李京輝

（北京市北運河管理處，101100，北京）

北京市人均水資源量僅150 m3，為資源型重度缺水地區(qū)，實施最嚴格水資源管理制度成為緩解水資源危機的重要措施。為此，北京市采取“開源、節(jié)流、保護、利用”等多措并舉，積極推進節(jié)水型社會建設(shè)。多年來，農(nóng)業(yè)節(jié)水通過細定地、嚴管井、上設(shè)施、增農(nóng)藝、統(tǒng)收費、節(jié)有獎的建管模式，實現(xiàn)區(qū)域規(guī)模化高效節(jié)水灌溉，并形成匹配的政策制度。至2020年，農(nóng)業(yè)用水總量將由1999年的12億m3/a降至4.5億m3/a，灌溉水利用系數(shù)由0.45上升至0.75，達到全國領(lǐng)先水平。

北京市農(nóng)業(yè)灌溉機井共計32 600眼。2001年以前沒有用水計量設(shè)施，2002開始安裝機械式水表，但由于冬季凍脹和淺層地下水富含砂粒及雜質(zhì)，運行兩年后陸續(xù)損壞報廢，恢復(fù)用水無計量狀態(tài)。2008年以后，為解決北京農(nóng)業(yè)用水粗放、浪費嚴重的情況，市、區(qū)水務(wù)局在農(nóng)業(yè)灌溉機井上進行區(qū)域農(nóng)業(yè)用水參數(shù)換算、超聲波計量的試點獲得成功。2014年，結(jié)合農(nóng)業(yè)水價綜合改革試點，以建設(shè)管理導(dǎo)則為框架，在全市的農(nóng)業(yè)機井全面鋪開計量建設(shè)，至今除報廢機井外，各區(qū)已基本完成建設(shè)任務(wù)，有力緩解了日益緊缺的首都水資源形勢，助推都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)迅猛有序發(fā)展，填補了全市行業(yè)用水“三條紅線”考核管理的空白。

北京市農(nóng)業(yè)灌溉用水計量經(jīng)歷了由最初的機械式水表到無接觸式參數(shù)換算、超聲波計量及系統(tǒng)完善的探索，再到農(nóng)戶用水繳費觀念的轉(zhuǎn)變，以及統(tǒng)收費、節(jié)有獎、用水戶協(xié)會專業(yè)維護的制度保障等發(fā)展過程，建設(shè)和維護保障制度日趨完善，依托農(nóng)業(yè)用水計量系統(tǒng)的統(tǒng)一收費、定額管理、累進加價等，嚴格的水資源管理手段得以有效實施，灌溉用水實現(xiàn)了總量和效率雙控，消除了北京市第二大用水行業(yè)用水粗放的短板。

一、農(nóng)業(yè)灌溉用水計量管理存在的主要問題

1.農(nóng)業(yè)灌溉用水計量設(shè)施保有率和統(tǒng)計數(shù)據(jù)精度低

北京市自2002年實行水資源“開源、節(jié)流、保護、利用”26項措施以來，對全市農(nóng)用機井進行了機械式水表的裝配。由于農(nóng)用機井防護設(shè)施配套差，水表受長期磨損、凍脹及人為損壞等影響，再加上產(chǎn)權(quán)不清、維修更新力度弱，導(dǎo)致農(nóng)用計量水表保有率較低，通過隨時更換，僅有2 000余眼機井具備計量能力，其余灌溉機井的用水統(tǒng)計只是依據(jù)水電關(guān)系折算估數(shù)，精度差，影響總量和效率考核、水資源費征收、累進加價等管理手段的實施。

2.農(nóng)業(yè)用水管理粗放

北京市農(nóng)業(yè)灌溉年用水指標分解到各區(qū)、鎮(zhèn)后，受計量設(shè)施、管理信息化建設(shè)滯后的影響，無法再分配至各村各井。區(qū)、鎮(zhèn)水資源管理部門也缺乏相關(guān)技術(shù)手段掌握各機井的實時用水情況，難以實現(xiàn)不同種植作物地塊的用水定額控制和水資源費的征收。農(nóng)民購水不便捷，用水矛盾大，村、鎮(zhèn)、區(qū)、市四級用水管理部門履行管理職責投入高、產(chǎn)出低，行政管理效率差。

