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中国节水灌溉装备发展现状、问题、趋势与建议

2017-07-16童少福

环球人文地理·评论版 2017年4期
关键词:趋势建议现状

童少福

(安徽省凤台县水利局,安徽 淮南 232100)

摘要:中国是水资源比较匮乏的国家,因此节水非常的重要,特别是农业方面的节水。因为节水灌溉装备对提高农业色用水效率有着很重要的作用,尤其是能够增加农民的收入和保护生态环境,最重要的方面就是实现了水资源的节约,进而推动资源的可持续发展。经过多年的努力之后,我国的节水灌溉装备在理论和技术方面都取得了一定的进步,但是还存在一定的问题,如自主研发的能力比较差,产品的质量和可靠性还应该进一步提升。本文重点介绍可再生能源节水灌溉技术。

关键词:节水灌溉装备;现状;问题;趋势;建议

1发展现状、存在问题及发展趋势

1.1发展现状

想要节水灌溉设备能够正常使用的话,能源的供给必须跟得上。因为农村的土地很分散,而且在比较偏远的地区进行农业生产配套的电网的投资和难度大,柴油机需要移动式,运行的成本比较高。在很多地区,日照比较充足,适合开发太阳能资源,在水资源充足的地区充分利用水资源,进行水能资源的开发,如果风能资源充足,可以进行风能资源的开发。

首先,光伏水泵技术。将该技术和农业灌溉技术进行有效的结合,其优点是低能消耗和节约资源,应用的前景非常的好,具有比较大的经济效益和社会价值。太阳能光伏提水灌溉系统的原理是利用光伏发电系统、光伏水泵系统和灌溉系统等作用,这里面最重要的是光伏水泵提水系统。在上个世纪的七十年代,国外已经出现了光伏水泵提水技术,最早研究费项目是水泵、直流电动机与电池板直接耦合的系统,但是维护不是很方便。

其次,低水头小型和微型水电灌溉技术

在欧盟地区,水电开发已经非常成熟,相关的调查显示,在欧盟地区,小水电主要包括低水头和超低水头的小型和微型水电。因为环境的复杂性和多样性,小型水电技术和设计还存在一定的问题和不足,在进行电站、机组的设计中会出现成本增加的情况,而且降低了该种设备的利用率。

1.2存在的問题

第一,太阳能节水灌溉技术

首先,光伏水泵系统的配置不合理。光伏水泵系统有两类,带蓄电池和不带蓄电池两种,现阶段,使用光伏水泵的情况比较多,而且都采用太阳能光伏电池和直流电动机直接耦合的方式,可以不使用蓄电池。但是,这种系统的功率比较下,无法大规模推广使用。如果是大功率光伏水泵系统,使用交流电动机比较适合。但是,为了稳定保证水泵的稳定性,应该使用大容量的蓄电池,但是这不仅是初期的投资成本增加,而且也增加了维修的成本,降低系统的可靠性,降低了使用的年限。此外,还会造成一定的环境污染。

其次,光伏水泵产品的可靠性能有待提高。如果是一般的水泵机组的话,有稳定的转速,而且额定的功率能够得到满足。但是如果是光伏水泵机组的话,功率是不断变化的,因此想要保证有额定点的话比较困难,同时不节约经济,因此需要研究高效运行的泵水力模型。当前,我国还没有这方面的研究,现有的设计方式都比较常规,不仅运行的效率低,而且没有很好的可靠性。

最后,光伏水泵与灌溉系统的匹配性较差。因为光伏水泵系统的运行是有变化的,主要随着光照变化,而且还收到环境和温度的影响,因此会造成光伏水泵系统的设计、评价和优化过于复杂。因此,应该设计合理的光伏水泵系统,不断提高其供水的可靠性,主要的方式就是设计出在不同的光照条件下能够出水。

第二,低水头发电、风能等节水灌溉技术

在农田灌溉中,可再生能源的研究成果很少利用,水电和风电能够很好的发展,主要是因为其能够解决生活用水,但是节约灌溉需要小型的可再生能源,研究也比较少。

1.3发展趋势

第一,光伏发电技术在不断的提升,发展比较快,随着薄膜太阳能光伏电池的出现,不断促进了光伏发电率的提升,促进光伏水泵系统向着大功率的方向发展。所以,光伏水泵系统有很好的发展趋势。

第二,小规模和小型水电和风电比较适合在节水灌溉中使用。

第三,如果是太阳能单独发电,或者风能单独发电的话,稳定性不强,不能保证其稳定性和连续性。但是在多数的情况下,太阳能和风能之间可以实现互补,如在晴朗的天气的话,利用太阳能发电,如果是夜间没有太阳或者阴雨天气的话,可以利用风能进行发电。如果是在风和太阳都齐备的情况下,可以同时使用太阳能和风能。所以,风能和光能之间的互补性了其单独使用的不足之处,进而实现发电的全天候。因此,进行光能和风能的的互补提水灌溉是未来的发展方向。

第四,在农村地区,进行生物质能源灌溉系统的建设也是很好的趋势之一。

2节水灌溉装备发展建议

2.1丘陵山区节水灌溉综合配套技术研究

丘陵山区低水头发电、太阳能提水加压技术。首先,对山区丘陵地区的小水库和蓄水池进行必要的开发,可以使用太阳能光伏技术,不断为山区生活和节水灌溉系统提供电力;其次,不断研制适合丘陵地区的太阳能光伏水泵系统;最后,对进行微喷灌设备的建设。

2.2低成本高效喷、微灌技术

首先,进行过滤器的研制,其主要的特点是清洁、结构简单和维护操作便利等,而且轻便耐用;其次,研制出比较高校的专用泵,主要适用于喷灌和滴灌系统中。最后,进行流量调节装置的研究。

2.3清洁能源节水灌溉装备和技术

首先,如果是水能 比较丰富的地区,可以进行小型水电节水灌溉系统的建设;其次,如果是阳光充足的地区,充分开发太阳能的作用;最后,如果是风能比较充足的地区,可以进行小型和微型风电灌溉系统的开发;最后,建立风能、太阳能、生物能等各种资源互补的节水灌溉系统。

参考文献

[1]郎景波,李莹,李铁男. 国内外大型喷灌机生产的发展历程和现状[J].节水灌溉,2011( 9) : 42 - 43,46.

[2]潘中永,刘建瑞,施卫东,等. 轻小型移动式喷灌机组现状及其与国外的差距[J]. 排灌机械,2003,21( 1) :25 - 28.

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