高效农业节水示范园潮汐式灌溉工程项目建设可研报告.docx

1、高效农业节水示范园潮汐式灌溉工程项目建设可研报告某某公司高效农业节水示范园潮汐式灌溉工程项目建议书（代可行性研究报告）某某公司农业科技集团有限责任公司二零一一年十二月 附 图：1.潮汐灌溉栽培床的设计2.潮汐灌溉总平面图；3.总管道布置平面图；4.微喷灌溉平面图；5.智能操作控制系统图。第一章 项目概况一、项目概况（一）项目名称某某公司高效农业节水示范园潮汐式节水灌溉工程。（二）建设性质项目为新建工程。（三）项目地点XXX图1-1 项目区地理位置图（1）潮汐式节水灌溉工程示范园图1-2 项目区地理位置图（2）（四）项目建设内容、规模主要工程任务包括：新建潮汐式节水灌溉8.44万m2，精准高效自

2、动化节水灌溉系统1套，计算机施肥控制及消毒系统1套，田间数据采集及监测系统1套。本项目灌溉区域（）以种植红掌、凤梨、仙客来、圣诞红、丽格海棠、长寿花、玫瑰花、白掌（一帆风顺）等名贵花卉品种，给北京市花卉种植起到技术支持和示范作用。（五）建设期限项目建设期为1年。二、项目单位介绍（一）建设单位某某公司。（二）项目负责人项目负责人：（三）项目单位基本情况某某公司是以有机果蔬生产为基础，集高效设施种植、农业休闲旅游观光、餐饮娱乐、采摘垂钓、科技示范、农技科普教育产业于一体的综合配套大型现代都市生态农业企业，所建园区均实现“4S”绿色植保防控系统。三、主要技术经济指标工程项目总投资为7138.10万元

3、，申请政府全额资金支持表1-1 主要技术经济指标表序号项 目单位指标1项目用地面积亩200.002建筑面积万m210.03总投资万元7138.10其中工程建设费万元6186.52征地拆迁费用万元0.0工程建设其他费万元302.66预备费万元648.92四、可行性研究报告编制依据 节水灌溉工程技术规范（GB/T 50363-2006）； 喷灌工程技术规范GB/T500852007； 微灌工程技术规范GB/T50485-2009； 灌溉与排水工程设计规范GB50288-99； 农田灌溉水质标准（GB5084-2005）； 喷灌与微灌工程技术管理规程（SL236-1999）； 节水灌溉工程施工质量验

4、收规范（DB11/T558-2008）； 北京金福艺农高效农业节水示范园联栋温室设计； 其他相关资料。五、结论与建议由于北京市连年干旱，水资源紧张，使农业用水受到很大影响，同时京郊设施农业发展十分迅速，对农业水资源可持续发展提出了更高要求。为缓解农业用水的供需矛盾，增加农业节水灌溉工程建设，大力发展高效节水型都市农业势在必行。本工程项目的建设实施将改善项目区内农业灌溉条件，提高农业灌溉保证率及灌溉水的利用率，促进农业技术的推广使用，提升农业产业技术水平，带动北京郊区现代化农业灌溉技术的发展，具有一定的产业发展示范与指导意义。第二章 项目建设的必要性与可行性一、项目背景水资源是基础性的自然资源和

5、战略性的经济资源，是经济社会发展的重要支撑，是生态环境的控制性要素。北京属资源型重度缺水城市，19992011年连续遭遇了建国以来持续时间最长的干旱，年均水资源量仅有21亿m3，是水资源供需矛盾最突出时期。北京市人均水资源量已降至100 m3，大大低于国际公认的人均1000 m3的缺水警戒线，等于已破国际警戒线的1/10，北京缺水形势异常严峻。水资源紧缺已成为制约经济社会可持续发展的第一瓶颈。造成北京严重缺水的原因很多，除了一些客观因素，节水意识不足是其中之一。因此，必须认真落实市委市政府提出的“向观念要水、向机制要水、向科技要水”的要求，通过大力推进节水技术措施,以有限的水资源维系北京世界城

