一、项目名称：绿色低能耗卷盘式喷灌机关键技术与应用

二、推荐单位：江苏大学

三、项目简介：

卷盘式喷灌机是一种能适应农村不同地块灌溉要求、适合我国国情的节水灌溉装备，在我国得到了广泛应用。随着我国农业现代化和节水农业的发展，我国对机械化灌溉装备的需求越来越迫切。但我国原有的卷盘式喷灌机能耗高、灌溉均匀性差和智能化程度低，关键技术还停留在欧洲40年前的水平，严重制约着卷盘式喷灌机行业的发展。为此，项目组依托国家水泵及系统工程技术研究中心和现代农业装备与技术教育部重点实验室，在国家农业成果转化项目和江苏省科技支撑计划等项目的支持下，对卷盘式喷灌机关键技术开展了系统、深入的研究和推广应用，形成了如下创新成果：

（1）研发成功了高效水涡轮和永磁无刷直流电机驱动的两类低能耗卷盘式喷灌机。创新设计了一体化动力减速箱、传动系统和光伏充电系统，发明了低压伸展式桁架喷灌车。通过动力传动结构创新，使整机能耗降低了5-30%，破解了原有卷盘式喷灌机因水涡轮效率低、单喷头工作压力高、传动环节多等造成的能耗高的难题。（2）创新了卷盘式喷灌机关键水力部件的优化设计理论与方法。揭示了水涡轮、喷头和输水盘管等关键水力部件的内部流动规律，建立了水涡轮、垂直摇臂喷头导流器和低压喷头的优化设计方法。水涡轮效率提高10.9个百分点，喷头水量分布均匀性提高6%-20%，大幅度提高了卷盘式喷灌机关键水力部件的水力性能。（3）创建了卷盘式喷灌机精准喷灌模式。首次提出了基于农田作物耗水规律和喷灌车行走速度决策系统的精准喷灌方法，比传统经验灌水方式节水近20%，灌溉均匀性提高到90%左右，解决了卷盘式喷灌机智能化程度低带来的灌水量不准和速度控制偏差大造成的灌溉均匀性难以提高的行业难题。

授权发明专利15件，授权实用新型专利15件，申请发明专利10件，软件著作权登记2件；发表学术论文37篇，其中SCI、EI收录22篇；培养博士、硕士30多名；获第8届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖。

经过近10年的系统深入的研究和推广应用，形成了绿色低能耗卷盘式喷灌机理论与设计方法，研制出10余种机型与产品，关键技术达到国际先进水平。

四、主要完成单位及创新推广贡献

江苏大学针对我国传统卷盘式喷灌机机型老、能耗高、智能化程度低等落后问题，在国家农业成果转化项目和江苏省科技支撑计划等项目的资助下，通过理论、方法和结构创新，成功研发了我国水力驱动和光伏电驱动两类动力的绿色低能耗卷盘式喷灌机和创建了卷盘式喷灌机精准喷灌模式，关键技术居国际先进水平。

中国农业大学与江苏大学在节水灌溉领域有长期的合作关系，在本项目中，中国农业大学参与卷盘式喷灌机水力驱动系统研究，以及部分卷盘式喷灌机喷洒性能的测试工作，研发了高效的卷盘式喷灌机水涡轮水力模型。

江苏华源节水股份有限公司2012年参与由江苏大学主持的江苏省科技支撑计划项目“低能耗自动卷盘式智能农业灌溉装备研究与开发”，共同研发了我国水力驱动和光伏电驱动两种动力的绿色低能耗卷盘式喷灌机。

黑龙江省水利科学研究院参与了绿色低能耗卷盘式喷灌机关键技术研究与开发及黑龙江田间试验方案制定。为卷盘式喷灌机灌溉模式研究与验证提供试验田及所需的相关条件，组织本项目在黑龙江应用研究的具体实施。

五、推广应用情况

研究成果在我国特别是东北地区得到了广泛应用。据江苏华源节水股份有限公司等8家企业统计，近三年新增产值13.3亿元，新增利润1.9亿元，新增税收3400多万元；黑龙江省仅对主要应用的23个县（市、区）调查统计，推广卷盘喷灌工程面积已达442.34万亩，近三年应用面积累计达274.49万亩，新增利润累计达7.12亿元。

六、主要核心知识产权：授权发明专利15件，未涉及我校知识产权。

七、我校主要完成人情况表：