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节水技术论文模板(10篇)

时间:2022-04-30 20:35:18

节水技术论文

节水技术论文例1

1.节水概论

随着社会和经济的不断发展,环境和资源问题日益突出,水便是其中的主要问题之一。1997年联合国水资源会议曾郑重向全世界发出警告:“水,不久将成为继石油危机之后的下一个社会危机”。我国是一个缺水的国家,人均水资源拥有量仅为2150m3/a(按13亿人计),不到世界人均水平的四分之一,排在世界第109位。特别是“三北”(东北、华北和西北)地区和经济发达的沿海地区,水的供需矛盾已十分突出。有关资料表明,我国每年因缺水而影响工业产值已达2300多亿元。预计到本世纪末,全国年总需水量将达到700亿m3,而缺水量也将达到70亿m3,水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。

1.1节水的内涵

英文表达节水的概念有两个,即“SavingWater”和“WaterConservation”。但两个的意义有所不同。前者指较为具体的节约用水,后者的含义比较广泛,不同的学者或研究机构有不同的理解,但都倾向于采用经济的、社会的和技术的手段,以满足社会利益为目标,提高水资源的利用效率,保持水资源的可持续利用。我国《节水型城市目标导则》(1997)中对节水作了如下定义:“节约用水指通过行政、技术、经济等管理手段加强用水管理,调整用水结构,改进用水工艺,实行计划用水,杜绝用水浪费,运用先进的科学技术建立科学的用水体系,有效地使用水资源,保护水资源,适应城市经济和城市建设持续发展的需要”。这里,节约用水的含义已经超越了节省用水量的意义,它内容更广泛,还包括有关水资源立法、水价、管理体制等一系列行政管理措施。

1.2节水的意义

节水是一个全球性的问题,即使是水资源相对丰富的国家,如美国,也经常发生供水不足问题,自本世纪30年代至90年代,美国用水人口增加了一倍,而水资源产量却没有增加,1990年前后,约22%的大型系统出现了供水短缺。供水不足带来的损失是巨大的,世界有些城市为了满足干旱期间的城市用水,不得不关闭城市周围的农场,工业生产也受到影响。例如美国加利福尼亚的一次干旱中,仅一个县的损失就数亿美元。目前我国每年因缺水造成了工业产值的损失外,农业损失更是不计其数。另外,全球范围内的气候异常及水体污染,特别是人为造成的水污染,更加剧了本已十分紧缺的水资源。在这种情况下,节水具有非常重要的意义:

(1)可以减少当前和未来的用水量,维持水资源的可持续利用;

(2)节约当前给水系统的运行和维护费用,减少水厂的建设数量,或降低水厂建设的投资;

(3)减少污水处理厂的建设数量或延缓污水处理构筑物的扩建,使现有系统可以接纳更多用户的污水,从而减少受纳水体的污染,节约建设资金和运行费用;

(4)增强对干旱的预防能力,短期节水措施可以带来立竿见影的效果,而长期节水则因大大降低了水资源的消耗量而能够提高正常时期的干旱防备能力;

(5)具有社会意义,通过用水审计及其它措施,可以调整地区间的用水差异,避免用水不公及其它与用水相关的社会问题;

(6)具有明显的环境效益,除了对野生生物、湿地和环境美化等方面的效益外,还有维护河流生态平衡、避免地下水过度开采而带来地下水污染等方面的效益。

2.国外节水技术概况

无论是美国、欧洲一些相对丰水的国家,还是阿拉伯海湾地区等贫水国家,节水作为水资源管理的一项重要活动和内容,已在世界范围内得到了广泛的实施,并形成了一些成熟的节水方法和技术,主要包括工业节水、生活用水节水、供水系统节水和其他节水技术。

美国是世界上节水研究最多的国家。早些时候,节水就已经成为干旱和意外缺水的应急措施。到了七十年代,受电力部门节约用电的影响,节水在硬件设备和公众教育等方面都得到了大大的发展,并成为基本的水管理措施。进入八十年代后,虽然还没有建立起专门的节水机构或立法机构,但各州已纷纷开展了节水运动。1990年,美国召开了由各州主要供水公司参加的“CONSERV90”节水会议,成为首次全国性的节水会议和美国节水史上的里程碑,这次会议对有关节水的诸多问题,包括物理的、经济的、政治的、政策的等均进行了研究和讨论,由此节水成为了供水管理的一个可行的和永久性的组成部分。目前,各州普遍将节水和用水量管理视为水资源总体规划(IntegratedWaterResourcesPlanning)的一个部分。

欧洲国家大范围地实行节水要晚一些,例如英国比美国晚5~10年左右,英国在1988年建立了“节水者”公司(CompanyofWaterConservators),旨在促进节水和环境管理的发展,满足公众需求。但直到1996年,才正式规定将节水纳入供水规划中。之后,英国全国各地的公共供水公司纷纷对其用水量和给水规划进行评估,节水工作全面展开。

阿拉伯海湾地区的国家是众所周知的缺水国家,自1978年以来,海湾合作委员会(GCC)的成员国采用了诸如废水回用和海水脱盐等昂贵的替代技术,以满足不断增长的需水量,沙特、科威特、卡塔尔和巴林等国由于长期、过量取用地下水,已导致了地下水源过分开采和水质变坏等问题。饱受缺水之苦的这些阿拉伯海湾国家都一致在寻求以节约用水为原则来指导给水规划和管理的途径。目前节水已涉及到农业、生活和工业等领域。

实例一:Delaware河流流域节水实践

Delaware河流流域是美国一个包括了四个州的较大流域。长期以来,流域取水主要用于发电,其次是居民生活用水、工业用水、高尔夫球场浇灌、畜牧场用水及造雪等。通常取水量为13.3m3/s,6月份高峰取水量达到26.5m3/s。面对这样大的供水量,Delaware河流流域内设立了一个专职部门,即Delaware河流流域委员会---DRBC(DelawareRiverBasinCommission),总体负责协调和解决区域性水资源矛盾问题。自80年代起,节水已成为DRBC在四个州的河流流域供水管理策略的一个有机组成部分。1983年4月,DRBC建立了一个节水咨询委员会––––WCAC(WaterConservationAdvisoryCommittee),要求它在以下三方面为DRBC提供咨询:

(1)流域内四个州制定的“意外干旱形势对策”的理由;

(2)干旱期间降低用水量的可能方案;

(3)控制每天用水量的长期节水方案。

WCAC的成员不仅有来自供水公司的代表,而且包括了其他代表各方面利益的代表。1983至1985年间,WCAC对DRBC所分配的两项干旱任务予以关注,对干旱防备计划进行了考察,干旱防备计划包括鉴别基本用水量、干旱期间应急用水规定、大宗用户干旱应急准备和要求、提议的或现存的可以采取节水措施的法律机构及公众信息服务等。WCAC的资料表明,1985年高峰用水期间,仅非基本用水一项就达到了15%的节水效果。1985年后,WCAC的工作重点转到了第三项,即推荐一个长期节水计划以控制每日用水量。长期节水措施包括立法和教育。DRBC已制订了6项节水法规:水源计量(SourceMetering)、服务计量(ServiceMetering)、漏水检测及其修复(LeakageDetectionandRepair)、室内给排水设备节水性能(PerformanceofPlumbing)、节水计划(ConservationPlanning)和水价结构(RateStructures)等,预计到2020年,整个河流流域可以节水15.55~26.8万m3/d。1988年节约供水和污水处理费用2.5~4亿美元。

实例二:Kansas州Wichita的节水实践

节水和需水量管理是Wichita城市水资源计划的一个有机组成部分。城市节水项目已经帮助该市延缓了供水量的增加,并减少了新的水源开发,节省了本地区现有的水资源。节水活动包括公众宣传教育、公布景观浇水条例(以降低浇水量)、公布更新室内用水设备条例(以减少生活用水量)、鼓励工业冷却水的回用、加强漏水检测和修复等。同时实施新的水价体系,即逐级上升的水价结构体系(Invertedwaterratesstructure),用水量每提高一级,单位水费也随之提高一级。该市的节水措施预期可以节约平均日综合用水量的13%

2.1国外工业节水技术

城市工业用水在城市用水中占有较大比例,有时甚至高达70%。因此工业节水对于城市节水具有重大意义。国外发达国家城市工业节水主要在于循环水和冷却水。

2.1.1循环用水

循环用水在美国工业中得到了广泛应用,据报道,加利福尼亚的SanJose在1988和1989年有15个工业行业,包括食品工业、金属精加工、纸张再处理、电子工业等,采用循环用水,总节水量达56万m3/a,总经济效益为200万美元。在这些循环用水工艺中,有些将工艺过程中的用水回收循环利用,有些则在排放下水道前经预处理后回收利用。事实证明,一个工厂之内的循环用水,允许有较大的水质波动范围(回用于不同的生产工序),因此是首先应该考虑的节水措施。

2.1.2冷却塔回用水

国外很多公司通过改进冷却塔给水系统而节约用水,也有一些大公司如Exel微电子公司、Intel公司等采用臭氧对空调用水或其它轻度污染水进行处理回用,明显地减少了废水排放量。另外,很多工厂通过改进生产工艺和生产设备达到节约生产用水的目的。

2.1.3设备改进

很多工厂通过改进生产工艺的设备而减少用水量。许多公司采用反渗透生产去离子水时,通过采用新材料和改变运行参数大大减少了反渗透工艺中的流量。Dyna-Craft公司在电镀部分安装空气刀(AirKnife),将电镀的废酸洗液吹回到工艺池中,从而减少了清洗水。

