浅谈我国喷灌技术

浅谈我国喷灌技术

摘要：我国是一个水资源严重短缺的国家,喷灌技术的发展对我国农业节水有重要的意义。我国喷灌的发展经历从引进到仿制创新，从自发研制到国家组织、计划攻关，在品种繁杂到系列化、标准化的过程，其中有高潮也有低谷。经过近40a的发展，中国的喷灌出现了设备生产混乱、性能差、系列化程度低、自有技术少、科技水平落后等一些问题，同样也存在投资与效益、喷灌工程与中国农村现行体制不配套、管理方面的问题。文中提出了我国喷灌发展的对策：一是开发适合中国国情的喷灌机组，降低价格，形成中国特色的喷灌系列产品；二是加大科研力度，拥有一批具有自主产权的专利技术；三是加快设备研制与产业化进程；四是因地制宜地发展喷灌，讲求社会、经济、生态效益并举；五是增加政府投入，强化喷灌工程统一管理；六是加大大型喷灌机的研发与推广。

关键词：喷灌；发展；问题；对策

我国是一个水资源严重短缺的国家，随着我国经济的快速发展和人口增加，工业和城市用水量也在猛增，而传统的大面积漫灌方式所消耗的用水量依然占全国总用水量的70%以上，水有效利用率只有30%～40%，仅为发达国家的一半，水资源的严重浪费已影响到国家经济的可持续发展。根据2011年中国水利统计年鉴，截止到2010年年底，喷灌面积占灌溉面积的比例为5.01%，传统的地面灌溉方式占灌溉面积的73.93%，所以通过喷灌技术节水在我国仍有相当大的发展空间和潜力。喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉目的的一种高效节水灌溉方式。一般说来，其明显的优点是灌水均匀，占耕地少，节省人力，对地形的适应性强。主要缺点是受风力影响大，设备投资高。

1 我国喷灌技术的发展历程和现状

1.1 喷灌技术的发展历程

从20世纪50年代初开始，我国开始发展喷灌技术。60多年来我国喷灌技术的发展可以总结为试验研究、引进与研发并进、高效发展和稳步发展４个阶段。

（1）从20世纪50年代到70年代末为试验研究阶段，这一阶段总体上是我国对喷灌技术的初步探索过程，由于设备品种少、缺陷多，喷灌技术仅限运用于试验田地和少部分灌区内。（2）从20世纪70年代末到90年代中期为引进、研发并进阶段，在这个阶段我国积极引进国外的喷灌设备和喷灌机组，在此基础上消化吸收，研发自己的喷灌设备：手抬式轻型喷灌机、小型手推车喷灌机、大型电动平移式喷灌机和中心支轴式喷灌机等，还研制生产了PY1、PY2金属摇臂式、折射式、互控和自控式射流喷头；PVC硬塑料管和管件等。（3）从20世纪90年代中期到21世纪为初高效发展阶段，国家将发展节水灌溉作为一项基本国策，给予了资金上的倾斜，喷灌技术作为我国发展较早并取得过很好效果的节水灌溉技术，进入了高效发展阶段。（4）从21世纪初到现在为稳步发展阶段。21世纪是高新技术蓬勃发展的世纪，我国面临人口、资源、环境等多重压力，要保持农业的高速发展，就必须依靠科技进步，依靠高新技术。国家大力支持高效节水灌溉的发展。2011年中共中央印发的１号文件中指出：突出加强农田水利建设，大力发展节水灌溉，推广喷灌滴灌等技术。我国的喷灌技术已进入平稳期。

1.2 喷灌技术的现状

世界喷灌经过一个世纪的发展，目前向精确灌溉技术方向发展，包括低能耗精确灌溉法和变量施水精确灌溉两个方面。低能耗精确灌溉法主要应用于水资源日益紧缺和能源紧张的干旱半干旱地区，变量施水精确灌溉技术早期主要集中在肥料、养分、杀虫剂和杀草剂的喷施，随后发展到变量施水和精确灌溉。我国基于GPS、GIS和RS的变量施水精确灌溉技术目前处于讨论阶段，喷灌系统中各种要素之间的定性定量关系的系统研究较少，计算机辅助均匀度分析和系统设计方法在实践中应用欠缺，系统成套与控制设备等关键技术也亟需研发。目前喷灌设备在我国的生产，从品种、数量到质量都有了很大的发展和提高，基本配套设施可以满足喷灌发展的要求。喷灌技术结合中国推广技术要求形成了以下几种喷灌系统:移动式、半固定式、固定式；在机组方面分为大型机组、轻小型机组、固定自动化机组等形式，分别可用于大田作物、经济作物、草地、园林等。喷灌设备的发展一定程度上朝着“适用、成套、可靠、高效”方向在不断努力。

2 我国喷灌技术存发展面临的问题

喷灌技术的发展对中国节水农业起到了积极的推动作用。在产品方面由于存在制造工艺以及耐久性、可靠性、成本等问题，过去研制生产的20多种PY系列喷头应用越来越少；自主开发的10多种型号的全射流喷头，由于射流导向小孔易堵塞且元件易损耗等问题在实际农业生产中未全面普及；另外，农田灌溉目前主流产品是引进技术生产的ZY系列喷头；此外，在喷灌机方面，研制生产了系列中心支轴式喷灌机和平移式喷灌机，还有系列小型汽油、柴油喷灌机组；利用引进技术生产了系列卷盘式喷灌机组。仅从量上看，喷灌设备可满足发展的需要，但还存在设备水力性能有待提高、系列化程度不高等问题。

2.1 技术上的问题

（1）设备生产混乱

目前，我国的喷灌行业还没有形成具有绝对优势的龙头企业。据统计，全国共有300多家生产节水灌溉设备的企业，仅有少数几家引进国外成套生产设备；绝大多数企业生产产品性能与质量水平不高，其企业规模小、技术水平低、加工设备和工艺落后，甚至存在作坊式生产的现象，曾经在1999年，50多种节水灌溉产品来自中国16个省市的35家企业，由国家质量监督局会同水利部进行了抽检，结果表明:铝合金管、PVC管及喷头的合格率分别为72.7%，63.6%，80.0%。存在的主要问题包括:铝合金管的壁厚较薄，胶圈的密封自泄、管件耐压及结构、PVC的耐压及扩口较为突出。

另外，国内一些喷灌企业的质量并不高，只是对国外产品进行简单模仿，由于对一些关键设备没能完全掌握其技术要求，加上生产材料不过硬，生产出的产品在性能上还存在一定的差距，不能完全满足喷灌技术发展的需要。

（2）产品性能较差、系列化程度低

目前我国喷灌设备存在的问题一直是规格品种不全，适应性差。如喷头的品种少、规格单一，不能适应多变的地形和气候条件。另外可靠性、耐久性和成套性不高。如加压和自动调压设备不可靠；铝合金管道系统壁薄而不均匀，管件加工粗糙，快速接头漏水严重；喷头类旋转性不好，雾化程度低，喷洒均匀度差，近处水量分布较少，换向机构不可靠；喷灌机多为仿制产品，缺乏成套性，从外