3.計量系統(tǒng)有待改進

受當時技術(shù)水平制約，超聲波計量設(shè)備、IC卡、射頻卡控制系統(tǒng)、GPRS無線傳輸?shù)冗m宜性的先進計量技術(shù)尚未普及應(yīng)用，安裝的計量設(shè)施基本以機械式水表為主，需人工抄表，分級分類統(tǒng)計上報，數(shù)據(jù)及時性和可靠性受人為影響較大，水務(wù)部門無有效核實手段，且該類計量設(shè)備易受“水錘”破壞、泥沙磨損、凍脹損壞、人為損毀等，導(dǎo)致保有率較低，絕大部分機井計量僅靠電轉(zhuǎn)換估算，統(tǒng)計成本高，準確性差。

4.用水總量及效率考核缺乏基礎(chǔ)設(shè)施支撐

北京市統(tǒng)一要求從2012年開始對各區(qū)、鎮(zhèn)進行分類的用水總量及效率考核。作為全市用水第二大戶，農(nóng)業(yè)灌溉用水考核難以有效落實，除計量設(shè)施不健全外，還缺乏統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)用水管理信息平臺作為考核基礎(chǔ)，管理和監(jiān)控缺乏有效的硬件支撐。

二、農(nóng)業(yè)灌溉用水智能計量系統(tǒng)工程建設(shè)

為緩解首都水資源緊缺的嚴峻形勢，市、區(qū)兩級水務(wù)管理部門在農(nóng)業(yè)用水管理方面進行了積極探索實踐。參照水利部推薦的山西清徐節(jié)水計量管理模式，北京市2010—2013年在通州區(qū)、房山區(qū)分別進行了農(nóng)業(yè)灌溉用水智能計量系統(tǒng)示范工程建設(shè)，2015年以后總結(jié)試點經(jīng)驗，出臺了全國第一個省級《農(nóng)業(yè)機井智能計量建設(shè)管理導(dǎo)則》以及農(nóng)用機井智能計量設(shè)施安裝、現(xiàn)場校驗、遠程監(jiān)測和評價3個北京市地方標準，用以指導(dǎo)全市各區(qū)的計量建設(shè)和管理，目前已基本完成全市除報廢機井外的全部計量安裝和四級信息系統(tǒng)建設(shè)，農(nóng)業(yè)灌溉用水管理方面取得較好成效。

1.通州區(qū)智能計量系統(tǒng)示范工程

（1）示范區(qū)概況

通州示范區(qū)覆蓋耕地面積15萬畝（1 畝=1/15 hm2，下同），涉及 1 400眼機井，工程實施前灌溉用水計量設(shè)施為機械式水表，保有率僅15%；工程實施后，通過安裝智能流量計量設(shè)備和信息系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)了對灌溉用水的精準計量和高效管理，計量率為100%。

（2）軟件平臺

示范區(qū)各村莊分別建立一套村級農(nóng)業(yè)用水計量管理系統(tǒng)信息平臺，實現(xiàn)的主要功能包括：農(nóng)戶充值購水，農(nóng)戶基礎(chǔ)信息登記，灌溉用水控制量、實際用量及余額查詢，農(nóng)戶用水信息的手機短信適時服務(wù)。

（3）硬件設(shè)備

主要硬件設(shè)備包括：智能液體流量儀（XYX-SJK，以下簡稱智能流量儀）、計算機、紅外線抄表儀、讀寫卡機、智能卡。智能流量儀對應(yīng)用電計量，其內(nèi)置CPU利用水電轉(zhuǎn)換擬合數(shù)學(xué)模型，通過采集水泵實時電流、電壓值，結(jié)合井的水位、水泵功率測算水泵的出水量，實現(xiàn)對用水的計量。系統(tǒng)需根據(jù)地下水水位變化對參數(shù)進行調(diào)整，精確在5%以內(nèi)。

（4）系統(tǒng)運行

農(nóng)戶持卡到村級用水管理系統(tǒng)進行充值，到井口智能流量儀上刷卡自動啟停水泵，流量儀自動記錄用水時間、電量及用水量。

管水員持抄表機到智能流量儀上轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)，通過農(nóng)業(yè)用水村級管理平臺將數(shù)據(jù)導(dǎo)出上傳。實現(xiàn)了一戶一卡、預(yù)付水費、累進加價、定額管理、用水總量及效率控制。

