小型水庫灌區節水配套改造項目的規劃設計要點探究

韓幫君

（敦化市沙河灌區管理所，吉林 敦化 133700）

我國是一個農業大國，各級黨委政府高度重視農田水利的各項建設工作，在生產生活資料相對較為匱乏的時期，結合當地的自然生態資源，尤其是水利基礎設施資源所興建的各類型、各規模的灌區，在區域范圍內的保障民生、農業生產中發揮了巨大的作用。不過隨著水利技術的發展與優化，粗放式的灌區管理由于對水資源的浪費較大，儼然已經很難發揮出其優勢，因此，我們必須在原有基礎上對灌區的相關設備，尤其是節水配套設備結合區域性范圍內的實際需要來進行優化、調整和升級。

1 小型水庫灌區續建（改建）節水配套工程的必要性

據相關部門的權威資料顯示，截至2021 年年末，我國除了興建有402 處大型水庫灌區之外，小型水庫灌區的數量已經超過千萬，結合我國的地緣分布和農業發展來看，小型水庫灌區在保障民生和農業生產方面所發揮的舉足輕重的作用是絕對不容小覷的。然而，由于部分小型水庫灌區在相關的日常維護與管理上存在著“交叉效應”，設備老化、管理職能脫鉤等情況，的確造成了小型水庫灌區的功能性效應沒有得到有效發揮。

1.1 解決缺水和利用率低的問題

之所以設置“灌區”，其根本性問題在于區域性范圍內的水資源已經處于較為短缺的程度了，為了有效緩解這種局面，尤其是為了進一步強化保障民生農業生產，在20 世紀50 年代起到80 年代末期，我國興起了大力改擴建水庫灌區的工程。

盡管這些水庫灌區在水資源利用上的確發揮了一定的功效，但是也因為這些水庫灌區，尤其是小型水庫灌區的相關配套設施相對較為落后，因此水資源浪費情況在小型水庫灌區中確實是普遍存在的一種現象。

如此一來就形成了一種既缺水、又浪費水的“悖論效應”。長此以往，不僅嚴重地浪費了包括水資源在內的自然生態資源，而且還助長了農民亂用、濫用水資源的錯誤認知，給水資源的綜合利用造成了極大的困擾。

1.2 改善生態環境

小型水庫續建（改建）節水配套工程，不僅可以在根本上有效緩解灌區缺水的實際情況，而且還能夠在一定程度上解決區域性，特別是灌區周圍的自然生態環境。畢竟借助節水配套設施的使用，直接就能夠有效減少用水量，用水總量減少了，對于地下水、水庫水、周邊河流湖泊水等水資源的開采基準量就減少了。由此而衍生的河流斷流、地陷和土地沙化現象也就隨之被遏制住了。灌區周圍的生態資源環境得到明顯提升之后，“自然生態鏈”的可持續發展和良性循環效應一旦初具規模，就能夠以“反哺”的形式來有效補充水資源，從而讓小型水庫周圍的生態環境和水資源綜合利用實現同步發展和提升。

2 小型水庫灌區節水配套改造項目中改造存在的難點

盡管各級黨委和政府都高度重視小型水庫灌區的相關改造工作，尤其是在縣域范圍內，對于小型水庫灌區的改造工作往往都是年度政府工作的重點之一，各級財政在政策和人財物上也投入較大，但是，結合一些地區的小型水庫灌區改造工程實施情況來看，在小型水庫灌區節水配套改造項目落實階段的確存在著一些亟待解決的問題。

2.1 原有建設標準較低

小型水庫灌區的節水配套改造工程，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，由于一些小型水庫灌區的相關基礎設施興建時間較早，且前期由于相關的水利資源綜合應用技術相對較為滯后，根本沒有考慮“節水”的問題，從而造成了要想在這些相對較為老舊的小型水庫灌區規劃設計節水配套設施難度極大。

2.2 渠道渠岸、提水泵站功能缺失

由于部分小型水庫灌區的整體利用效率偏低，特別是有些渠道因為年久失修，在不同的渠段、渠岸已經出現了坍塌或者是淤積現象，這樣不僅影響了灌區的通水能力，而且還導致提水泵站無法正常運轉，從而造成提水泵站基本功能性部分甚至完全喪失，灌溉面積嚴重萎縮。

