成果简介：主要技术内容：中国北方地区是小麦、玉米等作物优势产区，粮食总产在全国的比重占46.0%，而水资源量仅占全国的18%，缺水是粮食生产的主要制约因素，发展高效节水灌溉势在必行。对于北方丘陵坡地节水灌溉存在以下技术难点：1)丘陵坡地存在地形落差大而引起灌溉系统压力不稳、喷洒不匀现象，设备适用性差；2)农田条块化，存在地下水集中开采、水量计量不准、易产生漏喷等问题；3)产品创新性不强、品种单一及产品系统性、标准化程度低，质量和性能不稳定。该成果以解决上述突出问题为目标，通过产、学、研相结合，开展自主创新和技术集成，创制了仰角连续可调式喷头、移动式喷灌施肥装置、旋杯式农用水表和灌溉过量示警装置4种新产品；并在已有成果的基础上对PKX铸铝球形接头、喷灌控制阀、CYH系列喷头3项技术和产品进行了改进，深入研究了丘陵坡地恒压喷灌系统调压特性，提出了调压罐容积和设计参数的设计方法及计算公式；提出了丘陵坡地喷灌节水灌溉技术集成应用模式，从根本上解决了北方丘陵坡地发展高效节水灌溉存在的技术短板，明显提升了上述地区的节水技术创新与设备研发水平，为全面普及节水灌溉这一革命性措施提供了技术支撑。专利与论著：获得国家发明专利授权4件；获软件著作权1项；出版专著3部；发表核心期刊以上论文22篇；参与编制行业标准2部。技术经济指标：(1)仰角可调式喷头射程15m以上，喷头仰角在8°～27°范围内连续可调，使用寿命达到2000h，具有良好的水量分布特性；(2)CYH系列换向喷头换向轻便灵活、适应性强，可实现任意角度喷洒，能量转化率90%以上，寿命达2000h；(3)记忆型给水控制阀能够对灌溉时间、压力、水量等信息进行采集和保存，压力和流量误差小于10%；(4)球形铝合金快速接头拆装用时少于1min，偏转角达30º，采用“V”形圈的接头升压至0.2MPa时开始密封，降压至0.15MPa时开始自泄。应用推广及效益：成果已在河南、山西、甘肃、新疆、内蒙古等省、区示范应用面积超过10万亩，辐射面积超30万亩，节水15.2%～30.7%，增产15.5%～25.6%，节地10.3%～13.5%，价格降低10.5%～15.1%，近三年累计实现节水0.9亿m³，增产1.22亿kg，增收1.18亿元。部分技术成果被国家相关规划及标准采纳，已产生了显著的社会、经济和环境效益。

成果简介：地表滴灌高均匀性灌水器、地下滴灌抗堵塞灌水器、低压压力调节器设计理论与方法，从根本上攻克了低压下灌水器灌水均匀度下降、地下滴灌作物根系入侵堵塞等国际技术难题，填补了中国精量滴灌产品设计理论与方法空白。创建了地表滴灌高均匀性灌水器设计理论与方法。创制了高均匀性灌水器、压力补偿式抗堵塞灌水器、低压压力调节器等精量滴灌关键产品，创新了滴灌管材（件）回收再生利用技术，产品性能达到国际先进水平，实现了中国精量滴灌产品从仿制到自主创新的跨越。

成果简介：微灌在国际范围内的应用呈持续增长趋势，随着能源、水源危机的加剧，微灌装备正朝着降低能耗、自动化方向发展。中国微灌技术应用中，还存在系统运行能耗较高、装备产品功能单一等问题，微灌技术与产品的综合经济和节水优势还没有充分得到发挥。联合国内科研院所和知名企业，针对低能耗微灌技术与产品的关键共性技术，研究薄壁滴灌带生产技术、聚乙烯材料多空成型技术、压力调控技术和快速设计制造技术，开发薄壁滴灌带生产技术、微润管生产及应用技术、低能耗施肥装置、低压压力调控装置等，形成了具有自主技术的低能耗技术与产品体系。取得的创新成果：1.初步确定了滴头堵塞机理，提出了滴头抗堵塞设计方法。2.开发出多种低能耗微灌管/带生产技术与低能耗微灌产品，降低了系统能耗，提高了生产效率。3.提出了流固耦合压力调节器设计方法，开发了低压压力调节器，提高了微灌系统灌水性能。4 .提出了防止根系入侵的地下滴灌高效灌溉控制技术与方法。

成果简介：喷灌在国际范围内的应用呈持续增长趋势，随着能源、水源危机的加剧，喷灌装备正朝着降低能耗、精准灌溉、综合利用，以及系列成套、性能可靠、自动化高的方向发展。在中国喷灌技术应用中，还存在系统运行能耗较高、低压下灌溉均匀度低、装备产品功能单一、自动化控制水平较低等问题，多目标综合利用优势还没有充分得到发挥。围绕精确喷灌技术，针对低能耗喷灌机组、精确喷灌技术与产品的关键共性技术，研发了低能耗喷灌机组产品、流量可调喷头、低压阻尼控制喷头、园林升降式喷头、变量施肥装置等相关产品，创建了多工况自吸喷灌泵、变量低能耗喷头、多功能轻小型灌溉机组、太阳能抽水灌溉机组、高均匀度变量施肥装置等产品设计理论与方法，形成了具有自主产权的精确喷灌技术与产品体系。取得的创新成果：（1）开发出多种喷头产品，并建立了相应喷头设计理论与方法。（2）开发出多种低能耗灌溉机组，实现了多功能灌溉，降低了系统能耗。（3）提出低能耗精确喷灌技术，构建了精确喷灌技术体系。获授权发明专利34件，实用新型专利17件，获得软件著作权登记7项。共发表学术论文101篇，其中SCI/EI收录53篇。出版专著7部，其中英文专著1部。制定国家标准9部，企业标准2部。培养青年骨干15名，博士和硕士研究生30余名，已毕业博士3名、硕士15名，获全国优博提名1篇，江苏省优博1篇。培养出一支具有国际竞争力的研发团队。

