秦安县现代节水农业“三网”模式设计

马晓燕，张文兵，庞晓明

（杭州水利水电勘测设计院有限公司兰州分公司，甘肃 兰州 730050）

重农固本是安民之基、治国之要。党的十九大报告明确提出实施乡村振兴，把“构建现代农业产业体系”作为乡村振兴战略的主要措施之一[1]。

秦安县作为林果业大县，苹果、花椒、蜜桃是该县的传统产业，也是当地的主导产业。近年来，秦安县林果业种植规模不断扩大，但因属半干旱山区，区内旱灾频发、持续时间长，加之水利基础设施薄弱，作物在需水关键期得不到及时灌溉，严重影响果品产量和质量，制约着秦安县林果业进一步发展壮大。因此，规划建设以智能节水为目标的现代农业，改变新形势下的管、用水理念和思维，构架强化节水农业运行管理机制体制势在必行。

1 秦安县现代农业发展概况

秦安县隶属甘肃省天水市，位于甘肃省东南部，天水市之北，葫芦河（渭河支流）下游，属陇中黄土高原西部梁峁沟壑区，山多川少，梁峁起伏，是甘肃省18个干旱县之一。县域日照充足、降雨较少、日温差大，夏无酷暑、冬无严寒，为林果业的发展提供了得天独厚的气候条件[2]。

近年来，在县委、县政府指导下，林果支柱产业快速发展，全县果树优质绿色无公害生产基地达2万hm2，进一步实现农民增产增收，促进秦安县快速富强。以蜜桃、苹果、桃树为代表的农产品名扬全国各地，先后被授予“中国名特优经济林桃之乡”“中国苹果之乡”等称号，获得“全国经济林建设先进县”“中国果业发展百强优质示范县”等殊荣。但因受灌溉因素影响，果品产量和质量遭遇瓶颈，严重制约着秦安县林果业进一步发展壮大。

2 区内农田水利工程存在的问题

近年来，秦安县在国家有关部门的大力支持下，实施了多项节水灌溉工程，使全县农田水利建设迈上了一个新台阶。但是，由于地形条件所限，工程实施难度大，20世纪60、70年代，基础水利设施工程建设长期处于不完善状态，多数水利工程的田间配套程度还很低，灌水效率不高，水资源浪费现象严重。

区域水利建设工程存在的问题概括起来主要包括以下几个方面：

（1）现有水利工程基础设施配套不齐全，部分渠道和建筑物年久老化，输水损失严重，水资源利用效率和效益低，保灌能力不足。县域内水利工程始建于20世纪60、70年代，工程建设标准低、缺陷多，田间配套数量不足，工程运行和发挥作用的能力受限；另外，大多已建成的提灌工程因受水源的限制，干旱季节引水量不足，保灌能力低，严重制约着当地农村经济的长远发展。

（2）水利设施建设滞后，现有水利工程供水能力不足，供需矛盾突出。由于资金等因素，区域基本农田和小型水利设施建设发展滞后。已建灌溉工程覆盖面小，农田抗旱能力差，水利基础设施短板严重。随着人口增长、经济社会快速发展，水资源供需矛盾愈加突出。

（3）配套计量和信息化设施不完善，计量精度低，管理手段落后。目前各工程供水计量主要靠人工观测和检查，不利于准确分水、计量和节水，加上渠道自身的淤积、渗漏和损坏，给水费计收和管理维护带来了很大不便，运行管理效率低下，不仅影响灌区收入，也大大阻碍了区域农业现代化的推进和发展。

现今工程运行管理过程中遇到的各种问题，都已经严重阻碍了现代化节水农业技术的推广应用和可持续发展。各种矛盾的凸显，都体现了对水利基础设施建设配套、智能化信息化网络建设和高效、有序先进管理制度改革的迫切需要。

