生态农业设计方案范文
时间：2024-02-20 17:48:50
导语：如何才能写好一篇生态农业设计方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1、前言
目前，规模化养殖场的畜禽粪便正严重严重困扰和侵害着人类的生活环境，畜禽粪便中含有各种致病菌等直接给城市大气、水源及周围土壤带来不可抑制的污染，直接威胁着人类的身体健康。利用畜禽粪便发酵生产沼气、沼渣是一条适合我国国情的规模化畜禽粪便综合治理道路之一。
本文以吉林春光集团牛粪发酵生产沼气综合利用工程为例，归纳总结粪便综合利用方案，以便与大家共同探讨。
吉林春光集团位于吉林市城区的西北沙河子乡春光村，在吉长高速公路引线南侧，占地35hm2，以种植业、养殖业为依托，即农、工、商、贸、生产加工销售一体的链条式多元化产业集团。现有奶牛2000头、梅花鹿600头；牧场及饲料基地90 hm2；日产鲜奶26t（乳制品30t）。
2、综合利用方案
2.1 吉林春光集团主要污染源源强分析
吉林春光集团排放废水包括圈舍清洗废水、乳制品废水、生活污水，废水总排放量为31713.1m3/a，污染物cod、 nh3-n排放量分别为62.79t/a、0.437t/a，无处理措施，经集团内排水暗沟排入自然排水沟，然后排入吉长高速公路引线旁的下水管线，进入城市污水管线，最终排入松花江；春光集团采用干法清圈，奶牛粪便、梅花鹿粪便，采用自然堆放、自然烘干方式作为饲料基地、果园、蔬菜大棚的肥料，粪便排放量为13.15t/d。
2.3《吉林春光集团牛粪发酵生产沼气综合利用工程可行性研究报告》综合利用方案
粪便（湿法清圈）本文由收集整理经格栅去处杂物和砂石，再经配料、搅拌、发酵制取沼气，沼渣液脱水后的沼渣与辅料、菌液制成有机肥，沼液回发酵塔。总投资1800.39万元（设计规模5000头奶牛），年产生物有机复合肥8600t；年产沼气144m3。
该方案存在的问题：（1）根据《畜禽养殖污染防治管理办法》和《畜禽养殖业污染防治技术规范》中有关规定，对于养殖场粪尿应先进行干清分离，然后对废水和尿液进行治理，干粪直接处理作肥料，可行性报告采用的设计方案时将干粪和尿液、废水混合处理后制沼气，与国家政策规定不一致；（2）可行性报告设计方案工艺不合理。对于沼渣液处理采用的回到发酵罐继续发酵，将会造成废水量持续增加恶性循环，既需要处理的水量不断增加设计处理效力最终无法适应不断增加的水量；（3）可行性报告中对原料的估算不合理。可行性报告对建设单位5000头牛产出的粪尿按300天设计，这与实际情况不相符合，应按365天产出的粪尿计算。因此，设计中最终产出沼气量也不相符合。
2.4吉林春光集团粪便治理方案的确定
由于东北的气候特点，沼液如果做肥料，在冬季无法处置，并且做沼液肥需要160-213hm2农田、果园、鱼塘，而春光集团的饲料基地和果园面积为120hm2；因此对春光集团应采用能源环保型模式处理奶源基地产生的奶牛粪便，处理后沼渣液达标排放。
综上所述，春光集团可采用下列方案：圈舍冲洗污水+尿液→厌氧→好氧→混凝沉淀污水达标排放，厌氧产生的沼气作为集团生产、生活热源，废水处理过程中产生的污泥制有机肥。该方案处理规模312t/d，总投资300万元。
2.5奶牛粪便综合利用方案清洁生产分析
2.5.1 原料
本项目为次级资源化生产过程，使用的原料为奶源基地产生的奶牛粪便，同时本项目建设符合生态农业发展模式，即在生态农业系统中各生产过程不是孤立的，而是通过物料流、能量流和信息流互相关联，一个生产过程的废物可以作为另一过程的原料加以利用。
建设项目是物流链中关键一环，实现了各生产过程从原料、中间产物、废物到产品的物质循环，达到资源、能源、投资的最优利用。符合农业部《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》的相关内容，以禽畜粪便的污染治理为主要目的，以畜禽粪便的厌氧消化为主要技术环节，以粪便的资源化综合利用为效益保障，集环保、能源、资源再利用为一体，将农、林、牧、副各业有机地组合在生态农业的良性循环体系之中，是一项处于大农业中下游的系统工程。
2.5.2 能源
现状春光集团冬季采暖及奶制品生产线用热均使用燃煤锅炉，为污染型能源，建设项目投入运行后，采用沼气作为供热能源，为清洁型能源。
2.5.3 污染物产生情况
畜禽粪便在利用过程中主要是通过以下途径流失而产生污染：①粪便在清理过程中，随冲洗水直接流失；②畜禽粪在贮存和堆放过程中，在室外被雨水冲刷淋失；③也有极少数的将畜禽场建在河边，畜禽粪便直接排入到河流中。资料表明畜禽粪水进入水体率达50%，粪便的流失率也达5%-9%。
根据春光集团现状奶源基地存档奶牛2000头，粪便及尿液产生量为1600t/a，如果粪便的流失率按7%计，则有2212t/a粪便流失，81.84t/acod、69.05t/abod5进入环境中。
而本项目的建设则可实现奶牛粪便减量化、资源化、无害化循环利用，从而使粪便对环境的污染降至最低。
综上所述，本项目的建设可解决春光集团奶牛基地粪便污染问题，实现了奶牛粪便无害化、资源化、减量化，体现了循环经济“3r”原则；本项目符合《全国农业和农村经济发展第十个五年计划（2001-2005年）》规划目标及农业部关于《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》的相关要求，从生产过程来看，符合生态农业的模式。
2.5.4 实现清洁生产的措施与建议
根据国内畜禽养殖业大中型沼气工程建设运行情况来看，主要存在下列问题：
①沼气工程建设成本较高，畜牧业效益不高且不稳定，因此仅靠业主自行投资很困难。
②沼气工程运行过程中缺乏有效管理制度和管理技术人员。
因此要实现本项目的清洁生产需要有下列保证措施：
①政府制定优惠政策，推广沼气工程；
②加强沼气工程技术的研究，降低成本；
③加强技术培训，推行持证上岗。
篇2
近年来，齐河农业综合开发通过实施高标准农田建设项目，围绕发展农业优势特色产业，打造农田土地治理和农业产业化项目两类项目一体化，多渠道增加农民收入，有力促进了农村一二三产业的融合发展。
2019年，齐河县高标准农田建设项目又进一步实现了与农业产业化项目的有机结合。一是与绿色蔬菜基地～美东农业科技有限公司实施的扩建年产4400吨设施标准化蔬菜种植基地和新建7.2万吨蔬菜冷链配送中心结合起来，提升附加值，拉长产业链条；二是与有机蔬菜基地～山东昌润生态农业有限公司实施的新建年产400吨有机蔬菜种植基地项目结合起来，提高蔬菜质量安全标准，进一步增大投入产出比；三是与山东省食用菌龙头企业～齐河县瑞源食用菌专业合作社实施的新建年产300万瓶的金针菇养菌室项目结合起来，并通过扶持林下黑木耳养殖合作社，发展特色农产品优势区，打造山东省食用菌特色小镇。
为使两类项目结合取得更好成效，齐河农发办从源头入手，实地调研论证，初审项目规划设计方案，组织专家对实施方案进行认真审核把关，同时要求企业、合作社严格按照既定实施方案执行，并委托第三方中介机构严格程序招投标、监理、管理，保证工程建设质量。日前，两类项目正在有序推进建设中。
齐河农业综合开发办公室 姚尧
2019年10月21日
篇3
在局党委、行政的正确领导和省、市业务主管部门的指导下，经全站工作人员共同努力。XX年度土肥工作围绕建设社会主义新农村，服务“三农”为目的，开创了土肥工作新局面。
一、认真搞好基本农田保护，切实抓好农业环境管理。保护基本农田是国策，农业环境是我们赖以生存的基础，抱着对社会、对子孙负责的态度，我们依法依规进行保护和管理。
1、加大宣传力度，树立全民意识
针对我县基本农田逐年减少，农业环境逐渐恶化的现状，我们利用标语、培训等多种方式，在全县范围内进行广泛宣传，树立社会全员参与的基本农田保护和农业环境保护的意识。
2、认真调查研究
对群众反映较多、较集中的问题，进行认真调查研究，发现问题及时解决，如茶恩青坪国土整理项目耕作层被破坏，经实地调查，我们写出“国土整理应重视耕地质量”一文，引起有关部门的高度重视，并根据文中所制定的改造方案进行整治好。河口三联整理区渗水漏肥问题，在调查后也提出了相应的整治方案。
3、积极参与规划修编
今年是基本农田中长期规划修编年，我们积极配合国土部门工作，同时收集过去未收集到的耕地利用现状图和耕地利用规划图。
4、搞好生态农业建设试点
从农业投入品着手，设定柳桥村为生态农业建设试点村，该村全面推广复混肥和BB肥。
二、搞好肥料生产管理，维护肥料市场秩序。
肥料市场的纯净，是农业生产安全的基本保证，所以我们重点抓源头—肥料生产管理，协作执法大队搞好肥料市场管理。
1、抓肥料生产管理
对我县境内有规模的3家肥料生产企业，一是督促办理各种法定手续；二是不定期检查生产记录，促使各企业规划生产，确保产品质量。
2、公布肥料信息
春播期间，经肥料生产企业调查和肥料市场调查，发放了一期肥料信息。
三、积极推广土肥新技术
1、开展技术培训
上半年结合新型农民培训工程对全县232个重点村开设培训班，培训村、组干部3万多人次，发放技术资料4万份。
2、设立土肥试验
早稻在泉塘子农技站设立不同肥料对比和不同施肥量试验两个。
四、实施好两个项目
（一）标准粮田建设项目
本项目去年已基本完成主体工程和主要工作，今年重点抓好工程扫尾、验收、资料收集整理等。
1、工程扫尾
田间工程扫尾工作4个标段都在2月份完成，土化室建设经请教多方专家，设计方案，目前正在加紧施工。
2、验收
经市水利质监站主持，邀请县各有关单位对项目进行验收全部合格，其中C2、C3标段被评为优良工程。
3、工程结算
田间工程结算书全部进行了初审，目前已送县财政局内审。
4、资料整理
4个标段资料全部搜集齐全，基本整理完善好，只差工程验收书盖章手续。
（二）测土配方施肥项目
该项目3月份申报，被农业部、省农业厅立项后，按照要求、重点做好了如下工作
1、抓好早稻测土配方施肥
早稻实施测土配方施肥30.2万亩，使用配方肥2.1万吨，发放测土配方施肥建议卡1.05万份，设立示范片22个，连片面积8.72万亩，培训技术骨干44人，培训农民近3万人，发放技术资料4万多份。
2、工作人员培训
一是选送4人参加省农科院化验员培训；二是派出3人参加省农业厅测土配方施肥技术与管理培 训；三是对乡镇土肥专干培训，聘请市有关单位专家培训22个乡镇土肥专干，结合乡镇土肥专干的培训，编写、印发规范性技术资料8篇。
3、宣传发动
6月2日，县人民政府召集各乡镇的乡镇长、主管乡镇长、农技站长、土肥专干，对测土配方施肥进行专题研究。各乡镇在县工作会议后，分别召开了宣传会议。共2页,当前第1页1
全县出动宣传车22台次，书写宣传横幅22条，永久性标语200多条。
4、编制工作方案
针对测土配方施肥项目工作量大，细化程度高、专业性较强等特点，制定了工作草案，经局党委集体研究，最后形成了测土配方施肥工作方案。
五、下半年工作重点
篇4
关键词 生态循环系统；沼气工程；生态农业；土地恢复；节能减排；矿区
中图分类号 X75 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）09-0189-04
Abstract This paper designed a set of ecological circulation system for restoration of mining area land based on biogas engineering technology. Through the anaerobic digestion process，the biogas produced by municipal waste could be used as life gas，and redundant biogas could be used for electricity generation. The biogas residue could be used to make solid organic fertilizer for the development of the ecological agriculture. In addition，the biogas slurry could be used to make liquid organic fertilizer，and the redundant liquid fertilizer could be purified through the purification system and used for irrigation water，thus achieved zero emission.The organic agricultural products could serve the residents in this area，to establish a sustainable agricultural ecological circulation system. This paper introduced the design scheme，theoretical design and calculation method of the system，and analyzed the benefits of the system，in order to provide references for the land restoration in the mining area.
