贾家圈高效节水试点示范区效益分析

范振伟

(盐池县惠安堡镇人民政府，宁夏 盐池 751500)

0 引言

2020年6月8日—10日，习近平总书记亲临宁夏视察指导工作，提出建设黄河流域现代农业高质量发展示范区，让宁夏更多的特色农产品走向市场。加快建设现代化生态灌区、高标准农田和现代农业设施，加快农业高新区建设，不断提升农业科技化、机械化、信息化水平，提高耕地产出率、劳动生产率、资源利用率。推进水资源节约集约利用，实施深度节水控水行动，持续优化用水结构，大力发展节水型生态农业、涵水型生态林业、保水型生态牧业，深挖工业节水潜力，严格管控高耗水产业发展，加快建设节水型社会、节水型园区，推动水资源向利用强度低、效率高、效益好的项目、产业、区域倾斜配置[1]。

盐池县以整体连片土地整治为抓手，以提高耕地质量为目标，根据扬黄灌区资源条件、作物种植潜力等情况，结合农业、生态及水利工程特征，选择惠安堡镇贾家圈灌区(总面积476.5 hm2)作为高效节水试点示范区，提升项目区的智能化和自动化灌溉水平，以此全面提升盐池县扬黄灌区智能化和自动化灌溉水平，为其他扬黄灌溉区起到示范带动作用，加快自动化灌溉示范区建设。

1 基本情况

惠安堡镇扬黄灌区5 866.7 hm2节水灌溉面积、扬黄灌区内发展的4 533 hm2高效节水灌溉面积及周边利用扬黄水的地理优势发展的1 333 hm2节水补灌农业用水共1 729万m3，平均灌溉定额为2 850.7 m3·hm-2，不足全区平均值的二分之一。惠安堡镇灌溉用水的利用率较高，但地处宁夏水资源严重匮乏地区，随着人口的增长、农业产出的加大，灌溉用水的供需矛盾日趋加大，必须进一步加大高效节水灌溉改造。

贾家圈片区位于盐池县惠安堡镇，总面积为476.5 hm2，属贾家圈高口控制灌域，种植作物为玉米。2015年通过《第六批小型农田水利重点县2015年度第四批建设项目(高效节水灌溉工程)(城西滩、贾家圈)》进行了高效节水改造，灌溉方式为滴灌。项目区范围为西至隰宁堡支渠6斗渠，东至G211国道，南至郭东湾村，北至隰宁堡支渠。涉及大坝、杜家沟等7个行政村，受益人口为286户共计1 430人。

1.1 工程运行管理现状

目前，惠安堡镇贾家圈灌区灌溉工程的管理模式主要采用宁夏水投盐池水务有限公司农业灌溉管理公司负责供水、农户种植的管理模式。为了克服小型灌溉工程“有钱建，有人用，无人管”的被动局面，让群众主动参与到工程的运行管理中，增强工程运行、水费收支等方面的透明度，使群众在用水灌溉的同时，让群众参与工程维护、维修、运行管理等工作。该管理中心让村民小组长加入到企业运营中参与灌溉管理工作，参与的村民小组长主要负责企业和用水群众间沟通责任，上下反馈信息，使管理办法得到进一步完善和修正。

1.2 高效节水试点示范存在的主要问题

贾家圈片区原有溶肥罐为塑料材质，数量仅为2套，但灌溉系统为4套，溶肥罐数量较少，制约集约化管理，溶肥效率较低。

项目区田间轮灌制度是以地面分支管为轮灌单元，开启和关闭均需人工操作，由于是一家一户的种植模式，施肥由农户自行在田间地头人工操作，因首部施肥设备未充分利用，导致灌溉期间抢水现象十分严重。整个项目区的自动化程度较低，无法自动化灌溉。田间现有支管和分干管无法实现支管轮灌。项目区科技种田水平低，缺少农情监测设施，无法实时了解田间墒情。施肥设备难以控制溶肥浓度，导致施肥不均匀。

