正定縣創騰家庭農場負責人王新年正在開啟農灌機井。河北經濟日報記者 吳新光 攝
河北經濟日報記者 吳新光 冀偉
著眼于實現地下水灌溉“限量用水、動態平衡、可持續發展”目標,河北省在全國率先試點探索推行“以電折水”計量模式,實現了對全省農灌機井用水量的精準計量和智能化管理。近日,水利部、國家電網有限公司聯合發文,在全國推廣河北等地農灌機井“以電折水”取水計量和管理工作經驗做法。
核算農灌用水量,為啥不看水表看電表?這一做法究竟好在哪?記者深入多地一探究竟。
“以電折水”,這是個啥算法?
9月23日,河北省石家莊市正定縣正定鎮西邢家莊村,創騰家庭農場負責人王新年來到地頭一眼機井前準備澆地,他掏出手機對著機井上方的二維碼掃一掃,不僅識別出該機井的“身份”信息,年度用水量也一目了然。
“這里的用水量就是按照‘以電折水’方法計量出來的。”正定縣水利局水政水資源綜合服務中心黨支部書記馬源良說,所謂“以電折水”,就是通過研究耗電量與用水量之間的關系,分析確定水電折算系數,進而推算出用水量。
王新年所在的西邢家莊村,共有35眼農業灌溉機井,覆蓋2000多畝農田。“這20畝花生澆一水花了60元電費,農用電1度0.5215元,也就是用了115度電。”王新年掰著指頭算賬,“按我們這里‘以電折水’系數折算后,等于用了280立方米地下水,合澆1畝地用水14立方米。”
核算農灌用水量,不看水表看電表,為啥這筆賬要這樣算?
正定縣創騰家庭農場負責人王新年自從花生地里裝上滴灌管后,澆地特別省電省水。河北經濟日報記者 吳新光 攝
水是生命之源,農業與水休戚相關。河北是資源型缺水省份,長期以來,農業用水量占全社會用水量的60%左右,主要以地下水作為供水水源。
如果測量用水量,按常規做法,給每一眼農灌機井安裝一個水表(取水計量設施),但是全省有農灌機井99萬多眼,點多、面廣、產權分散,直接安裝水表成本高、運維難。多年來,農灌機井取水計量一直是水資源管理的痛點。
2017年,為破解這一難題,著眼于地下水灌溉“限量用水、動態平衡、可持續發展”目標,河北省在全國率先試點探索推行“以電折水”計量模式,歷史上首次用計量方式計算出全省農業灌溉用地下水水量,不僅推動井灌農業用水計量、監測和智慧化管理逐步破題,助力農業用水數字化、智能化,也為其他省份提供了可參考的實踐樣板。
山東聊城陽谷縣東崔村村民李恒均在地頭告訴記者,他也用上了這個“好法子”:“想知道澆地用了多少水,看看使了多少電就行,這法子既方便又牢靠!”
“以電折水”,咋換算?
河北省水利廳水資源管理處王銳智表示,多年的工作經驗顯示,農業灌溉既然光盯在“水”上面管理難度大,不妨換個思路,在與之緊密相連的“電”上做文章。由此,得出“以電折水”計量的關鍵,一是建立農灌機井水-電信息檔案,二是“以電折水”系數的測算。
2021年4月,河北省水利廳同省內兩家電力公司簽署戰略合作協議。按照水利部門提供的農灌機井名錄,基層電工利用移動終端掃描機井二維碼和電表條形碼,逐井完成水-電信息檔案關聯。
正定縣西邢家莊村一處“以電折水”典型監測站點。河北經濟日報記者 吳新光 攝
“由于農灌機井都安上了遠程費控電能表,早就不需要上門抄表了,每眼機井的用電量都上傳到‘電力看水資源’平臺,然后再匯總到河北省水資源和節水管理綜合業務平臺。”國網河北省電力公司數字化部工作人員康之增說,雙方實現了水-電檔案信息實時動態更新,聯合推進“水資源管理+電力大數據”監管新模式。
那么,“以電折水”系數又該如何測算呢?
