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淺談中心支軸式噴灌技術(shù)的發(fā)展前景

2016-03-12 12:52呂旺
河北水利 2016年8期
關(guān)鍵詞:軸式灌溉水利用系數(shù)

□呂旺

淺談中心支軸式噴灌技術(shù)的發(fā)展前景

□呂旺

近年來,國(guó)家高度重視華北地區(qū)地下水超采問題,2014年國(guó)家實(shí)施地下水超采綜合治理項(xiàng)目,該項(xiàng)目的實(shí)施將有效的遏制地下水位的下降,大大改善地下水環(huán)境。提高灌溉水有效利用系數(shù),是治理地下水超采的有效措施。2015年我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉用水有效利用系數(shù)達(dá)到0.53,比發(fā)達(dá)國(guó)家0.7~0.8的水平還有很大差距,作為農(nóng)業(yè)用水大戶,灌溉水有效利用系數(shù)還有很大的提升空間。中心支軸式噴灌作為大型噴灌,適用于規(guī)模經(jīng)營(yíng)的農(nóng)場(chǎng)和較大灌溉面積,節(jié)水效果明顯、技術(shù)成熟、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行費(fèi)用低、適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用相對(duì)較廣,當(dāng)前我省正在積極推進(jìn)土地流轉(zhuǎn),在技術(shù)上和管理上具有較好的發(fā)展前景。

1.中心支軸式噴灌灌溉技術(shù)特點(diǎn)

中心支軸式噴灌機(jī)工作時(shí)噴灌機(jī)像鐘表針一樣圍繞中心支軸旋轉(zhuǎn),所以又稱指針式噴灌和圓形噴灌,該項(xiàng)灌溉技術(shù)是目前應(yīng)用比較廣泛的一種節(jié)水灌溉技術(shù)。是將噴灌機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)支軸固定在灌溉面積中心,固定在鋼筋混凝土支座上,支軸座中心下端與井泵出水管或壓力管相連,上端通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)彎管連接,通過桁架上的噴灑系統(tǒng)向作物噴水進(jìn)行農(nóng)田灌溉,以充分滿足作物的需水要求。中心支軸式噴灌機(jī)組成部件包括金屬(鋼)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、灌水系統(tǒng)和可選配置5個(gè)部分,具有自動(dòng)化程度高和灌溉均勻度高等優(yōu)點(diǎn),節(jié)省水資源和人力成本,比傳統(tǒng)灌溉節(jié)水30~50%,比地面灌溉節(jié)省90%以上的勞動(dòng)力;適應(yīng)性強(qiáng),可灌溉坡度小于30°以內(nèi)的地形,具有較強(qiáng)的爬坡能力,適用于所有作物和土壤;對(duì)作物可進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉,管理方便、灌溉水有效利用系數(shù)高;對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和規(guī)?;哂型苿?dòng)作用。

2.中心支軸式噴灌輸水灌溉技術(shù)發(fā)展概況

中心支軸式噴灌起源于美國(guó),至今已有60多年,經(jīng)過多年發(fā)展技術(shù)已成熟,設(shè)備運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定,在土地資源豐富和勞動(dòng)力匱乏的地區(qū)和國(guó)家得到了大力推廣。目前,我國(guó)中心支軸式噴灌也得到了快速發(fā)展。

