謝崇寶，張國華

(中國灌溉排水發(fā)展中心，北京 100054)

1 灌溉現(xiàn)代化核心內(nèi)涵

現(xiàn)代化(modernization)是以經(jīng)濟(jì)工業(yè)化和政治民主化為主要標(biāo)志，是人類社會從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)社會向現(xiàn)代工業(yè)社會轉(zhuǎn)變的必經(jīng)階段。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，人口多、耕地少、水資源緊缺、水旱災(zāi)害頻繁，特殊的氣候、地理等自然條件以及社會條件決定了我國農(nóng)業(yè)必須走灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展道路，因此，灌溉現(xiàn)代化(Irrigation Modernization)也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然要求。根據(jù)世界銀行和聯(lián)合國糧農(nóng)組織的研究，國際上一般認(rèn)為，灌溉現(xiàn)代化指結(jié)合灌區(qū)管理體制和運(yùn)行機(jī)制的改革，通過技術(shù)上和管理上的改進(jìn)，提高灌溉系統(tǒng)效率和效益的過程，其根本目的是提高勞動力資源和水資源的使用效率和效益，改善灌區(qū)供水服務(wù)質(zhì)量。灌溉現(xiàn)代化不僅僅包括渠道襯砌、建筑物更新、自動化設(shè)備配置、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)鏈接等硬件設(shè)施的改變，也應(yīng)包括灌區(qū)技術(shù)革新和管理水平提高，是由用水管理向供水服務(wù)的轉(zhuǎn)變過程。

1.1 灌溉現(xiàn)代化的定義

所謂灌溉，就是按照作物生長需要，借助水利設(shè)施有計(jì)劃地將水輸送和分配到田間，以補(bǔ)充農(nóng)田水分的人工措施。所謂現(xiàn)代化，是人類文明的一種深刻變化，其核心是生產(chǎn)力的解放?，F(xiàn)代化既是進(jìn)步，也是選擇，更是淘汰?，F(xiàn)代化是動態(tài)的，不是靜止的；是一個過程，也是一種狀態(tài)。因此，灌溉現(xiàn)代化也是一個過程，是一個不斷改進(jìn)影響灌溉效率關(guān)鍵環(huán)節(jié)的過程，是一個不斷提升勞動力資源和水資源使用效率的過程。

灌溉現(xiàn)代化與灌區(qū)現(xiàn)代化、現(xiàn)代化灌區(qū)、現(xiàn)代灌區(qū)、現(xiàn)代化灌溉、現(xiàn)代灌溉等既有區(qū)別又有聯(lián)系。灌區(qū)現(xiàn)代化和現(xiàn)代化灌區(qū)包含了灌溉現(xiàn)代化，現(xiàn)代化灌溉和現(xiàn)代灌溉是灌溉現(xiàn)代化的一個重要組成部分，現(xiàn)代灌區(qū)包含了灌溉現(xiàn)代化的部分內(nèi)容。因此，從整體上看，灌區(qū)現(xiàn)代化、現(xiàn)代化灌區(qū)、現(xiàn)代化灌溉、現(xiàn)代灌區(qū)、現(xiàn)代灌溉等概念，其核心為灌溉現(xiàn)代化。灌溉現(xiàn)代化是最基礎(chǔ)的工作，沒有灌溉現(xiàn)代化，上述各種現(xiàn)代化論述均很難成立；從供求整體關(guān)系來看，灌溉現(xiàn)代化條件下的來水和需水應(yīng)是可預(yù)測可調(diào)節(jié)的，應(yīng)能得到可靠的保障，有適當(dāng)?shù)念A(yù)測預(yù)報(bào)和調(diào)蓄調(diào)節(jié)能力；從配送具體過程來看，灌溉現(xiàn)代化條件下的配水和用水應(yīng)是可監(jiān)控可計(jì)量的，有適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測控制和精準(zhǔn)投放能力。因此，灌溉現(xiàn)代化應(yīng)展現(xiàn)“供水可靠化”、“調(diào)度靈活化”、“用水精準(zhǔn)化”和“管理信息化”等主要表現(xiàn)形式。本書在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，將灌溉現(xiàn)代化作如下定義：