成果简介：北京市是严重缺水的特大型城市，人多水少，人均水资源量仅为全国平均水平的1/17，是国内受水资源胁迫程度最高的城市。依赖有限的清水资源难以维系社会、经济、生态的可持续发展，开发再生水资源是保障首都水安全的必然选择和根本出路。农林绿地植被是首都生态系统的基础，是蒸腾蒸发耗水的主要来源，再生水灌溉可大量减少清水消耗。然而既有理论、技术与模式远不能满足实践需求。该项目在国家、省部级科技计划的支持下，围绕“风险评估-系统调控-高效利用”关键环节开展理论技术及集成创新，取得三方面成果： 1、农林绿地再生水灌溉风险识别与评估技术。 创建了盆栽/小区/灌区多尺度相结合、植物/土壤/地下水多界面连续表征的再生水灌溉作物与环境污染风险诊断试验平台，首次揭示了再生水灌溉对粮食、饲料、工业原料、蔬菜、绿化植物等5类植物（101个品种）根冠发育及品质的影响规律，阐明了再生水中养分、盐分及特征污染物在环境介质的行为与互作机制，建立了再生水灌溉健康风险评价模型、植物灌溉适宜性分类方法与再生水灌溉区划技术，为灌溉风险管控提供了重要依据。 2、农林绿地再生水灌溉系统调控技术与设备。 研发了智能灌水器抗堵塞性能综合测试平台和生物膜结构表征方法，首次揭示了再生水灌溉灌水器生物膜生长机制及主控因子，发明了高抗堵塞滴灌灌水器、高性能过滤器等6种新型设备，建立了基于流道优化、材料改性、加氯消毒等多途径调控的抗堵灌水技术、增效灌溉制度和系统优化配套模式，提出了再生水灌区监测评价技术与方法，定期发布了北京市再生水灌溉年度监测公报，显著提高了系统稳定性和灌溉安全性。 3、农林绿地再生水高效利用技术与集成模式。 开发了再生水灌区多水源优化配置、防洪调度和管理决策支持系统平台，研发了再生水灌溉高效输配与生态调蓄技术以及基于湿地净化和土地渗滤的水源提质技术，解决了再生水供水稳定性、天然来水随机性和灌溉需水季节性之间的矛盾。 构建了面向城市绿地灌溉区、城郊农林绿地交错区、远郊大中型农灌区等三类灌区的再生水安全高效利用技术集成模式，成果被联合国粮农组织（FAO）和中国工程院重大咨询项目采纳应用，总体达到国际领先水平。 授权发明专利18项、登记软件著作权6项，编写标准6部，出版专著5部，发表论文307篇，其中，SCI-90篇、EI-42篇。成果推广利用再生水23.6亿m<'3>，节水16.3亿m<'3>，应用面积95万亩，节水总效益23.0亿元，为保障首都水安全提供了重要科技支撑。

成果简介：灌区在中国农业生产中发挥了举足轻重的作用。该项目针对中国北方井渠结合灌区存在的水资源开发利用效率不高、农业节水技术集成度低、灌溉输配水工程与田间工程不配套、生态环境恶化及管理手段落后等突出问题，以解决困扰灌区农业高效用水与可持续发展的关键--灌区水资源优化调控系统与农业节水系统综合集成等问题为切入点，以水资源优化配置和高效可持续利用为目标，历经10多年研究，率先在国内攻克了该技术难题，并在灌区水资源优化配置与高效节水灌溉集成技术体系研究上取得重大突破。创建了井渠结合灌溉类型区农业高效用水技术集成模式、渠井结合灌溉类型区农业高效用水技术集成模式、多水源灌溉类型区农业高效用水技术集成模式；研发出地下水限量开采自动控制系统、灌排自动控制系统、灌区地表水地下水联合调度管理系统软件，并实现了硬件与软件的无缝对接。上述成果大规模应用于生产，支撑和推动了中国节水农业的发展。项目实施以来，获国家授权专利8件，其中发明专利6件，实用新型专利2件；发表论文60余篇(其中SCI/EI10篇)；主(参)编著作7部。主要技术与经济指标：地下水限量开采自动控制系统，采取无线数据传输、控制半径达8km以上，硬件具有256个可切换频点，软件系统界面友好，系统性能可靠、运行稳定，方便二次开发；储水灌溉与灌溉调度集成系统，储水灌溉定额阈值范围120-180mm，既能满足作物生长后期需水，减少深层渗漏和棵间蒸发，又能减少轮灌次数1-2次；多灌溉水源联网调度及灌溉自动控制系统，灌溉保证率提高30%-45%，水分生产率提高0.3-0.8kg/m<'3>；地表水与地下水联合调度灌溉软件,以中文Windows为开发平台，采用Borland Delphi进行编制，数据库采用Paradox数据库格式，以Matlab为后台计算程序，面向用户,界面友好，实现了水资源优化调度与灌溉管理的智能决策和可视化；春玉米垄膜沟种集雨节灌模式，采取平地起垄，垄、沟相间，垄宽30cm，沟宽20cm，沟深5-6cm，垄上覆膜，垄沟种植，田间采取滴灌灌水，可实现次降雨量≤10mm的微降雨高效利用和节水增产，籽粒产量增幅达17.4%；地下水限量开采系统、农田自动灌排系统、恒压灌溉系统及高效施肥系统，突破了制约中国灌区水肥一体化发展的技术瓶颈，与国外技术相比，集成度更高、技术特点更突出、适应性更强、价格更具优势，更易于在中国灌区推广应用。该成果自2001年以来，分别在河南商丘、山西晋中、河北石家庄和山东威海等地累计推广80余万亩，提高水资源利用率及利用效率的同时，实现农业增收直接经济效益达4.5亿元，累计节约地下水开采2.7亿m<'3>，节省开采费用及节约灌区管理成本810万余元，且大大提高了农民的节水意识，生态效益和社会效益显著，并辐射到中国其它地区。