Key words ecological circulation system；biogas engineering technology；eco-agriculture；land restoration；energy saving and emission reduction；mining area
由于矿产资源开采会带来许多生态问题，开采以后的矿区多数变成废地等难以利用的土地，因而如何恢复和利用这些因矿变废的土地是目前需要解决的问题[1-2]。世界上发达国家矿区治理的土地面积基本上可以达到因开矿变废土地的1/2以上，甚至有的国家可以达到3/4。我国在这方面的工作远远落后于发达国家，但近年来也有了较大的进步，自恢复2%达到2012年复垦15%，但依然远远落后于发达国家的复垦率，特别是近年来矿区荒废地的面积依然在持续增加，总面积达到200万hm2 [3-6]。
在矿区荒废地持续增加的同时，我国的人口也在持续增加，人均耕地面积仅0.1 hm2 [7]，特别是近年来，全国耕地面积逐年减少，逼近1.2亿hm2耕地红线[8]。因此，矿区废弃土地的治理与改善，能够补充当地农耕地的不足，保障粮食安全[9]。
同时，随着城镇化的不断推进，城市废弃物处理的问题呈现两大特点，即数量庞大和处理效果不佳。如果建立以沼气工程为纽带的矿区土地恢复生态循环系统，实现城市废弃物的资源化利用，利用所产生的沼肥替代化肥农药，发展现代化的可持续农业，实现矿区土地的恢复是非常有必要的，不但恢复了矿区土地，解决了粮食危机和食品安全，而且解决了城区的环境问题[10-11]。
1 设计方案
将城市居民所产生的废弃物（如公厕粪便、餐厨垃圾、生活污水）收集到预混加热池，通过以太阳能、空气源热泵、沼气发电余热为基础的热电联产加热系统加热后，把废弃物加入自行设计的气液联合搅拌新型CSTR反应器。经过厌氧消化后，所产生的沼气一部分用作矿区土地恢复园区的生活燃气，多余沼气用于发电，为园区提供电能，并对发电余热进行回收；将产生的沼渣制作成固态有机肥，用作园区发展生态农业所需肥料；将产生的沼液，一部分制作成液态有机肥，用作园区发展生态农业所需液肥，剩余部分利用光伏水泵打入到高位水池，依次通过自流的方式进入自行设计的软硬双床AF和双填料好氧净化器，实现达标排放，用作园区的灌溉用水。园区可以建设采摘园、发展休闲农业和旅游观光，为居民提供有机食品，实现了物质循环和能量流动，建立了一套完整的矿区土地恢复生态循环系统（图1）。
2 理论设计及计算
本作品设计400 hm2的矿区恢复土地，其中66.67 hm2用于屋舍的建立，主要包括4层多功能综合楼（一层展示厅、二楼会议室、三楼办公室、四楼研发实验室）、冷库、接待宾馆、小型休闲娱乐公园、特色餐厅、产品交易大厅、园工宿舍、露天活动场所、道路景观等；剩余333.33 hm2用于发展现代化生态有机农业。
2.1 矿区土地恢复工艺设计
本作品设计用于发展农业的有效土地面积为333.33 hm2，以平均1 hm2土地每年约需150 t沼肥计算，每年需要沼肥5万t。本作品拟建立5 000 m3的气液联合搅拌CSTR反应器，采用中温30 ℃发酵，水力滞留时间为15 d，每天可处理大约300 t的城市废弃物，年产沼渣约5 000 t（15 t/d），用于农业发展所需基肥，年产沼液约10万t（285 t/d），其中5万t用于农业发展所需追肥，剩余5万t通过软硬双床AF和双填料好氧净化器处理（其中软硬双床AF为300 m3，HRT=2 d；双填料好氧净化器为150 m3，HRT=1 d），实现达标排放，用于发展农业及其园区绿化的灌溉用水，年产沼气约120万m3（3 500 m3/d），每天平均约1 500 m3的沼气用于生活燃气（餐厅和有机肥加工所用），2 000 m3的沼气用于发电，为园区设施提供电能。
2.2 矿区土地恢复热电联产加热系统的设计
本作品设计以太阳能、空气源热泵、沼气发电余热为基础的热电联产加热系统，由于云南当地有较好的光照条件，所以选择以太阳能与沼气发电余热回收加热为主、热泵为辅的加热方式。每天加热约300 m3的物料，配备循环水箱为60 m3，对于沼气工程，由能量守恒定律可知，输出（损失）的能量和输入（获得）的能量应相等，才能保证整个系统的温度恒定。沼气工程每天损失的能量主要是厌氧消化罐及管道散热和每天新增投料所需热量，发酵产生的生物化学热量相对于外加热量小得多，故忽略不计[12]。
2.2.1 每天沼气发酵所需热量的计算。
（1）厌氧消化罐投料损失的热量[12]。厌氧消化罐投料损失的热量计算公式：
Q1=cm（TD-TS）
式中：c―料液的比热容（新鲜料液质量分数为4%～6%，可近似取水的比热容），为4.2 kJ/（kg・℃）；m―每天进入沼气池的新鲜料液量，为300 t；TD―沼气发酵罐内料液的温度，为30 ℃；TS―新鲜料液的温度，为5 ℃。经计算，Q1=315 000 00 kJ。
（2）厌氧消化罐散热损失的热量。氧消化罐散热损失的热量计算公式：
Q2=24×（TD-TA）/[∑bi/（λi×Si）+1/（α×S0）]
式中：Q2―罐内向罐外散发的热量，即罐体散热损失，单位为kJ；Si―罐顶、罐壁和罐底散热面积分别为314、1 256、314 m2；S0―罐顶和罐壁散热总面积，为1 570 m2；TA―罐外介质温度，10 ℃；α―罐外壁热转移系数，为10 W/（m2・℃）；bi―罐体各部结构层，保温板厚度为100 mm，罐底基础为钢筋砼，厚度为1 000 mm；λi―罐体各部结构层，保温板导热系数为0.042 W/（m・℃），钢筋砼导热系数为1.3 W/（m・℃）。经计算，Q2=240 000 kJ。
（3）循环水箱及其管道散热损失的热量。循环水箱散热损失的热量计算公式：
Q3=24×（TN-TA）/[∑bx /（λi×Sx）]
式中：Q3―箱内向箱外散发的热量，即箱体散热损失，单位为kJ；Sx―箱顶、箱壁和箱底散热面积，分别为12、63、12 m2；TN―箱内水体温度，为35 ℃；TA―箱外介质温度，为10 ℃；bx―箱体保温板厚度，为100 mm；λi―箱体保温板导热系数，为0.042 W/（m・℃）。经计算，Q3=22 000 kJ。
水管的热量损失较小，可忽略不计。因此，每天沼气发酵罐总的热损失为Q=Q1+Q2+Q3=31 762 MJ。
2.2.2 以太阳能、空气源热泵、沼气发电余热为基础的热电联产加热系统的设计。
（1）沼气发电余热回收的计算[13-14]。沼气发电余热利用是指在沼气热电联产过程中，通过回收发电余热中的热量来加热发酵料液。本作品设计每天大约有2 000 m3的沼气用于发电，如果采用国产沼气发电机组，1 m3沼气大约可发电1.5 kW・h，则每天可产生电能3 000 kW・h，按55% CH4含量计算，1 m3沼气燃烧放热为20 MJ，则沼气燃烧可产生热量Q热=40 000 MJ，沼气发电与烟气回收所产生的余热利用率为50%左右，则每天发电余热回收为Q余=0.45×Q热=20 000 MJ。
（2）太阳能加热循环水的计算[15-17]。每天沼气发酵罐所需热量为31 762 MJ，沼气发电余热回收热量为20 000 MJ，所以还需太阳能提供11 762 MJ的热量，本作品设计利用太阳能加热时间为4 h。太阳能热管加热系统日均集热量公式：
式中：A―集热器采光面积（m2）；I―集热面上日平均辐射强度，为22 MJ/（m2・d）；ηj―集热器全日集热效率，取0.55；ηs―管路及储水箱热损失率，取0.1。经计算，A=2 200 m2。
（3）空气源热泵加热循环水的计算[18-19]。由于太阳能热水系统受平均日辐射量、日照时间、气温、气象特点、气候等因素影响较大，不能全天候工作，须设置其他热源联合或辅助加热装置。本作品采用空气源热泵辅助加热，实现高效节能的新型热水系统。一旦太阳能热水器受到天气影响，则空气源热泵启动，代替太阳能热水器工作，需要输出11 762 MJ的热量，即3 293 kW・h。一般情况下，2 200～2 600 W都可称为1匹。本作品拟设定空气源热泵的工作时间为5 h，2.2 kW为1匹，由以下公式计算：
N=Q/（T・W）
可得N=300。故空气源热泵应匹配300匹。
2.3 以沼气发电和光伏水泵为基础的联合进料泵系统的设计
本系统拟设计软硬双床AF的日进料量为150 t，每天的有效光照时间为8 h。因此，在内至少要抽水150 m3，拟配备8 h内抽水200 m3的泵系统，即每小时25 m3，总扬程为8 m，以预防天气影响，需有150 m3的蓄水池，拟建高位蓄水池为180 m3，如果出现连续阴天或低温天气，则利用沼气发电系统辅助。
提水系统水功率的计算公式[20-21]：
式中：Npf―提水系统水功率（W）；Q―水泵所需流量（m3/h）；H―系统总扬程（m）；g―重力加速度（m/s2）；ρ―水密度（kg/m3）；k1―流量修正系数；k2―提水机具形式修正系数；k3―电力传动形式修正系数。经计算，得Npf=968 W≈1 kW。
光伏阵列容量计算公式：
N=k4k5Npf
式中：N―光伏阵列的容量（W）；k2―太阳能资源修正系数；k3―光伏阵列跟踪太阳方式修正系数。经计算，得N=800 W。
相关工艺模型见图2。
3 效益分析
3.1 矿区土地恢复工艺系统的效益分析
本作品拟建立气液联合搅拌新型CSTR反应器5 000 m3，软硬双床AF 300 m3，双填料好氧净化器150 m3，年产沼气约120万m3，年产沼渣约5 000 t，年产沼液约10万t，其中5万t用于农业发展所需追肥，剩余5万t通过软硬双床AF和双填料好氧净化器处理，实现达标排放，用作发展农业及其园区绿化的灌溉用水。
本作品采用自行研发的气液联合搅拌新型CSTR反应器，避免了传统的CSTR反应器叶轮易腐蚀、维修费用高、气密性差等问题，在沼液的净化上采用自行设计的软硬双床AF和双填料好氧折流沟，利用高位差，实现自流净化，可达到二级排放标准。具体工艺处理效率见表1。
厌氧消化工艺减排符合清洁发展机制CDM“可再生能源替代化石燃料”和“甲烷回收”2个规定项目[22]。其减排量是“替代煤炭的减排”“回收甲烷的减排”和“燃用沼气的排放”三者之和，即CDM减排量计算公式：E1+E2-E3=E。计算如下[23]：
（1）替代煤炭的减排E1。本作品年产沼气约120万m3，沼气的折标煤系数为0.714 kg/m3，即相当于856.8 t的标煤。根据《京都议定书的三机制及其方法学》标煤―2.658二氧化碳排放系数计算：标煤856.8t×2.658=2 277 t二氧化碳。
（2）回收粪便自然分解释放甲烷而形成的减排E2。以厌氧消化工艺的产气量直接计算甲烷的回收量。厌氧消化工艺总产气量为120万m3，其中甲烷含量为60%，即72万m3、518 t（甲烷密度0.72 kg/m3），按甲烷21倍碳当量计算，本作品回收甲烷每年减排二氧化碳10 878 t。
（3）燃用沼气产生的二氧化碳排放E3。燃烧72万m3甲烷产生72万m3、1 420 t二氧化碳（二氧化碳密度1.972 kg/m3）；另外，120万m3沼气中还含35%、42万m3、830 t的CO2。因此，燃烧120 m3沼气共排放二氧化碳1 420 t+830 t=2 250 t/年。
由此，每台沼气池每年形成的二氧化碳减排量：2 277+10 878-2 250≈1万t。
本作品设计年产沼肥5.5万t，可供333.33 hm2土地施肥1年，可以替代333.33 hm2土地1年所用的化肥、农药，有效解决了食品安全问题。本作品年产灌溉用水5万t，节约园区5万t的水资源。
3.2 矿区土地恢复热电联产加热系统的效益分析
本作品设计以太阳能、空气源热泵、沼气发电余热为基础的热电联产加热系统，其中沼气发电余热回收热量为20 000 MJ/d，以空气源热泵辅助的太阳能加热系统产生的热量为11 762 MJ/d。
蒲小东等[24]通过一个猪场废水处理沼气工程，研究3种不同加热方式的经济效益，发现沼气发电余热利用加热方式明显优于其他加热方式。因此，本作品优先采用沼气发电余热回收的热量对沼气工程系统进行加热。因为云南具有得天独厚的太阳能资源，所以剩余所需热量由以空气源热泵辅助的太阳能加热系统进行加热。本文对刘荣向等[25]统计的加热系统的效益数据进行了分析总结，所得具体参数见表2。