灌溉現(xiàn)代化是指通過技術(shù)設(shè)施革新和體制機(jī)制改革，不斷提高灌溉供水服務(wù)的安全性、公平性、可靠性和靈活性水平，不斷提高灌溉勞動力資源和水資源的使用效率和效益，持續(xù)保障灌區(qū)節(jié)水省工增效的過程。

1.2 灌溉現(xiàn)代化的核心理念

灌溉現(xiàn)代化的根本目的是解放和發(fā)展生產(chǎn)力。就灌溉而言，其基本的生產(chǎn)要素包括“勞動力”和“水資源”，而且在開展灌溉的活動中，不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)，反過來又影響人類的健康。因此，灌溉現(xiàn)代化必須堅(jiān)持把“以人為本”、“節(jié)水優(yōu)先”、“環(huán)境友好”作為其核心理念。

(1)以人為本。實(shí)現(xiàn)灌溉現(xiàn)代化是解放和發(fā)展生產(chǎn)力的根本要求，追求以最少勞動力投入為用水戶提供最優(yōu)質(zhì)供水服務(wù)這個根本目標(biāo)，而且其服務(wù)質(zhì)量應(yīng)由用水戶來評判。在全心全意為用水戶服務(wù)的理念指導(dǎo)下，開展灌區(qū)的改造與改革，開展灌溉技術(shù)的選擇與升級。這些改造既包括硬件的改善也應(yīng)包括管理體制和運(yùn)行機(jī)制的改革，是一個不斷改進(jìn)服務(wù)的過程，從這個意義上講，單純的節(jié)水技術(shù)不再是灌溉現(xiàn)代化的全部，灌溉現(xiàn)代化必須是解放生產(chǎn)力的，必須是節(jié)約勞動力的，因此，灌溉現(xiàn)代化必須堅(jiān)持“以人為本”的核心理念。

(2)節(jié)水優(yōu)先。實(shí)現(xiàn)灌溉現(xiàn)代化的基本要求是節(jié)水，從觀念、意識、措施等各方面都要把節(jié)水放在優(yōu)先位置。堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先，深挖農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉技術(shù)，積極推廣節(jié)約用水的生產(chǎn)方式和消費(fèi)模式。要積極推廣低壓管道輸水、噴灌、微灌等高效節(jié)水灌溉技術(shù)、改進(jìn)地面灌溉技術(shù)、節(jié)水型水稻控制灌溉技術(shù)，抓好輸水、配水、用水全過程節(jié)水，積極摒棄大水漫灌等粗放型灌溉方式，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和用水效率的提高，因此，灌溉現(xiàn)代化必須堅(jiān)持“節(jié)水優(yōu)先”的核心理念。

(3)環(huán)境友好。灌溉現(xiàn)代化不是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的現(xiàn)代化，而應(yīng)充分堅(jiān)持人與自然和諧發(fā)展的理念，按照生態(tài)規(guī)律辦事，以維持生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定及脆弱生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)使其良性循環(huán)為底線，創(chuàng)造出比自然生態(tài)系統(tǒng)有更高生產(chǎn)力的“人-社會-自然”協(xié)調(diào)發(fā)展的灌溉現(xiàn)代化。灌溉現(xiàn)代化追求的是生態(tài)與經(jīng)濟(jì)雙贏，通過建設(shè)現(xiàn)代化的水利設(shè)施和良好的生態(tài)環(huán)境，使經(jīng)濟(jì)與生態(tài)形成合理、高效的良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，并為人們提供一個良好的生產(chǎn)和生活環(huán)境，因此，灌溉現(xiàn)代化必須堅(jiān)持“環(huán)境友好”的核心理念。

1.3 灌溉現(xiàn)代化的基本特征

灌溉現(xiàn)代化是一個不斷改進(jìn)服務(wù)和提高勞動力效率及水資源效率的過程，因此，必須始終準(zhǔn)確把握灌溉現(xiàn)代化的基本特征。

