萬青松，何志軍，張金玉，萬書云，鈔振華，楊 杰

（1.江蘇省金湖縣水務局,211600,淮安；2.南通大學,226019，南通）

作為農(nóng)業(yè)節(jié)水工作的“牛鼻子”，農(nóng)業(yè)水價綜合改革明確了農(nóng)田水利工程管護權益和責任，以促進農(nóng)業(yè)節(jié)水和農(nóng)田水利工程良性運行。但管護成本高、管護效率低等問題仍是困擾農(nóng)田水利工程管護的癥結(jié)。2021年中央1號文件和《江蘇省農(nóng)村水利條例》都明確提出在發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)時應充分利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代技術，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營有機結(jié)合，推進農(nóng)村水利工程設施管護信息化建設。開展農(nóng)田水利工程管護信息化建設，是農(nóng)田水利工程、灌溉進度、水位（流量）等信息共享的需求，是實現(xiàn)“灌區(qū)一張圖”和灌區(qū)用水計量、水費收繳、總量控制、水權交易等實時分析和自動化管控的關鍵。信息化建設可以實現(xiàn)農(nóng)田水利工程管護全過程跟蹤、監(jiān)控和管理，提升管護效能。

江蘇省金湖縣結(jié)合推行農(nóng)業(yè)水價綜合改革實踐中遇到的問題，經(jīng)過系統(tǒng)分析與思考，形成了基于農(nóng)業(yè)水價綜合改革需求的農(nóng)田水利工程管護信息化應用分析一些思路，提出來供交流探討。

一、農(nóng)田水利工程管護是農(nóng)業(yè)水價綜合改革的重要內(nèi)容

農(nóng)業(yè)水價綜合改革的持續(xù)推進使農(nóng)田灌排設施得到系統(tǒng)完善，水權和水價形成機制以及動態(tài)調(diào)節(jié)機制明晰化，供用水精準計量措施到位，工程管護主體及責任得到落實。為科學合理地安排水利建設資金與管理經(jīng)費，農(nóng)田水利工程管護相關辦法和工程管護考核機制先后出臺，確保了對農(nóng)田水利工程管護情況進行有效檢查、考核以及獎懲。通過提留水利工程水費的一部分資金，用于節(jié)水獎勵、末級渠系節(jié)水工程建設“以獎代補”等方式，調(diào)動了農(nóng)戶節(jié)約用水積極性。雖然農(nóng)業(yè)水價綜合改革的實施明確了農(nóng)民用水戶協(xié)會對農(nóng)田水利工程的管理權、使用權，但由于管護機制不完善、資金投入缺口大，末級渠系“重建設、輕管理”仍存在，管護工作難以全面落實到位；隨著從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人數(shù)逐年減少和農(nóng)村空心化現(xiàn)象存在，農(nóng)業(yè)灌溉、工程維護和服務很難有效實施，管護效果并不理想。

二、信息化應用于農(nóng)田水利工程管護的可行性分析

1.多源數(shù)據(jù)協(xié)同作業(yè)的可行性

隨著遙感影像在時間分辨率、空間分辨率和光譜分辨率上的不斷提高，遙感數(shù)據(jù)源的豐富程度和價值得到了進一步提升，為實現(xiàn)高質(zhì)量的農(nóng)田水利工程管護信息化應用建設，提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

基于衛(wèi)星遙感、無人機、地基（平臺）探頭和人工巡測等監(jiān)測手段所構(gòu)建的“天—空—地”一體化農(nóng)田水利工程管護監(jiān)控體系能夠全方位、實時感知農(nóng)田水利工程運行情況并獲取異常信息，根據(jù)行業(yè)標準完成時空數(shù)據(jù)庫標準化建設，利用多種監(jiān)測手段獲取信息，實現(xiàn)農(nóng)田水利工程工況對比分析，為系統(tǒng)智能分析和決策提供支撐，從而實現(xiàn)農(nóng)作物長勢分析、灌溉需水變化趨勢分析、灌溉效果與用水分析、農(nóng)田水利工程變化原因追溯、風險評估及應急預案制定等功能模塊的系統(tǒng)銜接。協(xié)同遙感監(jiān)測體系可以有效綜合遙感蒸散發(fā)、降水、作物種植結(jié)構(gòu)、灌溉取用水量等信息，提高農(nóng)業(yè)灌溉水利用率的精確監(jiān)測能力，進一步滿足不同層面、不同區(qū)域?qū)r(nóng)業(yè)水資源管理的需求。Web Services服務架構(gòu)實現(xiàn)協(xié)同遙感監(jiān)測平臺的人機界面訪問接口，保證農(nóng)田水利工程時空分布狀態(tài)以及變化趨勢的實時展示，供需水預警信息的實時推送，農(nóng)田水利工程變化原因的智能分析，應急預案查詢等可視化展示與人機交互功能，提升農(nóng)田水利工程管護效能。利用協(xié)同觀測、數(shù)據(jù)聚合分析、物聯(lián)網(wǎng)等技術提升農(nóng)田水利工程管護信息化平臺架構(gòu)如圖1所示。

