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针对大型灌区泵站中水泵过流部件因磨蚀严重影响泵站装置效率的问题，综合利用先进的抗磨蚀新技术和高耐磨抗汽蚀材料，对扬黄灌排水泵泵壳、叶轮和密封口环等过流部件进行技术改造，监测防护处理后的水泵节能降耗效果，归纳总结抗磨防护处理最优工艺参数，解决水泵泵壳、叶轮、口环等过流部件因磨蚀严重导致效率低、能耗高等问题，保障水泵在高效区长期稳定运行，达到提高泵站装置效率、降低泵站运行费用的目的。 主要性能指标： 1、水泵泵壳：采用聚氨酯复合树脂砂浆技术进行磨蚀修复或预防护。抗压强度：100～120MPa；粘接强度：30～40MPa；抗冲磨强度：10～15h/(g/cm²)；厚度：2～6mm。 2、针对水泵外口环，采用浇筑的方式，制造出高抗磨聚氨酯外口环；针对水泵内口环，采用硬质合金厚膜被覆技术，制备叶轮口缘碳化钨钢圈内口环涂层。技术指标：抗冲磨强度：>30h/(g/cm²)。 3、针对水泵叶轮，采用超音速喷涂技术或聚氨酯弹性体涂层技术进行磨蚀修复或出厂预防护。抗压强度：10～20MPa；粘接强度：30～4。 适用范围：适用于大型灌区泵站水泵的磨蚀预防护和磨蚀修复，该技术可大大提高了水泵的运行效率和供排水的保证率。

该技术通过研发喀斯特坡地特有的陡崖岩面(坡顶)、出露基岩(坡中)、土岩界面(坡脚)、硬化路等界面产流水高效集蓄技术，丰富了传统可利用雨水资源量，同时辅以径流智能调配系统，最大化径流集蓄效率，形成了适用于喀斯特山区分散型需水点的、多来源互补的多途径产流水联合集蓄模式。解决了喀斯特区高裸岩率、高渗透山坡雨水收集效率低的难题，避免提水和长距离引水，空间布置更灵活，集水、用水成本更低。 主要性能指标： 1.山坡雨水利用率：雨季20%～35%，旱季8%～17%； 2.触发产流的降雨事件占比：45%～70%； 3.山坡产流系数提升比例：100%～350%； 4.蓄水池无水时间占比：5%～20%； 5.灌溉用水保障率：80%～100%。 适用范围：适用于广大西南喀斯特山区岩溶干旱或季节性干旱频发、无集中供水设施的分散型经果林、畜禽养殖点、居民点。

该设备的闸门顶部高度可以调节，根据不同应用场景可选择“卷帘式活动堰型测控一体闸”、“活页式活动堰型测控一体闸”、“底升式活动堰型测控一体闸”，均可配套“基于霍尔效应的磁浮子水位计”，实现测控一体化功能，实际应用中能够产生堰流，实现最理想的堰闸配置取水模式，即可稳定干支渠的输水水位，也可稳定支斗渠的取水流量，同时解决了远程控制水闸因石块、树枝等杂物导致无法完全关闭的问题，对于灌区的水量调控具有重要意义。该设备采用新的工艺设计，创新止水理念，降低了设备造价，有效提升了施工安装效率，为灌区用水管理及供水服务提供可靠的技术支撑。 主要性能指标：经水利部水利工程结构质量检验测试中心检测，设备的外观、主要零部件、密封性、运行功能等各项技术指标均符合Q/ZM001-2014《灌溉系统闸门、渠堰规范》的要求。 适用范围：适用于各种类型渠道，在大中型灌区续建配套与现代化改造中可规模化应用。

该技术通过检测穿过流体的超声波信号换算所测流体的流速信息，再根据相应原理换算成流量。被测管道内无任何运动、阻流部件，压力损失小；灵敏度高，可检测到流速的微小变化；具有极宽的量程比，且结构简单、便于维护。 主要性能指标： 1.公称直径：DN50mm； 2.常用流量Q₃：25m³/h； 3.长度：200mm； 4.压力损失等级：∆P25； 5.量程比Q₃/Q₁：80：1； 6.准确度等级：2级； 7.最大允许工作压力：1.6MPa； 8.温度等级：T30； 9.供电电源：3.6V锂电池； 10.环境等级：B级； 11.电磁环境等级：E1级； 12.通讯方式：RS485。 适用范围：适用于农业节水灌溉领域、高标准农田工程建设、农村饮水计量等其他水利计量设施项目。

