我国节水灌溉材料设备现状及发展方向(1)

1、我国节水灌溉材料设备现状及发展方向(1)摘要：节水灌溉是一基现代化的工程式技术，无论是工 程节水，还是农艺节水、管理节水都必须建立在节水灌溉材 料设备实现产业化生产的基础上，可以说，这是大规模及节 水灌溉必须解决的前提条件之一。通过20多年来的努力，我国在节水灌溉技术研究和工程式实践上已具备一定的基 础，相比之下，支撑产业和相关产业发展缓慢，难以适应目 前大规模普及节水灌溉的需要，现状不容乐观关键词：节水灌溉材料设备现状发展方向一、节水灌溉材料设备的现状不同形式的节水灌溉工程所用设备存在一定的共性，但更多的是特性，故设备往往是围绕各种节水灌溉技术开发和 配套的，形成各自的体系。当前市场上需求程

2、材料设备、管 道输水工程式材料设备等到。喷灌设备我国目前生产的喷灌设备主要是大、中、小、轻型喷灌机、喷灌用水泵、喷灌用地埋管道和地面移动管道、喷头、附属设备等。据统计，截止到1997年底，我国喷灌工程面积已达1900万亩，其中约75 %采用轻、小型喷灌机，大中 型喷灌机的喷灌面积约占 10 %半固定管道式喷灌约占 15 % 左右。1喷灌机大型喷灌机。目前我国生产的大型喷灌机主要有 DYP-415型电动圆形喷灌机，塔架为10跨，系统长度415m,一个作业点的控制面积为 60k平方米。此外还有DPP-400型 平移式喷灌机，塔架为 10跨，系统长度356m双侧配置， 控制面积120h平方米。大型喷

3、灌机的自动化程度和作业效率高、单机控制面积 大，亩投资较低，适用于要求机械化程度高的规模化农业发 展节水灌溉的需要。我国的大型喷灌机的开发、研制和生产应用经历了20多年的努力，积累了一定的技术基础，也有上千台的设备保 有量，但产业发展举步艰难。其原因是方方面面的不能简单 地归结为“不适合国情”的一个原因。大型喷灌机是机电一 体化的大型机具，要求较好的产业基础和综合配套能力，从 单项技术到集成技术，再到产品需要实现巨大的跨越。我国 大型奔灌机产品的主要差距是能耗高，抗风性能差，整机重 量大，专用零部件配套能力不足，防锈蚀工艺落后、系列短 等。这些差距大多集中在产业化开发的五一节上，并非单纯 的技

4、术问题，而是技术与经济、企业与市场相互影响的结果。据悉，中国灌排技术开发公司已实现了对上述大型喷灌 机生产企业的控股，并确定在开拓大型喷灌机市场的同时， 进行大型喷灌机的产业开发，形成2500台的年生产能力， 可为每年发展200万亩大田作物的节水灌溉工程式提供优质 产品。卷盘式喷灌机。我国目前批量秤的卷盘式喷灌机有JP40、JP50、JP65、JP75和JP90系列产品，其有较大提高， 1998年下半年投放市场后，已销售300多台，形成了一定的生产规模，为发展产业奠定了较好的基础。卷盘式喷灌机因结构的限制，供水管道和水涡轮上的水 头损失较大，单喷头配置时入机压力较高，能耗偏大。但该 机型机动性

5、好，适应性强，对于补充灌溉单机的JP75型卷盘式喷灌机有效喷洒长度为300m有效喷洒幅度 5060m喷洒流量18-27立方米/h，单机控制面积达 250亩，亩投 资300元左右。卷盘式喷灌机曾于1980年由原机械工业部立项并组织研制，但由于技术上的明显差距等原因，至1997年并未形成批量生产。该类产品的主要差距是PE管、大型喷头等到关键部件技术不过关，产品制造工艺落后，机具笨重等。中 国灌排技术开发公司下属七州集团以仿制的大大缩短了设 计、试制的周期。七州集团通过更新产品积极性，形成良性 特环。中国灌排技术开发公司已确定了卷盘式喷灌机的生产 规模和技术改造方向，计划 1999年达到1000台的

