江培福 ，晏清洪 ，任賀靖

（1．中國水利水電科學研究院水利研究所，100044，北京；2.國家節(jié)水灌溉工程技術研究中心，100044，北京；3．中國農業(yè)大學水利與土木工程學院，100083，北京）

我國嚴峻的水資源形勢，迫切要求加強水資源管理，實行最嚴格水資源管理制度，特別是強化計劃用水管理和節(jié)水監(jiān)督管理，開展重點用水單位用水效率監(jiān)控管理工作。而實行最嚴格水資源管理制度，目前關鍵是要解決水資源管理基礎薄弱的問題。取用水戶還未實現(xiàn)實時監(jiān)控，難以考核用水總量和用水效率。為此，水利部、財政部聯(lián)合印發(fā)了《國家水資源監(jiān)控能力建設項目實施方案（2012—2014年）》（水資源〔2012〕411 號），提出利用3年左右時間，開展國家水資源監(jiān)控能力建設項目，初步形成與實行最嚴格水資源管理制度近期目標相適應的國家水資源監(jiān)控能力，為支撐水資源管理定量考核工作奠定基礎。2012年，水利部印發(fā)了《節(jié)水型社會建設“十二五”規(guī)劃》，明確提出建設“百千千”重點用水單位監(jiān)控工程，包括3 000個大中型灌區(qū)、3 000個高用水工業(yè)企業(yè)、3000個生活服務業(yè)用水單位。

農業(yè)是我國第一用水大戶?！兜谝淮稳珖詹楣珗蟆凤@示，2011年全國總用水量6 213.2億m3，其中農業(yè)用水4 168.2億m3，占總用水量的66.9%。在農業(yè)用水中，灌區(qū)的用水量一直較大。截至2011年年底，我國共有設計灌溉面積30萬畝（15畝=1 hm2，下同）及以上的灌區(qū)456處，灌溉面積2.80億畝；設計灌溉面積1萬（含）～30萬畝的灌區(qū)7316處，灌溉面積2.23億畝；50（含）～1萬畝的灌區(qū)205.82萬處，灌溉面積3.42億畝。灌區(qū)的設計灌溉面積總計達到了8.45億畝，占我國總灌溉面積的84.3%，以及耕地灌溉面積的91.6%。尤其是設計灌溉面積大于1萬畝的灌區(qū)總面積分別占總灌溉面積的50.2%和耕地灌溉面積的54.6%。因此，如何有效開展大中型灌區(qū)用水監(jiān)控工作，從而促進大中型灌區(qū)用水效率提高，是目前水資源管理工作的重要研究內容。

本研究在分析我國大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控現(xiàn)狀基礎上，探討了大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控建立的必要性，并建立了我國大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系，以期為國家水資源監(jiān)控能力建設項目和“百千千”重點用水單位監(jiān)控工程建設提供技術支撐，從而達到實現(xiàn) “用水效率控制紅線”的目標，對緩解當前我國水資源危機和保障經濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

