关键词：水资源现状；高效节水4.0；滴灌技术；发展模式
前言：呼图壁县是一个水资源相对匮乏的地区，境内多年平均降水量为173.6mm，蒸发度2196.9mm，属典型的大陆性干旱气候区。呼图壁河作为灌区主要供水水源，年内分配不均，最大月径流量是最小月径流量的25倍。作为天山北坡经济带的重要组成部分和乌昌经济发展的核心区域，农业灌溉占总用水量的94%，水资源配置不合理、水资源开发利用率过高、地下水超采，造成资源性缺水。大力促进农业高效节水提质增效，已经成为破解呼图壁水资源短缺“瓶颈”。如何破解这一“瓶颈”，呼图壁将农业节水提上了重要议事日程，加快用水结构调整，建设节水型社会，为美丽生态宜居呼图壁建设提供水资源保障。下文中就主要阐述呼图壁县高效节水发展经历的4.0模式及取得的效益。
1.水资源现状
1.1呼图壁县是全国首个高效节水示范县之一，也是全疆首个国家现代农业示范区，现有灌溉总面积138万亩，有效灌溉面积116万亩，呼图壁县境内有2条河流，地表水年径流量为4.89亿m3，其中：呼图壁河年径流4.56亿m3、雀尔沟河年径流3100万m3；地下水总储量为2.69亿m3，年均实际可供开采1.97亿立m3。缺乏骨干水利枢纽工程控制调蓄，造成资源型缺水和工程型缺水并存，季节性缺水严重，水资源短缺已成为经济社会发展的“瓶颈”。
1.2呼图壁县坚持继承与创新相结合，将发展高效节水农业作为促进县域经济健康发展的全局性战略，在探索高效节水模式的过程中，不断在管理制度上做文章，在管理标准上抓提升，在管理方式上求突破，有效提升了灌溉管理的标准化和规范化，推动了农业转型发展的四项变革：即农业灌溉方式的变革，农业生产方式的变革，农业经营方式的变革，农业管理方式的变革。被授予全国首批高效节水示范县、全国水权水价综合改革试点县、全疆首个国家现代农业示范区、自治区标准化、规范化农业高效节水核心示范区，促进了经济效益、社会效益、生态效益同步增长。到目前节水灌溉面积已经达到130万亩，占全县总灌溉面积138万亩的94%。灌溉农作物已扩大到小麦、玉米、辣椒、番茄、打瓜、油葵、甜菜等10多种农作物，灌使用范围由原来的农作物种植应用扩大到林果、苗木花卉种植。滴灌技术由原来的人工控制闸阀发展到现在手机智能化控制管理，控制面积由原来的单井小块条田控制发展到现在的大首部万亩控制。由传统的高效节水向自动化、智能化、信息化应用。打响了高效节水发展4.0模式，走出了具有呼图壁特色的崛起之路，也为跻身‘西部百强县’提供坚实的水利支撑。
2.农业高效节水历经的发展模式
纵观呼图壁县农业节水的发展，大致经历了四个阶段，四个转型即农户分散管理向土地联营合作社统一管理的转型，滴头大流量向小流量技术的转型，劳动密集型向技术智能型的转型，技术单一型向综合集成型的转型。
2.1高效节水初级阶段（高效节水1.0）：防渗渠道建设从毛渠、土渠到浆砌石、干砌石，改进了田间灌水技术，有效地杜绝了水的跑冒渗漏，提高了水资源的利用率。2000年至2008年，主要是固定节水形式的“小白龙”低压软管灌和固定节水形式的喷灌和管道灌。“小白龙”低压软管灌每年节水面积超过10万亩。喷灌为当时的主要形式，在各农场广泛推广。管道灌是用管道替代田间斗渠、农渠，以苗木灌溉为主。在这一阶段经历了节水滴灌的初步探索，逐步由常规滴灌取代深埋式滴灌。
2.2常规节水灌溉的成熟阶段（高效节水2.0）：2009年至2013年，常规滴灌大面积推广阶段，每年新建10至15万亩，以大规模推广膜下滴灌、地埋式滴灌等高新节水技术为主，注重新技术、新产品和新材料的应用。为有效减少农业灌溉对地下水的开采量，呼图壁县对河水滴灌技术领域进行了积极探索，在充分考究、论证、计算和试验的基础上，创新设计了“单向斜跨式”、“双向内斜跨式”、“双向外斜跨式”、“双向内外斜跨式”、“溢流屋脊式”、“网笼”式等6种具有高度集成特点的不同形式的“系列沉沙、除漂、去生、过滤池”（大首部），并将此科技成果因地制宜地转化为工程实践，具有池体小、工程量省、造价低、无需动力、运行费低等优点，破解了普通河水滴灌电力设施配套和首部工程建设投资过大的瓶颈，是河水滴灌技术推广应用领域的一项重大创新。通过不断改进和优化，“大首部”技术的应用现已历经四代，截止2011年共建成“大首部”5座，辐射面积达到6.95万亩。