2 项目建设的必要性

2.1 是社会持续发展的需要

我国正在全面推进水利现代化建设，自2013年起水利部门多次强调现代化灌区的建设，曾明确提出了要立足创新驱动，立足改善老旧水利设施，建设一批自动化灌溉灌区，提高现代化灌区建设水平。灌区的续建配套和节水改造项目应按照十八大以来建设生态文明和现代农业的要求，根据我国不同的地理特点，做好灌区的现代化示范试点项目，为中国的自动化灌区建设开创先河。

现代化灌区建设已引起中央的高度关注。在2017年中央一号文件中，第一次明确提出了现代化灌区的建设。尽管到目前为止，还没有对现代化灌区进行官方的定义，但部分灌区已开始着手编制现代化灌区建设的规划。盐池县现代化生态灌区建设将为整个宁夏扬黄灌区的现代化建设发挥先行示范作用。

2.2 是实现农业现代化的需要

农业现代化离不开农田灌溉现代化，而田间灌溉的智能化又是农田灌溉现代化重要组成部分。滴灌田间阀门数量多，灌溉期间操作人员昼夜坚守在田间，工作环境艰苦、强度大，灌溉各阀门间的智能化联动是农业灌溉优化配水的科学手段。信息化迅猛发展的今天，手动阀门已不能适应社会发展的需要。灌区的现代化建设要以科学理念为引领，先进设备和技术为支撑，硬件和软件同步提升全方位实施灌区革新，重点实现水肥一体化的高效节水技术。

2.3 是保障粮食作物稳定增长的新途径

高起点、高标准地建设规模化、机械化、标准化、现代化、自动化的新型化农业开发，充分利用资源优势和产业优势，提高粮食作物产出能力和确保国家粮食安全。

2.4 是促进农业转型升级的新方式

通过项目建设，改善农田环境，实现粮食作业高产、稳产，极大地提高农业生产的经济效益、生态效益和社会效益，提高项目区作物产量、增加农民收入，是提高灌区农民生活水准的重要举措。为下一步在盐池县其他灌区建设集水肥一体化、自动控制、传感通信和计算机于一体的现代化节水灌溉体系打下坚实的基础，为其他灌区实施高效节水灌区自动化起到示范带头作用。目前，轮灌方式为分支管轮灌，为实现自动控制和集约化管理，将田间灌溉方式改为支管轮灌，使之实现集中轮灌。

3 主要建设内容及成效

主要建设内容包含首部工程建设、田间工程改造、自动化工程建设、信息化系统建设等几个部分。信息化系统的建设主要包括业务应用系统、数据库建设。业务应用系统主要包括智能门户、灌区一张图、基础信息、实时监控系统、灌溉管理、费用计收管理、统计分析、运行维护管理、微信小程序的功能开发共9项内容。

3.1 灌溉自动化

该项目现代化灌区信息化系统是盐池县试点示范项目。项目通过建设数据中心、业务平台等核心框架，配套贾家圈片区自动化测控体系，并在此基础上完善专题数据库及包含基础信息、实时监控及灌溉管理等应用系统，通过智能门户、“一张图”及“一人一页”提高贾家圈灌溉片区控制及计量工程管理效率与服务水平。通过安装测控一体化闸门，对干渠直开口和斗口实现自动计量和控制；通过安装田间远程控制电磁阀，对田间灌水实现精准控制、均衡灌水，实现了灌溉用水全过程精细调度和智能化管理。

3.2 管理智能化

项目区的轮灌方式为分支管轮灌，支管为φ110PVC-U管，每次开启关闭分支管球阀均需手动操作。本次设计轮灌方式为支管轮灌，即在支管安装电磁阀，明确每个支管控制灌溉面积，制定此轮灌溉支管水量。支管阀门开启后，支管上所属出水桩均为常开状态，此种轮灌方式能在一定程度上减少开启阀门的数量，减轻管理人员作业量，减少管理成本。改为支管轮灌后需对原设计的轮灌组重新划分，采用互联网技术，利用灌溉管理决策系统，根据土壤墒情、作物长势和气象变化，进行供水调度和适时灌溉。