由表2可知，从运行费用上看，使用燃煤热水锅炉和空气源热泵热水+太阳能两者运行费用很接近，最为经济，但是从环保角度考虑使用空气源热泵热水+太阳能最为环保。综合考虑，以空气源热泵热水辅助太阳能加热系统最为经济、环保。
3.3 以沼气发电和光伏水泵为基础的联合进料泵系统的效益分析
本系y以光伏水泵进料为主，在出现连续阴天或低温天气，并导致辐射强度较弱时，采用沼气发电辅助进料。光伏水泵系统一般由光伏阵列、控制逆变器和水泵3个部分组成，其中光伏阵列由多个光伏组件串并联而成，其作用是将太阳光辐射能转换成直流电；控制逆变器的作用则是将直流电变为交流电，并对水泵进行自动化控制；而水泵的作用是将水从低处提到高处，它一般为三相交流水泵[26]。
光伏水泵系统与传统的柴油机水泵系统和交流电水泵系统相比具有较大的经济优势[27]。本作品采用水泵额定功率为1 kW的提水系统，采用不同的发电系统，建造成本也不相同，其中光伏水泵系统最高，为1.47万元；交流电水泵系统最低，为0.04万元。但运行25年的费用，光伏水泵系统最低，为0元；而柴油机水泵系统最高，为11.68万元。因此，虽然光伏水泵系统建造成本最高，但运行和维护成本都最低，25年运行下来，光伏水泵系统最为经济适用。光伏水泵系统相对于柴油机水泵系统和交流电水泵系统的这种经济优势在一些无电的山区更为明显[28]。
篇5
关键词：农田水利；灌溉渠；设计
中图分类号：TV 文献标识码：A
引言
农田水利渠道的设计与施工是保证水利工程灌溉效益的重要环节之一，合理规划设计水利渠道并根据设计方案付诸施工，对于提升灌溉水源利用率来说是非常重要的。为了保证农田灌溉的安全和顺利进行，相关人员一定要保证设计和施工过程的重要环节，为我国的农业建设提供更好的条件和基础。它不仅能够保证农业灌溉能够最为科学、合理，而且对于排涝等都有着相当积极的意义。
小型农田水利工程建设的必要性
1、提高农业生产力，确保粮食安全
务川县实施农业综合开发、土地整理、烤烟地基本建设、小型农田水利重点县工程等农田水利基础设施建设，大力兴修水利，农田水利设施呈现良好发展势头，基本上缓解了农业灌溉用水的不足，为全县农村经济发展起了重要作用。然而，全县农村水利设施仍比较脆弱，农田水利化程度低，农业抵御自然灾害的能力较差。全县具有一定规模的中小型灌区由于工程标准低，有效灌溉面积大幅减少，工程实际供水能力大幅降低；而零星的灌溉点片，由于缺乏工程供水设施，大部分成为“望天田”。由此导致全县农村工程性缺水问题比较突出。再者，随着人口的增加，粮食需求量也在不断增长，要以较少的土地养活较多的人口，满足日益增长的消费需求，必须加快农田水利事业发展。
2、改善农村生态环境的需要
务川县的经济作物主要是种植油菜、烤烟、辣椒、花生等。很多地方因为水利设施不到位无法进行农产品结构调整，如种植果林、竹林、茶叶、发展农家乐式的庭园经济等对改善生态环境和减少水土流失有益的农产结构调整无法进行，在一定程度上制约了当地经济的发展。所以要及时改善农村生态环境，必须加快农田水利事业发展。合理发展“绿色经济”、生态农业、循环经济，发展无公害农产品和绿色食品，保护绿色生态环境。促进全县农田水利事业的快速健康发展。
3、农村要协调发展，首先要解决生产生活用水
务川县的农村绝大部分处在山地区，河谷沟谷深切，工程性缺水较严重，加上降雨时空分配不均，一些地区旱灾发生频率较高，个别地区农民的安全饮水都无法保障，更谈不上保证生活用水。各地农村发展的速度极不平衡，要促进农村协调发展，就必须加快农田水利建设，逐步缩小地区差异。
4、建设现代化农业必须有水保障
没有水或水源条件差，最基本的生产生活用水都无法保障，现代化农业也就是一句空话，要建设现代农业，农田水利建设必须先行。水利是农业的命脉、基础，有了水其他建设才能开展，对农村的发展规划才能实现，建设现代化农业也必须加快农田水利事业的发展。
二、农田水利渠道设计原则
1、灌溉渠道在设计时要保证灌溉用水的单位水量能够实现最大效益，也就是说要提高单位水量的灌溉面积与灌溉效果。
2、灌溉渠道要与防洪、除涝、排渍、水电以及城市的工业生产、居民生活用水相结合，符合城市发展的要求，使干旱和洪涝灾害能够得到综合治理。3、灌溉渠道设计要在保持灌溉区域水资源平衡的基础上，对灌溉效益进行分析，然后选定合适的灌溉渠道设计方案。
4、对灌区的水资源进行开发利用要符合灌区所在流域的水利规划方案，并且要以满足灌区的生态环境保护为原则，以当地的实际状况为基准，对灌区的地表水和地下水进行综合利用；同时蓄水、引水和排水相结合，渠道，沟渠，水塘、水库等多个储水措施以及其他合理的方式进行联合利用，对灌区所拥有的水资源进行充分利用，提高水的利用率，扩大灌溉面积。
二、工程布置与设计的要点
1、灌溉排水工程
在布置灌溉排水工程的时候，如果可以采用自流灌溉的方式，就不应进行打井灌溉，要将现有的沟渠、河流等充分的纳入考虑的范围，对其进行合理有效的利用，还应该连通田间排水和承泄区。在设置节制闸和分水闸的时候，为了保证设置的合理性，应该充分考虑轮灌的要求。还应该合理的设置渠沟的控制面积和密度。在工程设计的时候，应该特别注意这几个问题:在分析计算灌溉渠道设计流量的时候，要特别注意对设计的灌水率进行合理的确定。因为渠道断面的大小是由设计灌水率的大小决定的，并且设计灌水率的大小在很大程度上也对投资产生影响。灌水率是指灌区单位面积上所需灌溉的净流量，也称灌水模数。灌水率的大小影响因素主要有灌区作物的组成、灌水定额以及灌水延续时间等，还在一定程度上受到灌水延续时间天数的影响，所以应认真进行制定。
在设计田间渠道水面线的时候，应该保证水能够顺畅的进入田间，并且还应该将田间水层深度的要求纳入考虑的范围。要按照等于或大于10厘米的标准来确定渠道设计水面线的进田水深，这样就需要选择出合理的灌溉区域参考点的田面高程。设计的关键就在于选取参考点，因为参考点的高程以及渠系沿程水头的损失以及通过建筑物水头的损失决定着各级渠道的设计水位。在通常情况下，灌溉区域中最难灌溉到的位置就是参考点，要选择具有一定代表性和相当数量的面积作为参考点，因为选择较小的田块作为参考点，可能会对整个灌区的水位进行抬高，从而扩大工程的投资。如果有些较高的地方，无法让水流进田，就可以采用局部提灌的方式，或者是直接对农作物的种植结构进行改变。
在设计跌水的型式的时候，应该严格按照跌差和相关地形地质条件来进行，单级跌水一般适用于不大于5米跌差的情况。如果这个地段的特点是渠沟经过地形的高差大于1米，那么就应该对其进行消能连接，进行消能连接的时候应该严格按照跌水建筑物的设计进行。一般情况可以将跌水建筑物分为直立式、陡坡式和跌井等等，在选择类型的时候应该依据项目区的具体情况来进行选择。一般可以将直立式或者跌井的跌水建筑物应用在小型农田水利工程上，因为在小型农田水利工程中，设计渠沟的流量往往都比较小。
要对渍害田排水沟的设计产生足够程度的重视，渍害田还有人将其称为潜育化农田，它表示土壤生态环境已经遭到了破坏，通常分为两种情况，原生和次生。过多的供水、不当的灌溉方式以及不完善的田间排水系统都可能产生渍害，并且在地形条件的作用下，田间地下水位出现了明显的上升，从而青灰色的潜育层就出现在了土层之中。要想有效的对渍害田进行治理，就需要设置一些排水沟，从而在降低地下水位的基础上，有效的对土壤的湿度进行控制。
此外，灌溉渠道还是连接水源地与灌区的重要枢纽，对能够进入灌溉区域中的水量具有重要影响。所以，我们在保证灌区所需水量能够通过灌溉渠道的同时，还应保证灌溉渠道的运行质量能够有较大程度的提高。一般来说，对灌溉渠道的运行质量进行等级评定所产生的综合指标就是渠系水利用系数与渠道的水利用系数等。因此，在进行灌溉渠道设计时，要充分保证灌溉渠道的施工质量，运用科学、合理的管理方法对灌溉渠道进行管理与利用，提高灌溉渠道的运行水平是保证灌溉渠道能够充分发挥其作用的关键。
2、田间道路工程
在通常情况下，可以将田间道路划分为田间道和生产路，这种划分的依据是主要功能和使用特点的不同;并且田间道又可以细分为一级田间道和二级田间道，一级田间道主要是穿过农田、连接村庄的道路，二级田间道指的是连接生产路与一级田间道的道路，生产路指的是连接田间道的道路。
在布置田间道路的时候，应该将现有道路和灌排渠沟充分的纳入考虑的范围，进行合理的布置。在布置一级田间道的时候，既要满足新农村建设的需要，又应该将交通运输和群众出行的要求纳入考虑的范围;在布置二级田间道的时候，应该对农业机械作业的要求仔细的考虑和研究;在布置生产路的时候，主要是考虑田间管理的因素。
结束语
建设小型农田水利工程，可以有效的提高农业生产水平，小型农田水利工程设计是工程项目中十分重要的一个方面，对于工程的效益及投资都有着直接的影响，因此，就需要重视小型农田水利工程设计。
参考文献
篇6
初夏的皖南小城旌德，云雾氤氲，满山滴翠。穿行徽水河十里南湾，宛如畅游山水画廊。十里南湾别称“小小三峡”，从三溪镇穿流而过。如今的三溪镇，不仅以秀美山水闻名，更因一场重塑乡村经济结构和农业经营模式的农村集体经济股份合作制改革，越来越受到关注。
2016年，从徽水河畔到黄山东麓，旌德实施整县推进，构建集体资产股份化、经营管理公司化的农村集体经济新模式。截至到6月，已完成68个村的清产核资和股份公司组建，改革正迈进一个新阶段。
旌德率先整县推进农村集体经济股份合作制改革，勇当击楫中流的先锋，改革是怎样逐步推开的？“旌德路径”又是怎样形成的？取得了什么样的成效？带着这些待解的疑问，《决策》记者穿梭旌德乡村，一是探寻答案，更重要的是呈现一个可复制、可推广的“旌德样本”。
农村股改“四步走”
在三溪镇路西村，走进名为“溪水人家”的民宿，干净整洁的小院里，每间房门口都有宽带WIFI标识；老板娘正在厨房里做当地特色土菜，香气四溢。像这样企业化、信息化、标准化的民宿，路西村现有12家，共有70多个床位。
路西村是2015年旌德县确定的三个改革试点村之一，但路西村不是最早进行股份合作制改革的，先于路西村的改革试点是白地镇高甲村，该村被称为旌德农村集体经济股份制改革的试验田；另外一个改革试点是与路西村同属三溪镇的三溪社区。
旌德县按照统一部署、因村制宜的思路，“一把钥匙开一把锁”探索出三种模式，让人看到希望。更重要的是，试点树立起信心，激发出改革动力和发展活力。于是旌德乘势而为，经安徽省农委同意，2016年整县推进农村集体经济股份合作制改革。
2016年2月25日，《旌德县农村集体资产股份合作制改革整县推进工作实施方案》正式。旌德县农委主任钱告诉《决策》：“该方案20易其稿，全县统一部署。为确保改革有序推进，旌德县制定了四步走的实施方案。”
改革“破冰”首要在于确权，第一步是清产核资，抓住产权“牛鼻子”。只有产权问题解决了，其他问题都会迎刃而解、势如破竹，所以“第一粒纽扣”必须摆正。
在实际操作中，成立由村干部、村务监督委员会成员、村民代表组成的集体资产清查小组，清产核资结果经村集体经济组织成员大会审议通过，张榜公示7天。“过去，村集体资产属于村民集体所有，但对个人来说算不清、摸不着；现在明晰产权关系的同时，也强化了村民对集体资产的关注度、参与度和监督力度，从而使集体资产管理变得更加有序。”旌德县白地镇党委书记柴长宏对《决策》分析说。
第二步是界定成员资格。由各村结合户籍登记、实际居住、土地承包和劳动贡献等情况依法民主确定，界定结果登记造册、张榜公示。实施方案明确要求，成员界定不得违背法律法规和农村政策，不得以任何理由剥夺成员的合法权益。
合理设置股权是第三步。配置原则是集体经济组织成员人人享有股份，具体配置比例由成员大会讨论决定，实行“生不增、死不减”、股权终身不变的管理方式。在集体资产折股量化到人后，以户为单位发放由县农委监制的农村集体资产股权证，作为持有集体资产、参与管理决策、享有收益分配的凭证。旌德县兴隆镇党委书记金新木告诉《决策》：“集体资产股权量化，实际上是农村集体经济管理体制的一种变革，能够充分调动村民参与集体经济发展的积极性，更好地产生效益。”
