灌区高效节水、面源污染防控和生态化建设是解决我国水安全与水污染问题的重要途径之一。本书针对国家重大需求的面源污染治理和农业节水的关键理论技术瓶颈问题，选择灌区综合功能耦合协同的科技研究为突破点，创建了生态节水型灌区建设理论体系，提出灌区节水与面源污染防控协同新方法，研发了灌区节水减污、面源污染源头防控与资源化、耦合于排灌沟渠河道的带状与面状湿地净污系统构建与生态化、灌区智能化网络监控与优化决策系统等核心技术，形成完整的技术系统。全书系统地将节水、减排、净污和生境改善等理论方法和关键技术措施耦合于灌区沟渠工程建设之中，形成整体的工程体系和运行调控平台，为确保我国粮食安全保障、水资源高效利用、水环境持续改善、生态系统健康的综合目标实现提供重要技术支撑。
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序
前言
第1章 生态节水型灌区建设意义及内涵 1
1.1 我国灌区建设状况及对农业发展的意义 1
1.1.1 我国灌区发展历程 1
1.1.2 我国灌区建设概况 4
1.1.3 灌区建设对现代农业发展和社会文明进步的作用 4
1.2 灌区建设的发展形势及进展状况 5
1.2.1 当前灌区建设形势与局限性 5
1.2.2 灌区建设的发展要求 8
1.3 生态节水型灌区的建设内涵和主要目标 11
1.3.1 生态节水型灌区定义 11
1.3.2 生态节水型灌区建设原则 12
1.3.3 生态节水型灌区建设内涵 13
1.3.4 生态节水型灌区的主要建设内容 14
1.3.5 生态节水型灌区建设总目标 15
1.3.6 生态节水型灌区建设的突破思路与关键技术 15
1.4 生态节水型灌区建设效果评估 18
1.4.1 灌区生态建设指标体系研究实践 18
1.4.2 生态节水型灌区建设指标体系构建原则 25
1.4.3 生态节水型灌区建设指标体系的构成 26
1.4.4 生态节水型灌区建设综合评价方法 32
参考文献 42
第2章 灌区水资源配置和灌排控污模式 44
2.1 灌区水资源总量模型及配置方法 44
2.1.1 灌区水源水量和水质分析 44
2.1.2 灌区“大气水-地表水-地下水”耦合模型 45
2.1.3 灌区多水源配置方法 50
2.2 灌区灌排水系及水质模型 56
2.2.1 灌溉水系 56
2.2.2 排水水系 62
2.2.3 灌区水质模型 67
2.3 灌溉水系干支斗农毛生态化建设模式 72
2.3.1 干支斗农毛渠系化模式 73
2.3.2 干支渠道化与斗农毛管道化模式 73
2.3.3 不同模式优缺点分析 76
2.4 灌区排水系统生态化建设模式 76
2.4.1 毛农沟+湿地+河流排水模式 77
2.4.2 毛农斗支沟+湿地+河流排水模式 78
2.4.3 排水与灌水合一河道模式 78
2.5 灌区排水循环利用模式 79
2.5.1 灌溉与排水系统水循环利用方式 79
2.5.2 斗农毛渠+毛农斗沟+湿地水循环模式 81
2.5.3 干渠+河流系统水循环利用模式 81
2.5.4 灌排水耦合的水循环利用模式 82
2.6 灌区综合节水减污模式 83
2.6.1 节水减污的总体指导思想 84
2.6.2 田间节水减排模式 84
2.6.3 区域水循环减排模式 87
2.7 灌区面源污染整体防控模式 91
2.7.1 灌区源头减污第一道防线 91
2.7.2 灌区带状湿地截污第二道防线 91
2.7.3 灌区面状湿地净化第三道防线 92
2.7.4 灌区骨干沟道和河流滨水湿地净化第四道防线 92
参考文献 92
第3章 灌区农田污染物源头防控与资源化技术 94
3.1 农田污染物产出分析 94
3.1.1 农田化肥施用及产出影响分析 94
3.1.2 农田农药施用及产出危害分析 95
3.1.3 农田水土流失分析 96
3.1.4 农业废弃秸秆污染物分析 96
3.2 农田化肥精准施用技术 97
3.2.1 农田施肥技术分析 97
3.2.2 水肥一体化精准施用技术 98
3.3 农田农药施用技术 101
3.3.1 农田农药施用技术分析 101
3.3.2 农田灭虫技术分析 103
3.3.3 农田水肥药一体化精准施用技术 105
3.4 农田首级排水水质强化净化技术 107
3.4.1 旱地首级排水水质强化净化技术 107
3.4.2 水地首级排水水质强化净化技术 108
