小型水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

韓幫君

（敦化市沙河灌區(qū)管理所，吉林 敦化 133700）

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，各級(jí)黨委政府高度重視農(nóng)田水利的各項(xiàng)建設(shè)工作，在生產(chǎn)生活資料相對(duì)較為匱乏的時(shí)期，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)資源，尤其是水利基礎(chǔ)設(shè)施資源所興建的各類型、各規(guī)模的灌區(qū)，在區(qū)域范圍內(nèi)的保障民生、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。不過(guò)隨著水利技術(shù)的發(fā)展與優(yōu)化，粗放式的灌區(qū)管理由于對(duì)水資源的浪費(fèi)較大，儼然已經(jīng)很難發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)，因此，我們必須在原有基礎(chǔ)上對(duì)灌區(qū)的相關(guān)設(shè)備，尤其是節(jié)水配套設(shè)備結(jié)合區(qū)域性范圍內(nèi)的實(shí)際需要來(lái)進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整和升級(jí)。

1 小型水庫(kù)灌區(qū)續(xù)建（改建）節(jié)水配套工程的必要性

據(jù)相關(guān)部門的權(quán)威資料顯示，截至2021 年年末，我國(guó)除了興建有402 處大型水庫(kù)灌區(qū)之外，小型水庫(kù)灌區(qū)的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)千萬(wàn)，結(jié)合我國(guó)的地緣分布和農(nóng)業(yè)發(fā)展來(lái)看，小型水庫(kù)灌區(qū)在保障民生和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面所發(fā)揮的舉足輕重的作用是絕對(duì)不容小覷的。然而，由于部分小型水庫(kù)灌區(qū)在相關(guān)的日常維護(hù)與管理上存在著“交叉效應(yīng)”，設(shè)備老化、管理職能脫鉤等情況，的確造成了小型水庫(kù)灌區(qū)的功能性效應(yīng)沒(méi)有得到有效發(fā)揮。

1.1 解決缺水和利用率低的問(wèn)題

之所以設(shè)置“灌區(qū)”，其根本性問(wèn)題在于區(qū)域性范圍內(nèi)的水資源已經(jīng)處于較為短缺的程度了，為了有效緩解這種局面，尤其是為了進(jìn)一步強(qiáng)化保障民生農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在20 世紀(jì)50 年代起到80 年代末期，我國(guó)興起了大力改擴(kuò)建水庫(kù)灌區(qū)的工程。

盡管這些水庫(kù)灌區(qū)在水資源利用上的確發(fā)揮了一定的功效，但是也因?yàn)檫@些水庫(kù)灌區(qū)，尤其是小型水庫(kù)灌區(qū)的相關(guān)配套設(shè)施相對(duì)較為落后，因此水資源浪費(fèi)情況在小型水庫(kù)灌區(qū)中確實(shí)是普遍存在的一種現(xiàn)象。

如此一來(lái)就形成了一種既缺水、又浪費(fèi)水的“悖論效應(yīng)”。長(zhǎng)此以往，不僅嚴(yán)重地浪費(fèi)了包括水資源在內(nèi)的自然生態(tài)資源，而且還助長(zhǎng)了農(nóng)民亂用、濫用水資源的錯(cuò)誤認(rèn)知，給水資源的綜合利用造成了極大的困擾。

1.2 改善生態(tài)環(huán)境

小型水庫(kù)續(xù)建（改建）節(jié)水配套工程，不僅可以在根本上有效緩解灌區(qū)缺水的實(shí)際情況，而且還能夠在一定程度上解決區(qū)域性，特別是灌區(qū)周圍的自然生態(tài)環(huán)境。畢竟借助節(jié)水配套設(shè)施的使用，直接就能夠有效減少用水量，用水總量減少了，對(duì)于地下水、水庫(kù)水、周邊河流湖泊水等水資源的開采基準(zhǔn)量就減少了。由此而衍生的河流斷流、地陷和土地沙化現(xiàn)象也就隨之被遏制住了。灌區(qū)周圍的生態(tài)資源環(huán)境得到明顯提升之后，“自然生態(tài)鏈”的可持續(xù)發(fā)展和良性循環(huán)效應(yīng)一旦初具規(guī)模，就能夠以“反哺”的形式來(lái)有效補(bǔ)充水資源，從而讓小型水庫(kù)周圍的生態(tài)環(huán)境和水資源綜合利用實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展和提升。

