农业灌溉用水计量存在的主要问题及对策

姚亚兰

（甘肃省武威市水利信息中心，甘肃 武威 733000）

我国水资源总量少，水资源缺乏问题十分严重，在此情况下，地方政府出台了符合当地实际的水资源管理政策，推行水权水价制度改革。我国农业用水占总用水量的3/5，在水资源短缺的情况下，实施农业灌溉用水计量至关重要。传统的灌溉用水计量模式曾发挥了重要作用，但计量方法简单，计量误差大，存在一定的弊端[1]。随着科技水平的不断进步，互联网技术越来越多地应用于水利工程行业，在农业灌溉方面采用互联网技术，可精准控制灌溉水量，实现现代化、科学化、智能化管理。

1 我国农业灌溉用水现状

我国历来比较重视农业农村问题，近年来中央财政大力支持地方政府相继实施了一批又一批高标准农田建设项目、大中型灌区续建配套与现代化改造工程、灌溉工程提升改造项目、农业水价综合改革项目等，全国农业用水效率明显提高。近年来，我国耕地实际灌溉亩均用水量逐年降低，由2011 年的415 m3下降到 2020 年的 356 m3，下降 14.2%；农田灌溉水有效利用系数逐年提高，由2011 年的0.510提高到2020 年的0.565，提高10.8%。但农业灌溉仍是我国用水量最大的领域，也是节水潜力最大的领域。

据2020 年度《中国水资源公报》显示，2020 年全国用水总量5 812.9 亿m3，其中：生活用水863.1亿 m3，占用水总量的 14.9%；工业用水 1 030.4 亿m3，占用水总量的17.7%；农业用水3 612.4 亿m3，占用水总量的62.1%；人工生态环境补水307.0 亿m3，占用水总量的5.3%。我国耕地实际灌溉亩均用水量356 m3，其中北京市耕地实际灌溉亩均用水量最低，为119 m3；广西省耕地实际灌溉亩均用水量最高，高达764 m3；广东省耕地实际灌溉亩均用水量次之，高达730 m3。我国农田灌溉水有效利用系数0.565，其中：北京市农田灌溉水有效利用系数最高，高达0.750；西藏自治区农田灌溉水有效利用系数最低，为0.451；四川省农田灌溉水有效利用系数次之，为0.484。由此可见，不同地区之间农业灌溉用水效率差异很大，尤其是一些欠发达地区，农田水利基础设施比较薄弱，管理粗放，配套计量设施安装率较低，灌溉用水计量工作难以开展。加之农村居民节水意识较差，水资源浪费比较严重，用水效率较低，农业灌溉节水潜力巨大。为了更好地实施节水行动，必须把推进农业水价综合改革作为重要抓手，优化调整种植业结构，大力发展高效节水农业、旱作农业、设施农业，推广高效农业节水技术，建设高标准农田，补齐农田水利信息化基础设施短板，健全配套农业灌溉水量精准计量设施，加强信息化技术在农田水利工程中的应用，实现农田灌溉现代化、科学化、智能化管理。

2 农业灌溉用水计量模式及存在问题

我国灌区数量较多，农业灌溉用水既有地表水，也有地下水，灌溉方式复杂多样，比如：大水漫灌、沟灌、喷灌、滴灌等。大水漫灌和沟灌是传统的灌溉方式，水资源浪费较为严重，常用的灌溉用水计量方式为间接估算模式和水工建筑物模式。随着科学技术的不断发展，喷灌、滴灌等节水灌溉技术逐渐被推广应用。国家要求在大中型灌区续建配套与节水改造过程中，计量设施应与其他农田水利工程实行同时设计、同时施工和同时验收[2]。农业灌溉计量设施的建设和运行为准确计算农业灌溉用水量提供了技术支撑，但由于投资资金的限制和运行维护难度大，农业灌溉计量设施未能全面覆盖。

目前我国农业灌溉采用的计量模式主要有间接估算模式、水工建筑物模式、特设量水堰槽模式及量水仪表模式4 种[3]，在不同地区、不同情况下，各用水计量模式均发挥了不同优势，但也存在一定的不足和缺陷。

2.1 间接估算模式

我国农业灌溉用水计量初始阶段就采用间接估算模式，比如用水定额推算、以电折水系数估算、以油折电估算等，此方法操作简单，费用较低，无量水设施或量水设施不完善的灌区基本上都采用该方式。由于间接估算模式算法简单，人为因素影响大，因此容易出现较大误差，在应用过程中常出现估算不准确情况，计量进度较低。

2.2 水工建筑物模式

水工建筑物是指通过修筑不同功能、类型的设施控制和调节水流，从而满足不同类型或不同分布区域农业对水资源的需求，其计量原理是运用水位法。常见的水工建筑物设施有渡槽、水闸、倒虹吸、涵管等，该灌溉模式属于粗放式灌溉，用水量大，适合在水资源比较丰富的地区使用，此方法可直接计算用水量，不用额外建设计量设备，但其运行计量过程较为复杂，需要根据不同地区农业灌溉实际情况，对每个建筑物设施进行核定分析，工作量大。

2.3 特设量水堰槽模式

特设量水堰槽模式的计量原理也是水位法，其模式与水工建筑物模式类似，是一种被优化的计量模式，与水工建筑物模式相比，工作量相对较小，计量精度更高。但该模式建筑费用较高，对水资源浪费较大，不利于节水灌溉。