(1)服務(wù)改善。從用水戶的角度來看，灌溉現(xiàn)代化開展的一切活動均應(yīng)能促進(jìn)灌區(qū)供水服務(wù)質(zhì)量的改善，這種改善可以通過一定的規(guī)則來定量或定性評價(jià)，其結(jié)果應(yīng)是積極而正面的，也就是這種服務(wù)的改善是可以測量和感知的，能夠?yàn)閺V大用水戶所認(rèn)可，也是廣大用水戶所期待的。

(2)效率提高。從管理者的角度來看，灌溉現(xiàn)代化主要指勞動力效率和水資源利用效率的雙提高，同樣，這種提高應(yīng)該是可以測量的，能夠?yàn)閺V大用水戶和灌區(qū)管理機(jī)構(gòu)所認(rèn)可，而且這種效率提高的幅度應(yīng)高于一定范圍內(nèi)的平均水平。

(3)運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)。從體制機(jī)制的保障措施來看，灌溉方式或技術(shù)的現(xiàn)代化必須滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性，在沒有外界干預(yù)或者特定環(huán)境下，能夠自我維持良性發(fā)展，因此，可持續(xù)運(yùn)行是灌溉現(xiàn)代化的又一重要特征。

2 灌溉現(xiàn)代化的表現(xiàn)形式

在開展灌溉現(xiàn)代化的建設(shè)過程中，必須自始至終堅(jiān)持“以人為本、節(jié)水優(yōu)先、環(huán)境友好”的核心理念，考察在多種措施的綜合作用下，灌區(qū)是否具備“服務(wù)改善、效率提高、運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)”的基本特征。但是如何實(shí)現(xiàn)灌溉現(xiàn)代化，則構(gòu)建灌溉現(xiàn)代化的技術(shù)模式是十分必要的，這種技術(shù)模式具備“供水可靠化、調(diào)度靈活化、用水精準(zhǔn)化、管理信息化”的特點(diǎn)，他們構(gòu)成了灌溉現(xiàn)代化的重要表現(xiàn)形式。

(1)供水可靠化。灌溉現(xiàn)代化必須要有穩(wěn)定可靠的水源，它與控制的灌溉面積應(yīng)是相匹配的，灌區(qū)內(nèi)種植的作物及相應(yīng)的灌溉定額也應(yīng)是滿足供求關(guān)系的，其設(shè)計(jì)理念應(yīng)是以供定需。在水源優(yōu)化運(yùn)行的前提下，可通過調(diào)整區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)，采用節(jié)水灌溉技術(shù)等措施，滿足灌區(qū)控制范圍內(nèi)的用水需求。

(2)調(diào)度靈活化。灌溉現(xiàn)代化必須要有靈活的調(diào)度手段。灌溉用水具有明顯的季節(jié)性和氣候性特點(diǎn)，尤其是干旱季節(jié)，來水少用水多，靈活的調(diào)度措施和高效的調(diào)度手段是確保灌溉現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)不降低的重要支撐，也是考驗(yàn)灌溉是否達(dá)到現(xiàn)代化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。靈活的調(diào)度措施應(yīng)能夠按照作物實(shí)時(shí)需水情況和灌區(qū)來水情況，有重點(diǎn)有次序的對灌區(qū)各類作物用水進(jìn)行及時(shí)調(diào)配；高效的調(diào)度手段應(yīng)能按照調(diào)度規(guī)則，及時(shí)快速調(diào)度各類測控設(shè)施，依靠可靠的渠系網(wǎng)絡(luò)，適時(shí)保障作物的用水需求。

(3)用水精準(zhǔn)化。灌溉現(xiàn)代化必須要做到將灌溉水適時(shí)適量精準(zhǔn)送至作物根部。過多或過少、提前或滯后灌溉都不符合作物的需水規(guī)律，難以滿足作物的用水需求，影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，因此在灌溉現(xiàn)代化的實(shí)施過程中，必須不斷研發(fā)或改進(jìn)已有的灌溉技術(shù)，大力推廣和使用符合精準(zhǔn)灌溉需求的新技術(shù)及新產(chǎn)品，確保灌溉水均勻、適量、及時(shí)送至作物根部，最高效地滿足作物需水。