成果简介：主要技术内容：针对灌溉用水管理中作物水分诊断可靠性差和灌溉预警精度低及诊断和预警结果实时发布存在的主要问题，以提高灌区水资源利用效率为主要目标，形成如下3项主导技术：基于多源信息融合的作物水分诊断方法根据较易获取的土壤水分、外部环境及作物本身的灌溉控制指标特点，将模糊粗糙集和D-S证据理论相结合，采用距离函数法，将平均距离替代冲突证据改进各灌溉指标的权重，首次提出了基于多源信息融合的作物水分诊断方法，显著提高了诊断结果的可靠性和实用性。基于天气预报信息的作物需水量预测方法及灌溉预警技术体系筛选出需要参数较少，精度较高的基于温度的作物需水量计算方法，并对该方法进行了属地化订正，将积温、叶面积指数与作物系数关系相耦合，得到了主要作物不同生育期的基于积温的作物系数模型，土壤水分临界值法考虑土壤水分对作物需水的影响，构建了基于天气预报信息的作物需水量预测方法及灌溉预警技术体系。基于WEBGIS的作物水分诊断与灌溉预警远程服务系统基于.NET平台，采用组件式GIS技术，研发了基于WEBGIS的作物水分诊断与灌溉预警远程服务系统，实现了天气预报信息的在线抓取、作物水分诊断及灌溉预警结果的可视化表达和网络发布。性能指标：构建的基于天气预报信息的作物需水量预测模型，模型预测精度达到了90%以上；提出的基于多源信息融合的作物水分诊断方法在典型灌区应用表明：诊断结果的不确定性由融合前的38%降至10%；研发的在线抓取天气预报信息的灌溉预警远程服务系统，与实测相比，预警时间误差低于2天。知识产权情况：项目实施过程中，形成3项主导技术，获得发明专利2件、计算机软件著作权2件；在科学通报、中国农业科学、农业工程学报、应用生态学报等国内外重要学术刊物公开发表论文30余篇。应用推广及效益情况：该项技术于2011-2014年在华北典型灌区和河北衡水市进行了示范推广，取得了亩平均节水30方，增收20kg以上的良好效果，节约了灌溉水资源，减少了地下水开采。另外，2011年以来，每隔10天在农业部产业技术体系网站发布冬小麦水分诊断及预警结果，为水利、农业部门的灌溉管理创造了有利条件。河南新闻、新乡新闻等报道：基于WebGIS的灌溉预警系统“可以像天气预报那样对区域农田墒情进行中短期预报，指导灌区用水管理”，项目取得了较好的经济、社会和生态效益。

成果简介：中国是严重贫水国家，水资源供需矛盾突出是中国可持续发展的主要瓶颈。农业用水约占总用水量的62%，大力发展节水灌溉是促进水资源可持续利用、确保粮食安全的战略举措。轻小型灌溉机组作为一种典型的节水灌溉装备，应用面积约占全国喷灌面积的60%，在农业生产及抗旱减灾中发挥着重要作用。针对原有灌溉装备功能单一、能耗高、结构复杂、可靠性差等急需解决的重大行业难题，项目组依托国家水泵工程中心、流体机械及工程国家重点学科，在国家“863”计划、“十五”重大专项等支持下，取得了如下创新成果：建立了低能耗轻小型灌溉系统。揭示了轻小型灌溉机组技术参数对能耗指标的影响规律，建立了水量分布计算与评价模型，首次提出了基于遗传算法的泵工况与管路装置优化方法，研制了移动与固定两用、喷灌与软管灌溉两用机组，实现了变幅喷洒及多功能灌溉。系统能耗平均降低14.4%，喷灌均匀度达0.85-0.92，解决了轻小型喷灌机组适应性差、能耗高、均匀性差等行业难题。研发了系列多功能喷洒设备。首创了附壁射流喷头驱动和控制技术，建立了附壁稳态切换数学模型，提出了新型喷头设计理论与方法，发明了隙控式全射流喷头、多功能喷头和变量喷洒喷头，实现了射程、雾化程度可调和变域变量精确喷洒，射程增加0.6-2.7m，水量分布均匀性提高7%-10%，解决了传统喷头驱动机构复杂、功能单一和水量分布不均匀的行业难题。创制了节能节材提水装备。创建了新型深井泵设计方法，解决了效率和扬程难以同时提离的行业难题，与国内外同类产品相比，效率最多提高8个百分点，单级扬程平均提高15%-50%，泵体长度及成本减少1/3；创新了射流自吸装置、组合压水室结构，提出了新型自吸喷灌泵设计方法，突破了效率和自吸性能难以同时提离的瓶颈，效率提高5-9个百分点，自吸时间缩短20%。项目获授权发明专利33件、实用新型专利12件，软件著作权9件；制定国家和行业标准9部；出版著作4部；发表论文150篇，其中SCI、EI收录104篇；培养博士、硕士40余名，获全国优博提名1篇、全国大学生“挑战杯”一等奖2项、全国节能减排竞赛特等和一等奖各1项。经过10余年系统深入的研究和推广应用，形成了低能耗多功能节水灌溉装备理论与设计方法，研制出20余种新型机组及产品，关键技术达到国际领先水平，成果获教育部科技进步一等奖、中国机械工业科学技术一等奖、中国农业节水科技一等奖及中国国际工业博览会银奖。研究成果已被节水灌溉行业普遍采用，广泛应用于农田、园林、设施农业等领域，转让、应用和技术辐射了全国26个省、市和自治区.应用面积占国内喷灌面积的22%。系列产品已被行业主要骨干企业批量生产，占国内同类产品总产置的55%以上。仅据上海华维、江苏旺达等17家企业统计，近三年新增销售额38.02亿元、利润3.42亿元、税收2.99亿元，创汇3.09亿美元，产品远销欧美、东南亚等20多个国家和地区。获全国农机推广鉴定证书，被列入中央抗旱物资采购项目。该项目提升了中国节水灌溉装备技术水平，在引须行业发展、抗旱减灾、节能减排等方面发挥了重大作用。

