排灌機械是農(nóng)田水利工程的基礎(chǔ)保障設(shè)備，廣泛應(yīng)用于灌溉、排澇、防洪以及供水等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水利建設(shè)中。然而目前，我國排灌機械還存在系統(tǒng)能耗高、適應(yīng)性差、智能化程度較低等問題。日前，在江蘇省徐州市召開的第三屆全國節(jié)水灌溉裝備與技術(shù)戰(zhàn)略研討會上，與會專家圍繞農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉、排灌機械發(fā)展方向等話題展開了熱議。
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農(nóng)田灌溉水有效利用率僅53%
亟待發(fā)展高效排灌設(shè)備
據(jù)介紹，我國淡水資源總量占世界的6%，位列世界第四位，然而人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4，在世界上排到了125位。而且水資源時空分布不均，南多北少、東多西少、夏秋多冬春少。在水資源短缺的剛性制約下，每年農(nóng)業(yè)需灌溉用水3600億立方米，用來生產(chǎn)占世界26%的農(nóng)產(chǎn)品，養(yǎng)活占世界20%的人口。
“人多、地少、水缺是我國的基本國情，但缺水比缺地更嚴(yán)重。”農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心首席專家高祥照指出，在這占世界6%的水資源中，其中60%的水資源是用于農(nóng)業(yè)。全國水資源綜合規(guī)劃成果顯示，全國多年平均缺水量為536億立方米，其中農(nóng)業(yè)缺水約300億立方米。特別是北方地區(qū)缺水嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)用水面臨的挑戰(zhàn)更大。
內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院教授史海濱舉例說：“由于水資源嚴(yán)重短缺，內(nèi)蒙古河套灌區(qū)引黃水量急劇減少。引黃水量從50億立方米，減少到2010年的36.4億立方米，減少27.2%了。”
城市發(fā)展要依水而立，農(nóng)業(yè)發(fā)展也因水而興，我國65%的瓜果蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品都需要排灌機械澆灌。與會專家一致認(rèn)為，發(fā)展高效排灌裝備是農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的裝備保證，然而現(xiàn)實卻并不樂觀。
“目前我國排灌機械低端產(chǎn)品比較多，高端產(chǎn)品少，產(chǎn)品能耗高、適應(yīng)性差、智能化程度較低，在這些方面與國際品牌相比還有較大差距。”中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會排灌機械分會主任委員、江蘇大學(xué)校長袁壽其說：“我國現(xiàn)有的20.25億畝耕地中，有10.73億畝是沒有灌溉條件的‘望天田’。已建成的9.52億畝灌溉耕地，灌溉水有效利用率也只有53％，遠(yuǎn)低于世界先進水平的80%。”
“不僅排水灌溉設(shè)施不完善，還存在用水管理粗放、浪費嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。”水利部灌排中心主任李仰斌指出，目前，還有91%的灌區(qū)采用地面灌水技術(shù)，在一些自流灌區(qū)，大水漫灌現(xiàn)象常見。“全國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅0.53，這也就是說灌區(qū)水量中有一半左右在輸水、配水和田間灌水過程中損失掉了。”
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排灌設(shè)備發(fā)展?jié)摿薮箨P(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)仍需突破
盡管排灌機械目前還存在不少問題，但袁壽其還是充滿信心地說：“各方都在關(guān)注這個問題，我看排灌機械發(fā)展大有希望。”農(nóng)田灌溉是農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點任務(wù)，目前已上升到國家層面，如果排灌機械這一短板補齊，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化有望盡早實現(xiàn)。
近些年，我國相繼出臺了《全國大型灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃》《重點中型灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃》《全國小型農(nóng)田水利工程建設(shè)規(guī)劃》《全國大中型泵站更新改造規(guī)劃》《全國節(jié)水灌溉發(fā)展規(guī)劃》等文件。2010年，節(jié)水灌溉設(shè)備已被納入農(nóng)機購置補貼目錄。2011年出臺的《國家農(nóng)業(yè)節(jié)水綱要（2012～2020年）》提出，到2020年要完成434處大型灌區(qū)和2157處重點中型灌區(qū)節(jié)水改造任務(wù)；對大中型灌溉排澇泵站實行更新改造；建設(shè)一批新灌區(qū)，增加灌溉面積533萬公頃……
“隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)排灌事業(yè)已經(jīng)進入一個新的發(fā)展階段。”李仰斌強調(diào)，要建設(shè)現(xiàn)代化排灌工程，當(dāng)下還有一些關(guān)鍵技術(shù)需要突破提高。如實現(xiàn)排灌泵站節(jié)能技術(shù)改造；推廣以小水源開發(fā)利用、風(fēng)光互補提水設(shè)備、高效蓄水和引水為主的農(nóng)牧區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)；大中型灌區(qū)全渠道控制技術(shù)研發(fā)，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制灌溉；發(fā)展高效的微噴灌機械和自動化技術(shù)與設(shè)備等。
如何發(fā)揮排灌設(shè)備節(jié)水潛力，中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會排灌機械分會主任委員、江蘇大學(xué)校長袁壽其認(rèn)為，發(fā)展高效、節(jié)能和環(huán)保的技術(shù)和產(chǎn)品已成為排灌機械技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，是產(chǎn)品設(shè)計、制造的主要方向，智能化與信息化是排灌機械行業(yè)全面提高發(fā)展質(zhì)量和核心競爭力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將互聯(lián)網(wǎng)平臺和信息通信技術(shù)融合到產(chǎn)品全生命周期，實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，形成“互聯(lián)網(wǎng)+排灌機械標(biāo)準(zhǔn)件”是未來的一個發(fā)展模式。“十三五”期間應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)化為引領(lǐng)，以新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用和技術(shù)設(shè)備的集成化、成套化、系統(tǒng)化、通用化、多元化為引擎，推動排灌機械行業(yè)向高品質(zhì)方向發(fā)展。
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發(fā)揮節(jié)水灌溉設(shè)備效能
因地制宜很關(guān)鍵
根據(jù)不同地區(qū)的實際情況，因地制宜地研究灌溉設(shè)備的運行管理機制，才能使國家投資高效節(jié)水灌溉項目發(fā)揮更大的效益。
史海濱介紹了在內(nèi)蒙古河套地區(qū)糧油作物推廣的5種節(jié)水技術(shù)，“以精細(xì)地面灌溉技術(shù)為例，包含農(nóng)田激光控制土地、水平畦田灌溉技術(shù)和作物立體種植畦溝結(jié)合灌溉技術(shù)三個環(huán)節(jié)，其中在水平畦田灌溉要素優(yōu)化技術(shù)這一環(huán)節(jié)，在玉米地示范，畦田灌溉可使玉米增產(chǎn)14.86%，平均水分利用效率高27.14%，節(jié)水增產(chǎn)效果較為明顯。”
而在我國南方及北方的一些水稻灌區(qū)則推廣了水稻節(jié)水灌溉技術(shù)。水利部科技推廣中心與產(chǎn)業(yè)處處長肖新民解釋，“這種技術(shù)模式是在水稻全生育期需要灌溉的大部分時期內(nèi)，在田面不設(shè)水層或只設(shè)淺水層面，采取濕潤灌溉或薄水灌溉，這樣就可以大幅度降低稻田的滲漏量和水面蒸發(fā)量，從而使稻田用水量降低20%～50%。而且每畝地用水量可控制在300立方米，節(jié)水效果顯著。”
我國部分地區(qū)地形較復(fù)雜、水源分散、地塊零星、缺少電力供應(yīng)，輕小型噴灌機就可發(fā)揮作用。“輕小型噴灌機組是我國一種比較有代表性的灌溉設(shè)備，作業(yè)機動靈活，適應(yīng)我國農(nóng)村發(fā)展的需要，受到農(nóng)戶歡迎，是國家鼓勵、支持并優(yōu)先推廣應(yīng)用的節(jié)水灌溉設(shè)備。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所范永申說。在水利部農(nóng)灌所七里營試驗基地，使用研究所研制的小型噴灌機進行灌溉，與傳統(tǒng)灌溉方式相比節(jié)水率達(dá)40.4%，灌溉水利用系數(shù)能達(dá)到0.85。
近年來，節(jié)水灌溉裝備受到農(nóng)民歡迎，也引起了企業(yè)關(guān)注。江蘇華源節(jié)水股份有限公司總經(jīng)理邱志鵬介紹，“公司主要生產(chǎn)電動系列卷盤式噴灌機，針對不同的農(nóng)田規(guī)模，研發(fā)了大中小型噴灌機，可用于多種農(nóng)作物的灌溉和抗旱，由于采用智能控制技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的水渦輪調(diào)速回收更精準(zhǔn)，能耗平均降低了10%，灌溉均勻性達(dá)90%，就實現(xiàn)了智能精準(zhǔn)節(jié)能灌溉。”
