灌區(qū)水庫(kù)運(yùn)行管理與農(nóng)業(yè)灌溉效能提升研究

摘要：紅崖山灌區(qū)作為民勤縣唯一的大型灌區(qū)，通過(guò)建立健全灌區(qū)管理機(jī)制、完善水利基礎(chǔ)設(shè)施、推廣節(jié)水技術(shù)等措施，在農(nóng)業(yè)灌溉效能提升方面取得顯著成效。灌區(qū)嚴(yán)格執(zhí)行水資源總量控制，深化水權(quán)水價(jià)改革，推進(jìn)節(jié)水型灌溉技術(shù)應(yīng)用，建立了較為完善的水資源管控體系。通過(guò)水庫(kù)調(diào)蓄能力提升、灌溉渠系配套完善、田間工程改造升級(jí)等工程措施，灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)顯著提高。研究表明，建立科學(xué)的管理制度、強(qiáng)化工程設(shè)施建設(shè)、推廣高效節(jié)水技術(shù)是提升灌區(qū)水庫(kù)運(yùn)行管理效能和農(nóng)業(yè)灌溉效率的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：灌區(qū)管理；水庫(kù)運(yùn)行；農(nóng)業(yè)灌溉；節(jié)水技術(shù)；效能提升

灌區(qū)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其管理水平和灌溉效能直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和水資源的可持續(xù)利用。紅崖山灌區(qū)位于甘肅省民勤縣，是以生產(chǎn)糧食作物為主的大型灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積

5.86萬(wàn)hm2，灌區(qū)范圍內(nèi)人口占全縣80%。近年來(lái)，通過(guò)實(shí)施一系列水利工程建設(shè)和管理制度改革，灌區(qū)在提升水庫(kù)運(yùn)行管理效能、推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方面進(jìn)行了積極探索。研究總結(jié)其成功經(jīng)驗(yàn)和有效做法，對(duì)于推進(jìn)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)、提高農(nóng)業(yè)灌溉效率具有重要的借鑒意義。

1 灌區(qū)管理體制機(jī)制建設(shè)

1.1 水資源管理制度體系構(gòu)建

紅崖山灌區(qū)管理處制定出臺(tái)了《民勤縣水價(jià)改革實(shí)施方案》《民勤縣水資源配置和用水總量控制方案》《民勤縣水權(quán)交易管理辦法》等一系列規(guī)章制度。灌區(qū)嚴(yán)格執(zhí)行水資源三條\"紅線\"管理要求，將用水總量、用水效率、水功能區(qū)限制納入全縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)體系。管理處建立了“以水定規(guī)模、以水定產(chǎn)業(yè)、以水定結(jié)構(gòu)、以水布局經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展”的總體管理思路，形成了縣、鎮(zhèn)、村、社、戶五級(jí)水權(quán)分配體系[1]。灌區(qū)實(shí)行水資源預(yù)算管理制度，年度水資源分配方案需經(jīng)縣政府常務(wù)會(huì)、縣委常委會(huì)討論，并由縣人大常委會(huì)決議后執(zhí)行。管理處在審計(jì)部門專門設(shè)立水資源審計(jì)機(jī)構(gòu)，對(duì)全縣水資源實(shí)施預(yù)算審計(jì)管理，形成了水資源年初預(yù)算、年內(nèi)審計(jì)、年終決算的管理模式，進(jìn)一步加強(qiáng)了水資源的過(guò)程性控制和精細(xì)化管理。

1.2 水權(quán)水價(jià)改革深化實(shí)施

紅崖山灌區(qū)積極推進(jìn)水權(quán)水價(jià)改革，建立健全反映水資源稀缺程度和供水成本的水價(jià)體系。灌區(qū)地下水水資源費(fèi)由重點(diǎn)治理前0.01元/t調(diào)整為0.02元/t，地表水計(jì)量水價(jià)調(diào)整至0.266元/t，地下水計(jì)量水價(jià)實(shí)現(xiàn)同水同價(jià)，調(diào)整為0.201元/t。管理處實(shí)施分類水價(jià)和分檔水價(jià)政策，對(duì)采用高效節(jié)水灌溉技術(shù)的作物，地表水優(yōu)惠20%，地下水優(yōu)惠30%；對(duì)低水效作物，地表水上浮20%，地下水上浮50%。灌區(qū)對(duì)超定額用水實(shí)行分檔超定額累進(jìn)加價(jià)制度，通過(guò)價(jià)格杠桿調(diào)節(jié)引導(dǎo)農(nóng)民節(jié)約用水。管理處建立水權(quán)交易平臺(tái)，規(guī)范水權(quán)交易程序，促進(jìn)水資源在不同作物、不同區(qū)域間優(yōu)化配置，提高水資源利用效率。同時(shí)，管理處建立定期評(píng)估機(jī)制，根據(jù)水資源供需狀況和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需要，適時(shí)調(diào)整水價(jià)政策，進(jìn)一步完善水權(quán)交易制度，確保水價(jià)改革持續(xù)發(fā)揮積極效應(yīng)。