6、年生产供 应能力，并组织大型喷头的技术攻关和PE供水管的协作攻 关，完善生产制造的工艺装备和检测手段，力争尽快形成规 模生产，进口设备轻、小型喷灌机。轻、小型喷灌机使用最多的为手抬式 和手推式的机组，是当前我国喷灌机具的主力军。我国轻、 小型喷灌机已形成相当规模的生产能力，其中年生产能力在 万台以上的生产企业有萧山水泵总厂、新昌喷灌机厂、金坛 喷灌机厂、新郑喷灌机厂、太原喷灌公司等十余家，其中萧 山水泵总厂的年生产能力已达10万台。估计仅这些已具有规模的企业的年生产能力就可达30万台。轻、小型喷灌机组机动灵活，使用方便，亩投资低，适 合我国当前的农村经济体制和农业经营规模，这是它应用广 泛的主

7、要原因。但是，这种机型的生产制造分散，产品质量 和工艺水平参差不齐，一些企业虽小，但包括机、泵、秋、 头，它的质量实际上反映了我国喷灌设备的总体水平。1991年原机电部进行的喷灌行业产品质量评比表明，产品总的合 格率仅为57 %这种质量状况实际上也代表了轻、小型喷灌 机的质量状况。造成质量不稳的原因：一是企业质量管理不 善，缺乏长远考虑，没有真正树立质量是企业生命线的发展 战略；二是技术上、装备上没有形成专业化生产的格局，生 产工艺落后，缺少专用加工设备，缺少必要的检测手段。2喷灌专用水泵我国目前生产的喷灌专用水泵主要是1982年农机部下达任务研制的50BPZ、65BPZ 80BPZ等8种型号

8、的自吸泵和65BP、80BP两种型号的非自吸泵， 以及这些专用水泵的变型 泵。喷灌专用水泵多是与轻、小型喷灌贡配套使用，基本上 由喷灌机生产企业组织生产制造，其中金坛喷灌机厂的年生 产能力已达8万台。从1991年行业质量评比情况看，喷灌专用水泵的产品 性能指标有40%45%fc于当时国内生产的一般农用水泵。产 品质量和工艺水平也有所提高，如萧山水泵总厂的铸件成品 率到1994年已提高到86%但从整体上看仍存在工艺落后， 质量不稳的问题，还没有形成龙头企业和名牌产品。除喷灌专用水泵外，喷灌工程还广泛使用QJ系列井用潜水电泵等通用水泵，这类产品供应充分，市场竞争激烈。 目前已初步形成了一些具有较强

9、实力和竞争能力的企业，如 泰丰潜水平与国外先进水平相比差距是明显的，突出反映在 铸造水平上。3管道地埋固定管道。我国喷灌工程的地埋固定管道一般命名 使用硬质聚氯乙烯管、改性聚丙烯管、钢丝网水泥管、钢筋 混凝土管、铸铁管等，这些管材均可满足喷灌工程的技术要 求。其中范围限，塑料管供货充足，管件配套齐全，施工安 装方便，但产品质量参差不齐，生产的规模优势难以形成市 场优势。管道式喷灌工程中的管道投资占材料设备费的70%80%降低管材的费用一直是发展喷灌的关键所在。一个发 展提高管道的利用率，例如发展机组式喷灌，移动管道式喷 灌，另一个发展方向是开发复合型管材，充分发挥不同材质 的机械性能，如钢丝网

10、水泥管。随着塑料工业的发展和应用 范围的扩大，基于树脂的复合型管材倍受人们的关注。中国 灌排技术开发公司新近组建的颈硕新型管材公司最近开发 了加筋PE塑料管的生产技术和生产装备。这种管材具有耐 压能力高、重量轻、耐腐蚀、水力性能好、价格低等优点。与级的管材比较，新管材的成本仅为一般 PvC管的50% 65% 是其理想的替代产品。地面移动管道。我国地面移动管道主要使用带有快速接 头的薄壁铝合金管和塑料软管。其中的薄壁铝管的生产工艺 经历了冷拔、焊接、挤压三个阶段，已达到铝材生产的先进 水平。挤村铝合金管较冷拔管的成品率高得多，而机械性能 又优于焊接管。太原铝厂自 80年代初期开始生产冷拔铝管，