2.1.4用水监测和雇员教育

资料表明,国外十分重视用水量监测,大部分工业监测设备较为完善,确保了节水措施发挥作用,同时促进降低漏损和杜绝其它浪费用水。除此之外,国外极其重视对雇员进行节水教育,雇员是节水运动的主体,他们节水意识的提高对保证节水效果是极其重要的。

实例三:工业用水节水––––美国California的工业节水

在美国California,平均有18%的城市供水进入制造业,还有12%的供水进入商业和服务设施。由于节水对降低生产成本有潜在作用,许多工业厂家开始加强厂内用水管理和减少用水量。1988~1989年间,CaliforniaSanJose城有15家工业开展了节水。这些工业大致可分为四种类型:食品工业、金属表面处理、纸张再处理、及电子制造等。这些公司节水总量达1.5亿加仑/年,节水产生的经济效益达200万美元/年。

2.2国外生活用水节水及其它节水技术

城市生活用水在城市用水中占有较大份额,例如沙特阿拉伯占47%左右,具有较大的节水潜力,其节水技术也研究得最为成熟。目前国外城市生活用水节水主要注重以下几个方面。

2.2.1城市生活用水监测和用水量估计

实行用水量监测,是为了了解实际的用水量和用水方式,进而得知供水系统的运行状况,为合理、公正地确定水价提供依据。用水量估计主要是通过调查和评估用水现状,按照节水原则合理估计将来的生活用水量。

2.2.2采用节水型家庭卫生器具

节水型卫生器具一般是低流量或超低流量的卫生器具,研究表明,这种器具节水效果明显,用以代替低用水效率的卫生器具可平均节省32%的生活用水。节水型卫生器具包括节水型便具、节水型洗涤器具、节水型淋浴器具等。

2.2.3家庭草坪浇灌节水技术

据统计,美国大约有50%的拥有草坪的居民过量浇水,因此具有较大的节水潜力。该技术通过改进浇水方式、建立不同季节的浇水规定、控制浇水时间、选择抗旱草种等达到节水目的。1990年美国曾开发了一个试验程序,以降雨量和草坪跟部深度为主要影响因素,控制浇水量,结果证明该程序是可信的。

2.2.4水价结构和漏水控制

城市生活用水的水价结构反映了水的制造成本、销售效益和其它效益。居民生活用水的水价是大多数公司首先关注的问题,因为其份额大且使用群体稳定。节水型水价的研究在美国进行得很多。国外研究证明,漏水控制的节水效果也是相当明显的,英国北爱尔兰在未实行漏水控制之前,每幢建筑物平均漏水量为23-40L/h,在实行漏水控制后,平均漏水降至8~11L/h。

2.3国外其它节水途径

国外其它节水技术还包括供水厂节水、供水系统漏水控制、用水审计、雨水管理、废水回用、节水经济激励、立法、公众宣传、水资源一体化规划等。

供水厂的自用水量一般为5%~10%,主要用于滤池和沉淀池冲洗以及厂区生活用水,当水厂规模大时,这部分排水量是相当大的。well等人对水厂废水循环利用的可行性进行了研究,结果表明,通过适当处理,将生产过程中的废水回用到某些位置是可行的,但要注意对TOC的检测。

漏水的位置主要在主干管、蓄水池、配水管、连接管、卫生器具等,同时管网压力也是一个重要因素,美国和英国都有专门培训的技术人员对漏水进行管理和控制。

1989年,加利福尼亚ConcordConstraCosta的供水管理区进行了用水审计,既包括检漏等工程措施,也包括使用户明白自己的用水量和节水量等综合性内容,该措施的节水效果估计为3.8万m3/年。

实例四:正确选择水表大小Boston(Massachusetts)节水实例

Boston水和废水委员会––––BWSC(BostonWaterandSewerCommission)为Boston一百多万人提供水和废水服务。Boston是Massachusetts水资源管理局––––MWRA(MassachusettsWaterResourcesAuthority)的最大用户,其需水量达到该局总售水量的40%,因此Boston的用水给MWRA带来相当大的压力。虽然采取了多种节水措施,用水量连续下降,但未计量用水(Unaccounted-forWater)依然高得惊人。统计数据表明,对于较老的一些城区,高达20%~30%的未计入水量已是相当普遍。1990年MWRA组成了一个“未计量用水任务行动组”,对未计量用水和不正确计量用水进行了综合性考察,结果表明,水表的正确计量范围、读表、滑动、修复和更换等对用水影响甚大,其中最关键的是正确计量。为此,该行动小组专门成立了一个“水表计量范围降低项目组”,通过减少400多个1.5英寸以上水表的尺寸,节水量达到43万加仑/d。除了降低了未计量用水外,仅减小水表尺寸便可取得200万美元/年的经济效益。.国内节水技术概况

国内的节水运动始于八十年代初期,经过近二十年的努力,取得了较大进展,城市节水累计达220多亿m3。以北京市为例,北京市城市自来水需水量五十年代平均增长了28.98%,六十年代为4.29%,七十年代为6.74%,八十年代为3.1%,91至96年为5.8%,数据充分说明,八十年代开始的节水措施效果是明显的。

3.1国内工业节水技术

鉴于大量工业废水除少数污染很严重外,大部分经简单处理后可重复使用,因此工业节水也是国内城市节水的重点。1990年我国城市工业万元产值取水量为245m3/万元,1996年已降至198m3/万元,北京、天津、大连、青岛等城市,工业万元产值取水量已低于100m3/万元,但还有不少城市高达数百立方米,这表明我国工业节水工作尽管已取得了一定成就,但从整体来看,工业用水水平还比较低,同发达国家的20~30m3/万元相比差距很大。

在具体节水技术上,国内主要注重重复用水技术,包括冷却水的循环节水、一般循环水节水(指循序用水、闭路用水等)和工艺节水(包括冷却工艺改革、无水少水工艺等)等,这些技术在火电、钢铁、石化、化工、印染、造纸等行业都有成功应用的例子。

宝钢二期工程,按95%的循环重复利用率设计水厂规模为20万m3/d,若采用直流供水系统,则设计规模需要380~400万m3/d,节水效果十分明显。石家庄市在纺织行业普遍采用溴化锂制冷空调用水闭路循环系统,如棉纺二厂投资496万元分两期建成闭路循环系统,实现节水406万m3/年,水的重复利用率达到81.8%,直接经济效益37万元/年。

兰州炼油化工厂在炼油工艺中,用混合空气冷却代替水冷却换热设备,在常减压、气体精馏、丙烷脱沥青等装置上都安装了干湿式联合空气冷却器,通过可行性论证,对其他部分装置的用水工艺也采取了上述措施,使生产装置的空气冷却设备占44%,因而在不增加供水设备的情况下,节约循环水量4200m3/h,保证了新建扩建装置的正常生产。

3.2国内生活用水节水及其它节水技术

国内城市生活用水(大生活用水)一般占城市总用水量的30%左右,包括城市居民住宅用水(小生活用水)和公共用水两部分。但随着社会经济的快速发展,城市生活用水量将迅速增加,因此就节水而言,也大有潜力可挖。

目前国内主要节水措施有:

(1)水表安装与计量。城市生活用水的经验表明,有水表比无水表用水节约,而一户一表用水比一单元装总表节水。山西大同7个大型企业改包费制为计量收费制后,生活用水节约75.3%,每月节水87万m3。

节水技术论文例2

建国以来,西吉县先后建成中小型水库44座,塘坝82座,水保骨干坝62座,打农灌机井459眼,发展灌溉面积20.30万亩,农业灌溉用水量每年达0.75亿m3。西吉县以干旱造成的损失最为严重,不但春旱、夏旱经常发生,而且有时出现秋旱或春夏秋连旱。库、井灌区发展节水灌溉已显得尤为重要。节水灌溉就是充分合理利用各种水资源,采取水利、农业、管理等技术措施,使区域内有限的水资源总体利用率最高及其效益最佳。

1针对西吉县节水灌溉主要有以下四种途径可供参考

1.1输配水工程节水库灌区采用渠道防渗衬砌和装配式建筑物技术,可提高水的利用率,扩大灌溉面积,促进农业生产的发展;渠道防渗衬砌后,渠床糙率减少,渠中水的流速加大,输水能力明显提高。由于该技术简单,群众容易掌握,所用砂子、石子等材料可就地取材,有利于工程建设,鉴于上述优点,渠道防渗衬砌是库灌区最广泛应用的节水工程技术之一。经过测试:渠道衬砌后,渠系水利用系数由土渠的0.66可提高到0.80以上。装配式建筑物具有结构轻巧、外型美观、安全实用、施工简单、节省材料、造价低廉、定型、系列化和集中安装的特点,可加大灌区配套工程建设的速度,提高渠道建筑物的质量,缩短施工周期,促进用水管理、减少输水损失和水量浪费,灌区采用装配式建筑物后,亩均节水5%左右。井灌区采用低压管道和白龙管灌输水技术,低压管道适用于以下几种情况的机井灌区:第一,地面坡度大,原渠道冲刷严重而影响灌溉的机井;第二,渠道渗漏严重,灌溉周期过长的机井灌区;第三,有土地扩灌条件的机井。单个机井低压管道控制灌溉面积一般为80~150亩;管网布置采用固定式管道与移动软管相结合的半固定式;低压管道管材为PVC管,耐压等级为0.32兆帕;管道埋设密度每亩不小于6m;给水栓间距在50m至100m之间,单个给水栓控制灌溉面积4~9亩。井灌区采用低压管道后,管系水利用系数可由土渠的0.66提高到0.90以上,提高36.40%。