2.3 灌區管理機構職能交叉

為了能夠全面提升水庫的水資源綜合利用水平，結合水庫的不同規模，政府原則上在行政區劃中設置了“水庫管理局（站）”這樣的集業務職能和行政職能為一體的綜合性辦公機構。這些機構承擔了水庫以及水庫周邊設施的日常維護工作。然而，由于一些小型水庫周邊多毗鄰鄉鎮和村莊，相關部門為了節省行政支出，往往以委托、代管的形式把小型水庫灌區的管理權限交由地方基層政府負責。這樣看似是簡化了行政管理的措施，然而由于地方基層政府缺乏專業的水庫以及水庫灌區管理經驗，特別是在水資源劃撥與利用的過程中很難做到客觀公正，進而造成小型水庫灌區周邊村莊在水資源利用上矛盾激化，嚴重違背了小型水庫灌區的規劃設計初衷。

3 小型水庫灌區節水配套改造項目的規劃設計重點

梳理小型水庫灌區節水配套改造項目中存在的問題可知，其中有一些屬于歷史性遺留問題，不可能一蹴而就地解決，需要秉持因地制宜、循序漸進的原則，有的放矢地來解決相關問題。

3.1 明確建設標準和任務

隨著中型灌區續建配套與節水改造工程實施方案的陸續實施，各地小型水庫的相關改造工程也如火如荼地進行。為了有效提升小型水庫灌區的節水功效，此次改造過程中，需要堅持三個原則。

其一，強化設計方案的科學性。小型水庫灌區的原始性基礎設計規劃顯然已經不能滿足當下的實際需要，為了有效提升其綜合能效，特別是需要在其中增設節水配套設施，相關的改擴建和配套工作在實施之前，需要進一步強化設計方案的科學性原則，責成相關的技術、研究人員針對小型水庫灌區的實際情況在反復論證的基礎上，嚴格論證、優化、討論和分析相關改擴建方案的實際可行性。在客觀條件具備的情況下，按照安全監測設施增設依據和監測布置要求，對未布設的水庫進行增設，其中，滲流監測采用測壓管監測，變形監測在大壩布置視準線和監測橫斷面。浙江省長興縣在這方面就積累了很多寶貴的經驗，為了能夠讓長興縣的相關小型水庫灌區改造工作全面推進，長興縣委縣政府專門制定了《長興縣水庫系統治理“一縣一方案”》，相關部門就嚴格按照“統籌謀劃、突出重點、分步實施”的原則，來具體進行設計、規劃與施工。

其二，強化項目建設的合理性。當水庫進入枯水期之后，水位下降，正好是水庫相關設施提升改造，尤其是節水配套設施升級改造的絕佳時間段。施工單位必須要按照改擴建配套方案的施工進度時間表，爭分奪秒地去完成相關改造。在這個過程中，采取“水利部分總負責，相關單位主體配合”的原則開展工作，從而讓“誰改造誰負責、誰受益誰改造”落到實處。

其三，強化項目改造資金的基礎投入。小型水庫灌區的相關升級與改造工作，特別是在其中增加了節水配套設施的升級之后，工程體量明顯增多，工程點也相對增加，其項目改造經費來源就顯得尤為重要。僅憑水庫管理部門的一己之力顯然已經無法滿足工程施工的實際需求。為了能夠在確保工程質量的前提下讓小型水庫灌區的相關改造工程順利進行，除了行政撥款之外，在自籌資金方面，水庫管理單位完全可以嘗試性地引入社會資金，以“共建共享共受益”的方式，來強化項目改造資金的基礎投入合理性。譬如長興縣將小型水庫系統治理所需經費列入年度工作經費預算，并積極爭取上級資金支持，多渠道籌措資金。僅2022年，就計劃安排水利建設資金1000 余萬元，用于保障年度小型水庫系統治理資金需求，其中約將近一半的資金來自自籌資金渠道。

3.2 提升設計水平和設計標準

在小型水庫灌區的開擴建工程實施過程中，節水配套設施的功能性體現，不僅需要從硬件上入手來夯實其應用基礎，更需要從優化軟件層面，提升整個工程的科技含量與科學性。其中信息化、智能化改造是必須要給予重點關注的。

一方面，強化灌區信息化能力。在信息時代，小型水庫灌區的節水配套能力需要同水庫自身的信息化技術水平相匹配，這樣才能夠讓相關的管理工作實現“上下一致、標本兼容”的原則。黑龍江省尚志市水務局尚志市黑龍宮水庫灌區續建配套與節水改造項目中就進行了很多積極的探索。其中PLC 控制設備在其中就發揮了巨大的作用。這套PLC 控制設備的基本運行原理是，在各級泵站、閘門處加裝PLC 控制系統通過PLC 中的通信模塊實現其與上位機的組網連接，并將原有的閘門的控制系統進行改造，通過將PLC 的輸出模塊與空開連接到對原有閘門、水泵電機上就可以實現對于各級泵站、閘門前后的水位，進行測量并根據測量的數據來決定閘門的開度，在主控室的值班人員只需要向各級泵站、閘門發送目標水位就可以實現對于閘門動作的控制，完成水利調度或者當遠程操控出現問題時也可以通過遠程操控和現場控制進行切換，從而進行現場操控，確保水利調度的順利進行[1]。