2.農(nóng)業(yè)灌溉用水量度量的可行性

農(nóng)業(yè)灌溉用水量的科學度量實施是推進落實農(nóng)業(yè)節(jié)水措施、提高農(nóng)業(yè)用水效率的重要手段。在平原河網(wǎng)灌區(qū)，絕大多數(shù)灌溉作業(yè)是泵站提水，末級渠系終端泵站揚水方式為“一站一控”，實現(xiàn)了專用變壓器、專用電表的以農(nóng)業(yè)用電量轉(zhuǎn)換農(nóng)業(yè)用水量的“以電折水”計量方式。對于特定的灌溉泵站，水電轉(zhuǎn)換系數(shù)是一個常量，可以通過典型實測和依類率定得到。因此農(nóng)業(yè)灌溉用水計量實質(zhì)就是用電量計量。對于目前“一站一控”終端揚水泵站，電量獲取均是通過智能電表實行遠程控制，即特定泵站灌溉用電多少，供電部門已經(jīng)實現(xiàn)了遠程數(shù)據(jù)庫管理。通過農(nóng)灌泵站信息化平臺搭建，只需共享供電部門的數(shù)據(jù)庫便可有效實現(xiàn)灌溉用水精準計量，從而為推行農(nóng)業(yè)用水定額考核、節(jié)水獎勵、累進加價、精準補貼等管理制度運行提供了可能。

三、農(nóng)業(yè)水價綜合改革成果需要借助信息化管控

1.農(nóng)業(yè)水價綜合改革成果需要借助信息化上圖入庫

圖1“天-空-地”一體化農(nóng)田水利工程管護信息化平臺架構(gòu)

水利部門非常重視水利信息化建設，對水利信息系統(tǒng)運行標準及業(yè)務流程進行了規(guī)范，水利信息系統(tǒng)開發(fā)時涉及的相關概念、數(shù)據(jù)類型等已有統(tǒng)一的界定和要求，為農(nóng)業(yè)水價綜合改革成果上圖入庫提供了基礎平臺和參考。依據(jù)標準規(guī)范和數(shù)據(jù)要求，推進農(nóng)業(yè)水價綜合改革成果上圖入庫是逐步建成高標準農(nóng)田灌溉“一張圖”管理基礎。農(nóng)業(yè)水價綜合改革成果要素上圖入庫實施路徑為：

①數(shù)據(jù)收集。通過系統(tǒng)調(diào)研灌區(qū)內(nèi)基本水利工程情況，結(jié)合高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)獲取“一站一控”泵站的基本信息，如泵站控制面積、地理位置等要素。

②水系圖制作。利用現(xiàn)有電子水系圖和遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合實地調(diào)查成果，將推進灌區(qū)內(nèi)一、二、三、四級河道、涵閘、提水泵站及其配套渠系等基本要素制成基礎電子水系圖。

③上圖入庫。在基礎水系圖上將農(nóng)業(yè)水價綜合改革面積、灌溉泵站、水電轉(zhuǎn)換系數(shù)等成果上圖入庫，匹配定額考核、節(jié)水獎勵、累進加價、精準補貼等管理制度的運行，為動態(tài)掌握高標準灌區(qū)基本情況提供數(shù)據(jù)支撐。

上圖入庫工作的實施有利于進一步鞏固農(nóng)業(yè)水價綜合改革成果，根據(jù)“應改盡改”原則核定改革范圍，并把新增加的“應改”面積納入農(nóng)業(yè)水價綜合改革范圍，實現(xiàn)灌溉用水調(diào)度科學化計量、精細化管理，從而提高灌溉水利用率，實效推進農(nóng)業(yè)節(jié)水管理。

2.以電折水計量措施需要通過信息化推進制度管控

信息化管控可有效提升灌區(qū)計量措施的精準水平。在灌區(qū)實施計量措施促進了用水明碼標價，實現(xiàn)了用水總量控制和定額管理。配套農(nóng)業(yè)用水計量措施，用水計量率得到大幅度提高，是全面推進農(nóng)業(yè)水價綜合改革取得成果的關鍵。在精確計量基礎上實行“陽光收費”，不僅促進了節(jié)水，而且用水戶心里踏實、放心。在進行計量措施信息化管控時，可結(jié)合灌區(qū)用水管理工作實際情況，開發(fā)用水管理信息模塊替代灌區(qū)人工測水和現(xiàn)場控制閘門等傳統(tǒng)作業(yè)方式，實現(xiàn)對重要渠道、泵站、蓄水池和閘門等運行情況在線監(jiān)控、自動計量和決策服務。此外，農(nóng)業(yè)水價綜合改革提水灌區(qū)普遍推行了以電折水方式，初步落實了定額考核、節(jié)水獎勵、累進加價、依電控制等改革措施。通過計量措施的信息化管控，有利于農(nóng)業(yè)水價綜合改革相關制度的長效落地，助推農(nóng)業(yè)節(jié)水目標的實效落實。

3.終端泵站實際灌溉面積需要通過信息化動態(tài)實現(xiàn)

