《“四位一体”集雨补灌技术规程 第1部分：术语与定义》

ICS 65.020.99CCSB11FORMTEXT     DB61DB61/TFORMTEXTXXXXX—2024FORMTEXT     “四位一体”集雨补灌技术规程第1部分：术语与定义“Fourinone”RainwaterHarvestingandSupplementaryIrrigationTechnologySection1:TermsanddefinitionsFORMTEXT征求意见稿2023-12-FORMTEXTXX发布2024-01-FORMTEXTXX实施陕西省市场监督管理局   发布DB61/TXXXXX—2024“四位一体”集雨补灌技术规程第1部分：术语与定义范围本文件规定了“四位一体”集雨补灌技术中的基本术语与定义。本文件适用于“四位一体”集雨补灌技术工程的设计、施工和管理等。其他干旱半干旱地区旱作农业集雨灌溉工程可参照使用。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50288灌溉与排水工程设计标准GB/T50485微灌工程技术规范GB/T50596雨水集蓄利用工程技术规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。集雨补灌Rainwaterharvestingandsupplementalirrigation集蓄自然降水，在作物关键需水期进行补充灌溉的技术。[来源：GB/T50596，有修改]“四位一体”集雨补灌技术"Four-in-one"rainwaterharvestingandsupplementalirrigationtechnology通过沟道坝拦水、光伏发电提水、水窖高位蓄水、节水灌溉补水四个环节进行农业集雨补充灌溉的技术。沟道坝拦水技术Channeldamwaterinterceptiontechnology采用沟道坝、截潜流等方式拦蓄降水径流的技术。光伏发电提水技术Photovoltaicpower-drivenwaterpumpingtechnology利用光伏发电驱动水泵将沟道坝拦蓄的低位水输送到高位的技术。水窖高位蓄水技术High-levelcisternwaterstoragetechnology采用刚性或非刚性蓄水设施，在坡顶等高位存贮收集雨水的地表式蓄水工程技术。刚性蓄水池Rigidreservoir采用混凝土、砌石、砖等作为衬砌材料，用于存贮收集雨水的地表式蓄水工程。3.7软体蓄水池Flexiblereservoir以复合土工膜、高分子织物等作为主要防水阻隔材料，用于存贮收集雨水的地表式蓄水工程。灌溉补水技术Supplementalirrigationtechnology将蓄集的雨水作为水源，利用膜下滴灌、地下灌溉等方式在作物关键需水期进行补水的技术。膜下滴灌Submembranedripirrigation利用专门灌溉设备，灌溉水以水滴状流出而浸润植物根区土壤，并在根区土壤表面覆盖一层薄膜的灌水方法。[来源：GB/T50485，有修改]涌泉灌Surgeirrigation通过水流保护装置将大流量灌水器与土壤隔离的灌水方式。渗灌Subsurfaceirrigation通过带有滴孔的管（带）将水缓慢均匀地输送到作物根区的灌水方式。灌水定额Waterquotaofeachirrigation单位灌溉面积上的一次灌水量或灌水深度。灌溉定额Irrigationwaterquotainwholeseason作物播种前及全生育期单位面积的总灌水量或总灌水深度。作物需水量Cropwaterrequirement指作物在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过正常生长发育，获得高产时的植株蒸腾、株间蒸发以及构成植株体的水量之和。肥水一体化Fertigation根据作物的需水需肥特点，在压力作用下将肥料溶液注入灌溉输水管道，对水分及养分进行同步管理的一种节水灌溉施肥技术。。