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浅谈农业节水灌溉设备与技术
发表时间:2020-11-26     阅读次数:     字体:【

 当前,我国面临着水资源严重匮乏的紧张局面,而农业生产又是我国的基础支柱产业,在国民经济与国家发展中具有举足轻重的地位。如何在满足农业灌溉的前提下,实现对现有水资源的节约和保护,成为我国科学界的一个重要课题。

  我国传统的农业灌溉方式对灌溉水的利用率远远低于发达国家,因此着手改变灌溉方式将成为提高灌溉水利用率的一个突破口,也将成为节约水资源的一个重要出发点。近几年,学界对农业节水灌溉技术进行了长期的研究与探索,并根据相关的理论进行了大量的试验,进而设计制造出一系列的节水灌溉设备。这些节水灌溉设备在投产之后,取得了一定的效果,既满足了农业生产对水资源的需求,同时又在一定程度上节约了水资源,达到了适时适量“精细灌溉”的设计初衷。

  二、节水灌溉技术的含义及内容

  在农业生产中,灌溉用水依次经历了水源、农田、农作物、农产品等四个主要环节,与之相对应的就是水资源的调配输配、田间灌溉、农作物吸收、农产品贮藏等四个步骤。节水灌溉技术就是要在上述四个过程中,采取相应的节水措施,组成一个包括水资源的优化配置、灌溉用水的合理控制、农作物节水等技术在内的完整节水灌溉技术体系,相比传统的灌溉技术可以大大节约用水量,实现灌溉用水的高效利用。

  从内容上看,节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:

  第一,灌溉水资源的优化配置技术。这一技术主要包括联合调度地表水与地下水的技术,合理利用灌溉回归水的技术,综合利用多水源的技术,以及对雨水洪水的利用技术。

  第二,灌溉用水的合理控制技术。这一技术实际上就是节水灌溉工程技术,其内容主要包括输水渠道的防渗漏技术,灌溉水管道输送技术,喷灌与微灌技术,抗旱点浇技术等多项内容,它是节水灌溉技术的主要内容。在这一环节中,采取相应技术的主要目的在于减少灌溉水在输送和配置过程中的跑冒滴漏损失以及农田在灌溉过程中的深层渗漏损失,提高灌溉的效率。

  第三,农作物节水技术。这一技术也泛指农艺及生物节水技术,它主要包括优选抗旱品种,耕作与覆盖保墒技术等。不仅要搞好技术环节,还应该加强对节水灌溉过程的科学管理,运用现代化信息系统实现对灌溉用水的精确管理,例如可采用灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术等技术,或者建立相应的用水制度等。目前,节水灌溉技术已经从过去的单项节水技术发展到综合节水技术体系,将工程节水技术、管理节水技术、农艺节水技术等多个单独的学科或内容形成一个整体的农业节水体系进行研究,并开展综合性的试验。

  三、节水灌溉技术的设备

  顾名思义,节水灌溉设备就是指具有节水功能的用于农业灌溉作业的机械设备。目前,我国节水灌溉设备主要有喷灌式、微灌式、全塑节水灌溉系统等三大类,其中全塑节水灌溉系统又含有软管三通阀、低压出地阀、半固定式喷灌与移动式等。尽管节水灌溉工程有多种形式,但是它们所采用的设备存在着一定的共性,其主要共同点都是围绕着节约水资源和自动化控制这一核心内容。下面,笔者根据多年的工作经验,对节水灌溉技术的几种常见设备进行论述:

一)节水喷灌设备

  我国节水喷灌设备主要是大、中、小、轻型喷灌水泵、喷灌机、喷灌地埋管道和地面移动管道等。其中,我国自主研发生产的大型喷灌机主要有DYP-415型电动圆形喷灌机和DPP-400型平移式喷灌机,它们具有较高的自动化程度和作业效率,单机控制面积较大,非常实用与机械化程度较高的规模化农业地区;中型喷灌机的典型代表是卷盘式喷灌机,在我国主要有JP40、JP50、JP65、JP75和JP90系列的盘卷型喷灌机,该类喷灌设备在供水管道和水涡轮处会有较大的水头损失,如果采用单喷头配置则会产生较高的入机压力,产生过大的能量消耗;对于小型和轻型喷灌机,多为手推式和手抬式机组,这也是目前国内农业节水喷灌的主要工具。

  (二)喷灌专用水泵

  喷灌专用水泵一般与轻型、小型喷灌设备配套结合使用,目前国内主主要有自吸泵和非自吸泵两种泵及其变形泵,其中前者有50BPZ、65BPZ、80BPZ等8种型号,而后者有65BP、80BP两种型号。除了喷灌专用水泵以外,节水喷灌工程还广泛使用QJ系列的井用潜水电泵等通用水泵,这对上述几种专用的喷灌水泵形成有效的补充。

  (三)管道

  喷灌管道采取地埋固定埋藏的形式,我国多采用铸铁管、钢筋混凝土管、硬质聚氯乙烯管等。只要管件材料满足喷灌工程的技术要求,就可以用于喷灌管道。由于该种形式的喷灌系统需要铺设大量的管道,所以其设备材料费用的80%左右是管道投资。根据上述内容,我们可以看出,通过降低管材的费用,可以有效降低管道喷灌技术的成本,大大提高管道的利用率。例如,可以在机组式喷灌和移动管道式喷灌的基础上,开发和研究复合型管道材料,充分发挥各种材质的机械性能,钢丝网水泥管就是一个典型的例子。

  四、对发展节水灌溉技术的几点建议

  (一)全面提高公民对节水灌溉技术的认识。

  我国水资源短缺,同时又是一个经济发展迅速、社会进步较快、人口增长不断增加的国家,农业节水灌溉技术能够在一定程度上保证我国在用水总量不增加的情况下能够正常进行粮食生产。从这个角度看,发展节水灌溉技术事关全国各族人民,因此我们必须加大对发展节水灌溉技术的宣传力度和教育程度,让全社会的各界人士都了解和关注该项技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。

  (二)建立健全农业节水灌溉技术内在机制。

  国家和政府应该通过对水价、水权进行科学合理的制定和规范,从而实现对农业用水需求的有效调控,削弱和消灭膨胀型低效益的用水需求,坚决杜绝浪费型零效益的用水需求,在全国范围内促进农业灌溉用水的合理优化配置,推进节约灌溉技术的发展。

  (三)节水灌溉技术的发展应有利于广大人民群众。

  首先,节水灌溉技术应完全符合农村的实际需求,也就是要解决一部分社会问题和经济问题,给广大农民带来实惠;其次,节水灌溉技术的相关设备设施的制造行业需要得到一定的发展,因为每一项新技术的推广和应用都会带动一个新产业的发展。我国高效节水灌溉技术的发展和应用,节水灌溉设备制造业也可望能形成一个有相当规模的行业,成为中国加工制造业一个新的增长点,政府部门应使用财政、金融等经济手段加以引导和支持。


 
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