1.3 計(jì)量監(jiān)測(cè)體系完善

紅崖山灌區(qū)大力推進(jìn)計(jì)量監(jiān)測(cè)體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了地表水計(jì)量到斗口、地下水計(jì)量到井口的全覆蓋目標(biāo)。管理處對(duì)灌區(qū)內(nèi)8 207眼機(jī)電井進(jìn)行智能化計(jì)量控制設(shè)施改造升級(jí)，安裝智能水表和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。灌區(qū)建立了水資源信息管理平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用水流量、用水總量、水質(zhì)狀況等數(shù)據(jù)指標(biāo)。管理處在灌區(qū)骨干渠系安裝流量計(jì)和水位計(jì)，對(duì)干支渠輸水情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控[2]。灌區(qū)實(shí)施城鎮(zhèn)供水“一戶一表”計(jì)量收費(fèi)改革，城區(qū)智能化水表戶表率達(dá)到90%以上，戶表完好率達(dá)到95%以上。管理處定期開(kāi)展計(jì)量設(shè)施檢修維護(hù)，確保計(jì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，為水資源科學(xué)管理和高效利用提供了有力支撐。管理處還建立了計(jì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析評(píng)估制度，定期編制用水監(jiān)測(cè)報(bào)告，對(duì)計(jì)量設(shè)施運(yùn)行狀況進(jìn)行全面評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決存在的問(wèn)題，不斷提升計(jì)量監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)性和有效性。

2 水庫(kù)工程設(shè)施建設(shè)與改造

2.1 水庫(kù)調(diào)蓄能力提升

紅崖山水庫(kù)是亞洲最大的人工沙漠水庫(kù)，“十三五”期間實(shí)施的加高擴(kuò)建工程全面建成并通過(guò)竣工驗(yàn)收。水庫(kù)總庫(kù)容由0.99億m3增加到1.48億m3，調(diào)蓄能力顯著提升。管理處通過(guò)加高加厚大壩、加固溢洪道、改造輸水隧洞等措施，提高了水庫(kù)的安全度和運(yùn)行效率。水庫(kù)實(shí)施智能化調(diào)度系統(tǒng)改造，建立了水情遙測(cè)系統(tǒng)和水庫(kù)運(yùn)行管理信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)水位、庫(kù)容、流量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)調(diào)控。管理處制定水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行規(guī)程，科學(xué)調(diào)控水庫(kù)蓄水和放水，充分發(fā)揮水庫(kù)在防洪、灌溉、生態(tài)用水等方面的綜合效益。水庫(kù)年度向青土湖下泄生態(tài)用水從1 290萬(wàn)m3

增加到4 000萬(wàn)m3，有效改善了下游生態(tài)環(huán)境。

2.2 灌溉渠系配套完善

紅崖山灌區(qū)建成了總干渠（圖1）1條86.72 km、干渠14條164.8 km、支渠98條525.85 km的完整灌溉渠系網(wǎng)絡(luò)。管理處對(duì)渠道實(shí)施防滲襯砌工程，采用混凝土預(yù)制板襯砌技術(shù)，有效減少了渠道滲漏損失。灌區(qū)在骨干渠系安裝自動(dòng)化閘門控制系統(tǒng)，配備水位流量在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，提高了輸水效率和管理水平。管理處建設(shè)渠首分水閘、量水堰等計(jì)量設(shè)施，在支斗口安裝智能計(jì)量裝置，實(shí)現(xiàn)了用水精準(zhǔn)計(jì)量[3]。灌區(qū)建立灌溉管理信息系統(tǒng)，對(duì)渠系輸水、分水過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，保障了灌溉用水的科學(xué)調(diào)度和合理分配。管理處還建立了渠系工程巡查養(yǎng)護(hù)制度，組織專業(yè)隊(duì)伍定期對(duì)渠系進(jìn)行檢查維護(hù)，及時(shí)處理滲漏、損壞等問(wèn)題，確保渠系設(shè)施完好和輸水暢通。

圖1 灌區(qū)總干渠

2.3 田間工程改造升級(jí)