该系统包括智能化灌溉控制系统、可视化系统以及各灌片下的各轮灌组细部控制器件结合，通过互联网PC端和手机APP客户端，以此控制田间智能阀门的开闭，同时客户端能随时收集到各个控制阀门传送回来的水量、水压、流速等数据。 主要性能指标： 1.实现区域内泵站、水源及重点灌区监测点的实时视频查看，并可进行合理调度； 2.实现适时、适量自动灌溉； 3.支持数据综合查询，系统故障自诊断和汇总分析、统计报表等功能。 适用范围：适用于高标准农田、灌区改造、高效节水灌溉。

随着变频供水技术的逐渐普及，以及日益突出的大型泵站节能要求，变频技术在水泵站的应用越来越广泛。该课题针对景电引黄工程梯级泵站调水的运行特点及要求，分析了泵站电机和水泵在各种转速下的运行特性、效率性能曲线，以及水泵运行时叶轮、叶轮键、泵轴等部件轴向、径向受力情况，分析总结了泵站水泵机组采用变频运行的必要性和可行性，研究结果表明，水泵电机在不同频率下运行，出水流量跟随转速会发生一定的变化，但频率调节范围有限，在一定程度上，能够调节出水流量。然而，每次调频都会引起水泵叶轮、连接键、泵轴等受力发生变化，易造成叶轮键磨损失效，对水泵安全平稳运行带来诸多不安全因素。 叶轮键磨损后，对水泵安全运行造成的影响是直接的。一是造成叶轮与轴套配合端面磨损，形成间隙，导致轴套与泵轴产生速度差而使叶轮键失效。二是叶轮与泵轴存在间隙时，导致叶轮径向和轴向定位失效，叶轮随水力变化沿轴向摆动，加剧了叶轮与泵轴配合面的磨损，严重时会诱发断轴事故。三是轴套甲与轴相对滑动磨损形成间隙，导致泵内压力水沿轴与轴套配合面外漏，产生容积损失的同时还改变了离心泵的内部流态，对离心泵的外特性和容积效率产生影响。四是轴套甲与轴套乙端面磨损沿轴向的装配长度缩短，与轴套螺母存在间隙，致使轴套螺母的紧固作用失效，导致轴套向外移动，离心泵偏心涡动和机械损失增大、效率降低。五是叶轮键磨损会对泵站安全运行造成隐患，增大了检维修工作量。 因此，通过采用激光熔覆技术和麦德莱修复材料修复泵轴键槽及装配面损伤、优化变频机组运行频率加减速时间调定、优化管理模式来降低调频次数等方法，能够有效解决水泵机组变频运行时造成叶轮键滚键问题。针对水泵变频机组运行时叶轮键槽损伤的问题，提出了激光熔覆技术对泵轴键槽及装配面损伤进行修复，经实际应用，修复效果良好，经济效益明显，具有较好地推广应用前景；通过叶轮轮毂和钢轴套焊接工艺、麦德莱高强度补强材料软压处理工艺等叶轮防滚键技术的优化，减少了停机故障，有效地降低了叶轮滚键破坏的概率，提高了供水保障率；以上解决离心泵叶轮滚键方案，具有突出的经济效益和社会效益，能够高效节约机电设备检维修经费，从而保障了景电工程机电设备安全、平稳、高效运行，确保灌区农业灌溉不因检修经费和叶轮滚键故障而受影响，扎实有效推动景电工程高质量发展步伐。