以联丰村3.0万亩“大首部”系统为例：其采用新式滤网板双向斜跨式“沉沙、除漂、去生、过滤池”，设计流量1.5m3/s，承担着河水沉沙过滤和32个独立滴灌系统的输水作用，滤网板替代了常规河水滴灌配套的砂石+网式组合过滤器，减少过滤设备投入98万元；利用重力供水，无需动力加压，减少电力设施投入640万元，降低电力消耗62万元；与普通河水滴灌相比，年节约运行管理费用116万元。同时，本着“优先采用地表水，地下水补充灌溉”的水资源调配原则，将联丰村原有井水滴灌系统全部并联到大首部供水管道覆盖范围，并将机电井作为备用水源全部封存，通过采用地表水、地下水互补技术，实现了“两水”联合调度的目标，有效促进了水资源的合理开发和有效利用。
“大首部”、“小首部”全面推广，渠道由原来的人工修渠转变为现在的模块化、工厂化生产、自动化安装，人工开闸变成自动化控制，变革了农业灌溉方式，实现了铁锹到鼠标的变革，实现了农作物的精准灌溉。实现了从单一条田向规模化、集约化转变，从单纯地下水灌溉向地表水自压灌溉转变，从常规节水向以滴灌为主的高效节水转变，从单纯的高效节水向灌区（流域）水资源优化配置转变。
2.3.高效节水自动化阶段（高效节水3.0）：2008年至2014年，以探索创新节水新技术和科学管理模式为主。最早是在2008年高效节水示范项目中探索，规模相对较小，总面积5万亩左右。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2011年，呼图壁县以建设高新技术集成基地、示范基地、展示基地、培训基地等“四大基地”为重点，以规范化农业高效节水核心示范区，建设“标准化、规范化大田滴灌示范基地”、“节水新技术、新设备、新材料的展示基地等为平台，以打造亮点、建设精品、创新技术、提升管理为突破口，建立了运转高效的指挥体系、合作共建的协调体系、统筹推进的规划体系、多元整合的投入体系、规范运行的管理体系、创新应用的科技体系等“六大保障体系”，坚持以点串线、以线带面，切实做到优惠政策向示范区倾斜、重点项目向示范区集中、扶持资金向示范区投放、先进技术向示范区覆盖、管理机制向示范区渗透，综合推进了示范区建设；因地制宜地采用了万亩河水自压滴灌大首部技术、河水自压滴灌技术、井河互补联合调度技术、滴灌自动化控制技术、低压小流量技术、小流量技术、水利综合信息平台技术、高效节水工程数字信息定位管理技术及滴灌条件下的水、肥、盐综合调控技术等9种新型实用技术，引进了新疆水科院自主研发的拥有知识产权的无线控制软件、自动反冲洗网式过滤器、传输设备RTU、电磁阀及小流量滴灌带，有效提升了呼图壁县农业高效节水的科技含量。建成高效节水面积7.1万亩，其中实施滴灌无线自动化控制技术8000亩、水肥盐综合调控技术6000亩，小流量技术1.3万亩。田成方、树成行、渠相连、路相通、高产稳产、节水高效的标准农田基本形成，已初步具备了农业高效节水标准化、规范化建设管理内涵的诠释和各种新技术、新产品、新设备的展示功能，已成为全疆标准化节水的典范和现代化农业的样板，开创了高效节水的暂新时代。
根据高效节水灌溉自动化和常规灌溉的对比分析：滴灌棉花亩均增产籽棉60～70公斤，番茄亩均增产3～4吨，辣椒亩均增产600公斤以上，小麦亩均增产50公斤以上；每个农工可从过去管理20亩农田提高到200亩以上；农田亩均用水由420方/亩降低到320方/亩，节约劳力费30%～40%，降低运行成本80～100元，实现亩均增收500元以上；农民收入的60%源自种植业效益，种植业收入的40%源自高效节水收益。2011年，呼图壁县农民通过高效节水获取的直接经济效益达3.2亿元，人均增收3990元。
2.4呼图壁县充分发挥高效节水示范县的引领作用，进一步探索阶段高效节水智能化阶段（高效节水4.0）：以稳步推进智能化灌溉和社会化服务为主，充分发挥水利信息中心的凸显优势，采用通信网络、云计算和大数据分析等现代信息化技术，实现标准统一、互联互通、资源共享、业务协同的“智慧水利”。通过高效节水4.0模式一步步深化，实现干支渠及水源和渠首全部实现闸门智能化控制和灌溉高调度信息化，通过农业水权水价改革项目，斗渠以上全部实现远程智能计量监测，灌溉机井实现智能计量控制。有效促进水资源的优化配置和合理利用，实现了粗放型管理向精细化管理的转变，高效节水向高效用水转变，管理水利向经营水利转变，农业用水向社会用水的转变，开启了智能灌溉的全新篇章。
