考慮農田灌溉因素的電網工程占地問題及項目合理規劃——評《節水灌溉理論與技術》

張鷗，李革，劉靖波，鄔桐，劉松楠

考慮農田灌溉因素的電網工程占地問題及項目合理規劃——評《節水灌溉理論與技術》

張鷗，李革，劉靖波，鄔桐，劉松楠

（國網遼寧經研院，沈陽 110000）

為降低旱澇災害對農田作物的侵害，必須對水土資源進行合理利用，并進行灌溉、排水等規劃設計。灌溉排水規劃設計是農田水利建設中的重要工作，能夠為長期發展計劃奠定小規模的工程目標，從而解決因不良操作行為而引發的農田損害問題。“灌溉”是在農田中實施引流處理技術，從而為作物帶來更為充足的生長用水；“排水”是借助地表溝渠、地下管道等方式，將多余的農田灌溉用水疏導至其他地方。農田灌溉體系是一個具有較高完善性的綜合行為系統，是農田規劃設計中不可或缺的組成部分。

根據國家在農田灌溉方面的實施方針可知，解除排水區域內的自然、社會、電力等問題是防旱除澇控制及土壤改良的主要實施方向。隨著電網工程占地面積的不斷擴張，與之相關電力灌排項目的建設規模也不斷增大，現有灌溉要素已經不能完全滿足農田作物的實際生長需求，基于此可從如下幾方面進行工程項目的制定及具體實施步驟的設置：

1.在農田灌溉區域內，排水管道的設計最好遵循河流的走向趨勢，一來減少因灌溉用水運輸而造成的水資源浪費，二來也有效控制了由排水管道建設帶來的經濟支出。

2.灌溉與排水結合，可以有效改變農田體系固有的統一治理模式，因地制宜的考慮了農作物所需的治漬、除澇、土壤鹽堿化等要素關系，隨著電網工程項目的推進，可以進一步提高能源生產力。

3.在電網工程項目的促進下，灌區內的水土資源得到了最大化保持，以養殖為代表的農田副業的產生，從根本上增加了農民層次的總體收入水平，且作物生長需要吸收大量的水資源，而以灌區作為生長環境的農田作物根系大多兼備厭氧生長性與耗氧生長性，即在未得到及時灌溉的情況下，農田作物可從周圍土壤中吸收生長所需的水分資源，而在灌溉用水過量、排水處理不及時的情況下，這些作物也能在厭氧真菌的幫助下，始終維持相對較好的生長狀態。

4.隨著電網工程占地面積的增大，灌溉水源所能匹配的農田面積也不斷擴張，且在電力作用的促進下，灌溉、排水任務的完成速率明顯加快。在這樣的發展情況下，灌溉排水的實施目標也由尋找水源轉換至電力資源的合理利用，從根本上解決了現有電網工程所面臨的占地受限問題。

電網也叫電力網，特指電力系統中由多個變電所及相關傳輸配置線路所組成的統一結構體，包含變電、配電、輸電。整個電網結構的最主要執行任務就是配送與傳輸電力流量，從而達到改變應用電壓的目的。近年來，隨著我國電力事業發展進程的不斷加速，電網工程已經深入人們日常生活中的方方面面，其中以農田排水灌溉領域表現得最為明顯。在電網工程項目合理規劃制度的影響下，我國電力網絡的普及程度已經超過98%，且系統輸入端的電壓等級越高，輸出端的平均電子流量也就越大，整個電網工程的占地規模也就越廣；反之系統輸入端的電壓等級越低，輸出端的平均電子流量也就越小，整個電網工程的占地規模也就越狹隘。現階段我國境內已經形成了以南方電網、華中電網、東北電網、西北電網、華北電網、華東電網為代表的6個跨越省級的大型電力網絡結構，并且初步實現了完整長距輸電電網網架的構建。在此發展背景下，一系列與電能生產、電能輸送、電能分配有關的執行項目應運而生，從廣義上來說，電網工程已經成為人們生活中必不可少的應用條件，是實現基礎生活行為的重要保障因素。

關于電網工程占地及項目合理規劃對農田灌溉因素的影響，《節水灌溉理論與技術》一書這樣寫道：“節水灌溉是一個相對完整的理論體系，需要排水設計、電能供應、設備連接、作物監管等多項知識點的共同配合”。就現有發展情況來看，我國農田灌溉排水系統主要以“水平畦灌技術”作為核心搭建原則，并借助灌溉覆膜疏導農田表層及土壤深層的流通用水，最后以噴灌、滴灌、微灌等多行為并存的形式表現出來。在整個灌溉實施過程中，電網作為唯一的動能供應設備，可直接控制輸水管道、排水渠道等多個設備結構。考慮到待灌溉農田的跨越范圍較廣，支持電網所需的占地面積相對較大，且所有管道及渠道轉彎處都必須設置水量監控設備，一方面可對灌溉現場執行情況進行實時監督，另一方面也便于相關控制人員直接干預電網工程項目在階段性時間內的具體輸出情況。一部分農田灌溉區還設有雨水集蓄裝置，可在電網供應狀態不佳的情況下，保證作物的正常生長用水，但這類型元件結構的體型較小，所能存儲的水量相對有限，若斷電時間過長，則很難完全滿足農田作物生長所需的水量資源，故如何在確保項目規劃合理性的基礎上，擴大電網工程的實際總占地面積就顯得極為必要。