（5）建設(shè)及維護資金

原計量是機械式水表，建設(shè)資金約600元/井，1~2年需更新水表。示范區(qū)水電轉(zhuǎn)換計量建設(shè)資金約4 000元/井，避免了機械式水表易受損的狀況，維護由村委會負責。

2.房山區(qū)精準灌溉信息管理示范工程

（1）示范區(qū)概況

房山示范區(qū)覆蓋耕地面積4 022畝，涉及39眼機井，工程實施前項目區(qū)為機械式水表，保有率20%；工程實施了超聲波流量計量、智能卡控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)遠傳模塊等，實現(xiàn)灌溉用水的高效定額管理，計量率為100%。

（2）軟件平臺

該系統(tǒng)分為：村級管理系統(tǒng)和區(qū)級管理平臺。

村級管理系統(tǒng)主要功能：①基本信息管理，包括機井、地塊、農(nóng)戶、管水員等信息編輯、查詢；②智能卡管理，包括開戶和充值功能；③抄表機管理，將紅外抄表機中數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機；④數(shù)據(jù)管理，包括灌溉用水、充值等數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、上報。

區(qū)級信息管理平臺主要功能：①實時監(jiān)測，包括地下水水位、土壤墑情、氣象等信息；②水資源管理，包括水權(quán)分配、用水計量統(tǒng)計、收費管理；③水務(wù)設(shè)施管理，包括水源工程、田間工程及監(jiān)測站點等信息管理。

（3）硬件設(shè)備

系統(tǒng)的硬件設(shè)備包括：超聲波流量計（XYX-CL-CR50）、紅外線抄表儀、讀寫卡機、智能卡、數(shù)據(jù)遠傳模塊等。系統(tǒng)根據(jù)超聲波在水流中的傳播速度變化測量流量，精確度在1%以內(nèi)。

（4）系統(tǒng)運行

區(qū)水務(wù)局根據(jù)年度用水指標，通過信息管理平臺進行水權(quán)分配，村級管理系統(tǒng)根據(jù)下達的村級用水指標對農(nóng)戶進行水權(quán)再分配。農(nóng)戶預(yù)付費用后，刷卡取水灌溉；智能計量設(shè)備自動記錄用水量、時間、用戶等信息，并將信息自動上傳至村級管理平臺，對灌溉用水過程進行監(jiān)管。村級管理平臺定期將灌溉用水統(tǒng)計數(shù)據(jù)上傳至區(qū)級平臺分析灌溉用水量、用水效率。區(qū)級信息管理平臺還可根據(jù)土壤墑情、氣象信息、作物長勢做出灌溉預(yù)報發(fā)布給村級管理平臺，指導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)灌溉，提高用水效率。

（5）建設(shè)及維護資金

房山區(qū)超聲波精準灌溉系統(tǒng)建設(shè)資金約8000元/井（含信息平臺），同通州區(qū)的水電轉(zhuǎn)換計量系統(tǒng)一樣避免了機械式水表易損問題，在提高精度的同時，避免了頻繁的地下水水位調(diào)參。

3.全市推行農(nóng)業(yè)用水信息管理工程

（1）工程區(qū)概況

2015年后灌溉機井智能計量建設(shè)在全市有序推進，共計在129個鎮(zhèn)全面實施，機械式水表得到全面更換，通州試點區(qū)由于是水電轉(zhuǎn)換，精度較低，也同步進行了更新。至2016年年底，全市農(nóng)用機井計量建設(shè)工作全面完成，共涉及機井24 000余眼，耕地面積280余萬畝。工程實施后，通過超聲波流量計、智能卡控、數(shù)據(jù)遠傳、四級系統(tǒng)建設(shè)等，實現(xiàn)灌溉用水管理的細定地、嚴管井、上設(shè)施、增農(nóng)藝、統(tǒng)收費、節(jié)有獎的“十八字”方針，計量率實現(xiàn)100%。

