我國節(jié)水灌溉的進(jìn)程已經(jīng)走過半個多世紀(jì)，此領(lǐng)域的設(shè)備升級與技術(shù)應(yīng)用取得了重要進(jìn)展。下面就讓我們一起來看一看我國節(jié)水灌溉的昨天、今天與明天。
圖片來源：Veer圖庫
節(jié)水灌溉的昨天：理論、技術(shù)與裝備均取得重大成就
上世紀(jì)七十年代，我國開始引進(jìn)滴灌、噴灌技術(shù)等高效節(jié)水灌溉技術(shù)與裝備，并建立了若干試驗示范區(qū)；從“六五”到“十二五”，國家科技與水利行業(yè)主管部門開始在節(jié)水灌溉領(lǐng)域設(shè)置噴灌、微灌、低壓管道輸水灌溉、渠道防滲等科研專項，相關(guān)高校、科研單位、企業(yè)均參與進(jìn)來，節(jié)水灌溉從理論、技術(shù)、裝備研發(fā)，到試驗示范、推廣應(yīng)用，都取得了巨大的成績。
在水源工程、輸配水工程和田間節(jié)水工程及灌排用水管理等方面，伴隨著新材料、新工藝、新技術(shù)和信息科學(xué)的發(fā)展，節(jié)水灌溉技術(shù)與裝備也日新月異、發(fā)展迅猛，全國已建成了一批節(jié)水灌溉設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，總體上基本滿足了我國節(jié)水灌溉行業(yè)發(fā)展的需求。
在輸配水科技創(chuàng)新方面，針對各種輸水渠道的斷面優(yōu)化技術(shù)，以及渠道成型機(jī)械都已投入使用，這降低了農(nóng)田水利項目施工難度，也提高了水土資源利用效率。
而渠道防凍脹的研究則延長了灌溉渠道使用壽命，PVC、PE等多種材料管道的研發(fā)直接促進(jìn)了灌溉科技的推廣應(yīng)用。目前，管道輸水技術(shù)、渠道防滲技術(shù)已在全國大部分地區(qū)得到應(yīng)用，推廣面積占比較大。
在管道水力計算、管道防淤堵技術(shù)、管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計等方面，我們也取得了很多成功的經(jīng)驗。例如，噴灌、微灌技術(shù)得到了規(guī)模化的推廣應(yīng)用，大中小型噴灌機(jī)組、各類噴頭、各類微灌設(shè)備和控制裝備等灌溉機(jī)具的使用已成規(guī)模，有效地推動了田間節(jié)水灌溉技術(shù)與裝備的發(fā)展。
而在揚(yáng)水設(shè)備研制方面，計算流體力學(xué)技術(shù)被廣泛應(yīng)用。不同類別、不同用途的農(nóng)用水泵被相繼開發(fā)出來，提高了揚(yáng)水效率，水泵節(jié)能技術(shù)也在不斷推廣。
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在井灌區(qū)發(fā)展低壓管道輸水灌溉技術(shù)、在渠灌區(qū)發(fā)展渠道防滲技術(shù)也是節(jié)水灌溉主要應(yīng)用方式。在灌區(qū)，新型抗凍材料、新型防滲材料得到廣泛應(yīng)用，利于生態(tài)環(huán)境的渠道襯砌也日益受到重視，基于農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合的灌區(qū)地面灌溉技術(shù)、渠改管技術(shù)、測控水技術(shù)也成為節(jié)水灌溉技術(shù)的重點。
非充分灌溉、作物需水調(diào)控等技術(shù)也為管理節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水提供了技術(shù)保障，而排水技術(shù)的發(fā)展也為易漬區(qū)、鹽堿地作物高產(chǎn)種植提供了技術(shù)支撐。
節(jié)水灌溉的今天：噴灌與微灌技術(shù)
噴灌作為一種先進(jìn)的灌水技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于世界各國農(nóng)業(yè)灌溉中。我國在上世紀(jì)八十年代末和九十年代初，引進(jìn)國外生產(chǎn)線生產(chǎn)的ZY、DY型等系列的噴頭投放市場，總體上提高了噴頭產(chǎn)品質(zhì)量，基本上能夠滿足使用要求。
新材料的應(yīng)用使得復(fù)合材料噴頭的性能得以提高，同時噴頭的價格也便宜了。而部分卡脖子部件（如彈簧、密封件等）的性能也正在逐步改進(jìn)，并且，在價格上能做到比國外產(chǎn)品更便宜，可廣泛應(yīng)用于大田作物、園林綠地以及降溫除塵等工程。