3 建设现代节水农业的必要性

为全面贯彻落实党的十九大和《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》（国发〔2012〕3号）的精神，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，实施乡村振兴战略，深入落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时代水利工作方针和“水资源、水生态、水环境、水灾害”统筹治理的治水新思路，认真落实党中央、国务院决策部署以及甘肃省“深度节水、极限节水”节水行动要求，秦安县人民政府结合县域农村经济发展实际，为充分挖掘县境内水资源潜力，保障当地林果业的绿色、健康、可持续发展，认真研究后提出建设现代节水农业。

在秦安县发展现代节水农业，一是提高区域用水效率和效益、缓解用水矛盾的需要；二是促进当地经济社会可持续发展的需要；三是落实国家政策，助推农业现代化发展的需要；四是实施国家节水行动战略的需要；五是实现新时代水利现代化战略目标的需要；六是实施乡村振兴战略、改善民生、加快缩小城乡差距的需要。

4 规划目标

秦安县现代节水农业主要目标是通过合理利用区内水资源，发展区域内经济林果智能化滴灌面积，建成区域“水网”和“信息网”，以提高县区灌溉水资源保障程度和利用效率、效益，形成灌溉和计量精准、运行安全的智能化灌水系统，使区内原旱作物得到补充性灌溉，提高作物产量和质量，增加农民收入，促进当地农村经济发展，助推农业现代化建设。同时，通过“服务网”建设，改变新形势下的管、用水理念和思维，健全运行管理工作制度、规范运行管理工作流程，提高运行管理的精细化水平，形成灌排、管理、水资源调度、计量等安全、高效、节水、增效的现代化节水农业。

5 现代节水农业发展规划布局

规划发展具有甘肃特色的节水型、智慧型、生态型现代化农业，提出“水网、信息网、服务网”三网总体架构，构建“投、建、管、运、服”为一体的新型建设、管理、服务模式，保证投资长久收益、工程长期运行、农民长期受益，实现耕种、灌溉、施肥、收获、销售等全程的社会化服务，开展现代节水农业示范成为必然。

5.1 “水网”总体布局

秦安县现状可利用水源有葫芦河及其支流地表水、地下水和引洮供水二期工程引调水。

（1）如取用葫芦河地表水，其资源量大，对作物用水量的保证程度较高，经过处理后水质完全能满足工程灌溉需求。但是，由于葫芦河河水泥沙含量较高，根据已建工程经验，同类型取水工程后期运行养护费用较高；

（2）取用葫芦河地下水，其水质较好，但水量比地表水小很多，不能完全满足灌溉需求；

（3）引洮二期供水工程为秦安县供水年指标4876万m3，秦安县城区供水及安全饮水2020年许可1 200万m3，至2035年远景规划年用水2 300万m3，年剩余2 576万m3，可用来灌溉，但需要将其水权性质进行转换。

经综合对比，区域内可利用的水源主要是葫芦河地表水和引洮供水二期工程引调水。

因水低地高，“水网”规划在充分结合和改造利用原有水利基础设施的基础上，通过泵站加压提水到项目区制高点，后自流入田间管网，实现从源头至田间作物用水全过程的闭合水资源利用系统。设计模式为：取水枢纽+加压泵站+田间高效节水模式的“水网”系统布局。通过重大项目示范，实现管网输水、田间节水、专业管理、服务产销一条龙的新型产业链模式，开辟出一条农业发展高质量的新路径，打造中国现代农业的新样板。

首先，根据工程区地形、地质条件，在工程布置时尽可能使供水线路沿现有交通线路布置，以减少工程施工难度，降低工程造价，便利工程的维护和管理，并尽量减小施工沿线对环境的破坏；其次，尽量选择重力流供水方案，以减少运行费用，并达到节能效果；技术上可行，经济上合理，又满足工程运行的需求。

田间“水网”系统综合考虑县域现状及规划年水资源、农业种植、地形、土壤、管理水平、社会经济等因素，选择符合当地实际、适宜区内作物的灌溉方式。灌溉系统一般由干管、分干管、支管、出地管、地面支管、辅管和滴灌管组成。干管按实际地形沿地势较高的位置进行布置，分干管垂直于干管，支管垂直与分干管且沿等高线布置，出地管出地后连接地面支管，地面支管通过三通连接铺管（因每个出地桩控制的小区灌溉面积管理户不同，为了简便、合理收取水费，地面辅管根据现场实际情况铺设到每个种植户的农田，作为一个灌溉小区，地面辅管首端安装球阀控制灌溉）、辅管连接滴灌管进行灌溉。滴灌管沿作物种植方向布置，灌水器间距与株距相对应。