工程系统组成“四位一体”集雨补灌工程“Fourinone”RainwaterHarvestingandSupplementaryIrrigationProject由沟道坝拦水工程、光伏发电提水工程、水窖高位蓄水工程和节水灌溉补水工程组成，满足农作物关键生育期水分需求的灌溉工程。沟道坝拦水工程ChannelDamWaterInterceptionProject通过建设沟道坝、截潜流等工程措施，拦截、积蓄降雨径流等作为灌溉水源的工程。光伏发电提水工程PhotovoltaicPower-DrivenWaterPumpingProject通过修建太阳能光伏发电模块装置将太阳能转化为电能，驱动水泵，将低位灌溉水源输送至山地、丘陵等高位缺水区域的工程。水窖高位蓄水工程High-LevelWaterTankStorageProject通过修建轻简化高位蓄水设施，将光伏提水工程与坡顶集水工程汇集的降雨径流进行储蓄，在作物关键生育期进行灌溉的储水工程。节水灌溉补水工程Water-SavingIrrigationandSupplementalWaterSupplyProject根据作物种类的不同，以蓄集的雨水作为水源，利用灌溉渠道及附属设施输水，经由田间管道、沟渠进行农田节水灌溉，供给作物生长的灌水工程。设施要遵循GB50288标准。一般规定适用于半干旱半干旱水源不稳定、电力供应不便的旱作农业区；并可与果园生草，豆菜轮茬，地膜、地布覆盖等农艺措施相结合。县级及县级以上行政区“四位一体”集雨补灌工程应编制区域性规划。规划应与本地区经济社会发展、农业产业发展、土地开发利用、水资源开发利用、农田水利、林业、环境保护等规划相协调，据此提出适度合理的开发利用规模。应分析确定规划期内发展“四位一体”集雨补灌工程的面积、作物类型和灌水定额、工程的规模和供水量等主要指标。应分析评价“四位一体”集雨补灌工程对本地区生态系统、水环境等的影响，采用定性分析与定量分析相结合的方法进行，并以定性分析为主。应编制分期实施计划，并提出组织管理、技术支持、资金筹措、劳力安排等措施。应通过方案比选确定最终工程建设方案。总体布置“四位一体”集雨补灌技术工程分为沟道坝拦水工程、光伏发电提水工程、水窖高位蓄水工程和节水灌溉补水工程。集流工程的集流能力应与蓄水工程容量相匹配。水源来自集流面时，工程宜采用集流面集水、蓄水池（窖）蓄水、光伏提水、节水补灌进行布置；水源来自沟道坝、截潜流时，工程宜采用沟道坝集流、光伏提水、高位蓄水池蓄水、节水补灌进行布置。水源中泥沙含量较高时，可设置分质蓄水、分质供水系统。蓄水工程的布置应尽量利用其他水源作为补充水源。“四位一体”集雨补灌技术工程规划布置除满足本指南外，还应符合现行有关标准的规定。陕西省地方标准《“四位一体”集雨补灌技术规程第1部分：术语与定义》（征求意见稿）编制说明一、工作简况：包括任务来源、协作单位、主要工作过程、起草组组成成员及其所做的主要工作等；1.任务来源标准制定任务来源于陕西省市场监督管理局2024年第二批地方标准制修订项目《“四位一体”集雨补灌技术规程第1部分：术语与定义》（SDBXM208-2024）。《“四位一体”集雨补灌技术规程第1部分：术语与定义》是在国家“十五”节水农业重大科技专项（“863”计划）、国家“十一五”863计划课题、“十二五”科技支撑计划课题和“863”计划课题、“十三五”国家重点研发计划课题、“十四五”国家重点研发计划课题、陕西省重点研发计划、陕西省重点产业创新链、陕西省农业关键核心技术攻关等项目支持下完成制定的。项目组历时25年，共发表论文160余篇，申请专利20余件，软件著作权9件，示范应用面积超过63万亩。2.标准制定和协作单位本标准制定单位：西北农林科技大学、陕西崇仁水利工程有限公司、国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心。3.主要工作过程（1）开展标准制定内容试验，按专业开展标准制定的理论技术参数和技术集成研究探索，从2001年10月份开始进行试验布设及试验研究，开展的与标准制定相关试验包括：“四位一体”集雨补灌技术在旱作农业中应用的数据收集与分析和推广应用等主要工作。