（2）軟件平臺

該系統(tǒng)分為：村、鎮(zhèn)（水務(wù)站）、區(qū)、市四級管理平臺。

村級管理系統(tǒng)除房山試點功能外，還增加了以下功能：①增加作物類別、定額控制和歷次建設(shè)信息、水權(quán)轉(zhuǎn)讓和節(jié)水獎勵情況；②增加一卡多井或一井多卡功能，增加一點多發(fā)及權(quán)限修改功能；③實現(xiàn)硬件故障自動報警、故障類型分析，實現(xiàn)系統(tǒng)及硬件遠程升級。

新增鎮(zhèn)級平臺，主要功能為：全鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)用水統(tǒng)計及對比分析，問題、效率計算及預(yù)測，各村各井用水單元的維護維修情況，水量交易及收費情況。

區(qū)級信息管理平臺主要增加了水權(quán)分配、水量交易、全區(qū)用水效率以及收費和獎勵情況、用水預(yù)測、灌溉指導(dǎo)等。

新增加市級平臺，主要功能為：各區(qū)、鎮(zhèn)、村用水及收費、系統(tǒng)維護及管理，定額管理、水權(quán)交易、考核指標完成情況等。

（3）硬件設(shè)備

系統(tǒng)的硬件設(shè)備包括：超聲波流量計（需到質(zhì)檢局校測合格）、紅外線抄表儀、讀寫卡機、智能卡、數(shù)據(jù)遠傳模塊、設(shè)備柜、四級系統(tǒng)終端等。系統(tǒng)根據(jù)超聲波在水流中的傳播速度變化進行測流，精確度在1%以內(nèi)。

（4）系統(tǒng)運行

區(qū)水務(wù)局根據(jù)市級平臺下達的年度用水指標，通過區(qū)、鎮(zhèn)、村信息管理平臺分配至井，并根據(jù)種植作物種類及面積核定各農(nóng)戶水權(quán)，農(nóng)戶預(yù)付費后刷卡取水灌溉，系統(tǒng)自動計量用水量、時間信息并上傳至村到市的四級平臺，對灌溉用水過程、定額管理、繳費情況進行實時監(jiān)管。

市級平臺可查閱每眼機井、村鎮(zhèn)和各區(qū)的使用管理情況，主要是下達年度指標、提示預(yù)警、完成針對性的考核等。

（5）建設(shè)及維護資金

全市推進的農(nóng)業(yè)用水計量管理系統(tǒng)建設(shè)資金按12 000元/井控制（含四級終端及相應(yīng)的軟件、計量檢測費用），由于用于計量核算，故每臺計量設(shè)備均需通過市質(zhì)檢局的核測，獲得一表一證后方可使用。

4.農(nóng)業(yè)用水智能計量管理系統(tǒng)取得的成效

（1）農(nóng)戶節(jié)水意識提升

該系統(tǒng)實現(xiàn)了分戶計量，改變了農(nóng)戶傳統(tǒng)的用水只交電錢不交水錢的習慣，提高了自覺保護計量設(shè)施的意識，節(jié)水獲獎也可通過平臺水權(quán)交易獲取收入。工程實施后，每年節(jié)約農(nóng)業(yè)用水3 000萬m3以上，節(jié)水率提高10%以上。

（2）村委會統(tǒng)計及維護質(zhì)量提高

遠傳計量，預(yù)付費后使用，再加上用水戶協(xié)會充足的水費收繳解決維護經(jīng)費不足問題，基本消除了灌溉用水收費率低、設(shè)備損壞率高、數(shù)據(jù)抄錄工作量大、維護費用缺乏等村委會面臨的用水管理 “最后一公里”問題，基層管理瓶頸得到破解。

（3）各級水務(wù)管理部門實時動態(tài)監(jiān)控，真正實現(xiàn)精細化管理

市、區(qū)、鎮(zhèn)（站）、數(shù)據(jù)一體化管理，區(qū)別化的軟件平臺突出各自職責，為農(nóng)業(yè)水資源費征收、定額灌溉、水權(quán)交易，以及“十八字”方針落實奠定了基礎(chǔ)，同時有利于客觀考核區(qū)、鎮(zhèn)、村水資源管理和保護方面的政績及用水指標的完成情況。

