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　　一、技術概述

　　農(nóng)業(yè)節(jié)水節(jié)能灌溉與傳統(tǒng)大水漫灌比較，主要特點是：節(jié)水、節(jié)能、省地、增產(chǎn)。噴灌節(jié)水30％－50％，滴灌節(jié)水50％－70％。噴灌可減少渠道占用耕地10％－20％，增產(chǎn)效果20％－30％。

　　農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉可廣泛應用于蔬菜、花卉、果園、糧食作物和經(jīng)濟作物。尤其是水源不足、耕地不平、山丘地帶等，很難用傳統(tǒng)大水漫灌的場合，可以發(fā)展噴灌、微灌。其發(fā)展前景廣闊，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉技術發(fā)展的方向。節(jié)水、節(jié)能灌溉技術與設備有：噴灌、微灌（包括微噴灌、滴灌、滲灌等）技術設備；為了減少土渠輸水滲漏，我國正在發(fā)展低壓輸水管道和U型防滲渠道。

　　1．噴灌設備有：圓型噴灌機，平移式噴灌機，拖拉機懸掛移動式噴灌機、絞盤式卷管噴灌機；有固定式、半固定式噴灌等。

　　2．微灌技術有：微噴灌、滴灌、滲灌等設備。微灌設備中有滴頭、滴管帶、微噴頭、滲管、過濾裝置等關鍵部件。

　　二、現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢

　　淡水資源緊缺是世界性問題，緩解水資源不足之矛盾，必須在開源的同時，節(jié)約用水。

　　發(fā)達國家都非常重視發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)。英國、德國、奧地利、丹麥等噴灌面積占本國灌溉面積的90％以上，美國約占44％；以色列是缺水干旱的國家，致力于發(fā)展微灌，微灌面積占其總灌溉面積的70％。美國在1981－1991年10年間微灌面積增加了3倍。目前全世界已發(fā)展2000多萬公頃噴灌面積。農(nóng)業(yè)用水利用率比我國高40多個百分點。節(jié)水灌溉設備“三化”水平高，產(chǎn)品技術水平高，品種齊全。

　　我國噴灌面積不斷增加，自1984年以來，大約平均每年增加噴灌面積2萬多公頃，目前約80多萬公頃，微灌面積約6萬公頃。根據(jù)水利部規(guī)劃，2000年要增加節(jié)水（噴、滴灌）面積1000萬畝（66．67萬公頃）。我國目前節(jié)水灌溉－－噴灌、微灌，可是農(nóng)業(yè)用水有效利用率大幅度提高。節(jié)水灌溉是我國21世紀重要產(chǎn)業(yè)。

　　目前，我國節(jié)水灌溉設備如噴灌設備品種單一，固定式噴灌機和移動式機噴頭、接頭形式基本一致，可選擇范圍小，噴頭轉(zhuǎn)動不均勻，易磨損?？癸L噴頭、特殊噴頭有待研究開發(fā)。微灌技術中的國產(chǎn)微噴頭、滴頭，各種形式滴管帶品種更少。此外，系統(tǒng)成套與控制設備，過濾器、施肥器等關鍵技術也急待解決?？蒲薪?jīng)費投入不足，產(chǎn)品開發(fā)步履艱難。

　　三、“十五”目標及主要研究內(nèi)容

　　1．目標

　　通過研究開發(fā)，增加我國節(jié)水灌溉設備品種，提高配套水平，提高使用可靠性和壽命，為不斷增加的節(jié)水灌溉市場，提供更多更好、技術水平高的節(jié)水灌溉設備。尤其是提高關鍵零部件（如過濾器、滴頭、滴管帶、滲灌管等）的使用可靠性、使用壽命。

　　2．主要研究內(nèi)容

　?。?）滾動式噴灌機系列

　　滾動式噴灌機是一種大中型半機械化噴灌機具，它是在人工拆移管道式噴灌系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的。與后者相比，它以整體機動移代替了人工拆卸、搬移，省工省力，工作效率高。

　?。?）拖拉機懸掛式遠射程噴灌機系列

　　拖拉機懸掛式遠射程噴灌機主要由變速（增速）箱、水泵、噴頭、吸水裝置等組成，這些部件借助機架（底座）懸掛在拖拉機后面的液壓提升機構(gòu)上。該機組可沿水渠一邊行走一邊噴灑作業(yè)，也可定點噴灑。該機組的主要優(yōu)點是造價低、轉(zhuǎn)移方便。另外，也是最主要的一點，該機組可以象稻麥聯(lián)合收割機那樣，實現(xiàn)異地流動作業(yè)。因此，有可能象稻麥聯(lián)合收害對收獲行業(yè)的影響那樣，帶來我國節(jié)水灌溉業(yè)的一場革命。

