現代灌區的特征與建設重點

王修貴，張紹強，劉麗艷，馬軍朝，羅 強

(1.武漢大學 水資源與水電工程科學國家重點實驗室，武漢 430072；2.中國灌溉排水發展研究中心，北京 100054)

1 灌區現狀與經濟社會發展

新中國成立以來，我國灌溉事業快速發展。上世紀50年代開始至70年代末，我國開展了大規模的水利工程建設，新建水庫8.6萬座，總庫容4 750億m3。改革開放以來，在進行工程建設的同時，又推行了管理體制改革、水價改革等一系列工作，用水效率效益不斷提高。1998年以來，國家啟動了大型灌區續建配套與節水改造，隨后又啟動了重點中型灌區改造、末級渠道建設以及土地整理、農業綜合開發等工作，改善了灌區的基礎設施和管理條件，提升了灌區的服務能力和管理水平。目前，我國基本形成了世界上灌溉面積最大的農田灌溉保障體系，灌溉事業成效顯著。

(1)灌溉體系初具規模。建成萬畝以上灌區5 800多處，其中2萬hm2(30萬畝)以上的大型灌區456處，全國灌溉面積由1949年的1 600萬hm2(2.4億畝)發展到2014年的6 247萬hm2(9.37億畝)，高于印度、美國等灌溉大國，居世界第一。

(2)用水效率不斷提高。灌溉水利用系數由1949年的0.3左右，提高到2014年的0.52；作物水分生產效率由0.5 kg/m3提高到1.5 kg/m3。在全國約50%的耕地上生產了約75%的糧食和90%以上的經濟作物，在保障糧食連續增產的同時實現了灌溉用水總量零增長，農田灌溉水用量占總用水比重由2002年的61.4%下降到2013年的55%，為保障國家的糧食安全和水安全做出了重大貢獻。

(3)行業管理能力明顯提升。大型灌區管理體制改革扎實推進，小型水利工程產權改革成效明顯，灌區管理隊伍的凝聚力和戰斗力明顯增強。專業化社會化的基層水利服務隊伍正在形成，經濟發達地區的現代化灌區試點建設正扎實推進。

但是，同現代農業和新農村建設的要求相比，同實現“兩個一百年”的中國夢要求相比，現代灌區仍然存在一些急需解決的問題。主要表現在：

(1)工程保障能力不強。截止2014年底，全國還有近50%的農田缺少基本灌排條件，40%的大型灌區骨干工程、50%～60%的中小型灌區、50%的小型農田水利工程設施不配套、老化失修，田間配套工程尚不完善。

(2)現代化裝備不足。灌區管理沿用傳統的裝備與技術手段，缺乏有效的監測、控制、調度、信息采集裝備與共享服務，專業人才匱乏；信息化、自動化、智能化程度不高，與快速增長的勞動力成本和提高用水效率的要求不相適應。

(3)管理體制與機制不完善。水利工程的管理體制、產權制度和管護責任、持續運行機制尚未落實，灌溉用水合理水價機制尚未形成，穩定增長的農村水利投入機制尚未完全建立，農民用水戶合作組織發展尚不均衡。

(4)專業化、社會化的服務體系尚未形成。農村水利服務體系亟待加強，新技術、新材料、新設備的研發、推廣、服務的專業化社會化和市場化的機制尚未建立，供求關系和良性互動機制尚未形成。

(5)農業用水方式粗放、比較效益不高。單方灌溉水糧食產量1.5 kg/m3，只有發達國家的70%，農田灌溉水利用系數為0.52，只有發達國家的2/3，很多地方的灌溉方式仍然粗放、灌溉水浪費嚴重。

(6)灌區生態健康缺乏有效保障，不能滿足生態文明建設要求，農業面源污染問題突出。

灌區不僅是農業生產的重要基地，也是自然生態與人工生態的復合系統，對區域生態環境起著重要的支撐作用，但經濟發展比較集中、人類活動強度大，不當灌溉與排水等人類活動對生態系統會造成一定的負面影響，因灌溉不當、施肥不合理引起灌區鹽漬化、面源污染等問題不同程度存在；水土流失、土地沙化需要統籌治理；由于灌溉水利用效率不高、水資源過度開發等原因，一些地區出現河流斷流、湖泊濕地萎縮，地下水位持續下降，局部地區出現地下水嚴重超采等問題，灌區生態保障功能和灌區水安全支撐能力還需要進一步提升。

