【實(shí)踐】節(jié)水用水-海綿城市應(yīng)用新思路之海綿農(nóng)田
自去年起，“海綿城市”正式被寫入首部國(guó)家級(jí)市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃。隨著海綿城市建設(shè)在各地的興起，衍生出了很多其他概念，如：海綿機(jī)場(chǎng)、海綿小鎮(zhèn)、海綿農(nóng)田。海綿城市不再只是城市規(guī)劃、城市建設(shè)領(lǐng)域的概念，也不僅僅細(xì)分到小區(qū)、建筑、公園綠地、道路排水和城市新區(qū)，對(duì)于一些你以前從未有過聯(lián)想的領(lǐng)域，也開始產(chǎn)生關(guān)系，進(jìn)入大眾視野。
今天我們就來說一說“海綿農(nóng)田”。
2017年中央一號(hào)文件公布提出深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。文件指出，要在確保國(guó)家糧食安全的基礎(chǔ)上，緊緊圍繞市場(chǎng)需求變化，優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、生產(chǎn)體系、經(jīng)營(yíng)體系，提高土地產(chǎn)出率、資源利用率、勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)向追求綠色生態(tài)可持續(xù)、更加注重滿足質(zhì)的需求轉(zhuǎn)變。
農(nóng)田作為城市生態(tài)系統(tǒng)中的“生產(chǎn)者”，因?yàn)樾枰斯す喔榷纬闪烁吆乃�、高耗能�?ldquo;水資源消費(fèi)者”。這種農(nóng)田濕地、綠地建設(shè)模式對(duì)城市水資源、土地資源、人力物力等造成一定程度上的浪費(fèi)。
對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作來說，水是不可或缺的生產(chǎn)資源要素，提高對(duì)雨水的利用率，將會(huì)大大促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)行。在這一時(shí)刻，結(jié)合海綿城市建設(shè)技術(shù)，對(duì)農(nóng)田的進(jìn)行輔助改良，讓農(nóng)田綠地作為海綿城市建設(shè)中的重要承載部分，除了滿足生產(chǎn)糧食作物等生產(chǎn)資料，改善城市環(huán)境等傳統(tǒng)功能外，其實(shí)還可以承擔(dān)解決城市的雨水管理問題，即作為一個(gè)個(gè)大的綠色海綿體在“澇”時(shí)吸水，在“旱”時(shí)又可以釋放水源。
一、何為海綿農(nóng)田?
何為海綿農(nóng)田?先看海綿城市的功能，海綿城市最主要功能是吸水和蓄水，充分發(fā)揮城市中的原有河流、湖泊、水庫(kù)、濕地、坑塘、溝渠等海綿要素的作用，才能切實(shí)涵養(yǎng)水源，應(yīng)對(duì)較大強(qiáng)度降雨，達(dá)到建設(shè)要求。對(duì)于“海綿農(nóng)田”來說，就是要根據(jù)海綿城市的“滲、滯、蓄、凈、用、排”六大目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，將農(nóng)田打造為可以與雨水進(jìn)行吸收利用的生命體。收集的水資源經(jīng)凈化除了可以做灌溉用水還可以作為農(nóng)產(chǎn)品加工中清洗等的用水。
二、海綿農(nóng)業(yè)建設(shè)模式
1、海綿型設(shè)施農(nóng)業(yè)-連棟溫室模式
雨水通過棚面和豎集雨管、主集雨管、攔物柵和沉沙池匯流到集雨池，再經(jīng)灌溉首部統(tǒng)一供水。
2、海綿型設(shè)施農(nóng)業(yè)-日光溫室模式
對(duì)于集中連片的普通日光溫室，可把多棚的雨水通過集雨管(溝)統(tǒng)一收集到一個(gè)或幾個(gè)集雨池，統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一配水。雨水經(jīng)棚面、集雨溝、沉沙池和攔物柵匯集到集雨池，再用水泵抽到單棚內(nèi)的儲(chǔ)水池進(jìn)行滴灌。