(4)管理信息化。灌溉現(xiàn)代化必須要有簡便快捷的管理手段。影響灌溉的因素很多，收集和管理眾多的灌溉信息，是灌溉現(xiàn)代化的前提和基礎(chǔ)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)和云平臺等現(xiàn)代信息技術(shù)，分類管理各種信息，同時(shí)基于大量的信息監(jiān)測和高效的信息分析，輔之各種數(shù)學(xué)模型，充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)灌溉決策的科學(xué)化和灌溉管理的高效化。

3 灌溉現(xiàn)代化的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

灌溉現(xiàn)代化的出發(fā)點(diǎn)和最終目標(biāo)就是通過設(shè)施的改造和體制機(jī)制的改革為用水戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。為評價(jià)灌溉現(xiàn)代化對提高供水服務(wù)質(zhì)量的影響，本文提出采用灌溉供水的安全性、公平性、可靠性和靈活性等4個指標(biāo)來衡量灌溉現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)程度。要實(shí)現(xiàn)灌溉現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)灌溉供水服務(wù)的安全性、公平性、可靠性和靈活性，需要從“灌溉水源”、“渠系配水”、“田間灌水”和“灌溉管理”4個方面同步改進(jìn)，這四個環(huán)節(jié)構(gòu)成了灌溉現(xiàn)代化的完整過程，不可或缺。圖1為灌溉現(xiàn)代化的基本框架。

(1)安全性。指灌溉對象不會因供水系統(tǒng)的修建和運(yùn)行面臨不安全的潛在威脅。在整個灌溉區(qū)域涉及的范圍內(nèi)，生命安全、工程安全、水質(zhì)安全和生態(tài)安全等諸多方面不會因?yàn)楣喔刃袨槎媾R現(xiàn)實(shí)的威脅或未來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 灌溉現(xiàn)代化的基本框架

評價(jià)生命安全性，可以從供水工程基礎(chǔ)設(shè)施在遭受自然或人為破壞后保障人和動物生命安全的能力等方面進(jìn)行評價(jià)；評價(jià)工程安全性，主要對供水工程發(fā)生漫頂、垮塌的可能性進(jìn)行評價(jià)；評價(jià)水質(zhì)安全性，主要從劣質(zhì)水灌溉可能造成的后果進(jìn)行評價(jià)，可以根據(jù)農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，確定灌區(qū)供水服務(wù)環(huán)境安全性等級；評價(jià)生態(tài)安全性，主要是評價(jià)灌溉供水對灌區(qū)生態(tài)的影響，其中以灌區(qū)供水對灌區(qū)生態(tài)用水的滿足程度為主要評價(jià)指標(biāo)。

(2)公平性。主要用來評價(jià)位于不同區(qū)域的用水戶是否都得到了適時(shí)適量的灌溉，重點(diǎn)表征灌溉系統(tǒng)的調(diào)度規(guī)則和各配水口得到水量的合理性。

上級渠道向下級渠道服務(wù)的公平性與調(diào)度規(guī)則、灌溉水費(fèi)、灌溉效益、灌溉安全等眾多方面有著密切的聯(lián)系。因行政歸屬、渠道系統(tǒng)、種植結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等方面的差異，不同灌溉區(qū)域?qū)喔裙┧男枨笠膊煌?。豐水年份，水源充足，不同區(qū)域的供水需求均能得到滿足；而枯水年份，灌溉水源有限，灌區(qū)用水供需矛盾突出。灌區(qū)公平合理的供水服務(wù)，不僅能夠提高灌區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，而且對提高用水戶繳納水費(fèi)的積極性，促進(jìn)灌區(qū)的社會和諧和公共安全具有重要的意義。末級配水點(diǎn)供水服務(wù)公平性水平直接關(guān)系著各用水單元能否獲得公平供水服務(wù)。灌區(qū)各田塊和用水單位對應(yīng)灌區(qū)不同的末級配水點(diǎn)，而末級配水點(diǎn)之間也存在著密切的聯(lián)系，協(xié)調(diào)末級配水點(diǎn)間的供水關(guān)系，確保末級配水點(diǎn)控制區(qū)域內(nèi)的水平衡關(guān)系，成為末級配水點(diǎn)供水服務(wù)是否公平的關(guān)鍵所在，也是衡量灌區(qū)供水服務(wù)公平性水平的基本標(biāo)準(zhǔn)。