灌區是農業生產活動最為集中的區域，也是灌溉工程設施最為密集、農業用水保證程度最高、農業產出量最大的區域。2016年中共中央一號文件提出，推進農業供給側結構性改革，加快轉變農業發展方式，保持農業穩定發展和農民持續增收，走產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的農業現代化道路；到2020年確保建成5 333萬hm2(8億畝)、力爭建成6 667萬hm2(10億畝)集中連片、旱澇保收、穩產高產、生態友好的高標準農田。這些任務的落實，首先需要灌排設施的配套。灌排工程具有很強的公益性和基礎性，要實現農業現代化和農村現代化，灌區現代化要先行。同發達國家相比，我國的農業現代化的水平還不高，用水效率和水分生產率還有很大的提升空間，灌區的工程設施、管理設施和管理水平還存在一些不足，灌區在不斷發展的過程中也帶來了一些新的問題，例如，環境、生態、管理、安全、工程質量等等，這些問題的解決，也成為未來灌區發展的導向。因此，國家發展的目標、農業現代化的需求、我國水利現狀與先進國家的差距、發展過程中出現的新問題，既為灌區發展提出了新要求，也為現代灌區發展指明了新方向，開展現代灌區建設成為服務經濟社會一項十分必要與緊迫的任務。

2 現代灌區的內涵特征

黨的十八大確立了“兩個一百年”的中國夢，勾畫出國家現代化的宏偉藍圖。在發展路徑方面提出：“堅持走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化道路，推動信息化和工業化深度融合、工業化和城鎮化良性互動、城鎮化和農業現代化相互協調，促進工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展”。十八屆五中全會提出，到2020年全面實現小康社會的新目標，要求農業現代化取得明顯進展，生態環境質量總體改善。在發展的理念上，提出了“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念。灌區是農業生產活動最為集中的區域，也是灌溉工程設施最為密集、農業用水保證程度最高、農業產出量最大的區域。灌區是實現農業現代化和水利現代化前沿陣地，灌區現代化的內涵可以概括為，用人與自然和諧的現代理念指導灌區建設，用先進技術、先進工藝、先進設備打造灌區工程設施，用現代科技引領灌區發展，用現代管理制度、良性管理機制完善灌區管理，建立公平、可靠、靈活的供水服務和有效的防災減災體系，不斷提高灌區水資源利用效率和農業綜合生產能力，為農業現代化、生態文明建設、全面建成小康社會提供水利支撐。根據上述內涵，筆者認為，現代灌區的應具有以下5個方面的特征，即：健全防災減災能力、有效的灌排保障、完善的管理與服務、高效的水分生產率、優美的灌區生態與環境。

(1)健全的防災減災能力。防洪除澇減災體系完備，有快速響應的自然災害(洪澇旱風雹雪等災害)預警體系和防御機制，能在大災年份保障灌區人民生命與財產安全。

(2)有效的灌排保障。水源工程保證率高、水質符合規范，農田灌排與供水工程體系完善，渠、溝、田、林、路、電綜合配套，滿足農業機械化、集約化和現代化生產要求，農田灌排工程設計標準與當地經濟條件相適應，工程配套齊全、設施完好。

(3)完善的管理與服務。具有健全的專管與群管相結合的管理體系和完善的管理制度，工程管理與運行管理高效，灌溉服務良好，水費計收公開透明，經費籌措渠道穩定可靠，管理維護經費滿足工程運行管護正常需求。灌區實現管理信息化，能夠優化配置水資源，適時適量灌水與排水，滿足灌區現代農業生產用水排水需求。

(4)高效水分生產能力和效率。節水機制與水價形成機制健全，節水灌溉工程與技術得到全面應用，節水成為習慣。因地制宜地合理利用和循環利用水資源，南方灌區注重排水再利用和提高降雨利用率，丘陵地區實行骨干水源與當地中小水源聯合運用，山區注重雨水的收集利用；北方灌區實行井區結合模式，地面水與地下水聯合調度。灌溉水利用系數不低于《節水灌溉工程技術規范》(GB/T50363-2006)的要求。灌區灌溉面積上具有較高的作物產量和產值，灌區內農民具有較高的人均收入水平，人均收入水平和單產穩步增長。單位灌溉面積的灌溉成本合理，灌溉費用回報率較高。