通过“水网”的建设，完善区域水利设施体系，实现精准灌溉，减少输水过程用水损耗，节约水资源，提高区域水资源开发利用效率和用水效益。同时，改善土壤水环境，减少传统水利设施取用水过程中汇入的污物通过渗漏对地下水造成的污染，降低河流面源污染，确保区域生态安全。

5.2 “信息网”总体布局

“信息网”规划布局以统一业务平台为出发点，以灌区雨情、水情、墒情等前端数据采集为基础，以物联网、互联网、通信网等网络传输为依托，以水利农业云计算为核心、云服务信息平台为主线，布局建设服务于区域各级管理机构的全面、科学、实用、智慧的示范区水利农业领域业务应用系统。旨在实现区域信息的采集、处理、加工、存储、传输、反馈的一体化和自动化，其本质是区域管理的信息化。

规划信息化系统主要建设供水专题数据库以及包含基础信息、实时监控以及灌溉管理等应用系统，通过智能门户、“一张图”及“一人一页”提高秦安县高效节水灌溉工程管理效率与服务水平。项目的总体架构可分为基础设施建设、数据资源、应用支撑、业务应用、公共服务、用户以及标准规范和保障体系7部分。建设内容主要包括泵站、蓄水池和管网自动化监控系统，土壤墒情监测仪、小型气象站、通讯网络系统、管理中心、数据库、业务支撑和应用平台。

5.3 “服务网”布局

“服务网”规划布局贯穿于农业灌溉服务、农业全产业链服务的系统性服务；通过政府引导、龙头企业牵头组建区域农业产业化联合体，构建从产前、产中、产后各环节的专业化、市场化的全产业链线上线下网络服务体系。包括农民种植合作社组织建设、农业社会服务化组织建设、金融服务、新型职业农民培训服务、灌区服务、灌溉服务、拓展经营，农资、农技、农艺、农机服务、农产品流通服务等。

通过改变新形势下的管、用水理念和思维，健全运行管理工作制度、规范运行管理工作流程，提高运行管理的精细化水平，重视水资源利用率，实现计划供水、供水计量、按量计收水费。加大水量计量的管理，全面提高水的利用率，增大水利用效益。通过水肥一体化技术提高效率、节约劳动力、减少面源污染，实现更加精准、更加高效、更加节能的“三高”现代化农业生产区。满足供水区人民的生产用水需求，为生态和环境改善提供基本水资源保障，为区域经济发展，提高人民生活水平和全面建成小康社会服务。

6 实施建议

（1）加强组织领导，统一协调推进。秦安县高度重视现代节水农业建设，在统筹推进、创新机制方面积极探索，建立“政府领导、水利牵头、部门协作、上下联动”的工作机制，成立相关部门共同组成的工作小组，共同推动相关工作。

（2）创新投入机制，强化发展基础。积极争取中央、省、市级财政资金投向现代节水农业项目建设。同时，改革创新投融资机制，以财政资金为牵引，鼓励引导国有和民营企业及其他社会力量，以多种模式参与现代节水农业项目建设、运行、服务，充分调动社会各界的积极性，增强产业发展动能。

（3）强化科技支撑，确保优质发展。有关部门及地方要加大支持力度，加强与灌区现代化建设的相关的基础研究和技术研发工作，为方案实施提供技术支持。

（4）重视建设管理，确保工程质量。要按照“先建机制、后建工程”“公益性项目、市场化运作”的理念，创新设施建设和运营模式。完善农业水价形成机制，合理确定投融资模式和运行方式，推进“投、建、管、运、服”一体化创新机制，要严格执行有关建设程序，在建设的同时，明确各部分工程和管理设施运行管理主体、落实管护责任、完善管理措施，确保工程质量，实现工程良性长效运行。