1.2田间技术节水田间技术节水主要有小畦灌溉和长畦短灌技术。小畦灌溉是宁南山区一项行之有效的田间节水灌溉技术,就是将地面做成窄长形的小畦,由畦田口进水,其特点是水流流程短,灌水相对均匀,可减少深层渗漏,提高灌水均匀度和田间水利用率,减小灌水定额,达到节水和增产的目的,小畦灌溉适用于井灌区和小型水库灌区,根据实测资料,采用小畦灌溉时(小畦面积0.10~0.20亩)田间水利用系数可达到0.88~0.92,较大田漫灌田间水利用系数平均0.81相比,提高11.10%。推广采用小畦灌溉的四个参数为:畦长20~30m为宜;畦宽按耕作要求为1.60~2.40m;畦田坡度在3%~4%之间适宜;入畦流量0.50~2l/s·m区间为佳。长畦短灌又称长畦分段灌溉,是指将长畦划分为若干不打横向畦埂的小段,用输水沟将水送入各段灌溉,灌水时通常由近及远,可达到与小畦灌溉同样的节水效果。畦田长度40~100m,宽度2.40~3.60m,单宽流量0.60~3l/s·m,长畦短灌不仅减少了田间渠道,节约了耕地,而且便于农机作业。

1.3农艺技术节水库井灌区通过改进灌水技术和作物栽培技术可达到节水的目的。灌区应采用精耕细作,深耕耙耱,增肥改土,以肥促水;小麦选用优良抗旱、高产品种,玉米、蔬菜应采用地膜覆盖技术,达到节水、增产的目的。

1.4管理技术节水管理技术是提高水利用率的关键措施之一,贯穿于整个农业生产的全过程。库井灌区应建立乡、村两级用水管理技术体系,实行计划配水,按方收费,超水加价等管理方法。同时要加大宣传力度,通过各种形式的宣传来提高全民的节水意识,对工程管理人员进行技术培训,达到节水的目标。

通过以上四种节水技术模式和途径,库灌区灌溉水利用系数可由0.54提高至0.72以上,节水达20%以上。机井低压管道灌区灌溉水利用系数可由0.54提高至0.81以上,节水达25%以上。小麦单产从300kg可提高至350kg以上,节水、增产效果十分显著。

2推广这些模式存在的主要问题和对策

2.1提高认识,合力发展我县水资源缺乏已是很严重的事实,“水是取之不尽,用之不竭”的错识观念还比较顽固,节水意识和水法律意识还很淡薄。在一些基层领导和干部中,为了实现短期的经济利益,仍在严重超采地下水的地区,继续加大开采地下水,扩大灌溉面积;有的流域在上游无节制地开垦,发展灌溉,不但引起下游荒芜、沙化,而且造成上游灌区次生盐碱化。

2.2应以国家投入为主由于我县农民收入水平较低,而节水灌溉的效益主要体现在改善生态环境等社会效益方面,要求农民投入太多的资金用于发展节水灌溉是不现实的。即使按上述的投资比例,国家的投入也显不足,农民和集体难以长期承受2/3以上的投入,如不加大国家的投入,节水灌溉也难以继续按此速度发展。据预测,到2010年我县人均水资源占有量低于170m3。按国际标准,人均水资源占有量1000m3为起码需求、人均占有水资源量200m3严重缺水边缘统计,农业是最大的用水户,为了保障我县水资源的可持续利用,农业节水将是一项长期的战略任务。

发展节水灌溉,必然要对作物用水进行限制,如采用非充分灌溉制度,则是以降低单产换取区域总产提高为目的,对于单个农户来说不一定受益。即使在水资源充沛地区,单从改变灌溉技术来说,农作物增产的幅度也不太大,除经济作物外,粮食作物一般也只在10%~20%。据调研,从水源到田间,新发展出1亩节水灌溉面积平均约需投入3000元左右,改造1亩节水灌溉面积也得投入500~1000元;发展1亩坡地改梯田约需投入2000元左右。当前农业比较效益很低,农民负担很重且收入增长速度下降,在发展节水灌溉中一般只能承担投劳部分。因此,从现阶段来看,除发展温室大棚或经济作物等高产出的节水灌溉,应以业主或农民为主投入外,节水灌溉的投入应以国家为主。

节水技术论文例3

水利是农业的命脉,粮食的增产往往是通过灌溉面积的增加来实现的,然而灌溉面积的增加已受到水资源总量和用水结构变化的双重制约。因此,发展农业的根本出路在于节水。推广节水灌溉技术模式能更好地使用节水灌溉技术,发展节水农业,提高水资源的利用效率,这是加强农业基础设施建设、加快农业科技进步、提高农业综合生产能力的一种有效措施。红旗镇是七台河市新兴区唯一的乡镇,地处城郊,总面积130km2。全镇辖12个行政村,2个直属场,耕地面积1950hm2,总户数5576户,总人口约2.38万人,其中农业人口约1.86万人。由于历史原因,红旗镇与新兴区城区没有明显的地域界限,有6个村属城中村,城乡混居。农业用水主要依靠由桃山水库调剂的倭肯河水和地下水。而七台河市又是一座水资源匮乏、缺水比较严重的煤炭工业城市。多年平均水资源量8.36亿立方米,人均占有水资源量948m3,是全国人均水平的1/2、全省人均水平的2/5。七台河市区多年平均水资源量2.38亿立方米,人均占有水资源量466m3;均低于全省水平。桃山水库担负着全市城区居民的饮用水、工业用水,包括红旗镇在内的下游多个城、镇的农业用水。遇到干旱年份,城区居民的饮用水及工业用水都不能完全保证,农业用水更是无从谈起。新兴区是七台河老区,是七台河市四大国有煤矿所在地。全区142km2的土地,大部分都是地下采空区,地下水流失严重,干旱季节,水量远远不能满足小井灌溉需要。

1红旗镇不同类型节水灌溉的工程技术模式

1.1新建井灌区节水增效灌溉工程技术模式

按照“以水定井,统一规划,合理开采,严格管理”的原则,在新建的井灌区发展节水增效灌溉。以开采有稳定可靠补给来源的浅层地下水为主,将井灌建设和节水灌溉结合起来,建设成节水型井灌区,做到既促进农业的发展,又防止地下水超采、环境恶化的结果。这种模式是:合理布井,采用先进的成井工艺提高机井质量,配套小型移动式喷滴灌机等节水灌溉设施。红旗镇按照这种模式可建成中心灌区26.7hm2,辐射区80hm2,项目区建成后灌水定额将会明显下降,年节水预计10万立方米,在全部农田实现全生育期灌溉的同时,地下水将得到有效控制,灌溉期间地下水位将基本保持不变,可有效提高农业抗灾能力。由于取消了田间输水土渠,还可节省渠道占用耕地面积。

1.2灌区田间工程节水改造模式

由于红旗镇原输水渠道防渗衬砌率低,田间工程不配套,灌水方法落后,是发展节水灌溉的重点区域,特别是田间工程部分,由于以群众投入为主,是当前节水灌溉最薄弱的环节。因此,这类灌区在对干、支渠等输水工程进行防渗的同时,对田间工程进行节水改造。改造的模式是:对斗、农渠进行防渗衬砌,平整土地,重新确定沟渠规格,采用小畦灌、沟灌、长畦短灌和波涌灌等先进的地面灌水技术,并通过开展非充分灌溉、水稻控制灌溉、降低土壤计划湿润层深度和采用覆盖保墒等农业综合节水技术,实现渠灌区全方位节水。

1.3节水抗旱灌溉工程技术模式

由于七台河市处在十年九春旱的季节性缺水地区,这类地区在农作物播种季节经常性地发生干旱,而在其他生长季节或生育阶段降雨可满足需水要求,如不采取抗旱灌溉轻者减产,重者绝收。对这类地区,采取的节水灌溉工程技术模式为:选用适宜当地的各种节水灌溉技术,如坐水种、软管灌溉、轻小型移动式喷灌机组等和植树种草培肥土壤、覆盖保墒、合理耕作、采取节水灌溉制度相结合。红旗镇可采用坐水种节水抗旱灌溉模式,利用行走式注水点播机,将开沟、注水、点种、施肥、覆土一次作业完成,主要用于玉米、大豆的抗旱点灌。

2推广对策

2.1加强宣传,提高群众的节水意识

发展节水灌溉必须要加强对节水灌溉技术的宣传普及,实现干部群众观念上的变革。由单纯的浇地向浇作物、科学节水转变,用科学技术手段武装农业。同时,做好节水灌溉的科技交流,让群众认识到农业节水的必要性和重要性,采用先进的取水、输水设施,先进的微灌、喷灌机械,先进的滴灌、渗灌、微灌方法,提高水的有效利用率。

