哈密地区高效节水及水利信息化建设概况

哈密地区农业高效节水工作在自治区水利厅的大力支持下，在哈密地委、行署的坚强领导下，以深入开展节水型社会建设为载体，以落实最严格水资源管理制度为核心，以“定额管理、总量控制”为主线，以“节水型农业”建设为主攻方向，在中央、自治区财政节水补助政策和资金支持下，充分发挥农牧民节水投入的主体作用，大力发展节水型农业，到2013年底，建成以膜下滴灌为主的高效节水工程107万亩、占总灌溉面积的80%以上。农业高效节水工程建设有力地促进了哈密用水结构调整，农业用水比例由2005年的88.1%调整到目前的80%，用水效率和效益显著提高，灌溉水利用系数由0.4提高到0.56，农业单方水效益由1.21元提高到4.52元，万元农业增加值用水量由8212立方米降低到2211.36立方米。

随着哈密地区被自治区确定位为“国家能源基地、新疆副中心城市、一级综合交通枢纽、新型工业化主战场和重要增长极”，新型工业化、城镇化和农牧业现代化快速发展，用水需求不断增加，经济社会发展必然带来用水结构调整，农业、工业和城市节水水平将不断提升，精细化管理与信息化管理要求不断提高，推广先进节水灌溉新技术、建设规范化、标准化、自动化农业高效节水和顶层规划、顶层设计，建设高标准水资源信息系统势在必行。

哈密农业节水由90年代以干、支、斗、农四级渠道防渗建设为主，到1999年达到全防渗并开始建设高效节水，初步形成了以农业高效节水工程为主的设施农业、哈密瓜、棉花、大枣滴灌，节水灌溉面积占总灌溉面积的80%以上。自2012年以来，在已有高效节水基础上加大农业节水改造升级，为加强示范引领作用，在哈密市农业生产区先后建设完成了4个共计6万亩高效节水自动化灌溉示范区和300亩智能化灌溉实验点（分别是哈密现代农业园区示范区4万亩、节水实验中心示范区1万亩、长青农牧有限公司示范区 1万亩、大泉湾乡三道城示范区0.14万亩）迈出了地区高效节水由工程型节水向管理型节水转变的步伐，增强了科学管理示范带动作用，节水效果显著。同时，不断研究和推广痕量灌溉、冠层弥雾灌溉试验示范节水灌溉新技术、新方法，为“定额管理、总量控制”和实施精准化管理奠定扎实基础。

哈密地区水利信息化建设自2009年实施以来，分别从各专业、地、县（市）建立了水文自动化监测站、工业、城市用水和城市生活排水实时监测系统、地下水水位自动监测、山洪灾害信息监测与预警系统、石城子水库工程信息化系统、灌区量水遥测信息系统、用水计量和IC卡远传系统、远程计量与视频监控系统和灌区自动化控制系统，建成自动水文、雨量监测数据采集60余处、4000多眼机电井数据采集、水库库区监控、闸门闸位监测及闸门启闭等工程监测30余处，建成重工业供水实时监测系统、7座农村饮水水厂远程计量、自动控制与视频监控系统等，并分别建设了信息平台。

为解决地、县（市）之间和各水利各专业部门信息资源共享和系统平台建设多、标准不统一等问题，按照“顶层规划、顶层设计、统一标准”的要求，统一规划、统一标准，委托黄河水利委员信息中心完成哈密地区水利信息化规划，以水资源管理为核心，整合、集成现有信息化系统，建立覆盖全地区水资源信息系统，覆盖全区防汛指挥系统、水情、雨量监测分析，水利工程管理，山洪灾害预警防治、取供水、排水实时监测、三维遥测系统、地下水水位、水质动态监测等水利信息网络建设，取水许可申请审批管理和会商机制，全面开发水利信息资源，健全信息化管理体制，形成法规、标准规范和安全体系框架，全面提供准确、及时有效的信息服务。实现水资源统一管理、资源共享、决策优化和“一张图、一张表、一条信息”数字化水利、信息化水利等系统，提高水资源管理和信息化服务整体水平，为落实“定额管理、总量控制”和实施严格的“三条红线”管理制度和要求，提供强有力的信息化支撑。

哈密市现代农业园区滴灌自动化控制及农户培训中心示范区简介

哈密市现代农业园区是集城乡统筹发展、农业高效节水、特色林果业种植、菜篮子生产基地、农业观光旅游为一体的国家级现代农业科技示范园区。园区总灌溉面积7.9万亩，已全部建成高效节水工程。

