農業園區水資源循環利用技術研究

劉慶波，張俊英

（1.日照市嵐山區水利局，山東 日照 276800；2.日照市嵐山區巨峰鎮農業技術推廣站，山東 日照 276800）

金星農業生態園坐落于日照市嵐山區碑廓鎮，園區占地34.6 hm2，是中國第一家引進生物動力農業的園區。生態園自成立以來，對發展綠色經濟，輻射和帶動周邊區域經濟的發展產生了重要作用。但在農業生態園區中水作為生物動力農業的重要配置劑和物質載體，在水資源利用方面存在以下問題：

一是生物動力農業是一個完整的閉合系統，水資源利用需要實現內部循環。在實際運行中，各工藝環節如何銜接使用水更高效，從技術角度存在優化調整的空間。

二是農業生態園采用水保溫系統，水體質量較好的溫控用水收集作為沼氣池漚化用水，在一定程度上造成了水資源的浪費，如何通過技術開發，促使溫控用水的高效循環利用。

三是如何從園區生產用水需求角度，提高雨洪水資源的集蓄利用。

四是如何通過自動化監測設備和信息化系統建設，進行實時的水量、水質多指標動態監測與自動化遙測，提高監測能力，實現水資源循環利用過程的可視化和自動化。

因此，圍繞生物動力農業生產特點和區域自然特性，針對生物動力農業生產過程中水資源循環利用存在的關鍵問題，推廣相關技術成果，對提高生物動力農業園區水資源循環利用、水資源監測能力、保障和促進區域經濟可持續發展具有極其重要的科學價值和現實意義。

1 主要技術內容

1.1 水資源利用系統分析與優化

針對生物動力農業生產過程及要求，結合當地自然地理條件，從系統論的角度深入分析生物動力農業的用水環節與工藝流程，繪制完整系統的水量平衡圖，識別并剖析用水環節存在的高耗、浪費等問題，有針對性地提出優化方案。

1.2 溫控用水循環利用

針對生物動力農業種植區溫控用水量大，用水過程對水質影響小，利用效率低等的特點，結合生態動力農業其他環節的需水要求，實施溫控用水再生用于有機肥發酵以及回灌地下調溫再用技術。

1.3 雨水集蓄利用技術推廣

針對丘陵地區風化土層薄，土壤粒徑大、滲透系數大、土體淋溶淀積作用強、雨水下滲快的問題，結合當地降雨特征及下墊面特點，實施截滲、攔蓄、處理、利用關鍵技術，重點分析雨水集蓄效率、雨水水質特點，提出水質控制措施及利用途徑。

1.4 自動監控技術

從提高生物動力農業水資源循環利用的自動監測和控制水平的角度出發，采用“風-光-電”互補的低耗能技術，在園區內布設氣象、土壤墑情、各工藝過程的水量、水質在線監測等監測設施，開發并耦合信號傳輸與耕作控制系統，構建完備的自動化監控系統。

2 技術路線

通過調研分析園區面臨的水循環、物料循環、營養鹽循環等三大循環問題、雨洪資源集蓄利用問題以及水動態監測問題，提出具體技術，包括水資源高效利用技術、雨洪水分散利用技術、風光電提水及監測技術等。根據每項技術的特點，制定相應的方案，包括分析園區水平衡測試，提出溫控用水循環系統，優化生活生產用水方案；進行園區所在小流域的雨洪資源量計算，雨洪過程收集、地下水潛流帶雨水集蓄技術等；建設風光電提水及風光電監測系統。

3 效益分析

3.1 社會效益

圍繞生物動力農業生產特點和區域自然特性，針對生物動力農業生產過程中水資源循環利用存在的關鍵問題開展關鍵技術研究與應用，建立生物動力農業園區的取用水平衡方案。對提高生物動力農業產品質量、降低資源（水、土地、營養物質）消耗，保護農業生態環境，提高企業效益起到至關重要的作用。

3.2 經濟效益

通過水資源循環與高效利用，合理地進行水量平衡測試，水資源可利用率能夠由10%提高到50%以上，利用先進的雨水集蓄技術，開源節流，大大增加降水資源的有效利用量。同時利用風光互補發電提水和監測技術節約了大量的能源，每年節約能源3萬kW，為企業帶來巨大的經濟效益，為生態園區年增收260余萬元。

3.3 環境效益

建立了生態種植養殖的循環模式，用生物動力農業生產技術杜絕土壤有毒物質積累，改良土壤，減少水土流失，改善農業生態平衡。利用秸稈、糞便等廢棄物作原料生產有機肥料，能夠消耗農作秸稈和城市生活垃圾，改善城鄉環境衛生，具有顯著環境效益。