前言
我国是一个水资源严重短缺的国家,人多水少、水资源时空分布不均是我国的基本国情和水情,水资源供需矛盾突出仍然是可持续发展的主要瓶颈。农业是用水大户,近年来农业用水量约占经济社会用水总量的62%,部分地区高达90%以上。农田灌溉水有效利用系数0.52,与世界先进水平0.7~0.8有较大差距,水资源利用方式比较粗放,农业用水效率不高,节水潜力很大。大力发展节水农业,提高用水效率,是促进水资源可持续利用、保障国家粮食安全、加快转变经济发展方式的重要举措。
《国家农业节水纲要(2012—2020年)》指出:把节水灌溉作为经济社会可持续发展的一项重大战略任务。在水资源短缺、经济作物种植和农业规模化经营等地区,积极推广喷灌、微灌、膜下滴灌等高效节水灌溉和水肥一体化技术。到2020年,在全国初步建立农业生产布局与水土资源条件相匹配、农业用水规模与用水效率相协调、工程措施与非工程措施相结合的农业节水体系。全国农田有效灌溉面积达到10亿亩,新增节水灌溉工程面积3亿亩,其中新增高效节水灌溉工程面积1.5亿亩以上,农田灌溉水有效利用系数达到0.55以上。全国旱作节水农业技术推广面积达到5亿亩以上,高效用水技术覆盖率达到50%以上。
喷灌和微灌技术突破了传统地面灌溉方法的局限性,使灌溉质量不再受地形、土壤等条件的影响,灌水时间、灌水部位、灌水均匀度、灌水定额等都能够科学地加以控制,能够实现“精确灌溉”。它不但能大幅度提高灌溉水利用率,还能更好地与机械化作业程度高的现代农业相配合,具有节水节肥、增产增收、便于管理等优点,是我国目前和今后一段时间推广应用的主要节水灌溉方式之一。
近年来,尤其是“九五”“十五”“十一五”“十二五”期间,依托国家重大项目开展节水灌溉新产品与新技术的联合攻关,我国开发出一批新型低成本、低能耗、精确喷灌及微灌关键装备,形成了高效喷微灌灌水技术、水肥一体化等适合中国国情的综合节水技术模式。
江苏大学流体机械工程技术研究中心从20世纪70年代起即开始喷灌设备的研制与开发,其国家重点学科——流体机械及工程以研究水泵与喷灌设备为特色,建有国家水泵及系统工程技术研究中心,新型节水灌溉装备与技术是其重要的特色研究方向。长期以来其科研创新团队承担了大量国家、省、市和企业项目,取得了丰硕的成果。
本书结合江苏大学节水灌溉装备与技术创新团队近年来承担的863计划“新型喷滴灌系统关键设备的研制与产业化开发(2004AA2Z4010)”“变量喷洒低能耗轻小型灌溉机组(2006AA100211)”及“精确喷灌技术与产品(2011AA100506)”等项目的部分研究成果,全面介绍了喷微灌技术及设备。全书包括绪论、轻小型移动式喷灌机组设备、轻小型喷灌机组优化设计、大中型喷灌机、喷灌工程规划设计、多功能轻小型灌溉机组、微灌条件下土壤水分—溶质分布及施肥技术和微灌工程规划设计等,希望本书的出版能为研制开发新型喷微灌设备提供设计理论和技术基础,对我国喷灌与微灌工程技术的推广应用作出贡献。
全书由江苏大学主持编写,撰稿人员有李红(第一章),袁寿其、李红、刘建瑞、朱兴业、刘俊萍、陈超、向清江(第二章),朱兴业、王新坤、蔡彬、刘俊萍(第三章)、汤跃、陈超、汤玲迪(第四章),蔡彬(第五章),袁寿其、李红、王新坤(第六章),褚琳琳(第七章),闫浩芳、王新坤(第八章)。全书由袁寿其、李红、王新坤、刘俊萍统稿。
本书撰写过程中参考和引用了大量国内外相关文献,在此对这些文献的作者表示感谢。本书出版得到了863计划项目“精确喷灌技术与产品(2011AA100506)”及江苏省高校优势学科建设工程的资助,也一并表示感谢。最后,向对本书相关研究工作作出贡献的全体课题组成员和参加编写工作的人员表示真诚的感谢。
由于喷微灌技术及设备内涵丰富、发展迅速,有待进一步研究的内容很多,加之撰写时间仓促,书中不当之处,恳请读者批评指正。
袁寿其
2014年10月于江苏大学