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粮食核心区农业节水关键技术研究与应用

文献类型： 获奖成果

作者：

作者机构：

获奖名称： 科学技术进步奖

获奖等级： 二等奖

关键词： 技术;关键技术;节;核心区;水;技术研究;粮食核心区;节水;关键;农业节水;农业;粮食;研究与应用;研究;核心

第一完成单位： 河南省水利科学研究院

获奖时间： 2016

摘要： 　　①课题来源与背景 　　“粮食核心区农业节水关键技术研究与应用”项目是2010年由河南省科技厅招标、河南省水利科学研究院中标的省重大公益科研项目（编号：101100911100）。项目针对农业大省、粮食生产大省和全国粮食生产核心区的河南省干旱频发、水资源短缺及其高耗低效、生态退化等突出问题，国内外在该研究领域存在的诸多不足而进行立项并开展研究。通过对灌区水源、输配水、灌溉与管理等各节水环节深入系统的研究，旨在着力提高粮食核心区农田灌溉水有效利用系数和水分生产率，为增强灌区可持续发展能力和河南省增产300亿斤粮食提供重要科技支撑。 　　②技术原理及性能指标 　　技术原理：依据农田水利学、水文水资源学、节水灌溉理论与技术、系统工程分析、水工混凝土、有机化学、土壤与农作、管理科学、信息技术等学科的理论与技术，在充分借鉴、消化吸收国内外已有研究成果的基础上，采取调查、试验、模拟和理论分析相结合、关键技术突破与技术集成相结合的方法，以典型灌区为依托，开展产学研联合研究，提出一整套先进实用的适合我省省情的农业节水灌溉关键技术研究成果，并与常规农业节水技术进行有机集成与应用示范。 　　性能指标：示范区农田灌溉水利用系数提高5.2%，旱作物水分生产效率平均提高10.6%，水稻水分生产效率提高114.7%，粮食作物平均增产4.3%。混凝土渠道防渗加固新材料断裂强度4.8MPa，断裂伸长率542%。获得专利6件。均超出了计划任务书要求的性能指标。 　　③技术的创造性与先进性 　　1.基于构建的灌区分布式水文模型、多水源平衡调控模型和欧氏贴近度模糊物元评价模型，研究提出了灌区广义水资源与狭义水资源分区精准配置方法与方案，克服了水资源配置与水循环反馈效应割裂问题，突破了水资源传统配置模式，从经济、社会、生态与效率等方面对灌区水资源调配效果分析评价，并研发了灌区水资源综合管理信息系统，提高了灌区管理信息化水平。 　　2.开发出高性能聚氨酯防渗加固新材料，发明了混凝土渠道防渗加固和复合土工膜拼接成套技术工法，已获国家发明专利和实用新型专利4项，并被省工信厅、省教育厅和省科技厅联合授予“省级产学研合作试点项目”。 　　3.研发出U型混凝土渠道封顶成型滑模机械及配套闸门新产品，为渠系节水量水提供了手段，已获2项实用新型专利。 　　4.从作物全生育期的视角，研究提出了充分灌溉与非充分灌溉条件下冬小麦、夏玉米和水稻高效用水的综合判别标准（产量、水分生产率和耗水量），系统地提出了河南省三大粮食作物合理灌溉的土壤水分下限和灌水定额控制指标优化组合标准。 　　5.从政策、技术和机制等层面进一步研究完善并发展了农民用水协会管理模式，并制定了操作性较强的灌区末级渠系管理办法。该创新模式应用实践和监测评价效果良好，基本破解了灌区管理的“最后一公里”难题 。 　　④技术的成熟程度，适用范围和安全性 　　本成果无论在先进性与实用性方面，或是在综合性和可操作性方面，都优于国内外同类技术，研究提出了相应的技术体系和标准以及成套技术工法，其整体性和配套性较强，技术的成熟程度高。 　　适用范围主要是农业节水领域，特别适合在粮食生产核心区大中型灌区推广应用。其中高性能聚氨酯防渗加固新材料也可在水利、土木等工程领域应用。新材料无毒性，安全环保。 　　⑤应用情况及存在的问题 　　应用情况：项目在实施过程中，坚持试验研究、典型示范、推广辐射同步进行的原则。研究成果2013年～2015年在河南省人民胜利渠灌区、南阳鸭河口灌区和南水北调中线工程等进行了大力示范推广应用。三年累计示范推广辐射面积59.3万亩，增产粮食1154.8万kg，节水2970.7万m3 ，新增产值2541万元。聚氨酯（HPC）防渗加固新材料年生产能力1500吨，年产值6750万元。以上两项三年累计产生直接经济效益2.3亿元。经济与社会效益十分显著。 　　存在的问题：一是农业节水法规和政策不健全；二是农业经营规模小和种粮比较效益低；三是灌区末级渠系量水设施不配套。 　　⑥历年获奖情况 　　项目专题一“灌区经济生态系统广义水资源合理配置与高效利用技术研究”获2013年度河南省水利科技进步一等奖。在研究过程中获国家专利6项，其中4项发明专利，2项实用新型专利。 　　

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