(5)良好的灌區生態與環境。山水林田湖村統一規劃，與當地的自然環境和灌區自然稟賦相協調，河湖塘庫水質符合水功能區的要求；農田排水水質達標排放，排水對下游或外部環境不產生不利影響。地下水多年采補平衡，地下水位適宜，灌區無次生鹽堿化和漬害發生；灌區河流、湖泊、濕地、林草地及旱荒地的生態用水有計劃地補給和保障措施；有濕地保護的計劃與實施措施。

3 現代灌區建設重點

根據現代灌區的內涵與特征，現代灌區應著力建設五大體系，即：防災減災體系、灌排保障體系、技術裝備體系、管理服務體系、水生態水環境保護修復體系。

3.1 防災減災體系

防災減災體系是保障灌區人身安全和財產安全的基礎，包括防洪、除澇工程體系和能夠快速響應的自然災害(洪澇旱風雹雪等災害)預警體系和防御機制。《防洪標準》(GB50201-2014)和《治澇標準》(SL723-2016)對城市、鄉村、重要設施等防護對象都做了詳細的規定。灌區是一個小社會，以農業生產為主，包括多種行業及基礎設施，灌區也是我國農村經濟發展最快、經濟最為集中的地區，現代灌區建設中應首先保障灌區防洪治澇安全，達到現行的防洪治澇標準的要求。由于任何減災工程都有一定的保證率，對于超過工程保障標準的自然災害，應具有防災減災預警預報機制、應對預案和完善的調度決策系統，滿足農業生產與居民生活防災減災要求。

3.2 灌排保障體系

完善的灌排保障是灌區與非灌區的根本區別，尤其是大型灌區應通過高標準的水源保障工程與高效的輸配水系統，實行大中小微等多種類型的水源工程綜合利用，蓄引提排工程的統一調度，充分發揮大中型骨干水源工程的供水保障功能和當地小微型水源工程及北方地下井灌工程的調節和適時配置功能，通過不同功能水源工程的聯合調度，建立有效的灌溉供水保障體系；建立以自排、提排骨干泵站和田間排水網絡，確保澇漬災害的有效控制。在灌溉條件差、灌溉覆蓋率低的地區加強抗旱應急水源建設；在南方丘陵區，充分利用塘堰蓄水便利、灌溉路徑短、輸配水快捷的功能，充分利用地形條件將塘堰與大中型水源工程建立長藤結瓜系統，恢復部分原有塘堰的功能，在一些需要的地區新建一批塘堰工程；在平原湖區、水網地區，加強河湖疏浚與連通，提升灌排調節功能；實施大中小微、蓄引提排工程與天然水體之間的互聯互通與聯合調度；在北方井灌區強化地表水與地下水的聯合調度，防止地下水過度開采。

3.3 技術裝備體系

現代灌區建設的過程，就是不斷用現代科技和現代管理手段裝備灌區的過程。現代灌區應建立以互聯網為基礎的用水計量、墑情監測、信息查詢系統；以智能控制為基礎的輔助決策、控制與調度系統；實施灌溉排水系統的水量水質監測、控制和調度。實現以農田墑情和作物水分生理特征為控制指標的自動灌溉排水與施肥控制。建立節水技術體系，發展先進的節水技術和節水裝備，針對不同地區條件、不同類型灌區和不同作物種植結構，全面實施節水灌溉。通過節水、排水、水肥耦合管理、灌區生態工程建設，提高農田水肥重復利用率，減少農田化學物質排放。

3.4 管理與服務體系

現代灌區應采用現代的管理理念、管理制度、管理方法和管理體制機制改造傳統灌區，建立適應現代農業和現代經濟發展需求的灌區管理與服務體系。應建成專管與群管相結合的灌溉排水工程管理組織；建成責任明確、分工明細、制度完備、運行持續的管理體制和運行機制。形成系統運行維護、產品開發服務、技術支撐保障等工作的專業化、市場化隊伍。具有農村基層水利管理服務隊伍，穩定長效的投入機制，形成民主、高效、規范的管理體制和長效、持續的農村水利運行、維護機制。日前，國務院頒布了《農田水利規劃條例》(國務院令第669號)，對農田水利規劃的內容、程序、責任主體和工程設施建設管理等進行了明確的界定。完善農村水利規劃體系、技術標準，建立常態的農村技術指導和基層培訓制度，將是落實《農田水利規劃條例》的重要工作，也是現代灌區建設的重要內容。

