崔 越，王立權(quán)，李鐵男，江星池，申一德

(1.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江省水利科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

本文依托農(nóng)業(yè)水價綜合改革項目，以阿北灌區(qū)為研究對象，重點探索北方灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水初始水量分配方法。通過創(chuàng)新終端用水戶管理方法，建立以總量控制、定額管理為原則的灌區(qū)農(nóng)業(yè)水權(quán)制度，這將對阿北灌區(qū)水資源的最優(yōu)管理、水價改革的實施起著十分重要的作用。

阿北灌區(qū)以水稻種植為主，位于黑龍江省虎林市阿布沁河左岸平原，是虎林市的一個重要水田灌區(qū)[1]。灌區(qū)的主要用水來源于阿布沁河[2]。阿布沁河上游為林區(qū)，阿北灌區(qū)位于阿布沁河中下游，阿北渠首位于東方紅鎮(zhèn)東北5 km處的阿布沁河干流上，灌區(qū)年取水量2324萬m3。

1 灌區(qū)運行管理現(xiàn)狀與問題

通過對阿北灌區(qū)運行管理現(xiàn)狀的調(diào)查和分析，灌區(qū)存在的主要問題主要體現(xiàn)在日常管理、運行維護(hù)、制度建設(shè)等方面。

(1)灌區(qū)取用水實行總量控制不能落實到位。阿北灌區(qū)取用水管理仍處于傳統(tǒng)階段，耕作與灌溉方式粗放，工程跑冒滴漏問題突出，渠系修繕不及時，農(nóng)戶節(jié)水積極性不高，灌區(qū)取用水總量控制指標(biāo)形同虛設(shè)。

(2)灌區(qū)管理體制機制不完善。灌區(qū)管理是灌區(qū)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的保障[3]。阿北灌區(qū)目前在運行管理、工程維護(hù)、水價改革、用水計量、水權(quán)確權(quán)、水費收繳等方面制度建設(shè)不完善，灌區(qū)工程管理機構(gòu)不全、管理制度缺失，導(dǎo)致灌區(qū)不能正常發(fā)揮效益，嚴(yán)重影響灌區(qū)改革進(jìn)程。

(3)灌區(qū)工程管理不到位。灌區(qū)經(jīng)過數(shù)十年的運行，重點工程遭到嚴(yán)重破壞。渠道滲漏嚴(yán)重以及被侵占、侵種現(xiàn)象多處可見，輸水過程中損失大量水資源，使灌溉水利用系數(shù)處于較低水平，加上渠道內(nèi)雜草叢生，致使渠道嚴(yán)重阻水。

2 灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水量初始分配實施范圍

2.1 水量分配對象

以支渠為單元組建灌區(qū)農(nóng)民用水戶協(xié)會，實行終端用水戶管理。組織用水戶維護(hù)灌排渠系工程，協(xié)助灌區(qū)管理單位對用水戶收取灌溉用水費[4-5]，促進(jìn)農(nóng)民積極參與到灌區(qū)自我管理中[6]。此次研究將灌區(qū)范圍內(nèi)具有土地經(jīng)營權(quán)的且在工商部門進(jìn)行注冊登記的土地承包人作為灌區(qū)農(nóng)民用水戶協(xié)會的主要成員。在灌區(qū)用水戶協(xié)會的管理下，形成用水戶自我管理模式，建立出符合現(xiàn)階段市場條件下的用水管理制度，實現(xiàn)對灌區(qū)協(xié)會成員用水實行嚴(yán)格控制總量的目的[7]。

2.2 水量分配范圍

2.2.1 灌區(qū)劃界

根據(jù)農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)土地耕種現(xiàn)狀調(diào)查公示數(shù)據(jù)成果以及河流走向，灌區(qū)初步設(shè)計渠系布置，對灌區(qū)劃界：灌區(qū)范圍東至虎饒公路，西部和南部以阿布沁河為界，北至阿北引水總干渠和東部截流溝，與完達(dá)山南麓和東方紅林場相鄰，灌區(qū)管理范圍見表1。

