《“四位一体”集雨补灌技术规程 第3部分：工程规划、规模与布置》

ICS65.020.99CCSB11FORMTEXT     DB61DB61/TFORMTEXTXXXXX—2024FORMTEXT     “四位一体”集雨补灌技术规程第3部分：工程规划、规模与布置“Fourinone”RainwaterHarvestingandSupplementaryIrrigationTechnologySection3:Planning,dimensioninandlayoutoftheprojectFORMTEXT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3部分：工程规划、规模与布置范围本文件规定了“四位一体”集雨补灌技术的工程规划、规模与布置等要求。本文件适用于“四位一体”集雨补灌工程。其他地形和气候条件类似地区的集雨补灌工程可参照使用。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。GB/T50596雨水集蓄利用工程技术规范GB/T50485微灌工程技术标准SL540光伏提水工程技术规范SL/T804淤地坝技术规范术语和定义DB61/TXXXX（“四位一体”集雨补灌技术规程第1部分：术语与定义）界定的术语和定义适用于本文件。工程规划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。规划应与当地经济社会发展、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，充分利用已有水利工程设施，提出适度合理的开发利用规模。规划应考虑实施区域的地理位置、地形及地质条件、气候条件、水源条件、作物种植结构、土地经营模式等因素，遵循因地制宜、安全优先、统筹规划等原则。应结合区域水资源开发利用情况，并根据缺水的迫切性和投入资金、劳动力的可能性，分近、远期合理确定发展速度。规划应注重农村产业结构调整和先进适用技术的推广应用。应针对“四位一体”集雨补灌工程规模与作物类型，提出模式与典型工程设计。应按照国家现行有关投资标准和规定，估算项目规划地区“四位一体”集雨补灌工程量和总投资，并对工程进行经济效益分析。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。工程规模灌溉需水量确定灌溉保证率应根据区域水资源短缺状况、供水重要程度、缺水造成的危害程度等分析确定。大田灌溉集雨补灌保证率宜取50%～75%。灌水定额应根据本地区农作物、果树等需水特性，采用节水灌溉和非充分灌溉原理通过试验确定。缺乏资料时，灌水定额可按GB/T50596执行。灌溉工程需水量可按式（5.1.3）计算： (5.1.3)式中：W——设计供水保证率条件下，补灌工程年需水量（m3）；Aij——第i类作物第j次灌溉面积（hm2）；Mij——第i类作物第j次灌水定额（m3/hm2）；m——规划灌溉作物种类数；n——规划灌溉作物灌水次数。蓄水容积确定蓄水工程的蓄水容积可按式（5.2.1）计算： (5.2.1)式中：W——设计供水保证率条件下工程年供水量（m3）；α——蓄水工程蒸发、渗漏损失系数，有防蒸发、防渗设施的可取0.05～0.1，无防蒸发、防渗设施的可取0.2～0.4。k——容积系数，可取0.6～0.9，降水量越小，取值越大。光伏提水装机容量确定光伏提水日供水量可按式（5.3.1）计算： (5.3.1)式中：Qr——日供水量，系统在一日之内各时段的提水量之和，m3/d；Qi——确定扬程下某时段的系统流量，m3/h；ts——一日之内系统提水的起始时间，h；te——一日之内系统提水的终止时间，h。光伏提水峰值水功率可按式（5.3.2）计算： (5.3.2)式中：Nsf——峰值水功率，W；Qmax——水泵峰值流量，m3/h；H——系统总扬程，m；g——重力加速度，m/s2；ρ——水密度，kg/m3。光伏提水水泵峰值功率可按式（5.3.3）计算： (5.3.3)式中：Npf——光伏提水水泵峰值功率,W；k1——流量修正系数，分别取0.7（流量≤2m3/h），0.75（流量≤5m3/h），0.8（流量≤10m3/h），和0.85（流量＞10m3/h）；k2——提水机具修正系数，对容积泵，分别取0.75～0.85（流量大于5m3/h），0.65～0.75（流量小于5m3/h）。对离心泵，分别取0.85～0.95（流量大于5m3/h），0.70～0.85（流量小于5m3/h）；k3——电力传动形式修正系数，对于直流传动系统，k3=0.8～0.9；对于交流传动系统，k3=0.7～0.8。光伏阵列容量可按式（5.3.4）计算： (5.3.4)式中：N——光伏阵列容量，W；k4——光能资源修正系数，可按0.6～0.8选取；k5——光伏阵列跟踪太阳方式修正系数，固定式取1，单轴跟踪式取1.1～1.15，双轴跟踪式取1.17～1.22。总体布置“四位一体”集雨补灌工程的拦水、提水、蓄水和节水灌溉设施应统一布置，各项设施相互匹配。拦水、提水、蓄水和节水补灌设施的布置应分别满足SL/T804、SL540、GB/T50596和GB/T50485的基本规定。拦水设施的布置应与流域水土保持综合治理措施相结合，兼顾生态保护和农业发展。蓄水设施的布置宜考虑利用其他水源作为补充水源，且避开填方、易滑坡等不良地质地段。光伏提水设施应集中布置光伏系统和泵站，输水管线布设宜利用有利地形，自流输水。节水灌溉设施布置应与当地农业、农艺、耕作措施相结合。“四位一体”集雨补灌工程布置除满足本文件外，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3部分：工程规划、规模与布置》（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3部分：工程规划、规模与布置》（SDBXM210-2024）。《“四位一体”集雨补灌技术规程第3部分：工程规划、规模与布置》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”集雨补灌技术工程规划、规模与布置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3部分：工程规划、规模与布置》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文明宜副教授西北农林科技大学编写人3任利宇高级工程师陕西崇仁水利工程有限公司编写人4高晓东研究员西北农林科技大学编写人5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6高学睿研究员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.编制原则本地方标准《“四位一体”集雨补灌技术规程第3部分：工程规划、规模与布置》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”集雨补灌技术中工程规划、规模与布置等要求。本文件适用于“四位一体”集雨补灌工程。其他地形和气候条件类似地区的集雨补灌工程可参照使用。（2）规范性引用文件本标准规范性引用文件包括：GB/T50596《雨水集蓄利用工程技术规范》；GB/T50485《微灌工程技术标准》；SL540《光伏提水工程技术规范》；SL/T804《淤地坝技术规范》。（3）工程规划主要包括：区域性规划、规划原则、模式与典型工程设计、经济效益分析、评价方法、实施计划、方案比选。（4）工程规模主要包括：灌溉需水量确定、蓄水容积确定、光伏提水装机容量确定（5）总体布置主要包括：设施匹配、标准规定、布置原则等。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；黄土高原总面积达64万平方公里，在黄河流域面积中占比超80%。它不仅是我国至关重要的生态屏障，还是重要的粮食及特色农产品生产基地。干旱缺水、水资源匮乏的问题，极大地限制了该地区农业生产的发展。因此，充分开发利用雨水资源，成为缓解当地水分供求矛盾、保障农业可持续发展的有效办法。为此，项目组在国家“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，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、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、依据和结果；无重大分歧意见。七、标准性质的建议说明：建议审批发布为推荐性标准或强制性标准的说明及理由；黄土高原作为我国重要的粮食与特色农产品生产基地，玉米、马铃薯、小杂粮以及苹果等农产品在全国范围内都占据着重要地位。当下，该区域已被纳入国家新一轮千亿斤粮食产能提升的战略后备区，堪称未来我国实现粮食增产的关键粮仓。干旱缺水以及水资源短缺的问题，严重限制了黄土高原旱作农田的产能。所以，充分利用雨水资源成为缓