農業水價綜合改革成果上圖入庫要素分析與實踐

仝道斌，王 瑞，陳 敏，王 雷，王中文

(1.宿遷市宿城區水利局，江蘇 宿遷 223000；2.宿遷市宿豫區水利局，江蘇 宿遷 223000)

依據《關于推進農業水價綜合改革的意見》(國辦發〔2016〕2號文件)、《關于推進農業水價綜合改革的實施意見》(蘇政辦發〔2016〕56號)等文件，結合習總書記提出的“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”治水思路，江蘇省有農業水價綜合改革任務的縣(市、區)全面推進此項工作[1- 2]，并于2020年底完成省級驗收。該工作目前雖已取得了階段性成果，但其相關資料多以紙質資料，缺乏可查詢與可分析性，導致農業水價綜合改革難以做到“底數清、位置準、情況明”。因此，實施農業水價綜合改革成果信息化管理不失為一種科學的解決方法。

《關于鞏固深化農業水價綜合改革成果的通知》(蘇水農[2021]2號)文件要求各縣(市、區)積極推進改革面積上圖入庫，實施定額管理，灌溉過程應做好用水計劃、逐個計量點逐次做好用水記錄、核定用水總量、加強節水分析等，實現農業水價綜合改革相關成果信息化、動態化管理。然而，很多縣(市、區)不清楚“上何圖，入何庫”，現有信息化系統[3- 6]也難以支撐此項工作。為此，在分析農業水價綜合改革成果上圖入庫要素及信息化系統功能需求的基礎上，設計并開發相應的灌溉管理信息系統，實現宿遷市宿城區與宿豫區農業水價綜合改革成果的上圖入庫。

1 上圖入庫要素分析

在2003至2012年十年探索、2013至2015年兩年試點的基礎上，2016年1月國務院辦公廳印發的《關于推進農業水價綜合改革的意見》(國辦發〔2016〕2號文件)，要求用10年左右時間(農田水利工程設施完善的地區是3—5年)建立有利于農業節水的農業水價形成機制，農業用水價格總體達到運行維護成本水平。通過落實改革任務、因地制宜設計改革方案等措施，實現定額控制、供水計量、水價機制、獎補規定、管水組織、長效管護等6項核心要素的協調推進，從而實現節水減排、增收增效、長效管護等3個改革目標。

結合農業水價綜合改革核心要素、目標及最新政策[7- 8]，農業水價綜合改革成果上圖入庫要素主要包括以下6點：

(1)改革面積等基礎數據入庫

在農業水價綜合改革推進工程中，江蘇各縣(市、區)對其轄區內所有農業灌溉泵站的名稱、泵型、水泵數量、電機功率等基本參數，泵站實景圖、結構圖、管理制度牌、以電折水系數標示牌、農業取水許可證、協商定價備案表、管護標準以及日常維護記錄等改革基本資料進行了整理，對以電折水系數、有效改革面積、實際水田面積等改革成果進行了核定，形成了大量的word、excel等電子文件或紙質報告、圖冊等資料集。當行政或技術人員對其查閱與使用時，需耗費大量時間、精力去翻查，極為不便。為此，實施農業水價綜合改革成果上圖入庫時，可設想以提水泵站或自流渠首為控制點，以灌溉區域為單元，將各泵站或渠首的基本參數與資料，以及灌溉區域的改革面積、實際水田面積等相關成果資料，通過相關信息化系統的上傳端口逐一錄入。需要調閱相關資料時，可直接在檢索窗口輸入鄉鎮名、村或泵站名稱等信息實現查詢功能。

(2)泵站或渠首管控范圍上圖

目前，江蘇各縣(市、區)泵站或渠首灌溉控制范圍已完成核定，但多以紙質圖集或電子圖冊文件形式呈現。紙質圖冊查閱費時，電子圖冊文件因內存過大，查閱信息時會造成電腦卡機、死機等問題。各灌區所有泵站或渠首管控范圍很難同時在紙質圖集或電子圖冊上直觀反映。為解決上述問題，實施農業水價綜合改革成果上圖入庫的信息化系統需配備衛星地圖，以此為底圖標繪出各泵站及渠首的灌溉控制范圍，可呈現水電轉換系數、改革面積等基本數據，便于技術管理人員或專家等人對其有更直觀的認識。