在成员界定、量化到人、确权到户的基础上，第四步是成立法人主体，召开股份经济合作组织成立大会，审议通过组织章程，并向县市场管理部门申请法人登记。同时制定资产、财务、档案管理制度，报乡镇“三资”中心备案。
经过这样有序推进、步步衔接的四步走后，每个行政村挂四块牌子：党支部、村委会、村务监督委员会、集体经济有限公司。
“母-子公司”双层结构
倪德田是高甲村党支部书记，他带领全村人植树造林，积累下400多亩集体林场。2015年7月，高甲村以村集体资产出资，旌德县旅游公司以现金出资，成立高甲集体资产经营管理有限公司，作为母公司。该母公司再以马踏石林场400亩林权入股，成立林场子公司，通过招商和丰谷香榧公司按照递增分红模式合作，并修建旌歙古道旅游环路，开发香榧观光游，实现增绿添金。
高甲村的试点，是旌德农村集体经济股份制改革的样本。这种“母―子公司”的双层结构下，母公司是资本投资公司，而子公司则是运营公司。
“在集体资产运营管理中，村集体母公司不参与经营；通过招商、吸收能人、扶持双创等方式，引进民营主体，由母公司跟民营资本共同注册成立子公司。”旌德县副县长张蕾告诉《决策》：“子公司按照市场规则开展各类活动，独立经营。母公司和民营主体签订收益分成协议，根据投资比例，合理设置保底收益金额，按照‘保底收益+按股分红’的方式，保障村集体的稳定收入。”
对于这种制度设计的好处，钱对《决策》分析说：“一方面是有效解决了农村集体经济动力不足、经营人才不足、创业启动资金短缺等问题。母公司作为集体经济组织的承载体，充分发挥了社会主义公有制的优势，体现了公平；子公司作为从事经营的市场主体，充分发挥了市场的决定性作用，体现了效率；改革后的产权与经营权有效剥离，实现公平与效率的有机统一。另一方面，能有效预防村干部的廉政风险，也有助于培养一批企业家，扶持创新创业。”
当这一套改革设计方案落地到行政村后，实际操作是怎样进行的？以首批改革试点村之一路西村为例，该村的6个自然村在清产核资的基础上，分别成立股份经济合作社，村民在各自所属的合作社中拥有相应的股份；6个合作社作为股东再共同发起成立集体资产经营管理有限公司，这是母公司。母公司以美丽乡村建设形成的具有旅游开发价值的资产入股，引进南京康富源公司，成立再现徽商旅游发展公司，由康富源公司派驻经营人员，路西村母公司不参与经营。
2015年，经康富源公司运作，路西村成功创建3A级景区，接待国内外游客7万余人，实现村集体经济收入20万元。“印象路西”已成为皖南乡村旅游的一个品牌，“建设美丽乡村，路好了，村子漂亮了，游客多了，收入也提高了。”路西村党支部书记黄小本告诉《决策》：“路西村的发展，已经成功实现由建设美丽乡村到经营美丽乡村的转变。”
路西村的转变，只是改革整体效果中的一个方面。随着旌德整县推进的步步深入，从经济发展到社会治理的多层面转变，正在悄然发生。
“三变”与“多赢”
在兴隆镇三峰村见到刘小俊的时候，他正在油桃地里除草，干得热火朝天。刘小俊是位“80后”大学生，2006年安徽财经大学毕业后，在外拼搏3年，2009年回到三峰村。2011年他开始试种油桃，经土地流转扩大到150亩。2014年，他挂牌成立桃花源家庭农场，每年举办油桃采摘节。
但在扩大再生产中，刘小俊遭遇资金瓶颈，怎么办？恰在此时，集体经济股份制改革开始，三峰村成立农业发展有限公司作为集体经济母公司，以村集体经济发展基金30万元作为入股资金，刘小俊以油桃基地评估后的资产出资，成立桃花源生态农业发展有限公司，刘小俊负责经营，村集体保底收益每年5万元。经过这种股份合作制改革后，大学生创业获得资金支持，村集体获得可持续发展的收入。三峰村在与刘小俊进行股份合作的同时，又招商引进一家企业发展旅游“悠然谷项目”，初步实现第一产业与第三产业的融合发展。
经过这些内引外联，三峰村在改革中转变思路，开创出“集体经济+美丽乡村+精准扶贫+创新创业”的新模式，新的产业链正在延伸。
三峰村的实践，是旌德整县推进改革的一个缩影。改革后的旌德农村集体经济实现“三变”，即资源变资产、资金变股金、村民变股民。旌德县委政研室主任毕剑勇对《决策》分析说：“改革前，很多村子是有优质资源，但没有集体经济收入，陷入一种‘抱着金饭碗讨饭吃’的尴尬，每到年终时村干部四处‘化缘’。正在推进的改革切中要害，盘活农村‘三资’、激活农民‘三权’，是构建新型农业经营主体的创新之举。改革后，原先的空白村，实现集体经济零的突破。”
俞村镇桥埠村原先是集体经济空白村，改革中成立丁家山生态旅游开发有限公司，以30万元集体经济发展基金作为出资，引进客商共建加油站，每年保底收益为出资额的20%。“三峰村帮扶刘小俊的30万元，桥埠村的30万元，都来自旌德县扶持集体经济发展基金，该基金1000万元，在关键时刻起到催化剂的作用。”毕剑勇告诉《决策》。
统计数据也证明了改革成效。根据2014年的统计，旌德县68个村（社区）中，集体经济收入空白村28个，占全县41.2%；0-2万元的25个，两项合计年收入2万元以下的村有53个，占到全县的77.9%。经过一年努力，2015年共减少集体经济空白村20个，相比2014年只剩下8个空白村，只占全县的11.76%，下降近30个百分点。全县68个村（社区）中，有55个拥有经营性收入，占比为80.88%。
通过空白村减少和经营性收入增长，一降一升两条数据线的对比发现，改革的积极效应正在释放，如果用一个比喻来形容，就是政府、村集体、本地能人和外来投资商“各炒一盘菜，同办一桌席”。
精准扶贫，四种新路
在改革红利中，精准扶贫获得新动力。在路西村，村集体帮扶贫困户马来青将自家房屋改造成农家客栈，建成客房6间，有床位12张，每月营业额可达5000多元，2015年顺利实现精准脱贫。
像路西村这样，通过鼓励和支持贫困户利用自有房屋改造开展农家乐、农家客栈经营，在农家乐优先选用销售贫困户生产的蔬菜瓜果，实现贫困人口的“产业型脱贫”。这是旌德农村集体经济股份制改革中涌现出的一种精准扶贫方式。
同步创造出的第二种途径是通过集体经济股份制改革，贫困人口在集体经济中享有的股权持续增值，由改革红利实现“资源型脱贫”。第三种是通过合作经营，对不具备投资和经营能力的贫困户，采取房屋或土地经营权入股、旅游开发公司出资经营、对贫困户保底分红，实现贫困人口“财产型脱贫”。第四种是发展全域旅游，为贫困人口提供就业岗位，优先聘用具备一定劳动能力的贫困人口，为他们提供保洁员、服务员等就业岗位，村集体优先聘用他们从事集体设施管护等工作，让贫困人口在发展中实现“就业型脱贫”。
总结四种途径会发现，旌德在改革中实现精准扶贫“从输血到造血”的根本性转变。黄小本用一个朴实的比喻说：“过去是给了一个蛋，吃完就完了；现在是给了一只母鸡，不停地下蛋。”
“旌德样本”新价值
三溪社区在改革中成立三圆生态农林经济发展有限公司作为母公司，再裂变成立子公司乐园生态农业股份公司，同村民签订协议流转土地50亩，建设“开心农场”，发展体验式乡村旅游，租赁给城市人种蔬菜，每平米10元；除去成本投入，每亩地纯收入不低于2000元。在新的经营模式下，乐园生态农业公司每年上交村集体不低于3万元；超过3万元的部分，公司股民按股分红。三溪社区党支部书记、公司董事长刘德荣告诉《决策》：“股份制改革让农民拥有完整的财产权利，也更容易算清自己财产权利的明白账。按照市场经营后的收入，能够‘上得了台面，进得了口袋’。”
从刘德荣的快乐农场一个改革点，扩展到旌德全县来看，农村集体经济股份合作制改革试点，可以称为1.0版；从三个试点村到整县推进，是升级到2.0阶段。目前，旌德的10个乡镇正在“八仙过海，各显神通”，结合自身特色大胆创新，成立集体资产经营管理公司作为产权承载的主体，闯出集体经济发展的新路。将来，建立起完善的制度体系，实现专业运营、政经分离，则是升级到3.0版。
这是一个层层递进、环环相扣、互相推动的逻辑链条。在其进程中，一个显著特征是引入新的生长力，再造集体经济，这将引发农业经营体系和经济结构的重塑。类似安徽农业大学毕业的刘小俊、上海交通大学毕业的刘方全等新生代创业者，将会越来越多地涌现，新的农业生产经营体系会成为未来企业家的摇篮。
另一方面，从乡村基层社会治理体系和治理能力的角度来看，改革后增强集体经济组织的服务功能，提升村集体在群众中的威信，从而能够有效提高基层组织的凝聚力和带动力，加强基层党的建设和政权建设。
经过2015年的实践和2016年整县推进，旌德正在下活“美丽乡村、集体经济、全域旅游、创新创业”一盘棋。毕剑勇告诉《决策》：“在新棋局上，全域旅游成为绿水青山与金山银山之间的转换器，物质文明和生态文明之间的双面胶。”
路西村的改革实践，是这盘棋的典型样本。钱对《决策》分析说：“从新农村建设到美丽乡村建设，国家投入建设的大量乡村设施，缺乏产权明晰，如何盘活这些固定资产？旌德在集体经济股份制改革中，以合法合规的形式形成固定产权，落实到村集体公司，通过市场运营为村集体经济提供稳定的收入来源，为美丽乡村建设提供内生动力，还能有效破解美丽乡村建设中的债务化解、管养维护、运转经费等问题。这在体制机制上是探索走出一条新路。”
由此可见，旌德以村集体经济股份合作制改革为突破口，正在布局县域经济的一盘大棋局，创造出农村集体经济股份制改革的“旌德样本”。
再从旌德县放眼全国来看，2014年9月29日，中央全面深化改革领导小组第五次会议上，审议通过《积极发展农民股份合作赋予集体资产股份权能改革试点方案》。在这次深改组会议上，强调，积极发展农民股份合作、赋予集体资产股份权能改革试点的目标方向，是要探索赋予农民更多财产权利，明晰产权归属，完善各项权能，激活农村各类生产要素潜能，建立符合市场经济要求的农村集体经济运营新机制。搞好这项改革，一项重要基础工作是保障农民集体经济组织成员权利。要探索集体所有制有效实现形式，发展壮大集体经济。2016年4月，在安徽视察时指出：“着力推进农村集体资产确权到户和股份合作制改革，加快构建新型农业经营体系，发展多种形式股份合作，赋予农民对集体资产更多权能，赋予农民更多财产权利。”
篇7
关键词 暗排技术；农田；土壤改良；应用
中图分类号 S156.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）19-0242-04
Research Progress on Application of Subsurface Pipe Drainage Technology in Different Types of
Farmland Soil Amendment
LI Hua
（Shanghai Vocational College of Agriculture and Forestry，Shanghai 201699）
Abstract Subsurface pipe drainage technology was used in the development of saline-alkali and waterlogged wasteland，as well as transformation of median-and low-yield farmland in recent years in China.The technology has the advantages of saving land，effective salt elimination，controlling the groundwater level，and reducing the maintenance cost.This paper expounded the development and application of the subsurface pipe drainage technology，summed up the research progress on issues such as determining engineering technical parameters，improvement effect and water and salt movement，and prospected of future research of this technique.