2.2政策配套,提高灌溉用水管理水平

由于节水法规制度建设相对滞后,尤其是灌溉用水的市场机制不键全,农用水价偏低,不利于节水灌溉工作的开展。在推行节水灌溉中,管理是最重要的环节,也是目前最不为人们重视的环节,重建设、轻管理仍是长期以来没有解决好的一个重大问题。当前,灌区的农田灌溉水的水价仅为供水成本价的1/3~1/2。据有关部门统计,目前在水、种、肥农业生产投入三要素中,种子投入占27%,肥料占34%,而灌溉用水只占7%~9%。在一些引河灌区,水费支出仅占平均纯收入的2.1%。由于水价太低,导致农民不爱惜水,不舍得在购买节水灌溉设备上花钱;由于水价太低,灌溉管理单位收取的水费入不敷出,反而鼓励农民多用水;由于水价太低,水利工程难以维修更新,工程老化失修、带病运行,效益日趋下降。在节水灌溉管理中,加快水价改革是最重要的管理措施。1998年中央水利工程供水出库价或河道取水的渠首价平均1.3分/m3;地方水利工程的平均供水价格(批发价)为2.9分/m3;农业用水零售价5分/m3,适当提高水价,逐步达到成本水价,是水价改革的方向。目前不少灌区已开始适度提高灌溉用水的水价,但达到成本水价还很困难。为避免因水价上提,引起农业生产成本轮番上涨,应实行鼓励节约用水的科学水价制度,如容量和计量两部制水价和累进制水价,对于浪费水资源的行为,实行惩罚性水价。此外,在水资源的合理调配和灌溉服务体系的建设方面,也还远不能适应当地经济和社会发展的需要。因此,要根据不同的生产条件对不同类型,特别是小型水利工程因地制宜地实行股份制改造、承包经营、股份合作制、租赁拍卖等多种形式的产权制度改革。大中型灌区要积极推广用水户参与管理的经验,通过提高水价和加强管理,逐步实现以水养水,达到节水的良性循环。要加强灌区内部管理,精简机构,分流冗员,落实多种形式的经营管理责任制,降低成本,提高经济效益。

2.3进一步强调因地制宜,克服推广中的盲目性

目前可供选择的节水灌溉技术有很多种,但都有一定的适宜范围,必须因地制宜,做好调查研究,进行充分论证和多方案比较,特别要考虑当地的实情,选择最适合本地区发展的节水灌溉技术措施。尽管在发展

节水灌溉的过程中,主管部门一再强调要坚持因地制宜的原则,但是当前各地在推广应用节水灌溉技术中,仍然出现一些不恰当的做法。如:不按规律办事,行政干预较多,不根据需要和可能,不充分征求农民群众的意见,沿国道成线、成片修建仅为供参观用的所谓样板工程或旅游农业;有的农业节水灌溉工程本已有比较完整的低压管道输水灌溉系统,又在上面重复修建喷灌工程,上级参观时开喷灌,实际生产时用管灌;有的井灌区已严重超采地下水,形成地下水降落漏斗,本应通过修建节水工程减少地下水用量,改善和恢复生态平衡,但却继续扩大灌溉面积,地下水开采量不但不减少反而增加等。造成投入大量资金建成的节水灌溉工程不但不能发挥应有的效益,而且还挫伤了农民发展农业节水的积极性或带来负面的社会效应。

3结语

由于红旗镇地域广阔,各村经济条件不同,作物类型有别,气候差异较大。因此,发展节水灌溉要从各地的实际出发,在充分考虑当地自然条件和农村社会经济水平的基础上,因地制宜地选取各种适宜的节水灌溉技术和模式。发展节水灌溉是一项系统工程,要将农业措施与水利措施相结合、工程措施与非工程措施相结合、软件建设与硬件建设相结合,形成各种节水技术的组装、配套与集成。发展节水灌溉还应以经济效益为中心,以提高水、土资源利用率和增产、增收为目标,通过发展节水技术促进农业结构的调整、促进各种先进适用技术的应用、促进农业质量和效益的提高,推进农业现代化和产业化进程,实现农业增产、增收,使农民得到更多实惠,用显著的经济效益引导广大农民群众发展节水灌溉。

参考文献

节水技术论文例4

资料表明,世界上粮食增产中25%归功于扩大耕地面积,75%归功于提高单产。虽然单产的提高是综合措施的结果,但灌溉却是其中重要措施之一。随着世界性水资源日益紧缺,水资源不足已成为制约我国国民经济发展的重要因素,要进一步发展灌溉面积就必须节约灌溉用水,大力发展农业节水技术。

1农业节水的主要措施

1.1发展渠道衬砌与管道输水技术

输水配水渠道的渗漏损失是农田灌溉水量损失的重要组成部分。一般未衬砌的渠道输水损失达40%~50%,开展渠道防渗是农田灌溉节水的重要环节。为了提高灌溉输水的利用率,世界许多国家都在致力于发展渠系衬砌、管道化工程。

1.2改进传统地面灌溉技术

传统灌溉方式由于灌水历时长、用水量大、灌水不均匀等影响作物产量。所以,长期以来各国都在积极致力于对传统地面灌溉技术的研究与改进,并创造了许多全新的方法。其中波涌灌(间歇灌)和激光控制平地畦田灌就是2种影响较大、效果较好的方法。

1.3推广喷灌、微灌技术

喷灌、微灌技术可在传统的沟、畦灌等地面灌溉基础上节水30%~50%,节省劳力20%~90%。在节约用水量的同时改变了传统的灌溉概念,能够把含有肥料的水一滴滴地输入作物根层的土壤中,使土壤中的水、肥、气、热保持协调关系,达到作物高产目的。

1.4充分利用咸水、废水灌溉农田

目前采用的方法能够在空间和时间上预报出灌溉后的土壤溶液成分和土壤基质,据此判定土壤状态,并在一定的气候条件下,参照土壤状况选择适宜种植的作物。耕作方式通常采用轮作制,即耐盐和不耐盐作物轮作,咸水、废水与淡水轮灌,以避免土壤过度积盐。

2有效利用水资源的新技术

2.1选育耐旱作物和节水品种

选育耐旱作物品种,是充分利用生物适应环境,以生物机能提高作物水分利用效率的重要途径。耐旱作物一般在生长关键期能避开干旱季节,抗逆性强,生长期能和当地的雨季相吻合,在雨季快速生长,以充分利用有限的降水。

2.2改进耕作方法与栽培技术

因地制宜,由多耕趋向于少耕、免耕;由浅耕趋向于深耕;由耕翻趋向于深松;由单一作物连作趋向于粮草轮作或适度休闲;重视水土保持,纳雨蓄墒,合理施肥,以肥调水。

2.3推广地面覆盖技术

地面覆盖具有抑制土壤蒸发、蓄存降水、保持土壤水分、提高土温的优点,分为有机物覆盖、地膜覆盖和化学覆盖。有机物覆盖就是利用农作物秸秆、糠皮等材料进行地面覆盖,有明显的保墒节水效能;地膜覆盖是一种用薄膜覆盖的农田技术,能够提高地温,抑制蒸发;此外,保水剂、抗蒸腾剂等化学覆盖技术也得到了广泛应用。

2.4采用调亏灌溉技术

调亏灌溉是根据灌溉对象的生长发育规律及生产的实际需要,有目的地不充分供给水分,使作物经受水分胁迫,限制其某方面或某时期的生长发育,达到既节水又增产的效果。

3节水灌溉技术在新疆兵团的应用

3.1膜下滴灌技术的推广

膜下滴灌是将覆膜种植技术与滴灌技术两者互相结合的新型灌溉技术。通过生产实践,膜下滴灌技术比常规灌溉节水30%以上,土地利用率提高5%~7%,单产提高20%左右,大幅度降低了农民的劳动强度、提高了经济效益。由于这种先进生产方式的实施,带来了农业体制和组织形式的创新,出现了一大批家庭农场,不仅有效节约了农业用水,促进了地区生态环境的改善;还为低成本高产出的农牧产品提高了市场竞争力。至2006年,全国推广微灌总面积66.67万公顷以上,仅新疆生产建设兵团就推广38万公顷。大田膜下滴灌技术是新疆生产建设兵团近几年来推广应用节水灌溉项目中经济效益最高、生态效应最好的灌溉新技术,具有广阔的发展前景。3.2滴灌自动化控制系统的应用

滴灌自动化技术把新疆兵团节水灌溉推上了一个省水、省工、增产、增效的新局面,实现了高层次决策控制,是膜下滴灌技术可持续发展的必由之路。2002年,136团完成了33.33hm2棉田自动化控制系统滴灌试验,实现通过田间土壤温度传感器、风向、风速、光照、降雨量和蒸腾传感器进行自动化灌溉。随后,121团、127团等地也建立了灌溉自动化控制系统示范区,自动监测预报农田各项技术参数,进行科学节水灌溉,2006年,兵团级棉花水肥高效利用基地“农八师148团节水灌溉自动化控制项目”全面实施,该项目投入使用后,有效地减少人在田间的活动次数,防止病虫害传播和蔓延。同年6月,全国最大面积400hm2棉田“自动化滴灌技术”在农八师149团推广试验成功,达到了作物长势室内可视化,土壤墒情自动监测化,灌溉自动化。

4节水技术的发展方向

4.1灌溉工程节水技术发展方向

输水节水技术的发展方向是:为解决混凝土衬砌延伸性差、易开裂等缺点,试验用钢丝网等加筋混凝土替代常规混凝土衬砌。另外,随着化学工业的发展和机械化施工技术的日益进步,膜料衬砌在渠系衬砌中的比重逐年增大,将有可能成为未来渠系衬砌材料发展的主方向。

喷、微灌技术的发展方向是:喷、微灌相互配合共同发展,发扬喷灌射程远、效率高等优点,克服喷灌能耗大、喷头易堵塞等缺点;开发和研制新型灌溉设备,提高灌溉均匀度,克服滴灌系统易堵塞的缺点,并向低压、节能型方向发展,减少传动装置能耗;灌溉设备标准化、系列化。

4.2科学管理与精准灌溉相结合

随着科学技术的迅速发展,通过地理信息技术实行灌溉管理自动化,成为农业节水管理技术的发展方向。地理信息技术可实现在农业生产全过程中对农作物、土地、植保从宏观到微观的实时监测,能够对作物生长发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境改善进行定期信息获取和动态分析,通过系统的诊断和决策,制定实施计划,使农业可持续发展。地理信息技术的快速发展为农业数字化建设和自动化、智能化管理提供坚实的技术基础,并逐渐成为以可持续发展为目标的精准农业技术体系的核心技术。

5参考文献

[1]钱蕴壁.节水农业新技术研究[M].郑州:黄河水利出版社,2002.