一、大中型灌區(qū)用水監(jiān)控現(xiàn)狀分析

大中型灌區(qū)是我國糧食生產的骨干基地，在保證農業(yè)灌溉、支持經濟社會發(fā)展和維護生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著重要作用，但同時也是農業(yè)用水大戶。農業(yè)用水管理是我國實施最嚴格水資源管理制度的重要內容，大中型灌區(qū)用水監(jiān)控作為一項基礎性工作，是開展農業(yè)用水管理工作的重要內容，可為農業(yè)用水的最嚴格水資源管理提供基礎數據和技術支持。因此，大中型灌區(qū)用水監(jiān)控工作受到了廣泛關注。國外已廣泛開展渠系自動化與用水管理技術的研究，一批適用于渠道和管道輸配水的自動化集成化量水儀表相繼問世，借助現(xiàn)代信息管理技術，對灌區(qū)用水管理系統(tǒng)進行改善利用自動化和遙測技術控制渠系運行，構建集信息采集—處理—決策—信息反饋—監(jiān)控為一體的灌區(qū)用水信息調度系統(tǒng)，實現(xiàn)了水資源的合理配置和灌溉系統(tǒng)的優(yōu)化調度。國內也十分重視灌區(qū)用水調配模型和軟件的研究，建立了多種以灌溉為主的用水管理調度模型，開發(fā)出相應的灌溉預報與用水調配軟件及決策支持系統(tǒng)，并結合國情對量水技術與產品進行了研發(fā)，使灌溉用水管理朝著信息化高效化的方向發(fā)展。但目前還缺乏簡便實用、通用性強的灌區(qū)用水管理優(yōu)化模型與軟件以及量水設備，有待將灌區(qū)用水管理、優(yōu)化調度決策、動態(tài)配水模型與量測手段及數據通信方法進行集成，形成成套的相關技術產品系統(tǒng)。

目前，水行政主管部門對大中型灌區(qū)水位、流量等要素已普遍進行監(jiān)測，形成了一定規(guī)模的監(jiān)測網，收集積累了大量資料，在水資源管理和合理開發(fā)利用灌區(qū)水資源等方面發(fā)揮著重要作用。而且，我國對灌區(qū)信息化相關技術的研究越來越重視，在技術人員和財力上都增大了力度。在硬件研究方面，重點開展水位、流量等傳感器的研制。在軟件研究方面，重點研究灌區(qū)用水管理信息化應用軟件和用水管理數據庫。一些大中型灌區(qū)通過節(jié)水改造，完善了用水計量設施，在用水監(jiān)控工作方面取得了較好的工作成效，但是總體上我國大中型灌區(qū)用水監(jiān)控仍存在一些問題。

1.灌區(qū)用水監(jiān)控基礎設施建設薄弱，監(jiān)測手段落后

目前，我國在農業(yè)方面普遍缺少灌溉計量設施，尤其缺少灌區(qū)末級渠道計量設施。有關調查資料顯示，大型灌區(qū)平均0.37萬hm2有一個水位、流量觀測點，單位測點控制渠道長度94km。靠如此稀少的觀測設施，根本無法對用水戶的用水量進行實時監(jiān)控。近年，雖然在灌區(qū)修建了一些用水計量設施，但由于缺乏對用水計量設施的統(tǒng)籌規(guī)劃和資金投入嚴重不足等原因，灌區(qū)用水計量設施數量極其有限，布局不夠合理，而且部分設施年久老化失修，已無法正常運行。大部分灌區(qū)監(jiān)測手段相對落后，主要依靠“讀表、抄數、上報”的方式實行用水管理，存在著計量結果精度低、信息傳輸不及時、時效性差等不足，影響了灌區(qū)監(jiān)測資料質量。大部分灌區(qū)用水計量設施后期維護不受重視，缺乏資金投入后勁不足，導致用水計量設施的使用年限降低，或在受到損壞時不能得到及時有效維護，從而影響灌區(qū)的用水監(jiān)控工作。

用水計量是實現(xiàn)灌區(qū)用水效率有效監(jiān)控的基礎，用水計量設施不完善、計量不準，對灌區(qū)用水效率進行有效監(jiān)控就缺少了最基本支撐。因此，需進一步加強灌區(qū)用水監(jiān)控基礎設施建設，完善用水計量設施，改進用水監(jiān)測手段。

