排灌机械是农田水利工程的基础保障设备，广泛应用于灌溉、排涝、防洪以及供水等农业生产和水利建设中。然而目前，我国排灌机械还存在系统能耗高、适应性差、智能化程度较低等问题。日前，在江苏省徐州市召开的第三届全国节水灌溉装备与技术战略研讨会上，与会专家围绕农业节水灌溉、排灌机械发展方向等话题展开了热议。
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农田灌溉水有效利用率仅53%
亟待发展高效排灌设备
据介绍，我国淡水资源总量占世界的6%，位列世界第四位，然而人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4，在世界上排到了125位。而且水资源时空分布不均，南多北少、东多西少、夏秋多冬春少。在水资源短缺的刚性制约下，每年农业需灌溉用水3600亿立方米，用来生产占世界26%的农产品，养活占世界20%的人口。
“人多、地少、水缺是我国的基本国情，但缺水比缺地更严重。”农业部全国农业技术推广服务中心首席专家高祥照指出，在这占世界6%的水资源中，其中60%的水资源是用于农业。全国水资源综合规划成果显示，全国多年平均缺水量为536亿立方米，其中农业缺水约300亿立方米。特别是北方地区缺水严重，农业用水面临的挑战更大。
内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院教授史海滨举例说：“由于水资源严重短缺，内蒙古河套灌区引黄水量急剧减少。引黄水量从50亿立方米，减少到2010年的36.4亿立方米，减少27.2%了。”
城市发展要依水而立，农业发展也因水而兴，我国65%的瓜果蔬菜等农产品都需要排灌机械浇灌。与会专家一致认为，发展高效排灌装备是农业稳产、高产的装备保证，然而现实却并不乐观。
“目前我国排灌机械低端产品比较多，高端产品少，产品能耗高、适应性差、智能化程度较低，在这些方面与国际品牌相比还有较大差距。”中国农业机械学会排灌机械分会主任委员、江苏大学校长袁寿其说：“我国现有的20.25亿亩耕地中，有10.73亿亩是没有灌溉条件的‘望天田’。已建成的9.52亿亩灌溉耕地，灌溉水有效利用率也只有53％，远低于世界先进水平的80%。”
“不仅排水灌溉设施不完善，还存在用水管理粗放、浪费严重的挑战。”水利部灌排中心主任李仰斌指出，目前，还有91%的灌区采用地面灌水技术，在一些自流灌区，大水漫灌现象常见。“全国农田灌溉水有效利用系数仅0.53，这也就是说灌区水量中有一半左右在输水、配水和田间灌水过程中损失掉了。”
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排灌设备发展潜力巨大关键技术环节仍需突破
尽管排灌机械目前还存在不少问题，但袁寿其还是充满信心地说：“各方都在关注这个问题，我看排灌机械发展大有希望。”农田灌溉是农业农村基础设施建设的重点任务，目前已上升到国家层面，如果排灌机械这一短板补齐，农业现代化有望尽早实现。
近些年，我国相继出台了《全国大型灌区节水改造规划》《重点中型灌区节水改造规划》《全国小型农田水利工程建设规划》《全国大中型泵站更新改造规划》《全国节水灌溉发展规划》等文件。2010年，节水灌溉设备已被纳入农机购置补贴目录。2011年出台的《国家农业节水纲要（2012～2020年）》提出，到2020年要完成434处大型灌区和2157处重点中型灌区节水改造任务；对大中型灌溉排涝泵站实行更新改造；建设一批新灌区，增加灌溉面积533万公顷……
“随着经济的快速发展，我国农业排灌事业已经进入一个新的发展阶段。”李仰斌强调，要建设现代化排灌工程，当下还有一些关键技术需要突破提高。如实现排灌泵站节能技术改造；推广以小水源开发利用、风光互补提水设备、高效蓄水和引水为主的农牧区节水灌溉技术；大中型灌区全渠道控制技术研发，实现精准控制灌溉；发展高效的微喷灌机械和自动化技术与设备等。
如何发挥排灌设备节水潜力，中国农业机械学会排灌机械分会主任委员、江苏大学校长袁寿其认为，发展高效、节能和环保的技术和产品已成为排灌机械技术发展的必然趋势，是产品设计、制造的主要方向，智能化与信息化是排灌机械行业全面提高发展质量和核心竞争力的关键环节，将互联网平台和信息通信技术融合到产品全生命周期，实现生产过程数字化、网络化和智能化，形成“互联网+排灌机械标准件”是未来的一个发展模式。“十三五”期间应以标准化为引领，以新材料、新技术、新工艺的应用和技术设备的集成化、成套化、系统化、通用化、多元化为引擎，推动排灌机械行业向高品质方向发展。
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发挥节水灌溉设备效能
因地制宜很关键
根据不同地区的实际情况，因地制宜地研究灌溉设备的运行管理机制，才能使国家投资高效节水灌溉项目发挥更大的效益。
史海滨介绍了在内蒙古河套地区粮油作物推广的5种节水技术，“以精细地面灌溉技术为例，包含农田激光控制土地、水平畦田灌溉技术和作物立体种植畦沟结合灌溉技术三个环节，其中在水平畦田灌溉要素优化技术这一环节，在玉米地示范，畦田灌溉可使玉米增产14.86%，平均水分利用效率高27.14%，节水增产效果较为明显。”
而在我国南方及北方的一些水稻灌区则推广了水稻节水灌溉技术。水利部科技推广中心与产业处处长肖新民解释，“这种技术模式是在水稻全生育期需要灌溉的大部分时期内，在田面不设水层或只设浅水层面，采取湿润灌溉或薄水灌溉，这样就可以大幅度降低稻田的渗漏量和水面蒸发量，从而使稻田用水量降低20%～50%。而且每亩地用水量可控制在300立方米，节水效果显著。”
我国部分地区地形较复杂、水源分散、地块零星、缺少电力供应，轻小型喷灌机就可发挥作用。“轻小型喷灌机组是我国一种比较有代表性的灌溉设备，作业机动灵活，适应我国农村发展的需要，受到农户欢迎，是国家鼓励、支持并优先推广应用的节水灌溉设备。”中国农业科学院农田灌溉研究所范永申说。在水利部农灌所七里营试验基地，使用研究所研制的小型喷灌机进行灌溉，与传统灌溉方式相比节水率达40.4%，灌溉水利用系数能达到0.85。
近年来，节水灌溉装备受到农民欢迎，也引起了企业关注。江苏华源节水股份有限公司总经理邱志鹏介绍，“公司主要生产电动系列卷盘式喷灌机，针对不同的农田规模，研发了大中小型喷灌机，可用于多种农作物的灌溉和抗旱，由于采用智能控制技术，相对于传统的水涡轮调速回收更精准，能耗平均降低了10%，灌溉均匀性达90%，就实现了智能精准节能灌溉。”
