简要信息

【获奖类型】应用二等奖
【任务来源】科技部农业科技成果转化资金项目
【课题编号】节-010946
【课题起止时间】2004年11月～2006年11月
【完成单位】水利所
【主要完成人】王少丽、杨继富、丁昆仑、瞿兴业、余  玲、李福祥、焦平金

    立项背景

    我国中低产田面积8.45亿亩，其中易涝耕地3.66亿亩，渍害1.15亿亩，盐碱地1.1亿亩，涝渍碱灾害是导致农田低产的主要原因之一。我国西北干旱区土地资源丰富、光热条件充足,是全国重要的农业区和商品粮生产基地；但由于水资源匮乏,生态环境脆弱,其中盐渍化危害是灌区生态环境的一个突出问题，已成为当地农业经济发展的制约因素之一，迫切需要合理有效的技术措施改善土壤的水盐环境，达到治碱改土、提高农作物产量的目的。

    农田暗管排水作为一种行之有效的农田排水技术，在国内外已被广泛采用。存在问题是如何有效的阻止排水暗管被淤堵又能保持稳定的透水性，以增加暗管的使用寿命。近年来，随着波纹塑料管的应用和暗管排水施工机械的发展，使得施工的难度和速度有了明显的改善和提高，采用经济适用的与现代化施工设备相配套的外包料已成为必然的发展趋势。由于土工织物与传统的过滤排水材料相比具有产品系列多、性能稳定、质轻、运输施工方便、劳动强度低、工效高、施工质量易保证等优点，因此，土工织物作为暗管排水外包料已显现出很好的应用前景。

    农田明沟暗管组合排水技术，具有排水效果好、有效控制地下水位、节省土地和造价、减少维护费用等特点，它克服了单纯明沟排水占地多、易滑坡、养护难、治渍排盐效果差的缺点，也克服了竖井排水造价高、运行管理费用高和难度大的缺点，随着科学技术的发展和经济水平的提高，明沟和暗管组合排水技术将是农田排水技术的发展方向。

    该项目将排水工程技术措施、排水设计技术、暗管排水外包新材料规格标准、暗管机械化及半机械化的施工技术与运行管理的成套排水技术体系集成与配套，项目的推广实施对于改造我国中低产田、提高农田防御涝渍盐碱能力、促进农业生产发展等方面具有积极的推动作用。

    研究内容

    主要研究内容包括：

    （1）在我国西北干旱地区宁夏、新疆选择有代表性的地区，建立了4000亩示范区，对示范区农田灌排现状、渍涝盐碱治理措施和存在问题、农业生产模式、土壤条件、水文地质条件等开展调查。

    （2）在资料调研的基础上，对暗管排水的主要技术参数进行了现场测试和分析计算，对设计因素制定标准。根据确定的设计参数，完成暗管与明沟组合排水技术示范应用区的设计。

    （3）以现代土工织物外包料替代传统的砂砾排水滤料，完成其田间排水可持续性和适应性考核和评价，为大面积推广应用暗管排水技术提供了技术支撑。

    （4）完成组合排水成套技术对农作物产量、排除渍涝和盐碱、调控地下水位、改善水土环境的效果评价。

    创新点

    主要创新点包括：

    （1）采用优选的B-68型无纺PP人工合成滤料作为暗管外包料，完成其田间排水可持续性和适应性考核和评价，提出人工合成外包料优选准则改进指标的建议，为大面积推广应用暗管排水技术提供了技术支撑。

    （2）应用动态控制理念，改进现有排水规范中制定的设计方法，用划分阶段的动态控制标准，代替传统的临界深度标准，相应减小各级排水沟（管）设计深度；采用模糊档次分级方法，有效地处理隔水层埋深未知变量，推出结构简单的非稳定流计算通式，以确定排水工程的间距规格，较以往的设计方法更趋于合理适用、简便，易于操作，理论上具有创新性。该设计方法已经申报发明专利。

    （3）首次将农田组合排水工程技术、综合防御盐渍的组合排水设计技术、暗管排水外包料技术进行组装配套，进行一定规模的示范试验，通过生产性应用实践，全面评价该成套技术的技术经济适应性和防御盐渍灾害的能力，为该项技术的大面积推广应用提供技术支撑。

    应用前景及社会经济效益

    （1）经济效益

    通过本项目的实施，项目区及辐射区取得了良好的节支增收效益。田间应用考核结果表明，采用明暗组合农田排水及暗管外包料成套技术，对于盐渍化地区，土壤水盐和地下水盐环境可以得到明显的改善，为作物生长创造了适宜的生长环境，作物产量大幅度提高，粮食产量提高10%以上、效益增产28.8万元。在新疆农七师127团、宁夏巴浪湖农场运行两年，经济效益显著。宁夏贺兰立岗建立农田排水及暗管外包料成套技术示范区约4000亩，完善明暗组合试验监测结果表明，选用B-68型人工合成外包料，并配合机械化施工，是暗管排水今后的首选方案，为大面积机械化暗管施工提供了技术支撑。同时，项目实施的几年来，区域内地下水盐、土壤水盐环境都得到了明显改善，粮食产量保持持续稳定的发展。

    由于采用了暗管排水，减少了挖沟占地，节省土地约5%，同时减少了养护维修费用，由此带来一定的附加经济效益。此外，项目实施以来，在宁夏推广应用明暗组合农田排水及优选人工合成暗管外包料成套技术的辐射面积达到15万亩以上，作物产量大幅度提高，改善了群众生产生活条件，经济效益显著。

    （2）社会与生态效益

    明暗组合农田排水及暗管外包料成套技术的应用，为现代农田排水技术的推广应用起到示范与推动作用。该技术通过调控地下水位、创造适宜作物生长的土壤水盐环境，达到减轻渍涝盐碱灾害和提高农作物产量的目的。作物产量显著增长，为加速当地农民脱贫致富发挥了积极作用。受暗管排水作用的影响，项目区及其周边区域植被覆盖度比实施前有所增加，生态环境也有所改善，社会效益和生态效益显著。