成果简介：1.任务来源：“地下滴灌技术研究与示范”为国家863计划“现代节水农业技术与产品”项目“地下滴灌系统与产品”(2006AA100213)课题的部分研究内容，由农田灌溉研究所承担完成。2.应用领域和技术原理：该成果主要应用于农业生产中大田灌溉领域，也可在多年生的果树、经济作物、城市绿地、水土保持等场合使用。地下滴灌系统与地表灌溉系统最根本的差异在于其灌水器埋在地下，在灌水过程中，管道系统的有压水流经过灌水器消能后直接到达作物根区土壤，土壤水分通过灌水器出口与灌水系统形成一个连续的能量分布系统，在这个连续的能量系统中，土壤水势是一个变量，任何一个要素的改变，必将影响到其它要素的工作状态。课题首次将地下滴灌系统作为一个完整、连续的系统，通过对其管网水力性能与土壤水势的交互作用进行深入研究，分析了地下滴灌灌水器出口处可能出现的土壤水能态，以及影响灌水器出口处能态分布的主要因素，推求了地下滴灌条件下土壤水能态分布的计算公式，并针对地下滴灌管网的特点，提出了适宜的地下滴灌设计参数计算公式。研制了自适应地下滴灌灌水器。该灌水器由进水体、消能体、控制体三个部分组成，同时具有“通水模式”和“断水模式”两个工作状态。在“通水模式”下，灌水器具有流量补偿功能，可根据土壤的实际含水量状况自动调节和改变所处的工作状态，以达到作物生长所需的适宜土壤水分环境，满足作物的正常生长。研究了大田地下滴灌条件下土壤水分、养分的运动规律，并对多年地下滴灌条件下棉田土壤盐分、容重、pH值、主要养分残留等理化性状进行了调查研究，通过与膜下滴灌进行对比分析，结果表明，在易盐渍化地区，采用地下滴灌更有利于作物生长，减少环境污染。对大田地下滴灌系统的流量、压力等运行参数进行了监测和评价，开发了相应的计算机辅助设计软件，集成了浅埋式地下滴灌、多年生宿根作物根层地下滴灌与深埋式地下滴灌等不同的技术模式，在新疆、广西和甘肃等不同气候区，分别进行了棉花、甘蔗和马铃薯等作物的大田地下滴灌生产性示范，提出了地下滴灌系统的运行管理要点。3.性能指标通过研究地下滴灌条件下作物生长的水-土-根交互作用机制，探明了地下滴灌条件下土壤水分运动规律，提出了地下滴灌系统中灌水器流量、毛管间距和埋深等系统设计方法1套，研制了自适应地下滴灌灌水器2种，简化了地下滴灌田间管网设计方法，开发软件1套，提出了监测地下滴灌系统运行状态方法2种，集成了3种地下滴灌模式。研究中，取得国家发明专利2项；发表论文29篇，其中EI收录5篇；获计算机软件著作权2件。4.与国内外同类技术比较，地下滴灌系统的设计主要依据地表滴灌进行，缺乏对地下滴灌技术的特点及其特殊性的考虑，地下滴灌系统理论不够成熟、系统设计技术不尽完善、运行管理有待提高，这也是造成部分地下滴灌失败的根本原因之一。针对国内外对于地下滴灌技术的设计理论以及技术设备装置尚不能满足实践要求，研究中以地下滴灌灌水器出口压力为切入点，对地下滴灌系统的特殊性和复杂性进行了较为全面的研究，并提出了确定毛管最佳埋深和间距和埋深等主要设计参数，形成适合地下滴灌特点的技术体系，提出相应的管理措施。田间的示范应用证明，上述成果系统性强，符合地下滴灌生产实际。提出的自适应地下滴灌灌水技术处于国际领先行列，并研制出了相应的灌水器，为精准农业的发展提供了新途径；针对地下滴灌均匀度难以监测的问题，根据生产实际，首次提出了定位观测法对地下滴灌系统运行状况进行了监评，较好地反映了地下滴灌系统运动状态和灌水均匀度。5.成果的创造性、先进性：(1)将灌溉系统-土壤-作物作为一个完整、连续的水流系统，从灌水器出口处土壤水势及分布入手，对地下滴灌系统的管网水力性能进行了深入研究，并提出了地下滴灌灌水器流量、毛管间距、毛管埋深等设计参数的计算方法。(2)研制了自适应地下滴灌灌水器，该灌水器能够根据土壤环境的实际水分状况和作物的需水要求，自动调节灌水器的工作模式，以便控制灌溉过程中的实际灌水量，保证为作物生长提供适宜的土壤水分环境。(3)对大田地下滴灌条件下土壤水分、养分的运移规律进行了研究，并对多年地下滴灌土壤盐分变化与养分残留等土壤环境效应进行了分析评价。(4)提出了不同地下滴灌毛管埋深模式，以毛管流量降低率作为地下滴灌毛管性能考核指标，对大田地下滴灌系统的运行状态进行监测和评价。上述研究成果均为首创，处于国际上先进行列。6.作用意义：节水农业的实质就是充分利用降水和高效利用灌溉水，提倡按需供水，即适时、适量地向作物供给必要的水分，满足作物生长的需要，而作物生长不单需要水，同时也需肥、气等，强调直接给植物补水，因而合理的灌溉应给作物生长创造一个良好土壤微环境，即使作物根区始终处于适宜的水、肥、气、热状态。地下滴灌技术是目前灌溉方式中最有潜力实现这一目标的灌水技术。地下滴灌技术在棉花、甘蔗、马铃薯等作物的应用表明，地下滴灌与地表滴灌相比，具有使用年限长、节水效果更好、更节省成本等优势。推动地下滴灌技术的成熟和应用，改善了农业生产条件，提高了农业生产水平，促进了当地经济与社会的协调发展，还有利于提高水肥利用率和效率，促进当地水安全和生态安全，为全面建设协和社会做出贡献。