该设备是一款指导作物科学灌溉的智能产品。通过实时监测不同土层的土壤体积含水量并通过模块运行分析智能计算出不同时间段作物耗水量以及不同时间点的土壤储水量，当土壤水分下降到作物适宜水分指标下限时，产品会实时发出灌溉预警，提示用户及时进行灌溉，以保障作物正常生长发育所需的水分。 主要性能指标： 1.土壤含水量测量范围：干土～饱和土； 2.野外测量精度：±4%； 3.土壤温度测量范围：-20～﹢60℃； 4.测量精度：±0.5℃； 5.通讯方式：4G/GPRS无线通讯(设备含5年的通讯使用费，5年内采集周期及采集数据量不做限制)； 6.平均无故障时间：＞25000h。 适用范围：适用于农田土壤水分监测、作物耗水量计算和灌溉决策。

①课题来源与背景：课题来源：该研究项目“引大灌区智慧灌溉信息监控综合处理系统研究与示范应用”为甘肃省重点研发计划项目，编号为：21YF5FA094。 课题背景：该项目针对甘肃省水资源利用效率不高，灌区管理水平较低，自动化水平落后等问题，以智慧农业节水灌溉系统和作物高效节水为切入点，重点研发水源泵站自动化监测控制及水肥一体化子系统与灌溉自动化监控系统，以实现灌区田间灌溉的自动化、信息化与智能化。 ②技术原理及性能指标： 技术原理：该项目以引大灌区为研究对象和以试验示范研究区为核心，开展大田作物和设施栽培经济作物高效节水灌溉技术和高产优质灌溉制度研究，制定优质农业灌溉策略；在此基础上，引入智慧灌溉决策专家系统，来进一步优化农田管理，提高产量和经济效益；设计一套基于SIMATICS7-1200系列PLC控制的田间灌溉自动化系统，进一步提升农田智能化、信息化程度。 (1)智慧云灌溉系统水源泵站自动化监测控制及首部水肥一体化系统研制：该子系统结合农田实际情况，设计了对应规模数量的自动化灌溉子系统单元，每个单元由泵站控制柜、水位计、流量计以及压力变送器等构成，能实现对灌溉用水及肥量的控制并且可对水泵电动机运行参数、出水口的实际流量和压力进行监测及数据记录。 (2)智慧云灌溉系统田间灌溉自动化控制系统设计：田间灌溉自动化控制系统可按照预定的灌溉制度进行合理化灌溉，由控制中心根据作物需水及气象信息做出决策向PLC控制器发送指令从而操控各个单元上的阀门启闭。管理人员可以通过手工或自动方式展开对农田的远程自动灌溉控制作业。 (3)土壤墒情监测及气象监测系统集成研究：该子系统利用各种传感器采集、汇总、上传所有子单元的气象及土壤信息。能监测的田间数据主要有：土壤温湿度、大气温湿度、风速、风向、雨量、气压、辐射等，所有数据采用无线方式传输至数据中心，为种植提供有效的数据支撑。 (4)智慧灌溉系统通讯网络及综合信息管理平台研制：该管理平台应将上述子系统采集到的生产信息、控制信息组合形成功能完善的调度中心控制平台，将存储在PLC中的信息通过网关上传至云端。该系统功能包括基础数据的采集、生成统计报表、能运用专家系统综合分析农业生产过程参数，辅助管理部门制定用水、用肥控制管理制度，实现示范区项目智能化、无人化。 性能指标：项目在引大灌区建立一处试验基地，运用先进的数据采集、传输和处理手段，采用高速安全可靠的物联网技术，建成一套包括泵站自动化监控及首部水肥一体化系统、田间灌溉自动化控制系统、土壤墒情及气象监测系统的综合信息管理平台，为灌区水资源的优化配置、高效利用提供运行决策支持及实现灌区管理、操作自动化。 ③技术的创造性与先进性： (1)采用自动化控制灌溉方式，使大量劳动力从农业中解放出来从事其他产业，有利于产业结构调整，提高生产力水平，简化行政管理层次，使农业生产走上产业化道路。 (2)该管理系统能够实现：a.数据自动采集，在不需要人工干预的情况下，实现灌区气象信息及土壤墒情，灌溉水使用情况数据的自动采集功能。b.信息实时显示，实现数据的实时、远距离显示，方便使用者确认和系统调试。c.模式自主选择，根据实际情况和用户需要，手动模式和自动工作模式自主选择。d.智能控制，可编程逻辑控制器根据设备采集的实时数据自动做出判断、裁决对灌溉设备进行控制。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性：该项目设计的灌溉系统节水效果明显，自动化程度高，管理方便，操作简单，简单安装培训即可投入使用。项目实施后，能改变实验点周边地区传统灌溉方式，提高农户节约水资源意识，进而推动智慧灌溉技术的推广和智慧农业的发展，可充分展现智慧灌溉技术在提高水资源利用率以及节约成本，增产方面的优势，对智慧灌溉技术的推广具有积极作用。 ⑤应用情况及存在的问题： 应用情况：2022-2023年，该项目提出的大田作物(玉米)和露天蔬菜(娃娃菜、花椰菜)水膜耦合与膜下滴灌技术，在引大灌区推广应用效果显著。累计推广1100亩，其中2022年大田作物推广200亩，露天蔬菜推广200亩；2023年大田作物推广300亩，露天蔬菜推广400亩。累计新增总销售额112.9万元累计新增利润37.7万元。该技术增产、节水、节肥效果较好，经济效益显著。 存在的问题和改进意见：该项目在智慧云灌溉系统泵站及水肥一体化部分研究中发现由于只涉及到了水肥的问题，并未将农作物虫害问题考虑进去，造成前期还需人工施药。基于此，研究团队在作物种植中期将农药也加入到了智慧云灌溉系统泵站及水肥一体化中，进一步实现示范区项目的智能化和无人化。由于实验周期较短，采集到的相关数据较少，建议在后续的科研工作中采集更多的数据形成一套更为精准的专家系统。 ⑥历年获奖情况：无。