2 小型水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目中改造存在的難點(diǎn)

盡管各級(jí)黨委和政府都高度重視小型水庫(kù)灌區(qū)的相關(guān)改造工作，尤其是在縣域范圍內(nèi)，對(duì)于小型水庫(kù)灌區(qū)的改造工作往往都是年度政府工作的重點(diǎn)之一，各級(jí)財(cái)政在政策和人財(cái)物上也投入較大，但是，結(jié)合一些地區(qū)的小型水庫(kù)灌區(qū)改造工程實(shí)施情況來(lái)看，在小型水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目落實(shí)階段的確存在著一些亟待解決的問(wèn)題。

2.1 原有建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低

小型水庫(kù)灌區(qū)的節(jié)水配套改造工程，其核心并不完全在于“改造”上，而更多的是需要在“配套”上做文章、下功夫。然而，由于一些小型水庫(kù)灌區(qū)的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施興建時(shí)間較早，且前期由于相關(guān)的水利資源綜合應(yīng)用技術(shù)相對(duì)較為滯后，根本沒(méi)有考慮“節(jié)水”的問(wèn)題，從而造成了要想在這些相對(duì)較為老舊的小型水庫(kù)灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)節(jié)水配套設(shè)施難度極大。

2.2 渠道渠岸、提水泵站功能缺失

由于部分小型水庫(kù)灌區(qū)的整體利用效率偏低，特別是有些渠道因?yàn)槟昃檬?，在不同的渠段、渠岸已?jīng)出現(xiàn)了坍塌或者是淤積現(xiàn)象，這樣不僅影響了灌區(qū)的通水能力，而且還導(dǎo)致提水泵站無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而造成提水泵站基本功能性部分甚至完全喪失，灌溉面積嚴(yán)重萎縮。

2.3 灌區(qū)管理機(jī)構(gòu)職能交叉

為了能夠全面提升水庫(kù)的水資源綜合利用水平，結(jié)合水庫(kù)的不同規(guī)模，政府原則上在行政區(qū)劃中設(shè)置了“水庫(kù)管理局（站）”這樣的集業(yè)務(wù)職能和行政職能為一體的綜合性辦公機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)承擔(dān)了水庫(kù)以及水庫(kù)周邊設(shè)施的日常維護(hù)工作。然而，由于一些小型水庫(kù)周邊多毗鄰鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊，相關(guān)部門為了節(jié)省行政支出，往往以委托、代管的形式把小型水庫(kù)灌區(qū)的管理權(quán)限交由地方基層政府負(fù)責(zé)。這樣看似是簡(jiǎn)化了行政管理的措施，然而由于地方基層政府缺乏專業(yè)的水庫(kù)以及水庫(kù)灌區(qū)管理經(jīng)驗(yàn)，特別是在水資源劃撥與利用的過(guò)程中很難做到客觀公正，進(jìn)而造成小型水庫(kù)灌區(qū)周邊村莊在水資源利用上矛盾激化，嚴(yán)重違背了小型水庫(kù)灌區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)初衷。

3 小型水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)重點(diǎn)

梳理小型水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目中存在的問(wèn)題可知，其中有一些屬于歷史性遺留問(wèn)題，不可能一蹴而就地解決，需要秉持因地制宜、循序漸進(jìn)的原則，有的放矢地來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題。

3.1 明確建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和任務(wù)

隨著中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程實(shí)施方案的陸續(xù)實(shí)施，各地小型水庫(kù)的相關(guān)改造工程也如火如荼地進(jìn)行。為了有效提升小型水庫(kù)灌區(qū)的節(jié)水功效，此次改造過(guò)程中，需要堅(jiān)持三個(gè)原則。

