新农村节水综合管理制度与智能节水新技术应用探讨_陈蓓青
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CHINA WATER RESOURCES 2020.21
新农村节水综合管理制度与
智能节水新技术应用探讨
陈蓓青 1,2,陈苏春 3,沈定涛 1,2,谭德宝 1,2,夏 煜 1,2
(1.长江水利委员会长江科学院,430010,武汉;2.流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室,430010,武汉; 3.浙江省永康市水资源供水管理中心,321300,永康)
摘 要:节水型社会建设是国家长期坚持的一项战略任务,是建设资源节约型、环境友好型社会的重要组成部分。通过对新农村节水综合管理制度和新技术应用的探讨,从制度层面、管理层面和技术层面为节水管理与节水 型社会建设提供实用化的实施方向和新技术监管手段。
关键词:新农村节水管理;制度建设;智能节水平台
Studies on integrated management mechanism for conservation under new countryside initiative and application of intelligent water saving technology//Chen Beiqing, Chen Suchun, Shen Dingtao, Tan Debao, Xia Yu Abstract:Water-saving society initiative is a long-term strategy and an important part of building a resource-saving and environment-friendly society in China. Based on research on integrated water-saving management under the new countryside and potentiality of new technology application, guidelines for practical implementation and measures for supervision of new technologies for water -saving society establishment are discussed from system, management and technical dimensions.
Keywords: water-saving management under the new countryside; system construction; intelligent water-saving platform
中图分类号:TU991.64+TV 文献标识码:B 文章编号:1000-1123(2020)21-0060-03
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节水型社会建设是国家长期坚持的一项战略任务,是建设资源节约型、环境友好型社会的重要组成部分。 全面建设节水型社会是我国新时期治水工作的重要任务, 也是缓解我国水资源供需矛盾和确保水资源可持续利用最根本和最重要的途径之一。
我国是农业大国,水是农业的命脉,农村水资源承载能力与水环境承载能力是新时期新农村建设中必须考虑的问题,节水管理是对水资源社会循环中取水、供水、用水、耗水、排水等行为的全过程管理。 如何节约用水, 改善水环境质量, 保障经济社会可持续发展,成为新时期新农村发展必须解决的重大战略问题。
目前, 我国农村供排水管理大多是粗放型。一方面,灌溉用水十分缺乏,
田间与渠道配套不足;另一方面,浪费现象严重, 输水管网渗漏现象普遍,水资源损失比例高,同时用水没有实施有效的计量,缺乏高效智能的区域水资源管理手段, 农民节水意识也比较淡薄, 未形成用水付费和节约用水等观念。
一、有效的制度建设是新
农村节水型社会建设的基础
有效的制度建设是新农村节水型社会建设的基石, 通过制度体系构建,激发用水主体的主动性,规范农村水资源的开发利用行为, 使得各项具体节水措施所发挥的总体功能大于各单个措施的功能之和, 是节水型社会建设的核心与根本特点。 从整个节水管理体系来看,可以分为取水环节、供水环节、用水环节和退排水环节。
取水环节是对各用水户需求和利益确认及分配的重要环节,涉及的制度主要包括水量分配制度、 区域经济社会发展规划水资源论证制度、建设项目水资源论证制度、 取水许可制度、水权管理制度,以及地下水开采制度等。 农村的水权管理制度应以现有的取水许可制度为基础, 即利用水行政许可的方式规范取用水资源行为, 保障区域水资源的可利用量并兼顾水资源使用收益等因素。 农业灌区的水行政主管部门建议按照行政许可制度的要求, 为灌区管理单位核定可取用水量并发放取水许可证, 灌区管理单位对水权进一步细化和量化, 分配到最小的农村用户单位, 并可利用多种手段对取用水进行全过程跟踪管理, 确保取水用水的合法性和规范性。
