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推薦2018-2019年度中華農業科技獎項目的公示内容
作者:admin 發布日期:2019/4/2 關注次數: 二維碼分享

1. 成果名稱

多能源互補驅動低能耗噴灌機系列産品研發與應用

2. 成果簡介

針對噴灌機組能耗高、灌溉均勻性差和配套産品缺乏等問題,該項目在十二五國家科技支撐計劃課題支持下,充分發揮旱區光照資源豐富的優勢并考慮系統經濟性,通過集成創新和核心部件的原始創新,提出了移動式噴灌機組多能源(光電油)互補驅動理論與優化決策技術、節能降耗協同技術和精準灌溉技術,研發創制出2種多能源互補驅動噴灌機組(卷盤式和渠喂式)和3種配套産品(太陽能牽引機、太陽能驅動施肥裝置和田間灌溉多功能作業機),機組運行能耗降低20.0%-28.6%,灌水均勻度不低于85%。主要創新成果如下:

1)提出灌溉系統多能源互補驅動理論與優化決策技術。提出以充分利用太陽能為前提,采用多能源互補驅動,實現灌溉系統節能降耗綠色運行的科學設想,構建區域光伏發電與噴灌機組動力匹配預測方法;以供電系統年費用為目标函數,以負載虧電率和灌水需求為約束條件,以參考作物蒸發蒸騰量、作物系數、發電量等為輸入變量,以光伏、蓄電池和柴油機容量為決策變量,建立光電油多能源互補驅動優化決策模型,實現适時适地适量能源動力配置。

2)構建了灌溉機組節能降耗協同技術。通過理論分析構建了機組通用能耗計算模型,明确了機組各部分能耗占比,以降低移動式噴灌機組能耗為目标,提出了以光伏電機驅動、管道參數優化、降低噴頭工作壓力為核心内容的噴灌機組節能降耗協同技術,使機組能耗降低20.0%-28.6%,有效解決了傳統移動式噴灌機組運行能耗較高的行業難題。

3)研發出移動式噴灌機組精準灌溉、導航和行走控制裝置。研發出基于土壤水分和卷管層間差速補償的機組速度調控技術,實現了适時适量灌溉,灌溉均勻度不低于85%,提高了灌溉質量,解決了傳統噴灌機組灌溉均勻性差的難題;開發出多源傳感器融合機組導航與自動行走控制技術,實現了噴灌機組多源傳感器精準、連續導航,路徑橫向最大偏移量不超過0.2m,有效解決了傳統噴灌機組單一導航方式引發的導航精度不高的問題。

4)開發出單//多噴頭3種型式的多能源互補驅動卷盤式噴灌機組和50m/70m桁架2種規格的多能源互補驅動渠喂式噴灌機組,以及太陽能牽引機、太陽能驅動施肥裝置、田間灌溉多功能作業機3種配套産品,在生産中應用。

獲批專利14件,其中,發明專利7件、實用新型7件,登記計算機軟件著作權5件,制定地方标準2項,發表論文45篇,其中SCIEI收錄30篇,培養博士和碩士研究生15名,研發創制的一種适于移動式噴灌機的低壓噴頭在全國水利創新大賽中獲得特等獎。

項目組與江蘇天水灌排設備有限公司、河北潤農節水科技有限公司、安徽艾瑞德農業裝備股份有限公司、徐州立新灌排設備有限公司和楊淩潤沃節水灌溉設備有限公司等企業展開密切合作,實現了研發産品的批量生産,已在内蒙古、甯夏、陝西、安徽等地進行示範推廣,據不完全統計,推廣應用面積60.06萬畝,産生經濟社會效益1.18億元,具有良好的推廣應用前景。

該項目研制的多能源互補驅動低能耗噴灌機組及其配套産品,對提升我國噴灌技術水平,促進産品更新換代,增強産品國際競争力,具有重要的推動作用。

3. 主要完成人情況(需列出所有完成人)

姓名

吳普特

排名

1

行政職務

校長

技術職稱

研究員

工作單位

西北農林科技大學

完成單位

西北農林科技大學

對本項目

貢獻

負責項目總體技術方案設計與組織實施,對科技創新中第1~4項做出創造性貢獻,提出多能源互補驅動移動式噴灌技術,研發了機組自主行走控制技術,研制了噴灌機組及配套産品,投入工作量占本人工作總量的50%,旁證材料為:10項專利(附件1-1~1-81-111-13),9篇論文(附件3-13-23-43-73-83-93-123-143-21)和2項地方标準(附件4-14-2)。

姓名

朱德蘭

排名

2

行政職務

技術職稱

教授

工作單位

西北農林科技大學

完成單位

西北農林科技大學

對本項目

貢獻

對該成果科技創新中第1~4項科技創新做出了創造性貢獻,構建了機組節能降耗協同技術,研制了多能源互補驅動低能耗噴灌機系列産品,投入的工作量占本人工作總量的80%,其旁證材料為:13項國家專利(附件1-1~1-111-131-14),2項軟件(附件2-22-5),27篇論文(附件3-1~3-43-7~3-29)和2項地方标準(見附件4-14-2)。