　　（3）大中型旋轉(zhuǎn)式換向噴頭系列

　　大中型旋轉(zhuǎn)式換向噴頭主要用于絞盤式噴灌機、拖拉機懸掛式遠射程噴灌機以及圓形、平移式噴灌機的末端噴頭，也可用于電廠、煤礦、礦山、港口等噴水除塵。進口直徑100mm的噴頭我國尚未研制過；60mm、80mm的噴頭于70年代末研制過，一直未投入生產(chǎn)；40mm、50mm的噴頭雖經(jīng)兩次列項研究，至今質(zhì)量不過關，可靠性差，尤其是換向機構(gòu)。目前，大中型噴頭主要從美國、法國、意大利等國家進口，雖然質(zhì)量好，但價格昂貴。研制大中型旋轉(zhuǎn)式換向噴頭可降低噴灌設備的造價。

　?。?）配套功率≥15馬力的噴灌用自吸式離心泵

　　該系列泵以拖拉機為動力，可以懸掛，也可以托掛，它適用于各種噴灌機和噴灌系統(tǒng)，也可以與拖拉機一起組成移動式泵站，用于野外施工和人畜用水。目前，我國15和18馬力拖拉機的保有量達幾百萬臺。從1994年起，25馬力以上的大中型拖拉機產(chǎn)銷量開始持續(xù)穩(wěn)定增長，1998年保有量達75萬臺。目前還沒有與這些拖拉機配套的噴灌用自吸式離心泵，實際使用中，只能借用其他水泵。這就存在兩個問題：一是我國的水泵大都是依據(jù)配套動力為電動機設計的，轉(zhuǎn)速不一致，且常常是“大馬拉小車”；二是這些水泵都不是自吸泵，每次開泵都需往吸水管里灌水，費時費力，不適用于移動或行走作業(yè)式噴灌機。

　?。?）橋式折射噴頭和小型低仰角搖臂式噴頭

　　橋式折射噴頭和小型低仰角搖臂式噴頭主要用于圓形噴灌機、平移式灌溉機、絞盤卷管式桁架噴灌機和滾移式噴灌機，也可用于溫室噴灌；小型低仰角搖臂式噴頭還適用于固定式噴灌系統(tǒng)和人工拆移管道式噴灌系統(tǒng)。目前上述四種大中型噴灌機的發(fā)展趨勢之一是向低壓精確灌水方向發(fā)展，這就離不開橋式折射噴頭。它裝在管道下面，向下噴水，工作壓力低，灌水均勻，漂移損失小。對搖臂式噴頭來說，在室內(nèi)或無風的條件下，當噴射仰角為25°－30°時，射程最遠。但當風力為3－4級時，射程則大大減小。低仰角噴頭可克服上述缺點。我國需要補充灌溉的地區(qū)大多是多風地區(qū)，由于缺少低仰角噴頭，致使許多噴灌機和噴灌系統(tǒng)在實際使用中灌水均勻度低，甚至出現(xiàn)漏噴。這兩種噴頭需求量較大，目前依賴進口。

　?。?）壓力調(diào)節(jié)器和自動泄水閥

　　壓力調(diào)節(jié)器主要用于圓形噴灌機和平移式噴灌機，特別是這兩種噴灌機配有末端大噴頭的機型。這兩種噴灌機的輸水管很長（可達800mm以上），由于沿程水頭損失，首端和末端的壓力差很大。實踐證明，當壓力差為10％時，同一種噴頭的流量可相差20％。如果不采用調(diào)壓裝置，首端和末端噴頭的流量可相差幾倍到十幾倍，嚴重影響灌水均勻度。目前國內(nèi)采用孔板式調(diào)壓裝置，誤差大，不能批量生產(chǎn)，造價高。壓力調(diào)節(jié)器的另一個重要用途是安裝在滴灌和微灌系統(tǒng)的首部，防止管網(wǎng)上游壓力波動影響灌水均勻度，并防止支管和毛管損壞。該產(chǎn)品目前國內(nèi)尚不能生產(chǎn)。

　　自動泄水閥主要用于圓形噴灌機、平移式噴灌機、滾移式噴灌機和固定式噴灌系統(tǒng)。為減輕重量，上述噴灌機在轉(zhuǎn)移前需要快速排凈管道內(nèi)的存水。為防止凍壞管道和設備，所有節(jié)水灌溉設備都必須放凈內(nèi)部的存水。由于目前國內(nèi)該產(chǎn)品質(zhì)量不過關，嚴重影響機組的可靠性和安全性。

　?。?）波涌灌溉閥系列

　　波涌灌溉是新興起的一種節(jié)水灌溉方式，一般可節(jié)水20－30％。雖然節(jié)水效果不如噴灌和微灌明顯，但由于其具有設備簡單、造價低、操作維護方便等顯著特點，近年來在世界上顯示出強大的生命力。統(tǒng)計資料表明，1998年美國的波涌灌溉面積占灌溉總面積的9．36％。波涌閥是實施波涌灌溉的重要關鍵設備，沒有波涌閥就談不上波涌灌溉。該產(chǎn)品我國目前尚不能生產(chǎn)，需要抓緊研制并批量生產(chǎn)。

　?。?）采用新材料新工藝

　　采用銅合金、鋁合金、不銹鋼、工程塑料等新材料提高耐磨、耐久性研究。