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收稿日期:2020-09-11
作者简介:陈蓓青,教授级高级工程师,主要从事水利信息化应用研究。
基金项目:国家重点研发计划课题(2019YFC0408805);水利部技术示范项目(SF-201801)。
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供水环节是节水管理中重要的控制环节, 水质、水量、中水回用、分质供水均在这个环节把控,包括的主要管理制度有计划用水管理制度、建设项目节水设施管理制度, 以及水价制度、分质供水制度。 一般来说,农村供水工程具有投资大、规模小、供水量不大等特点, 由于农村居民承受水费能力普遍较低, 造成后期供水工程无法按照成本收费、 管理部门维修与改造经费不足等困难, 使得供水工程难以健康发展。另外,水源地保护存在水污染、饮用水不安全等情况。 因此,建议供水工程按照有利于发挥工程效益的原则明确工程产权,并落实责权,规模相对较大的供水工程可由水利部门统管, 小型供水工程则可以租赁或承包等方式落实到村集体或个人,并建立供水管理服务站,负责村镇乃至县级的供水工程运行和管理。
用水环节一直是节水管理的重中
之重, 各类节水制度也在这个环节不断新增和完善,包括水权交易制度、水资源有偿使用制度、 取用水户节约用户奖励制度、总量定额双控制度等。水资源有偿使用制度和取用水户节约用户奖励制度均是利用经济的手段培养农村居民的节约用水意识, 促进农村用水方式的改变。总量、定额双控制度则是依据水资源开发利用必须坚持 “以供定需”的原则,以总量控制结合定额管理来保障区域水资源的可持续利用, 定额制定可根据当地经济发展和水资源变化情况,定期予以修订,以保障区域用水的合理性。
取排水环节作为节水管理的最后一链,其管理好坏直接影响当地及下游水环境的优劣。 长期以来我国农村居民对污水的排放相对随意,由于人口居住分散,使得污水排放呈现面广分散、排放时间与地点均不规律的特点,并且农村居民对污水处理缺乏认识,排水系统大多依靠自然条件形成,排污口分布凌乱,直接排放率高。因此在退排水环节的制度建设上,应
有针对性地完善排污许可制度,加强对污水集中收集处理系统与农村排水管网的改造建设,加强排污口的科学化监督管理,合理制定取用水户退排水的监督管理指标。
二、科技手段助力新农村
节水管理
随着新技术的不断发展,越来越多的高科技以其高效、便捷的特点应用到新农村的节水管理中。
1. 倾斜摄影测量技术
倾斜摄影测量技术改变了以往航测遥感影像只能从垂直方向拍摄的局限性,可通过多台传感器从不同的角度进行数据采集, 快速、高效获取丰富的数据信息,建立真实的倾斜摄影三维模型,真实地反映地物的实际情况,如建筑物外观、位置、高度等属性,以及周围的道路、植被等信息, 满足人们对三维信息的需求,并具有高效率、高性价比等特点。
在新农村节水型社会建设中,可以利用该技术获取的数据进行灌溉渠系规划、取用水管网设计等,同时, 将这些数据作为信息化系统的本底数据,在此基础上开发各种实用化功能模块,让使用者有身临其境的使用体验,提高管理与决策的水平。
2. 基于分区管理的管网漏损评
价与监测
供水管网安全运行是农村居民生活的基本保障,农村管网漏失不仅会导致大量优质水资源的浪费,而且极可能导致供水卫生安全隐患和地下公用设施损失等次生危害。 因此做好管网漏损控制是实现农村节水降耗、 提高水资源利用效率的重要措施。 由于管网一般都深埋于地,漏失点实时监测非常困难,管网漏失的实时监测和预警一直是目前管网漏损监测研究的重点。
管网漏损评价是有效进行漏失
监测和控制的基础,可以从漏损水量
评估、管线漏损状况评价和管网漏损
状态评价等不同尺度进行。 对农村管网漏损水量进行定量评估,可以反映该管网的整体健康状况、农村用水管理水平和农村用户的节水意识水平。而管线或管网漏损状态评价,则可以为管网漏损检测和管网维护更新方案的优化提供科学支持。
我国农村管网漏失严重的主要原因之一是管道老化、 漏失监测缺失, 经过研究与试点建设, 发现压力控制是目前见效最快的漏失控制措施。 由于漏水点的泄漏速率与压力直接相关,在满足用户用水需求的前提下, 通过降低管网压力, 能有效降低漏失水量和管网的破损率,从而实现节水、节能、降耗和延长管网使用寿命的目的。
目前, 新技术已开始在农村应用,供水分区管理也逐渐从城镇普及转向在农村实施。 分区管理的原理是利用流量来判断供水管网中特定区域稳定的泄漏水平,并通过夜间最小流量进行连续的比对,一般利用凌晨1 时~5 时基本无用户用水影响的时间段,来分析和确定每个片区的水量运行规律,找出相对平衡的最小水量基数,通过一段时间对节点水量的跟踪与分析,可以实现水量异常的实时预警,从而及时安排漏损点的排查与修复, 快速锁定漏水区域, 快速排查出漏点所在的位置。 在具体实施中, 可根据农村管网的实际情况,构建管网拓扑结构, 建立多级分区计量单元,并依托智慧管网系统,实现压力、流量、水质等数据的实时监测, 当监测到某一分区或支路流量超过事前设定的警戒值, 就可以发出预警,精准指导检修人员快速发现漏点,实现漏损点的处置。
