农田灌排系统是农田水利工程建设中的关键部分。但是,在农田灌水方面,现阶段存在国家节水要求高且用水监管难、农户灌水费工及水电费高、市场缺乏节水灌溉产品、农田作物需水量难以精准预测以及农田灌水量难以低成本精准控制等痛点。在农田排水方面,排水产生的面源污染仍是制约我国实现“美丽乡村”建设目标的重要原因之一。
为此,在国家重点研发、水利部技术示范项目等一系列国省级计划和基金资助下,针对我国面临的农业灌排系统水资源浪费、面源污染严重这两大突出问题,该成果研制出一套适用于南方地区(稻麦轮作田)农田灌排系统的节水减排关键技术及装备。实现了农田灌溉的高效节水和智慧化,以及农田排水中面源污染的高效去除,相关技术已成功应用并推广。在农田灌溉方面,研发出“一体式智慧节水灌溉泵站”系列装备;通过一体式灌溉泵房装配技术,实现了农田灌溉泵站的标准化、装配化,实现了灌溉泵房安装和生产成本的大幅降低;研发的智慧节水灌溉决策系统,是基于短历时天气预报的稻麦轮作灌溉制度优化模型,可调整灌水日期与灌溉水量,实现农田灌溉的高效节水;研制的专用于中小型灌溉泵站的低成本测控方案,实现了输水量的低成本精细化控制。在农田排水方面,研发了一种“新型生态过水堰”,通过研发的营养盐及农药处理标准化处理模块,实现了农田排水中面源污染物的高效去除;通过开发的生态过水堰与控制排水协同运行管理方式,在农业排水沟中同时实现了拦截、净化和排水等系列功能。
相关成果已获得相关产权共64项,其中:授权国家发明专利31项,实用新型4项,软件著作权2项,相关高质量学术论文27篇。相关技术先后被水利部列为《全国水利先进实用技术》,全国节约用水办公室列为《国家成熟适用节水技术》、被江苏省水利厅、省发改委列入《江苏省节水设备(产品)和技术目录》。相关技术被省部级以上媒体宣传报道7次;同时在省部级以上学科竞赛中获奖10余次。已在江苏省大中型灌区的生态节水改造工程中投入使用,应用面积超过24万亩。该成果可为我国智慧节水农业、绿色低碳农业发展提供重要的关键技术,具有巨大的市场经济、社会以及生态效益。