[2]俞双恩,朱兆通,戴振伟.我国节水型灌溉农业综述[J].水利水电科技进展,1997(1):27-30,68.

节水技术论文例5

节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。(2)节水灌溉工程技术。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失,提高灌溉效率。(3)农艺及生物节水技术。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。

2.节水灌溉新技术

目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。(2)应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。T是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。(3)智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。

3.节水灌溉技术发展趋势

我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。转

4.发展节水灌溉技术的政策建议

(1)提高发展节水灌溉技术的认识。我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。

(2)形成发展节水灌溉技术内在机制。通过制定和运用好水价、水权这些经济手段,对农业用水需求进行有效调控,削弱低效益膨胀型的用水需求,杜绝无效益浪费型的用水需求,促进节约农业用水的需求,从而推进节约灌溉技术发展。

节水技术论文例6

论文摘要:节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的总称。是否节约灌溉用水,用水是否高效是以单位作物产量总耗水量(从水源算起直到田间)多少来衡量。因为节水与否和高效与否,都是相对的概念,所以节水灌溉技术也是不断发展,其效率也是不断提高的。本文主要针对我国现行的一些节水灌溉技术进行了研究探讨。 论文关键词:节水灌溉 输水 制度 0 引言 节水灌溉就是要改变千百年来人们浇地的传统习惯,按照作物的最佳需水量进行灌溉,用少量的水取得较高的经济效益,是使传统农业向高产、优质、高效的现代农业转变的必要措施。 节水灌溉不仅节约水源,而且带来的相关效益也比较显著。主要表现为:水分的生产绿率提高、单产产量提高、作物品质提高、病虫害减少、施肥量节省、电力能源节省、生产用工大量节省、耕地节省及环境效益提升。由此可见农业节水灌溉潜力很大,大力普及节水灌溉技术,提高灌溉用水利用率是解决农业用水危机的最有效途径。现在我国采用过的和正在研究或推广使用的节水灌溉技术有数十种之多。各种技术都各有利弊,各有不同的适用条件。只不过有些技术成熟一些,有些技术还有待进一步研究,有些技术优点更多些,适用范围更广些,而有些技术稍逊而已。节水灌溉技术大致可分为灌水方法、输水方法、灌溉制度和田间辅助措施等四大类别。 1 节水灌水方法 灌水方法即田间配水方法,就是如何将已送到田头的灌溉水均匀地分布到作物根系活动层中去。按灌溉水是通过何种途径进入根系活动层目前节水技术有以下几种: 1.1 喷灌技术 喷灌技术是利用成套的动力机、水泵给水加压,或利用水的自然落差将水通过管道输送到灌区,由管道上的喷头喷射到空中散成水滴,均匀地散布在田间进行灌溉。喷灌几乎适于所有的旱作物。 1.2 微灌技术 微灌技术包括滴灌、微喷灌、脉冲灌、涌泉灌等。滴灌又根据设备工作压力不同分为常压滴灌和重力滴灌;根据设备铺设的方式不同又可分为地下灌溉和地表灌溉。它可根据作物的需水要求,通过灌溉控制、过滤系统及管道和安装在管道上的特制喷水器(滴头、微喷头、稳流器、分水器、滴灌带、喷水带等),将水和作物所需要的肥料、养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物的根部附近的土壤中。微灌主要用于局部灌溉。 1.3 渠道防渗技术 渠道防渗技术是为了减少渠床土壤透水性或建立不易透水的防护层而采取的各种技术措施。常用的有混凝土衬砌、浆砌、石块衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等。 1.4 低压管道输水技术 低压管道输水技术是利用机泵抽取井水,通过管道系统把水输送到田间对农田灌溉。水进入田间后仍属于地面灌溉的范畴。 1.5 行走式节水灌溉技术 行走式节水灌溉技术是利用农村已有的农用动力机械兼作灌溉动力,配套使用的灌溉设备,以增加流动灌溉的适应性。行走式节水灌溉机不要求田间工程设施,只要有水源就可以实现灌溉。该机都是组装的,装拆方便,所以那里干旱,就可以迅速组装一批灌水机具、配套使用的拖拉机,就可以实施行走式灌溉,以达到补水灌溉的目的。 2 节水输水方法 几千年来我国都是用土渠将灌溉水从水源输送到田头。这样有大量的水在还没送到田头就已浪费掉了。我国现有灌溉渠道水利用系数很低,一般为0.3-0.5。因此在输水过程中节约水的潜力很大。常用的方法有渠道防渗和管道输水两种。 2.1 渠道防渗 渠道防渗所采用的材料有很多种类,常用的有干砌块石,浆砌块石(或卵石),砼预制块、现浇砼护面、塑料薄膜、土工膜等,最近国内比较普遍推广的“三面光”渠道就属这一类。当采用砼护面时,如渠道不大还可用U型砼渠,这样还可以提高输水流量,减小过水断面。 2.2 管道输水 渠道输水除了渠床渗漏之外,还有水面蒸发与渠床上杂草的蒸腾。而用管道输水则可基本避免这些输水损失。对于喷灌、滴灌和微灌要求高压输水(300~1200kPa),而对于地面灌溉可用低压输水管(小于200kPa)。 3 节水灌溉的相应制度 3.1 不充分灌溉按早期灌溉的指导思想是只要有足够的水源供应,就要给作物供应最充分的水,以使之达到尽可能高的单位面积的产量,这就是充分灌溉。这种灌溉方法可以获得最高的单位产量,但是单位水量所获得收益就不见得最高。因此,近年提

节水技术论文例7

1减少马桶冲洗水量

目前,我国普遍采用冲水量≥11L的坐便器,耗水量大。若根据建设部的规定,全部使用冲水量≤9L的马桶,则住宅可节水4%,宾馆、饭店可节水3%,办公楼可节水11%。目前美国及欧洲已经普遍使用6L的马桶,假如到2001年我国实现全部马桶采用6L冲洗水,则住宅可节水14%,宾馆、饭店可节水4%,办公楼可节水27%。

2厨房、沐浴、盥洗的节水

厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径。

3真空节水技术

为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果,可将真空技术运用于排水工程,用空气代替大部分水,依靠真空负压产生的高速气水混合物,快速将洁具内的污水、污物冲吸干净,达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括:带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40~50kPa的负压,将污水抽吸到收集容器内,再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术,平均节水超过40%。若在办公楼中使用,节水率可超过70%。

4中水处理

在公寓、住宅和宾馆中,排放大量的沐浴及盥洗水,应考虑将其经适当处理后供生活杂用及补充冷却水,主要包括厕所冲洗、园林灌溉和道路保洁等。

推荐的中水处理工艺为:

原水机械格栅毛发过滤器调节池混凝过滤活性炭吸附消毒中水池[中水泵中水屋顶水箱专用水管系统(水表)用水点]

在沐浴用水占总用水量50%以上的宾馆、公寓、高级住宅等建筑中,可考虑采用中水处理系统,以满足冲洗厕所、绿化灌溉及补充部分冷却循环水的水量要求,可节约至少30%的生活用水量。

(刘瑾韩彦彬供稿)

废水集中处理利于节能降耗

1小型废水处理站存在的问题

①调查了3座小型废水处理站,设计处理能力均为500m3/d,但正常运行的实际有机负荷只有设计能力的20%~30%,全年水力满负荷运行的时间只有1/4,并且都没有安装变频调节装置,“大马拉小车”现象普遍存在。

②小型废水处理站都与生产同步,而正常生产企业每周有两天休息,因此每次开车时都有4~6h甚至更长时间不能正常运行(生物细菌的活性恢复过程),造成能源的浪费。

③废水处理效果都比较好,其出水经深度处理后其指标均可达到生活杂用水标准,但多数得不到回用,造成水资源的浪费。

④地下管道的渗漏引起环境污染。

⑤个别企业为追求经济效益,有偷排废水现象,引起环境污染。

2针对小型废水处理站的节能对策

①在进行废水处理工艺设计之前应充分收集有关生产废水的第一手资料,保证设计能力与实际运行负荷相适应,并考虑计算机控制系统在废水处理中的应用。

②合并小型废水处理站,使废水集中处理,有利于减少重复投资,避免社会资源的浪费。

③环境保护部门在对企业进行达标排放管理的同时,应设专门机构对企业提供技术咨询,使处理后的水能够得到充分利用,在减少环境污染的同时提高经济效益。

3废水集中处理的经济效益及环境效益

①大量节省建设投资。3座污水处理站的投资总额为300多万元,如果合并处理投资额约为150万元,可节省一半投资。

②节省劳动力。每座污水处理站至少有5人,合并处理后最多只需10人,这有利于提高社会效益,促进社会劳动力的合理分配。

③节能效果显著。可充分利用变频调节装置及计算机控制系统使能源得到充分利用,至少可节能50%以上。

④促进处理后水的回用。全年可减少废水排放量30×104m3,同时可节水30×104m3,CODCr排放量减少15t,从而实现经济效益和环境效益双丰收。

环境保护部门在对企业实施监督管理的同时,希望能对废水处理设施的建设实现宏观调控并给予技术指导,以避免重复投资,在减少社会资源浪费的同时提高经济效益和社会效益。

(江苏省南通新西尔克针织服装有限公司吴琼供稿)

