我國節(jié)水灌溉材料設備現狀及發(fā)展方向

我國節(jié)水灌溉材料設備現狀及發(fā)展方向

摘要：節(jié)水灌溉是一基現代化的工程式技術，無論是工程節(jié)水，還是農藝節(jié)水、管理節(jié)水都必須建立在節(jié)水灌溉材料設備實現產業(yè)化生產的基礎上，可以說，這是大規(guī)模及節(jié)水灌溉必須解決的前提條件之一。通過20多年來的努力，我國在節(jié)水灌溉技術研究和工程式實踐上已具備一定的基礎，相比之下，支撐產業(yè)和相關產業(yè)發(fā)展緩慢，難以適應目前大規(guī)模普及節(jié)水灌溉的需要，現狀不容樂觀

關鍵詞：節(jié)水灌溉材料設備現狀發(fā)展方向

一、節(jié)水灌溉材料設備的現狀

不同形式的節(jié)水灌溉工程所用設備存在一定的共性，但更多的是特性，故設備往往是圍繞各種節(jié)水灌溉技術開發(fā)和配套的，形成各自的體系。當前市場上需求程材料設備、管道輸水工程式材料設備等到。

噴灌設備

我國目前生產的噴灌設備主要是大、中、小、輕型噴灌機、噴灌用水泵、噴灌用地埋管道和地面移動管道、噴頭、附屬設備等。據統計，截止到1997年底，我國噴灌工程面積已達1900萬畝，其中約75%采用輕、小型噴灌機，大中型噴灌機的噴灌面積約占10%，半固定管道式噴灌約占15%左右。

1噴灌機

大型噴灌機。目前我國生產的大型噴灌機主要有DYP-415型電動圓形噴灌機，塔架為10跨，系統長度415m，一個作業(yè)點的控制面積為60k平方米。此外還有DPP-400型平移式噴灌機，塔架為10跨，系統長度356m，雙側配置，控制面積120h平方米。

大型噴灌機的自動化程度和作業(yè)效率高、單機控制面積大，畝投資較低，適用于要求機械化程度高的規(guī)?；r業(yè)發(fā)展節(jié)水灌溉的需要。

我國的大型噴灌機的開發(fā)、研制和生產應用經歷了20多年的努力，積累了一定的技術基礎，也有上千臺的設備保有量，但產業(yè)發(fā)展舉步艱難。其原因是方方面面的不能簡單地歸結為“不適合國情”的一個原因。大型噴灌機是機電一體化的大型機具，要求較好的產業(yè)基礎和綜合配套能力，從單項技術到集成技術，再到產品需要實現巨大的跨越。我國大型奔灌機產品的主要差距是能耗高，抗風性能差，整機重量大，專用零部件配套能力不足，防銹蝕工藝落后、系列短等。這些差距大多集中在產業(yè)化開發(fā)的五一節(jié)上，并非單純的技術問題，而是技術與經濟、企業(yè)與市場相互影響的結果。

據悉，中國灌排技術開發(fā)公司已實現了對上述大型噴灌機生產企業(yè)的控股，并確定在開拓大型噴灌機市場的同時，進行大型噴灌機的產業(yè)開發(fā)，形成2500臺的年生產能力，可為每年發(fā)展200萬畝大田作物的節(jié)水灌溉工程式提供優(yōu)質產品。

卷盤式噴灌機。我國目前批量秤的卷盤式噴灌機有JP40、JP50、JP65、JP75和JP90系列產品，其有較大提高，1998年下半年投放市場后，已銷售300多臺，形成了一定的生產規(guī)模，為發(fā)展產業(yè)奠定了較好的基礎。

卷盤式噴灌機因結構的限制，供水管道和水渦輪上的水頭損失較大，單噴頭配置時入機壓力較高，能耗偏大。但該機型機動性好，適應性強，對于補充灌溉單機的JP75型卷盤式噴灌機有效噴灑長度為300m，有效噴灑幅度50~60m，噴灑流量18--27立方米/h，單機控制面積達250畝，畝投資300元左右。