姓名

張林

排名

3

行政職務

技術職稱

副研究員

工作單位

西北農林科技大學

完成單位

西北農林科技大學

對本項目

貢獻

對該成果主要科技創新中所列第24項科技創新做出了創造性貢獻,闡明了機組噴灑水量分布規律,參與研發了低壓噴頭和噴灌機組,投入的工作量占本人工作總量的80%,其旁證材料為:5項國家專利(附件1-1~1-5)和6篇論文(附件3-13-53-63-83-153-30)。

姓名

葛茂生

排名

4

行政職務

技術職稱

講師

工作單位

西北農林科技大學

完成單位

西北農林科技大學

對本項目

貢獻

對該成果主要科技創新中所列第24項科技創新做出了創造性貢獻,構建了卷盤式噴灌機組能耗計算模型,明确了機組各部分能耗占比,提出機組卷管參數和噴頭工作壓力優化方案,投入的工作量占本人工作總量的80%,其旁證材料為:3項國家專利(附件1-41-111-13),1項軟件著作權(附件2-2),7篇論文(附件3-13-23-43-83-113-143-21)。

姓名

王斌

排名

5

行政職務

技術職稱

副教授

工作單位

西北農林科技大學

完成單位

西北農林科技大學

對本項目

貢獻

對該成果主要科技創新中所列第3項科技創新做出了創造性貢獻,實現了機組行走速度與土壤含水量的動态匹配,研發出卷管層間差速補償技術,投入的工作量占本人工作總量的60%,其旁證材料為:4項國家專利(附件1-61-71-81-12),3項軟件著作權(附件2-12-32-4)和4篇論文(附件3-33-223-233-27)。

姓名

陳俊英

排名

6

行政職務

技術職稱

副教授

工作單位

西北農林科技大學

完成單位

西北農林科技大學

對本項目

貢獻

對該成果主要科技創新中所列第2項科技創新做出貢獻,參與機組噴灌質量研究,投入的工作量占本人工作總量的40%,其旁證材料為:1篇論文(附件3-30)。

姓名

侯俊才

排名

7

行政職務

技術職稱

副教授

工作單位

西北農林科技大學

完成單位

西北農林科技大學

對本項目

貢獻

對該成果主要科技創新中所列第3項科技創新做出貢獻,參與實現了土壤水分的實時遠程采集與傳輸,投入的工作量占本人工作總量的40%,其旁證材料為:1項軟件著作權(附件2-5)。

姓名

姚一飛

排名

8

行政職務

技術職稱

講師

工作單位

西北農林科技大學

完成單位

西北農林科技大學

對本項目

貢獻

對該成果主要科技創新中所列第3項科技創新做出貢獻,參與實現了土壤水分的實時遠程采集與傳輸,投入的工作量占本人工作總量的40%,其旁證材料為:1項軟件著作權(附件2-5)。

姓名

李慶立

排名

9

行政職務

技術職稱

高級工程師

工作單位

江蘇天水灌排設備有限公司

完成單位

江蘇天水灌排設備有限公司

對本項目

貢獻

協助西北農林科技大學将卷盤式噴灌機推廣到黑龍江、河南、陝西、内蒙古等省份,累積控制灌溉面積28.4萬畝。對該成果主要科技創新中所列第4項科技創新做出了創造性貢獻,投入的工作量占本人工作總量的30%,其旁證材料為:應用證明(附件9-1)。

4. 主要完成單位情況表(需列出所有完成單位)

主要完成單位

西北農林科技大學

排名

1

對本成果科技創新和推廣應用情況的貢獻:

作為該項目完成單位,在本項研究中,西北農林科技大學在人力、物力。财力等方面給予了大力支持。提供了實驗室、實驗設備以及試驗地等,保證了人員的配備,積極組織申報課題研究經費,并嚴格審查材料、組織申報品種審定等。在項目實施期間主持完成了農業部國家小麥産業技術體系,科技部863項目、農業部轉化資金項目、陝西省科技計劃小麥育種技術及灌區品種選育,陝西省13115工程中心陝西省小麥工程技術研究中心,國家自然基金3項等項目。選育出陝253、陝627、陝715、西農538、西農558優質高産抗病節水小麥新品種,制訂出了相應品種标準化優質栽培技術規程,并開展了饅頭、面條、面皮的加工研究形成産業鍊,整體達到國内先進水平。同時創建适于抗旱節水、優質、高産、抗病優異新種質28份,并進一步選育出西農556、西農528、西農583、西農188、西農364、西農6151等小麥新品種進行推廣與應用。該項目獲省部級科技獎 3 項,植物新品種保護權1項,制定地方标準3項,發表論文85篇。攻克了産量高、品質佳、抗病強、耐旱好、适應廣等對立性狀不能同時選擇的難題,對整體我國小麥優質高産抗病節水的育種研究水平和創新能力做出了重大貢獻。



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