成果简介：“农业抗旱用轻型成套滴灌系统机具”(以下简称抗旱机具)成果是科技部2007年农业科技成果转化项目“可移动地下滴灌装置在农户灌溉中的示范与应用”的内容之一，所属领域为节水农业。经河南省科技厅组织鉴定，成果达到了国际先进水平。课题组2002年就开始针对农业干旱问题展开调研，2004年研发出了第I代的农户用“可移动地下滴灌装置”，后经3年多的田间试验与改进，已形成5种规格、性能更加完善可靠、移动更加方便省力、能够适应不同地区和不同作物的“农业抗旱用轻型成套滴灌系统机具”。2007年在全国开始大范围推广应用，深受农户欢迎。成果技术内容：(1)根据水源类型、水质状况好坏，设计了简单型和复杂型两种首部设备，水头损失小，具有易于拆卸和维修、集成化组合、可移动功能的特有模式，适用于常规加压或重力滴灌等多种灌溉形式。(2)各级输配水管均采用易于盘卷、铺设的软质涂塑管或PE管，设置为单节定长(20m/节)的管段形式，管段之间用具有快速联接与拆卸、自闭等多种功能的管件联接，应用时可通过增减管段的数量来自由调整单条管路的实际连接长度。整条管路采用圆轮盘卷或自身盘卷而成型，极大程度地提高了整体集成效果和配套能力，方便盘卷、铺设与移动。(3)灌水器以承插的方式相互插接，插拔方便；插杆采用单节定长设计，总长度可根据需要实际插地深度而任意调节，插地容易；产品有1L/h、2L/h、4L/h、8L/h四种流量，规格基本系列化，适用范围较大。(4)系统配套：通过对常规灌溉系统的配套产品数量、安装组合模式和应用模式等方面的优化再配置、集成等措施，形成了设备规格和数量的定量化、标准化、统一化、组合集成化的轻小型成套滴灌系统，如同家庭用的农机具一样，操作简单、使用方便、应用灵活、投资较少。成果的整体技术含量较高，已申请发明专利5项、实用新型专利3项，现已授权发明专利3项、实用新型3项。另外，还荣获国家烟草局2006年科技进步三等奖、2007年11月获第14届中国农高会后稷奖、2010年新乡市科技进步一等奖共3项科技类奖励。自成果研发以来，抗旱机具先后在宁夏、新疆、江西等多地示范应用，受到农业、水利、烟草等行业的极大欢迎，一些企业开始要求技术合作。2007年3月新乡中灌节水工程技术有限公司签订了生产和销售协议，3年来该企业共生产插入式地下滴水器53万件，快速联接件已达4.8万件，并销售轻型成套抗旱机具1000多套，完成新增产值近350余万元，销售收入306.48万元，累计缴税35.19万元，净利润24.96万元。应用的抗旱机具已在去年初春的“中原大旱”和其它地区均起到了应急抗旱的作用，分别用于西瓜、马铃薯和柑桔等经济作物的抗旱灌溉，控制灌溉面积约12000余亩。从应用效果来看，与没有抗旱灌溉条件的相比，成果使农业增产提高30%-60%，总增产128余万公斤，共新增收节支总额约580万元，用户的整体收益提高20%-50%。有多家公司主动上门寻求该成果合作事项，要求成为技术总经销商或专利转让。因此，成套机具已迎来了空前发展机会，在未来定会出现更大的发展空间。