噴灌工程輸配水設(shè)備的材料包括金屬合金制品、塑料制品。近年來鋁合金噴灌管及管件已基本滿足使用要求，新型復(fù)合材料也被廣泛應(yīng)用，田間閘管系統(tǒng)也基本實現(xiàn)系列化、規(guī)范化生產(chǎn)。
噴灌機(jī)組在我國也有40余年的使用歷史，國產(chǎn)大中型噴灌機(jī)組也從單一的定量單噴頭噴灑，發(fā)展到現(xiàn)在的變量智能多噴頭噴灑，與之配套的噴頭結(jié)構(gòu)已在性能與適用性上大大提高。
平移式、時針式噴灌機(jī)組也從當(dāng)初的定量噴灑，基本實現(xiàn)了變量、智能化精準(zhǔn)灌溉施肥，在規(guī)?；?jīng)營的土地上深受用戶歡迎。輕小型噴灌機(jī)組操作簡單、維修方便、一次性投資較小，在水資源短缺的坡地、丘陵或水源小而分散的地區(qū)深受農(nóng)民歡迎。
河南省新鄉(xiāng)市七里營平移式噴灌機(jī)組（圖片來源：作者）
河南省新鄉(xiāng)市七里營固定升降式噴灌（圖片來源：作者）
微灌技術(shù)發(fā)展較快，是一種適用性非常強(qiáng)的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。它包括滴灌、微噴灌、涌泉灌等形式，既可以放在地表，也可以埋到地下；既可應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉、園藝灌溉，也可應(yīng)用于大田經(jīng)濟(jì)作物、糧食作物灌溉。
首部樞紐是微灌系統(tǒng)最核心的部分，包括過濾、施肥、安全、自動控制等各部分。其中，過濾設(shè)備包括離心過濾器、砂石過濾器、疊片式過濾器、網(wǎng)式過濾器等，工程應(yīng)用中，通常根據(jù)水源情況選擇2-3種進(jìn)行組合，而對過濾器的反沖洗也由過去的手動，發(fā)展為如今的自動智能。
水肥一體化施肥設(shè)備與微灌輸配水設(shè)施的高效融合，大大助推了微灌技術(shù)的快速發(fā)展。常用的施肥器有壓差式施肥罐、開敞式肥料桶、文丘里注入器及施肥泵等，既有手動也有自動，智慧化灌溉施肥是未來微灌發(fā)展的重點。
微灌灌水器包括滴頭、微噴頭、滴灌帶（管）、微噴帶等。滴頭從早期的孔口式、微管式，發(fā)展到補(bǔ)償式、長流道式等多種形式；微噴頭從早期的折射式，發(fā)展到折射式、縫隙式、旋轉(zhuǎn)射流式并存，并結(jié)合流量調(diào)節(jié)器配套使用，提高了微灌灌水均勻度；滴灌毛管大多采用管道與灌水器一體化生產(chǎn)，其配水形式隨生產(chǎn)工藝革新、新材料應(yīng)用而變得品目較多，常用的有邊縫式、內(nèi)鑲式、管內(nèi)補(bǔ)償式、迷宮式、微孔式等滴灌帶（管）。
新疆昌吉州溫室智能微灌施肥首部系統(tǒng)（圖片來源：作者）
節(jié)水灌溉的明天：技術(shù)創(chuàng)新使灌溉更智能
技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)了節(jié)水灌溉的自動化、智能化、智慧化發(fā)展。智能灌溉系統(tǒng)能夠基于土壤墑情、天氣預(yù)報、作物耗水等情況進(jìn)行灌溉自動監(jiān)測、分析預(yù)報，實現(xiàn)定時、定量、定次的科學(xué)灌溉，在全國各地的高效節(jié)水灌溉、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中已經(jīng)得到示范應(yīng)用。
灌區(qū)的信息化建設(shè)也是國家大中型灌區(qū)續(xù)建配套，以及現(xiàn)代化節(jié)水改造的重要內(nèi)容，并已在全國多個灌區(qū)開展了試點建設(shè)。它是以提高灌溉水利用效率和灌區(qū)信息化管理水平為目標(biāo)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，來構(gòu)建灌區(qū)用水信息采集、傳輸、存儲、分析及決策的智慧用水技術(shù)的大數(shù)據(jù)平臺，通過它，能夠?qū)崿F(xiàn)灌區(qū)水資源的高效利用，促進(jìn)灌區(qū)社會經(jīng)濟(jì)、資源、生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