(3)可靠性。供水日期、供水歷時(shí)、供水流量是衡量供水可靠性的指標(biāo)，重點(diǎn)表征灌溉系統(tǒng)運(yùn)行狀況和下級渠道或作物得到適當(dāng)水量的及時(shí)性。

上級渠道向下級渠道的實(shí)際可靠性服務(wù)水平可以從下級渠道能否獲得所需水量的時(shí)間和年內(nèi)下級渠道缺水次數(shù)等方面衡量。下級渠道所需水量和上級渠道配水時(shí)間是基于渠道的過水?dāng)嗝婧凸鄥^(qū)的來水情況，通過預(yù)測下級渠道控制區(qū)域的各種作物需水量和需水時(shí)間綜合確定。因此，下級渠道能否獲得可靠的所需水量和供水時(shí)間，是灌區(qū)能否取得較大效益的關(guān)鍵，也是衡量上級渠道向下級渠道實(shí)際可靠性服務(wù)水平的落腳點(diǎn)。

末級配水點(diǎn)的服務(wù)可靠性水平主要從作物能否獲得生長發(fā)育所需灌水量、充足的灌溉持續(xù)時(shí)間和灌溉頻率等方面衡量。作物耗水量除與作物本身生理有關(guān)外，與自然氣候條件、土壤水肥狀況等也有密切的聯(lián)系。在豐水年份，若灌區(qū)的渠道系統(tǒng)完整，則灌區(qū)末級配水點(diǎn)能夠?yàn)楦鲄^(qū)域作物提供可靠的供水服務(wù)；但在枯水年份，灌溉水源緊張，可能會造成末級配水點(diǎn)供水服務(wù)可靠性水平下降。通過灌區(qū)科學(xué)合理的水量調(diào)度，以灌區(qū)社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益最大化為目標(biāo)，合理配置不同用水單元農(nóng)作物的供水量和供水時(shí)間，保證灌區(qū)獲得最大效益，也是衡量末級配水點(diǎn)供水服務(wù)可靠性的重要指標(biāo)。

(4)靈活性。需求的改變是否能夠得到適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)是衡量靈活性的重要考慮因素，其響應(yīng)時(shí)間是構(gòu)成靈活性的主要指標(biāo)。靈活性有助于實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用，在灌區(qū)田間尺度上盡可能實(shí)現(xiàn)按需供水，重點(diǎn)表征系統(tǒng)的設(shè)計(jì)狀況和作物按需供水的可能性。

評價(jià)灌溉供水服務(wù)靈活性的指標(biāo)與灌溉供水服務(wù)公平性指標(biāo)基本一致，也從上級渠道對下級渠道服務(wù)靈活性水平和末級配水點(diǎn)服務(wù)靈活性水平等方面表征。上級渠道對下級渠道的供水次數(shù)、供水流量和供水時(shí)間的靈活性，供水計(jì)劃調(diào)整的靈活性；末級配水點(diǎn)能否根據(jù)計(jì)劃供水，供水次數(shù)和供水水量及時(shí)間是否固定；泵站的供水流量是否有較大的調(diào)節(jié)幅度，供水次數(shù)和供水流量及供水時(shí)間是否有較大的靈活性，是否能保證根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整供水方案。所有這些因素構(gòu)成了供水服務(wù)靈活性的基本要素。

4 灌溉現(xiàn)代化水管理關(guān)鍵技術(shù)

水源供水、渠系配水和田間用水是灌溉系統(tǒng)的基本組成部分，供水可靠化、調(diào)度靈活化、用水精準(zhǔn)化及管理信息化是灌溉現(xiàn)代化的具體表現(xiàn)，灌溉現(xiàn)代化水管理技術(shù)是灌溉現(xiàn)代化的核心。灌溉現(xiàn)代化水管理技術(shù)主要包括灌溉水源配置現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)、灌區(qū)輸配水調(diào)度現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)、田間灌水現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)、灌溉管理現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)等4個方面。