3. 大数据支撑下的农村智能节
水平台建设
“互联网+”背景下数字信息化技术的高速发展,正全方位地改变着水利科技发展。 以新一代信息技术为支撑, 以开放、共享、多元互动、协同治
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理的模式, 通过多源数据采集、汇聚与融合分析,实现水治理体系协同化与水利管理智能化。
在节水型社会试点中,智能节水平台建设可围绕 “水源保护-全过程节水-排水治理-再生回用”的成套技术与管理体系,面向区域水资源开发利用过程,精准掌握水资源取、用、排情况,为水资源循环利用新模式提供
图 1 农村智能节水综合管理及调配系统功能概图
信息化支撑。在农村,可重点针对农村管网漏损、农村污水处理与净化监测以及农业智能灌溉用水等方面, 通过实施监测、优化调配、风险评估和预报预警等功能的实现, 构建农村智能节水综合管理及调配系统,见图 1。
系统可利用互联网技术实现信息的共享查询。 针对农村用水户,在管网上安装计量设施及传输设备,即可通过远程终端对关注的区域用水情况进行实时查询,并通过后台的专业模型计算,对区域输水管网漏损情况进行评估及预警,同时提出未来管网改造的优化方案,方便对分散式的农村用水户取用水进行精细化和科学化的管理。 针对农村再生水灌溉, 也可以通过增设计量设施对取用情
况进行计量,结合降雨预报远程设定灌溉用水量, 实施精准灌溉, 所有数据可传输到后台数据库,供管理人员和科研人员日后分析使用,从而推动农村再生水灌溉的普及和推广。
三、结 语
近年,随着科学技术的不断发展与进步, 农村居民节水意识不断增强,从精确地理信息的获取,到集成智能模型技术的大数据智慧化平台支撑、 农村供水管网漏损监测评估与预警、农业再生水精准灌溉,新技术的应用正不断改变着农村用水方式和用水管理模式, 随着新农村节水综合管理制度的不断完善和深化, 以及新技术应用的不断推进, 必将走出一条可行
的农村精细化、科学化节水之路。 ■
参考文献:
[1] 邹洁玉. 新农村节水型社会制度建
设刍议[J] .水利发展研究,2007(3).
[2] 查曼丽. 构建节水型社会制度建设三维结构应用研究[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2015(6).
[3] 刘丹,程卫帅,黄薇.长江流域节水型社会制定建设框架体系研究[J].节水灌溉,2008(12).
[4] 李梅艳. 农村居民生活用水现状及用水量影响因素分析[D] .南京:南京农业大学,2011.
[5] 杨国东,王民水.倾斜摄影测量技术应用及展望[J].测绘与空间地理信息, 2016(1).
责任编辑 杨 轶
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(上接第 54 页) 基于评价成果, 钱江水务有限公司负责实施差别化水价, 永康市水务局负责在取水许可量、计划取水等方面针对 A、B 类企业予以优先考虑,其他部门负责按部门职能组织实施资源要素差别化配置。
3.建立水耗准入指标协同推进
机制
以确定的水耗指标为基础,永康市水务局将全市用水强度控制指标分解至各行业,并结合域内现有企业水耗指标计算成果,以优先域内五金行业发展为原则,核定出各行业水耗准入指标, 并报与工业园区管理部门、经信局、自然资源与规划局等相关部门。 相关部门在引进企业过程中,对企业严格实行按照水耗准入指标进行准入管理,仅允许达到或领先
于水耗准入指标的予以进入。
四、建 议
1. 加强水耗指标权重的科学性
亩产效益综合评价指标体系包括了八项指标, 且按照综合评分对企业进行分类。 其中水耗指标若占比过小,则对企业综合评分影响较小,不能激发企业内生动力, 水资源刚性约束较弱;若占比过大,一定程度上又约束本地经济发展。因此,科学合理确定水耗指标权重对于协调经济发展与水资源之间的矛盾具有重要意义。
2. 加强水耗准入指标确定的研究
水耗准入指标偏松,近期发展得到满足,而中远期发展潜力会受到制约; 指标偏紧, 相当于调高了准入条件, 限制了部分行业或项目的进入,
但可为中远期发展留出较大空间。同时,指标也应考虑区域可许可水量因素。 水耗准入指标可调节空间较大,应充分结合地区实际适当从宽或从严。 ■
参考文献:
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[2] 金华市水利局.金华市水资源公报[R]. 2015—2019.
[3] 吕跃进.强化体制机制创新 推进示范项目建设[J].中国水利,2014(15).
[4] 王浩.深挖节水潜力 共筑幸福江河
[J].中国水利,2020(6).
[5] 永康市人民政府. 永康市工业企业
亩产效益综合评价办法(试行)[Z].2019.
责任编辑 安天杭