表1 阿北灌區(qū)管理范圍基本情況

2.2.2 用水戶協(xié)會劃界

阿北灌區(qū)90%以上水資源利用量取自阿布沁河，此次研究以灌區(qū)內(nèi)支渠為單位進(jìn)行用水戶協(xié)會劃界。以灌區(qū)范圍內(nèi)具有量測水設(shè)施的支渠灌溉范圍為協(xié)會邊界，以灌區(qū)設(shè)計灌溉面積為依據(jù)，將灌區(qū)劃分為一干渠新中、一干渠新路、二干渠、三干渠、四五干渠等5個農(nóng)民用水戶協(xié)會。由于設(shè)計灌溉面積之外的水田不具備完整的水文邊界和計量水設(shè)施等劃分協(xié)會的條件，所以不進(jìn)行協(xié)會劃分。阿北灌區(qū)水量分配實施范圍見表2。

3 灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水量初始分配方案

3.1 灌區(qū)用水測算

3.1.1 灌溉設(shè)計保證率

根據(jù)上游水文站基本資料分析，阿北灌區(qū)屬于來水不穩(wěn)定地區(qū)。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》GB 50288—2018，確定灌區(qū)設(shè)計保證率為80%[8]。

3.1.2 需水量測算

(1)灌區(qū)渠系布局。 農(nóng)業(yè)灌溉用水有效利用系數(shù)是決定灌區(qū)水量的重要指標(biāo)[9]，渠道數(shù)量、長度、以及渠道完好率等是影響利用系數(shù)的主要因素，因此，灌區(qū)的渠系布局直接影響灌區(qū)的水量分配。

表2 阿北灌區(qū)實施范圍

基于衛(wèi)星遙感影像和Arc GIS技術(shù)，對灌區(qū)的渠系布置進(jìn)行精確分析，灌區(qū)現(xiàn)有渠首樞紐工程1座，已完成的主要灌排工程即渠首工程引水總干渠1條，長度20.92 km；干渠6條，全長18.29 km，混凝土襯砌長度15.4 km，渠道襯砌率95.36%；支渠19條，長度27.87 km，混凝土襯砌長度14.5 km，渠道襯砌率52.03%；排水溝道36條，長度60.04 km，排水進(jìn)入烏蘇里江及大西南岔水庫。

(2)配置方法。 采用定額作為農(nóng)業(yè)用水戶協(xié)會初始水量分配指標(biāo)。

Ln=DSn

(1)

式中：Ln為n協(xié)會獲得的水量，m3;D為初始水量分配定額,m3/hm2;Sn為n協(xié)會土地灌溉面積,hm2。

(3)分配水量測算。通過計算灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水有效利用系數(shù)，可以得到灌區(qū)的灌溉定額，結(jié)合灌溉面積得到灌區(qū)內(nèi)各協(xié)會初始水量。具體如下：

η=ηsηf

(2)

α=β/η

(3)

L=αS

(4)

式中：ηs為渠系水利用系數(shù)；ηf為田間水利用系數(shù)；η為灌溉水利用系數(shù)；β為凈灌溉定額,m3/hm2；α為毛灌溉定額,m3/hm2；S為灌溉面積,hm2；L為分配水量,m3。

將灌區(qū)內(nèi)幾個典型渠系水利用系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均后得到的相同級別的渠系水利用系數(shù)作為代表值，同時應(yīng)修正襯砌渠道的損失率[10-12]。

參照黑龍江省水文局《灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)試驗分析》，依據(jù)阿北灌區(qū)及各農(nóng)民用水戶協(xié)會管理水田的地理位置、土壤性質(zhì)和地下水位等條件，結(jié)合農(nóng)民灌溉經(jīng)驗，分析確定灌區(qū)各協(xié)會的田間水利用系數(shù)。

根據(jù)《黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)用水定額》[13]，虎林市水田凈灌溉定額范圍在4800～5700 m3/hm2。計算確定阿北灌區(qū)凈灌溉定額4800 m3/hm2，測算阿北灌區(qū)各農(nóng)民用水戶協(xié)會毛灌溉定額詳見表3。