取消清水池的总排水管

清水池的排水管有泄空管、溢水管、盲沟排水管和汇集排除上述三条管道中水的总排水管。某水厂有2个容量为5000m3的清水池,施工时根据现场实际情况取消了总排水管,至今已正常使用4年多。原设计总排水管(DN1000)出口在750m以外的莫引渠,建设资金约40多万元,清水池和各窨井均座落于承载力较大、渗水性良好的卵石层地基上。

1取消总排水管的可行性

①因池壁施工质量合格,很少有渗漏水,就是有少量渗漏水,也可经盲沟排水管、出口窨井底等渗水性良好的卵石层渗入地下。

②清水池运行正常时一般不会发生溢水,即使发生也是短暂的。溢水管上口高于池壁外窨井口3.2m,溢出的水可以由窨井口及地面明渠排除。

③清水池通常3年才清洗一次,每次排水量也仅有200m3,排水时可以临时用潜水泵从出口窨井中把水抽到地面浇灌林带绿地。

④盲沟排水管和泄空管排出水的浊度和细菌学指标可能超标,但水从窨井底下渗,经几十米厚的卵石层过滤后不会污染地下水。

2采取的相应措施

①盲沟排水管、溢水管、泄空管的出口窨井分别设置且不相互连通,井底不铺混凝土或水泥砂浆,采用天然卵石以便于水下渗。

②溢水管、出口窨井盖用有一定强度经防腐处理的木板、竹板等轻质材料制做,以便溢水时漂起。窨井旁可设地面明渠,以利地面排水。

③安装2套清水池水位仪,并设定上限水位报警,当1套失灵时可由另一套报警。亦可采用自动控制系统来控制清水池上限水位,即当水位达到设定的上限值时,一级泵站部分水泵机组自动停机,减少向清水池的送水量。

(新疆石河子市自来水公司赵伟供稿)

克拉玛依水厂冬季超越供水的实践

克拉玛依的工业和城镇生活用水主要来自地表水,夏季水厂直接从渠道取水,冬季则从水库取水,目前4座水厂总的净化水能力为23×104m3/d。

据调查,冬季水库表面冰封后,冰下原水水质已优于水厂净化水。经分析除细菌、大肠菌群超标外,其他指标均达到了生活饮用水的标准。

由于水库表面结冰后,水库出水由管道输送,刮风降尘对冰下原水不会造成污染,因此这时可以考虑采取超越水厂,杀菌后直接供给用户。

1985年冬季,该市进行了多次、短时间超越水厂供水的试运行,经取样分析水质完全达标,试验获得成功。1986年克拉玛依开始了冬季(11月下旬至次年3月下旬)水库表面冰封后库存水不经水厂净化、杀菌后直接供给用户的实践。

1987年,新疆克拉玛依市卫生防疫站对该地区生活饮用水的水质进行了为期一年的调查分析,并向政府提交了正式调查评价报告。报告中用水点水质合格率为100%,认为克拉玛依地区供水水质全面达标。

新疆石油管理局供水水质检测中心对1992年—1993年超越水的主要供水点——白碱滩调节水库的水质进行了检测分析。

结果表明,水库表面结冰后,特别是1月—3月,冰下水温很低,细菌、大肠菌群大量死亡,水库原水全面达到了生活饮用水标准;而11月上、中旬水库表面冰层未形成,受刮风和降尘影响,造成浊度超标;11月—12月,水库水温>0℃,细菌和大肠菌群超标。在11月上、中旬水库要经水厂净化、杀菌后才能供给用户;11月下旬水库表面冰封后,库存原水超越水厂、杀菌后供给用户,均可全面达标。

新疆石油局供水水质检测中心每年都对各水库原水、水厂净化水、地下水进行多次取样检验,多年监测超越水水质表明,其全面符合国标GB5749—85的生活饮用水卫生标准。新疆克拉玛依地处北温带,寒冷冬季长达4~5个月,利用冬季水库表面冰封后,水厂不运行,库存冰下原水经杀菌密闭输送至用户,经过10多年的实践证明是成功的,同时也带来了可观的经济效益。

①据统计,从1986年—2000年,水厂供超越水共1.1×108m3,以1m3水节约成本0.39元计,共节约成本4300万元。

节水技术论文例8

节水灌溉技术的发展不仅是节水的需要,也是农业现展的需要。发展节水灌溉技术对于推进现代农业、建设节约型社会有十分重要的意义。为此,笔者就我国节水灌溉技术及发展趋势作一探讨。

一、节水灌溉技术含义及体系

节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的总称。灌溉用水从水源到田间,到被作物吸收、形成产量,主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节。在各个环节采取相应的节水措施,组成一个完整的节水灌溉技术体系,包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。

节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。(2)节水灌溉工程技术。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失,提高灌溉效率。(3)农艺及生物节水技术。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。

二、节水灌溉新技术

目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。(2)应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。T是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。(3)智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。

三、节水灌溉技术发展趋势

我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。

四、发展节水灌溉技术的政策建议

(1)提高发展节水灌溉技术的认识。我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。

节水技术论文例9

农业节水不仅是我国国民经济和社会可持续发展所要求的,也是我国农业资源,尤其是水资源短缺、水土资源配置失衡等严峻形势所决定的。农业节水对保障国家水安全、粮食安全和生态安全,推动农业和农村经济可持续发展,具有重要的战略地位和作用。我国农业缺水的问题在很大程度上要依靠节水予以解决,加强对我国节水农业技术的研究,以科技创新促进生产力发展,建立与完善适合我国国情的现代节水农业技术体系,将成为促进我国节水农业可持续发展的重大战略举措之一

1现代节水农业技术研究进展

随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧,世界各国,特别是发达国家都把发展节水高效农业作为现代农业可持续发展的重要措施。发达国家在农业生产实践中,把提高灌溉(降)水的利用率、单方水的利用效率、水资源再生利用率作为研究重点和主要目标。在研究节水农业基础理论基础上,将生物、信息、计算机、高分子材料等高新技术与传统的农业节水技术相结合,提升节水农业技术的高科技含量,建立适合国情的节水农业技术体系,加快由传统的粗放农业向现代化的精准农业转型的进程。

世界各国采用的节水农业技术通常可归纳为工程节水技术、农艺节水技术、生物(生理)节水技术和水管理节水技术等四类。节水农业技术的应用可大致分布在四个基本环节中:

一是减少灌溉渠系(管道)输水过程中的水量蒸发与渗漏损失,提高农田灌溉水的利用率;

二是减少田间灌溉过程中的水分深层渗漏和地表流失,在改善灌水质量的同时减少单位灌溉面积的用水量;

三是减少农田土壤的水分蒸发损失,有效地利用天然降水和灌溉水资源;

四是提高作物水分生产效率,减少作物的水分奢侈性蒸腾消耗,获得较高的作物产量和用水效益。节水农业发达的国家始终把提高上述环节中的灌溉(降)水利用率和作物水分生产效率作为重点,在建立了以高标准的衬砌渠道和压力管道输水为主的完善的灌溉输水工程系统和采用了以喷(微)灌技术和改进的地面灌技术为主的先进的田间灌水技术后,节水农业技术的研究重点正从工程节水向农艺节水、生物(生理)节水、水管理节水等方向倾斜,尤其重视农业节水技术与生态环境保护技术的密切结合。

1.1农艺节水技术

利用耕作覆盖措施和化学制剂调控农田水分状况、蓄水保墒是提高农田水利用率和作物水分生产效率的有效途径。国内外已提出许多行之有效的技术和方法,如保护性耕作技术、田间覆盖技术、节水生化制剂(保水剂、吸水剂、种衣剂)和旱地专用肥等技术和产品正得到广泛的应用。如美国中西部大平原由传统耕作到少耕或免耕,由表层松土覆盖到作物残茬秸秆覆盖,由机械耕作除草到化学制剂除草,都显著提高了农田的保土、保肥、保水的效果和农业产量。法国、美国、日本、英国等开发出抗旱节水制剂(保水剂、吸水剂)的系列产品,在经济作物上广泛使用,取得了良好的节水增产效果。法国、美国等将聚丙烯酰胺(PAM)喷施在土壤表面,起到了抑制农田水分蒸发、防止水土流失、改善土壤结构的明显效果。美国利用沙漠植物和淀粉类物质成功地合成了生物类的高吸水物质,取得了显著的保水效果。

节水农作制度主要是研究适宜当地自然条件的节水高效型作物种植结构,提出相应的节水高效间作套种与轮作种植模式。例如,在澳大利亚采用的粮草轮作制度中,实施豆科牧草与作物轮作会避免土壤有机质下降,保持土壤基础肥力,提高土壤蓄水保墒能力。