6、市的用水需求。针对国内设施农业生产水肥浪费严重,相关技术装备整体水平落后的现状,利用先进潮汐式灌溉系统，通过对水及水肥的精确管理和控制，可减少用水量、提高水分利用效率以及减少肥料的使用量。潮汐式灌溉系统具有“节约水肥资源、生产效率高、高技术集成、综合性好、效益明显”等诸多特点，适应京郊广大农民致富的市场需要。二、项目建设的必要性与可行性（一）必要性1、以水务科学发展保障“北京世界城市”的必然要求以科学发展观为统领，从建设“世界城市”的高度，加快实施“人文北京、科技北京、绿色北京”发展战略，紧密结合北京市情和水情，建设“民生水务、科技水务、生态水务”。以现代高新技术为支撑，追求资源利用的高效性，

7、重视环境保护和生态均衡，具有很高的科技含量和应用价值。推广和使用现代化农业节水灌溉技术，在提高有限资源使用效率的同时，把发展都市农业与改善城市生态环境结合起来，走可持续发展道路。2、落实“十二五”水务规划，进一步缓解缺水形势的需要。到“十二五”末，北京农业节水构建三个体系：一是设施节水体系，二是观念节水体系，三是政策节水体系。力求以水资源为限定因素，引导种植结构的调整，实现农业向生产功能、生态功能、生活功能、示范功能和观光休闲功能于一体的都市型现代农业转变。目前农业节水存在的问题，一是设施节水老化，已建设施有40老化。二是管理薄弱，尤其是田间管理，因种田间植结构差异大，节水灌溉技术难以大面积应

8、用，分散的节水设施也给管理增加了工作量。三是计量手段跟不上，以前的机械式水表难以适应农业生产环境条件，致使水表出现各种问题，导致计量困难。四是节水政策缺失，用水户节水观念淡薄。农业是我市用水大户，2009年农业用水12亿m3，其中清水9亿m3，再生水3亿m3，占全市用水总量的1/3，农业节水潜力还有很大空间。北京水资源紧缺现状、急需要求大力加强农业节水力度。3、建设高效节水型都市农业，促进当地经济发展和农民增收的迫切需求。在科技迅速发展的今天，现有的设施农业生产结构还存在一些不足。农业设施环境管理主要靠人工根据经验来进行，由于管理不科学、不规范，严重影响了其效益和发展；在农业设施生态过程研究中

9、，仍然主要依靠人工调查获取数据，使得人工费用较大，而且人为误差也很大，导致水、肥和农药过量，严重影响农产品的品质和产量，污染环境；农业技术推广不到位，农民种植管理技术水平落后，很多新技术没有产生确实的经济效益。都市型现代农业发展的同时必须节约水资源，对水资源相对短缺的通州区来说是十分必要的，而且是长期和紧迫的。近年来，由于持续干旱少雨，地下水回补量减少。另一方面，随着人民生活水平的提高，对环境的要求也越来越高，因此生活用水和环境用水也不断提高，使得用水矛盾十分突出。为使有限的水资源发挥最大的经济和社会效益，通过调整种植结构，发展高效农业节水灌溉工程措施、农业节水措施及管理节水措施的集成综合，建

10、设节水型农业，同时提高经济效益，增加农民收入，是城乡一体化全面建设小康社会的需要。4、充分利用区域资源优势，进一步发展特色产业的要求。随着社会经济发展和人们生活水平的提高，人们对高端花卉产品的质量也要求越来越高，作为首都郊区，必须充分发挥距离首都消费市场近的地域优势，通过发展高效节能农业、示范农业和高端农业等产品型都市农业，进一步加快优质、美观农产品的生产，通过提高产品附加值抢占中高端消费市场，增加经济效益。彻底改变以前传统农业灌溉模式。北京作为首都，具有独特的技术优势，提高农产品的品质和高端产品的研发水平，实现自动化程度很高的精准集约型潮汐式灌溉农业，降低生产成本，提高劳动生产力，提高联栋温

11、室的经济效益，开展农业科普教育，促进农业技术的推广使用，提升农业产业技术水平，带动北京郊区现代化农业灌溉技术的发展。具有一定的产业发展示范与指导意义。（二）项目可行性1、政府相关部门和各级领导支持，企业和广大农民群众积极性高发展高效节水型都市农业已成为北京市各级领导的共识，特别是北京金福艺农农业科技集团有限责任公司2010年12月迎来了中国共产党中央委员会总书记，中华人民共和国主席，中共中央军事委员会主席，中华人民共和国中央军事委员会主席胡锦涛亲自考察基地设施蔬菜生产情况，并对基地蔬菜的生产情况、蔬菜品质及蔬菜市场供应能力给予充分的肯定。经过多年实践，农业节水灌溉工程给企业和收益农民带来了巨大