3.高效节水的效益分析
3.1实现单一投入向多元投入的转型
呼图壁县进一步完善“以奖代补”机制。在认真落实区、州补助政策的基础上，不断完善和落实农田水利建设新机制，积极推行“以奖代补”，实行“多干多补”和“边验边补”。对以土地合作联营模式建立合作社推广高效节水的，每亩补助165元，并拿出资金对乡镇、村场干部进行奖励，极大地调动了基层干部和广大农牧民群众的积极性，为全县农业高效节水稳步快速发展奠定了基础。二是进一步完善项目资金整合机制。将项目作为推动农业节水的助推器，坚持“打捆资金，拼盘项目”的原则，按照农业节水规划，以水利为平台，把农业综合开发、土地整理、优质棉基地、中低产田改造、小型农田水利重点县、高效节水示范县建设、现代化灌区示范区建设等项目作为农业高效节水发展的载体，优化整合建设资金，有效地发挥资金集聚效应和放大效应作用，最大限度地实现高效节水工程效益。2006年至2012年期间，全县累计投入高效节水建设资金54614.1万元，其中：争取国家投资4005万元、自治区补助资金5666万元、自治州补助资金223万元，县财政配套资金3882.7万元，拉动农牧民筹资34837.4万元。
3.2实现高效节水向高效用水的转型
通过实施高效节水，农业灌溉保证率和综合效益大幅度提高，农业用水大量结余。为此，呼图壁县以高效用水为关键，以水权制度改革为突破口，于2010年试点启动了军塘湖河流域水资源优化配置试点工作，切实开展了涉水负担调查、灌溉用水定额测定、渠系水利用系数测定、作物灌溉定额对比试验等基础工作。同时，明确了农业初始水权，制定了水量交易办法，按照灌溉用水定额和农户二轮土地承包地面积，计算确定了农业初始水权并核发水权证1500本，认定水权面积5.52万亩，核定初始水权水量2311万立方米，并初步探索了“农业综合节水-水权有偿转换-工业高效用水”的循环机制，开创了跨行业优化配置水资源的先例，促进了“农业节水支持工业，工业反哺农业节水”补偿机制的逐步建立。通过“总量控制，定额管理”的全面实施，项目区灌溉、生活、工业、生态各业用水比例由2009年的92:0.3:0.5:7.2变化为89:0.3:2.7:8.0，总体实现了“一个目标（农业灌溉用水比例逐步降低，工业、生态等用水比例不断提高的总体目标）、两个增强（农村生产力发展水平和农业生产应对风险的能力两个方面得到进一步增强）、两个突破（政策性的突破和全社会用水观念的突破）、三个提升（水资源综合利用效率的提升、水利工作整体水平和层次的提升、农业现代化能力的提升）、四大转变（由田间单一节水向灌区、流域和全社会节水转变、由单一为农业供水服务向经济社会全方位供水服务转变、由田间单一节水技术应用向集成系统综合技术应用转变、由单一分散分户的生产、经营向专业合作组织为主导的统一生产经营转变），为全县“科学、合理、优化、高效”地配置水资源和进一步促进农业高效节水标准化、规范化发展奠定了坚实的基础。
结束语：呼图壁高效节水4.0模式的发展，是从零散到规模化的一个突破，从数量到质量的突破，从单一分散到集中统一的突破，从传统到现代智能的突破。构建了高效节水农业的五化体系：即措施多样化、技术高新化、建设标准化、工程精品化、管理智能化。实现了农民增收，农业增效，农村增绿的目标。呼图壁县立足水资源禀赋，高起点规划、高标准建设、高效益推进，将以改革创新为目标，以水资源综合开发和高效利用为方向，打造水清、岸绿、景美的生态宜居呼图壁，奏响智慧水利最强音。
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作者简介：方雪尔，女，汉族，1977年11月出生，籍贯江苏，学历本科，取得水利工程师中级职称，考取二级建造师证。呼图壁县水利局河湖管理中心负责人，主要从事河湖管理，节水农业发展，水利工程运行管理等工作。
论文作者:方雪尔,
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第6期
论文发表时间:2020/5/9