Key words subsurface pipe drainage technology；farmland；soil improvement；application
耕地是人类赖以生存的基本资源和条件，确保耕地的数量和质量是农作物安全稳定生产和农业可持续发展的前提和基础。近年来，我国人口数量不断增长与耕地面积逐年退化之间的矛盾日趋严峻，而开发利用盐碱涝渍荒地，改造中、低产田，不仅可以提高土地资源的利用率和农业生产力，缓解人地矛盾，而且在改善生态环境和增加农民收入等方面也发挥了重要作用。
目前，对于开发利用盐碱涝渍荒地，改造中、低产田的技术手段主要包括生物化学改良、节水灌溉、水利改良等。暗管排水技术是国际上应用较广的水利改良措施，是通过在地下埋设有孔的排水暗管，控制地下水位，排除土壤中过多的水分，通过灌溉、淋洗等手段去除土壤中过多的盐分，并防止盐分在土壤表层聚积，为作物生长创造良好的水土环境[1]。该技术具有节省耕地，排盐效果好，有效控制地下水位，减少维护费用等优点，近年来在我国被广泛应用。而由于暗管降渍排盐效果受到暗管布设模式、土壤特性、气候条件、水文地质、盐渍化种类及程度等因素制约，还需考虑当地经济条件和农业生产特点，因此其技术实施具有地域性。本文阐述了暗排技术发展及应用概况，同时对我国不同类型盐碱涝渍土壤的暗管工程技术参数的确定、改良效果及基于暗排下的水盐运移特征等问题的研究进展进行归纳总结，并提出该技术的研究方向。
1 我国暗排技术发展及应用概况
暗管排水是相对于明沟而言的。长期以来，我国农田普遍采用明沟排水，明排存在沟坡不稳定、沟道淤积、占用耕地、易生杂草等诸多问题。20世纪60年代，河南、江苏等省率先开展暗管排水试验，目的是为了解决农田排涝问题。此后，该技术逐渐由排水发展至降渍排盐双重功能，并作为我国改良土壤盐渍化的一项重要工程措施，在滨海盐碱土、干旱半干旱地区盐碱土、苏打盐碱土、大棚次生盐碱土、涝渍地土等不同类型土壤的多个地区开展了不同程度的应用研究。
随着暗管工程技术的逐步成熟，暗管铺设方法已由手工铺设发展为机械铺设，排水管材也由波纹塑料排水管取代了最初应用较广的水泥管、陶管，排水管外包过滤材料由传统的砂砾滤料发展为土工织物[2]。1999年，我国编制了《农田排水工程技术规范》[3]，对暗管排水工程规划、设计、施工和管理作出明确规范。
目前，暗排技术研究的热点问题集中在基于暗排条件下的土壤水盐运移特征及模型模拟、暗管工程技术参数的确定、排盐降渍工程技术条件优化、排盐降渍效果及效益分析等问题。
2 暗排技术在不同类型土壤改良中的应用
2.1 滨海盐碱土
沿海地区由于长期遭受海水侵渍，致使土壤中Cl-含量高，因而形成滨海盐碱土，其具有地下水埋深浅、矿化度高、土壤盐分重、土壤水盐季节性变化强烈等特征[4]。对于滨海盐碱地的暗排技术应用研究自20世纪70年代起，近年来在河北、山东、江苏、上海、天津等地针对滨海盐碱良开展了不同程度的研究。
张兰亭等[5-7]对山东粉沙壤土盐碱区1978―1984年规划设计的万亩暗排试区的规划设计、工程施工、改良效果、适宜条件等进行了总结分析，结果表明：暗排可增加排水排盐量，降低潜水位，提高土壤排蒸比，加速土体脱盐和潜水淡化，增产粮棉，防止粉砂壤土明沟塌坡，是改良滨海盐土的有效途径。魏开基等[8]于1984―1986年在辽宁盘锦轻度盐渍型水稻土区埋设泥烧瓦管进行排水试验得出结论：暗管排水比明沟排水稻谷增产9.1%～18.0%，且当埋深或间距一定时，间距小或埋管深的地块增产效果更佳。
暗排工程技术参数的确定及条件优化，特别是暗管的埋深、间距及管径的确定，是改良效果的关键。周明耀等[9]和刘 永等[10]分别通过田间对比试验得出滨海盐碱区最佳暗管布设模式为间距15 m，埋深1.1～1.4 m。张金龙等[11]通过田间试验，验证了漫灌淋洗期间排水暗管间距对滨海盐土淋洗脱盐效果影响较大，结果表明，吸水管埋设间距越小，排水排盐效率越高，且土壤脱盐较均一。
近几年，暗管埋设条件下的水盐运移模型模拟研究逐渐成为热点。运用模型模拟暗排条件下的水盐运移情况，并结合田间试验，不仅能够合理地优化工程技术参数，同时可对排水脱盐效果进行预测。张金龙等[12]把暗管排水条件下盐碱土冲洗改良水分运动视为二维稳定流，运用Vedernikov入渗方程、Van der Molen淋洗方程、水量平衡方程等推求盐碱土灌排工程改良暗管间距、淋洗定额等技术参数，提出了适应天津市滨海新区自然环境的灌排改良工程技术参数估算方法，指出可以通过合理规划灌排时间和脱盐目标，确定合理的暗管间距，以降低综合改良成本。
张月珍等[13]运用溶质运移理论分析了脱盐标准与冲洗时间及冲洗定额之间的关系，研究了暗管工程设计参数（埋深、间距、管径）的影响因素及其理论模型，从而确定了滨海盐碱地区暗管工程设计参数，并在典型滨海滩涂盐碱地莱州市开展了实地试验。刘浩杰等[14]应用DRAINMOD模型对河北沧州近滨海暗管排水排盐试验区（暗管埋深1.2 m，间距30 m）的地下水埋深进行模拟，并对不同控制性排水方案下地下水埋深的变化进行了预测。刘文龙等[15]也应用该模型模拟黄河三角洲暗排系统排水效果，并提出“浅密型”布设模式。张展羽等[16]利用典型滨海盐碱地区实测土壤、气象、作物等资料，用DRAINMOD模型对不同排水暗管布置方案的地下水埋深进行了长序列模拟，并在模拟率定参数的基础上，用DRAINMOD-S模型对0～80 cm土壤层剖面含盐量进行了模拟。金斌斌[17]在上海市郊农场的田间排水试验的基础上，选择暗管排水条件下的土壤含水量、含盐量作为耦合变量，构建麦田水盐运移模型，同时结合非稳定流计算公式和经济效益指标，提出麦田排水暗管布局的二维非线性规划优化模型，继而确定出长江下游滨海地区满足麦田降渍脱盐标准最优布局。
谭莉梅、刘慧涛等[18-21]在河北滨海盐碱地区开展了基于暗排技术的系统性研究。包括运用GIS和RS技术，估算暗排技术实施区域耕地面积潜在增量及耕地增产潜力；针对该区域降水特征及其对暗排技术的影响进行分析；以及针对该地区的农业特点和作物限制因子，根据生态工程原理，整合适合该区域的农田生态工程技术手段，最终提出“补水―增盐―洗盐―养分流失―土壤培肥”的年周期模式。黄河三角洲滨海盐碱区也引进荷兰的暗管改碱技术，开展了以暗排技术为核心，结合生物治碱、深松隔碱、蓄淡压碱等治碱方法，辅以相配套的种植模式的盐碱地改良系统工程[22]。
2.2 内陆盐碱土
内陆干旱、半干旱地区由于蒸发量大且干燥少雨，土壤中上升水流占优势，淋溶和脱盐过程十分微弱，因而形成具有地表积盐剧烈、盐分组成复杂等特点的盐碱土。内陆地区基于暗排技术的盐碱地改良研究始于20世纪60年代[23]，主要集中在新疆、宁夏和甘肃等地的灌区。
多位学者[24-27]开展了田间对比试验，研究结果均表明，干旱盐碱区暗排技术在排水脱盐、淡化地下水及作物增产增收方面的效果明显优于明沟排水，且暗管埋深1.5～2.0 m，间隔50～70 m为宜。虽然暗排一次性投资大，但其具有提高土地利用率、减少清淤、方便田间机械作业、增产增收等优点，并可长期受益，且投资成本4年内可全部收回。
由于内陆干旱、半干旱地区水资源短缺，近年来，将明、暗排水技术与灌溉技术相结合，形成“节水灌溉―排水脱盐―水资源再利用”的农田管理模式逐渐成为热点研究问题。孙建书等[28]利用HYDRUS-1D模型对不同灌排模式下土壤水盐运移进行一维数值模拟，分析比较了节水和常规灌溉、暗排和无排水对盐碱地的改良效果。该研究成果从盐分调控的角度，论证了在宁夏银北灌区暗排条件下实施节水灌溉的可行性。孟江丽[29]运用MODFLOW模型和HYDRUS模型对新疆阿瓦提县丰收灌区农田中的水盐运动进行模拟，分析了灌溉水量、地下水位、土壤质地等特征因素对土壤盐分、作物长势的影响，并通过完善排水系统，确定了较为合理的灌溉、脱盐和满足作物生长的用水量，以及有效的排水规划方案。代涛[30]在甘肃疏勒河灌区也进行了类似的研究。
2.3 松嫩平原苏打盐碱土
松嫩平原地区由于春季干旱、表土积盐，夏季降雨集中、排水不畅等原因，最终形成苏打盐碱土。此种盐碱土不仅盐碱性强，而且透水性较差，如果仅应用暗排技术，势必会影响排盐效果。因此，必须将暗排技术与其他土壤改良技术相结合[31-32]。
王 涛等[33]将暗排技术与土地深松相结合，在管理模式一致的条件下，进行田间对比试验。结果表明：在暗排条件下，土地深松处理能提高土壤的渗透性，改善土壤理化性质，且深松0.6 m的处理对苏打盐碱土的改良效果最好。安丰华[34]研究了不同埋深和间距对苏打碱土性质的影响。结果表明，暗管埋深0.8 m、间距5 m的处理对苏打盐碱土的改良效果最好。李明敏[35]研究了基于暗管和深松条件（埋深0.8 m、间距5 m、深松0.6 m）下MM、OSJF、K-OS、PT等4种改良剂对苏打盐碱土理化性质的影响及水稻生长方面的作用。结果表明：4种改良剂均能够不同程度地降低土壤紧实度，增大土壤渗透性，有利于苏打盐碱土的改良。王 涛等[36]监测了暗管改碱水稻示范区2011―2012年间地下水位、pH值、电导率、总碱度、钠离子吸附比等指标随时间的变化情况，得出了暗管能将地下水位控制在临界深度以下，而且随着暗管洗盐排碱及种稻的进行，地下水pH值、电导率、总碱度、钠离子吸附比等指标呈现下降趋势，地下水水质逐渐改善的结论。
2.4 涝渍地土壤
涝渍地是由于地势低洼所导致的常年或季节性滞水的低产农业用地，其土壤具有湿黏、温度偏低、缺乏有效养分、含还原性有毒物质等特点，且地下水位较浅，作物生长受到抑制[37]。我国涝渍土壤的暗排技术研究开始于20世纪60年代，主要集中在湖北、广东、广西、安徽、上海等渍害严重地区。
多位学者[38-41]开展了田间排水降渍效果试验研究，结果均表明：应用暗排技术可降低地下水位、加快降雨过后的地下水回落速度、提高土壤温度、改善土壤理化性状、排出含亚铁离子和硫离子的毒水，从而使水稻、小麦、棉花等农作物的产量和品质提高。关庆滔等[42]指出由于黏土类渍害土壤具有胶体含量高及随含水量变化产生干裂膨胀的特点，因此不能单纯依靠暗管排水，还应当利用其失水干缩的特性，将暗排技术与湿润、露田、晒田等田间管理方法相结合，以达到改土目的。
考虑到排水降渍要求，水、旱作物种植种类及土壤黏重程度的差异，各地区暗管的埋深、间距有所不同。张思农等[43]运用田间经验数据和理论公式方法，同时考虑工程成本，得出上海郊区的青紫泥水稻土最合理的暗管埋深和间距分别为0.8～1.0 m和15 m。广东省珠江三角洲地区稻田排水暗管埋深为0.6～0.8 m，间距14～20 m。湖北省四湖流域根据当地特点，并按水旱轮作模式设计方案，采用排水暗管埋深和间距分别为0.8～1.0 m和16 m[44]。
许多学者证实了暗排技术可加快降雨过后的地下水回落速度，但也加剧了化肥和养分的流失。张瑜芳等[45]在湖北江陵的丫角试验站和上海市青浦农田水利试验站进行了淹水稻田在排水条件下氮流失试验，研究表明：暗管水中氮素流失主要为NH4+-N，排水和施肥量增加均会导致氮流失量增加，特别在施肥1～2 d后，而无施肥期间氮素流失量较低。因此，渍害田暗排需做到合理控制施肥后的排水时间和排水量，减少肥料流失对水环境的污染[46]。刘培斌等[47]在荆州市四湖工程管理局排灌试验站的试验结果表明，稻田施肥后7 d内按10 mm/d的排水强度连续排水，第8～15天停止排水，此后按正常排水强度排水，这样可以省水、保肥和提高氮肥利用率，对环境的负面影响也最小。可应用暗管控制排水方式，通过在排水出口处安装控制装置增加或减少排水量，减轻由农田过度排水造成的农业面源污染，也是近年来暗排技术的研究热点问题[48]。
2.5 设施盐渍化土壤
由于温室、大棚等设施栽培条件下的土壤缺少雨水淋洗，土壤温、湿度及通气状况较特殊，加之设施栽培高集约化、高复种指数、高肥料施用量等特点，导致了土壤次生盐渍化的产生[49]。目前，对于温室大棚等设施应用暗排技术的研究报道较少。