该技术通过深度学习系列算法与水质管理智慧节水控制技术，研制了时间控制、流量调节、封闭回路等三种控制模式，实现找出用水周期性和规律性，计算出控制待调节变量，预测满足临界点的用水需求等功能。运用物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术，通过控制云平台，使智慧控制系统与产品有机结合，基于对相关软硬件及智能算法的综合运用、充分发挥智慧控制系统下的阀门产品优势，实现远程智能化操作、现场人机对话、面向多场景故障的应急操作等功能。 主要性能指标： 1.下游管线漏水概率降低15%； 2.管道保护能力提高10%； 3.节水6%。 适用范围：适用于水利水电工程、灌区输水排水、农业节水灌溉、城镇引水取水及城镇生活用水领域智慧节水改造。

1.课题来源与背景：风沙灾害是中国尤其是西北地区最为严重的生态环境问题，植物固沙是防治风沙灾害和构建风沙区生态屏障的有效措施。在沙漠化土地上栽植固沙植物存在幼苗成活率低、生长缓慢的瓶颈问题，而土壤干旱和地表高温是造成这一瓶颈的关键因素。该研究在前期工作的基础上，提出竖管滴灌的概念，分析不同技术参数组合下竖管滴灌土壤水热迁移规律，构建土壤水热分布、湿润体尺寸、临界积水稳定入渗率和竖管倒伏度估算模型；探明土壤水热耦合效应对固沙植物幼苗生长的影响；以固沙植物幼苗生长的最佳水热环境为目标，提出固沙植物幼苗竖管滴灌最佳保育模式，实现竖管滴灌节水控温理论的创新。 2.研究目的及意义：为同步解决土壤干旱和地表高温对固沙植物幼苗的伤害，提出了一种竖管地表滴灌技术。作为新发展的节水控温保育技术，将其推广应用到植物固沙区尚缺乏完整的理论基础。为此，采用室内试验、数值模拟、筒栽试验和大田试验相结合的方法，系统研究了竖管地表滴灌土壤水热耦合特性以及固沙植物幼苗(梭梭)对不同灌溉防护组合的响应规律。构建了梭梭生长指标与竖管地表滴灌技术参数关系的预测模型，优选出了适宜于梭梭幼苗健康生长的竖管地表滴灌管件参数和灌溉制度，确定了梭梭幼苗竖管地表滴灌最佳保育模式。研究结果可为中国风沙防治和生态恢复提供新思路和新方法。 3.技术原理及性能指标：竖管滴灌巧妙解决了高温和干旱复合胁迫对固沙植物幼苗的伤害，为植物固沙提供了新的技术手段。该技术实际应用时，先将固沙植物幼苗移入土中，再从幼苗头部套入竖管，并插入土中一定深度，最后将滴头放入竖管。灌溉时，滴头将水注入竖管，水穿过管内土壤到达管底，并通过管底孔向根区土壤入渗。由此可见，竖管滴灌包含管件结构参数(管径、管高和埋深)这一边界条件，使其水热迁移规律有别于传统地表或地下滴灌。 4.