農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫要素分析與實(shí)踐

仝道斌，王 瑞，陳 敏，王 雷，王中文

(1.宿遷市宿城區(qū)水利局，江蘇 宿遷 223000；2.宿遷市宿豫區(qū)水利局，江蘇 宿遷 223000)

依據(jù)《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的意見》(國辦發(fā)〔2016〕2號文件)、《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的實(shí)施意見》(蘇政辦發(fā)〔2016〕56號)等文件，結(jié)合習(xí)總書記提出的“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”治水思路，江蘇省有農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革任務(wù)的縣(市、區(qū))全面推進(jìn)此項(xiàng)工作[1- 2]，并于2020年底完成省級驗(yàn)收。該工作目前雖已取得了階段性成果，但其相關(guān)資料多以紙質(zhì)資料，缺乏可查詢與可分析性，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革難以做到“底數(shù)清、位置準(zhǔn)、情況明”。因此，實(shí)施農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果信息化管理不失為一種科學(xué)的解決方法。

《關(guān)于鞏固深化農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果的通知》(蘇水農(nóng)[2021]2號)文件要求各縣(市、區(qū))積極推進(jìn)改革面積上圖入庫，實(shí)施定額管理，灌溉過程應(yīng)做好用水計(jì)劃、逐個(gè)計(jì)量點(diǎn)逐次做好用水記錄、核定用水總量、加強(qiáng)節(jié)水分析等，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革相關(guān)成果信息化、動(dòng)態(tài)化管理。然而，很多縣(市、區(qū))不清楚“上何圖，入何庫”，現(xiàn)有信息化系統(tǒng)[3- 6]也難以支撐此項(xiàng)工作。為此，在分析農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫要素及信息化系統(tǒng)功能需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并開發(fā)相應(yīng)的灌溉管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)宿遷市宿城區(qū)與宿豫區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果的上圖入庫。

1 上圖入庫要素分析

在2003至2012年十年探索、2013至2015年兩年試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，2016年1月國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的意見》(國辦發(fā)〔2016〕2號文件)，要求用10年左右時(shí)間(農(nóng)田水利工程設(shè)施完善的地區(qū)是3—5年)建立有利于農(nóng)業(yè)節(jié)水的農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制，農(nóng)業(yè)用水價(jià)格總體達(dá)到運(yùn)行維護(hù)成本水平。通過落實(shí)改革任務(wù)、因地制宜設(shè)計(jì)改革方案等措施，實(shí)現(xiàn)定額控制、供水計(jì)量、水價(jià)機(jī)制、獎(jiǎng)補(bǔ)規(guī)定、管水組織、長效管護(hù)等6項(xiàng)核心要素的協(xié)調(diào)推進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排、增收增效、長效管護(hù)等3個(gè)改革目標(biāo)。

結(jié)合農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革核心要素、目標(biāo)及最新政策[7- 8]，農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫要素主要包括以下6點(diǎn)：

(1)改革面積等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)入庫

在農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革推進(jìn)工程中，江蘇各縣(市、區(qū))對其轄區(qū)內(nèi)所有農(nóng)業(yè)灌溉泵站的名稱、泵型、水泵數(shù)量、電機(jī)功率等基本參數(shù)，泵站實(shí)景圖、結(jié)構(gòu)圖、管理制度牌、以電折水系數(shù)標(biāo)示牌、農(nóng)業(yè)取水許可證、協(xié)商定價(jià)備案表、管護(hù)標(biāo)準(zhǔn)以及日常維護(hù)記錄等改革基本資料進(jìn)行了整理，對以電折水系數(shù)、有效改革面積、實(shí)際水田面積等改革成果進(jìn)行了核定，形成了大量的word、excel等電子文件或紙質(zhì)報(bào)告、圖冊等資料集。當(dāng)行政或技術(shù)人員對其查閱與使用時(shí)，需耗費(fèi)大量時(shí)間、精力去翻查，極為不便。為此，實(shí)施農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫時(shí)，可設(shè)想以提水泵站或自流渠首為控制點(diǎn)，以灌溉區(qū)域?yàn)閱卧?，將各泵站或渠首的基本參?shù)與資料，以及灌溉區(qū)域的改革面積、實(shí)際水田面積等相關(guān)成果資料，通過相關(guān)信息化系統(tǒng)的上傳端口逐一錄入。需要調(diào)閱相關(guān)資料時(shí)，可直接在檢索窗口輸入鄉(xiāng)鎮(zhèn)名、村或泵站名稱等信息實(shí)現(xiàn)查詢功能。