12、的经济效益，从节水高效农业生产中真正得到了实惠。因此，从自身经济效益出发，渴望着应用先进的节水灌溉设备与节水技术来提高作物产量和质量，降低生产成本，早日共同致富奔小康。市区政府制定出台了支持农业节水、节能配套相关政策，因此，企业和农民群众节水的积极性高，政策支持有利于项目的顺利实施。2、项目实施的技术条件比较完善，在技术上可行潮汐式灌溉是一项成熟的农业节水灌溉技术,在发达国家得到了广泛的利用,很好的解决了灌溉与供氧的矛盾,且灌溉基本不破坏基质的“三相”构成，是一项高效高能的农业灌溉技术，在我国也正处于广泛利用的发展阶段。项目以生产优质花卉，引进先进生产技术及优良品种建设标准化生产基地为手段，以

13、促进结构调整纵向深发展，增加农民、集体收益，安排本地区劳动力就业为目的，缓解农村土地减少、农民就业范围困难等问题，同时满足京城鲜花市场的需求，促进有关农业灌溉技术的示范推广工作。3、潮汐灌溉项目的推广应用效益可观，前景广阔，经济上可行潮汐式农业节水灌溉示范项目的应用，年灌溉水的用量将比人工浇灌水用量减少66%，提高水分利用效率达50%。并且使水和营养相结合，避免了二次三次作业对水源的浪费，通过采用潮汐灌溉项目使农业再生水更好的循环使用。该项目是将营养溶入水中直接到达植物的根部促进吸收，使水和营养液都得到了充分的利用，使化肥年使用量减少了约35%。系统由计算机全自动操作，水和营养液中各个元素的配

14、比严格，达到准确施肥，这样既减少了水肥的浪费，也保证了植物的健康生长，减少病虫害的发生，使农药使用量减少55%，保证了植物的安全和品质。同时产品当中有害物质的残留量也降低了，农产品安全质量更环保、健康，产品的销售价格的提高，年可创造产值达750万元。4、项目实施的基础条件北京金福艺农农业科技集团有限公司始建于2006年是一家以有机果蔬生产为基础，集高效设施种植、农业休闲旅游观光、餐饮娱乐、采摘垂钓、科技示范、农技科普教育产业于一体的综合配套大型现代都市生态农业企业，已成为农业部“设施蔬菜标准园”之一。2010年生产有机蔬菜1500多万斤，每年农业收入3000多万。公司将进一步依靠科技创新、加强

15、科学管理，不断增强蔬菜供应能力，让更多的北京市民吃到“放心菜”。根据北京都市型农业的特点，广泛应用我国现代都市农业发展最新研究成果，采用国内外先进的管理模式。以现代新型农民为主体，为都市生态环境建设，科研教学、休闲体验观光提供良好的场所。同时，成为全国军事农业、艺术农业、农业科技示范基地、农业科研成果转化基地、生态科普环境教育基地、生态文化基地，成为北京都市观光农业的又一亮点，具有生物技术研发、技术咨询培训、科普教育和生态休闲多功能。从根本上改变传统农业种植理念，挖掘农业潜在价值。面对高端消费群，完成农产品的工艺化过程，从而提高农业的观赏值和附加值。项目的建成将会探索出一条崭新的北京市都市型农

16、业未来发展之路，为都市型农业的发展迈出重要的一步。北京金福艺农农业科技集团有限公司为确保项目的顺利实施，聘请北京市农林技术推广站、北京市农科院、通州区农业技术推广站、通州区种植业服务中心等有关单位的技术专家进行指导。综上所述，北京金福艺农高效农业节水示范园潮汐式节水灌溉工程项目，在政策、经济、技术、实施基础条件等方面均是可行的。第三章 项目区概况一、地理位置项目区属北京市通州区。通州区位于北京市东南部，京杭大运河北端。区域地理坐标北纬39364002，东经1163211656，东西宽36.5km，南北长48km，面积907平方km2。西临朝阳区、大兴区，北与顺义区接壤，东隔潮白河与河北省三河市