3、海綿型庭院模式
4、海綿型溝渠模式
利用溝渠進(jìn)行整治、清理，恢復(fù)其行洪、蓄水的能力，將毛溝、支溝與主溝、干溝相連通，在汛期引入部分降雨產(chǎn)生的徑流，利用這些廢舊溝渠作為滯洪、蓄水的場(chǎng)所。
5、海綿型坑塘模式
改造雨水管溝和整治坑塘，積蓄雨水，回補(bǔ)地下水或用于灌溉，同時(shí)營(yíng)造水景，美化環(huán)境。
三、技術(shù)措施——注重對(duì)雨水的滲透、存蓄和凈化
“海綿農(nóng)田”強(qiáng)調(diào)對(duì)雨水的下滲和調(diào)蓄作用，若能發(fā)揮農(nóng)田的下滲和調(diào)蓄作用，也可有效控制地面徑流，將農(nóng)田打造為打造為兼顧“生態(tài)、民生、產(chǎn)業(yè)、耕保”的海綿綜合體。說起“海綿農(nóng)田”的建設(shè)措施，這里面大有文章，既在地上也在地下。以下介紹兩種“海綿農(nóng)田”應(yīng)用的特色技術(shù)
1 海綿農(nóng)田特色應(yīng)用技術(shù)——“生泰”透氣防滲砂
生泰透氣防滲砂是以沙漠風(fēng)積沙為原料，通過特定的成型工藝制備而成，具有透氣防滲功能，可以作為干旱地區(qū)土壤改良材料，起到保持土壤水分的作用。
技術(shù)原理：生泰透氣防滲砂以沙漠中的風(fēng)積沙作為原料，優(yōu)選高分子材料作為表面改性劑，通過獨(dú)創(chuàng)的反應(yīng)性覆膜技術(shù)，微顆粒界面改性技術(shù)，將高分子材料均勻、穩(wěn)定地包覆于每各顆沙粒表面，形成一種具有透氣功能的新型生泰防滲材料。
技術(shù)特點(diǎn)：
(1)防滲性能：2米高水壓下，滲透速率<0.3kg/㎡/h;
(2)浸出毒性：檢測(cè)結(jié)果顯示，有毒物、重金屬均未檢出;
(3)透氣性：5cm厚度的生泰®保水砂的透氣性為49。
2 海綿農(nóng)田特色應(yīng)用技術(shù)——蜂巢結(jié)構(gòu)地下隱形水庫(kù)
蜂巢結(jié)構(gòu)地下隱形水庫(kù)由硅砂井透水砌塊與硅砂井濾水砌塊組合建造的“蜂窩狀”蓄水池。蜂窩狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全可靠，儲(chǔ)水率高達(dá)90%以上。因地制宜，不占據(jù)地面空間。過濾與凈化同步，防滲與防蒸發(fā)同時(shí)，儲(chǔ)存與保鮮一體。
技術(shù)原理：蜂巢結(jié)構(gòu)地下隱形水庫(kù)內(nèi)填滿由硅砂透水砌塊拼裝的六邊形硅砂透水井，構(gòu)成蜂窩狀的儲(chǔ)水空間，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全可靠，儲(chǔ)水率高達(dá)91.5%。井體硅砂砌塊的蜂窩狀孔隙構(gòu)造是優(yōu)良的過濾界面，配合合理的水池進(jìn)、出水水流組織，保證了雨水的良好過濾效果。蜂巢結(jié)構(gòu)地下隱形水庫(kù)底部的部分面積以透氣防滲砂鋪裝池底，有防水、透氣雙重功效，能有效地提高水體的含氧量(確保水體溶解氧8%~10%)，有利于水質(zhì)保持。
技術(shù)特點(diǎn)：
(1)透水速率：硅砂透水井砌塊透水速率≥10.0[mL/(min˙cm²)]，硅砂濾水井砌塊透水速率≥3.0[mL/(min˙cm²)];
(2)抗凍性能：夏熱冬冷地區(qū)25次凍融循環(huán)，寒冷地區(qū)50次凍融循環(huán)，嚴(yán)寒地區(qū)75次凍融循環(huán)，凍融循環(huán)后質(zhì)量損失≤20%，凍融循環(huán)后抗壓強(qiáng)度損失率≤20%;
(3)抗鹽凍性：寒冷地區(qū)、嚴(yán)寒地區(qū)冬季道路使用除冰鹽除雪時(shí)及鹽堿地區(qū)應(yīng)進(jìn)行抗鹽凍性試驗(yàn)，經(jīng)ND25次抗鹽凍性試驗(yàn)的質(zhì)量損失應(yīng)≤0.50kg/m²。
四、典型案例
1 杭州富陽(yáng)“生態(tài)海綿水田”項(xiàng)目
項(xiàng)目概述：該項(xiàng)目主要利用“生泰透氣防滲砂”技術(shù)和“硅砂蜂巢結(jié)構(gòu)地下隱形水庫(kù)”技術(shù)構(gòu)建的“生態(tài)海綿水田”技術(shù)墾造水田，研究“生態(tài)海綿水田”對(duì)水稻生理指標(biāo)、收獲指標(biāo)、水質(zhì)、土質(zhì)及灌溉用水的影響，為杭州乃至全國(guó)墾造水田提供一種行之有效的新型模式。