4.1 灌溉水源配置現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)

灌溉水源優(yōu)化配置是解決農(nóng)業(yè)水資源緊缺的重要技術(shù)措施，也是灌溉現(xiàn)代化水管理的重要組成部分。無論是過去、現(xiàn)在、還是未來一段時(shí)間，灌溉始終是我國的用水大戶，《全國現(xiàn)代灌溉發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》預(yù)計(jì)到2020年，在多年平均情形下，全國灌溉可用水量占總用水量的比重為56%；到2030年，在多年平均情形下，全國灌溉可用水量占總用水量的比重為53%。因此，針對灌區(qū)水資源緊缺以及灌區(qū)多水源特征，研究非充分灌溉條件下的農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)灌溉定額、最優(yōu)灌溉制度、最優(yōu)種植比例，作物間灌溉水量最優(yōu)分配、水庫優(yōu)化調(diào)度、灌區(qū)多水源聯(lián)合調(diào)度及區(qū)間灌溉水量調(diào)配等關(guān)鍵技術(shù)，有效促進(jìn)灌區(qū)水資源高效利用，減少地下水開采，緩解由于過度開采對生態(tài)環(huán)境造成的危害，促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的意義。

4.2 灌區(qū)輸配水調(diào)度現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)

灌區(qū)渠系水量調(diào)度是灌溉現(xiàn)代化水管理的核心，考察灌區(qū)渠系水量調(diào)度現(xiàn)代化的指標(biāo)主要包括上級渠道向下級渠道供水服務(wù)水平、渠系建筑物配水服務(wù)水平、末級配水點(diǎn)供水服務(wù)水平、水量調(diào)度信息服務(wù)水平等，而評價(jià)灌區(qū)渠系水量調(diào)度現(xiàn)代化的基礎(chǔ)依然是基于供水服務(wù)安全性、公平性、可靠性和靈活性的服務(wù)理念。當(dāng)調(diào)度系統(tǒng)完成之后，渠系上的各級測控建筑物及其運(yùn)行調(diào)度是影響供水服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。從灌溉現(xiàn)代化的理念出發(fā)，輸配水系統(tǒng)的現(xiàn)代化改造升級，主要體現(xiàn)在對渠道的防滲襯砌以減少輸水損失，對閘門或閘閥的信息化改造以提高調(diào)度質(zhì)量、減少勞動強(qiáng)度、契合灌溉需求，這些措施可不同程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)水和省工的雙重功效，是灌溉現(xiàn)代化的重要措施。因此，基于灌溉現(xiàn)代化水管理要求，應(yīng)重點(diǎn)圍繞水情監(jiān)測、水量控制、信息傳輸、流量配置等方面開展灌區(qū)渠系水量調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研發(fā)。

4.3 田間灌水現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)

田間灌溉技術(shù)是灌溉現(xiàn)代化水管理的集中體現(xiàn)，集中體現(xiàn)灌溉現(xiàn)代化的成效。田間灌水技術(shù)的選擇和應(yīng)用應(yīng)因地制宜，合理確定。噴灌、微灌、管道輸水灌溉等現(xiàn)代灌溉技術(shù)近年來發(fā)展較快，但也存在一些亟需解決的技術(shù)問題?，F(xiàn)有的田間取水設(shè)備，主要采用兩種方式，其一，依靠混凝土構(gòu)筑物在地面以上或地下一定范圍內(nèi)形成保護(hù)裝置；其二，在耕作層以下安裝取水閘閥，每次使用前開挖田間土壤連接取水設(shè)備，使用后卸下取水設(shè)備，回填土壤保護(hù)取水閘閥。導(dǎo)致的問題主要有影響耕作和收割，不便于田間機(jī)械化作業(yè)抑或損壞作業(yè)機(jī)械，尋找出水口困難，破壞土壤耕作層等。現(xiàn)有的噴微灌設(shè)備，灌溉之前需要與遍布田間的取水口配接豎管和噴頭，灌溉之后，再將這些設(shè)備全部拆卸，并搬運(yùn)回庫房存放，金屬結(jié)構(gòu)還需要防銹處理。地上取水口不僅影響耕作，而且灌溉過程還需要耗費(fèi)大量的人力物力，并且不可避免會造成部分管件的損壞，占用庫房，額外增加倉儲管理費(fèi)用等問題。因此，創(chuàng)新研發(fā)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求相適應(yīng)的灌溉現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備，是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然要求。