(3)定額控制的信息化管理

農業灌溉主要分為自流灌溉、提水灌溉和混合灌溉3種方式。對于自流灌溉區而言，一般是在水源口門(或干渠)節制閘上、斗渠渠道(或放水口門)安裝計量設施，實現“從上向下”逐級計量；改革初期，提水灌溉區主要是在終端泵站的進水管(或出水管)上安裝插入式電磁流量計，改革中后期，主要是針對灌溉泵站用電量實行“以電折水”終端計量。對于混合灌溉，一是從水源地提水經渠道輸水自流到田間，參照自流灌溉進行計量；二是從上級河道(或渠道)自流到下級河道，再依靠泵站提水到田間，參照提水灌溉進行計量。

目前江蘇大多數縣(市、區)僅依據現有計量措施得到用水總量與灌溉定額對比，判斷當地是否節水。用水量一旦高于定額，常采用水價補償，但過量用水，造成水資源浪費已成既定事實。為此，改革成果上圖入庫系統可考慮設置定額控制功能模塊，對各提水泵站或自流渠首灌溉全過程做好用水計劃、逐次做好用水記錄并核定用水總量。其中，提水灌溉區可實現“以電節水”，即將定額用水量折算成定額用電量。用電量可由供電部門電價結算體系或運行管理單位填報推行以電量為計量單元的節電獎勵和超定額用電累進加價，并利用電力商品的可控特點，通過供電或斷電措施實現農業灌溉節水管理，實現灌溉全過程的定額控制。此外，還可獲取灌區及其末級渠系的實際用水量，作為各泵站或渠首實際的水價成本測算依據，進而實現水價的動態調整。

(4)泵站或渠首自動化運行與監管

目前，江蘇省各縣(市、區)泵站或渠首主要通過人工啟閉，存在泵站損毀搶修不及時、因供水設施關閉滯后引起水田漫灌等問題，導致人力管理成本過高、水資源大量浪費，阻礙著農業水價綜合改革的持續推進。在改革成果上圖入庫信息化系統中，引入泵站或渠首自動啟閉功能，安裝各泵站或渠首出水口攝像頭，實現其自動化運行與監管，旨在杜絕水資源浪費，降低水價成本，減輕農民與政府管理部門的經濟負擔。

(5)水權交易試點信息化管理

農業水權分配是農業水價改革及水權轉讓的基礎，是農業水價綜合改革的條件要素之一。灌區內農業用水水源集中且需求量大，是農業節水及水權轉讓的主陣地。在農業水價改革過程中，國家要求各地明確水權，鼓勵用水轉讓節水量，政府或灌區可回購，也可推行節水量跨區域、跨行業交易。目前各縣(市、區)雖通過農業水價綜合改革工作明確水權，但節水量的轉讓交易缺乏科學的管理。在農業水價綜合改革上圖入庫工作中，可考慮將水權交易試點信息集中化管理作為其重要內容之一，鼓勵節水量交易，創造效益，實現農業節水。

(6)農業水價綜合改革相關文件或政策管理

農業水價綜合改革相關文件或政策是各縣(市、區)農業水價綜合改革持續推進的重要依據。實施農業水價綜合改革成果上圖入庫時，可在其信息化系統中設置文件或政策管理上傳功能，及時更新與農業水價改革工作相關的最新政策及資料，有助于各縣(市、區)相關人員及時學習最新政策，推動農業水價綜合改革工作的持續推進。

2 上圖入庫系統設計

2.1 系統結構組成及其設計原理

用于農業水價綜合改革成果上圖入庫的農業灌溉泵站管理信息系統設想由單片機和各個相關數據采集器，GPRS模塊、云服務器和PC端控制監控軟件構成，其系統整體框架如圖1所示。

圖1 管理信息系統結構圖

新開發的農業灌溉泵站管理信息系統是利用JavaScript+H5+css技術編寫地圖應用程序接口，開發系統前端，構建功能豐富、交互性強的應用地圖，將泵站地理位置、灌溉面積、水電轉換系數及自流灌溉渠首位置、灌溉面積等農業水價綜合改革成果通過PC端或移動端上傳至地圖，泵站實時控制與監測數據、電表遠程監控與實時信息直接通過信號傳輸接入系統前端，水權交易試點信息、最新政策文件直接導入系統前端，并利用JSON格式將前端數據傳輸至服務端(后端)，及時響應前端請求并及時反饋，服務端采用支持千萬級記錄的數據存儲、查詢、統計，數據訪問快捷、系統運行流暢的正版數據庫或沒有版權爭議的數據庫，構建可實現農業水價綜合改革成果上圖入庫的B/S架構系統。