3.3 服务便捷化

通过灌区信息平台建设，实现灌溉管理PC端和手机端实时操控，为农户提供便捷化服务。农户由过去大水漫灌时的扛锹、排队、守夜灌溉，变为现代化的“指尖一点”灌溉；由过去的灌多灌少凭经验、田间淌水浪费大，变为现在的精准用水、精准灌溉，灌水效率大幅提升，劳动用工和劳动强度大幅降低。

3.4 技术集成示范

依托宁夏大学和宁夏回族自治区农科院、宁夏农业技术推广总站等技术团队，融合农机农艺与水肥一体化灌溉技术，创建玉米高产栽培示范区。一是推行控水减肥栽培技术。根据土壤肥力和玉米生长规律，采用滴灌、水肥一体化、自动化控制等技术，实现精准用水、高效用肥、按墒灌溉、增产增收。二是推广先进适用种植技术。采取高光效宽窄行播种和干播湿出技术，出苗率由往年85.4%增加至92.1%，促进了玉米群体结构和质量提升。三是开展全程机械化生产示范。利用北斗导航定位播种技术，提升了农机作业质量、标准和效率；采用新型植保无人机进行病虫害综合防控，实现统防统治；玉米实现耕种收全程机械化。四是筛选确定优新品种和灌溉制度。开展饲用玉米优新品种对比、玉米专用肥施用量、播种密度、氮磷钾肥料利用率及灌溉用水量试验，为高效节水农业提供了有力的技术支撑。

4 效益分析

通过项目建设和企业化管理，实现了统一托管、水肥一体和自动灌溉，经济效益、社会效益、生态效益显著。

4.1 经济效益

该工程涉及贾家圈片区总面积476.5 hm2，通过首部水肥一体化改造、田间管网改造、田间自动化改造、自动化控制中心等工程，提高农田基本设施条件，充分利用水资源，节约水资源，达到灌区土地肥沃、水利设施齐全、农路畅通、林网适宜、技术先进适用、优质高产增效的目标。实现“三省两增”[2]。1)省水。灌溉用水由原来的7 500 m3·hm-2减少到现在的3 225 m3·hm-2，节约用水4 275 m3·hm-2，灌溉水利用效率达到90%以上；2)省工。由原来的一家一户田间管理模式转变为自动化管理，节省劳动力450余人；3)省肥。由原来的675 kg·hm-2，降到375 kg·hm-2，较当前滴灌灌溉节肥45%以上；4)增加产量。2022年盐池县惠安堡镇遭遇持续两个多月的高温干旱天气，贾家圈示范区通过加密灌溉频次，在不增加总用水量的情况下，保障了玉米的正常生长，与未实施高标准农田试点灌溉的行政村相比，贾家圈玉米株高普遍提高0.5 m以上，结实率增加30%；5)增加收入。节省成本3 000元·hm-2，增产3 000 kg·hm-2，按2022年玉米市场价3 元·kg-1计算，增收0.9万元·hm-2。促进农业产业的良性循环，使项目区取得显著的社会经济效益和生态环境效益，促使盐池县农业及农村经济可持续、快速发展。

4.2 生态效益

该项目的实施可有效提高灌溉保证率，通过集中、精准统一施肥，极大地改善生态环境，对地下水保护起到积极作用；增加绿化面积，形成了田成方、树成行、林成网、路相通的现代化生态灌区，在防风固沙、保持水土、固土蓄肥、改善区域小气候等方面发挥了重要作用，最大限度降低自然灾害的作用。

4.3 社会效益

建设高效节水试点示范区，促使成立滴灌管理协会、指定专管人员、采取社会化有偿服务等方式。创新管理机制，实现农田灌溉、施肥、病虫害防控三统一，减少农业生产成本，提高农业产量，加强建后管护和技术支撑作用，提升耕地综合生产能力，通过建立智能化的高效节水农业建设、管理、运营体系，实现灌溉智能化、管理精细化、服务便捷化、运维专业化、工程数字化，促进土地流转，为发展规模化经营和订单农业做好基础。通过宜机化改造建设，实现节水灌溉，形成区域化种植、专业化管理、公司化运营局面，以利于市场规模的形成。