卷盤式噴灌機曾于1980年由原機械工業(yè)部立項并組織研制，但由于技術上的明顯差距等原因，至1997年并未形成批量生產。該類產品的主要差距是PE管、大型噴頭等到關鍵部件技術不過關，產品制造工藝落后，機具笨重等。中國灌排技術開發(fā)公司下屬七州集團以仿制的大大縮短了設計、試制的周期。七州集團通過更新產品積極性，形成良性特環(huán)。中國灌排技術開發(fā)公司已確定了卷盤式噴灌機的生產規(guī)模和技術改造方向，計劃1999年達到1000臺的年生產供應能力，并組織大型噴頭的技術攻關和PE供水管的協作攻關，完善生產制造的工藝裝備和檢測手段，力爭盡快形成規(guī)模生產，進口設備。

輕、小型噴灌機。輕、小型噴灌機使用最多的為手抬式和手推式的機組，是當前我國噴灌機具的主力軍。我國輕、小型噴灌機已形成相當規(guī)模的生產能力，其中年生產能力在萬臺以上的生產企業(yè)有蕭山水泵總廠、新昌噴灌機廠、金壇噴灌機廠、新鄭噴灌機廠、太原噴灌公司等十余家，其中蕭山水泵總廠的年生產能力已達10萬臺。估計僅這些已具有規(guī)模的企業(yè)的年生產能力就可達30萬臺。

輕、小型噴灌機組機動靈活，使用方便，畝投資低，適合我國當前的農村經濟體制和農業(yè)經營規(guī)模，這是它應用廣泛的主要原因。但是，這種機型的生產制造分散，產品質量和工藝水平參差不齊，一些企業(yè)雖小，但包括機、泵、秋、頭，它的質量實際上反映了我國噴灌設備的總體水平。1991年原機電部進行的噴灌行業(yè)產品質量評比表明，產品總的合格率僅為57%，這種質量狀況實際上也代表了輕、小型噴灌機的質量狀況。造成質量不穩(wěn)的原因：一是企業(yè)質量管理不善，缺乏長遠考慮，沒有真正樹立質量是企業(yè)生命線的發(fā)展戰(zhàn)略；二是技術上、裝備上沒有形成專業(yè)化生產的格局，生產工藝落后，缺少專用加工設備，缺少必要的檢測手段。

2噴灌專用水泵

我國目前生產的噴灌專用水泵主要是1982年農機部下達任務研制的50BPZ、65BPZ、80BPZ等8種型號的自吸泵和65BP、80BP兩種型號的非自吸泵，以及這些專用水泵的變型泵。噴灌專用水泵多是與輕、小型噴灌貢配套使用，基本上由噴灌機生產企業(yè)組織生產制造，其中金壇噴灌機廠的年生產能力已達8萬臺。

從1991年行業(yè)質量評比情況看，噴灌專用水泵的產品性能指標有40%~45%優(yōu)于當時國內生產的一般農用水泵。產品質量和工藝水平也有所提高，如蕭山水泵總廠的鑄件成品率到1994年已提高到86%。但從整體上看仍存在工藝落后，質量不穩(wěn)的問題，還沒有形成龍頭企業(yè)和名牌產品。

除噴灌專用水泵外，噴灌工程還廣泛使用QJ系列井用潛水電泵等通用水泵，這類產品供應充分，市場競爭激烈。目前已初步形成了一些具有較強實力和競爭能力的企業(yè)，如泰豐潛水平與國外先進水平相比差距是明顯的，突出反映在鑄造水平上。

3管道

地埋固定管道。我國噴灌工程的地埋固定管道一般命名使用硬質聚氯乙烯管、改性聚丙烯管、鋼絲網水泥管、鋼筋混凝土管、鑄鐵管等，這些管材均可滿足噴灌工程的技術要求。其中范圍限，塑料管供貨充足，管件配套齊全，施工安裝方便，但產品質量參差不齊，生產的規(guī)模優(yōu)勢難以形成市場優(yōu)勢。