2.灌區(qū)信息化水平較低，灌區(qū)管理人員信息化認識和技術水平亟須提高

對于灌區(qū)來說，用水信息是灌區(qū)優(yōu)化配水的基礎，灌區(qū)傳統(tǒng)的用水計量方法對用水信息采集的時效性和精確性都較差，無法做到及時計量、準確計量、合理配水，不能滿足“計劃用水、定額供水、按方收費、超量加價”的要求，各級主管部門難以及時準確地全面了解灌區(qū)用水狀況。部分灌區(qū)也嘗試進行信息化方面的建設，但由于灌區(qū)管理人員信息化技術水平差，使得建成的信息系統(tǒng)使用難、管理維護更難，無法充分發(fā)揮已建系統(tǒng)的作用，不能保障新老系統(tǒng)共同運行，不僅沒有減輕反而加重了灌區(qū)工作人員的負擔。時間久了，已建系統(tǒng)逐漸老化、落后，系統(tǒng)因無法進行更新改造逐漸被淘汰，灌區(qū)管理又恢復到原來的狀況。

灌區(qū)人員工作分工調整比較常見，造成基層管理人員調整后對業(yè)務不夠熟練。而且現(xiàn)有專業(yè)人員由于缺乏必要的培訓，導致知識更新慢、專業(yè)素質低，難以適應現(xiàn)代水利發(fā)展的需要，使得監(jiān)控管理基礎數據采集容易出現(xiàn)問題，不能保障數據采集準確、規(guī)范。

3.灌區(qū)監(jiān)控指標不明確，用水效率評價指標體系不統(tǒng)一

灌區(qū)用水效率的影響因素較多，導致監(jiān)控指標不明確。部分灌區(qū)主要統(tǒng)計的是灌區(qū)取水量，對排水量進行不定期監(jiān)測，而灌區(qū)監(jiān)控管理工作主要是監(jiān)測具體用水量，如何把取水量、用水量和排水量統(tǒng)計結合起來還有待完善。

目前，關于灌區(qū)用水效率評價沒有統(tǒng)一的評價指標體系，用水效率的評價方法不統(tǒng)一，導致評價結果不一致，不能全面評價灌區(qū)的用水效率狀況和對不同灌區(qū)的用水效率狀況進行比較，從而對大中型灌區(qū)用水效率的監(jiān)控工作指導產生了較大影響。

4.灌區(qū)用水監(jiān)控管理制度不健全，用水監(jiān)控缺乏制度保障

目前，大多數灌區(qū)對用水計量數據統(tǒng)計、用水監(jiān)控責任和用水效率考核管理等方面沒有形成健全的管理制度，導致灌區(qū)用水監(jiān)控管理存在混亂和無序，從而影響了灌區(qū)用水監(jiān)測資料質量，影響灌區(qū)水資源決策判斷、優(yōu)化配置和合理利用。健全大中型灌區(qū)用水監(jiān)控管理制度，可加強灌區(qū)用水計量管理和規(guī)范用水費用收取標準，從而為建立和規(guī)范灌區(qū)用水秩序提供保障。

二、監(jiān)控體系建立的必要性

大中型灌區(qū)目前存在的用水管理水平落后、用水計量設施不完善、計量不準、灌溉水利用效率較低等問題，嚴重制約了灌區(qū)灌溉農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，迫切需要建立健全大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系。

為緩解我國所面臨的水危機，我國正在全面實行最嚴格水資源管理制度，加強水資源監(jiān)控設施建設是其基礎工作。通過實時掌握來水、取水、用水和排水動態(tài)，保證第一手信息的準確性、科學性和精細化，為最嚴格水資源管理制度考核提供手段和依據。然而，目前我國大中型灌區(qū)的用水管理基礎設施薄弱，監(jiān)控手段缺乏，管理調度方式落后，直接影響水資源管理“三條紅線”的劃定和實施，難以適應最嚴格水資源管理制度的工作要求，無法保障到2020年基本建成水資源合理配置和高效利用體系任務目標的實現(xiàn)。因此，必須加強大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系建設，對其用水狀況進行監(jiān)控，對用水效率進行有效和及時評價，落實總量控制、定額管理以及水權分配，從而實現(xiàn)“用水效率控制紅線”的目標。