技术的创造性与先进性：基于初步的分析，与无防护地表滴灌相比，竖管滴灌具有如下优点：1)有效降低地表高温、风沙流以及小动物啃食等对植物幼苗的胁迫伤害；2)改变传统地表湿润模式，降低表层土壤含水率，减少土壤蒸发损失；3)改善根区土壤水热状况，为植物幼苗创造相对适宜的微环境；4)调控根系向深层生长，提高其抗旱性和抗热性。在发挥竖管滴灌技术优势的同时，也发现幼苗生长一段时间后枝干比较大，管件难摘除的问题，随着研究的不断深入，许多新型可降解材料也在不断涌现，完全可以破解上述难题。 5.技术的成熟程度：①建立了稳定入渗率和湿润体尺寸估算模型；②明确竖管地表滴灌的土壤水分运移特性，以期为竖管地表滴灌大面积的推广应用提供参考；③根据固沙植物幼苗的生长指标，初步确定竖管地表滴灌的最优灌溉参数；④研究灌水过程中湿润锋运移规律，及构建湿润锋量纲模型，研究不同影响因素下含水率分布规律，及构建含水率分布估算模型；探究土壤剖面水分再分布规律，明确不同影响因素对再分布过程的影响，及构建再分布湿润锋模型；⑤研究不同滴头流量下常温水灌溉时，土壤各观测点处的温度变化规律及不同灌溉水温对土壤温度的影响；研究不同水温及不同土壤温度对土壤水分运动的影响；⑥探明不同防护措施下流沙地表层温湿度变化规律及其影响机理，为固沙植物有效应对极端干旱高温天气提供了科学预案；⑦明确梭梭对竖管地表滴灌技术参数的要求，提出固沙植物(梭梭)竖管地表滴灌最优节水控温保育模式，为沙漠区植被恢复提供了技术支撑。 6.存在的问题与进一步的工作建议：室内土箱灌水结束后，未对土壤水分再分布过程进行研究，不能反映整个灌水周期内的土壤水分运动过程，需要进一步增加竖管地表滴灌条件下再分布运动过程。所建立的含水率模型仅为以滴头为原点水平表面和垂直向下方向的含水率预测模型，其余方向预测模型并未具体给出，需要进一步探究。 土壤存在的空间差异性会导致水分分布的改变，后期应当寻求更多的土壤对模型进行评价，使预测模型更具有广泛的适用性。研究中忽略了土壤的非均质性、根系吸水等因素的影响，但有关研究均证明这些因素会对湿润体运移、含水率分布、再分布等发生作用，所以在后期的探究过程应当更加侧重于土壤真实情况。 竖管露出地表的高度造成竖管内外温差不同，会影响幼苗生长，因此在后期研究中应考虑这一影响因素。在不同植物固沙区风沙原状土的含水率存在差异性，所以在后期的研究中应考虑土壤初始含水率，以对所建湿润体估算进行修正，提高其普遍适用性。 野外筒栽试验对梭梭幼苗生长特性的研究时间过短，后期可加长对幼苗生长观测的时间，短期内的试验研究成果还有待于今后继续研究验证和完善。另外该研究采用的竖管为PVC材质，考虑到该材料难降解问题，后期仍需开展可降解、经济、环保的沙制管件研制工作，以期为干旱风沙区大面积生态植被恢复提供一种可靠的新思路和新技术。 7.成果简介：在项目课题的支持下，公开发表学术论文11篇，其中SCI检索7篇，EI检索3篇，申请并授权实用新型专利3项；培养硕士研究生4名，均已毕业。