采用土工膜防滲技術(shù)完成對(duì)旱地的改造，這項(xiàng)技術(shù)通常會(huì)用到大量水泥，在原來旱地挖開的基層上，做一個(gè)類似方形魚缸一樣的蓄水池，時(shí)間一長(zhǎng)，除了會(huì)阻礙土壤上下水氣的貫通，也使得土壤板結(jié)嚴(yán)重，最終導(dǎo)致植株難以正常生長(zhǎng)。
小廣場(chǎng)下面，是一個(gè)硅砂蜂巢結(jié)構(gòu)的地下隱形水庫(kù)，經(jīng)過多層過濾，對(duì)水質(zhì)具備保鮮作用，同時(shí)進(jìn)出稻田的水，可以達(dá)到三級(jí)地表水的標(biāo)準(zhǔn)。
杭州富陽(yáng)“生態(tài)海綿水田”項(xiàng)目，具有重要的示范推廣作用。未來不僅在在富陽(yáng)區(qū)，杭州市、浙江省乃至全國(guó)范圍內(nèi)都將有序開展旱地改生態(tài)海綿水田的改造、建設(shè)、維護(hù)及研發(fā)與推廣。
2 磴口縣千畝沙漠水稻項(xiàng)目
項(xiàng)目概述：2017年初，磴口縣政府計(jì)劃利用“生泰保水砂”種植技術(shù)進(jìn)行沙漠改造及鹽堿地改良，并打造千畝光伏沙漠有機(jī)水稻試驗(yàn)示范基地和鹽堿地改良試驗(yàn)示范項(xiàng)目，計(jì)劃將磴口縣打造成國(guó)際“砂產(chǎn)業(yè)”論壇的永久性會(huì)址，實(shí)現(xiàn)沙漠變良田、沙漠變綠洲。
磴口縣按照生態(tài)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)化的思路，因地制宜，將生態(tài)治理與經(jīng)濟(jì)建設(shè)相結(jié)合。繼沙漠上種牛奶、沙漠上種花生之后，利用“生態(tài)保水砂”這一原創(chuàng)性科技產(chǎn)品及技術(shù)，打造千畝沙漠有機(jī)水稻示范基地，該基地位于磴口工業(yè)園區(qū)光伏園區(qū)西側(cè)，投資1億元，光伏裝機(jī)容量10兆瓦，首年發(fā)電量1700萬度。
總結(jié)
海綿農(nóng)田的四大顯著優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：
1、節(jié)地：蓄水池深埋地下2-3米，地上1米土層可種植及承載耕種設(shè)備，節(jié)約土地;
2、節(jié)能：雨水收集、輸送、儲(chǔ)存全過程采用無動(dòng)力水處理技術(shù)，節(jié)約電能的消耗;
3、省時(shí)：由于工程選用的產(chǎn)品均為標(biāo)準(zhǔn)成型產(chǎn)品，例如成品的塑料儲(chǔ)水池模塊，防滲土工膜、塑料成品雨水井等，施工速度很快，施工周期短，與同規(guī)�；炷令愋凸て谙啾�，省時(shí)2/3;
4、環(huán)保：雨水經(jīng)過設(shè)施設(shè)備的多級(jí)過濾、棄流分離、自然滲透、沉沙等處理，得到了凈化，保證了較好的水質(zhì);蓄水池采用抗壓、抗腐、抗低溫的PP和PE新材料，替代傳統(tǒng)的高耗能生產(chǎn)的水泥鋼筋建筑材料并能夠保護(hù)土壤;
目前只有促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和技術(shù)科研出臺(tái)鼓勵(lì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法、施工方法、創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品的政策，才能推動(dòng)海綿城市建設(shè)的技術(shù)進(jìn)步;以此制定促進(jìn)海綿城市建設(shè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)惠政策，也能夠在范圍內(nèi)加強(qiáng)海綿技術(shù)的推廣。
原標(biāo)題:【實(shí)踐】節(jié)水用水-海綿城市應(yīng)用新思路之海綿農(nóng)田
