包慶山　康金福

摘 要：根據(jù)青海省政府編制的《柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)總體規(guī)劃》，要求青海省以轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式為主線，以體制、機(jī)制創(chuàng)新和科技進(jìn)步為動力，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本原則，綜合考慮資源優(yōu)勢、環(huán)境承載能力、現(xiàn)有開發(fā)強(qiáng)度和發(fā)展?jié)摿Γy(tǒng)籌傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造升級和新興產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，切實(shí)加強(qiáng)柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的規(guī)劃和建設(shè)，積極培育循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈和循環(huán)經(jīng)濟(jì)骨干企業(yè)，加大循環(huán)經(jīng)濟(jì)支撐技術(shù)的研發(fā)、推廣力度，努力把試驗(yàn)區(qū)建成國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)的示范區(qū)。結(jié)合柴達(dá)木試驗(yàn)區(qū)干旱少水的實(shí)際情況，為提高水的利用率，節(jié)能降耗研發(fā)出一種可移動式的全自動施肥（加藥）節(jié)水裝備，有效解決了目前灌溉技術(shù)水平落后的問題。

關(guān)鍵詞：節(jié)水裝備；移動撬塊；自動施肥；灌溉

中圖分類號：F320 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2015）16-0024-03

針對青海省氣候條件和人類生存環(huán)境惡劣，地廣人稀、干旱缺水的自然情況，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)及牧業(yè)的發(fā)展，加快高效節(jié)水灌溉技術(shù)的研發(fā)及推廣勢在必行，緊緊抓住國家新一輪西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施和水利部與青海省政府簽簽署加快青海藏區(qū)水利發(fā)展與改革《合作備忘錄》的歷史機(jī)遇。全局青海省各縣發(fā)展節(jié)水灌溉的需求，參考《青海省“十二五”發(fā)展高效節(jié)水灌溉實(shí)施方案》，青海省規(guī)劃在2013—2017年發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積110萬畝，為節(jié)約水源及避免水的污染，擬定節(jié)水灌溉工藝的研發(fā)及制造，輸水材料選用PVC管道。在青海省格爾木市進(jìn)行350畝節(jié)水灌溉裝置的研發(fā)和制造，待研發(fā)出適合青海省特殊地理環(huán)境的節(jié)水灌溉裝置及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程后，以便將來在全省范圍內(nèi)大面積推廣該技術(shù)，從而真正解決青海省干旱缺水的實(shí)際問題。

結(jié)合青海省地廣人稀、勞動力缺乏的實(shí)際情況，在研制節(jié)水裝置的同時，結(jié)合青海鹽湖工業(yè)股份公司在自動化控制方面所取得的成績，著重開發(fā)水肥一體化、水藥一體化及自動控制系統(tǒng)的研發(fā)與探索，使節(jié)水裝置與施肥、施藥實(shí)現(xiàn)同步自動化，大大減少工作量。

一、節(jié)水裝備選擇優(yōu)越性

1.本節(jié)水裝置首部裝置擬采用移動撬塊式首部裝置，即將過濾器、施肥器、儀表控制箱、動力控制箱、水箱、自控閥門、壓力表、傳感器、流量計(jì)等相關(guān)部件集中布置在一個撬塊上。既便于安裝又便于集中控制。

節(jié)水裝置首部一般由輸送水泵、過濾器、加藥（肥）裝置、計(jì)量儀表、控制閥門、儀表/電氣控制系統(tǒng)及連接管路及輔助部分發(fā)電機(jī)、帶車輪的撬塊、驅(qū)動馬達(dá)等構(gòu)成，現(xiàn)在大部分該首部裝置的布置為輸水泵和電氣控制柜放置在一個廠房，過濾器及加藥裝置布置在一個廠房，每個廠房的布置都比較凌亂，不便于控制；節(jié)水裝置灌溉系統(tǒng)首部投資占灌溉系統(tǒng)總投資的60%，若農(nóng)田占地面積小，單獨(dú)上一套首部裝置得不償失，所以很多小面積農(nóng)戶無法實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉；青海省地處高原，多山丘，很多可耕種地塊位于偏僻地段，沒有可用動力電源，未解決這一問題，在移動撬塊灌溉裝置首部安裝發(fā)電機(jī)，利用驅(qū)動馬達(dá)帶動發(fā)電機(jī)可以滿足用電需求。

為更好地規(guī)范節(jié)水裝置首部的布置，現(xiàn)開發(fā)出移動撬塊式灌溉系統(tǒng)首部，將首部裝置的各設(shè)備、電儀控制系統(tǒng)及連接管路等集中布置在一個可移動式的撬塊上，通過驅(qū)動馬達(dá)可以將灌溉系統(tǒng)的首部移動到不同的農(nóng)田部位，無論農(nóng)田面積的大小，需灌溉部位是否有動力電源均可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)田灌溉。該移動撬塊式節(jié)水裝置首部移動動力為馬達(dá)，此馬達(dá)可用于移動首部裝置，并可用于發(fā)電機(jī)的動力。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、灌溉成本低，有效地解決了無電地塊、面積小地塊無法灌溉的問題，規(guī)范節(jié)水灌溉措施，提供灌溉系統(tǒng)首部的利用率，保證了所有干旱缺水農(nóng)田的灌溉，同時為農(nóng)田增收提供了有力保障。

2.采用自壓補(bǔ)水系統(tǒng)。即設(shè)置高位水箱，根據(jù)水箱的液位下限和上限的設(shè)定，水泵自動啟停。

3.全自動施肥系統(tǒng)。即在泵出口管道安裝（文丘里或是射流器），并在管道上安裝流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥，在化肥儲罐的出口管道也增加流量計(jì)及調(diào)節(jié)閥，根據(jù)PLC組態(tài)設(shè)定肥和水的比例，實(shí)現(xiàn)自動施肥程序。