三、用水效率監(jiān)控體系框架

大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系是考核大中型灌區(qū)用水總量控制和用水效率的重要信息來源。監(jiān)控體系應該以自動采集傳輸為基礎，通過對信息采集傳輸基礎設施設備的改造和建設，配置先進的適合各灌區(qū)用水特點的新儀器、新設備，提高信息采集、傳輸、處理的自動化水平，提高信息采集的精度和傳輸的時效性，形成較為完善的信息采集體系，為大中型灌區(qū)的取用水管理和監(jiān)控工作提供及時準確的信息服務。

大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系由大中型灌區(qū)、水行政主管部門，以及大中型灌區(qū)與水行政主管部門的信息傳輸信道構成。水行政主管部門及時監(jiān)控重點用水單位的取、用、排水情況和用水效率變化情況，掌握和了解其用水水平，引導灌區(qū)建立合理用水管理制度和節(jié)水工作責任制度，制定并組織實施用水計劃，運用科學管理方法高效利用水資源。大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系框架見圖1。

四、監(jiān)控體系建設內容

大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系的建設內容主要包括三部分：一是用水信息監(jiān)測體系，二是用水效率評價體系，三是評價信息反饋機制。通過大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系的建設完善，可為更全面、及時掌握重點用水單位的用水效率狀況，落實最嚴格水資源管理制度，實施“三條紅線”管理與考核，監(jiān)督重點用水單位提高用水效率等方面提供信息保障。具體建設內容主要包括：

1.用水信息監(jiān)測體系

（1）計量監(jiān)測

大中型灌區(qū)建立用水計量監(jiān)測管理制度，完善取、用、排水全過程的計量設施，按照《用水單位水計量器具配備和管理通則》（GB 24789—2009）等相關標準配備合格的用水計量器具、儀表。根據國家和省級水資源監(jiān)控項目建設進程，推進大中型灌區(qū)在線遠程監(jiān)控系統(tǒng)建設，加快安裝遠傳水表監(jiān)控設施，逐步實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控。

（2）數據管理

大中型灌區(qū)建立用水統(tǒng)計制度，用水統(tǒng)計原始記錄、統(tǒng)計臺賬連續(xù)完整規(guī)范，按時、準確報送各種用水報表，及時向水行政主管部門報送上一年度的取用排水臺賬、廢污水處理情況、水費繳納情況、用水效率變化情況等信息。水行政主管部門制定大中型灌區(qū)檔案管理辦法，規(guī)范檔案材料的收集整理、歸檔、使用、統(tǒng)計及管理，系統(tǒng)地反映大中型灌區(qū)的用水歷史過程。水行政主管部門應對監(jiān)測數據的真實性和準確性進行核查確認，及時報送和發(fā)布大中型灌區(qū)監(jiān)控數據信息，將監(jiān)測數據作為增減用水計劃、評選節(jié)水型單位、考核區(qū)域用水效率指標的重要參考依據。

2.用水效率評價體系

（1）評價指標

在灌區(qū)用水效率評價已有研究的基礎上，根據科學性和可比性相結合、系統(tǒng)性與層次性相結合、動態(tài)性與靜態(tài)性相結合、定性化與定量化相結合的指標選取原則，以及對大中型灌區(qū)的用水特點和用水效率影響因素的分析，選取了畝均灌水量、渠系水利用率、田間水利用系數、灌溉水利用系數和節(jié)水灌溉面積率等5個指標，構建大中型灌區(qū)用水效率的評價指標體系（見表1）。

（2）評價方法

國內外提出的綜合評價方法有幾十種之多，應用于用水效率評價領域的也有十幾種，有層次分析法、模糊評價法等主觀賦權評價法，也有根據指標之間的相關關系或各項指標的變異系數來確定權重系數的客觀賦權評價法，如灰色關聯(lián)度法、主成分分析法等。通過綜合比較，本文推薦采用層次分析法作為大中型灌區(qū)用水效率的評價方法，該方法具有評價結果可靠度比較高、誤差小、評價指標不易太多等特點，滿足大中型灌區(qū)用水效率評價的要求，而且該方法在《節(jié)水型社會評價指標體系和評價方法》（GB/T 28284—2012） 中也得到了較好的應用。