3.5 水生態水環境保護修復體系

黨的十八大報告把生態文明建設與經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設并列，構成中國特色社會主義事業“五位一體”的總體布局。《中共中央 國務院關于加快推進生態文明建設的意見》(2015年4月25日)提出“堅持把節約優先、保護優先、自然恢復為主作為基本方針。”水利部把水生態文明建設作為落實十八大精神的重要舉措，指出“長期以來，我國經濟社會發展付出的水資源、水環境代價過大，導致一些地方出現水資源短缺、水污染嚴重、水生態退化等問題。”因此，建設水生態保護修復體系，既是貫徹落實黨的十八大精神的重要部署，也是遏制目前灌區水生態水環境惡化趨勢的有效手段。現代灌區建設應將灌區節水擺在優先位置，通過總量控制、定額管理、水價機制等形成節水的習慣，通過節水減少廢水的排放。節水工程、技術和制度體系是水生態水環境保護修復體系的第一構成要素。應構建保護與自然修復體系，將河湖水系連通、水污染治理、水源涵養、水土保持、濕地保護、生態景觀等工程體系納入灌區的統一規劃、明確實施與運行的責任主體；在灌區工程建設中，注重生態工程的應用，防止對渠系的過度硬化、白化，在水資源配置與調度中，注重維護河流的生態基流、湖泊及水庫的生態水位，實施灌區的生態補水，有防治地下水過度超采的措施。

應在水利工程前期工作、建設實施、運行調度等各個環節，高度重視對生態環境的保護，著力維護河湖健康，重視水生態系統保護與修復，使工程建設與生態系統保護和諧發展。

4 有關問題討論

4.1 現代灌區建設與續建配套及節水改造的關系

已經開展的大中型灌區續建配套與節水改造工作，主要是針對灌區老化、失修、病險進行的續建、改建、擴建、重建、襯砌及田間工程配套工作而展開，是在原有規劃基礎上進行的完善工作。現代灌區建設則是根據灌區的自然稟賦和現代農業、農村經濟發展要求，運用最新的科技成果包括管理成果，對灌區進行全面規劃和建設的過程。現代灌區建設離不開灌區已有的建設成果，包括基礎設施和管理體系。但現代灌區與已經實施的灌區續建配套與節水改造工作相比，有以下幾方面的區別。

(1)建設內容更加全面。現代灌區建設規劃要打破部門之間、行業之間的條塊界限，融合與灌區涉水事項相關的建設內容進行的全面規劃，包括灌區內各用戶(工業、農業、生活、生態等)的水資源綜合配置規劃及實施、服務各用戶的涉水基礎設施和管理制度規劃及實施等。

(2)建設布局更加系統。將灌區作為一個大系統進行全面梳理和系統規劃布局，從水源到田間，從硬件的基礎設施到軟件的管理服務體系，從灌溉到排水，從水量到水質等個子系統的規劃布局和系統之間的銜接規劃布局等。

(3)以灌區經濟社會需求為導向進行的規劃及實施。全面總結和評估灌區運行多年的經驗和存在的問題，分析灌區發展過程中的需求，以需求為導向進行全面規劃及實施。在灌區的民生水利、安全防護、工程質量保障、生態環境改善等措施方面將呼應灌區的社會需求。

(4)現代技術的廣泛應用。自1998年實施大型灌區續建配套與節水改造規劃以來，世界科技發生了深刻的變化，新材料、新設備、新工藝、新制度、新方法、新技術、新理念在灌區建設、運行管理和改革實踐中得打大量應用，積累了成功的經驗，取得了豐富的成果。現代灌區建設應全面總結現有成果，在規劃和建設中得以廣泛應用。

4.2 現代灌區的標準問題

通過收集整理美國、日本、澳洲、波蘭等世界上10余個不同發展水平國家的江河建筑物防洪標準國內外田間排澇標準與人均GNP的關系圖(圖1)，可以看出其變化的基本規律：在人均GNP<5 000 美元時，符合防洪與排澇標準的增長較快。這是由于治理初期，自然資源相對豐富，工程的效益容易發揮，投入產出比較高；當進一步提高標準以后，曲線呈現出投資的邊際效益遞減效應，同時，投資的機會成本較高。因此，水災害治理標準是在一定的自然、社會經濟和歷史條件下的產物,并隨著社會經濟條件的變化而變化[1]；水災害治理標準在一定的社會經濟條件下具有暫時性和階段性；水災害治理標準發生作用的大小受人類活動干預程度的影響。