2012年起按照“高起点、高质量、高效益”的要求，在发展以膜下滴灌为主的农业高效节水灌溉模式下，实施由工程型节水向管理型节水转变，实现“农业灌溉由高效节水到高效用水的升级”,严格执行轮灌制度，进一步降低灌溉定额，进一步提高农户管理水平。开展典型示范，在现代农业园区高效节水工程的基础上，率先规划6万亩并已实施4万亩滴灌自动化控制和300亩智能化灌溉技术实验，建成农户自动化灌溉培训中心一处。

自动化灌溉控制系统是根据农作物生育期科学设计轮灌制度，通过自动控制机电井及电磁阀的开启度适时适量地进行精准灌溉，有效约束了人为延时灌溉等不利因素，彻底改变传统灌溉理念，是灌溉技术上的又一次变革。自动化灌溉控制系统科技含量更高，管理水平更先进，节水效果更明显，灌溉用水管理达到了标准化、精准化的目标。

自动化滴灌控制系统核心技术采用四川大学自主研发的“阀门控制器及其控制方法”和“自动化滴灌嵌入式田间控制器”（该技术已获得国家发明专利，并填补了国内空白）集成的信息系统进行自动化实验、推广。系统通过首部控制器控制水泵、田间电磁阀和上传实时用水信息，依据作物生长期设计灌溉制度，按照单井“定额管理”，引导井长自主管理首部控制器并严格执行轮灌计划，使得轮灌制度在“总量控制”下得到了落实。

通过试验示范，自动化灌溉系统实施和管理取得了良好的社会经济效益和节水效益。

一、严格落实灌溉定额和轮灌次序

哈密市现代农业园区将枣树灌溉制度中6个生育期内的灌水次数分解为18次，灌水定额遵循少量多次的原则。例如大枣在果实成熟后期的第三次灌水定额为26立方米/亩左右，可分两次循环灌溉，单次灌溉13立方米/亩来实现，既减少局部径流和蒸发损失，又使湿润深度更深，促使作物的根系向下发展，从而吸收更多的水份和养份，即保证了作物的生长需水又达到节水增效的目的。第二次循环灌溉时，以与灌水定额26立方米/亩相关的灌水时间为依据，在第一次灌溉基础上自动调整电磁阀的启闭时间来完成。

二、自动控制，省时省力

滴灌系统升级到自动化控制，所有电磁阀的启闭和水泵运行均由井房内首部控制器控制，既严格控制了灌溉时间，杜绝延时灌溉，又减轻了劳动强度，节省了大量的劳动力。

三、管理先进，节水显著

用灌溉自动化控制系统来保障 “定额管理”下的轮灌得到严格执行。通过应用灌溉自动化控制系统已实现大枣亩均用水量由滴灌的450立方米/亩降至380立方米/亩，节水10%-15%。

四、系统水压自动监测，提高灌溉均匀度

通过系统压力分析，改变灌水时数，提高灌溉均匀度。根据实时监测结果，分析并管理滴灌系统运行效率，实现了少量多次、自动化精准灌溉。

五、节约投资，提质增效

灌溉自动化控制系统是在已建成的高效节水灌溉供水系统的基础上升级改造而成，从而避免重复投资。通过实施灌溉自动化控制系统，每亩可节省电费等生产成本150元左右，亩均提高综合经济效益500元左右。

六、专业技能培训，提高管理水平

在培训中心开展以个体农户为主的自动化灌溉系统操控技能培训工作，目前已分期分批对建成4万亩灌溉自动化控制系统的所有井长进行专业知识和实践操作培训，管理水平得到提高，保证了系统正常运行。

哈密市节水实验中心“定额管理、总量控制”精细化管理示范区简介

近年来，为探索干旱缺水地区农业节水、增产新模式，哈密市节水实验中心承担着全市不同区域不同作物的定额测试，建立健全灌溉制度，对机井用水全面安装智能计量设施和用水实时监测、监控等措施，实施农业灌溉“定额管理、总量控制”标准化、精细化、信息化管理；采用自动化滴灌系统、痕量灌溉技术和冠层迷雾节水新技术，为节水新技术与栽培技术创新、试验、推广积累典型经验。

一、开展不同区域不同作物的定额测试，确定灌溉定额标准

多年来，按照科学严谨的工作态度，开展不同区域内的主导作物如大枣、葡萄、哈密瓜、棉花等农作物灌溉定额测试工作。节水实验中心通过对土壤持水率、湿润半径、湿润深度以及枣树物候期的生长发育情况等数据的采集和研究分析，确定了大枣苗期前三年灌溉定额在200立方米/亩以内；丰产期的灌溉定额在350立方米/亩-380立方米/亩左右，确定灌溉定额标准。滴灌枣树与滴灌棉花相比，滴灌枣树节水100立方米/亩，单方水所产出的效益是棉花的3.5倍以上。通过定额测试工作，充分体现了实施科学管理，精准灌溉的节水成效，也为哈密市深入推进“标准化灌溉、定额配水、量化管理”工作夯实了技术依据。