紅崖山灌區(qū)大力推進(jìn)田間工程改造升級(jí)，建設(shè)節(jié)水灌溉示范區(qū)3.47萬(wàn)hm2。管理處實(shí)施農(nóng)田水利設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化改造，建設(shè)田間灌溉渠道、排水溝、機(jī)井泵站等配套工程。灌區(qū)推廣噴灌、滴灌、微灌等高效節(jié)水灌溉工程，建設(shè)水肥一體化灌溉系統(tǒng)。管理處對(duì)機(jī)電井進(jìn)行智能化改造，安裝智能水表和遠(yuǎn)程控制裝置，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)用水的精準(zhǔn)管理[4]。灌區(qū)推廣壟膜溝灌、小畦灌等常規(guī)節(jié)水技術(shù)，配套建設(shè)地膜覆蓋和集雨設(shè)施。管理處在田間配備土壤墑情監(jiān)測(cè)設(shè)備，建立農(nóng)田灌溉信息化管理平臺(tái)，為科學(xué)灌溉提供決策支持，顯著提高了農(nóng)田灌溉水平和用水效率。管理處還建立了工程驗(yàn)收評(píng)價(jià)制度，對(duì)改造工程進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估和效益分析，總結(jié)推廣成功經(jīng)驗(yàn)，不斷完善工程建

設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

3 高效節(jié)水技術(shù)推廣應(yīng)用

3.1 農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)示范推廣

紅崖山灌區(qū)管理處與甘肅省水利科學(xué)研究院簽訂科技推廣項(xiàng)目合作協(xié)議，選擇原泉山水管處作為科研基地，派駐專業(yè)技術(shù)人員開(kāi)展節(jié)水技術(shù)研究與推廣。管理處在全縣打造15個(gè)高效節(jié)水示范點(diǎn)，建設(shè)8個(gè)縣級(jí)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，全面示范推廣節(jié)水灌溉技術(shù)。灌區(qū)圍繞葵花、瓜菜、葡萄、紅棗等高效經(jīng)濟(jì)作物，大力推廣大田滴灌工程，建立與水資源承載能力相適應(yīng)的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)。管理處推廣抗旱品種、地膜覆蓋、耕作保墑、地膜再利用免耕等農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)，組織農(nóng)民開(kāi)展田間節(jié)水技術(shù)培訓(xùn)。灌區(qū)建立農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)推廣服務(wù)體系，選派技術(shù)骨干深入田間地頭進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，幫助農(nóng)戶解決節(jié)水灌溉中遇到的實(shí)際問(wèn)題。

3.2 水肥一體化技術(shù)應(yīng)用

紅崖山灌區(qū)積極引進(jìn)推廣水肥一體化灌溉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)灌溉與施肥的科學(xué)統(tǒng)一。管理處在高效經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)建設(shè)水肥一體化灌溉系統(tǒng)，配備水肥配比設(shè)備和自動(dòng)控制裝置。灌區(qū)根據(jù)作物生長(zhǎng)需水規(guī)律和土壤養(yǎng)分狀況，制定精準(zhǔn)的水肥灌溉方案。管理處組織專家開(kāi)展水肥一體化灌溉技術(shù)培訓(xùn)，指導(dǎo)農(nóng)戶掌握設(shè)備操作和維護(hù)要點(diǎn)。灌區(qū)在水肥一體化示范區(qū)配備墑情監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水分和養(yǎng)分含量，科學(xué)確定灌溉施肥時(shí)機(jī)和用量。管理處建立水肥一體化灌溉管理平臺(tái)，對(duì)灌溉施肥過(guò)程進(jìn)行智能控制和遠(yuǎn)程管理，提高了水肥利用效率。同時(shí)，灌區(qū)還推廣水肥一體化技術(shù)與生態(tài)種植相結(jié)合的灌溉模式，有效降低化肥使用量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綠色化發(fā)展。

3.3 智能化灌溉系統(tǒng)建設(shè)

紅崖山灌區(qū)大力推進(jìn)智能化灌溉系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建現(xiàn)代化灌溉管理體系。管理處在骨干渠系和田間工程配備自動(dòng)化控制設(shè)備，建設(shè)智能閘門、流量計(jì)、水位計(jì)等設(shè)施。灌區(qū)建立灌溉信息管理平臺(tái)，整合水文、氣象、作物、土壤等數(shù)據(jù)資源，為灌溉決策提供支持。管理處在機(jī)電井和灌溉設(shè)備上安裝智能傳感器和遠(yuǎn)程控制裝置，實(shí)現(xiàn)灌溉過(guò)程的自動(dòng)化調(diào)控。灌區(qū)開(kāi)發(fā)應(yīng)用手機(jī)APP和微信小程序，方便農(nóng)戶遠(yuǎn)程操控灌溉設(shè)備、查詢用水信息。管理處建立灌溉信息數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)灌溉用水情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為灌區(qū)管理和水資源調(diào)配提供依據(jù)，有效提升了灌溉管理的科學(xué)化、信息化水平。

4 管理效能與灌溉效率提升

4.1 水資源利用效率提高

紅崖山灌區(qū)通過(guò)實(shí)施一系列工程措施和管理制度改革，水資源利用效率顯著提升。管理處嚴(yán)格執(zhí)行水資源總量控制制度，將年度用水指標(biāo)分解落實(shí)到各級(jí)用水單元。灌區(qū)水權(quán)總量控制在4.13億m3以內(nèi)，其中地表水控制在2.97億m3以內(nèi)，地下水控制在