4.4 灌溉管理現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)

(1)灌區(qū)作物需水預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)。及時(shí)準(zhǔn)確地掌握作物用水需求，做好灌區(qū)不同作物的需求管理，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)灌溉需水的安全可靠預(yù)報(bào)是灌溉現(xiàn)代化水管理的前提。作物需水量是指作物在適宜的土壤水分和肥力條件下，經(jīng)過正常生長發(fā)育，獲得高產(chǎn)時(shí)的植株蒸騰、株間蒸發(fā)以及構(gòu)成植株體的水量之和。計(jì)算作物需水量的方法，可歸納為兩類，一類是直接計(jì)算出作物需水量，另一類是先計(jì)算參考作物需水量(ET0)，然后考慮作物系數(shù)的影響計(jì)算實(shí)際作物需水量。參考作物需水量計(jì)算一般采用彭曼-蒙特斯方程。作物系數(shù)反映作物本身的生物學(xué)特性、產(chǎn)量水平、土壤耕作條件等對作物需水量的影響。灌溉現(xiàn)代化必須適時(shí)適量精準(zhǔn)供水，掌握需求是關(guān)鍵。需水量預(yù)報(bào)所需資料要少而易得，區(qū)域要大，精度要滿足要求，同時(shí)預(yù)報(bào)信息應(yīng)可區(qū)域發(fā)布、定向發(fā)布和精準(zhǔn)發(fā)布，因此，基于灌溉現(xiàn)代化水管理要求，應(yīng)重點(diǎn)圍繞參考作物需水量動態(tài)估算和作物需水量估算開展灌區(qū)作物需水預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。

(2)水管理信息化關(guān)鍵技術(shù)。灌溉現(xiàn)代化水管理決策支持系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)灌區(qū)現(xiàn)代化的必要支撐手段。灌溉現(xiàn)代化水管理決策支持系統(tǒng)最主要的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)用水調(diào)度決策的信息化、科學(xué)化，達(dá)到節(jié)水、高效的目的。基本思路是建成以灌區(qū)水管理信息采集與渠系建筑物監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)、通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺為支撐、灌區(qū)綜合數(shù)據(jù)庫和決策支持系統(tǒng)為核心的灌溉現(xiàn)代化水管理決策支持系統(tǒng)，提高灌區(qū)用水信息采集、傳輸、處理自動化程度，降低灌區(qū)水管理成本，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)優(yōu)化調(diào)度和現(xiàn)代化管理，促進(jìn)灌區(qū)“節(jié)水、省工、增效”的進(jìn)程，同時(shí)也為更好地促進(jìn)灌區(qū)供水服務(wù)水平的提高，顯著改善供水服務(wù)的安全性、公平性、可靠性和靈活性，更好地為用水戶服務(wù)提供高效的技術(shù)平臺。灌溉現(xiàn)代化水管理決策支持系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)應(yīng)包括5個方面，即灌區(qū)識別技術(shù)、水情監(jiān)測技術(shù)、信息通訊技術(shù)、閘門控制技術(shù)、水量調(diào)度技術(shù)。通過上述五個方面的高效融合與組裝集成，在來水預(yù)報(bào)模型、需水預(yù)報(bào)模型、水量優(yōu)化調(diào)配模型等專業(yè)軟件的支持下，為灌區(qū)管理者提供用水決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的高效利用和優(yōu)化配置。