成果简介：该成果属于农田水利与环境科学的交叉研究领域。该项目在科技部、水利部、北京市科技计划及国家自然科学基金支持下，系统研发了再生水灌溉风险调控及高效利用的原理、技术与方法，在“风险识别-安全评价-高效利用”三个关键环节取得创新性进展：首次创建了定性筛选与定量分析相结合、小区/田块/灌区多尺度相验证的再生水灌溉风险识别技术，揭示了典型污染物在土壤-植物系统和土壤-地下水系统的迁移分配关系，提出了再生水灌溉风险控制指标与作物风险分类方法，为促进农产品安全性和环境可持续性提供了技术保障。首次研发了集溶质连续迁移、流态仿真、实时监控于一体的大型土柱串联模拟装置和能够表征长期环境影响的野外原位渗滤模拟系统，提出了基于数值模拟法和迭代指数法的农业再生水利用风险区划技术与方法，解决了长期再生水灌溉环境影响模拟的技术难题。首次研发了再生水灌区多水源优化配置的多目标递阶模型、渠系防洪调度模型和灌区信息管理与调度决策支持系统软件，解决了再生水供水稳定性、天然来水随机性和灌溉需水季节性之间的矛盾，提高了再生水灌区灌溉保证率和防洪安全性。首次发现了再生水滴灌灌水器生物膜生长与灌水器结构参数、水力学条件的动态响应关系，发明了再生水滴灌专用过滤器和灌水器以及测试平台，提高了再生水灌溉均匀度和系统稳定性。首次提出了大型再生水灌区技术集成模式和中小型再生水灌区技术集成模式，编制了再生水灌溉技术标准导则，研究成果填补了国内空白，成果已在北京市得到大规模推广应用。项目获得发明专利10项、登记软件著作权6项，发表论文152篇，其中SCI-33篇、EI-43篇，出版专著6部，编写技术标准导则2项，为政府部门提供决策咨询22项，研究成果被世界粮农组织（FAO）Water Report 40和中国工程院节水农业重点咨询项目采纳。累计推广面积80.7万亩、节约清水19.9亿m<'3>，经济效益55.5亿元，为北京市及全国再生水安全回用提供了重要科技支撑。

成果简介：1、主要技术内容：（1）土壤水分监测技术与设备：首创了基于驻波原理的土壤含水率测定技术，研制出具有自主知识产权的SWR系列管式和针式土壤水分传感器及其配套仪表共8种新产品，已实现产业化。（2）区域土壤水分遥感监测技术：改进完善了以MODIS数据源为基础的热惯量模型和植被供水指数模型，建立了基于ENVISAT-ASAR的微波遥感水分模型，研发了土壤墒情遥感监测系统，并实现了全国范围的业务化运行。（3）作物水分信息监测技术与设备：研发了适合树木和大田作物使用的植株蒸腾速率测定仪，以及作物茎直径变差监测设备等4种新产品；建立了茎直径变差诊断作物水分状况的指标体系。（4）基于蒸发量的灌溉预警技术与设备：发明了基于蒸发量的灌溉预警方法及装置，构建了西北绿洲区膜下滴灌棉花和华北平原区冬小麦不同生育期的灌溉预警指标，填补了国内空白。（5）精量控制灌溉决策技术：确定了主要大田作物和温室经济作物的水分亏缺诊断指标阈值，构建了多源信息融合的温室作物精量灌溉决策方法和基于墒情监测的大田作物灌溉预报方法，研发了基于WEBGIS 的灌溉管理与决策支持系统。2、主要技术经济指标：（1）研制的SWR型针式土壤水分传感器，测量误差0.8%～1.8%，测量范围0～100vol%，可实现长期、连续定位观测；SWR型管式土壤水分传感器及配套的TSC水分测试仪，测量误差1.5～1.7%,重复性偏差小于0.4%。（2）开发的土壤墒情遥感监测系统,大范围监测精度达到90%以上，局部监测精度达到95%。（3）研制的作物蒸腾过程热脉冲测定仪，监测误差小于3.6%；作物茎直径变差测量变送器可以适用于任意直径的作物茎秆，误差小于2%。（4）研制的灌溉预警装置对西北及华北的主要农作物和灌溉方式具有较好的适应性，监测误差小于5%，预警时间误差小于2天。3、知识产权情况：项目实施过程中，共形成6项主导技术与方法及其配套的15种产品与设备，获得23件知识产权，其中发明专利8件、实用新型专利6件、计算机软件著作权9件；在国内外学术期刊发表70篇论文，其中被三大检索（SCI、EI、ISTP）收录20篇；出版专著4部。4、应用推广及效益情况：研制的SWR系列土壤水分监测设备已实现产业化，广泛应用于我国水利、农业部门的科学研究，以及区域性的墒情监测、抗旱减灾系统的建设中；研制的土壤墒情遥感监测系统，从2006年开始服务于全国农作物的墒情遥感监测业务运行，为农业部及各地农业主管部门进行农业生产管理与决策提供了科学依据；以SWR土壤水分测定仪、灌溉预警装置、灌溉管理与决策系统等成果为基础的集成技术在河南新乡、焦作、商丘，以及新疆建设兵团农六师等地累计推广3700万亩，节水12.9亿m<'3>，产生了显著的社会经济效益。