2.1 國(guó)外中心支軸式噴灌輸水灌溉技術(shù)發(fā)展概況

最早發(fā)明的中心支軸式噴灌機(jī)為液壓驅(qū)動(dòng)和水力驅(qū)動(dòng)為主,是美國(guó)的維蒙特公司生產(chǎn),在20世紀(jì)50年代初,60年代中期,中心支軸式噴灌機(jī)研發(fā)升級(jí)出現(xiàn)了電力驅(qū)動(dòng)。美國(guó)應(yīng)用最為廣泛,節(jié)水、節(jié)能、增效等方面效果顯著,而后全世界得到了廣泛的應(yīng)用,中心支軸式噴灌機(jī)被稱為自從拖拉機(jī)取代耕畜以來,意義最重大的農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)明。由于中心支軸式噴灌機(jī)單機(jī)控制面積、灌溉質(zhì)量好、自動(dòng)化程度高,尤其是中心支軸式噴灌機(jī)對(duì)地形的適應(yīng)性強(qiáng),對(duì)水源的要求低,因而非常適應(yīng)人多地少地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2.2 國(guó)內(nèi)中心支軸式噴灌輸水灌溉技術(shù)發(fā)展概況

河北省大曹莊農(nóng)場(chǎng)是我國(guó)應(yīng)用中心支軸式噴灌機(jī)最早的,該農(nóng)場(chǎng)自1978年引進(jìn)大型噴灌以來,我國(guó)正式拉開了研究中心支軸式噴灌機(jī)的序幕,經(jīng)過五年的研究,1982年我國(guó)首臺(tái)中心支軸式噴灌機(jī)研制成功?,F(xiàn)在我國(guó)中心支軸式噴灌機(jī)技術(shù)已成熟,大部分元件均可國(guó)產(chǎn),甚至一些技術(shù)已進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。近年來我國(guó)中心支軸式噴灌機(jī)發(fā)展較快,在黑龍江、內(nèi)蒙古、山西、河北、甘肅等地得到應(yīng)用,從農(nóng)作物灌溉、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益方面看效果顯著,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)中心支軸式噴灌機(jī)的企業(yè)有民營(yíng)股份制企業(yè)、中外合資企業(yè)和外資企業(yè),其中一些民營(yíng)股份制企業(yè)已成為大型噴灌機(jī)生產(chǎn)的龍頭企業(yè)。

3.中心支軸式噴灌灌溉技術(shù)存在的問題及發(fā)展方向

中心支軸式噴灌只能進(jìn)行圓形噴灑,模式相對(duì)固定,對(duì)噴灑范圍內(nèi)地上要求不能有樹木、建筑物和其他障礙物,技術(shù)要求高需要有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作,非專業(yè)人員操作不當(dāng)會(huì)影響噴灌機(jī)的正常運(yùn)行。噴頭的配置選型要求專業(yè),選型不當(dāng)容易產(chǎn)生徑流,風(fēng)速大于3級(jí)以上,影響噴灑效果。

中心支軸式噴灌經(jīng)過60年的發(fā)展,技術(shù)得到了快速提升,生產(chǎn)工藝已經(jīng)比較成熟。近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)民外出務(wù)工,農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏,農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)加快,規(guī)?;?jīng)營(yíng)將成為今后土地種植發(fā)展趨勢(shì),中心支軸式噴灌將迎來黃金發(fā)展期。未來中心支軸式噴灌發(fā)展方向:一是解決矩形地塊噴灑圓外邊角地,提高土地利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低設(shè)備投入及運(yùn)行成本。二是統(tǒng)一產(chǎn)品配件的標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)械自動(dòng)化程度。三是加強(qiáng)對(duì)綜合技術(shù)的開發(fā),現(xiàn)有噴灑農(nóng)藥和施肥的技術(shù)還不是特別成熟,應(yīng)加快該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā),提高水肥利用率。四是加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的研制,對(duì)電機(jī)加速器、低壓噴頭、管道增壓泵及新材料等的研制,希望能夠開發(fā)出更多經(jīng)久耐用的灌溉產(chǎn)品。

總之,中心支軸式噴灌適用性強(qiáng)、節(jié)水明顯,灌溉技術(shù)已相對(duì)成熟,經(jīng)過今后的不斷完善和提高,能夠成為提高灌溉水有效利用率和節(jié)水灌溉發(fā)展的主流設(shè)備?!?/p>

2016-08-09

呂 旺,男,漢族,河北省水利技術(shù)試驗(yàn)推廣中心,工程師。

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