表3 阿北灌區(qū)農(nóng)民用水戶協(xié)會相關(guān)系數(shù)

3.2 初始水量分配

根據(jù)阿北灌區(qū)各協(xié)會毛灌溉定額，堅持以水定地、水隨地走的原則，對各協(xié)會水權(quán)確權(quán)的灌溉面積進(jìn)一步確認(rèn)，對灌區(qū)設(shè)計灌溉面積范圍內(nèi)的水田進(jìn)行水量初始分配。阿北灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水水量初始分配結(jié)果詳見表4。

表4 阿北灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水水量初始分配

阿北灌區(qū)年取水許可量2324.00萬m3。經(jīng)計算，阿北灌區(qū)設(shè)計灌溉面積內(nèi)灌溉用水量2060.77萬m3，設(shè)計外農(nóng)田灌溉所需水量1220.52萬m3，合計需水量3281.29萬m3，區(qū)域水資源量可滿足阿北灌區(qū)設(shè)計灌溉面積內(nèi)農(nóng)田灌溉取用水需求。

4 結(jié)論與建議

阿北灌區(qū)取水許可證登記水量2324.00萬m3，灌區(qū)總需水量3281.29萬m3、初始分配水量2060.77萬m3，其中一干渠新中農(nóng)民用水戶協(xié)會分配水量455.43萬m3，一干渠新路農(nóng)民用水戶協(xié)會分配水量243.33萬m3、二干渠農(nóng)民用水戶協(xié)會分配水量281.97萬m3、三干渠農(nóng)民用水戶協(xié)會分配水量762.34萬m3、四五干渠民用水戶協(xié)會分配水量317.70 m3。雖然區(qū)域水資源量可滿足阿北灌區(qū)設(shè)計灌溉面積內(nèi)農(nóng)田灌溉取用水需求，但灌區(qū)總需水量已超過虎林市水務(wù)局發(fā)給阿北灌區(qū)年取水許可水量，不利于灌區(qū)節(jié)約利用水資源，因此建議灌區(qū)實行定額用水管理和超定額累進(jìn)加價收費進(jìn)行管理收費。

以阿北灌區(qū)為例進(jìn)行農(nóng)業(yè)用水初始水量分配方法應(yīng)用研究，在有效推動農(nóng)業(yè)水價綜合改革項目實施的基礎(chǔ)上，不僅明確了北方灌區(qū)取用水戶的權(quán)利和責(zé)任問題，為下一步確權(quán)登記做準(zhǔn)備，而且推動水資源節(jié)約和保護(hù)機制的建立，對緩解北方地區(qū)農(nóng)業(yè)用水問題具有重要意義。建議如下：

(1)由于灌區(qū)內(nèi)計量水設(shè)施不完善，沒有對灌區(qū)內(nèi)部分用水戶進(jìn)行水量分配，使這部分用水不能實現(xiàn)總量控制，水資源浪費現(xiàn)象得不到改善，因此，灌區(qū)管理單位要加快骨干工程節(jié)水配套改造和維修養(yǎng)護(hù)建設(shè)，以優(yōu)質(zhì)的“硬件”條件推動農(nóng)業(yè)水價綜合改革的實施。

(2)對于灌區(qū)內(nèi)已經(jīng)分配完的水量，要盡快進(jìn)行水權(quán)確權(quán)，加快農(nóng)業(yè)水權(quán)制度建設(shè)，結(jié)合總量控制指標(biāo)對用水戶進(jìn)行登記、發(fā)證，嚴(yán)格要求用水戶按照用水定額用水，實現(xiàn)水資源合理配置，補齊灌區(qū)水權(quán)和農(nóng)業(yè)用水制度“短板”，為農(nóng)業(yè)水價綜合改革提供堅實基礎(chǔ)。

(3)對灌區(qū)內(nèi)用水進(jìn)行確權(quán)后，建立農(nóng)業(yè)用水水價機制，實行計量收費、梯級收費，用價格約束農(nóng)業(yè)使用水量，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水價改革的最終目的——節(jié)約用水。