成果简介：一、背景与意义：河南半干旱区位于河南省西北部，粮食作物灌溉面积达2000多万亩，约占全省灌溉面积的35%，天然降水量小，且与作物需水严重错位，季节性干旱明显，干旱发生频率较高，严重制约了粮食增产。同时，该区域灌溉用水方式粗放，管理水平落后，用水浪费严重，加剧了农业水资源供需矛盾。在国家科技支撑计划重点项目资助下，项目系统研发了河南半干旱区粮食作物综合节水关键技术体系，取得了创新性成果，为提升农业高效用水水平提供科技支撑。二、主要创新内容：1、研究了河南半干旱区小麦、玉米的耗水规律、水分亏缺诊断指标及水分生产函数模型，确定了不同水文年粮食作物省水、优质、高效的非充分灌溉制度；创制了基于区域作物需水量的测算方法和诊断作物缺水程度的指标及方法，建立了土壤、作物水分信息监测探头布设及数据标准化处理技术，提出了精量控制用水的技术模式和规程，在作物水分测量、土壤墒情监测等方面有明显突破。2、选用节水优质小麦、玉米等品种，首次研究提出了适宜于河南半干旱区的高效节水型种植模式和适宜灌溉方式，确定了适宜灌溉方式的灌水量、灌水时间及实施办法与配套技术，明确了周年连作的作物需水规律和需水指标。3、研究了不同灌溉方式下与种植制度、灌溉制度、覆盖技术等相匹配的水肥耦合技术和耕作覆盖保墒技术，根据资源特点、粮食作物种类及农业生产特点，首次提出了河南半干旱区集成化的粮食作物农艺节水综合技术体系和模式，并制定出技术标准与操作规程。4、将节水种植模式、节水灌溉、栽培技术、覆盖技术和施肥措施等技术进行集成配套、凝练提升，创新集成了旱地保护性耕作、小麦-玉米精量灌溉和小麦-玉米垄作一体化技术模式，构建了一个完整的半干旱区农业高效用水综合技术体系，示范应用后产生了显著的经济、社会和生态效益。三、同类技术比较及对科技进步的推动作用：项目首次集成研究节水种植模式、节水灌溉技术、栽培技术、覆盖技术和施肥措施，构建并推广了旱地保护性耕作、小麦-玉米精量灌溉和小麦-玉米垄作一体化技术模式等综合节水技术体系，灌溉用水有效利用系数提高到0.65以上，作物灌溉水分生产率平均提高0.32kg/m<'3>，农业综合用水成本平均下降35元/亩。实现了节水节支增产和优质高效，在知识产权获取和产业化开发上取得突出成绩，在粮食核心区建设、粮食丰产工程和灌区改造等国家和区域产业发展中发挥了重要作用。

成果简介：课题来源与背景：科技部科研院所社会公益研究专项项目“小麦优质节水高效灌溉指标与非充分灌溉模式”，项目编号：2005DIB4J058。技术原理及性能指标：采用理论分析与试验研究相结合的方法，紧密结合优质小麦主产区的实际，通过在小麦生育期施加适度水分胁迫、调整灌水时间和灌水定额等方法，达到以水调质、改善小麦品质，实现优质与高产相协调和提高水分生产效率的目标。经过三年多的系统研究，提出了优质小麦高效灌溉指标技术体系1套，确定了黄淮海地区优质小麦的关键需水期和关键灌水期，并提出了该地区不同水文年优质冬小麦的高效节水灌溉制度，小麦品质达到国家优质小麦二类标准以上，较常规灌溉节水25%-30%。发表文章25篇，参编专著3部，获得专利及软件著作权各1项，申报国家发明专利2项。技术的创造性与先进性：系统地揭示了小麦优质高产的水分调控机理，进一步丰富了小麦优质节水高产的栽培理论，有望促进小麦生产由节水高产型向量质协调高效型转变；确定的优质小麦节水高效灌溉指标体系，充分考虑了水分供应与调控对小麦品质的影响，实现了节水、高产、优质三者的协调统一；提出的优质小麦非充分灌溉模式与操作规程更加系统、科学和完善，技术先进、实用；研发的非充分灌溉管理系统，实现了优质小麦非充分灌溉与智能决策和网络化技术的结合，实现优质小麦需水用水信息及管理的数字化与可视化。技术的成熟程度，适用范围和安全性：经应用验证，技术已成熟，成果适用于黄淮海优质麦区的灌溉用水管理，可确保小麦高产的同时，达到优质和节水的目标。应用情况及存在的问题：研究成果在河南的焦作、洛阳和商丘等地进行推广，累计推广面积达到2.4万亩，取得了明显的节水增产效果。历年获奖情况：在项目研究期间，2007年获得了陕西省科技进步一等奖1项，2007年和2008年分别获得水利部大禹水利科学技术二等奖和三等奖各1项，2007年获山东省水利科学技术进步二等奖1项。

成果简介：该成果主要试验研究了垄膜沟种与涌泉灌溉组合模式、垄膜沟种与涌灌带(微喷带)组合模式、垄播沟植麦棉套作耕作栽培模式，通过“垄膜沟种与涌泉灌溉组合模式”、“垄膜沟种与涌灌带(微喷带)组合模式”、“垄播沟植麦棉套作耕作栽培模式”的研究形成了集雨增墒、集温保墒、间作套种、节水补灌于一体的田间集雨节灌技术体系。通过涌泉灌与田间集雨工程、地膜覆盖技术的结合，建立了雨水、灌溉水三者协调运行机制，形成了栽培模式、管理模式、灌溉制度有机结合的综合集成技术。

成果简介：该项成果根据我国滴灌工程设计标准和规范，开发研制出一套适合我国国情的滴灌工程CAD软件系统。该系统针对不同地区的自然、社会经济条件，实现因地制宜地采用不同的滴灌形式，有利于滴灌工程设计的标准化。研制开发的CAD软件，采用友好的人机交互界面，具备了在人工干预下，自动完成滴灌工程形式的优选和管网优化计算；采用模块化设计方法，各功能模块的通用性好，有利于软件功能的完善和扩充；数据输入采用集中输入与局部输入相结合，对所有的数据均采用标准化的格式进行存贮和管理，提高了数据的通讯效率。系统采用自运行与人工干预相结合，系统在输入必要的参数后，即可自动运行，运行结果随时显示于屏幕，让用户认可，不满意之处可进行修改，消除隐患，提高了工作效率。研制的大田粮食作物CAD系统，是国内首先将CAD技术应用于滴灌系统设计全过程的一次尝试。软件设计中采用的模块化设计方法和空间数据结构技术达到国际先进水平。该软件系统符合我国工程设计人员的思路和习惯，在试用中得到用户的认可和好评，具有较广泛的推广应用前景。

