2.2 北京市小汤山地区地热开发公司利用温室大棚膜面的集雨工程

2.2 北京市小汤山地区地热开发公司利用温室大棚膜面的集雨工程

北京市小汤山地区地热开发公司位于昌平区小汤山镇大柳树环岛东5km,占地面积350亩,是以种植特种蔬菜、花卉和南方热带水果为主的农业示范园区,承担国家农业部、北京市科委、北京市财政的科技项目,进行农业新技术、新产品试验示范及展示,年用水量20万t,其中90%用于农田灌溉。

北京市小汤山地区地热开发公司有200亩大棚种植,大片的保护地膜面是良好的集雨面,落在其上的雨水大都白白的流失,生产种植基本用不上,造成很大的浪费。保护地膜面集雨,具有集雨效率高,利用效果好的特点。降雨量只要能达到1mm,保护地膜面即可产生径流。如果将膜面上的雨水收集起来,进行温棚农作物灌溉,是一种节约用水的好办法。2006年5月以来,该公司兴建了保护地膜面集雨示范工程,利用所收集到的雨水资源进行温棚灌溉。

2.2.1 集雨工程布置

温棚尺寸:长60m,宽8m,两温棚之间的净距离为9m。以一个温棚作为一个雨水收集单元,在温棚(膜面)前面布置3座圆形的地下式集雨池,并且相互连通,每个集雨池均用适当管径的管道与集雨槽连接,集雨池通过水泵向调蓄水池供水。详见图2。

图2 温棚膜面雨水收集利用工程示意图

2.2.2 雨水的收集和利用

雨水在膜面上形成径流,汇于集水槽,再通过管道进入地下集雨池,集雨池蓄满后多余的水量通过与集雨槽连接的排水渠排出。使用时,将地下式集水池中的水抽至调蓄水池,然后进入重力滴灌设备进行农作物灌溉。详见图3。

图3 温棚膜面雨水收集利用工艺图

2.2.3 集雨量平衡计算

年均收集雨水量:

式中:A为径流面积,m2,温棚尺寸:长×宽=60m×8m=480m2;H为年均降雨量,按0.596m计;Ψ为径流系数,根据《城市雨水利用技术与管理》规定,取0.9;α为北京地区季节性折减系数,取0.8。

年平均需水量:目前温棚作物采用微喷形式的灌溉,每座温棚年平均耗水量约为650m3。每座温棚需补充水量为450m3。但据公司技术人员介绍,如果配合渗滴灌、地膜覆盖和微溉施肥等高效利用技术,所集雨水量基本可以满足全年作物的需水。

地下集水池尺寸确定:根据以上计算,结合地形、位置、土质和经济等因素确定集雨池的内尺寸,集雨池长13m、宽6m、高度3m,盖板以上土覆盖厚度0.5m。池顶距地面0.5m。

2.2.4 集雨工程的效益

据该公司200亩的温棚计算,每年收集雨水量7.0万m3,如果将这些雨水全部用来温棚作物灌溉,每年要节约地下水资源量6.0万m3,按2.0元/m3水资源费计算,可节约水费12万元,经济效益十分明显。

该集雨工程施工方便操作简单,造价较低,收集利用雨水单价为48.5元/m3。可大量使用于发展建设日光温室和连栋温室基地。实现雨水不外排,全部雨水予以灌溉利用。目前,北京市有保护地温棚面积25万亩。如果将保护地温棚面积的一半进行雨水收集利用,年收集雨水可达3750万m3。因此,应大力提倡在这些单位兴建集雨工程。