黑龙江省节水灌溉现状及灌区信息化发展趋势

郑艳新，魏广华

(1.哈尔滨市灌区管理处，黑龙江 哈尔滨 150001；2.四川省水利科学研究院，四川 成都 610072)

灌溉是人类文明发展的结晶，黑龙江地区盛唐时期的渤海国在灌溉工程建设等方面已经走在世界的前列。随着历史的变迁，黑龙江省的灌溉发展历经兴衰。进入21世纪，信息科技的发展正在改变着我们的生活，中国治水思路由传统水利向现代水利、可持续发展水利转变。灌区信息化是灌区现代化的基础和重要标志，是灌区可持续发展的必然要求。黑龙江省水资源的合理开发与利用，以及对现代农业发展的影响离不开灌区信息化建设，灌区信息化建设甚至对黑龙江省经济和社会可持续发展的都有着深远、全局的影响。

1 基本情况

黑龙江省地貌概括为“五山四水两平原”。五山即大兴安岭、小兴安岭、张广才岭、老爷岭及完达山；四水即黑龙江、松花江、乌苏里江及绥芬河；两平原即三江平原和松嫩平原。总面积45.48万km2，占国土面积的4.7%，耕地面积0.147亿hm2，占全国的10.0%，人均耕地0.307 hm2，农业人口人均耕地0.600 hm2，人均耕地和总面积两项指标均居全国首位。2018年，黑龙江省粮食总产量位居全国第一达到7507万t，占11.4%，是我国最大的名副其实的商品粮生产基地，粮食商品率70%以上。粮食作物主要为玉米、大豆、水稻。

《2018年中国水资源公报》[1]显示黑龙江省水资源总量1011.4亿m3，其中地表水842.2亿m3，地下水资源量347.5亿m3。人均水资源2675.06 m3。2018年，我省农业有效灌溉面积达到6119.57khm2，占耕地40%左右。其中，水田灌溉面积占耕地近30%，旱田灌溉面积占耕地近15%。据《2018年黑龙江省水资源公报》数据统计，全省社会总用水量为343.9亿m3，农业用水总量为304.8亿m3，占社会用水量的88.6%。水田灌溉用水量占社会总用水量的80%以上，占农业用水量的90%以上，水田用水比例占比最大，是全省第一用水大户。

随着农业灌溉面积的扩大和灌溉用水结构的调整，一些流域水资源仍存在供需矛盾[2]。另一方面，黑龙江省农业灌溉用水效率不足60%，农业节水潜力很大。因此，大力发展农业节水，控制农业用水总量，提高农业用水效率，是促进水资源可持续利用、推进农业供给侧结构性改革、推动农业现代化的必然要求，是守护青山绿水、保障黑龙江省经济社会可持续发展的重要举措。

2 黑龙江省节水灌溉现状

黑龙江省在农业灌溉和节水灌溉技术研究与推广方面已经取得很大成绩，但在灌区信息化方面发展还较为滞后，未能跟上节水灌溉发展的步伐，农田灌溉的现状与灌区信息化管理的要求不相适应。

2.1 农业灌溉用水结构

据《2018年黑龙江省水资源公报》统计，全省社会总用水量为343.9亿m3，其中农业用水量占比达到88.6%，为304.8亿m3。水田灌溉用水量占农业用水量的90%以上，占社会总用水量的80%以上,旱田灌溉只占农业用水量的6%左右。水田用水量过多，为全省用水量第一大户。并且水田地表水灌溉面积占全省水田近40%；地下水灌溉面积占全省水田60%以上，地下水灌溉占比较大。

2.2 水资源“双控”目标实现情况

2018年，黑龙江省用水总量已接近2020年控制目标上限，尤其地下水用量已达到152.8亿m3，约占全国地下水用水量的六分之一，虽然比2017年地下水用量降低了10.3亿m3，但仍超过国家分配给黑龙江省2020年地下水指标131亿m3。2018年，黑龙江省新增有效灌溉面积8.86万hm2，这些新增灌溉面积较大部分为水田且大都采用地下水灌溉，致使黑龙江省地下水用量出现了强度、占比均提升的态势。在用水效率上，虽然达到国家考核要求，但用水效率仍较低。通过近两年的地下水压采工作，地下水灌溉用水量已得到有效控制。

2.3 水稻控制灌溉节水潜力

水稻是黑龙江省第一用水大户，如按用水结构调整成规划的地表水∶地下水为2∶1，规划的水稻灌溉面积也达到400万hm2时，以黑龙江省现有灌溉用水管理水平进行水稻灌溉，水稻灌溉用水量将达360亿m3左右，将会占到全省水资源总量的44%，接近黑龙江省用水量一半。所以，仅水稻用水量一个用水户，黑龙江省总量控制红线就不保，就会超过黑龙江省水资源总量353.34亿m3的控制红线。

而水稻控制灌溉技术开创了水田节水灌溉的新局面，稻田水层管理的传统观念被打破。与常规灌溉相比，水稻控制灌溉可以达到亩节水100～150 m3，增强水稻抗倒伏和抗稻瘟病能力，并能提高肥效，可实现增产5%～10%，省油省电30%以上。截至2018年，全省已推广123.87万hm2水稻控制灌溉面积，推广力度十分之大，且实现年节水18.5亿m3，达到立竿见影的效果，并且从源头上实现节水，这也是水稻节水控制灌溉相较其他灌溉方式的优势所在。根据《黑龙江省灌溉发展规划》，黑龙江省水稻面积规划在400万hm2左右，届时水稻总产量保守将超过3000万t，到2025年，按照推广70%的水稻控制灌溉面积比例推算，全省将有超过280万hm2水稻控制灌溉。与常规灌溉相比，采用水稻控制灌溉技术后，从源头田间环节节水，每亩水稻至少节水100 m3，水稻用水总量保守估计可节水42亿m3，年均总计增加效益至少40亿元以上。同时，黑龙江省农业用水总量将稳定在300亿m3左右，不会超过用水总量红线，从而能够实现在不增长或少增长农业用水总量的前提下，实现水资源的永续利用，达到农业灌溉发展的长远目标。