3.5 农作物秸秆废弃物处置技术 110
3.5.1 水稻秸秆处置技术 110
3.5.2 小麦秸秆处置技术 112
3.5.3 玉米秸秆处置技术 112
3.5.4 其他作物秸秆处置技术 113
3.5.5 菜地废弃物处置技术 113
3.6 农作物秸秆资源化利用技术 114
3.6.1 稻秆资源化利用技术 114
3.6.2 麦秆资源化利用技术 116
3.6.3 玉米秸秆资源化利用技术 117
3.6.4 秸秆废弃物堆肥资源化利用技术 119
参考文献 121
第4章 灌区农村居民和养殖污染源头防控技术 123
4.1 农村居民生活污水处理技术 123
4.1.1 农村生活污水传统处理方法和技术选择 123
4.1.2 农村生活污水处理生物膜法 124
4.1.3 农村生活污水湿地净化技术 126
4.1.4 “生物+生态”处理技术 128
4.1.5 农村生活污水一体化处理装置 132
4.1.6 典型实例 136
4.2 农村居民生活垃圾处理技术 144
4.2.1 常规垃圾处理技术分析 144
4.2.2 农村生活垃圾集中堆肥技术 147
4.2.3 农村生活垃圾综合处理装置 148
4.2.4 典型实例 150
4.3 农村畜禽养殖污水处理技术 152
4.3.1 常规畜禽养殖废水处理技术分析 152
4.3.2 畜禽养殖污水资源化利用技术 154
4.3.3 畜禽养殖污水新兴污染物去除技术 156
4.3.4 典型实例 157
4.4 农村畜禽养殖废弃物处置技术 159
4.4.1 常规处理技术分析 159
4.4.2 畜禽养殖废弃物农用技术 160
4.4.3 典型实例 161
4.5 农村水产养殖排水水质改善技术 162
4.5.1 水产养殖排水分析及排换水规律 163
4.5.2 水产养殖排水传统处理方法 164
4.5.3 水产养殖排水水质强化净化技术 165
4.5.4 典型实例 167
参考文献 167
第5章 灌区带状和面状湿地构建技术 169
5.1 排水沟带状湿地构建技术 169
5.1.1 毛沟带状湿地技术 170
5.1.2 农沟带状湿地技术 178
5.1.3 毛沟与农沟交接处的强化净污系统构建技术 185
5.1.4 斗沟带状湿地构建技术 187
5.1.5 农沟与斗沟交接处水质强化净化技术 190
5.1.6 排水河道净污容量提升与带状湿地构建技术 192
5.1.7 典型实例——江苏省宜兴市大浦林庄港生态型河道构建 216
5.2 灌区面状湿地构建技术 222
5.2.1 灌区面状湿地类型 223
5.2.2 适宜湿地面积估算方法 225
5.2.3 灌区面状湿地的植物浮床/浮岛技术 225
5.2.4 微生物强化净污技术 231
5.2.5 水质强化改善与资源回收利用的几种典型湿地系统 234
5.3 基于灌排模式创新的面源污染净化湿地构建技术 237
5.3.1 灌排耦合生态型灌区水循环利用的节水减污系统 237
5.3.2 自循环生态节水型灌溉排水体系构建技术 238
5.3.3 圩区灌排功能相结合的生态净污系统构建技术 239
参考文献 239
第6章 灌区智能化网络监控技术 241
6.1 灌区水量计量技术和装置 241
6.1.1 灌区量水技术与设备发展现状 241
6.1.2 灌区灌溉系统水量计量技术 242
6.2 灌区闸、泵、管自动调控技术 260
6.2.1 灌区水闸自动调控技术 260
6.2.2 泵站自动化控制技术 264
6.2.3 灌区管灌系统自动调控技术 268
6.3 灌区多目标优化决策平台 271
6.3.1 灌区多目标优化配水 271
6.3.2 灌区决策支持系统 273
6.3.3 灌区多目标优化决策软件系统实例——净污型生态多孔丁坝智能优选评价系统 273
6.4 灌区智能化软件系统 281
6.4.1 农田灌区水量监控及调配信息系统 282
6.4.2 农田灌区水量计量及远程控制系统 283
6.4.3 灌区农田肥力及土壤温湿度自动监控系统 287
6.4.4 农田灌区面源污染监控及预报系统 289
参考文献 291
第7章 生态节水型灌区综合管理 293
7.1 传统灌区管理模式和特点 293
7.1.1 我国传统灌区管理模式 293
7.1.2 传统灌区管理模式的特点 295
7.2 生态节水型灌区运行特点 297