11、1986年又从奥地利引进铝焊接管生产线，1995年改产挤压铝管。挤压铝合金管的生产工艺较为简单，一般的铝加工企 业，只要有600t以上的挤压机即可生产，如河北省肃宁县 铝材厂原生产建筑门窗铝材，1997年开始秤喷灌铝合金管，年生产能力达5000t。移动铝管除管除外，还要配上快速接头，才能成为移动管道。快速接头及其他附件一般是由喷灌机厂生产并成套供 应移动管道式喷灌系统，职太原市喷灌集团公司生产的TPL型喷灌管道系列，规格从 $ 50到$ 102，配套完整，年生产 能力可供发展100万亩喷灌的需要。地面移动管道中的塑料软管，我国也有足够的生产能 力，如金坛喷灌机厂的维塑管年生产能力达100万m泰

12、州市喷灌机厂的涂塑软管年生产能力达200万m。由于市场不规范，优质难以优价，不具备条件的小厂生 产的移动管道质量难以保证。4.喷头目前我国生产和使用最多的是PY1、PY2铝合金摇臂式喷头以及PYS塑料喷头，凡生产喷灌机的企业几乎都生产喷 头。我国喷头的生产能力充足，但产品档次不高，使用寿命 短，品种单调。1987年投放市场的ZY系列喷头和最近投放 市场的DY系列喷头引进国外生产线，以锌基合金和铜为主 要材料制造，性能好，但价格较贵。在PYS塑料喷头基础上开发研制的PYS2系列喷头主要部件采用耐磨防腐金属镶嵌 新工艺，提高了产品性能使用寿命，其性能价格比利时具有 较强的市场竞争力。我国在大型喷头

13、的开发制造上与国外存在较大的差距， 致使卷盘式喷灌机整机性能不佳，不得不依靠进口喷头配 套。微灌设备我国目前生产的微灌设备主要有过滤器、施肥器等首部 枢纽设备、管材和连接件、滴灌管、微喷头、渗灌管等。据 统计到1997年底我国微灌面积已达 200万亩，主要用于果 树和设施农业作物的灌溉。1. 首部枢纽设备目前我国批量生产的首部枢纽设备主要有北京通捷机电设备公司的离心过滤器、砂石过滤器、叠片过滤器、网式 过滤器、施肥装置，山东莱芜塑料总厂的全塑网式过滤器和 施肥罐，生产首部枢纽设备的企业还有河北龙达灌溉设备有 限公司、燕山滴灌技术开发研究所等。目前生产的过滤器如 适当组合，基本上可以满足不同灌溉

14、水质的过滤要求。另据 了解，通捷机电设备公司根据市场需求的增加，为进一步提 高产品质量，降低生产成本，增加品种规模，目前技术改造， 计划到20XX年达到年生产4000台过滤器，20XX台施肥设备 的能力，口径从$ 25$ 150，单台过滤能力 3120立方米 /h，过滤精度达到 250目，可满足年发展 10万亩微灌工程 的配套需要。微灌首部过滤设备是保证系统正常工作的关键，今后应 进一步增加品种，开发新过滤材料，形成规模化的专业生产， 以提高产品质量，降低生产成本。应该说影响微灌首部枢纽 正常工作的主要因素，并不完全是目前的产品规格和质量， 设计上对过滤重视不够，施工中没有严格遵循操作规程，使

15、 用中缺乏必要的维护保养往往是造成微灌系统堵塞的主要 原因。水肥同步精确供给被以色列专家认为是微灌得以快速 发展的主要原因。我国目前的施肥及配套设备在性能、操作 性、配套性等方面尚有不小的差距，形式比较单一，使用中 的问题也不少。今后应加大产品开发的力度，对生产应用也 应加强示范和指导。2. 管材和联接件微灌用管材大多是低密度聚乙烯管，规格从480mm市场货源充足。LDPE管材加工简单，利润率不高，技术条件 好的企业不愿加工生产，小企业加工的管材质量不稳。联接 件的问题则更大，为追求价廉和方便，施工中往往采用内插 式的管接头，降低了联接处管材的耐压能力，管材本身也极 易变形，造成漏水。在目前的

16、情况下，只能提请用户尽量选择正规企业的定 型产品，特别应注意联接件的形式与质量。3. 灌水器滴灌灌水器的发展趋势是灌水器与毛管一体化的滴灌 管，我国目前批量生产的滴灌管有内镶式滴灌管、管上补偿 式滴灌管、迷宫式滴灌带、双上孔滴灌带、普通滴灌带等。 配套完整，使用较好的是绿源塑料联合公司生产的“八五” 国家重点科技攻关产品内镶式滴灌管，目前已形成为每年发 展10万亩滴灌工程配套的生产能力。除滴灌管外，微管式 滴头、大流量滴头、补偿式滴头等也有生产和应用。微喷头的种类很多，我国早期多生产和应用折射式喷头 和缝隙式喷头虽早有产品，但质量尚不能符合SL67-94的要求，目前国内不少商家代理国外的这类产

