[01788835]雷州半岛低成本光伏节水灌溉系统关键技术的研究与示范推广

①课题来源与背景 雷州半岛位于北回归线以南的低纬度地区,是我国重要的亚热带果木、蔬菜、蔗糖的生产基地和南亚热带特色农业示范区。该地区属热带季风气候,光照充足,冬春少雨,夏秋多雨,年平均日照2078.7小时,年平均温度23.3℃。年平均雨量1364.1mm,年平均蒸发量在1100mm。年内降水主要集中在汛期（4~10月）,占全年的80%以上,然而该地区日照时间长,气温高,年蒸发量较大,受这些因素的影响,容易在冬春季节酿成旱灾和连旱现象。而冬春季节恰恰是我国“南菜北运”关键的生产季节,这种干旱严重制约了雷州半岛农业的发展。由于雷州半岛地貌属于火山形成的丘陵台地,汛期降水迅速汇集到低处的水塘,整个半岛分布8000多个大小不等水塘。这些水塘为干旱时期农业灌溉提供水源。但是要把低处的水灌溉到田里需要建设很多泵站,由于水塘分布比较分散,目前泵站多数使用柴油机驱动水泵,能源和维护成本都很高。目前我国光伏发电成本迅速降低,光伏水泵扬水系统技术水平大幅提高。雷州半岛太阳能资源极好,日照时间长而且强烈,这就为使用光伏水泵扬水奠定了必要而良好的基础。另外,土渠输水和大水漫灌是该地区农田灌溉的主要方式,该地区土质疏松,透水性强,渗漏损失大,83%以上的土渠没有经过防渗处理,渠水利用系数仅为0.45,有一半以上的水量损失。有限的水源没有发挥应有的效能。发展和推广渗灌、微喷、微滴灌等适合雷州半岛地区的节水灌溉技术势在必行。把低成本光伏扬水系统和高效节水灌溉系统集成起来解决雷州半岛农业用水问题,对雷州半岛南亚热带特色农业基地建设以及农业可持续发展具有重要意义。 ②技术原理及性能指标 （1）总体方案设计。 针对作物生长特性和种植方式,总体规划水肥一体化的光伏节水灌溉系统。 （2）雷州半岛特色农作物需水量计算。 针对雷州半岛地区特色农作物每天需要灌溉多少水的问题,根据作物耗水强度Ea、湿润层深度Z、土壤湿润比P、灌溉水利用系数η等,计算得出作物灌溉用水量Q。 （3）滴灌系统设计 根据设计的光伏节水灌溉系统,计算滴灌带分布、滴灌带进口流量、支管管径与允许压力差等数据。 （4）光伏节水灌溉系统工程预算 根据所设计的方案,计算得出建造光伏节水灌溉系统的成本。 （5）开展其它相关技术研究 ③技术的创造性与先进性 现有技术二次应用,国内一般水平。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 属于初期研究,适用于雷州半岛地区农业灌溉,安全性较高。 ⑤应用情况及存在的问题 仍然处于初期研究阶段,未能大范围推广应用。