张 洁等[50]采用田间对比试验的方法，研究暗管排水对土壤理化性质及番茄产量的影响。结果表明：埋设暗管可降低土壤的EC值和体积质量，而使总孔隙度升高；番茄单果质量和产量均提高；埋深和间距分别为0.7 m和8 m的布设模式土壤盐渍化改良效果优于0.4 m和6 m的布设。张瑜等[51]也通过对比试验的方法证明了暗排对改善番茄外观和品质的作用。周复雄等[52]对控制排水2个月后的大棚土壤盐分变化进行分析，结果表明：土壤脱盐量与地下水埋深呈正相关，随着控制深度的增加，地下水埋深增大，土壤盐分脱减量变大。
陈 林等[53]在田间试验的基础上，应用水管理软件DRAINMOD 模拟各种大棚农田水管理措施下土壤含盐量的变化过程。结果表明：采用常规灌溉和暗管排水的基础上，在高温多雨时节揭棚淋雨并控制排水，是比较理想的设施土壤改良措施和水管理方案。他们还应用DRAINMOD软件，以SEW30、0～60 cm土层盐分脱减率及排水量作为评价指标，比较不同暗管控制排水深度及灌水量模式的土壤改良效果，分析研究地不同降雨水平年的水管理措施[54]。结果表明：丰水年，以排涝为主，控制排水深度在0.8 m，无需加大灌水量；平水年控制排水深度在0.5 m，无需加大灌水量；枯水年控制排水深度在0.5 m，需加大灌水量10%来淋洗土壤盐分。
3 暗排技术发展方向
由于暗排技术具地域性特征，各地区的排盐降渍需求各不相同，因此不宜制定统一的技术标准。但可按土壤类型分类，结合当地的实际需求，制定具有地区适宜性的暗排及相应配套技术的技术标准和实施规程。
虽然多地区开展了针对基于暗排技术的排灌模式研究，但将暗排技术与其他耕作制度整合，形成排灌技术及耕作制度相配套的农田生态工程技术体系的研究刚刚起步。在今后的研究过程中应因地制宜，形成与暗排技术配套的耕作制度和灌溉模式，同时考虑降雨、地下水的季节性规律，以及技术实施的可持续性等问题，切忌造成水环境的污染，最终实现作物生长与土壤水盐变化耦合，以达到改良土壤、增产增收的目的。
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篇8
关键词：创新型新农村 因地制宜 能源的循环利用 多民族共同发展
从大量文献可以清晰看出，以往对新农村建设的研究问题主要解决的方案大多是：以政府为主导，公共财政扶持为基础，以扩大农牧民为骨干，走“外推，内驱”的新农村建设之路；改革土地产权制度。大部分人都从这些角度看制约及解决新农村建设问题和方法[1]。很少有从绿色，节能，促进多民族共同发展的角度分析。基于此，本文想通过对甘肃张掖市新农村建设中的问题及潜在优势进行分析试图从以下几个方向着手改善西北地区新农村建设的现状：因地制宜，能源的循环利用和促进各民族共同发展。我们主要以上述三方面为基础提出我们的意见及建议。
一、新农村建设的三大基础
1.因地制宜
根据不同地区的具体情况，制订适宜的措施是我们新农村建设的基础。 西北绝大部分地区的年日照时数大于3000小时，年均辐射量约为5900兆焦耳/平方米，具有利用太阳能的良好条件。新疆、甘肃、青海等是我国大陆风能资源最丰富的地区，可利用开发的风能储量分别为3433万千瓦、2421万千瓦和1143万千瓦。 以甘肃省为例，其年平均风速大于3.0米/秒的地区包括安西、玉门、金塔、肃北、民乐、永昌、古浪和天祝等县，多处都具有建设大型风电厂的条件。除了这些意外土地资源也相当丰富。在新农村建设当中应合理运用这些可再生资源。
2.能源的循环利用
以“绿色节能”为宗旨实现资源的循环利用：污水、废物处理的再利用，自然资源的有效利用。如沼气发酵，秸秆重复利用等。
3.促进多民族共同发展
对多民族地区，民族间的相互交流，共同发展相当重要。而要解决这些问题必须考虑到、族际日常交往，民族居住格局等对少数民族间交流及发展的影响。
二、对于农业、畜牧业、旅游业发展所提出的改进措施
充分利用现有自然资源的优势：西北地区光照充足；土地广阔，灌溉方便，湿地多；湿地类型齐全多样；积雪融水丰富。以此为基础建立高效节能、绿色的生态农业。降低化石能源的投入，开发利用再生能源将是以后发展的方向。同时，还要注意水电、太阳能和风能的利用，做到绿色节能。例如：就统一供电这一方面将重点充分开发太阳能；沼气池发酵；对于积雪融水丰富的地区则充分利用地下水丰富的优点，充分利用地下水源热泵技术。
1.农业方面改进措施
实现农业产业化经营；根据市场信息来调节农产品的种植量和种类保障农民的利益；加快基础设施建设，提高对太阳能的利用率、提高对生物能的转化率来提高生物产品的产量和质量，这也是生产条件现代化的表现；引进农业科技人员以提高农产品含量低、品质差等缺点。
加强农业水利基础设施建设，对种植区进行节水改造。在水资源较缺乏的西北地区，可大力推广喷灌、滴灌技术，提高水资源利用率；设施沃土工程，加强对西北农用地土壤肥力的改进，提高耕地质量。这主要是进行有机肥积造，增施有效的农家肥；充分的运用当地的能源。
提高化肥的利用效率，施行测土配方施肥，减少化肥污染；运用秸秆、树叶、杂草作为饲料，植菇，最后作肥料还田。推广以沼气为纽带的“猪沼果”、“猪沼菜”等模式、使其更加绿色环保。
2.对于畜牧业的发展规划
加强牧区科技基础建设，提供科学的育种技术和防疫技术。探究科学的饲养方法，提高畜牧业的科技含量，持续增强畜牧业竞争力；建立健全的市场营销体系，协调畜牧产品的收购、加工以及销售等环节，合理衔接生产、流通以及信息化的交流。把牧民分散的小规模饲养与市场有机的连接，扩大规模，将产业链延长，这样就能使牧民在整个饲养、加工和流通环节都能够得到适当的收益，促进畜牧业生产经营效率的提高；积极培养新型的农牧民，提高农牧民素质，加强对他们的养殖技术的培训，从多方面灌输畜牧业技术，拓宽技术的推广面，深度挖掘科技的潜力使其为畜牧业服务，运用科技来提高畜牧业的经济效益；大力建设观光型、生态型与市场型相结合的牧业生产基地，努力推进传统畜牧业向规模化、社会化的具有现代特色的畜牧业进行转变[2]。
三、对于旅游业发展规划
西部民族地区的旅游资源具有丰富多彩，自然景观与人文景观交相辉映的特点。利用宗教文化优势，甘肃省的甘南佛教传统文化，敦煌莫高窟、天水麦积山等，吸引国内外旅游投资；大力发展民族特色经济，如东乡手抓羊肉、藏族唐卡、锅庄舞、油香、保安腰刀、裕固族帐篷餐饮、各种民族服饰、首饰和木制品以及省局民族特色的建筑等，具有十分重要的经济和文化价值，可带动经济发展。
随着世界范围内旅游热的兴起，西部民族地区将以其独特的自然与人文景观吸引越来越多的中外游客，旅游业将带动西部民族地区经济的快速发展。但应注意的是：西部民族地区自然景观的生态脆弱，故无论是能源矿产还是旅游的开发，甚至基本项目的建设，都不能绕开环保问题。
四、对于居民区改进设计方案
通过改进居民住房：居民集中化，便于各方面的交流与融合；在集中区域建设基础设施，有效地利用土地；同意规划居住局域与农耕农作区域；村政设施集中一体化有利于农村居民文化交流；改善村内交通以及各各村交通问题[3]。
五、对于促进多民族共同发展设计方案
改善民族间共同发展要从、族际日常交往等发面着手。民族关系体现于族际交往的各个方面，族际日常交往是衡量民族关系最重要的指标之一，体现在一个族群的成员在日常生活和私人领域中被另一个族群的成员们普遍接受的程度。可通过在繁华的民族街道开展集市，促进个民族间相互交流；创办非盈利的公益性资助机构，资助本地的大学生和高中生，大力培养人才强市，努力提高群众的文化素质；通过举办民族特色文化旅游节，使民族地区树立和谐的人际关系。文化的交流可提高人们的文化素质，体现民族地区特色发展，可引来商客，既增加了经济的发展又打造了特色民族品牌。在落实科学发展观，构建和谐社会的今天，进一步巩固和发展、团结、互助、和谐的社会主义民族融合是新形势下的必然选择。
作为农业大国，社会主义新农村建设对于国民经济、农民生活水平都有深远的影响。如何更好地贯彻实施新农村建设仍在不断的通过实践、总结、再实践的过程以达到更加完善的水平，在此我们只是通过我们发现的一些问题结合西北地区的地域特点、人文特点提出一些意见及建议希望对社会主义新农村的建设探索有所帮助。真正的实现绿色、节能、多民族共同发展的创新型新农村建设。
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篇9
关键字：水稻；“3414”试验；肥力；面源污染；陇西河流域
中图分类号：S158．3文献标识码：A文章编号：0439－8114（2011）13－2618-05
Effect of Balanced Fertilization of Rice on the Content of NPK in Soil
in Longxi River Basin
QI Hui1，WU Jun1，HAN Qiao1，YE Xiao－li2，YANG Qin1
（1．College of Resources and Environment， Sichuan Agricultural University， Chengdu 611130， China；
2．Agriculture Bureau of Yucheng County in Ya’an City， Ya’an 625014， Sichuan， China）
Abstract： “3414” optimal design of quadratic regression test program was adopted to study the effect of balanced fertilization of rice on the contents of N， P and K in soil， in order to provide a reliable theoretical foundation to maintain soil fertility， control and prevent the area－source pollution in Longxi River Basin． The results showed that after planting， the contents of alkali－hydrolyzable nitrogen and available potassium in soil of all the treatments increased to different degrees． The content of total phosphorus in soil decreased to some extent， while the changes of available phosphorus content were greatly different． The total nitrogen content increased in treatments 6，7，8，11 and 12， while decreased in all the other treatments． There were extremely significant positive correlation between the content of alkali－hydrolyzable nitrogen and the nitrogen application amount， the content of available phosphorus and the phosphorus application amount， the content of available potassium and the potassium application amount． Meanwhile， the content of available phosphorus in soil increased with the increasing of nitrogen application.