其一，強(qiáng)化設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性。小型水庫(kù)灌區(qū)的原始性基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)劃顯然已經(jīng)不能滿足當(dāng)下的實(shí)際需要，為了有效提升其綜合能效，特別是需要在其中增設(shè)節(jié)水配套設(shè)施，相關(guān)的改擴(kuò)建和配套工作在實(shí)施之前，需要進(jìn)一步強(qiáng)化設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性原則，責(zé)成相關(guān)的技術(shù)、研究人員針對(duì)小型水庫(kù)灌區(qū)的實(shí)際情況在反復(fù)論證的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格論證、優(yōu)化、討論和分析相關(guān)改擴(kuò)建方案的實(shí)際可行性。在客觀條件具備的情況下，按照安全監(jiān)測(cè)設(shè)施增設(shè)依據(jù)和監(jiān)測(cè)布置要求，對(duì)未布設(shè)的水庫(kù)進(jìn)行增設(shè)，其中，滲流監(jiān)測(cè)采用測(cè)壓管監(jiān)測(cè)，變形監(jiān)測(cè)在大壩布置視準(zhǔn)線和監(jiān)測(cè)橫斷面。浙江省長(zhǎng)興縣在這方面就積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為了能夠讓長(zhǎng)興縣的相關(guān)小型水庫(kù)灌區(qū)改造工作全面推進(jìn)，長(zhǎng)興縣委縣政府專門制定了《長(zhǎng)興縣水庫(kù)系統(tǒng)治理“一縣一方案”》，相關(guān)部門就嚴(yán)格按照“統(tǒng)籌謀劃、突出重點(diǎn)、分步實(shí)施”的原則，來(lái)具體進(jìn)行設(shè)計(jì)、規(guī)劃與施工。

其二，強(qiáng)化項(xiàng)目建設(shè)的合理性。當(dāng)水庫(kù)進(jìn)入枯水期之后，水位下降，正好是水庫(kù)相關(guān)設(shè)施提升改造，尤其是節(jié)水配套設(shè)施升級(jí)改造的絕佳時(shí)間段。施工單位必須要按照改擴(kuò)建配套方案的施工進(jìn)度時(shí)間表，爭(zhēng)分奪秒地去完成相關(guān)改造。在這個(gè)過(guò)程中，采取“水利部分總負(fù)責(zé)，相關(guān)單位主體配合”的原則開展工作，從而讓“誰(shuí)改造誰(shuí)負(fù)責(zé)、誰(shuí)受益誰(shuí)改造”落到實(shí)處。

其三，強(qiáng)化項(xiàng)目改造資金的基礎(chǔ)投入。小型水庫(kù)灌區(qū)的相關(guān)升級(jí)與改造工作，特別是在其中增加了節(jié)水配套設(shè)施的升級(jí)之后，工程體量明顯增多，工程點(diǎn)也相對(duì)增加，其項(xiàng)目改造經(jīng)費(fèi)來(lái)源就顯得尤為重要。僅憑水庫(kù)管理部門的一己之力顯然已經(jīng)無(wú)法滿足工程施工的實(shí)際需求。為了能夠在確保工程質(zhì)量的前提下讓小型水庫(kù)灌區(qū)的相關(guān)改造工程順利進(jìn)行，除了行政撥款之外，在自籌資金方面，水庫(kù)管理單位完全可以嘗試性地引入社會(huì)資金，以“共建共享共受益”的方式，來(lái)強(qiáng)化項(xiàng)目改造資金的基礎(chǔ)投入合理性。譬如長(zhǎng)興縣將小型水庫(kù)系統(tǒng)治理所需經(jīng)費(fèi)列入年度工作經(jīng)費(fèi)預(yù)算，并積極爭(zhēng)取上級(jí)資金支持，多渠道籌措資金。僅2022年，就計(jì)劃安排水利建設(shè)資金1000 余萬(wàn)元，用于保障年度小型水庫(kù)系統(tǒng)治理資金需求，其中約將近一半的資金來(lái)自自籌資金渠道。