另一方面，強化灌區的閘口控制。針對灌區常規測流方法效率低、精度不高。小型水庫灌區的改擴建工程中，特別專注于智慧農業監測方向，解決了水流量的監測復雜的非線性水位——流量關系河（渠）道測流問題。為支撐流量測量方法的實施，構建基于4G或5G 無線網絡的灌區流量監控硬件平臺。在這個過程中尤為關注的是，PC 和閘位計以及水位計一般都應用4～20mA 的電信號做好相應的傳輸工作，使數據實現可靠的目的，減少系統的繁瑣性，將維護工作的方便性加以提升。

最主要的一方面，確定灌溉制度。農業技術部門的相關專業技術人員，有必要結合小型水庫灌區周圍的地形地貌特征，對灌區內的農業種植可選擇農作物提出指導性的意見與建議。在基層地方政府的大力配合之下，積極引導農戶對農作物的選擇進行有針對性、有指向性的調整。當完善了相關工作之后，小型水庫灌區的節水改造工程中，完全可以針對水資源的綜合利用，來詳細地制定灌溉制度，特別是有必要在充分論證的基礎上設置一個“灌溉定額”，以“總量控制”的原則來輔助節水設施的總體運行。尤為需要強調的是，整個節水配套設施的應用也在5G 信息技術的支持下，逐步地實現了信息化應用，其基本原理是，在原有灌溉設備的基礎上，加上無線控制終端、無線采集終端。隨著移動終端設備在節水配套設施應用范圍的不斷拓展，由LORA 智能網關、LORA 智能控制終端、各種LORA 無線采集終端和360°的云臺設備所組成的用于獲取土壤水分、溫度、濕度、風速、風向、光照等參數的手機APP 程序也在小型水庫灌區節水配套設施中得以啟用[2]。這也正式標志著小型水庫灌區相關改造和節水配套設施的應用，逐步地從之前的粗放式手工控制向精細化、標準化、科學化的遠程跨越式自動化管理升級，其“智慧農業”和“智慧水利”所組成的“灌區水資源管理+”能力得到了明顯提升。

3.3 全面落實責權利管理

常規的小型水庫灌區管理，基本上采用的是“包干負責制”，其中責權利不明確的情況極易導致矛盾的激化。伴隨著小型水庫灌區的相關改造工程不斷深入，結合一些小型水庫灌區的管理實踐經驗來看，應按照水資源的綜合利用形式來以“分段管理”的方式開展相關工作。

前端，為水源管理。由于這項工作直接同水庫的整體水資源綜合性利用有關，因此，需要由專門設立的水庫管理局（站）來進行總負責、總協調。

中期，為輸配水系統管理。配水系統管理的核心在于優化配水系統的設計思路，配水單元的功能是將采水單元所采集到的樣品根據所有分析儀器和設備的用水水量、水質和水壓的要求分配到各個分析單元和相應設備。其中流量和壓力調節部分保證各分析儀表進水壓力和流量滿足其分析要求；預處理單元可以保證各分析儀表對進水水質的要求；系統清洗單元用于保證系統長周期穩定可靠運行。由于這部分的工作，對于水資源的總體利用和調配的準確性要求較高，需要從業人員具備較強的業務水平與能力，所以一般情況下都需要交由水庫管理局（站）所屬的水資源管理服務中心（所）來完成。與此同時，為了能夠進一步了解地方水資源的實際應用情況，在這些單位中，也可以讓地方水利（水務）部門的業務對口單位派員或者兼任相關工作[3]。

末端，為田間灌溉系統管理。田間灌溉系統直接關系到小型水庫灌區的水資源整體綜合利用基準量，考慮到覆蓋面較大且業務工作同地方政府的相關工作存在著明顯的交叉，因此，一般情況下需要由水庫管理局（站）來委托地方鄉鎮政府的水利所和小型水庫灌區周邊村鎮的“兩委”來共同完成，只需要把《灌溉定額及實際用水量》以文本形式上報給相關單位備查即可。

4 結語

綜上所述，小型水庫在農業生產中發揮了巨大的作用，由于歷史原因，很多小型水庫灌區明顯需要進行優化和改造，在其中，除了需要對相關的硬件設施進行優化和升級之外，還需要借助信息技術融入節水配套設施和信息化管理程序，從根本上提升小型水庫灌區綜合管理的能力，強化小型水庫在水資源綜合利用方面的科技水平，進而為各項農業農村生產工作提供更為完善的保障性服務。