17、品。渗灌在我国有悠久的历史，但到90年代初为止并没有形成产业，更没有产品面市。后随着国外渗灌管进入我国， 人们才开始考虑现代渗灌的概念，我国有几个橡塑企业已着 手开发不同材质的渗灌管。国内外对于渗灌技术素有不同的 评价，笔者去法国考察时也向原来生产渗灌管的企业了解有 关情况，得到的回答是“转入地下的意义不大，目前已不生 产”。笔者认为渗灌确有其自身的特点，就技术而言应该占 有一席之地，问题是合格的渗灌管的技术含量绝不在第五代 滴灌管这下，国内产品和部分国外产品都还不含量。中国灌 溉排水技术开发培训中心对国内外渗灌管的测试结果证实 了上述认识。渗灌工程建设和运行管理与滴灌一样必须严格 按技术要求

18、进行，这也是发展渗灌必须面对的问题。微灌设备的技术含量高于其他节水灌溉设备，高的技术 会计师集中在灌水器上。这是因为微灌设备均是微量出流， 流道细小，加工技术要求高；另外微灌属精确灌溉，对灌水 器的性能要求也高。就总体而言，我国生产的微灌灌水器与 国外先进产品相比，在品种、规模、性能、质量、耐久性等 方面均有明显差距。降低微灌材料设备的价格无疑有利于大 面积推广微灌，但低价格不应以牺牲产品性能和质量为代 价。据悉，中国灌排技术开发公司正在开发经济型内镶式滴 灌管，它是通过减薄壁厚，增加科技含量，实现降低成本的， 这种思路值得提倡。4.自动控制设备实现精确灌溉自动控制设备是必不可少的，这类设备我

19、 国虽有研制，但并没有形成产品，今后应引导这方面的工作， 以提高我国微灌设备的配套能力和总体水平。渠道防渗新材料和施工机械1. 防渗膜料膜料防渗具有防渗性能好，适应变形能力强、施工简便、 造价低等优点，应用广泛，我国在60年代中期已将膜料用于渠道防渗，但当时没有专用的防渗膜料。目前我国生产的 防渗膜料在抗穿刺、抗老化、增加与土的磨擦系数方面均有 改进，特别是近几年生产的宽幅高密度线性低密度以及高充 填合金聚乙烯膜料，其抗拉、抗撕裂性能均有大幅度提高。 还开发出一布一膜、二布一膜等复合型土工膜料，但价格稍 高。例如泰山塑料股份有限公司生产的防渗膜料幅宽310cm,厚度，年生产土工膜料的能力达到5

20、00万平方米。膜料防渗前景广阔，今后应加强跨行业合作，进一步开发新 型膜料，以适应渠道防渗因条件不同而提出的不同要求。2. 渠道防渗施工机械U型防渗渠道施工机械的生产制造和应用已有一定的规 模，保证了 U形防渗渠道的大面积推广。目前生产的成套设 备包括KU系列基槽开挖机、D系列小型U形渠道浇筑机、 QJ系列可变断面混凝土渠道浇筑机等等。山东省高密市亚盛大水利机械厂开发的 LZY系列混凝土构件成型机和 WS型全 自动砌块成型机，以普通材料拌合的干硬性混凝土，快速成 型生产各种断面的混凝土防渗砌块，实现了工厂化批量生 产，提高了衬砌质量，降低了施工成本。从产业化发展渠道 防渗的角度看，中、小型渠道

21、的混凝土防渗衬砌应选择“标 准化设计、工厂化预制、现场装配”的方向。低压管道输水设备“七五”期间原国家科委和水利部针对井灌区节水的需 要组织了低压管道输水技术的攻关研究，带动了相关产业的 发展。目前生产和应用的管材主要有薄壁PVC管、双壁波纹管、素混凝土预制管以及现浇管等。其中薄壁PVC管的生产 已广泛扩散，产品供应充分，但质量参差不齐。有一些地区 出现了生产并使用再生塑料管的极不规范的作法，产生的后 果不难想象，规范低压管材的市场已成为当务之急。双壁波 纹管的公称压力有和两档次，作为井灌区输水之用，耐压能 力无法充分发挥，而价格又嫌太贵，作为喷灌之用，耐压能 力尚不够，因此目前在节水灌溉中应