(2)泵站或渠首管控范圍上圖

目前，江蘇各縣(市、區(qū))泵站或渠首灌溉控制范圍已完成核定，但多以紙質(zhì)圖集或電子圖冊文件形式呈現(xiàn)。紙質(zhì)圖冊查閱費(fèi)時(shí)，電子圖冊文件因內(nèi)存過大，查閱信息時(shí)會(huì)造成電腦卡機(jī)、死機(jī)等問題。各灌區(qū)所有泵站或渠首管控范圍很難同時(shí)在紙質(zhì)圖集或電子圖冊上直觀反映。為解決上述問題，實(shí)施農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫的信息化系統(tǒng)需配備衛(wèi)星地圖，以此為底圖標(biāo)繪出各泵站及渠首的灌溉控制范圍，可呈現(xiàn)水電轉(zhuǎn)換系數(shù)、改革面積等基本數(shù)據(jù)，便于技術(shù)管理人員或?qū)＜业热藢ζ溆懈庇^的認(rèn)識(shí)。

(3)定額控制的信息化管理

農(nóng)業(yè)灌溉主要分為自流灌溉、提水灌溉和混合灌溉3種方式。對于自流灌溉區(qū)而言，一般是在水源口門(或干渠)節(jié)制閘上、斗渠渠道(或放水口門)安裝計(jì)量設(shè)施，實(shí)現(xiàn)“從上向下”逐級計(jì)量；改革初期，提水灌溉區(qū)主要是在終端泵站的進(jìn)水管(或出水管)上安裝插入式電磁流量計(jì)，改革中后期，主要是針對灌溉泵站用電量實(shí)行“以電折水”終端計(jì)量。對于混合灌溉，一是從水源地提水經(jīng)渠道輸水自流到田間，參照自流灌溉進(jìn)行計(jì)量；二是從上級河道(或渠道)自流到下級河道，再依靠泵站提水到田間，參照提水灌溉進(jìn)行計(jì)量。

目前江蘇大多數(shù)縣(市、區(qū))僅依據(jù)現(xiàn)有計(jì)量措施得到用水總量與灌溉定額對比，判斷當(dāng)?shù)厥欠窆?jié)水。用水量一旦高于定額，常采用水價(jià)補(bǔ)償，但過量用水，造成水資源浪費(fèi)已成既定事實(shí)。為此，改革成果上圖入庫系統(tǒng)可考慮設(shè)置定額控制功能模塊，對各提水泵站或自流渠首灌溉全過程做好用水計(jì)劃、逐次做好用水記錄并核定用水總量。其中，提水灌溉區(qū)可實(shí)現(xiàn)“以電節(jié)水”，即將定額用水量折算成定額用電量。用電量可由供電部門電價(jià)結(jié)算體系或運(yùn)行管理單位填報(bào)推行以電量為計(jì)量單元的節(jié)電獎(jiǎng)勵(lì)和超定額用電累進(jìn)加價(jià)，并利用電力商品的可控特點(diǎn)，通過供電或斷電措施實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水管理，實(shí)現(xiàn)灌溉全過程的定額控制。此外，還可獲取灌區(qū)及其末級渠系的實(shí)際用水量，作為各泵站或渠首實(shí)際的水價(jià)成本測算依據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水價(jià)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

(4)泵站或渠首自動(dòng)化運(yùn)行與監(jiān)管

目前，江蘇省各縣(市、區(qū))泵站或渠首主要通過人工啟閉，存在泵站損毀搶修不及時(shí)、因供水設(shè)施關(guān)閉滯后引起水田漫灌等問題，導(dǎo)致人力管理成本過高、水資源大量浪費(fèi)，阻礙著農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的持續(xù)推進(jìn)。在改革成果上圖入庫信息化系統(tǒng)中，引入泵站或渠首自動(dòng)啟閉功能，安裝各泵站或渠首出水口攝像頭，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化運(yùn)行與監(jiān)管，旨在杜絕水資源浪費(fèi)，降低水價(jià)成本，減輕農(nóng)民與政府管理部門的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

