支管道等设施。③分户计量。农民在自己的田间地头安装水表,实行“一户一表,以量计征”。避免了平均分摊,吃大锅水的现象。④实行组长负责制。灌区将农田划成片,农户按片分成小组,自己推选组长,采取组长负责制,由组长协调农户申请用水、维修水利设施和收取水费。在灌溉浇地时,由组长代理本组用户去镇水务站申请,改变了以前一家一户申请的情况,节省了大量人力物力。⑤实行水费优惠政策,调整种植业结构。为鼓励农民种植果树等经济作物,对种植经济作物的水费低于种植一般农作物,种植经济作物的灌溉水费是0.036元每克,并且鼓励农户发展节水灌溉,对发展小管出流、喷灌、滴灌等节水工程的农户,计算水量时,按水表查出的实数,不计输水损失量,加快了灌区农业结构的调整步伐。
(3)节水、增产(增效)综合效果
北京市昌平区王家园灌区采用该模式后取得以下效果:①提高了用水效率,降低了灌溉成本。原来大水漫灌种果树等经济作物每亩需水210立方米左右。安装水表后,实行以量计征后,全部采用管灌、小管出流等节水设施,水费每方0.06元,每亩灌溉用水50立方米,每亩节水160立方米。灌溉成本由原来每亩12.2元降到现在每亩2元,节约水费10.2元,节省人工2.8个,实现了高效用水。②向下游补水,改善环境。每年汛期,向下游两座11.8万立方米调蓄水池和实创IT建业园建设10万立方米的人工湖补水50~60万立方米,能够有效利用汛前王家园水库弃水,缓解该地区的用水紧张状况,实现流域水资源的优化配置,达到效益最大化。③水利设施有人管。按照“谁投资谁拥有,谁管理谁受益”的原则,把水利设施产权、使用权明确到户,增强了农民管理维护水利设施的责任心。改变了过去水利设施损坏无人修理,丢失无人管的现象。
(4)适应条件
有水源保障,渠道及渠系建筑物完好,有一定的管理组织机构和管理能力的地表水灌区,也可用于井灌区。
(5)应用实例
王家园灌区位于昌平区,流域面积42.7平方公里,控制灌溉面积1.2万亩,水源为王家园水库的蓄水。在利用该模式前,吃“大锅水”,灌溉水浪费严重,汛前的弃水也没有得到很好利用,库区水费收入一般亏损。通过工程建设,改善了蓄水条件,利用该模式后,汛前将水库弃水补给下游两座调蓄水池和实创IT建业园的人工湖。保证了该流域生产、生活和生态用水,改善流村地区的水环境,实现流域水资源的优化配置,达到效益最大化,库区水费收入有保障,得到互利互赢的局面。
(1)模式特点
该模式由新建机井、井房、机井首部、田间管道、计量水表、科学灌溉、计划用水和用水者协会建设组成。
(2)技术要点
①实行严格的财务管理。按照章程开设银行账户,配有专业证书的兼职会计一名,严格资金管理,做到专款专用,每个用水户交纳水费都设专帐,定期公示,年终向代表大会汇报收支情况。在换届和变更法定代表人之前进行财务审计。②建立管水员制度。管水员实行竞争上岗制度,每年签订合同,交风险金1000元,管水员服从分会理事会的安排,负责输水灌溉设施管理、使用和维护,预收水费,抄表计量。管水员的报酬按用水量计算,每吨提取0.1元。如果管水员工作失误造成设备损坏和其他损失,按照设备造价的60%从报酬中扣除。③实行计划用水,非计划用水加价。用水户需提前3日向协会提出用水申请,根据用水情况安排管水员给水,并在给水前预交130%的水费,水费成本水价1.48元每克。现行水价1元每克,对无计划及超计划用水的者,征收成本水价。④加强培训,科学灌溉。协会组织农业种植、施肥、浇水等方面的一条龙培训,让农民掌握科学的灌溉技术,保障果树的增产增收。
(3)节水、增产(增效)综合效果
北京市东北部密云水库上游蔡家甸村采用该模式发展2250亩节水灌溉面积,年节省用水7.5万立方米,相当于全村2年的饮水量,在增产增收方面,年增加产量35万千克,增加经济收入60万元,人均增收增长25%,也支持了该村的水资源的可持续利用,保护了当地的水环境。
(4)适应条件
该模式适用于水资源紧张,农业发展基础好,农民有节水意识,也迫切需要发展节水农业的地区。
(5)应用实例
蔡家甸村位于北京市东北部密云水库上游,地处燕山山脉雾灵山脚下,蔡家甸村农民分为5个村民小组居住。有农户290户,人口745人,村域面积3450亩,耕地面积1590亩,果树面积1200亩。以往该村以地下水灌溉为主,水源条件差,仅有4眼大口井,但水量较少,不能满足农业灌溉要求,2003年,蔡家甸村成立了新城子镇农民用水者协会蔡家甸分会,共有登记会员233户,控制灌溉面积2250亩。该模式的使用使得该村农业生产发生了翻天覆地的变化,农民收入也大大提高。