成果简介：地下滴灌作为一种“朝阳“节水技术，日益受到重视。该研究采用用室内、外试验与数学模型相结合的方法，从地下滴灌条件下灌水器的出流状态出发，系统地研究地下滴灌系统水力性能，探讨管网、灌水器间压力、流量关系。研究表明：升压过程和降压过程对灌水器的出流变化不大，流量偏差一般在10%以内。地下滴灌灌水器出口正压随着灌水器额定流量和土壤初始含水量的增大而降低。地下滴灌灌水器正交试验，地埋灌水器后，流量均变小；分析表明，灌水器的流量变化主要是由于土壤，针对测试土壤，提出了灌水器流量修正系数，并建立了相应的土壤水分运动模型。定期冲洗是保证地下滴灌运行的重要措施之一。冲洗管的加设，使地下滴灌的管网多为环状结构。试验研究了环状管网压力、流量的分配，并考虑地下滴灌灌水器流量的变化以及滴灌带受压变形对管网水力特性的影响，进行了地下滴灌管网水力学试验研究。堵塞关系到地下滴灌成败。通过实地调查，分析了不同类型灌水器的堵塞状况和原因，认为引起地下滴灌堵塞的主要原因是进入系统的微粒在流道壁的附着和发育，提出加强过滤、定时冲洗和改善流道设计等解决地下滴灌堵塞的措施。以上研究成果为指导地下滴灌系统的设计及管理参考。

成果简介：全自动反冲冼砂石过滤器是中国农科院农田灌溉研究所承担的国家863重大科技专项课题的研究成果之一。该成果汇集了国内、外灌溉行业过滤器的先进技术，并增强了自动控制功能，使操作更为简单和灵活。系统中各关键产品的规格已形成系列化，性能可靠、程序稳定，具有过滤和反冲洗效果好的特点，较好地满足微灌行业的发展需要，也可适应用于工业污水和农村饮用水工程的过滤处理等。结构组成：主要由过滤罐体、水流换向阀和自动控制仪三部分组成，其中自动控制仪为产品的核心部分，内部水路、电路一体化设计，能时刻监控、显示过滤器的工作状态；过滤罐具有特殊的防腐、防锈效果；水流换向阀采用管路自身水压驱动，使阀片升降，实现水流的换向。以上各组件的配套和优化组合，极大增强了过滤系统的过滤、反冲洗效果和设备的操作功能。推广应用：过滤器设备的运行成本低、价格相对便宜，与进口产品相比，约降低总投资50％-60％，已在新疆、武汉和海南等地的大田滴灌、植物园绿化工程中应用了70台(套)以上。以该价格优势和国内的实际应用和接受能力，预计在今后一段时间内，它将能逐步扩大市场的占有份额，按其国内市场占有率20％计算，则5年累计营业收入可达1000万元左右，净利润在500万元左右。

成果简介：该项目属水利水电工程技术领域，是国家“863”课题“轻质多功能喷灌产品”和农业科技成果转化资金项目“新型园林系列喷头中试与产业化”的研究成果。项目从喷灌设备研发与喷灌系统设计及管理技术两个层面入手，围绕管道式喷灌的系统设计、关键设备、运行控制、性能评价等关键产品与技术开展研究。在喷头方面，发明了具有记忆功能的喷头旋转角度控制装置和自动换向装置，形成了散射式、涡轮驱动和齿轮驱动三种类型升降式喷头的多功能系列产品；在喷灌管道方面，发明了新型镁合金喷灌移动管道材料配方和防腐处理工艺，开发出重量比常用铝合金管道低30%的轻质镁合金管道及其配套管件，研制出喷灌给水控制阀；在喷灌系统设计和管理技术研究方面，研制出调压罐与变频结合的恒压喷灌系统及运行管理规程，开发出喷灌系统管网布置与水力计算软件、智能型恒压喷灌系统控制软件、喷灌均匀系数模拟计算软件和喷灌水利用率及其对环境调节模拟软件。授权发明专利10件，实用新型专利2件，实现了喷头和镁合金移动管道的产业化，销售收入突破1亿元；获得软件著作权登记6件，发表论文17篇，项目成果在北京、河南、山西、内蒙古、河北、黑龙江、山东、浙江等地推广应用25000余亩，经济和社会效益显著。项目的实施，推动了喷灌产品的升级换代，全面提升了中国的喷灌技术水平。

成果简介：该项技术是把节水灌溉与节水高效作物品种、优化种植结构、保墒耕作新技术、新型覆盖保墒技术与材料、化控抑蒸减耗制剂的应用等农艺节水技术措施有机地结合起来，成为综合的菜单式成套技术。其创新点是： 1.研究并确定了适宜于在当地种植、节水增收效益突出的4种典型间套模式； 2.覆盖条件下改覆盖前“一炮轰”式施肥为“缓释可控全营养包复肥、配方施肥、结合喷施微肥”的成套技术。 经应用实践表明，可在节水20%～30%的条件下，使小麦、玉米、棉花、花生等主要作物的产量提高15%以上，主要粮食作物的水分生产率达到1.5～2.0kg/m^3，化肥的有效利用率提高12%～15%，取得了显著的节水、省肥、增产、增收效果。 推广的主要技术内容： 1.不同间套种植下农、水措施结合的菜单式成套组合技术； 2.农田覆盖及配套灌水、施肥技术； 3.不同节水灌溉方式下的水肥调配使用技术； 4.间套作格式、耕作措施的优化与改进技术； 5.间套种植下不同灌水方式结合运用技术。