(5)水權(quán)交易試點(diǎn)信息化管理

農(nóng)業(yè)水權(quán)分配是農(nóng)業(yè)水價(jià)改革及水權(quán)轉(zhuǎn)讓的基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的條件要素之一。灌區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)用水水源集中且需求量大，是農(nóng)業(yè)節(jié)水及水權(quán)轉(zhuǎn)讓的主陣地。在農(nóng)業(yè)水價(jià)改革過程中，國家要求各地明確水權(quán)，鼓勵(lì)用水轉(zhuǎn)讓節(jié)水量，政府或灌區(qū)可回購，也可推行節(jié)水量跨區(qū)域、跨行業(yè)交易。目前各縣(市、區(qū))雖通過農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革工作明確水權(quán)，但節(jié)水量的轉(zhuǎn)讓交易缺乏科學(xué)的管理。在農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革上圖入庫工作中，可考慮將水權(quán)交易試點(diǎn)信息集中化管理作為其重要內(nèi)容之一，鼓勵(lì)節(jié)水量交易，創(chuàng)造效益，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。

(6)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革相關(guān)文件或政策管理

農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革相關(guān)文件或政策是各縣(市、區(qū))農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革持續(xù)推進(jìn)的重要依據(jù)。實(shí)施農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫時(shí)，可在其信息化系統(tǒng)中設(shè)置文件或政策管理上傳功能，及時(shí)更新與農(nóng)業(yè)水價(jià)改革工作相關(guān)的最新政策及資料，有助于各縣(市、區(qū))相關(guān)人員及時(shí)學(xué)習(xí)最新政策，推動(dòng)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革工作的持續(xù)推進(jìn)。

2 上圖入庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及其設(shè)計(jì)原理

用于農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫的農(nóng)業(yè)灌溉泵站管理信息系統(tǒng)設(shè)想由單片機(jī)和各個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)采集器，GPRS模塊、云服務(wù)器和PC端控制監(jiān)控軟件構(gòu)成，其系統(tǒng)整體框架如圖1所示。

圖1 管理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

新開發(fā)的農(nóng)業(yè)灌溉泵站管理信息系統(tǒng)是利用JavaScript+H5+css技術(shù)編寫地圖應(yīng)用程序接口，開發(fā)系統(tǒng)前端，構(gòu)建功能豐富、交互性強(qiáng)的應(yīng)用地圖，將泵站地理位置、灌溉面積、水電轉(zhuǎn)換系數(shù)及自流灌溉渠首位置、灌溉面積等農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果通過PC端或移動(dòng)端上傳至地圖，泵站實(shí)時(shí)控制與監(jiān)測數(shù)據(jù)、電表遠(yuǎn)程監(jiān)控與實(shí)時(shí)信息直接通過信號傳輸接入系統(tǒng)前端，水權(quán)交易試點(diǎn)信息、最新政策文件直接導(dǎo)入系統(tǒng)前端，并利用JSON格式將前端數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)端(后端)，及時(shí)響應(yīng)前端請求并及時(shí)反饋，服務(wù)端采用支持千萬級記錄的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)訪問快捷、系統(tǒng)運(yùn)行流暢的正版數(shù)據(jù)庫或沒有版權(quán)爭議的數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫的B/S架構(gòu)系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)功能的融合

農(nóng)業(yè)灌溉泵站管理系統(tǒng)主要包括泵站(渠系)分布、灌溉泵站名錄、渠首名錄、泵站用電量統(tǒng)計(jì)、定額用水執(zhí)行情況、遠(yuǎn)程監(jiān)控電表(水表)、視頻監(jiān)控、水權(quán)交易試點(diǎn)、文件和管理規(guī)定9個(gè)模塊，具體要求見表1。各模塊在程序上相對獨(dú)立，有利于軟件的發(fā)展，但各模塊內(nèi)容聯(lián)系緊密，共同組成泵站管理系統(tǒng)。