2.4 量水仪表模式

该模式是当前我国农业灌溉用水主要计量模式中精度最高、最便捷的模式，科学、易操作，可以连接互联网实现信息化和自动化管理，计量信息也可以通过电子存储设备存储。但是到目前为止，依然难以广泛推广，主要原因是设备费用及维修管护费用太高，在广大农村地区难以普及实施，同时，由于量水仪表是精密电子设备，对灌溉水质以及气候环境等都有较高要求，因此在一些水质较差、气候变化多端的地区也难以应用。但是从长远来看，随着科学技术的不断进步，自动化计量设备越来越完善，适应性也越强，能够自动监测骨干渠道和田间末级渠系的流量参数并存储数据，及时传输上报。

3 当前农业灌溉用水计量不精确的原因

3.1 计量设施缺乏

我国灌区数量较多，灌溉方式复杂多样。通过实施高标准农田建设项目、大中型灌区续建配套与现代化改造工程、灌溉工程提升改造项目、农业水价综合改革项目等，部分大中型灌区和示范灌区逐渐完善和配套了农业灌溉计量设施，但是大多数中小型灌区还未配套灌溉计量设施，部分灌区干渠和支渠只采用简单的水工建筑物设施模式计量，或者只在渠首、干渠计量，支渠、斗渠、农渠等末级渠系没有任何计量设备。

3.2 管理方式粗放

由于农田水利基础设施不健全，缺乏计量设备，同时缺乏完善的管理制度和措施，管理责任落实不到位，灌区用水量统计不准，资料、信息等管理方式原始，完全依靠人工实施，工作效率低下。由于缺乏资金，无法定期对计量设施进行校对核验，出现故障后无法及时进行维修保养，因此后期运行管理比较困难。

3.3 技术落后

农田水利信息化技术应用少，科技支撑水平低。由于投资资金的限制，虽然部分大中型灌区已安装自动化计量设施，但缺乏统一的信息化管理平台，导致终端数据采集不规范，信息资源不能整合共享，实用性较低。还有相当一部分灌区安装非自动化计量设施，还需进行人工推算，精度较低。

3.4 计量收费管理不科学

由于灌溉设备等硬件设施不足，加之计量方式落后，大多收费未按照实际用水量计取，只按照灌溉面积粗略计算或者按照消耗的电量进行平摊结算。部分灌区由于没有专业技术人员进行指导，计量设施安装位置和方法不当，测量结果误差大。群众节水意识淡薄，经常出现大水漫灌、过量灌水现象，导致水资源浪费十分严重，形成了恶性循环。

4 解决对策

4.1 加大资金投入，补齐水利信息化基础设施建设短板

要做到农业灌溉用水精准计量，提高工作效率，最大限度实现节水，应加大财政投入力度，加快实施灌区提升改造工程，推广高效节水灌溉技术，普及灌溉用水计量设施，加大信息化技术在农田灌溉中的应用，补齐农田水利信息化基础设施建设短板。对于已建成的灌区工程，要加快更新改造用水计量设施，融入更多水利信息化设备，尤其是在改造灌区大型水利工程时，要尽可能多地应用水利信息化技术，争取做到管理高效、计量准确、用水节约[4]。此外，对于新规划或新建设的灌区项目，在方案规划或建设过程中，要充分将水利信息化技术应用其中。

4.2 落实责任主体，健全完善灌溉用水管理制度体系

为了确保农业灌溉用水计量系统能够长期稳定运行，灌区管理部门必须要完善农业灌溉用水计量制度体系，确定灌溉用水定额，健全相应的管理制度、用水计量标准等，建立健全能够合理反映农业灌溉成本的农业水价改革机制。明确管护责任，落实责任主体，须有专人负责维护管理工作，绝对不能“重建设、轻管理”。为确保计量设施准确、稳定、良好的长期运行，须设置专项资金用于计量设施定期校对核验、检修维护。制定考核奖励机制，对于用水效率高、计量设施维护运行好、计量设施覆盖率高、水价改革落实好、节水管理突出的灌区和个人，进行表彰奖励。以此推动农业灌溉深度节水、极限节水。

4.3 开展相关业务培训，提高工作人员综合技能

水利信息化主要依靠计算机信息技术，运用水利信息化技术计量农业灌溉用水，必须有相应的专业技术人员，所以需要配备专业技术人员，并对其他工作人员开展相关业务技能培训，同时加强考核，提高业务素质和技术水平。灌区管理部门应将工作人员业务培训作为一项长期性的工作持续开展，及时掌握水利信息新技术、新方法，最大限度提高农业灌溉用水计量效精准度。

4.4 推广计量新技术与新工艺，大力推进灌区信息化建设

灌区管理的发展趋势是自动化、科学化、智能化，以人工为主的传统计量模式将逐步被淘汰。新时期随着物联网、5G 通信、人工智能和大数据等新一代信息技术的快速发展，智慧水务建设进一步推进，信息化技术在水利工程中的应用也愈加广泛，数据传输和储存更加快速便捷，自动化控制和计量成为灌区用水计量及管理的主流方向。“十四五”时期要加大大中型灌区提升改造项目的实施力度，加快高标准农田建设，推广高效节水技术，配套完善智能化计量设施，大力推进灌区信息化建设。

5 结语

农业灌溉是促进农业增产的主要途径，我国水资源总量少，在灌溉过程中，摒弃粗放的灌溉方式，加快推广高效节水灌溉技术，实现灌溉用水精准计量至关重要。因此，各灌区应以推进农业水价综合改革为主要抓手，补齐农田水利信息化设施短板，加强农田灌溉信息化管理，合理运用计量方法，科学选择计量设施，加强水利信息化技术在农业灌溉用水精准计量中的应用，促使农业灌溉用水计量科学化、规范化，从而实现农田灌溉管理现代化、科学化和智能化。