(3)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革關(guān)鍵技術(shù)。推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革要以完善農(nóng)田水利工程體系為基礎(chǔ)，以健全農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制為核心，以創(chuàng)新體制機(jī)制為動力。改革的目標(biāo)方向是逐步建立農(nóng)業(yè)灌溉用水總量控制和定額管理制度，提高農(nóng)業(yè)用水效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。主要任務(wù)包括以完善供水計(jì)量設(shè)施、建立農(nóng)業(yè)水權(quán)制度、提高農(nóng)業(yè)供水效率和效益、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)用水需求管理、探索創(chuàng)新終端用水管理方式為重點(diǎn)，夯實(shí)農(nóng)業(yè)水價(jià)改革基礎(chǔ)，以明確定價(jià)權(quán)限、合理確定價(jià)格水平、創(chuàng)新價(jià)格機(jī)制為重點(diǎn)建立健全農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制，建立農(nóng)業(yè)用水精準(zhǔn)補(bǔ)貼機(jī)制和節(jié)水獎勵機(jī)制。

(4)管理體制機(jī)制保障關(guān)鍵技術(shù)。以灌區(qū)水利設(shè)施“產(chǎn)權(quán)到位、權(quán)責(zé)明確、保障經(jīng)費(fèi)、管用得當(dāng)、持續(xù)發(fā)展”為總目標(biāo)，以改革灌區(qū)建設(shè)、管理體制和運(yùn)行機(jī)制為重點(diǎn)，以提高灌區(qū)服務(wù)水平和用水效率為核心，探索建立市場在資源配置中起決定性作用和更好發(fā)揮政府作用的灌區(qū)建設(shè)管護(hù)新機(jī)制，推進(jìn)創(chuàng)新組織發(fā)動機(jī)制、創(chuàng)新資金投入機(jī)制、創(chuàng)新項(xiàng)目管理機(jī)制、創(chuàng)新運(yùn)行管護(hù)機(jī)制。充分發(fā)揮群眾的主動性和創(chuàng)造力，尊重和保護(hù)農(nóng)民和基層的首創(chuàng)精神，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置和高效利用，理順灌溉水價(jià)和水費(fèi)計(jì)收方式，協(xié)調(diào)推進(jìn)項(xiàng)目管理方式轉(zhuǎn)變、管護(hù)主體培育、基層水利服務(wù)體系建設(shè)等各項(xiàng)工作，增強(qiáng)灌區(qū)實(shí)現(xiàn)自主管理、自我發(fā)展的能力，為農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收提供長期的制度保障。

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[1] 康紹忠. 現(xiàn)代灌溉用水管理的幾個研究方向[J]. 水資源與水工程學(xué)報(bào),1993,(2):1-7.

[2] 許 迪,劉鈺,李益農(nóng),等. 現(xiàn)代灌溉水管理發(fā)展理念及改善策略研究綜述[J]. 水利學(xué)報(bào),2008,(10):1 204-1 212.

[3] 許 平,鄭耀泉. 現(xiàn)代灌溉設(shè)備與塑料節(jié)水灌溉器材[J]. 中國農(nóng)村水利水電,2001,(11):55-56.

[4] 李玉國,韓合忠,李利紅,等. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉管理信息系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用[J]. 中國農(nóng)村水利水電,2009,(8):130-132.

[5] 李仰斌，顧宇平，謝崇寶，等. 灌溉現(xiàn)代化理念與灌區(qū)快速評估方法[M].北京：中國水利水電出版社，2007.

[6] 謝崇寶，黃 斌，高 虹，等. 灌區(qū)用水管理信息化結(jié)構(gòu)體系[M]. 北京：中國水利水電出版社，2010.

[7] 謝崇寶,張國華. 我國灌溉現(xiàn)代化技術(shù)與設(shè)備[J]. 中國水利,2015,(17):66,68,70,72.

[8] 謝崇寶. 對灌區(qū)水管理信息化建設(shè)有關(guān)問題的思考[N]. 中國水利報(bào),2010-01-07003.

[9] 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):8-10.

[10] 高虹,謝崇寶. 灌溉現(xiàn)代化與灌區(qū)快速評估整體框架[J]. 中國水利,2008,(3):46-48.

[11] 謝崇寶,高 虹,張國華,等 現(xiàn)代灌區(qū)管理快速評價(jià)及軟件開發(fā)研究[J]. 中國水利,2009,(13):38-40.

[12] 張展羽,孔莉莉,張國華. 我國生態(tài)灌區(qū)建設(shè)淺議[C]∥中國水利學(xué)會2006學(xué)術(shù)年會論文集,2006.