中國節水灌溉裝備發展現狀、問題、趨勢與建議

童少福

（安徽省鳳臺縣水利局，安徽 淮南 232100）

摘要：中國是水資源比較匱乏的國家，因此節水非常的重要，特別是農業方面的節水。因為節水灌溉裝備對提高農業色用水效率有著很重要的作用，尤其是能夠增加農民的收入和保護生態環境，最重要的方面就是實現了水資源的節約，進而推動資源的可持續發展。經過多年的努力之后，我國的節水灌溉裝備在理論和技術方面都取得了一定的進步，但是還存在一定的問題，如自主研發的能力比較差，產品的質量和可靠性還應該進一步提升。本文重點介紹可再生能源節水灌溉技術。

關鍵詞：節水灌溉裝備；現狀；問題；趨勢；建議

1發展現狀、存在問題及發展趨勢

1.1發展現狀

想要節水灌溉設備能夠正常使用的話，能源的供給必須跟得上。因為農村的土地很分散，而且在比較偏遠的地區進行農業生產配套的電網的投資和難度大，柴油機需要移動式，運行的成本比較高。在很多地區，日照比較充足，適合開發太陽能資源，在水資源充足的地區充分利用水資源，進行水能資源的開發，如果風能資源充足，可以進行風能資源的開發。

首先，光伏水泵技術。將該技術和農業灌溉技術進行有效的結合，其優點是低能消耗和節約資源，應用的前景非常的好，具有比較大的經濟效益和社會價值。太陽能光伏提水灌溉系統的原理是利用光伏發電系統、光伏水泵系統和灌溉系統等作用，這里面最重要的是光伏水泵提水系統。在上個世紀的七十年代，國外已經出現了光伏水泵提水技術，最早研究費項目是水泵、直流電動機與電池板直接耦合的系統，但是維護不是很方便。

其次，低水頭小型和微型水電灌溉技術

在歐盟地區，水電開發已經非常成熟，相關的調查顯示，在歐盟地區，小水電主要包括低水頭和超低水頭的小型和微型水電。因為環境的復雜性和多樣性，小型水電技術和設計還存在一定的問題和不足，在進行電站、機組的設計中會出現成本增加的情況，而且降低了該種設備的利用率。

1.2存在的問題

第一，太陽能節水灌溉技術

首先，光伏水泵系統的配置不合理。光伏水泵系統有兩類，帶蓄電池和不帶蓄電池兩種，現階段，使用光伏水泵的情況比較多，而且都采用太陽能光伏電池和直流電動機直接耦合的方式，可以不使用蓄電池。但是，這種系統的功率比較下，無法大規模推廣使用。如果是大功率光伏水泵系統，使用交流電動機比較適合。但是，為了穩定保證水泵的穩定性，應該使用大容量的蓄電池，但是這不僅是初期的投資成本增加，而且也增加了維修的成本，降低系統的可靠性，降低了使用的年限。此外，還會造成一定的環境污染。

其次，光伏水泵產品的可靠性能有待提高。如果是一般的水泵機組的話，有穩定的轉速，而且額定的功率能夠得到滿足。但是如果是光伏水泵機組的話，功率是不斷變化的，因此想要保證有額定點的話比較困難，同時不節約經濟，因此需要研究高效運行的泵水力模型。當前，我國還沒有這方面的研究，現有的設計方式都比較常規，不僅運行的效率低，而且沒有很好的可靠性。

最后，光伏水泵與灌溉系統的匹配性較差。因為光伏水泵系統的運行是有變化的，主要隨著光照變化，而且還收到環境和溫度的影響，因此會造成光伏水泵系統的設計、評價和優化過于復雜。因此，應該設計合理的光伏水泵系統，不斷提高其供水的可靠性，主要的方式就是設計出在不同的光照條件下能夠出水。

第二，低水頭發電、風能等節水灌溉技術

在農田灌溉中，可再生能源的研究成果很少利用，水電和風電能夠很好的發展，主要是因為其能夠解決生活用水，但是節約灌溉需要小型的可再生能源，研究也比較少。

1.3發展趨勢

第一，光伏發電技術在不斷的提升，發展比較快，隨著薄膜太陽能光伏電池的出現，不斷促進了光伏發電率的提升，促進光伏水泵系統向著大功率的方向發展。所以，光伏水泵系統有很好的發展趨勢。

第二，小規模和小型水電和風電比較適合在節水灌溉中使用。

第三，如果是太陽能單獨發電，或者風能單獨發電的話，穩定性不強，不能保證其穩定性和連續性。但是在多數的情況下，太陽能和風能之間可以實現互補，如在晴朗的天氣的話，利用太陽能發電，如果是夜間沒有太陽或者陰雨天氣的話，可以利用風能進行發電。如果是在風和太陽都齊備的情況下，可以同時使用太陽能和風能。所以，風能和光能之間的互補性了其單獨使用的不足之處，進而實現發電的全天候。因此，進行光能和風能的的互補提水灌溉是未來的發展方向。

第四，在農村地區，進行生物質能源灌溉系統的建設也是很好的趨勢之一。

2節水灌溉裝備發展建議

2.1丘陵山區節水灌溉綜合配套技術研究

丘陵山區低水頭發電、太陽能提水加壓技術。首先，對山區丘陵地區的小水庫和蓄水池進行必要的開發，可以使用太陽能光伏技術，不斷為山區生活和節水灌溉系統提供電力；其次，不斷研制適合丘陵地區的太陽能光伏水泵系統；最后，對進行微噴灌設備的建設。

2.2低成本高效噴、微灌技術

首先，進行過濾器的研制，其主要的特點是清潔、結構簡單和維護操作便利等，而且輕便耐用；其次，研制出比較高校的專用泵，主要適用于噴灌和滴灌系統中。最后，進行流量調節裝置的研究。

2.3清潔能源節水灌溉裝備和技術

首先，如果是水能 比較豐富的地區，可以進行小型水電節水灌溉系統的建設；其次，如果是陽光充足的地區，充分開發太陽能的作用；最后，如果是風能比較充足的地區，可以進行小型和微型風電灌溉系統的開發；最后，建立風能、太陽能、生物能等各種資源互補的節水灌溉系統。

參考文獻

[1]郎景波，李瑩，李鐵男. 國內外大型噴灌機生產的發展歷程和現狀[J].節水灌溉，2011（ 9） ： 42 - 43，46.

[2]潘中永，劉建瑞，施衛東，等. 輕小型移動式噴灌機組現狀及其與國外的差距[J]. 排灌機械，2003，21（ 1） ：25 - 28.