圖1 防洪標準與人均GNP(1999年)關系圖[2]

現代灌區的標準包括灌溉、排水、防洪、除澇等標準。根據上述對水災害治理標準的規律性認識，現代灌區的建設標準應與當地的經濟發展水平和自然稟賦相適應，過高和過低的標準都不利于水災害的治理。如果標準過低，現代灌區建設所產生的投入、所建設的工程與灌區的資源、環境和社會需求不匹配，難以發揮應有的作用和效益，造成灌區自然資源的浪費；反之，標準過高，會造成投入過大，效益費用比過小，造成資產的浪費。灌區現代化是一個逐步發展、不斷成熟、全面實現的過程[3]，標準的選擇應著眼于規劃階段的水平年，應具有一定的前瞻性。

灌區工程效益的發揮離不開灌區自然稟賦和管理運行狀況，由于人類活動導致的下墊面條件和水資源的自然稟賦的變化，同樣的灌區工程所發揮的效益并不相同。湖北四湖流域的1994年和2013年的排澇模數的模擬計算表明[4]，由于人類活動造成的下墊面改變，10年一遇1日暴雨，按照2013下墊面所產生匯流的澇水模數，大約相當于23年一遇1日暴雨在1994年下墊面所產生的澇水模數。也就是，排澇標準沒有提高，但由于下墊面條件的改變，所需的排水規模大大增加。

因此，在現代灌區建設中，并不建議過度提高灌區標準，而應通過提高管理水平，通過灌區水資源的有效配置、高效利用、產業結構和作物種植結構的調整，提高灌區的管理服務水平、充分發揮灌排設施的效益，從而提升現代灌區支撐經濟社會發展的能力。

4.3 現代灌區建設應因地制宜、突出特色

我國幅員遼闊，多樣性的氣候、土壤、地形地貌和水資源稟賦，形成了各具特色的灌區建設模式，并積累了豐富多樣的灌區運行管理經驗。例如我國南方山區丘陵區，充分發揮“大中小微、蓄引提排”各類工程的特點實行統一調度，建立以渠道連接各類水源的“長藤結瓜”的灌溉系統，在充分利用降水、提高各類蓄水工程的使用效率，有效地抵御干旱威脅。南方河網水網區，充分利用河網調蓄能力，灌排結合、排水再利用，并通過排水溝道系統上的閘、壩設施實施控制排水，提高水資源利用效率、減少農業面源污染。我國北方井渠結合灌區，充分發揮地下水的調蓄功能，實施井渠結合，地面水與地下水聯合調度；在北方鹽漬化地區，建設排水系統，重視淋洗排鹽，實施膜灌技術，防治鹽分積累。在提高水資源利用效率、補給生態用水、控制土壤鹽漬化等方面發揮了積極作用。現代灌區建設應傳承歷史、總結經驗、因地制宜，建設各具特色的現代灌區。

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致謝：中國灌溉排水發展研究中心韓振中教高、水利部水利水電規劃設計總院李宗禮教高及國內其他專家等，為本論文部分內容的形成提供了寶貴參考意見，特此致謝！

[1] 王修貴，胡鐵松，關洪林，等. 湖北省平原湖區澇漬災害綜合治理研究[M]. 北京：科學出版社，2009.

[2] .王修貴,陳 斌,雷聲隆,等. 對水災害治理標準規律的初步認識[J]. 灌溉排水學報，2008， 27(5):48-50.

[3] 韓振中. 大型灌區現代化建設標準與發展對策[J]，中國農村水利水電，2013,(7)：69-74.

[4] 羅文兵，王修貴，羅 強，等.四湖流域下墊面改變對排澇模數的影響[J]. 水科學進展，2014,25(2):284-290.

[5] 中華人民共和國水利部. 2014年全國水利發展統計公報[M]. 北京：中國水利水電出版社，2014.

[6] 張紹強. 做好大型灌區續建配套與節水改造提高管理水平和管理效率[J]. 中國農村水利水電，2015,(12)：23-26.