管道式噴灌工程中的管道投資占材料設備費的70%～80%，降低管材的費用一直是發(fā)展噴灌的關鍵所在。一個發(fā)展提高管道的利用率，例如發(fā)展機組式噴灌，移動管道式噴灌，另一個發(fā)展方向是開發(fā)復合型管材，充分發(fā)揮不同材質的機械性能，如鋼絲網水泥管。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展和應用范圍的擴大，基于樹脂的復合型管材倍受人們的關注。中國灌排技術開發(fā)公司新近組建的頸碩新型管材公司最近開發(fā)了加筋PE塑料管的生產技術和生產裝備。這種管材具有耐壓能力高、重量輕、耐腐蝕、水力性能好、價格低等優(yōu)點。與級的管材比較，新管材的成本僅為一般PvC管的50%～65%，是其理想的替代產品。

地面移動管道。我國地面移動管道主要使用帶有快速接頭的薄壁鋁合金管和塑料軟管。其中的薄壁鋁管的生產工藝經歷了冷拔、焊接、擠壓三個階段，已達到鋁材生產的先進水平。擠村鋁合金管較冷拔管的成品率高得多，而機械性能又優(yōu)于焊接管。太原鋁廠自80年代初期開始生產冷拔鋁管，1986年又從奧地利引進鋁焊接管生產線，1995年改產擠壓鋁管。擠壓鋁合金管的生產工藝較為簡單，一般的鋁加工企業(yè)，只要有600t以上的擠壓機即可生產，如河北省肅寧縣鋁材廠原生產建筑門窗鋁材，1997年開始秤噴灌鋁合金管，年生產能力達5000t。

移動鋁管除管除外，還要配上快速接頭，才能成為移動管道?？焖俳宇^及其他附件一般是由噴灌機廠生產并成套供應移動管道式噴灌系統，職太原市噴灌集團公司生產的TPL型噴灌管道系列，規(guī)格從φ50到φ102，配套完整，年生產能力可供發(fā)展100萬畝噴灌的需要。

地面移動管道中的塑料軟管，我國也有足夠的生產能力，如金壇噴灌機廠的維塑管年生產能力達100萬m，泰州市噴灌機廠的涂塑軟管年生產能力達200萬m。

由于市場不規(guī)范，優(yōu)質難以優(yōu)價，不具備條件的小廠生產的移動管道質量難以保證。

4.噴頭

目前我國生產和使用最多的是PY1、PY2鋁合金搖臂式噴頭以及PYS塑料噴頭，凡生產噴灌機的企業(yè)幾乎都生產噴頭。我國噴頭的生產能力充足，但產品檔次不高，使用壽命短，品種單調。1987年投放市場的ZY系列噴頭和最近投放市場的DY系列噴頭引進國外生產線，以鋅基合金和銅為主要材料制造，性能好，但價格較貴。在PYS塑料噴頭基礎上開發(fā)研制的PYS2系列噴頭主要部件采用耐磨防腐金屬鑲嵌新工藝，提高了產品性能使用壽命，其性能價格比利時具有較強的市場競爭力。

我國在大型噴頭的開發(fā)制造上與國外存在較大的差距，致使卷盤式噴灌機整機性能不佳，不得不依靠進口噴頭配套。

微灌設備

我國目前生產的微灌設備主要有過濾器、施肥器等首部樞紐設備、管材和連接件、滴灌管、微噴頭、滲灌管等。據統計到1997年底我國微灌面積已達200萬畝，主要用于果樹和設施農業(yè)作物的灌溉。

1.首部樞紐設備

目前我國批量生產的首部樞紐設備主要有北京通捷機電設備公司的離心過濾器、砂石過濾器、疊片過濾器、網式過濾器、施肥裝置，山東萊蕪塑料總廠的全塑網式過濾器和施肥罐，生產首部樞紐設備的企業(yè)還有河北龍達灌溉設備有限公司、燕山滴灌技術開發(fā)研究所等。目前生產的過濾器如適當組合，基本上可以滿足不同灌溉水質的過濾要求。另據了解，通捷機電設備公司根據市場需求的增加，為進一步提高產品質量，降低生產成本，增加品種規(guī)模，目前技術改造，計劃到2000年達到年生產4000臺過濾器，2000臺施肥設備的能力，口徑從φ25～φ150，單臺過濾能力3～120立方米/h，過濾精度達到250目，可滿足年發(fā)展10萬畝微灌工程的配套需要。