1.16億m3以內(nèi)（表1）。管理處通過(guò)完善計(jì)量監(jiān)測(cè)設(shè)施、推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)由0.58提升到0.62。灌區(qū)建立水資源優(yōu)化配置機(jī)制，實(shí)現(xiàn)水資源在不同作物、不同區(qū)域間的合理調(diào)配，提高了水資源利用效率。

表1 紅崖山灌區(qū)水資源利用效率指標(biāo)變化情況

指標(biāo)名稱 2015年 2020年 2023年

灌溉水利用系數(shù) 0.58 0.60 0.62

地表水利用率（%） 82.5 85.3 87.8

地下水開(kāi)采量（億方） 1.25 1.18 1.16

渠系水損失率（%） 15.6 12.4 10.2

4.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益增加

紅崖山灌區(qū)通過(guò)推廣高效節(jié)水技術(shù)、調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益持續(xù)提升。管理處建設(shè)高效節(jié)水示范區(qū)，大力發(fā)展葵花、瓜菜、葡萄等高效經(jīng)濟(jì)作物（表2）。灌區(qū)水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用，降低了生產(chǎn)成本，提高了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量。管理處通過(guò)實(shí)施水價(jià)改革和節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)政策，引導(dǎo)農(nóng)民節(jié)約用水、增加效益。灌區(qū)建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，打造特色農(nóng)產(chǎn)品品牌，提高了農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

表2 紅崖山灌區(qū)主要農(nóng)作物效益指標(biāo)比較

作物

種類 平均產(chǎn)量

（kg/667 m2） 平均用水量

（m3/667 m2） 水分生產(chǎn)率

（kg/ m3） 平均效益

（元/667 m2）

葵花 280 420 0.67 2800

瓜菜 4500 380 11.84 5200

葡萄 2800 450 6.22 8500

紅棗 850 400 2.13 4200

4.3 生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善

紅崖山灌區(qū)通過(guò)加大生態(tài)用水供給，改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況。管理處嚴(yán)格執(zhí)行生態(tài)流量下泄制度，水庫(kù)向青土湖年度下泄生態(tài)水量顯著增加（表3）。灌區(qū)通過(guò)發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，壓減地下水開(kāi)采量，遏制了地下水位持續(xù)下降趨勢(shì)。管理處實(shí)施農(nóng)業(yè)面源污染治理，推廣生態(tài)種植模式，改善了土壤環(huán)境。灌區(qū)建立生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，定期開(kāi)展水質(zhì)監(jiān)測(cè)和生態(tài)評(píng)估，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

表3 紅崖山灌區(qū)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)變化情況

監(jiān)測(cè)指標(biāo) 2010年 2015年 2022年

生態(tài)配水比例（%） 3.0 15.8 24.6

年度下泄生態(tài)水量（萬(wàn)m3） 1290 2500 4000

青土湖水域面積（km2） 3.0 15.5 26.7

地下水位埋深（m） 28.5 26.2 24.8

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)紅崖山灌區(qū)的實(shí)踐探索可以看出，加強(qiáng)灌區(qū)管理體制機(jī)制建設(shè)、完善水庫(kù)工程設(shè)施、推廣高效節(jié)水技術(shù)是提升灌區(qū)運(yùn)行管理效能和農(nóng)業(yè)灌溉效率的有效途徑。灌區(qū)通過(guò)建立健全水資源管理制度、深化水權(quán)水價(jià)改革、強(qiáng)化計(jì)量監(jiān)測(cè)等措施，形成了較為完善的管理體系；通過(guò)水庫(kù)擴(kuò)容改造、渠系配套升級(jí)等工程建設(shè)，提高了水資源調(diào)控能力；通過(guò)推廣節(jié)水灌溉技術(shù)、發(fā)展智能化灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)用水效率的顯著提升。這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)于推進(jìn)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)具有重要的借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 張光芹.試析水庫(kù)灌區(qū)農(nóng)田節(jié)水灌溉管理模式[J].南方農(nóng)業(yè)，2022，16（10）：201-203.

[2] 丁珺.燃燈寺水庫(kù)灌區(qū)管理與運(yùn)行機(jī)制存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].黑龍江水利科技，2016，44（8）：142-144.

[3] 董永慶，安同江，趙吉.臨朐縣丹河水庫(kù)灌區(qū)運(yùn)行管理模式探討[J].山東水利，2016（8）：10-11.

[4] 董全祥.淺析石頭河水庫(kù)灌區(qū)低壓管道灌溉系統(tǒng)的運(yùn)行及管理[J].陜西水利，2012（3）：151-152.