7.2.1 生态节水型灌区的特点 297
7.2.2 灌区信息化管理 297
7.2.3 生态系统动态平衡 298
7.2.4 灌区污染物质实现自我净化 299
7.2.5 水资源开发和调配科学合理 299
7.2.6 农业生产力增强 299
7.2.7 景观价值优美 300
7.2.8 突发事件的及时响应 300
7.3 生态节水型灌区管理要求 300
7.3.1 建立完善的灌区管理制度，建立健全管理机构 301
7.3.2 制定合理的管理计划，建立有效的灌溉管理激励机制 302
7.3.3 生态节水型灌区管理必须保证资金，加大政府投入力度 302
7.3.4 用水户参与灌区管理，建立民主管理机制 303
7.3.5 制定合理的灌溉水价，建立健全水费计算与收缴机制 304
7.3.6 建立专业的灌区管理团队，增强灌区人才支撑能力 304
7.4 生态节水型灌区管理体制机制 305
7.4.1 生态节水型灌区管理 305
7.4.2 生态节水型灌区管理体制和运行机制 307
7.5 管理模式和方法 308
7.5.1 灌区水利与生态工程的产权 308
7.5.2 灌区的管理模式 309
7.6 管理效果评判 311
7.6.1 灌区管理评估 311
7.6.2 灌区管理与效益快速评估方法 312
7.6.3 灌区管理与效益评价在快速评估体系中的作用 313
7.6.4 快速评估指标体系 313
参考文献 314
第8章 生态节水型灌区建设规划应用实例—江西潦河灌区 315
8.1 综合说明 315
8.1.1 项目背景与意义 315
8.1.2 规划范围、目标和水平年 317
8.1.3 规划主要成果 317
8.1.4 规划投资匡算 321
8.2 灌区现状调查分析 321
8.2.1 灌区概况 321
8.2.2 灌区工程建设现状 325
8.2.3 灌区水土资源利用现状 329
8.2.4 灌区农业生态环境现状分析 331
8.2.5 灌区管理现状 336
8.2.6 规划建设必要性和可行性分析 340
8.3 灌区总体规划 343
8.3.1 规划指导思想和原则 343
8.3.2 规划范围和水平年 344
8.3.3 规划依据 345
8.3.4 规划目标和任务 345
8.3.5 潦河生态灌区规划指标体系构建 346
8.3.6 规划思路和技术路线 351
8.4 水土资源平衡分析及水资源配置 352
8.4.1 国民经济发展预测 352
8.4.2 水土资源供需平衡分析 354
8.4.3 灌溉制度 357
8.4.4 灌区需水预测 359
8.4.5 水资源供需平衡与配置 366
8.5 灌区工程建设规划 378
8.5.1 工程等别和设计标准 378
8.5.2 工程总体布局 379
8.5.3 水源工程规划 380
8.5.4 骨干灌排设施建设规划 381
8.5.5 田间工程 388
8.5.6 节水工程 392
8.5.7 典型示范区建设规划 394
8.6 生态环境建设规划 395
8.6.1 总体目标及规划原则 395
8.6.2 供水水质保障规划 396
8.6.3 农业污染控制规划 399
8.6.4 环境整治和改造提升 406
8.6.5 水生态文明建设规划 408
8.7 系统监控与信息化建设规划 415
8.7.1 灌区信息化建设需求分析 415
8.7.2 规划思路、原则和目标 419
8.7.3 系统监控和信息化建设总体布局 421
8.7.4 基础设施体系规划 422
8.7.5 应用系统开发建设规划 428
8.7.6 环境保障体系规划 430
8.7.7 分期实施安排 434
8.8 综合管理规划 435
8.8.1 总体框架 436
8.8.2 灌区工程管理 436
8.8.3 水资源管理 440
8.8.4 供用水管理 442
8.8.5 灌区农业水价综合改革 444
8.8.6 灌区组织管理 447
8.8.7 灌区信息化管理 454
8.8.8 管理运行费 456
8.8.9 资金来源分析 456
8.9 典型示范区建设方案 457
8.9.1 示范区现状 457
8.9.2 总体布置 458
8.9.3 工程建设规划 458
8.10 水土保持与环境影响评价 477
8.10.1 水土保持 477
8.10.2 环境影响评价 478
京公网安备 11010102004214号