微灌首部過濾設備是保證系統正常工作的關鍵，今后應進一步增加品種，開發(fā)新過濾材料，形成規(guī)?；膶I(yè)生產，以提高產品質量，降低生產成本。應該說影響微灌首部樞紐正常工作的主要因素，并不完全是目前的產品規(guī)格和質量，設計上對過濾重視不夠，施工中沒有嚴格遵循操作規(guī)程，使用中缺乏必要的維護保養(yǎng)往往是造成微灌系統堵塞的主要原因。

水肥同步精確供給被以色列專家認為是微灌得以快速發(fā)展的主要原因。我國目前的施肥及配套設備在性能、操作性、配套性等方面尚有不小的差距，形式比較單一，使用中的問題也不少。今后應加大產品開發(fā)的力度，對生產應用也應加強示范和指導。

2.管材和聯接件

微灌用管材大多是低密度聚乙烯管，規(guī)格從4～80mm，市場貨源充足。LDPE管材加工簡單，利潤率不高，技術條件好的企業(yè)不愿加工生產，小企業(yè)加工的管材質量不穩(wěn)。聯接件的問題則更大，為追求價廉和方便，施工中往往采用內插式的管接頭，降低了聯接處管材的耐壓能力，管材本身也極易變形，造成漏水。

在目前的情況下，只能提請用戶盡量選擇正規(guī)企業(yè)的定型產品，特別應注意聯接件的形式與質量。

3.灌水器

滴灌灌水器的發(fā)展趨勢是灌水器與毛管一體化的滴灌管，我國目前批量生產的滴灌管有內鑲式滴灌管、管上補償式滴灌管、迷宮式滴灌帶、雙上孔滴灌帶、普通滴灌帶等。配套完整，使用較好的是綠源塑料聯合公司生產的“八五”國家重點科技攻關產品內鑲式滴灌管，目前已形成為每年發(fā)展10萬畝滴灌工程配套的生產能力。除滴灌管外，微管式滴頭、大流量滴頭、補償式滴頭等也有生產和應用。

微噴頭的種類很多，我國早期多生產和應用折射式噴頭和縫隙式噴頭雖早有產品，但質量尚不能符合SL67-94的要求，目前國內不少商家代理國外的這類產品。

滲灌在我國有悠久的歷史，但到90年代初為止并沒有形成產業(yè)，更沒有產品面市。后隨著國外滲灌管進入我國，人們才開始考慮現代滲灌的概念，我國有幾個橡塑企業(yè)已著手開發(fā)不同材質的滲灌管。國內外對于滲灌技術素有不同的評價，筆者去法國考察時也向原來生產滲灌管的企業(yè)了解有關情況，得到的回答是“轉入地下的意義不大，目前已不生產”。筆者認為滲灌確有其自身的特點，就技術而言應該占有一席之地，問題是合格的滲灌管的技術含量絕不在第五代滴灌管這下，國內產品和部分國外產品都還不含量。中國灌溉排水技術開發(fā)培訓中心對國內外滲灌管的測試結果證實了上述認識。滲灌工程建設和運行管理與滴灌一樣必須嚴格按技術要求進行，這也是發(fā)展?jié)B灌必須面對的問題。

微灌設備的技術含量高于其他節(jié)水灌溉設備，高的技術會計師集中在灌水器上。這是因為微灌設備均是微量出流，流道細小，加工技術要求高；另外微灌屬精確灌溉，對灌水器的性能要求也高。就總體而言，我國生產的微灌灌水器與國外先進產品相比，在品種、規(guī)模、性能、質量、耐久性等方面均有明顯差距。降低微灌材料設備的價格無疑有利于大面積推廣微灌，但低價格不應以犧牲產品性能和質量為代價。據悉，中國灌排技術開發(fā)公司正在開發(fā)經濟型內鑲式滴灌管，它是通過減薄壁厚，增加科技含量，實現降低成本的，這種思路值得提倡。