17、、大厂回族自治县、香河县相连，南和天津市武清县、河北省廊坊市交界。紧邻北京中央商务区（CBD），西距国贸中心13km，北距首都机场16km，东距塘沽港100km，素有“一京二卫三通州”之称。北京金福艺农高效农业节水示范园位于通州区台湖镇外郎营村，占地面积200亩。园区西临张采路，紧邻聚富苑民族产业园、南至九德路；西至于家务边界；北至风港河。园区南临京沪高速，北接京津高速，西邻六环路，交通便利，东北与星湖工业园区相邻，北侧有台湖镇的商业金融区，地理位置十分优越。二、水文气象通州区属暖温带大陆性季风气候。春天干旱少雨、多风、蒸发强度大；夏季炎热多雨，经常出现较大的东南风；秋季天高气爽，风和日丽；冬

18、季因受蒙古高压槽影响，干燥寒冷，盛行偏北风。多年平均气温11.6C,多年平均年光照2730小时,霜期186天,无霜期179天。多年平均蒸发量1815毫米，是降水量的3倍多。降水呈现年际变化大，年内集中的特点，汛期为69月，一般汛期降水量占全年的85%以上。根据通州区气象站19562000年45年降水量资料统计，通州城区多年平均降水量591.3 mm，降水呈现年际变化大，年内集中的特点，汛期为69月，占全年降水量的83.3%。45年系列中最大年（1959年）降水量为1114.2 mm，最小年（1999年）降水量为227.0 mm，最大年与最小年降水量之比为4.91倍。通州区多年平均蒸发量（以通县

19、气象站19562000年观测资料代表）为1164.4 mm（由E20换算成E601的蒸发量值，折算系数取0.62），年内蒸发量以4、5、6三个月最大，占全年的41.9%，冬季12、1、2月最小，仅占全年的10.3%。大多数年份，7、8月份降水多于蒸发，其它月份蒸发大于降水。三、项目区基本情况随着经济的发展，城市化进程的加快，城市环境污染问题也越来越严重。人们越发向往回归自然、向往清新空气、向往清幽的环境和生态的人居，传统农业在此潮流下也逐渐像特色农业、绿色农业、都市农业和旅游观光农业转变。北京市金福艺农农业科技集团有限公司成立于2006年，多年来坚持无公害、绿色有机食品的经营理念，积极发展无公

20、害、绿色有机蔬菜、瓜果种植。公司已建有4星级休闲度假、乡村旅游、科技示范和科普教育为一体的大型农业园区，被国家农业部命名为农业科技示范园，成为通州国际新城一大景观。近年，食品安全问题已越来越受到中央和地方政府的关注，保障餐桌安全需要加大对农业的优惠政策及扶持力度。以此为契机，为进一步加快通州区都市型农业建设，北京金福艺农农业科技集团有限责任公司筹建了高效农业节水示范园。第四章 项目需求与规模一、项目需求状况（一）项目功能定位建设成为一个真正实现农业灌溉信息化、自动化、节能化的现代化农业灌溉技术示范基地和青少年科普教育培训基地；实现高智能化程度管理的农业灌溉技术体系，探索出北京现代化农业灌溉技术

21、应用发展的新技术模式。（二）用地规模项目区总面积200亩，温室建设面积10万m2。二、项目建设内容、规模高效农业节水示范园潮汐式节水灌溉工程项目主要建设内容包括：新建潮汐式节水灌溉8.44万m2，精准高效自动化节水灌溉系统1套，计算机施肥控制及消毒系统1套，田间数据采集及监测系统1套。第五章 建设方案一、设计指导思想与设计原则（一）设计指导思想以贯彻落实市政府提出的“实行最严格的水资源管理制度”为指针，坚持向观念要水、向科技要水、向机制要水的原则，结合都市型农业建设方向，以“管理节水、工程节水和科技节水”为措施手段，以实现“用水下降、农业增效、农民增收”为目标主线，采用工程措施、农业措施和管理