3.2 提升設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在小型水庫(kù)灌區(qū)的開擴(kuò)建工程實(shí)施過(guò)程中，節(jié)水配套設(shè)施的功能性體現(xiàn)，不僅需要從硬件上入手來(lái)夯實(shí)其應(yīng)用基礎(chǔ)，更需要從優(yōu)化軟件層面，提升整個(gè)工程的科技含量與科學(xué)性。其中信息化、智能化改造是必須要給予重點(diǎn)關(guān)注的。

一方面，強(qiáng)化灌區(qū)信息化能力。在信息時(shí)代，小型水庫(kù)灌區(qū)的節(jié)水配套能力需要同水庫(kù)自身的信息化技術(shù)水平相匹配，這樣才能夠讓相關(guān)的管理工作實(shí)現(xiàn)“上下一致、標(biāo)本兼容”的原則。黑龍江省尚志市水務(wù)局尚志市黑龍宮水庫(kù)灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目中就進(jìn)行了很多積極的探索。其中PLC 控制設(shè)備在其中就發(fā)揮了巨大的作用。這套PLC 控制設(shè)備的基本運(yùn)行原理是，在各級(jí)泵站、閘門處加裝PLC 控制系統(tǒng)通過(guò)PLC 中的通信模塊實(shí)現(xiàn)其與上位機(jī)的組網(wǎng)連接，并將原有的閘門的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過(guò)將PLC 的輸出模塊與空開連接到對(duì)原有閘門、水泵電機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于各級(jí)泵站、閘門前后的水位，進(jìn)行測(cè)量并根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)來(lái)決定閘門的開度，在主控室的值班人員只需要向各級(jí)泵站、閘門發(fā)送目標(biāo)水位就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于閘門動(dòng)作的控制，完成水利調(diào)度或者當(dāng)遠(yuǎn)程操控出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也可以通過(guò)遠(yuǎn)程操控和現(xiàn)場(chǎng)控制進(jìn)行切換，從而進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操控，確保水利調(diào)度的順利進(jìn)行[1]。

另一方面，強(qiáng)化灌區(qū)的閘口控制。針對(duì)灌區(qū)常規(guī)測(cè)流方法效率低、精度不高。小型水庫(kù)灌區(qū)的改擴(kuò)建工程中，特別專注于智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)方向，解決了水流量的監(jiān)測(cè)復(fù)雜的非線性水位——流量關(guān)系河（渠）道測(cè)流問(wèn)題。為支撐流量測(cè)量方法的實(shí)施，構(gòu)建基于4G或5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的灌區(qū)流量監(jiān)控硬件平臺(tái)。在這個(gè)過(guò)程中尤為關(guān)注的是，PC 和閘位計(jì)以及水位計(jì)一般都應(yīng)用4～20mA 的電信號(hào)做好相應(yīng)的傳輸工作，使數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可靠的目的，減少系統(tǒng)的繁瑣性，將維護(hù)工作的方便性加以提升。

最主要的一方面，確定灌溉制度。農(nóng)業(yè)技術(shù)部門的相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員，有必要結(jié)合小型水庫(kù)灌區(qū)周圍的地形地貌特征，對(duì)灌區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)種植可選擇農(nóng)作物提出指導(dǎo)性的意見(jiàn)與建議。在基層地方政府的大力配合之下，積極引導(dǎo)農(nóng)戶對(duì)農(nóng)作物的選擇進(jìn)行有針對(duì)性、有指向性的調(diào)整。當(dāng)完善了相關(guān)工作之后，小型水庫(kù)灌區(qū)的節(jié)水改造工程中，完全可以針對(duì)水資源的綜合利用，來(lái)詳細(xì)地制定灌溉制度，特別是有必要在充分論證的基礎(chǔ)上設(shè)置一個(gè)“灌溉定額”，以“總量控制”的原則來(lái)輔助節(jié)水設(shè)施的總體運(yùn)行。尤為需要強(qiáng)調(diào)的是，整個(gè)節(jié)水配套設(shè)施的應(yīng)用也在5G 信息技術(shù)的支持下，逐步地實(shí)現(xiàn)了信息化應(yīng)用，其基本原理是，在原有灌溉設(shè)備的基礎(chǔ)上，加上無(wú)線控制終端、無(wú)線采集終端。隨著移動(dòng)終端設(shè)備在節(jié)水配套設(shè)施應(yīng)用范圍的不斷拓展，由LORA 智能網(wǎng)關(guān)、LORA 智能控制終端、各種LORA 無(wú)線采集終端和360°的云臺(tái)設(shè)備所組成的用于獲取土壤水分、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、光照等參數(shù)的手機(jī)APP 程序也在小型水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水配套設(shè)施中得以啟用[2]。這也正式標(biāo)志著小型水庫(kù)灌區(qū)相關(guān)改造和節(jié)水配套設(shè)施的應(yīng)用，逐步地從之前的粗放式手工控制向精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化的遠(yuǎn)程跨越式自動(dòng)化管理升級(jí)，其“智慧農(nóng)業(yè)”和“智慧水利”所組成的“灌區(qū)水資源管理+”能力得到了明顯提升。