Key words： rice； “3414” test； fertility； area－source pollution； Longxi river basin
施肥的目的不仅在于提高作物产量、改善作物质量，还在于不断培育和提高土壤肥力，创造高产稳产的土壤条件，同时减少农业面源污染［1］。近年来，化肥的过量施用带来的肥效降低以及对环境的不良影响已经引起人们的高度关注［2－5］。随着化肥施用量的不断增加，农田径流及排水中的营养元素对受纳水体的污染越来越严重，特是在目前点源污染逐步得到控制后，化肥对水环境的面源污染问题显得更加突出。雅安市雨城区位于陇西河流域，水稻是当地主要的粮食作物。从该区施肥养分结构变化和肥料品种结构特点来看，施肥投入的养分比例不平衡、与作物需求不匹配是导致肥料面源污染严重的重要原因之一［6］。由于农业面源污染涉及范围大，分布区域广，污染分量小但总量极大，污染源极度分散，其治理难度甚至大于工业污染［7－9］。本研究以控制源头为切入点，通过田间试验，深入研究氮磷钾肥配施对稻田土壤氮磷钾养分变化的影响，以期为维持土壤肥力、防治面源污染、指导区域农业生产合理施肥等提供理论依据。
1材料与方法
1．1试验材料
试验于2007年3～9月在雅安市雨城区中里镇龙泉村二组承包地内进行。供试水稻品种为当地大面积推广种植的优良品种宜香707。供试肥料：氮肥为尿素（含N 46％），磷肥为过磷酸钙（含P2O5 12％），钾肥为氯化钾（含K2O 60％）。供试土壤基本理化性质为：pH值 5．19，有机质59．22 g／kg，全氮2．63 g／kg，碱解氮245．10 mg／kg，全磷0．69 g／kg，速效磷22．74 mg／kg，速效钾60．60 mg／kg。
1．2试验设计
试验采用“3414”二次回归最优设计方案。即氮、磷、钾3个因素、4个水平、14个处理。0水平为不施肥，2水平为当地推荐施肥量，1水平＝2水平×0．5，3水平＝2水平×1．5。具体设计见表1。试验设3次重复，随机区组排列，共42个社区。
1．3主要栽培管理措施
2007年4月8日播种育苗，5月13日移栽。试验田于移栽前3～5 d，将四周杂草清除，耕翻耙平后，按照试验设计，3次重复，随机区组排列，重复间走道50 cm，保护行宽度100 cm，重复间垒土埂宽20～25 cm，高20 cm，用塑胶膜包埂。社区长5 m，宽4 m，社区间垒土埂，用塑胶膜包埂，宽20 cm，高20 cm。每区种17行，每行30穴，每穴4．5苗，行株距23．3 cm×17.0 cm。按试验设计进行施肥，试验中水稻底肥与追肥质量比为7∶3。分社区单施肥和单灌水，各种管理措施一致，并在同一天完成；其他栽培管理措施与大田生产相同。
1．4测定项目与方法
土壤pH值测定采用电位法；土壤有机质测定采用重铬酸钾外加热容量法；土壤全氮测定采用凯氏定氮法；土壤碱解氮测定采用碱解扩散法；全磷测定采用硫酸－高氯酸消煮钼锑抗比色法；速效磷测定采用碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法；速效钾测定采用乙酸铵浸提－火焰光度法。
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1．5数据处理分析
采用Excel、SPSS 13．0等数理统计分析软件，对数据进行统计分析。
2结果与分析
2．1不同施肥组合下土壤氮素变化比较
由图1可知，在各处理中，除处理6、7、8、11、12在水稻种植后全氮含量略有上升外，其余处理全氮含量均有不同程度地下降。其中土壤全氮含量降低较多的是对照处理1、缺氮处理2、缺磷处理4，分比种植前降低了25．04％、19．17％和16．89％。土壤全氮含量的降低，说明土壤全氮养分含量一方面与施氮量直接有关，另一方面也与水稻施N、P、K肥的平衡度有关。处理7土壤全氮含量提高最大，提高了16．41％；N、P、K平衡施肥的处理6，全氮含量提高了5．28％，使水稻在生长过程中能合理利用各种土壤养分，从而减少N素养分的流失和提高土壤养分利用率；虽然高氮施肥处理11全氮含量也增长了0．98％，但这种提高是过量施用氮肥的结果，虽在一定时期内可以保持土壤的总氮含量，但这种施肥方式会加速土壤板结、改变土壤理化性质，将导致氮素养分通过挥发、径流和渗漏方式流失，而且对保持土壤氮素养分和控制陇西河流域坝区农田氮素流失极为不利，从而形成陇西河流域的农业面源重要污染源。
由图2可知，种植后各处理土壤碱解氮含量均有不同程度地提高。其中处理6、7碱解氮含量上升较多，分比种植前上升了32．03％、32．88％。这可能有两方面原因，一是氮素化肥施用量较多，过量的氮素化肥施入可在短期内提高土壤碱解氮的含量；二是N、P、K配比较均衡时土壤碱解氮提高量也相对较高。对照处理1和缺氮处理2，种植后土壤碱解氮含量也比种植前分提高了7．50％、19．28％，由此可见，土壤在水稻种植收获后其碱解氮含量明显上升，这对冬季作物的生长较有利。
进一步分析种植水稻后土壤碱解氮的含量与施氮量的关系，如图3所示，土壤碱解氮含量与施氮量达到极显著正相关，两者关系可以用直线方程y＝0．136x＋290．480（r2＝0．518 3**）表示；通过该方程的截距看出，在完全不施氮的情况下，土壤碱解氮为263．5、292.4 mg／kg。对该方程求导dy／dx＝0．136，即每增加1 kg/hm2的N，每千克土壤的碱解氮含量将增加0．136 mg；以此速率增长，增施氮肥将不断增加土壤氮素流失的环境风险。
2．2不同施肥组合下土壤磷素变化比较
由图4可知，水稻种植收获后各处理土壤全磷含量均有不同程度地降低，降低较多的是对照处理1和缺磷处理4，分降低了26．66％、25．72％。缺氮处理2、缺钾处理8、高磷处理7也分降低了21．31％、18．00％、14．91％。尽管土壤具有较高的磷素吸附容量，但土壤长期或大量地接受磷肥将导致土壤磷素的积累。土壤磷水平的提高将意味着土壤磷素向土壤环境迁移的能力增强，存在很大的磷素流失风险。因此，通过测试土壤磷水平可以在一定程度上反映土壤磷素流失的潜能大小。
由图5可知，种植前后不同处理间速效磷变化差异很大，其中处理1、2、4、6、8、12、13、14在种植后土壤速效磷含量有不同程度地降低，以处理1的降低幅度最大，减少了36．83％。而其他处理在种植后速效磷含量则有不同程度地上升，其中处理9、10、11增长较大，分增加了35．86％、32．21％、44．82％；虽然在一定程度上提高了土壤速效磷含量，但也为磷素养分的流失制造了诱因，尤其是陇西河流域水稻种植季节正好为本地区雨季集中时期，这更加速了可溶态磷素养分的流失。由于在处理6中N、P、K配比比较平衡，使水稻在生长过程中消耗较多的速效磷，从而降低了土壤速效磷含量。
进一步分析可知，磷肥的施用量与土壤速效磷含量的关系可以用直线拟合（图6），其线性拟合方程为y＝0．040 1x＋16．015 0，r2＝0．423 7**，两者呈极显著正相关。从该方程的截距可以看出，在不施磷肥情况下，土壤中速效磷含量为14．37、15．15 mg／kg，对此方程求导dy／dx＝0．040 1，即每增施1 kg/hm2的P2O5，每千克土壤的速效磷含量将增加0．040 1 mg，以此速率增长，增施磷肥将不断增加土壤磷素流失的环境风险。
施氮对土壤速效磷的含量有显著影响（图7），总的趋势是随着施氮量的增加，土壤速效磷含量也随之增加。在不施氮的情况下，土壤速效磷的含量最低为14．37 mg／kg；当施氮量达到315 kg／hm2时，土壤速效磷含量显著高于不施氮的处理。
2．3不同施肥组合下土壤钾素变化比较
由图8可知，水稻种植后，各处理速效钾含量均有不同程度地提高，其中提高较大的是处理3、5，分提高了36．10％、31．02％；其次为处理10，提高了30．82％；最低的是对照处理1，提高了8．06％。处理8虽然没有施用钾肥，但社区速效钾含量依然有所上升。这说明在本研究区域水稻土壤钾素含量比较容易得到恢复。从本研究区域种植结构和种植习惯上看，该地区冬季作物一般习惯以油菜为主要轮作作物进行种植，而油菜是需钾作物，因此，在水稻种植季节适量施用钾肥，不仅在水稻生长过程中可提高其抗病能力、稻米产量和质量，而且还可对油菜有较好的作用。
由图9可知，土壤速效钾含量与施钾量达到极显著正相关。两者关系可用直线方程y＝0．056 3x＋66．945 0（r2＝0．497 5**）来表示，通过该方程的截距可以看出，在完全不施钾肥的情况下，土壤速效钾分为65．48、64．17 mg／kg，而土壤本底的速效钾含量为60．60 mg／kg，这说明在不施钾的情况下，种植一季水稻后，土壤中的速效钾含量增加了4．88、3．57 mg／kg。对方程求导得dy／dx＝0．056 3，由此可以看出土壤速效钾的含量随施钾量的增长速率为每增施1 kg/hm2的K2O，每千克土壤的速效钾含量将增加0．056 3 mg。
2．4土壤养分的变异分析
从各处理全量养分之间的变异来看，全氮＞全磷。从土壤速效养分的变异情况来看，速效磷＞速效钾＞碱解氮，速效磷的变异性最大，这说明施肥对土壤速效磷的影响相对较大。由各处理土壤养分变异性来看，土壤速效磷的变异系数大于全磷的变异系数，这是因为全磷的变异主要取决于土壤的本底特征，人为活动不易对全磷产生重大影响。由此可见，对于高度集约化保护地土壤来说，在某一田块微小的区域范围内，土壤养分也存在着较大的空间变异（表2）。
3结论与讨论