22、措施，大力发展农业高效节水技术，缓解区域水资源供需矛盾，提高农作物生产效益，增强农业发展后劲，增加农民收入，改善区域生态环境，以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展。（二）设计目标本工程灌溉水源为新河灌区再生水利用（一期）工程再生水高碑店污水处理厂和北京热电厂处理的再生水。由新四支渠经过提升泵站引至园区渠道，渠道从园区通过为灌溉提供水源。项目集成国内外现代农业灌溉实用技术，构建适合区域发展实际情况的高效农业节水灌溉技术模式，围绕现代化农业灌溉精准化生产、智能化管理、青少年的科技知识普及教育等进行示范应用，挖掘农业灌溉科技展示功能，充分体现现代都市型灌溉农业的科学内涵。提高花卉的产量和质量

23、安全水平，降低生产成本，提高劳动生产力，提高联栋温室花卉生产的经济效益。建成为一个真正实现农业灌溉信息化、自动化、节能化的现代化农业灌溉技术示范基地和青少年科普教育培训基地。（三）设计原则1、配合项目区内农业产业结构调整和设施化建设，大力发展高效农业节水灌溉技术措施，推动项目区水资源的可持续利用。2、以水资源状况为约束条件，充分利用项目区现有水源及水利设施，因地制宜地发展高效农业节水，尤其是高效益、高产出的花卉产品，使企业和农民增产增收。3、高效农业节水灌溉工程与农艺节水、管理节水措施相结合，切实做到综合节水，提高水的利用率。4、充分体现集中展示、突出效果、做出样板的原则。二、工程设计方案（一

24、）潮汐式灌溉系统的结构与原理潮汐式灌溉系统基本组成及工作原理如图1所示。系统主要由潮汐灌溉栽培床、营养液循环系统(营养液池、循环水泵、管路等)、控制系统和栽培容器(定植篮)等部分组成。工作原理是将具有网状盆底的栽培容器置于潮汐灌溉栽培床上，营养液从营养液池被专用循环水泵抽出送至栽培床，将栽培床淹没2030 mm的深度。1015 min后，营养液因毛细作用而上升至栽培容器中基质的表面，此时将营养液排出，使其再度流回营养液池中，营养液还可在其他栽培床需水时再行抽出。该系统具有省水省肥、控制精确和工作效率高等特点。（二）潮汐灌溉栽培床的设计1、栽培床床面材料的加工工艺选择潮汐灌溉栽培床床面材料的选择

25、主要从耐腐蚀、耐高温、耐高湿、耐强光以及使用年限等方面进行考虑。由国情出发，以聚乙烯为主要原料，采用滚塑加工工艺制作，不仅解决了大型模具制作难和成本高的问题，节省了原材料，节约了成本，同时也满足了潮汐灌溉专用苗床复杂的制作工艺。2、栽培床床面结构设计潮汐灌溉栽培床为分段拼接式栽培床。栽培床床面分为3段，分别为供水段、循环中间段和回水段，如图2所示(俯视图)。栽培床回水段尾部设有两个下凹的池形结构作为营养液回流池，池形结构的底面还装有营养液回流阀，池形结构的上方覆盖有栅状过滤网壳。循环中间段用于连接供水段与回水段。供水段与供水管道相连接，用于供给营养液和水。在床面上分布有纵向和横向的营养液流动沟

26、槽，纵向营养液流动沟槽在床面两端均通过横向的宽深沟槽汇聚为一体，并导入营养液回流池。纵向营养液流动沟槽宽15 mm左右，深15 mm;横向营养液流动沟槽宽20 mm左右，深30 mm。这些沟槽结构与潮汐灌溉的营养液频繁流动和灌排相适应，可保证营养液排干迅速，避免栽培床局部积液导致的作物长势不均现象，同时避免病虫害传播。3、大面积潮汐灌溉栽培床床面拼接方式的确定考虑到潮汐灌溉的不同规模对于栽培床的要求，本项目采用整体式栽培床和分段拼装式栽培床两类产品，后者在栽培规模较大时使用，拼装后的床身长度在5 m以上。主要特点:工艺制作简单化，不需要开发大型模具，极大地节省原材料和加工时间，造价降低;安装及