（2）成立规程制定小组，项目承担单位西北农林科技大学、陕西崇仁水利工程有限公司、国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心等起草单位及时成立标准制定小组，明确任务分工，制定编写要求，统一思想，规划工作思路，为标准制定建立了组织保障。2024年制定组对收集到的试验数据和技术应用进行了讨论，起草了地方标准（征求意见稿）。本规范制定小组成员见表1：表1地方标准《“四位一体”集雨补灌技术规程第1部分：术语与定义》制定小组成员序号姓名职称工作单位备注1赵西宁研究员西北农林科技大学负责人2任利宇高级工程师陕西崇仁水利工程有限公司编写人3蔡耀辉副研究员国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心编写人4高晓东研究员西北农林科技大学编写人5李昌见副教授西北农林科技大学编写人6高学睿研究员西北农林科技大学编写人7文明宜副教授西北农林科技大学编写人8于流洋副教授国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心编写人9王绍飞助理研究员国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心编写人10杨敏助理研究员国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心编写人11刘琦助理研究员国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心编写人12王建军博士研究生西北农林科技大学编写人13刘华清博士研究生西北农林科技大学编写人14宁少雄博士研究生西北农林科技大学编写人15刘嘉斌博士研究生西北农林科技大学编写人16牛虎虎博士研究生西北农林科技大学编写人17田文慧硕士研究生西北农林科技大学编写人（3）数据收集整理和标准起草2024年1月至8月数据收集整理阶段；2024年9月至11月制定阶段。二、标准编制原则和确定标准主要内容：包括技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等的依据（包括试验、统计数据）；地方标准修订项目还应当列出和原标准主要差异情况；1.编制原则《“四位一体”集雨补灌技术规程第1部分：术语与定义》编制按照GB/T1.1—2020《文件化工作导则第一部分标准化文件结构和起草规则》的规定起草。技术内容针对黄土高原旱作农业以山坡地、梯田、沟坝地为主，虽光照充足，但缺乏灌溉条件，降水时空分布不均，在作物需水高峰期常出现水资源短缺导致作物减产、品质下降等突出问题，制定切实可行的技术标准，以解决旱作农业用水需求，提升水资源利用效率。新的技术标准应紧密结合黄土高原旱作农业的特点，通过规范和普及应用实现“秋水春用，丰水旱用”，确保在作物生长关键期能够及时供应育苗水、保命水和增产水，从而实现稳产增产。2.确定地方标准主要内容（1）范围本文件规定了《“四位一体”集雨补灌技术规程》的基本术语与定义。本文件适用于“四位一体”集雨补灌技术的工程设计、施工和管理等。其他干旱半干旱地区旱作农业集雨灌溉工程可参照使用。（2）规范性引用文件本标准规范性引用文件包括：GB50288《灌溉与排水工程设计标准》；GB/T50485《微灌工程技术规范》；GB/T50596《雨水集蓄利用工程技术规范》。（3）术语和定义本标准规定了以下15个术语和定义：集雨补灌、“四位一体”集雨补灌技术、沟道坝拦水技术、光伏发电提水技术、水窖高位蓄水技术、刚性蓄水池、软体蓄水池、灌溉补水技术、膜下滴灌、涌泉灌、渗灌、灌水定额、灌溉定额、作物需水量、肥水一体化。（4）工程系统组成主要包括：“四位一体”集雨补灌工程、沟道坝拦水工程、光伏发电提水工程、水窖高位蓄水工程、节水灌溉补水工程。（5）一般规定主要包括：区域性规划，开发利用规模，工程面积，规模及影响、工程建设方案。（6）总体布置主要包括：沟道坝拦水工程、光伏发电提水工程、水窖高位蓄水工程和节水灌溉补水工程。