4.自動控制設備

實現精確灌溉自動控制設備是必不可少的，這類設備我國雖有研制，但并沒有形成產品，今后應引導這方面的工作，以提高我國微灌設備的配套能力和總體水平。

渠道防滲新材料和施工機械

1.防滲膜料

膜料防滲具有防滲性能好，適應變形能力強、施工簡便、造價低等優(yōu)點，應用廣泛，我國在60年代中期已將膜料用于渠道防滲，但當時沒有專用的防滲膜料。目前我國生產的防滲膜料在抗穿刺、抗老化、增加與土的磨擦系數方面均有改進，特別是近幾年生產的寬幅高密度線性低密度以及高充填合金聚乙烯膜料，其抗拉、抗撕裂性能均有大幅度提高。還開發(fā)出一布一膜、二布一膜等復合型土工膜料，但價格稍高。例如泰山塑料股份有限公司生產的防滲膜料幅寬3～10cm,厚度～，年生產土工膜料的能力達到500萬平方米。膜料防滲前景廣闊，今后應加強跨行業(yè)合作，進一步開發(fā)新型膜料，以適應渠道防滲因條件不同而提出的不同要求。

2.渠道防滲施工機械

U型防滲渠道施工機械的生產制造和應用已有一定的規(guī)模，保證了U形防滲渠道的大面積推廣。目前生產的成套設備包括KU系列基槽開挖機、D系列小型U形渠道澆筑機、QJ系列可變斷面混凝土渠道澆筑機等等。山東省高密市亞盛大水利機械廠開發(fā)的LZY系列混凝土構件成型機和WS型全自動砌塊成型機，以普通材料拌合的干硬性混凝土，快速成型生產各種斷面的混凝土防滲砌塊，實現了工廠化批量生產，提高了襯砌質量，降低了施工成本。從產業(yè)化發(fā)展渠道防滲的角度看，中、小型渠道的混凝土防滲襯砌應選擇“標準化設計、工廠化預制、現場裝配”的方向。

低壓管道輸水設備

“七五”期間原國家科委和水利部針對井灌區(qū)節(jié)水的需要組織了低壓管道輸水技術的攻關研究，帶動了相關產業(yè)的發(fā)展。目前生產和應用的管材主要有薄壁PVC管、雙壁波紋管、素混凝土預制管以及現澆管等。其中薄壁PVC管的生產已廣泛擴散，產品供應充分，但質量參差不齊。有一些地區(qū)出現了生產并使用再生塑料管的極不規(guī)范的作法，產生的后果不難想象，規(guī)范低壓管材的市場已成為當務之急。雙壁波紋管的公稱壓力有和兩檔次，作為井灌區(qū)輸水之用，耐壓能力無法充分發(fā)揮，而價格又嫌太貴，作為噴灌之用，耐壓能力尚不夠，因此目前在節(jié)水灌溉中應用不多，有些生產企業(yè)的加工設備已停機。今后隨著渠灌區(qū)大規(guī)模管道輸水技術的應用，雙壁波紋管當有一席之地。素混凝土預制管的主要生產技術在于制管機的開發(fā)，目前小批量生產的制機技術上已有很大改進，預制管的生產沒有太大的問題。但是混凝土管不便長距離運輸、生產的技術含量又不高，難以形成大規(guī)模生產的格局，基本上是就地使用就地生產。混凝土現場澆注成形技術，在大口徑管道制造上有明顯優(yōu)勢，在小口徑管道制造上優(yōu)勢不明顯，而且管道質量也難以保證，但在低壓管道輸出水技術發(fā)展初期，因價格便宜，種類現澆管道曾發(fā)揮了不小的作用。

出水口是井灌區(qū)農民從低壓管道輸水系統向地里放水的裝置，因技術含量不高，產品定位偏低，尚不具備大批量產業(yè)化生產的條件，目前大多由縣水利局或鄉(xiāng)水管站結合自身建設節(jié)水灌溉工程的需要，自行組織加工或委托加工。