27、拆卸方便，可根据场地的需要自行安排苗床的长度，适用于不同的种植规模;更适用于生产实际，有利于形成产业化。图3 组合的潮汐式栽培床（三）潮汐式灌溉系统营养液循环系统潮汐式灌溉系统营养液循环系统由联栋温室栽培床、营养液池、供液管道系统和回流管道组成。栽培床盛装营养液，给作物提供营养和水分，并为作物根系生长创造良好的根际环境。营养液池是储存和供应栽培床营养液的容器，母液罐、酸罐、碱罐和清水罐中的溶液在电磁阀门的控制下流入营养液池，母液至少由两个罐组成一个盛放硝酸钙母液，一个盛放其他营养母液。供液系统将贮液池的营养液输送到栽培床以供作物需求。回流系统则将栽培床内的营养液回流至营养液池，从而形成一个循环

28、系统。营养液的供液方式分别由水泵、供液主管、支管、出水龙头与滴头或喷头组成。在线检测系统由检测池、离子选择电极、电导电极和温度传感器组成，检测池中用隔板将不同的传感器隔开以防止相互干扰。工控即控制所有的阀门以及加热棒，系统在控制软件的支持下通过各种传感器检测到各种信号，经过阻抗变换和放大得到相应的电压信号，由数据采集卡送到微机进行处理，根据控制算法产生控制信号输出，经驱动电路驱动执行机构，完成营养液的加温以及各种离子浓度的控制。（四）计算机智能操作控制系统计算机智能操作控制系统由软件程序来控制水流和营养配比。整套系统是由软件、硬件、传输设备、传感器、环境控制、灌溉控制及营养控制组成。该系统通过

29、PLC可编程控制器精确控制水和肥液的比例，以实现精确控制营养液浓度的目的。其工作原理是：控制器通过采集电子水表信号计算出水流量，通过程序判断实际的水流是否达到设定量，当灌溉水量达到设定值时就自动切断电磁阀，从而实现自动控制灌溉水量。营养液池安装有液位传感器，通过测量水位电阻的变化来自动检测水位。当营养液用尽时，电阻值就会很大，传感器检测到阻值变化信号后传送给控制器，控制器驱动报警器发出报警声音，并切断进水口的电磁阀，自动停止工作。为了能检测pH值和EC值，系统设计的传感器接口可以采集传感器模拟量，并将数值显示在液晶上，通过人机交互界面，可以随时查看系统工作时的pH值和EC值，并且数据可以自动保

30、存，可以查看历史数据文档。外接的光照传感器和水分传感器信号采集到控制器中，可以作为施肥灌溉程序的参考值。（五）灌溉水源消毒系统灌溉水源消毒系统主要通过采用多段处理工艺，前级采用砂滤法去除营养液中的组织老化残留物、浮游物，提高营养液的透明度，后级采用UV-OH技术进行终端处理，利用真空紫外线（Vacuum-UV）和短波紫外线（UV-C）两类波长高能级UV的相互协同作用，产生高级氧化物羟基自由基OH，实现快速、高效、广谱灭菌，净化营养液中的有机、无机污染物。营养液循环再利用系统核心装置首段为砂率段，可减轻后级处理负荷，中段利用波长为225nm275nm的紫外线对微生物具有强烈杀灭的作用，对原水中的

31、微生物进行杀灭；末段导入羟基自由基OH进行最终杀菌。其特点是：杀菌速度快，不改变水的物理、化学性质，不增加水的嗅味，不产生对人体有害的卤代甲烷化合物，无副作用；水处理筒体采用进口优质不锈钢，可满足1.2MPa的工作压力，具有防锈、强度高、无金属离子污染、设备表面易于清洁等优点；耗能低，连续使用寿命可达3000小时以上，并配有可靠的镇流装备；模块化电控装置，功能齐全，定时标准，与水处理筒体采用一体化设计，具有安装方便，操作简单，安全可靠，便于维护的特点。（六）水源增氧装置充足的氧气供给是维持植物根系正常生长和生理功能的重要条件。营养液栽培的作物根系有一部分暴露在潮湿的空气中，形成所生根，直接从空气中吸氧。然而水培作物大部分根系主要在营养液中，尤其是新生根系主要分布在根底部，仍处在供氧困难状态，长期供氧不足，导致根系生长不良，影响作物产量，长期浸在缺氧营养液中的根也容易腐烂。不同作物对根系缺氧的敏感程度亦不相同，但对于要求NFT能提供充足氧的营养液是一致的。为此，课题组对提高营养液中溶氧量的有关方面进行了探索，以改善营养液栽培的条件。一般地，在营养液栽培中维持溶解氧的浓度在45mg/L水平以上（相当于在1