农业园区水资源循环利用技术研究

刘庆波，张俊英

（1.日照市岚山区水利局，山东 日照 276800；2.日照市岚山区巨峰镇农业技术推广站，山东 日照 276800）

金星农业生态园坐落于日照市岚山区碑廓镇，园区占地34.6 hm2，是中国第一家引进生物动力农业的园区。生态园自成立以来，对发展绿色经济，辐射和带动周边区域经济的发展产生了重要作用。但在农业生态园区中水作为生物动力农业的重要配置剂和物质载体，在水资源利用方面存在以下问题：

一是生物动力农业是一个完整的闭合系统，水资源利用需要实现内部循环。在实际运行中，各工艺环节如何衔接使用水更高效，从技术角度存在优化调整的空间。

二是农业生态园采用水保温系统，水体质量较好的温控用水收集作为沼气池沤化用水，在一定程度上造成了水资源的浪费，如何通过技术开发，促使温控用水的高效循环利用。

三是如何从园区生产用水需求角度，提高雨洪水资源的集蓄利用。

四是如何通过自动化监测设备和信息化系统建设，进行实时的水量、水质多指标动态监测与自动化遥测，提高监测能力，实现水资源循环利用过程的可视化和自动化。

因此，围绕生物动力农业生产特点和区域自然特性，针对生物动力农业生产过程中水资源循环利用存在的关键问题，推广相关技术成果，对提高生物动力农业园区水资源循环利用、水资源监测能力、保障和促进区域经济可持续发展具有极其重要的科学价值和现实意义。

1 主要技术内容

1.1 水资源利用系统分析与优化

针对生物动力农业生产过程及要求，结合当地自然地理条件，从系统论的角度深入分析生物动力农业的用水环节与工艺流程，绘制完整系统的水量平衡图，识别并剖析用水环节存在的高耗、浪费等问题，有针对性地提出优化方案。

1.2 温控用水循环利用

针对生物动力农业种植区温控用水量大，用水过程对水质影响小，利用效率低等的特点，结合生态动力农业其他环节的需水要求，实施温控用水再生用于有机肥发酵以及回灌地下调温再用技术。

1.3 雨水集蓄利用技术推广

针对丘陵地区风化土层薄，土壤粒径大、渗透系数大、土体淋溶淀积作用强、雨水下渗快的问题，结合当地降雨特征及下垫面特点，实施截渗、拦蓄、处理、利用关键技术，重点分析雨水集蓄效率、雨水水质特点，提出水质控制措施及利用途径。

1.4 自动监控技术

从提高生物动力农业水资源循环利用的自动监测和控制水平的角度出发，采用“风-光-电”互补的低耗能技术，在园区内布设气象、土壤墒情、各工艺过程的水量、水质在线监测等监测设施，开发并耦合信号传输与耕作控制系统，构建完备的自动化监控系统。

2 技术路线

通过调研分析园区面临的水循环、物料循环、营养盐循环等三大循环问题、雨洪资源集蓄利用问题以及水动态监测问题，提出具体技术，包括水资源高效利用技术、雨洪水分散利用技术、风光电提水及监测技术等。根据每项技术的特点，制定相应的方案，包括分析园区水平衡测试，提出温控用水循环系统，优化生活生产用水方案；进行园区所在小流域的雨洪资源量计算，雨洪过程收集、地下水潜流带雨水集蓄技术等；建设风光电提水及风光电监测系统。

3 效益分析

3.1 社会效益

围绕生物动力农业生产特点和区域自然特性，针对生物动力农业生产过程中水资源循环利用存在的关键问题开展关键技术研究与应用，建立生物动力农业园区的取用水平衡方案。对提高生物动力农业产品质量、降低资源（水、土地、营养物质）消耗，保护农业生态环境，提高企业效益起到至关重要的作用。

3.2 经济效益

通过水资源循环与高效利用，合理地进行水量平衡测试，水资源可利用率能够由10%提高到50%以上，利用先进的雨水集蓄技术，开源节流，大大增加降水资源的有效利用量。同时利用风光互补发电提水和监测技术节约了大量的能源，每年节约能源3万kW，为企业带来巨大的经济效益，为生态园区年增收260余万元。

3.3 环境效益

建立了生态种植养殖的循环模式，用生物动力农业生产技术杜绝土壤有毒物质积累，改良土壤，减少水土流失，改善农业生态平衡。利用秸秆、粪便等废弃物作原料生产有机肥料，能够消耗农作秸秆和城市生活垃圾，改善城乡环境卫生，具有显著环境效益。