二、实时计量监测，落实“定额管理”标准化、精细化、信息化管理

自地区2006年推行“定额管理、总量控制”的量化管理以来，哈密市已基本实现全覆盖，因计量设施落后，不能全面实现精细化管理。为落实最严格水资源管理制度，以先进的计量措施，建立“定额管理、总量控制”水资源管理信息系统，全市3255眼机电井已安装了超声波流量计、配套水量遥测终端、智能IC卡等设备，总安装率90%以上，实现了实时在线监测、监控。计划2014年底在线监测率达到100%，并全面实行 “五个一”管理模式（一眼机电井、一块智能水表、一张IC卡、一份电子档案、一套收费台账），着力加强机电井“定额管理”，核定单井控制面积用水总量，实行刷卡提水，先缴费、后用水、超用水自动关停水泵的实时监测、监控管理水资源信息系统管理，实施“超定额累进加价”制度。哈密市节水实验中心还对西部区域各乡（镇）机电井实施在线监管。现代计量设施建设、水资源信息系统管理有力促进了“定额管理”标准化、精细化、信息化管理。

三、节水实验中心自动化灌溉系统建设情况

自动化灌溉控制系统着眼于“定额管理”的精细化实施，使用水户科学用水、精确计量，引导农业由传统粗放型的灌溉管理方式转向精、准、细的节约型灌溉管理方式。节水中心在单井控制面积225亩上，实现了水资源管理信息系统与自动化灌溉控制系统的有效整合。自动化灌溉控制系统是在原有管网、滴灌带、IC卡控制采水总量等基础条件下，仅仅增加首部控制器1台、田间控制器2台，电磁阀控制器4台。升级后的自动化灌溉控制系统新增亩均投资仅为180元，减少了重复投资，避免了浪费。

四、开展灌溉新技术试验、示范

开展由水利厅引进的“痕量灌溉技术”和“十一五”自治区重点科研项目“冠层弥雾技术”在实验中心开展试验。“痕量灌溉技术”是一种地下、低压灌溉的新型节水灌溉技术，是根据土壤毛细管作用原理，借助一定的重力，结合现代膜过滤技术而研发的一种新型节水灌溉技术。该技术具有工作压力低、避免地面水量蒸发、改良土壤等优势；“冠层弥雾技术”是将现代微灌技术在枣园空间上进行集成，在枣树冠层利用微喷技术形成迷雾，在盛花期实施喷雾，能够形成局部高湿、适温环境，实现保花坐果达到增产之目的。

哈密市农村供水管理站（西郊水厂）信息化平台建设简介

为保障农村饮水安全，哈密市共建饮水安全工程96处，覆盖了95%以上的农村人口。其中建设中型以上集中供水水厂7处，配套各类闸井5000多座，铺设干支管1700多公里，供水覆盖哈密市14个乡镇、2个园区和20多所学校，共解决了1.8万多户8万余人和30多万头（只）牲畜的安全饮水问题。

哈密市水利局以西郊水厂为试点，主要依托自治区山洪灾害监测预警系统硬件设施建设，按照“顶层规划、顶层设计、统一标准”的要求，建成哈密市农村供水管理站（西郊水厂）信息化平台，实现了水资源管理信息系统、农村饮水安全信息系统和山洪灾害监测预警信息系统的集成和信息资源共享，避免了重复建设，节省了建设资金，为实现哈密市水利现代化、有力推进水利信息化建设奠定了基础。

一、农村饮水安全信息系统

集自动制水、生产数据监测、管网运行监测、水质监测、安防监控、数据上传、状态反馈、水源井水位监测、安防为一体。

自动制水：根据水位数据自动选择启闭水泵，自动制水。

管网运行监测：实时监测管网节点的运行状态，包括流量、压力数据指标。

生产数据监测：实时监测各水泵的生产数据，如：电压、电流，功率、压力、流量、机井水位、清水池水位等。

水质监测：监测余氯、PH值、浊度等数据。

安防监控：包括电子围栏及安防摄像头。

事件报警记录：为确保水厂安全运行，系统自动记录所有报警和操作事件。

报表：生成各种报表，显示各类数据曲线。

二、山洪灾害监测预警信息系统

山洪灾害监测预警信息系统的软件由自治区水利厅统一提供。山洪灾害监测非工程措施自动监测站点的通讯方式主要采用移动通讯和有线电话进行数据上报和信息传输。其中：8个自动雨量站、5个自动水位站、5个自动水雨一体站均选用GSM/GPRS通信；27个简易雨量采用电话上报。为有效开展避灾减灾，可通过山洪灾害警报传输通信网、计算机网络、电话、短信、广播等手段及时准确地向山洪灾害危险区发布预警信息。