我國作為用電消耗大國，每年用于農田灌溉工程的電量約占年電力年產量的20%，這充分說明電網合理規劃在農業領域扮演著舉足輕重的角色。遲道才在《節水灌溉理論與技術》中提到，農田灌溉應以當地旱情評估作為首要執行條件，整個處理過程必須時刻監測水資源、電子資源等要素的實際消耗總量，并根據旱情的環節情況，而適當調整灌溉用水的具體輸出量條件。通常情況下，灌溉用水的輸出量越大，所需的電力驅動能量也就越強，與此同時對電網工程占地的限定標準也就越高。但快速度、大流量農田灌溉行為的維持時間相對較短，而在此過程中，電量資源被大量消耗，出于對電力項目規劃完整性的考慮，電網工程應該具備較強的可調節能力，在需求量較大的時間階段內，其真實占地面積也應隨之擴大；而在需求量相對較小的時間階段內，其真實占地面積也要適當縮小，這也是電網工程項目規劃合理性在農田灌溉方面的最主要表現行為之一。

排水作為農田灌溉處理中的重要疏導行為，可將農田系統中現有的多余水體資源經由管道、渠道等疏導至其他環境體系中。但與灌溉工程相同的是，排水處理也需要以傳輸電子作為內部驅動力量。常見的灌溉排水處理基本上可總結為如下 2 種形式：

1.針對小型、中小型、中型農田體系的排水處置方案

這類型農田體系所需的灌溉水量相對較少，而對電網工程項目規劃合理性的要求卻相對較高，因總體橫跨面積不大，很難保持長時間、大流量的水體輸出行為，故相關電力裝置必須具備較強的靈敏性，在農田水位達到預定標準線后，立刻切斷所有與水流輸出驅動相關的電子供應線路。在這樣一種規劃條件下，電網工程所需的物理占地面積極小，但必須具備多次重復使用的能力，每完成一次灌溉執行任務就進入修正調試狀態，在確保農田作物不需剩余水量也能維持正常生長狀態的情況下，再次啟動電網工程項目，對現有水體資源實施抽取調度，實現一次完整的農田排水處理。

2.針對大型農田體系的排水處置方案

大型農田體系所需的灌溉水量相對較多，對電網工程項目規劃合理性的要求卻相對較低，因總體橫跨面積過大，需要保持長時間、大流量的水體輸出行為，因此相關電力裝置的感知靈敏性可略低于小型、中小型及中型農田體系，在農田水位達到預定標準線后，仍可維持現有輸出狀態，直至作物將水體資源全部吸收。在這樣的規劃條件下，電網工程所需的物理占地面積必須足夠大，相關排水設備只要具有循環利用功能即可，不對具體應用程度進行嚴格限制。因每次灌溉執行任務所需的供應時間較長，電網工程項目基本始終處于連續工作狀態。排水處理成為了一種檢驗保障手段，僅在水量嚴重超標的情況下，才會發揮疏導引流作用，故這種排水處理方案對電網工程占地的限制條件也相對較為寬松。

就目前電網工程的發展情況來看，農田灌溉排水已經成為該項事業的重點服務目標。結合 2013—2019年的電網建設規劃任務來看，擴大工程占地能夠有效解決農田灌溉輸水及時性較差的問題，且在一定程度上能夠實現節約用水的初衷。單從灌溉的角度來看，擴大電網工程占地能夠使農田系統在短時間內達到理想的水資源供應狀態，而在水體充盈情況下，繼續增加輸水總量，則能夠為作物提供足量的生長儲水；單從排水的角度來看，擴大電網工程占地能夠加速不必要水體從農田系統中的抽離速度，并能夠在最短時間內，將這部分水資源運輸至其他農田系統以用于后續灌溉任務的實施。宏觀上來說，電網工程占地面積越大，該項目的合理性規劃能力也就越強，對灌溉用水的調度及時性也就越明顯，但這種處理行為必須滿足既定限制標準，也就是說電網工程的總占地水平并不具備無限擴張的能力，在一定的物理區間內，取最大邊界值往往能帶來最好的灌溉排水處理效果，但超過該理論區間的限制，電網工程將會失去對農田灌溉排水操作的調度控制能力，不僅會造成水資源的白白浪費，也有可能促使作物出現大規模的減產現象。

綜合來看，電網工程作為農田灌溉的重要作用條件，既影響水資源的實際應用總量，也限制排水處理的具體作用程度。占地和項目規劃是干預電網工程調度能力的核心因素，二者相輔相成、缺一不可，結合我國電網工程的現有發展規模來看，擴大所涉邊界范圍已經成為了該領域的主要攻破方向。對于電網工程占地來說，邊界范圍越大，供應設備能夠獲取的電子資源儲備總量也就越大，對農田灌溉排水系統提供的驅動力也就越強，也更能體現節水灌溉的實際處理原則。電網工程項目合理規劃是電網占地的附屬產物，只有在后者獲得足量電子供應的情況下，前者才有可能達到理想建設水平，也只有在這樣一種發展模式下，才能真正意義上實現農田灌溉排水的實踐初衷。

國網項目（SGTYHT/18-JS-206）