2.2 系統功能的融合

農業灌溉泵站管理系統主要包括泵站(渠系)分布、灌溉泵站名錄、渠首名錄、泵站用電量統計、定額用水執行情況、遠程監控電表(水表)、視頻監控、水權交易試點、文件和管理規定9個模塊，具體要求見表1。各模塊在程序上相對獨立，有利于軟件的發展，但各模塊內容聯系緊密，共同組成泵站管理系統。

表1 各模塊基本功能

3 上圖入庫示范應用

3.1 上圖入庫實施思路

結合宿城區與宿豫區實際，按照“資料收集-實地標繪-審核確認-上圖入庫”工作程序統一開展農業水價綜合改革成果上圖入庫。首先以系統的衛星地圖為工作底圖，外業工作人員打印帶至現場，核實所有泵站地理位置、灌溉面積、水電轉換系數及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素，各泵站及自流區域灌溉水管人員協助標繪各泵站控制范圍及自流灌溉范圍，隨后由宿城區、宿豫區各鄉鎮水利站及各村委會相關人員對成果要素信息進行審核確認，無誤后由內業工作人員在農業灌溉管理信息系統中進行統一入庫，實現對泵站地理位置、灌溉面積、水電轉換系數及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素的上圖入庫，達到信息化管理。

3.2 上圖入庫實施過程

3.2.1資料收集與分析

內業工作人員收集所有泵站地理位置、灌溉面積、水電轉換系數及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素，并對其進行整理、分類和分析。

3.2.2實地標繪

在農業灌溉管理信息系統中的衛星地圖標示出宿城區、宿豫區，以此作為示范區農業水價綜合改革成果要素上圖入庫的底圖。底圖數據要求疊加村名、道路名、河流名等。外業工作人員攜帶打印好的紙質圖件，現場核實所有泵站地理位置、灌溉面積、水電轉換系數及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素。在各泵站及自流區域供水員的協助下，外業人員繪制各泵站控制范圍及自流灌溉范圍。

3.2.3信息核實

宿城區、宿豫區各鄉鎮水利站及各村委會相關人員對成果要素信息進行核實，對其中存在爭議的泵站及自流灌溉范圍進行現場界定，確保所有信息及數據的完整性、準確性。

3.2.4上圖入庫

內業工作人員將所有泵站地理位置、灌溉面積、水電轉換系數及自流灌溉斗渠渠首位置、灌溉面積等成果要素信息逐一上傳至農業灌溉管理信息系統，各泵站控制范圍及自流灌溉范圍依據確認無誤的手繪范圍，直接在農業灌溉管理信息系統衛星地圖上完成標示。示范區上圖入庫效果如圖2所示。

圖2 示范區上圖入庫效果

宿城區、宿豫區農業灌溉管理信息系統中的遠程監控電表(水表)、定額執行情況、視頻監控、水權交易試點等功能如圖3所示。

圖3 其他功能演示

4 結論

通過分析改革面積等入庫、泵站或渠首管控范圍上圖、定額控制的信息化管理、泵站或渠首自動化運行與監管、水權交易的信息化管理、農業水價改革基本資料或政策管理等農業水價綜合改革成果要素或功能需求，開發出1套集成泵站(渠系)分布、灌溉泵站名錄、灌溉泵站名錄、泵站用電量統計、定額用水執行情況、遠程監控電表(水表)、視頻監控、水權交易試點、文件和管理規定等功能模塊的農業灌溉管理信息系統，實踐了宿城、宿豫2區農業水價綜合改革成果的上圖入庫，研究成果將對江蘇乃至全國其他縣(市、區)的農業水價綜合改革成果上圖入庫工作的推進具有重要的指導意義。系統已具備了遠程監控電表(水表)、視頻監控等功能，欲將其投入實際應用，當地還需配備智能電表、視頻監控等相關硬件設施。