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国家节水灌溉北京工程技术研究中心

  一、机构名称

    国家节水灌溉北京工程技术研究中心

  二、依托单位名称

    中国水利水电科学研究院、中国灌溉排水发展中心

  三、国家节水灌溉北京工程技术研究中心领导

    工程技术研究中心主任:许迪

  工程技术研究中心副主任:杨继富、吴玉琴

  四、简介

  中心于1999年,经国家科技部批准组建,2002年通过科技部验收。现有63人,其中教授级高级工程师(研究员)19人,高级工程师22人;博士37人,硕士18人。

  中心拥有节水灌溉试验基地和饮水安全实验室(位于大兴区),供试验研究的大型试验设施设备包括:

  单体称重式蒸渗仪、开路式涡度相关系统、大孔径闪烁仪、自动气象站、轨道式陆面蒸散发测量系统

  

   

  蒸渗仪组成:

  A土体,B称重系统,C坑体渗漏,D坑体径流

   

  内部土体和传感器

 

  

  主要业务方向:

    

  承担国家和行业有关农村水利(农业节水、农村供水、改善农村水环境等)发展战略研究项目、重大科技项目;国家、行业和地区农村水利规划、技术标准的制定与修订任务;通过技术(专利)入股或转让、资金投入等方式与国内外企业开展成果转化和产业化;开展国际合作, 引进消化国外新技术、新设备,汇集发布国内外信息;开展农业节水与农村供水技术咨询与服务,承接工程规划设计、施工指导和质量监督任务;培训农村水利科技人才,开展新技术、新设备的试验示范与推广应用;从事农业节水与农村供水产品(设备)性能及产品质量的检测、鉴定和认证工作。承接地方和企业委托的应用技术研究和产品开发项目,提供技术咨询与服务。

  

    研究成果:

    

  成果一:基于土地精平与灌水过程可控的精细地面灌溉技术

  创建了田面微地形空间分布数值模拟方法,攻克了因微地形分布空间变异性而无法系统开展规模化畦灌性能评价模拟的世界性难题;以此为基础构建的土地精平辅助决策系统为确定任意待平田块的适宜平整精度提供了有力工具;构建起畦灌过程精准反馈控制系统,提出了基于车载GPS田面高程信息采集的激光控制土地精平方法,实现了土地精平与实时控制施灌过程下提升灌溉性能的目标。

   

  土地精细平整与灌溉反馈控制技术

  

    成果二:灌区输水技术研究与产品开发

  提出了灌区渠道及建筑物老化诊断、检测、评价方法及指标;发明了渠道(沟)边坡防塌的加筋土包心结构;发明了一种以活性粉煤灰为基础的石油沥青聚氨酯类渠道专用接缝材料研制了改性沥青混凝土预制板防渗渠道的施工工艺;构建了浑水灌区低压管道输配水技术集成模式;研制成钢塑有机复合技术及性价比高的大口径钢塑复合缠绕管;发明了管道内压试验机,实现无需充水的管道内压试验。

   

  渠道老化诊断与改性沥青混凝土防渗渠道

  

    成果三:山丘区清洁能源节水灌溉模式研究与推广

  针对山丘区清洁能源节水灌溉模式的关键技术问题,提出了高均匀性低压滴灌灌水器和低压压力调节器的设计机理;研制并定型出一批关键设备,包括低压滴灌灌水器、低压压力调节器、大扬程高性能自动气压扬水机等;将清洁能源、节水灌溉、农业生产条件有机结合,通过集成风力气压扬水机和高均匀性低压滴灌系统的核心技术成果,集成构建了多种清洁能源节水灌溉技术应用模式,并开展了近5年的推广应用。

   

  清洁能源节水灌溉模式的推广使得当地山丘区沙地变绿洲

  

    成果四:喷灌机变量灌溉原理与技术

  搭建了国内第一台具有自主知识产权的圆形喷灌机变量灌溉系统,填补了国内空白。该系统通过控制安装在每一喷头上方的电磁阀的脉冲式启闭实现沿喷灌机桁架方向的变量灌水管理。基于RFID专利技术研发的地缘识别器,可以低成本的实现沿喷灌机行走方向的变量灌溉管理分区自动控制。基于CAN及ZIGBEE通信原理和Intelirri云服务器实现了变量灌溉系统的智能远程控制。为了提高基于喷灌机行走速度的灌水深度控制精度,基于采样原理提出了具有国际先进水平的电磁阀启闭循环周期设置方法及装置。圆形喷灌机变量灌溉系统的建立,将有效解决集约化农田由土壤物理特性、生物性和非生物性胁迫造成的作物生长空间变异性问题,为提高水分利用效率和土地生产潜力提供保证,代表了现代农业灌溉自动化的发展方向。

   

  圆形喷灌机变量灌溉系统

  

    成果五:农田排水与水环境

  涉及农田除涝治渍排水调控技术,农田面源污染调控技术,盐渍化土壤监测、评价与调控技术,多尺度灌溉用水效率,农田排水工程设计方法及技术规程规范。主要成果:北方干旱半干旱灌区农田排水再利用灌溉模式和工程结构模式;干旱区膜下滴灌农田定向排盐和盐分上移地表排盐技术;灌溉排水条件下农田氮磷转化运移规律与控制措施;气候变化对地下水的影响及适应措施研究;干旱半干旱灌区土壤水盐监测分析系统;除涝减灾组合排水工程技术推广应用。

      

  排水再利用                              膜下滴灌小沟洗盐

     

  农田氮磷转化运移试验研究                 气候变化对地下水影响研究

   

  干旱半干旱灌区土壤水盐监测分析系统        明暗组合排水技术推广应用

  

    成果六、智能化精量控制灌溉技术 

  精量灌溉是根据所采集的田间各种信息来进行综合灌溉决策,使作物在最适宜的时刻得到最适量的水分,从而在水资源日益紧缺的情况下获得最大的经济、生态和社会效益。通过对作物生理生态,和土壤水分状况以及田间小气候的观测和监测,对作物的生长状况进行详尽分析,综合反映作物需水程度,以指导灌溉的“适时”和“适量”。智能化精量灌溉决策与控制考虑了SPAC系统中各因子对作物生长的影响,从而进行综合精细的灌溉决策。

  

 

 

  

                      

 

 

  

  成果七、利用遥感ET数据进行真实节水技术研究

  提出了基于遥感的作物耗水定额和灌溉用水定额计算模型,分析了不同措施的节水潜力;以供耗平衡为基准对各方案进行评价,弥补了传统供需平衡方法的缺陷;以地下水数据和遥感ET数据为基础,建立了区域耗水量与地下水变幅间的定量关系,研究了不同节水措施对减少耗水和涵养地下水的作用。该成果为控制地下水超采、制定合理的灌溉制度、减少农业用水的无效损失、评价节水效果等提出了基于遥感ET的水管理方法与模型,在指导农业水管理中得到应用。

  

 

  成果八:农村安全供水集成技术及标准化及农村供水工程规划设计

  针对农村供水中的科技问题,攻克了10余项关键技术,研发形成20余项新材料、新设备,在高氟水处理技术与装置、消毒成套技术及设备、雨水集蓄与利用技术、自动化与信息化技术、工程设计标准化等多方面实现技术突破与集成创新。主持和参加完成了《全国农村饮水安全工程“十一五”规划》等多项国家级及省级、县级规划,建立了适宜当地发展需求的农村供水总体解决方案。

     

  国家节水灌溉北京工程技术研究中心网址: http://www.watsave.cn 

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