在抗旱节水作物品种的选育方面,发达国家已选育出一系列的抗旱、节水、优质的作物品种。如澳大利亚和以色列的小麦品种、以色列和美国的棉花品种、加拿大的牧草品种、以色列和西班牙的水果品种等。这些品种不仅具备节水抗旱性能,还具有稳定的产量性状和优良的品质特性。特别是近年来,在植物抗旱基因的挖掘和分离、水分高效利用相关的基因定位以及分子辅助标记技术、转基因技术、基因聚合技术等在抗旱节水作物品种的选育上取得了一些极富开发潜力的成果。

近年来,水肥耦合高效利用技术的研究已将提高水分养分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根区湿润方式和范围等与水分养分的有效性、根系的吸收功能调节等有机地结合起来。通过改变灌水方式、灌溉制度和作物根区的湿润方式达到有效调节根区水分养分的有效性和根系微生态系统的目的,从而最大限度地提高水分养分耦合的利用效率。美国、以色列等国家将作物水分养分的需求规律和农田水分养分的实时状况相结合,利用自控的滴灌系统向作物同步精确供给水分和养分,既提高了水分和养分的利用率,最大限度地降低了水分养分的流失和污染的危险,也优化了水肥耦合关系,从而提高了农作物的产量和品质。

1.2生物(生理)节水技术

将作物水分生理调控机制与作物高效用水技术紧密结合开发出诸如调亏灌溉(RDI)、分根区交替灌溉(ARDI)和部分根干燥(PRD)等作物生理节水技术,可明显地提高作物和果树的水分利用效率。与传统灌水方法追求田间作物根系活动层的充分和均匀湿润的想法不同,ARDI和PRD技术强调在土壤垂直剖面或水平面的某个区域保持土壤干燥,仅让一部分土壤区域灌水湿润,交替控制部分根系区域干燥、部分根系区域湿润,以利于使不同区域的根系交替经受一定程度的水分胁迫锻炼,刺激根系的吸收补偿功能,使根源信号ABA向上传输至叶片,调节气孔保持在适宜的开度,达到不牺牲作物光合物质积累而又大量减少其奢侈的蒸腾耗水的目的,与此同时,还可减少作物棵间的土壤湿润面积,降低棵间蒸发损失和因水分从湿润区向干燥区侧向运动带来的深层渗漏损失。RDI是基于作物生理生化过程受遗传特性或生长激素的影响,在作物生长发育的某些阶段主动施加一定的水分胁迫(即人为地让作物经受适度的缺水锻炼)来影响其光合产物向不同组织器官的分配,进而提高其经济产量而舍弃营养器官的生长量及有机合成物的总量。因营养生长减少还可提高作物的种植密度,提高总产量,减少棉花、果树等作物的剪枝工作量,改善产品品质。国际上有关调亏灌溉的研究主要是针对果树和西红柿等蔬菜作物,对大田作物的研究较少。

近年来,国内外相继开展了对作物需水量计算方法的大量研究,但这些研究大多以单点的和单一作物的耗水估算为主,在此基础上采用插值法和面积加权平均法确定的区域作物耗水量的精度会受到气象等因素的空间变异性的影响。目前的重点是将单点的单一作物耗水估算模型的研究扩展到区域尺度多种作物组合下的耗水估算方法与模型研究上,根据作物及其不同生育期的需水估算,使有限的水最优分配到作物的不同生育期内,为研究适合不同地区的非充分灌溉制度提供基础数据和支撑。随着遥感技术的应用使得采用能量平衡法估算区域作物耗水量成为可能,通过遥感获得的作物冠层温度来估算区域耗水量分布的研究变得十分活跃,并在一些发达国家得到了一定的应用。

1.3水管理节水技术

为实现灌溉用水管理手段的现代化与自动化,满足对灌溉系统管理的灵活、准确和快捷的要求,发达国家的灌溉水管理技术正趋朝着信息化、自动化、智能化的方向发展。在减少灌溉输水调蓄工程的数量、降低工程造价费用的同时,既满足用户的需求,又有效地减少弃水,提高灌溉系统的运行性能与效率。

建立灌区用水决策支持系统来模拟作物产量和作物需水过程,预测农田土壤盐份及水分胁迫对产量的影响,基于Internet技术和RS、GIS、GPS等技术完成信息的采集交换与传输,根据实时灌溉预报模型,为用户提供不同类型灌区的动态配水计划,达到优化配置灌溉用水的目标。为适应灌区用水灵活多变的特点,做到适时、适量地供水,需对灌溉输配水系统的运行模式和相应的自控技术开展研究。目前,国外多采用基于下游控制模式的自控运行方式,利用中央自动监控(即遥测、遥讯、遥调)系统对大型供水渠道进行自动化管理,开展灌区输配水系统的自控技术研究。在明渠自控系统运行软件方面,着重开展对供水系统的优化调度计划的研究,采用明渠非恒定流计算机模拟方法结合闸门运行规律编制系统运行的实时控制软件。

美国、澳大利亚等国已大量使用热脉冲技术测定作物茎杆的液流和蒸腾,用于监测作物水分状态,并提出土壤墒情监测与预报的理论和方法,将空间信息技术和计算机模拟技术用于监测土壤墒情。根据土壤和作物水分状态开展的实时灌溉预报的研究进展也很快,一些国家已提出几种具有代表性的节水灌溉预报模型。在此基础开展的适合不同地区的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水条件下灌溉用水管理的基础,随着水资源短缺的不断加剧,其研究在国内外得到普遍重视。

多采用系统分析理论和随机优化技术,开展灌区多种水源联合利用的研究,以网络技术支持的智能化配水决策支持系统为基础,建立起多水源优化配置的专家系统,提出不同水源组合条件下的优化灌溉与管理模式,合理利用和配置灌区的地表水、地下水和土壤水,对其进行统一规划和管理。在最大限度地满足作物对水分需求的同时,改善灌区的农田生态环境条件。

1.4工程节水技术

随着现代化规模经营农业的发展,由传统的地面灌溉技术向现代地面灌溉技术的转变是大势所趋。在采用高精度的土地平整技术基础上,采用水平畦田灌和波涌灌等先进的地面灌溉方法无疑是实现这一转变的重要标志之一。精细地面灌溉方法的应用可明显改进地面畦(沟)灌溉系统的性能,具有节水、增产的显著效益。激光控制土地精细平整技术是目前世界上最先进的土地平整技术,国内外的应用结果表明,高精度的土地平整可使灌溉均匀度达到80%以上,田间灌水效率达到70%-80%,是改进地面灌溉质量的有效措施。随着计算机技术的发展,在采用地面灌溉实时反馈控制技术的基础上,利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为研究地面灌溉性能的重要手段。应用地面灌溉控制参数反求法可有效地克服田间土壤性能的空间变异性,获得最佳的灌水控制参数,有效地提高地面灌溉技术的评价精度和制定地面灌溉实施方案的准确性。

除地面灌溉技术外,发达国家十分重视对喷、微灌技术的研究和应用。微灌技术是所有田间灌水技术中能够做到对作物进行精量灌溉的高效方法之一。美国、以色列、澳大利亚等国家特别重视微灌系统的配套性、可靠性和先进性的研究,将计算机模拟技术、自控技术、先进的制造成模工艺技术相结合开发高水力性能的微灌系列新产品、微灌系统施肥装置和过滤器。喷头是影响喷灌技术灌水质量的关键设备,世界主要发达国家一直致力于喷头的改进及研究开发,其发展趋势是向多功能、节能、低压等综合方向发展。如美国先后开发出不同摇臂形式、不同仰角及适用于不同目的的多功能喷头,具有防风、多功能利用、低压工作的显著特点。

为减少来自农田输水系统的水量损失,许多国家已实现灌溉输水系统的管网化和施工手段上的机械化。近年来,国内外将高分子材料应用在渠道防渗方面,开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料,研究具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌工程结构形式。如已在德国、美国应用的新型土工复合材料GCLS就具有防渗性能好、抗穿刺能力强的明显特点。此外,管道输水技术因成本低、节水明显、管理方便等特点,已作为许多国家开展灌区节水改造的必要措施,开展渠道和管网相结合的高效输水技术研究和大口径复合管材的研制是渠灌区发展输水灌溉中亟待解决的关键问题。

2现代节水农业技术研究发展趋势

现代节水农业技术是在传统的节水农业技术中融入了生物、计算机模拟、电子信息、高分子材料等一系列高新技术,具有多学科相互交叉、各种单项技术互相渗透的明显特征。现代节水农业技术涉及的既不是简单的工程节水和水管理节水问题,也不是简单的农艺节水和生物节水问题。从支撑现代节水农业技术的基础理论而言,需将水利工程学、土壤学、作物学、生物学、遗传学、材料学、数学和化学等学科有机地结合在一起,以降水(灌溉)-土壤水-作物水-光合作用-干物质量-经济产量的转化循环过程作为研究主线,从水分调控、水肥耦合、作物生理与遗传改良等方面出发,探索提高各个环节中水的转化效率与生产效率的机理。另一方面,现代节水农业技术又需要生物、水利、农艺、材料、信息、计算机、化工等多方面的技术支持,来建立适合国情的技术体系。