閘管系統是低壓管道輸水工程的田間配套設施，國外有硬閘管和軟閘管兩類產品。目前軟閘管系統已通過“”項目，引進國外技術在國內組織試生產，希望能對完善低壓管道輸水系統發(fā)揮作用。

管道輸水是提高輸水效率，合理利用自然水頭，減少占地、減少水體被污染的有效措施，在國外普遍應用，而且配套完整，相關產業(yè)也很發(fā)達。我國低壓管道輸水技術是在80年代初節(jié)水灌溉任務緊迫，但投入又嚴重不足的情況下，在井灌區(qū)發(fā)展起來的，因此，技術定位偏低，系統定位靠下，難以帶動相關產業(yè)的全面發(fā)展，反過來也制約了管道輸水技術的發(fā)展和應用領域的擴大。今后隨著水資源統一管理，灌區(qū)供水多元化的實現，管道輸水技術及相關產業(yè)應有一個大的發(fā)展。

二、節(jié)水灌溉材料設備生產企業(yè)的現狀

節(jié)水灌溉材料設備來源于生產它們的企業(yè)，企業(yè)的現狀在一定程度上反映了產品的狀況。

1.生產規(guī)模小

據對46家節(jié)水灌溉專用材料設備生產企業(yè)的表明，固定資產沒有超過億元的，年產值達到億元的僅3家，一般均為幾千萬元，少的為幾百萬元。實際上不少企業(yè)的產品中節(jié)水灌溉專用材料設備僅占一部分或少部分。生產規(guī)模小制約了企業(yè)的發(fā)展，也嚴重制約了節(jié)水灌溉材料設備產品的更新和質量的提高。

2.專業(yè)化程度低

我國的節(jié)水灌溉專用材料設備生產企業(yè)不少是在原有生產領域的基礎上，部分轉產節(jié)水灌溉材料設備的，故絕大多數不是專業(yè)廠，產品結構復雜，關聯性不強。這種狀況決定了生產組織形式是以通用設備、普通工藝實現的小批量生產，產品質量難以保證，生產成本難降低。

3.生產技術裝備落后

走進節(jié)水灌溉生產企業(yè)，往往看到的是70年代、60年代、甚至50年代的生產設備，這些設備有的是當年建廠時的設備，有有是從大企業(yè)淘汰設備中低價轉讓來的，生產技術裝備的落后也往往決定了生產工藝的落后。

4.缺乏行業(yè)龍頭企業(yè)的作用

在現代工業(yè)中，小而分散的加工生產并不一定意味著落后，關鍵是要有龍頭企業(yè)發(fā)揮主機廠的作用，小企業(yè)應圍繞龍頭企業(yè)進行專業(yè)化生產。近期中國灌排技術開發(fā)公司收購江蘇七州集團，控股中冠灌溉設備有限責任公司應該說是我國節(jié)水灌溉材料設備生產企業(yè)向規(guī)?；a業(yè)化生產改組邁出的第一步。

三、節(jié)水灌溉材料設備的發(fā)展方向

節(jié)水灌溉所需材料設備涉及的范圍很大，有不少是通用的建筑材料和機電設備，也有一定的專用材料設備，其發(fā)展方向主要取向于節(jié)水灌溉技術的發(fā)展和市場需求的變化。本文在節(jié)水灌溉材料設備現狀綜述中已對各主要設備的改進方向提出了一些粗淺的看法，不再贅述，現僅就其共性的東西補充幾點意見。

1.節(jié)水灌溉材料設備需求的多元化

隨著各項節(jié)水灌溉技術在我國的開發(fā)和應用，節(jié)水灌溉材料設備市場需求多元化的趨勢明顯，這不僅表現在產品的種類上，而且表現在同類產品的不同檔次上。這種狀況同我國地域廣闊，各地自然條件和經濟條件差異大有關。以往評價哪類地區(qū)應采用哪種節(jié)水灌溉技術時，往往并不太區(qū)