通過管護信息化建設，農(nóng)業(yè)灌溉面積和進度可以實現(xiàn)及時準確掌控目標。區(qū)域尺度的農(nóng)業(yè)灌溉面積主要是通過實際測量和逐級上報進行統(tǒng)計核算，或通過典型田塊灌溉用水量推算得到實際灌溉面積。由于空間上的灌溉信息難以準確獲取，致使虛報、更名重復上報、面積多報等現(xiàn)象存在。通過協(xié)同多源遙感降水、蒸散、土壤水信息可以相對準確地估算灌溉用水量；通過信息化模塊將多年計劃地塊與每年實際灌溉面積比對，可以提高數(shù)據(jù)真實性，增強數(shù)據(jù)準確性，提高泵站實際灌溉面積精細化動態(tài)管控水平；通過農(nóng)田水利工程管護相關信息源整合，可以實現(xiàn)農(nóng)作物生長情況以及環(huán)境指標變化的智能監(jiān)控，實時獲取農(nóng)作物、土壤墑情和環(huán)境指標等影響因子質(zhì)態(tài)，從而實現(xiàn)降水—需水實時預報，科學化、精細化管理灌溉工程，實現(xiàn)農(nóng)作物高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)以及水資源優(yōu)化配置和高效利用。

4.農(nóng)田水利工程管護質(zhì)量提升需要借助信息化考核

農(nóng)田水利工程具有種類多、分布零散以及覆蓋范圍廣等特點，各類型水源工程、節(jié)制工程、提水工程、輸水工程具有較強的體系性。隨著土地流轉(zhuǎn)及農(nóng)村稅費改革的推進，農(nóng)田水利設施的布局及其服務范圍等均發(fā)生了明顯變化，且由于不同程度地存在重建設輕管理現(xiàn)象，整體上水利工程和設備設施的質(zhì)量參差不齊，“各自為政”現(xiàn)象也較為普遍，即由于水利工程體系結(jié)構(gòu)管理水平低下，造成了農(nóng)田水利工程管理模式粗放和水資源浪費。針對這些情況，國家出臺了農(nóng)田水利工程管護相關政策，在強調(diào)“建管并重”的同時，明確了政府投資建設或者財政補助建設的農(nóng)田水利工程的使用權和管護責任主體，明確了管護考核形式、考核內(nèi)容以及獎懲辦法，通過獎補資金的兌現(xiàn)提高管護資金使用效率。因此，通過農(nóng)田水利工程管護信息化建設，統(tǒng)籌用水計劃編制、用電計量核算、灌溉定額控制、灌溉水價調(diào)節(jié)及其相應的他項措施管控等內(nèi)容，依托信息化平臺和動態(tài)運行功能，可以實現(xiàn)考核機構(gòu)、考核形式和考核內(nèi)容的精細量化，借助考核結(jié)果的程序操作，及時發(fā)現(xiàn)和彌補管護工作短板。

5.農(nóng)田水利工程管護信息化管理實現(xiàn)其他目標融合

農(nóng)田水利工程管護是農(nóng)業(yè)水價綜合改革的重要內(nèi)容，是系統(tǒng)工程、民生工程，也是實現(xiàn)農(nóng)村生態(tài)建設的國家工程。工作涉及農(nóng)業(yè)、水利、發(fā)改及財政等多個部門，需要農(nóng)民用水合作組織和用水農(nóng)戶的支持與配合。在農(nóng)業(yè)水價綜合改革推進過程中，用水定額結(jié)構(gòu)性標準針對性不強、水價測算方法不統(tǒng)一、現(xiàn)有水價辦法可操作性差，以及農(nóng)民用水合作組織與工程管護組織聯(lián)系不緊密、重形式輕實效等現(xiàn)實問題的影響，全面完成農(nóng)業(yè)水價綜合改革任務依然任重道遠。解決好這些問題，根本路徑是明確和細化有關部門責任和農(nóng)田水利工程的管理目標，出臺實踐性、操作性更強的量化推進辦法，并將有關部門間的責任目標有機聯(lián)系起來。借助農(nóng)田水利工程管護信息化建設，可以加強相關部門的工作協(xié)作，綜合運用系統(tǒng)工程、精準補貼、節(jié)水獎勵和技術推廣等措施，將綜合管理目標與農(nóng)業(yè)水價綜合改革目標有效融合，實效系統(tǒng)地提升農(nóng)業(yè)用水精細化管理水平，完成農(nóng)業(yè)用水方式的根本性轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水的常態(tài)化運行。

四、結(jié) 語

農(nóng)田水利工程管護信息化建設，是農(nóng)業(yè)水價綜合改革成果的有效鞏固和內(nèi)容拓展。通過農(nóng)田水利工程管護信息化建設，有利于推動信息化與農(nóng)田水利工程建設管理深度融合，從而實現(xiàn)用水信息實時采集、農(nóng)田水利設施實時監(jiān)控、農(nóng)業(yè)水資源合理配置、相關改革制度實效運行、用水安全預警預測等管理目標。 ■