三、试验验证：包括试验（或验证）准确度、可靠性、稳定性的分析和说明，实验结果综述等；黄土高原面积64万平方公里，占黄河流域面积80%以上，不仅是我国重要的生态屏障，也是重要的粮食和特色农产品生产基地，玉米、马铃薯、小杂粮、苹果等在全国均占有重要地位。该区已被列入国家新一轮千亿斤粮食产能提升的战略后备区，是未来我国粮食增产的重要粮仓。然而，干旱缺水、水资源短缺严重制约该区农业生产发展。充分利用雨水资源成为缓解水分供求矛盾，保障该区农业可持续发展的有效途径。为此，针对黄土高原降雨时空分配不均、农田水分供应不足和降水利用效率不高等制约粮食、果业产能提升的“卡脖子”难题，在国家“十五”节水农业重大科技专项、国家“十一五”863计划课题、“十二五”科技支撑计划课题和“863”计划课题、“十三五”和“十四五”国家重点研发计划课题、陕西省重点研发计划、陕西省重点产业创新链以及陕西省农业关键核心技术攻关等项目的支持下，项目组历时25年，开发出“沟道坝拦水（拦）+光伏发电提水（提）+水窖高位蓄水（蓄）+节水灌溉补水（补）”的“四位一体”集雨补灌技术（简称“四位一体”集雨补灌技术）。“四位一体”集雨补灌技术先后在榆林国家农业科技园区、杨凌国家农业科技园区、榆林国家现代农业科技示范园（子洲旱作农业示范园）等进行示范应用。多地多年定位试验示范结果表明，“四位一体”集雨补灌技术亩均投资约2400元（包括光伏系统、蓄水池、田间管网等），在使用寿命相当的情况下较普通滴灌亩均投资降低约40%，技术应用后旱作作物平均增产27.5%-163.6%。其中，谷子亩产达到278kg，亩均增产171kg，谷子价格6元/kg，亩均增收1026元；玉米亩产达到720kg，亩均增产280kg，玉米价格2元/kg，亩均增收560元；榆林山地苹果亩产达到2130kg，较滴灌果园亩均增产200kg，苹果价格10元/公斤，亩均增收2000元；延安山地苹果亩产达到2480kg，较大田传统种植亩均增产480kg，苹果价格10元/公斤，亩均增收4800元。该技术有效解决了电力缺乏地区旱作农田“卡脖旱”“救命水”等制约农田产能提升的瓶颈性问题，同时采用清洁能源提水加压，也有效减少化石能源消化，降低了碳排放。该技术操作简单、仅需简单培训即可投入使用，运维成本低，对于减轻农业从业者劳动强度，提高工作效率也有积极的作用。“四位一体”集雨补灌技术先后荣获2019年大北农科技奖环境工程奖、2021年中国水土保持学会科学技术奖一等奖、2019-2022年度全国农牧渔业丰收奖农业技术推广成果奖一等奖，近3年在陕西、内蒙古、甘肃等地累计推广应用63.14万亩。2022年该技术被列入《陕西省“十四五”农业节水行动方案》和《榆林市发展高效旱作节水农业五年行动方案》，并制定形成了国家标准《旱区农业术语与分区》、行业标准《旱作农业术语与分区》和陕西省地方标准《黄土高原苹果园光伏提水集雨微灌技术规范》。为充分发挥科技成果示范引领作用，推动“四位一体”集雨补灌技术的标准化和规范化，在上述研究成果的基础上，项目组制定了《“四位一体”集雨补灌技术规程》标准综合体，为进一步大面积推广应用奠定基础。“四位一体”集雨补灌技术规程尤其适用于水源不稳定、电力供应不便的旱作农业区，利用沟道坝等拦蓄雨洪资源，采用太阳能光伏发电提水，使用高位蓄水池等进行蓄水，在作物关键生育期补灌救命水，同时可与果园生草、豆菜轮茬、地膜覆盖等农艺措施相结合，多途径协同实现雨水资源高效利用。通过推广旱作节水技术，带动农村产业结构调整和转型升级，促进旱作农业高质量发展。四、知识产权说明：标准涉及的相关知识产权说明；无。五、采标情况：采用国际标准和国外先进标准的程度或与国内同类标准水平的比较；该技术是在黄土高原雨水资源高效集蓄利用中发明的一项利用“沟道坝拦水（拦）+光伏发电提水（提）+水窖高位蓄水（蓄）+节水灌溉补水（补）”的“四位一体”集雨补灌技术，显著提升粮食作物和经济林果产量与水分利用效率，有效缓解了干旱缺水，推动了旱作农业的高质量发展。无可采用的国际标准或国外先进标准。六、重大意见分歧的处理：包括处理过程