目前哈密市水利局已完成农村安全饮水信息化控制平台、西郊水厂的信息化管理、山洪灾害沟口洪水预警系统建设，水资源管理信息化系统建设正在调试运行中；完成了水利重点工程安全监测终端设备布设。计划用1-2年的时间完成：

一是完成其余6个水厂的信息化管理建设、山前洪冲积扇

和泄洪通道洪水监测预警系统，重点水利工程的监测控制平台建设。

二是将整合、集成水资源管理信息系统、农村饮水安全信息系统、山洪灾害监测预警信息系统，重点工程安全监测系统，完善信息平台的各项功能，建成哈密市水利信息化系统，提高水资源管理和信息化服务整体水平。

长河集团长青农牧有限公司农业灌溉自动化控制系统简介

哈密市非农企业农业种植面积已占哈密市总种植面积的1/3，为充分发挥非农企业规模经营的优势，推动非农企业转变节水理念，实施农业灌溉集约化、自动化和精准化管理，哈密市在长河集团下属的长青农牧有限公司开展了微喷灌自动化控制系统的试验和示范推广工作。

长青农牧有限公司是哈密地区林果业种植重点龙头企业，总种植面积近6万亩，为提高大枣在花期的授粉率和坐果率，改善田间空气中的温湿度，达到提高单产、优质、增效、增收的目标，公司2013年规划建成3万亩微喷灌自动化灌溉系统，将原有的滴灌系统改为微喷灌系统，以矮化密植技术为基础、微喷灌自动控制系统为手段，中心信息大屏平台为主要展示载体，实施农业灌溉技术精准化管理。

微喷灌自动控制系统主要包括脉冲式电磁阀、状态反馈传感器、阀门器、路由器、首部控制器和远程控制中心。该系统集无线网络节点自动监测与报警，电磁阀开关状态实时监测，墒情与养分在线监测，气象数据自动监测，相关数据统计与分析等功能为一体，统筹考虑降雨、蒸发、土壤墒情和农作物需水需肥等规律，实现有效降雨、地表水和地下水联合调用，按期、按需、按量自动供水。

长青农牧有限公司微喷灌自动化控制系统试验主要取得以下成效：

一、节省劳动力，降低了人工成本

高效节水灌溉，闸阀由人工操控，每人只能管理150亩，高效节水自动化灌溉控制系统中的电磁阀是在中央控制室操控，而中央控制室一般只配两个专业人员管理，按1万亩测算，微喷灌自动化控制系统仅人工工资一项每月就可节约15万元。

二、精准化管理，节省了电费

微喷灌自动化控制系统严格按照轮灌制度灌溉，实现了按作物生长需求适时、适量、适度灌溉，大大降低了电费成本。

三、提高作物产量，增加了企业收入

微喷灌自动化控制系统有效调控作物生长的水、肥、气、热条件，解决了灌水和施肥不均的问题，克服了人为不利因素，能有效提高作物产量。

四、发挥企业优势，灌溉工程实行专业技术人员管理模式

非农企业实施微喷灌自动化控制系统，可以发挥企业的规模效应。灌溉技术由专业技术人员管理，可以大大提高灌溉管理水平。

兵团十三师红星一场二连滴灌自动化控制系统简介

按照《现代农业示范团场建设规划》和《团场农业现代化建设2013-2015年行动方案》的具体要求，为加快农业现代化的推进速度，以高标准农田建设为抓手，配套完善路林渠等基础设施，在稳步推广农业常规技术的同时，团场继续加大先进适用技术引进推广力度，全面推广GPS自动导航播种，以高新节水灌溉示范区建设为突破口，实施农业灌溉提质增效“三步走”策略。

第一步：常规灌溉到高新节水灌溉。2001年-2006年棉花全面推广膜下滴灌高新节水灌溉技术，2011年园林全面实现节水滴灌。

第二步：高新节水灌溉到自动化节水灌溉过程。2011年与贵州遵义群建公司合作，试验示范棉花自动化节水滴灌，2013年3万亩棉田全面推广自动化节水滴灌，2014年底园林全面实现自动化。该项技术亩投入成本200元，水资源利用率提高10%以上，可实现棉花增产5%左右，极大地改善了职工劳动条件，降低劳动强度，提高了劳动效率，职工管理定额可增加到150亩，为职工持续增收奠定了坚实基础。

第三步：自动化灌溉向半智能化方向迈进。结合不同作物、不同土壤、不同生育期的需水需肥情况，着手土壤水分、养分参数及小型气候观测仪数据的收集，加入可视化、超声波水流测量仪、泵房控制器、压力传感器等设备，通过建立信息化数据平台，建立智能管理模型，在十三五末初步实现师、团、连三级管控的半智能化灌溉。