22、用不多，有些生产企业 的加工设备已停机。今后随着渠灌区大规模管道输水技术的 应用，双壁波纹管当有一席之地。素混凝土预制管的主要生 产技术在于制管机的开发，目前小批量生产的制机技术上已 有很大改进，预制管的生产没有太大的问题。但是混凝土管 不便长距离运输、生产的技术含量又不高，难以形成大规模 生产的格局，基本上是就地使用就地生产。混凝土现场浇注 成形技术，在大口径管道制造上有明显优势，在小口径管道 制造上优势不明显，而且管道质量也难以保证，但在低压管 道输出水技术发展初期，因价格便宜，种类现浇管道曾发挥 了不小的作用。出水口是井灌区农民从低压管道输水系统向地里放水 的装置，因技术含量不高，产品定

23、位偏低，尚不具备大批量 产业化生产的条件，目前大多由县水利局或乡水管站结合自 身建设节水灌溉工程的需要，自行组织加工或委托加工。闸管系统是低压管道输水工程的田间配套设施，国外有 硬闸管和软闸管两类产品。目前软闸管系统已通过项目，引 进国外技术在国内组织试生产，希望能对完善低压管道输水 系统发挥作用。管道输水是提高输水效率，合理利用自然水头，减少占 地、减少水体被污染的有效措施，在国外普遍应用，而且配 80套完整，相关产业也很发达。我国低压管道输水技术是在 年代初节水灌溉任务紧迫，但投入又严重不足的情况下，在 井灌区发展起来的，因此，技术定位偏低，系统定位靠下， 难以带动相关产业的全面发展，反过

24、来也制约了管道输水技 术的发展和应用领域的扩大。今后随着水资源统一管理，灌 区供水多元化的实现，管道输水技术及相关产业应有一个大 的发展。二、节水灌溉材料设备生产企业的现状节水灌溉材料设备于生产它们的企业，企业的现状在一 定程度上反映了产品的状况。1. 生产规模小般均据对46家节水灌溉专用材料设备生产企业的表明，固 定资产没有超过亿元的， 年产值达到亿元的仅 3家，- 为几千万元，少的为几百万元。实际上不少企业的产品中节 水灌溉专用材料设备仅占一部分或少部分。生产规模小制约 了企业的发展，也严重制约了节水灌溉材料设备产品的更新 和质量的提高。2. 专业化程度低我国的节水灌溉专用材料设备生产企业

25、不少是在原有 生产领域的基础上，部分转产节水灌溉材料设备的，故绝大 多数不是专业厂，产品结构复杂，关联性不强。这种状况决 定了生产组织形式是以通用设备、普通工艺实现的小批量生产，产品质量难以保证，生产成本难降低。3. 生产技术装备落后走进节水灌溉生产企业，往往看到的是70年代、60年代、甚至50年代的生产设备，这些设备有的是当年建厂时 的设备，有有是从大企业淘汰设备中低价转让来的，生产技 术装备的落后也往往决定了生产工艺的落后。4. 缺乏行业龙头企业的作用在现代工业中，小而分散的加工生产并不一定意味着落 后，关键是要有龙头企业发挥主机厂的作用，小企业应围绕 龙头企业进行专业化生产。近期中国灌排

26、技术开发公司收购 江苏七州集团，控股中冠灌溉设备有限责任公司应该说是我 国节水灌溉材料设备生产企业向规模化、产业化生产改组迈 出的第一步。三、节水灌溉材料设备的发展方向节水灌溉所需材料设备涉及的范围很大，有不少是通用 的建筑材料和机电设备，也有一定的专用材料设备，其发展 方向主要取向于节水灌溉技术的发展和市场需求的变化。本 文在节水灌溉材料设备现状综述中已对各主要设备的改进 方向提出了一些粗浅的看法，不再赘述，现仅就其共性的东 西补充几点意见。1.节水灌溉材料设备需求的多元化随着各项节水灌溉技术在我国的开发和应用，节水灌溉材料设备市场需求多元化的趋势明显，这不仅表现在产品的 种类上，而且表现在同类产品的不同档次上。这种状况同我 国地域广阔，各地自然条件和经济条件差异大有关。以往评 价哪类地区应采用哪种节水灌溉技术时，往往并不太区分经 济因素的