3.評價信息反饋機制

（1）獎懲機制

為促進大中型灌區(qū)提高用水效率的積極性，水行政主管部門應建立用水效率評價獎懲機制。根據大中型灌區(qū)的用水計量監(jiān)測數據，利用層次分析法和建立的大中型灌區(qū)的用水效率評價指標體系，對大中型灌區(qū)進行用水效率評價，得到評價結果。評價結果分為優(yōu)秀、良好、合格、不合格等4個等級。根據對大中型灌區(qū)的用水效率評價結果，對評價結果優(yōu)秀、良好和合格的大中型灌區(qū)給予相應的獎勵；對評價結果不合格的大中型灌區(qū)，要求其及時提出整改措施，并給予罰款、警告或通告批評。

表1 大中型灌區(qū)用水效率評價指標體系

（2）調控措施

評價結果不合格的大中型灌區(qū)根據水行政主管部門反饋的用水效率評價信息，結合自身用水特點和存在的不足，提出相適宜的調控措施，主要包括管理措施和技術措施，以達到提高用水效率的目標。

五、結論與建議

①我國大中型灌區(qū)用水監(jiān)控存在用水計量設施薄弱、監(jiān)測手段落后、管理制度不健全等問題，建議進一步完善灌區(qū)用水計量設施，提高灌區(qū)用水監(jiān)控信息化水平，建立健全灌區(qū)用水監(jiān)控管理制度。

②建立大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系非常必要，對提高大中型灌區(qū)用水效率、實現(xiàn)“用水效率控制紅線”的目標和保障灌區(qū)灌溉農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

③構建了大中型灌區(qū)用水效率監(jiān)控體系，包括用水信息監(jiān)測體系、用水效率評價體系和評價信息反饋機制。

[1]水利部財政部聯(lián)合印發(fā) 《國家水資源監(jiān)控能力建設項目實施方案（2012—2014年）》和《國家水資源監(jiān)控能力建設項目管理 辦 法 》[EB/OL]．http：//www.mwr.gov.cn/slzx/slyw/201211/t20121108_332412.html.

[2]水利部．節(jié)水型社會建設“十二五”規(guī)劃[R]．北京：中國水利水電出版社，2012.

[3]水利部，國家統(tǒng)計局．第一次全國水利普查公報[R]．北京：中國水利水電出版社，2013.

[4]水利部國際合作與科技司．當代水利科技前沿[M]．北京：中國水利水電出版社，2006.

[5]胡和平，田富強．灌區(qū)信息化建設[M]．北京：中國水利水電出版社，2004.

[6]謝崇寶，高占義，黃斌，等．灌區(qū)量水技術與設備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]．節(jié)水灌溉，2003（6）.

[7]許迪，龔時宏．大型灌區(qū)節(jié)水改造技術支撐體系及研究重點[J]．水利學報，2007（7）.

[8]吳彩麗，黃斌，謝崇寶．灌區(qū)量水技術與設備研究發(fā)展概況[J].中國水利，2006（7）.

[9]郝晶晶，馬孝義，王波雷，等．灌區(qū)量水設備的研究應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]．中國農村水利水電，2008（4）.

[10]謝崇寶，張國華，高虹，等．我國灌區(qū)用水管理信息化軟件系統(tǒng)研發(fā)現(xiàn)狀[J]．節(jié)水灌溉，2009（2）.

[11]李軍，張和喜，蔣毛席，等．灌區(qū)灌溉管理和信息化建設研究進展//2011全國灌區(qū)信息化建設與防滲抗凍脹新技術應用?？痆C]．2011.

[12]國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標準化監(jiān)督委員會．節(jié)水型社會評價指標體系和評價方法[S]．北京：中國計劃出版社，2012.