3.3 全面落實(shí)責(zé)權(quán)利管理

常規(guī)的小型水庫(kù)灌區(qū)管理，基本上采用的是“包干負(fù)責(zé)制”，其中責(zé)權(quán)利不明確的情況極易導(dǎo)致矛盾的激化。伴隨著小型水庫(kù)灌區(qū)的相關(guān)改造工程不斷深入，結(jié)合一些小型水庫(kù)灌區(qū)的管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，應(yīng)按照水資源的綜合利用形式來(lái)以“分段管理”的方式開展相關(guān)工作。

前端，為水源管理。由于這項(xiàng)工作直接同水庫(kù)的整體水資源綜合性利用有關(guān)，因此，需要由專門設(shè)立的水庫(kù)管理局（站）來(lái)進(jìn)行總負(fù)責(zé)、總協(xié)調(diào)。

中期，為輸配水系統(tǒng)管理。配水系統(tǒng)管理的核心在于優(yōu)化配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，配水單元的功能是將采水單元所采集到的樣品根據(jù)所有分析儀器和設(shè)備的用水水量、水質(zhì)和水壓的要求分配到各個(gè)分析單元和相應(yīng)設(shè)備。其中流量和壓力調(diào)節(jié)部分保證各分析儀表進(jìn)水壓力和流量滿足其分析要求；預(yù)處理單元可以保證各分析儀表對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求；系統(tǒng)清洗單元用于保證系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。由于這部分的工作，對(duì)于水資源的總體利用和調(diào)配的準(zhǔn)確性要求較高，需要從業(yè)人員具備較強(qiáng)的業(yè)務(wù)水平與能力，所以一般情況下都需要交由水庫(kù)管理局（站）所屬的水資源管理服務(wù)中心（所）來(lái)完成。與此同時(shí)，為了能夠進(jìn)一步了解地方水資源的實(shí)際應(yīng)用情況，在這些單位中，也可以讓地方水利（水務(wù)）部門的業(yè)務(wù)對(duì)口單位派員或者兼任相關(guān)工作[3]。

末端，為田間灌溉系統(tǒng)管理。田間灌溉系統(tǒng)直接關(guān)系到小型水庫(kù)灌區(qū)的水資源整體綜合利用基準(zhǔn)量，考慮到覆蓋面較大且業(yè)務(wù)工作同地方政府的相關(guān)工作存在著明顯的交叉，因此，一般情況下需要由水庫(kù)管理局（站）來(lái)委托地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府的水利所和小型水庫(kù)灌區(qū)周邊村鎮(zhèn)的“兩委”來(lái)共同完成，只需要把《灌溉定額及實(shí)際用水量》以文本形式上報(bào)給相關(guān)單位備查即可。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，小型水庫(kù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用，由于歷史原因，很多小型水庫(kù)灌區(qū)明顯需要進(jìn)行優(yōu)化和改造，在其中，除了需要對(duì)相關(guān)的硬件設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)之外，還需要借助信息技術(shù)融入節(jié)水配套設(shè)施和信息化管理程序，從根本上提升小型水庫(kù)灌區(qū)綜合管理的能力，強(qiáng)化小型水庫(kù)在水資源綜合利用方面的科技水平，進(jìn)而為各項(xiàng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村生產(chǎn)工作提供更為完善的保障性服務(wù)。