正定縣共設有22個“以電折水”典型監測站點,其中西邢家莊村有3個,這些站點安裝了傳感器采集機井的水泵電壓、電量、水位、水壓、瞬時流量等數據,進行關聯。有了這些信息,就能夠測算出區域“以電折水”系數。
馬源良介紹,“以電折水”系數與井深、水泵年齡、水泵功率、取水次數等都有關系,因此,各鄉鎮、各村的“以電折水”系數都不一樣,并不是一個固定數。現在,正定縣“以電折水”系數平均值是2.44,也就是一度電對應取用水量2.44立方米。
區域“以電折水”系數測算也在不斷優化。2019年以來,河北省選擇具有典型代表性的農灌機井,安裝在線計量設施,實測機井取水量和用電量,逐灌次計算“以電折水”系數,為區域“以電折水”系數測算提供依據。截至2023年底,全省已建成“以電折水”典型監測站點5757處,站點平均密度達1.03處/萬畝。
此外,為確保“以電折水”計量準確,2022年,河北省水利廳會同電力部門、技術支撐部門和科研院所,依托全省“以電折水”監測站網數據,開展“以電折水”系數復核工作;聯合電力部門構建農灌用電精準提取數據分析模型,自動剔除非農灌用電。
正定縣水利局水政水資源綜合服務中心黨支部書記馬源良,在野頭村監測站點介紹“以電折水”系數迭代優化的情況。河北經濟日報記者 吳新光 攝
“以電折水”,管住了啥?
河北省水利廳在總結完善試點經驗的基礎上,積極推廣“以電折水”,努力惠及更多農戶,助力農業用水數字化、智能化。
對于“以電折水”計量的意義,中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心副研究員齊永青認為,“以電折水”讓節水灌溉策略落了地。首先是推動了農業節水灌溉,讓農民使用地下水灌溉有了“水量”概念,知道用水量是有限額的,超過限額就要繳納農業水資源稅,促進了管灌、噴灌、滴灌等高效節水灌溉模式的推廣。
“我們引導農戶將冬季灌溉冬小麥的次數從3次減少到2次,節水成效顯著。”齊永青說,“但是節水量有多少,灌溉用水量還能壓減多少,并沒有確切數字。很多時候,我們的節水灌溉策略成了‘空中樓閣’。”
在河北省水利廳水資源管理處處長石錦麗看來,“以電折水”計量在促進節約用水、推進區域用水總量動態管控、精準管控地下水取用、助力地下水超采綜合治理等方面發揮了重要作用。
“每月10日前電力部門向省水利廳共享上月全部農灌機井‘以電折水’數據成果。”河北省水利廳相關負責人介紹,農灌機井“以電折水”的建設應用,為全省全口徑取水計量監控補齊了一塊重要拼圖。根據全省農灌機井取水量,對水資源利用實施精準化監管。
河北所處的華北平原是我國人口數量最多的平原,多年地下水超采讓華北平原成為巨大的“漏斗區”。
河北省水利廳相關負責人表示,區域取水量可以作為地下水超采綜合治理的一個數據支撐。結合“以電折水”數據成果,可以實時跟蹤每一個農灌機井啟用情況。如果發現已申報關停的農灌機井仍有取水行為,水利部門將及時進行現場核查,杜絕明關暗用現象。同時,“以電折水”數據成果也可以識別超限額用水的農灌機井。
此外,河北省水利、電力部門還進行了合作管控地下水的探索。馬源良介紹,2024年3月在正定縣正定鎮設立了兩個水電聯控監測試點。有地表水灌溉條件、仍取用地下水的,水利部門給電力部門下達指令,電力部門可以遠程切斷灌溉機井的電源,達到地下水超采綜合治理的效果。
“花生地旁那眼機井以前井深是70多米,現在井深到了40多米,地下水位上升了30多米呢!”王新年高興地對記者說。