三、下一步全面深入實施農(nóng)業(yè)灌溉用水智能計量管理的思考

1.加強對農(nóng)民用水戶協(xié)會的建設(shè)和支持

作為“最后一公里”的農(nóng)業(yè)設(shè)施維護責任主體，農(nóng)民用水戶協(xié)會的作用至關(guān)重要。目前各區(qū)的農(nóng)民用水戶協(xié)會建設(shè)不均衡，市、區(qū)級財政每年只有較少的專項資金支持，考核標準、力度不統(tǒng)一，人員管理、專項培訓(xùn)無長效制度保障，從建立之初開始逐漸呈現(xiàn)萎縮態(tài)勢，有的被村里其他協(xié)會逐步替代職責。建議通過水務(wù)、農(nóng)委、民政、財政等幫扶政策，做大做強農(nóng)民用水戶協(xié)會，充分發(fā)揮其維護管理主力軍作用，重新修訂職責和考核辦法，通過農(nóng)民自治組織發(fā)揮設(shè)施設(shè)備維護管理職能，夯實良性運行管理的基礎(chǔ)。

2.計量管理要建管并重，強化考核

“重建設(shè)、輕管理”是制約農(nóng)田水利發(fā)展的重要因素，農(nóng)業(yè)灌溉用水智能計量系統(tǒng)長期穩(wěn)定發(fā)揮作用需要有完善的管護機制支撐。目前建成的計量系統(tǒng)已制定相關(guān)的管護制度和標準，并通過區(qū)、鎮(zhèn)、施工單位、村用水戶協(xié)會四方協(xié)議落實了管護責任，通過收取水費彌補了運維費用的不足，“最后一公里”的主要責任主體和經(jīng)費已落實，但還存在著考核覆蓋面不全的情況。市對區(qū)、區(qū)對鎮(zhèn)、鎮(zhèn)對村只考核用水總量，還應(yīng)加上用水效率、收費率、計量設(shè)施維護正常使用率、計量覆蓋率、水價改革落實率等考核指標，并設(shè)置專項獎勵獎金用于表彰節(jié)水管理突出的單位和個人，將統(tǒng)收費、節(jié)有獎?wù)嬲湓趯嵦帲眯姓褪袌鍪侄瓮七M農(nóng)業(yè)節(jié)水工作持續(xù)良性發(fā)展。

3.加大農(nóng)業(yè)設(shè)施包括計量設(shè)施保護的執(zhí)法力度，嚴懲隨意破壞行為

農(nóng)業(yè)設(shè)施包括計量設(shè)施等，屬涉水工程，使用對象為農(nóng)戶和租戶，依法管理和保護設(shè)施的力度較其他水務(wù)設(shè)施相比有較大差距，導(dǎo)致投入巨大的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)常受到破壞，提前喪失部分或全部功能，工程及資金效益難以充分發(fā)揮，需要重點加強農(nóng)田水利條例、節(jié)水條例、計量法的社會宣傳，尤其對農(nóng)戶的宣傳，實施有獎舉報，發(fā)動廣大村民自覺依法保護農(nóng)業(yè)節(jié)水設(shè)施，同時加大破壞案件的查處力度，形成社會共建共管共享共治的保護機制。

4.試點推行合同節(jié)水、建管一條龍管理

結(jié)合農(nóng)業(yè)高效節(jié)水工程建設(shè)和農(nóng)業(yè)水價改革的推進，試點實施包括計量設(shè)施管理在內(nèi)的維護體制改革。目前各村的用水戶協(xié)會過散，水平參差不齊，同時還承擔著農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的職責，難于專注維護管理工作，高效節(jié)水工程建管中常出現(xiàn)建設(shè)方只管建設(shè)，維護方受制于質(zhì)量和不專業(yè)問題，耗費大量人力物力造成投入大產(chǎn)出低，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)高效節(jié)水設(shè)備、設(shè)施、工程使用年限短，維護不及時，不能長久發(fā)揮工程效益。建議引進能源部門合同管理的理念，將全區(qū)涉農(nóng)設(shè)施的建、管、用、維統(tǒng)一交給一家有資質(zhì)、聲譽好的涉農(nóng)專業(yè)企業(yè)，通過PPP及合同指標約束并考核企業(yè)管理情況，年底通過效益分紅、維護資金分配彌補企業(yè)利潤，實現(xiàn)低利潤、專業(yè)性、長效化的管理新機制，使政府通過市場調(diào)節(jié)手段提升資金效益和工程效益。