2.4 节水灌溉设施建设

近年来，随着黑龙江省农业供给侧结构性改革和现代农业发展，高效节水灌溉工程建设面积64.53万hm2，投资90.4亿元完成高效节水灌溉工程建设。通过灌区工程改造，完成19处大型灌区和19处大型泵站更新改造工程、55处中型灌区节水改造及42座渠首工程改造。这也是黑龙江立足现代农业水利，紧紧围绕乡村振兴和“三农”服务，通过改善农村水利基础设施条件和农业生态环境，来促进农村宜居及农民增收、农业增效的重要战略举措。黑龙江省还将在此基础上对全省农业灌溉布局进行进一步优化，继续大规模推进田间渠系配套，建设“五小水利”工程，推进农村河塘清淤整治，实现农村清洁水电能源和水系连通等农田水利设施建设，进一步完善农田水利网络，进而提高农田灌溉水利用系数，加快实施灌区现代化建设。

2.5 水价改革成效

黑龙江省是农业大省，农业既是用水大户也是最大的节水挖潜目标。自2016年起我省开始推进农业水价综合改革，截至2019年11月30日，全省共完成28个县99处大中型灌区农业水价综合改革任务，改革实施面积76.53万hm2。农田灌溉水利用系数由2016年的0.5958提高到2018年的0.6067，年新增节水能力达到13亿m3。

经过几年的不懈努力，我省农业水价综合改革配套机制得到了有效完善。《黑龙江省人民政府办公厅关于推进农业水价综合改革的实施意见》、《黑龙江省人民政府办公厅关于建立黑龙江省农业水价综合改革联系会议制度的通知》、《黑龙江省年度农业水价综合改革实施计划》、《黑龙江省农业水价综合改革绩效考评办法》、《黑龙江省农业水价形成机制》、《黑龙江省农业水价综合改革奖补办法》等一系列意见、制度、办法的出台，为农业水价综合改革工作提供了组织和制度保障。

3 灌区信息化现状

近年来，黑龙江省灌区信息化建设取得了一定成效，但从总体上看，目前黑龙江省灌区信息化建设尚处于初级阶段。黑龙江省是全国灌区信息化建设开展较早的省份之一，灌区信息化工程建设从大型灌区开始起步，逐步延伸至中型灌区。全省19处续建大型灌区、14处三江平原新建灌区和20处中型灌区不同程度地开展了信息化建设。黑龙江省开展信息化建设的灌区，共建立信息中心53处、配置自动测量计量设施514台套、险工段视频监控点329处，初步形成了由基础设施、应用系统组成的水利信息化综合体系，推动了传统水利向现代水利转变。黑龙江省不断推进农田水利信息化建设，灌区信息化工程辐射灌溉面积已达86.67万hm2，占全省水稻灌溉面积的22%。

4 灌区信息化发展趋势

信息化是随着人类信息时代的到来而提出的一个社会发展目标。在灌区工程措施建设基本完备基础上，实现灌区信息化管理，就成为水利发展的主要目标。为了达到节水、水资源高效利用的目的，实现水管理的信息化、科学化成为灌区信息化建设最主要的任务。要想灌区效益最大化，就要更大限度地发挥灌区灌溉水资源管理和利用的作用，信息化建设恰好就是满足灌区发展需求的钥匙。遥感技术在灌区信息化建设中举足轻重的作用就是弥补传统计量手段的不足，如，渠系信息、土地利用和生态环境地面信息的提取；灌区管理的基础性资料，传统实地调查工作量大、费时费力，数据获取不全面，很多区域数据只能靠估算，且准确度低。而遥感通过提取灌溉渠系的分布信息可以提高渠系输水、配水的效率，降低成本，从而达到节水灌溉的目的；通过有效地监视工程运行状况实现水资源优化配置和适时适量调配；通过流量监控和调节达到防汛抗旱的目的；通过对水环境监测可以针对性地采取预防措施；通过对农作物生长信息采集做到适时适量灌水，而所有这些要实现信息化都离不开数据的采集。因此，实现信息化的前提最重要的就是数据采集，没有数据源，那么再先进的计算机、再先进的软件、再先进的网络等都将成为摆设。

当前我国卫星技术发展日益精进，特别是我国的北斗卫星技术已占有一席之地，各种遥感软件功能日益强大，各类遥感从业人员日益壮大，分门别类的信息模型日益增多，大量的遥感数据日益丰富。遥感技术在信息化建设中的应用前景也日益广阔。作为一种空间信息技术，遥感充分利用其自身的优势为实现灌区信息化提供强有力的技术支持，实现大数据时代的数据实时共享。

5 结 语

黑龙江省灌区经过多年的发展，已初步具备了一定的基础条件，已进入更深入、多层次、全方位推进水利信息化建设的新阶段。水利信息化建设就是要利用各种先进的技术手段来解决水管理问题，充分利用好遥感技术为灌区信息化建设服务，科学利用、合理调度水资源，最大可能提高水资源利用率，最终的目标及时实现水资源的可持续利用。