滴灌系統(tǒng)工程節(jié)水裝置施肥或是加藥一般采用人工攪拌溶解、用量估算等辦法進(jìn)行施肥和加藥，存在藥或是肥的配比濃度不均勻的問題，造成有的地塊施肥或施藥過多，有的地塊肥料或施藥又較少，加量較多地塊可能導(dǎo)致秧苗燒死，加量較少地塊起不到肥或是藥的作用，造成產(chǎn)能下降?，F(xiàn)在大部分過濾設(shè)備，沒有安裝壓力檢測設(shè)備，過濾器堵塞或是過濾效果下降無法發(fā)現(xiàn)，檢查出過濾器堵塞之后，一般采用人工清理的辦法進(jìn)行清理。因?yàn)檫^濾器內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，且過濾器的密度較高，采用人工清理只能處理表面的雜質(zhì)，對設(shè)備內(nèi)部無法清理，導(dǎo)致過濾器頻繁堵塞，嚴(yán)重影響使用效率。該裝置通過安裝自動加藥系統(tǒng)和過濾器反沖洗系統(tǒng)，增加了藥或肥的配比濃度的均勻性和靈敏性，并能對過濾系統(tǒng)進(jìn)行自動徹底清理、提高其使用效率等。

4.在支管的輸水管道增加電磁閥，在PLC系統(tǒng)設(shè)置時間繼電器，設(shè)置滴灌的時間和頻率。

5.根據(jù)枸杞的實(shí)際生長情況，在輸水主管抽頭設(shè)置噴灌設(shè)施，根據(jù)實(shí)際需要，通過時間繼電器控制噴灌次數(shù)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頁面的噴淋和施肥（施藥）的效果。

二、工藝特點(diǎn)及創(chuàng)新

原有生產(chǎn)工藝及存在問題。通過對新疆天業(yè)節(jié)水裝置有限公司及新疆昌吉市節(jié)水裝備示范區(qū)的考察發(fā)現(xiàn)，目前新疆95%的農(nóng)作物均采用滴灌技術(shù)解決土地水分缺失的問題，從灌溉形式來看，基本采用膜下滴灌技術(shù)，此技術(shù)在新疆廣泛采用，節(jié)水效果明顯，且農(nóng)作物產(chǎn)量大增，新疆所種農(nóng)作物一般為棉花、小麥、玉米、大豆等，現(xiàn)使用過程中存在如下幾方面的問題：

1.每年收割一次，收割后為提高第二年農(nóng)作物的產(chǎn)量需要對土地進(jìn)行翻耕，所以鋪設(shè)的地膜及滴灌帶，每年都要更換一次，每年對于膜下滴灌都會產(chǎn)生相應(yīng)的地膜和滴灌帶的費(fèi)用。

2.節(jié)水裝置的首部布置分散，占地面積大，節(jié)水裝置首部所供土地面積小，設(shè)備閑置時間長。

3.施肥及施藥基本采用人工配比，自動化程度落后，水藥比、水肥比控制偏差較大，極大影響肥效和藥效。

4.采用明渠供水，水渠污染水質(zhì)，水渠水蒸發(fā)量大，耗水量增加。

針對格爾木特殊的地理環(huán)境，土地適合種植枸杞而且產(chǎn)量高，品質(zhì)好，因枸杞的結(jié)果期可以達(dá)到（十至十五年），建議采用膜下滴灌種植枸杞，比較新疆的地膜覆蓋技術(shù)，有如下改進(jìn)措施：

首先，采用厚地膜（地膜厚度進(jìn)行試驗(yàn)研究），因枸杞的種植不需要每年對土地進(jìn)行翻耕，所以延長地膜的使用年限到六年。

其次，根據(jù)格爾木可耕種面積比較分散的特點(diǎn)，開發(fā)研究可移動式的節(jié)水首部裝置，將每塊地的灌溉時間錯開，只需在集中地塊埋好輸水主管、直管及滴灌帶，做一個蓄水池既可以實(shí)現(xiàn)，將灌溉用的首部裝置集中布置于一個框架上，在框架的底部裝上可以移動的平板車，即將固定式節(jié)水裝置變成移動式積水裝置，可以供不同的灌溉區(qū)域。本節(jié)水裝置首部裝置擬采用移動撬塊式首部裝置，即將過濾器、施肥器、儀表控制箱、動力控制箱、水箱、自控閥門、壓力表、傳感器、流量計(jì)等相關(guān)部件集中布置在一個撬塊上，既便于安裝又便于集中控制。

再次，格爾木地區(qū)缺水干旱，水分蒸發(fā)量大的特點(diǎn)，由明渠輸水改為暗管輸水，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，采用PVC管道輸送地下水，使用年限可以達(dá)到五十年以上。

最后，為提高肥料及農(nóng)藥的效率，采用全自動水肥一體化控制系統(tǒng)

三、實(shí)施后取得的成效

1.采用節(jié)水灌溉裝備及管道輸水過程，減少水分的流失，解決農(nóng)田灌溉缺水問題。

2.隨著節(jié)水灌溉裝備的逐漸完善，研發(fā)水肥一體化及水藥一體化節(jié)水灌溉裝置，提高水、肥及農(nóng)藥的綜合利用率。隨著投資的不斷增加逐步實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉裝置的自動化作業(yè)，解決肥料及農(nóng)藥的流失問題。

3.隨著節(jié)水灌溉產(chǎn)業(yè)的逐步推廣，PVC產(chǎn)品管材及管件的需求量將逐步增加，能夠解決PVC粉料及PVC深加工產(chǎn)品銷售難的問題，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)帶動工業(yè)的發(fā)展趨勢。

[責(zé)任編輯 吳高君]endprint