随着20世纪中叶以来科学技术出现的重大突破,节水农业领域中大量借助于土壤水动力学、植物生理学的理论和现代数学方法及计算模拟手段,试图从整体上来考虑水-土-作物-大气间的互动作用与关系,定量描述土壤-植物-大气连续体中水分和养分运移的转化过程,据此制定科学的水、肥调控方案,这使得对节水农业的研究已由以往单纯的统计或实验性质变为一门有着较为严谨的理论基础与定量方法的科学。计算机技术、电于信息技术、红外遥感技术以及其它技术的应用,使得在土壤水分动态、土壤水盐动态、水沙动态、水污染状况、作物水分状况等方面的数据监测、采集和处理手段得到长足发展,促进了农业用水管理水平的提高,而高分子复合材料和纳米材料的研制创新正在促使渠道防渗、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育着技术上的重大突破。

在提高农业用水的利用率和水的生产效率的节水农业技术研究中,不仅涉及到与土壤-植物-大气系统中的界面过程,水分传输和系统反馈的机制,水分调控的途径以及大气水、地表水、地下水、土壤水转化关系等相关领域内的前沿技术,还与利用现代高新技术对水资源、土壤水分和作物水分进行监测调控,根据作物需水规律进行精量灌溉等关键技术有关。为此,必须以具有学科交叉性的重大前沿性技术研究为基础,研发与农业节水相关的重要关键技术,探索建立适合国情的现代节水农业技术体系。

3我国现代节水农业技术研究重点与内容

3.1现代节水农业前沿技术

围绕作物生理需水与用水、精量控制灌溉等领域,对现代节水农业前沿技术开展原创性研究。通过对水-土-植物关系、干旱条件下植物根信号传输和气孔反应的机制、干旱胁迫锻炼对植物超补偿功能的刺激等问题的研究,带来农业节水原理与技术的创新,促进节水农业新思路的问世和源头高技术的产生,为我国现代节水农业的发展提供基础理论和技术储备。

作物高效用水与生理调控技术:

(1)研究主要作物节水条件下产量形成及可视化的生产模型,获得维持农作物较高水分生产效率的生理和生态学过程参数,提出农作物根系微生态系统水分吸收功能调控模型和水分利用整体超补偿功能环境反应模型;

(2)研究不同生态区域内主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉条件下的需水量季节分布和计算模式和不同节水灌溉技术条件下的作物需水和耗水模型,提出作物水分生产函数与有限水量条件下的非充分灌溉制度,得到不同节水灌溉方式下实施非充分灌溉制度的技术;

(3)研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻、果树)调亏灌溉的指标体系(最佳凋亏阶段和调亏程度),提出不同养分水平或施肥条件下调亏灌溉的模式及相应的指标,获得作物调亏灌溉的田间实施技术;

(4)研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指标体系,提出不同养分水平或施肥条件下控制性分根交替灌溉的模式及相应参数,获得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技术要素最优组合设计方法及的田间实施技术;

作物需水信息采集与精量控制灌溉技术:

(1)研究作物对水分亏缺信息的感受、传递与信号转导的过程,建立作物水分信号诊断指标体系,获得利用作物茎杆变形测量诊断作物缺水状况的新技术与新产品;

(2)研究作物水分区域分布监测技术和作物蒸腾过程快速监测技术,提出区域土壤水分空间变异性与最佳动态监测布点方式和区域土壤墒情监测预报技术,获得土壤水分动态快速测定与预报技术及新产品;

(3)以土壤墒情监测预报、作物水分动态监测信息与作物生长信息的结合为基础,研究运用模糊人工神经网络技术、数据通讯技术和网络技术建立具有监测、传输、诊断、决策功能的作物精量控制灌溉系统,研制开发智能化的灌溉信息采集装置和智能化的灌溉预报与决策支持软件。

农田水肥调控利用与节水高效作物栽培技术:

(1)以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象,研究不同区域、种植制度、地力基础和水资源状况下主要作物农田养分供应与利用模式,提出不同水分条件下获得最高水分利用效率的水分与养分最佳参数组合;

(2)研究不同灌溉方式下作物根区水分养分迁移、转化和吸收的动力学过程,提出相应的作物根际水肥耦合循环与调控模型,获得以提高水肥耦合利用效率为目标的田间节水灌溉技术参数的最优组合;

(3)以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象,研究农田高效用水的作物群体时空分布特征,影响农田整体抗旱特性和水分利用效率的群体因素和调控技术;构建主要农作物高效用水群体优化结构的综合栽培技术体系。

3.2现代节水农业关键技术

以田间节水灌溉、灌溉用水管理、农艺与化控节水等为重点,适当考虑干旱缺水地区特殊水源的开发与高效利用,研究现代节水农业关键技术,创制一批新型的农业节水新产品与新材料,促进节水农业技术水平的提升,为我国农业节水提供适合国情的实用性应用技术。

田间节水灌溉技术:

(1)研制抗堵、耐用、价廉的微灌灌水器,开发新型微灌过滤器、注肥器及系统控制设备;

(2)研究节能异形喷嘴喷头、可调仰角及可调雾化程度的喷头、喷洒区域为矩形的喷头,开发适宜于园林喷灌的升降式喷灌装置,改进扇形转动的摇臂式喷头,研制新型移动式轻小型喷灌机组和智能控制低压变量自走式喷洒机组;

(3)研究土地精平标准与激光控制平地技术,开发国产激光控制平地铲运设备和相应的液压升降控制系统,提出与激光控制平地技术实施相配套的田间灌排工程系统模式,研究地面灌溉技术控制参数,开发田间波涌灌溉控制设备、田间多孔闸管灌溉系统和田间灌溉自动控制设备;

(4)研发适合家庭规模的可调式小型免耕坐水播种技水与设备,创制集灌水、播种、施肥于一体的新型多功能行走式局部施灌机。

灌溉系统输配水监控与调配技术:

(1)研发水分损失小、价廉、精度高、抗干扰性强的渠系量水设备,研制具有量水和控制双重功能的取水口量水设施、新型管道量水仪表、适合高含沙渠道采用的量水装置等,开发经济实用的灌区自动化量水二次仪表及设备、井灌区计量与控制用水装置等;

(2)开发基于局域网络、Internet网络与RS和GPS技术相结合的灌区动态管理信息采集、传输和分析技术,研究灌溉系统的计算机识别技术和动态配水系统下非恒定流模拟仿真技术和水量与流量的实时调控技术;

(3)研究灌区中央控制系统自动控制技术和水力自动控制技术,开发灌溉配水系统的闸门控制模式及基于模糊控制方法的灵活方便的控制器。

农艺节水技术:

(1)以小麦、玉米等大田作物及林草为重点,应用分子标记辅助选择、转基因、基因聚合技术结合常规育种的方法,创制抗旱节水型、水分高效利用型的优异育种新材料,选育抗旱节水与高产优质相结合型的新品种(组合);

(2)研究主要生态区域节水高效型的作物种植结构和适合区域特点的节水高效间作套种与轮作等种植模式,提出主要种植制度周期内农田水分高效利用技术控制要素和集成化参数,得到节水型农作制度优化技术及其量化指标;

(3)以旱地土壤水库增容为核心,研究等高种植集雨蓄水保墒技术和田间集雨栽培技术、少耕免耕保水保肥技术、地力培肥有机旱作技术、降低田间蒸发的覆盖保墒技术等雨水就地高效利用技术,提出旱地农田节水抗旱能力的粮草轮作技术、粮经饲作物立体种植高效用水技术等。

新型农业节水材料与产品:

(1)研究利用纳米技术改进防渗材料的性能,研制新型土壤固化剂、新型复合土工膜料和填缝材料,盐渍土和膨胀土等特殊土类渠道的专用防渗材料,开发新型保温复合材料和环保型混凝土补强新材料,创制用于管道输水的高分子复合材料大口径管材和管件;

(2)研发适合旱区应用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、绿色环保型集雨面喷涂材料、生物集雨材料和田间集雨材料等;

(3)筛选具有控制蒸腾功能的外源物质,研究植物蒸腾抑制剂,研制具有抗旱节水、防病杀虫、高效环保等多种功能的种衣剂,开发以生物材料(藻类、纤维、沙漠植物等)或化学材料为基质的新型保水剂,创制低成本的高效多功能水土保持剂与土壤结构改良剂;

(4)研发由天然材料和改性天然材料(重点是植物纤维和淀粉类)制成的可被微生物完全分解为对环境无害物质的新型覆盖材料,开发具有增温、保墒、增产、无残留的多功能液体覆盖材料,改性和创制新型液膜等。

水源开发与高效利用技术:

(1)建立区域雨水资源高效利用技术体系和最优开发模式及智能决策系统软件,研发适合旱区应用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式,提出新型集雨设施结构形式和现场成型技术,获得雨水集蓄与高效利用工程系统设计软件;

(2)研究低成本、节能型的微咸水开发利用技术,建立微咸水灌溉下的控制指标体系和作物灌溉制度,提出微咸水灌溉下土壤水盐运动规律与调控技术,得到咸水与淡水混灌和轮灌的应用模式;

(3)研究再生水灌溉对土壤、地下水及作物品质的影响,提出再生水作物安全高效利用指标量化体系,开发利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水与洁净水混灌或轮灌的应用技术以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。

4现代节水农业技术研究带来的贡献

节水技术论文例10

节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。(2)节水灌溉工程技术。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失,提高灌溉效率。(3)农艺及生物节水技术。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。

2.节水灌溉新技术

目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。(2)应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。T是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。(3)智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。

3.节水灌溉技术发展趋势

我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。

4.发展节水灌溉技术的政策建议

(1)提高发展节水灌溉技术的认识。我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。