表1 各模塊基本功能

3 上圖入庫示范應(yīng)用

3.1 上圖入庫實(shí)施思路

結(jié)合宿城區(qū)與宿豫區(qū)實(shí)際，按照“資料收集-實(shí)地標(biāo)繪-審核確認(rèn)-上圖入庫”工作程序統(tǒng)一開展農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫。首先以系統(tǒng)的衛(wèi)星地圖為工作底圖，外業(yè)工作人員打印帶至現(xiàn)場，核實(shí)所有泵站地理位置、灌溉面積、水電轉(zhuǎn)換系數(shù)及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素，各泵站及自流區(qū)域灌溉水管人員協(xié)助標(biāo)繪各泵站控制范圍及自流灌溉范圍，隨后由宿城區(qū)、宿豫區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利站及各村委會(huì)相關(guān)人員對成果要素信息進(jìn)行審核確認(rèn)，無誤后由內(nèi)業(yè)工作人員在農(nóng)業(yè)灌溉管理信息系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一入庫，實(shí)現(xiàn)對泵站地理位置、灌溉面積、水電轉(zhuǎn)換系數(shù)及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素的上圖入庫，達(dá)到信息化管理。

3.2 上圖入庫實(shí)施過程

3.2.1資料收集與分析

內(nèi)業(yè)工作人員收集所有泵站地理位置、灌溉面積、水電轉(zhuǎn)換系數(shù)及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素，并對其進(jìn)行整理、分類和分析。

3.2.2實(shí)地標(biāo)繪

在農(nóng)業(yè)灌溉管理信息系統(tǒng)中的衛(wèi)星地圖標(biāo)示出宿城區(qū)、宿豫區(qū)，以此作為示范區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果要素上圖入庫的底圖。底圖數(shù)據(jù)要求疊加村名、道路名、河流名等。外業(yè)工作人員攜帶打印好的紙質(zhì)圖件，現(xiàn)場核實(shí)所有泵站地理位置、灌溉面積、水電轉(zhuǎn)換系數(shù)及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素。在各泵站及自流區(qū)域供水員的協(xié)助下，外業(yè)人員繪制各泵站控制范圍及自流灌溉范圍。

3.2.3信息核實(shí)

宿城區(qū)、宿豫區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利站及各村委會(huì)相關(guān)人員對成果要素信息進(jìn)行核實(shí)，對其中存在爭議的泵站及自流灌溉范圍進(jìn)行現(xiàn)場界定，確保所有信息及數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性。

3.2.4上圖入庫

內(nèi)業(yè)工作人員將所有泵站地理位置、灌溉面積、水電轉(zhuǎn)換系數(shù)及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素信息逐一上傳至農(nóng)業(yè)灌溉管理信息系統(tǒng)，各泵站控制范圍及自流灌溉范圍依據(jù)確認(rèn)無誤的手繪范圍，直接在農(nóng)業(yè)灌溉管理信息系統(tǒng)衛(wèi)星地圖上完成標(biāo)示。示范區(qū)上圖入庫效果如圖2所示。

圖2 示范區(qū)上圖入庫效果

宿城區(qū)、宿豫區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉管理信息系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程監(jiān)控電表(水表)、定額執(zhí)行情況、視頻監(jiān)控、水權(quán)交易試點(diǎn)等功能如圖3所示。

圖3 其他功能演示

4 結(jié)論

通過分析改革面積等入庫、泵站或渠首管控范圍上圖、定額控制的信息化管理、泵站或渠首自動(dòng)化運(yùn)行與監(jiān)管、水權(quán)交易的信息化管理、農(nóng)業(yè)水價(jià)改革基本資料或政策管理等農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果要素或功能需求，開發(fā)出1套集成泵站(渠系)分布、灌溉泵站名錄、灌溉泵站名錄、泵站用電量統(tǒng)計(jì)、定額用水執(zhí)行情況、遠(yuǎn)程監(jiān)控電表(水表)、視頻監(jiān)控、水權(quán)交易試點(diǎn)、文件和管理規(guī)定等功能模塊的農(nóng)業(yè)灌溉管理信息系統(tǒng)，實(shí)踐了宿城、宿豫2區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果的上圖入庫，研究成果將對江蘇乃至全國其他縣(市、區(qū))的農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革成果上圖入庫工作的推進(jìn)具有重要的指導(dǎo)意義。系統(tǒng)已具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控電表(水表)、視頻監(jiān)控等功能，欲將其投入實(shí)際應(yīng)用，當(dāng)?shù)剡€需配備智能電表、視頻監(jiān)控等相關(guān)硬件設(shè)施。