水稻种植后各处理土壤氮磷钾养分含量变化结果表明，大多数处理土壤全氮含量不同程度地下降。各处理土壤碱解氮含量均有不同程度地提高，这可能是施用氮肥可以增加根茬、根系和根分泌物的产量，亦增加了归还土壤的有机氮量，这部分氮比土壤中原有有机氮易矿化［10，11］；不同处理间土壤全磷含量均有不同程度地降低，而速效磷含量变化差异很大，由于磷的移动性和损失相对较少，土壤全磷的增减主要取决于农田磷素的收支状况［12，13］；各处理土壤速效钾含量均有不同程度地提高，虽然钾库很大，即使不施用钾肥，土壤速效钾仍保持在一定的水平，但从维系土壤供钾能力及其可持续利用的角度出发，农业生产中仍需合理施用钾肥，以保持农业生产系统中钾素的收支平衡和促进土壤供钾能力的提高。
施肥量与土壤养分含量的相关分析表明，土壤碱解氮、速效磷、速效钾的含量分与施氮量、施磷量、施钾量呈极显著正相关。同时，施氮对土壤速效磷的含量有显著影响，总的趋势是随着施氮量的增加，土壤速效磷含量也随之增加，增施氮肥和磷肥将不断增加土壤氮素和磷素流失的环境风险。土壤养分变异为：土壤全氮含量＞土壤全磷含量，速效养分中速效磷含量的变异性最大，土壤全磷含量的变异系数小于速效磷含量的变异系数。
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研究结果表明，在本研究区域过量增施N、P肥将使大量N、P养分随地表、地下水流失，增加N、P肥向陇西河流域水体释放流失的风险，最终形成陇西河流域农业主要面源污染源。因此，只有遵循N、P、K肥平衡施用理论，进行合理施肥，才能从根本上减少N、P肥的农田流失，从施肥入手堵住面源污染的源头。
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篇10
一、指导思想、基本原则和目标任务
(一)指导思想。以“三个代表”重要思想和十六届三中、四中全会精神为指导,树立和落实科学发展观,坚持节约优先、合理利用、循环利用资源的方针,紧紧围绕实现经济增长方式的根本转变,通过加强体制机制建设、加快结构调整、推进技术进步等措施,形成政府推动、市场驱动、公众参与的资源节约机制,在全市建立起节约型的社会生产生活方式,保障经济与社会的可持续、协调发展,促进和谐社会建设。(二)基本原则。一是节约为本,效率优先;二是依靠科技,优化结构;三是降低消耗,科学消费;四是政府推动,全民参与。
(三)目标任务。
1.到2006年,每万元生产总值(GDP)能耗比2004年降低5%,由1.06吨标煤降到1.00吨标煤;万元GDP耗水降低18%,由196吨降到160吨;工业用水重复利用率由62%提高到65%;农业灌溉水利用系数由0.48提高到0.53;每公顷建设用地产出GDP由111万元提高到130万元以上。
2.到2010年,万元GDP能耗比2006年降低10%,达到0.9吨标煤;万元GDP耗水降低17%,达到130吨;工业用水重复利用率提高到70%;农业灌溉水利用系数达到0.6;每公顷建设用地产出GDP达到180万元以上。
3.到2020年,万元GDP能耗比2010年降低30%,达到0.63吨标煤;万元GDP耗水降低40%,达到78吨;工业用水重复利用率提高到80%;农业灌溉水利用系数达到0.7;每公顷建设用地产出GDP达到300万元以上。建立起完善的发展循环经济建设节约型社会的标准体系、政策支持体系、技术创新体系;建立起循环经济为核心内容的国民经济体系,建立起产业结构优化、增长方式集约、消费观念先进、消费方式科学、资源消耗持续降低、资源利用效率不断提高的节约型社会。
二、工作重点
(一)大力推进能源节约。组织编制重点耗能行业节能发展规划,坚决抑制高耗能行业盲目发展;对全市重点耗能企业提出具体的节能目标和措施,加强跟踪指导。研究制定优先发展公共交通的具体措施;以现有酒精生产企业为依托,积极发展燃料乙醇等石油替代产品。推动新建住宅和公共建筑节能,推广节能建筑技术。引导商业和民用节能,推广节能环保型空调、冰箱等家电产品;在公共设施、宾馆商厦、居民住宅和全社会推广采用节能照明产品;在农村大力发展户用沼气。以皇明太阳能为龙头,大力开发和利用太阳能等新能源和可再生能源。
(二)深入开展节约用水。组织编制重点耗水行业节水发展规划;严格重点耗水行业的产品取水定额管理,依法淘汰、关闭高耗水设备、产品和工艺;严格限制新上高耗水项目,鼓励企业提高水重复利用率;禁止超采、滥用地下水,从现在开始,在城区范围内,不再审批新的开凿深井计划,要分批关停城区所有自备深水井。推进城市节水,积极开展节水产品研发,加大节水设备和智能器具的推广力度,推动公共建筑和生活小区节水;加快供水管网改造,降低管网漏失率;加大污水治理力度,加快中水回用设施建设。推进农业节水,组织编制全市农业节水示范工程实施方案;加大引黄灌区的节水改造;积极推广应用农业节水技术和节水灌溉设备。
(三)积极推进原材料节约。努力提高制造业技术水平,降低原材料消耗强度。抓好重点行业原材料消耗管理,提高原材料利用率。加强木材节约代用和综合利用,禁止生产和限制使用一次性筷子及其他一次性生活用品,鼓励利用林业三剩物、次小薪材生产密度板等产品。研究制定禁止产品过度包装的政策措施,鼓励包装物的循环使用,大力推广散装水泥。
(四)强化节约和集约利用土地。继续实行最严格的土地保护制度,从严控制建设用地规模,提高土地集约利用水平。工业项目要向工业园区集中;在城镇和农村发展节能省地型住宅和公共建筑;加大城中村改造力度,盘活闲置和低效利用的存量土地,提高土地利用率。进一步限制毁田烧砖,逐步淘汰实心粘土砖,大力推广新型墙体材料。
(五)大力发展循环经济。加强企业内部和企业之间、行业之间、区域之间的资源协作,把尽可能多的废弃物转化为下游的原材料,探索“减量化、再利用、资源化”的循环经济发展模式。全面推行清洁生产,从生产和服务的源头减少污染的产生,实现由末端治理向污染预防和生产全过程控制转变。扶持发展一批循环经济型工业园区。积极发展环保产业,为资源循环利用提供物质技术保障。
(六)加强资源综合利用。以粉煤灰、炉底渣、电石渣为重点,加快工业“三废”的综合利用,推广使用粉煤灰旋窑水泥等综合利用产品。积极推进废钢铁、包装废弃物、废旧轮胎、废弃农地膜及其他各种废旧物资的回收利用,努力探索城市生活垃圾资源化利用的路子。研究提出并落实好有关鼓励农户秸秆综合利用的政策,大力推广农业秸秆综合利用。
三、保障措施
(一)加强领导,明确责任。各县(市、区)和有关部门要结合各自实际,抓紧制定发展循环经济、建设节约型社会的具体方案、目标、任务和措施。要建立发展循环经济、建设节约型社会工作联席会议制度,加强组织协调,密切配合,切实形成政府推动、市场驱动、公众参与机制。政府部门要带头节约,努力建设节约型机关。要以企业为主体,充分发挥行业协会的作用,搞好资源节约。市发改委、经委要会同有关部门抓紧研究制定《*市发展循环经济建设节约型社会工作考核办法》,加强监督检查,实行量化考核。
(二)转变增长方式,加快结构调整。坚定不移地走好新型工业化道路,切实依靠科技进步突破技术瓶颈,大力发展资源节约、资源综合利用、清洁生产技术,组织推广循环经济和资源节约适用技术。重点发展能量梯级利用、工业废弃物零排放、农业及生活废弃物减量化和资源化、农业节水、资源替代材料等技术,加快设备更新改造。按照循环经济发展模式,加快调整优化产业结构,建立资源节约产业体系。调整农业和农村经济结构,发展节水农业、生态农业、高效农业,推行标准化生产,搞好农作物秸杆、规模化畜禽养殖场粪便和农林牧渔各种资源的综合利用。调整工业结构,发展高新技术产业和节能环保、新能源、资源综合利用等相关产业,改造提升纺织、化工、机械、建材、造纸等传统产业,推进产业结构优化升级。调整第三产业结构,建立资源节约型的交通运输体系,积极发展物流业、再生资源回收利用产业等资源消耗低、吸收就业多、有利于促进减少资源浪费、提高资源利用效率的事业。
(三)加强依法行政,提高依法管理水平。深入贯彻国家、省已经出台的各项法律、法规,结合我市实际,制定推广节能、节水产品的政策,实行严格的市场准入制度。强化执法队伍建设,加强资源节约的监督检查工作,加大对重点耗能耗水行业的执法检查力度,依法查处浪费资源等违法行为。
(四)加大政府推动力度,不断完善政策机制。有关部门要研究制定具体的扶持优惠政策,利用财政、税收、价格等手段加大对节能、节水、节材、节地、新能源和可再生能源开发、清洁生产等事业的支持力度。积极推进政府绿色采购制度,优先采购节能、节水产品和节约办公用品。尽快调整城市供水价格,合理确定再生水价,完善农业水费计收办法,逐步实现成本价供水。大力实施峰谷分时等电价制度。建立和完善城乡建设集约用地标准,各类建设项目必须按照集约用地的原则优化规划设计方案。全面落实经营性土地招标、拍卖、挂牌出让制度,建立土地使用者节约用地的自我约束机制。制定完善主要耗能、耗水行业和产品能耗定额和取水定额、再生资源有关技术标准等标准体系。推行节能节水产品认证和环境影响评价制度,认真执行节能设计规范。建立高能耗、高物耗设备和产品强制淘汰制度,加快淘汰落后工艺、技术和产品。
(五)搞好规划指导,开展示范试点。各级各有关部门要把发展循环经济建设节约型社会纳入国民经济和社会发展规划,研究制定专项发展规划和具体工作计划,为全市总体规划提供依据。按照企业、园区、城市3个层次,开展试点与示范,推进循环经济发展。以资源消耗型企业为重点,建设一批循环经济型企业。依据循环经济理念和工业生态学原理,规划设计新建工业园区,调整完善已建工业园区,整合园区各种要素,合理规划区内资源流和能源流,研究入园企业的产业链接关系,促进园区产业优化升级,开展ISO14000标准认证,培育循环经济型示范园区。在建设循环经济型企业、园区的基础上,实现城市内、外物流的循环,建设循环经济型城市。
