高占義

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100038）

1 我國(guó)灌區(qū)發(fā)展概述

我國(guó)處于受季風(fēng)影響較大的氣候區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)灌溉的依賴程度高。在諸多影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的因素中，灌溉是最主要的因素。灌溉農(nóng)田的糧食產(chǎn)量比雨養(yǎng)農(nóng)田的產(chǎn)量高1～3倍。因此，灌區(qū)發(fā)展對(duì)保障我國(guó)糧食安全、農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民增收具有十分重大的意義。

灌區(qū)由灌溉水源工程、灌溉排水渠、溝及控制建筑物和量測(cè)水設(shè)施系統(tǒng)及灌溉農(nóng)田組成。灌溉水源工程是灌區(qū)的首部樞紐，按取水方式可分為蓄水灌溉、引水灌溉、提水灌溉、蓄引提結(jié)合灌溉。灌溉系統(tǒng)的功能是將從灌溉水源引取的灌溉水輸送、配置到農(nóng)田和其他用水戶。灌溉輸配水系統(tǒng)分為渠道系統(tǒng)及管道系統(tǒng)，有些情況下，是由渠道和管道共同組成的混合式輸配水系統(tǒng)。田間灌溉方法和技術(shù)包括畦田灌溉、溝灌、格田灌溉、淹灌、波涌灌、涌泉灌、噴灌、微噴灌和滴灌等技術(shù)。排水系統(tǒng)的功能是排除灌區(qū)多余降水和灌溉回歸水、控制地下水位。灌區(qū)的建設(shè)與管理包括水源工程、輸配水工程、田間灌溉工程和排水工程的建設(shè)與管理［1］。

從1949年新中國(guó)成立至今，我國(guó)的灌區(qū)發(fā)展大致可分為三個(gè)階段：

第一階段為1949年至1979年30年的大規(guī)模工程建設(shè)時(shí)期，我國(guó)農(nóng)田灌溉面積從1949年的1593萬(wàn)hm2發(fā)展到1980年的4889萬(wàn)hm2［2］。

第二階段為1980年至1990年10年的農(nóng)村土地經(jīng)營(yíng)及灌區(qū)管理體制改革時(shí)期，這個(gè)時(shí)期由于投資、投勞的減少我國(guó)農(nóng)田灌溉面積從1980年的4889萬(wàn)hm2減少到1990年的4839萬(wàn)hm2，這也是新中國(guó)成立以來(lái)唯一的農(nóng)田灌溉面積減少時(shí)期。

第三階段為1990年至今約30年的大力研究推廣節(jié)水灌溉技術(shù)與大型灌區(qū)續(xù)建配套改造與節(jié)水改造時(shí)期，這個(gè)階段的重點(diǎn)任務(wù)是對(duì)已建的灌溉工程進(jìn)行改造升級(jí)和完善，我國(guó)農(nóng)田灌溉面積從1990年的4839萬(wàn)hm2發(fā)展到2016年的6714萬(wàn)hm2。

經(jīng)過(guò)70年的發(fā)展，我國(guó)灌區(qū)建設(shè)取得了舉世矚目的成就，我國(guó)灌溉面積約占全世界灌溉面積的21%，位居世界首位。截至2016年底，我國(guó)灌溉面積為7318萬(wàn)hm2，其中耕地灌溉面積6714萬(wàn)hm2，占全國(guó)耕地面積的49.6%。全國(guó)共建成設(shè)計(jì)灌溉面積大于2000畝及以上的灌區(qū)22 689處，灌溉面積3721萬(wàn)hm2；其中：灌溉面積在50萬(wàn)畝以上灌區(qū)177處，灌溉面積合計(jì)1234萬(wàn)hm2；灌溉面積在30萬(wàn)～50萬(wàn)畝的大型灌區(qū)281處，灌溉面積合計(jì)543萬(wàn)hm2。

2 灌區(qū)建設(shè)與管理技術(shù)進(jìn)展

我國(guó)在灌區(qū)建設(shè)與管理領(lǐng)域取得了顯著的技術(shù)進(jìn)步，科技成果應(yīng)用為我國(guó)灌區(qū)建設(shè)和管理提供了有力的技術(shù)支撐，主要進(jìn)展與技術(shù)概述如下。

2.1 水源工程及水資源聯(lián)合調(diào)度技術(shù)我國(guó)的灌溉水源主要有地表水和地下水，除了地表水和地下水常規(guī)水源，我國(guó)灌溉也應(yīng)用灌區(qū)排水和渠道退水，以及渠道和田間滲漏等產(chǎn)生的回歸水和再生水及微咸水等非常規(guī)水。

灌溉水源工程是灌區(qū)的首部樞紐，按取水方式可分為蓄水、引水、提水、蓄引提結(jié)合灌溉水源工程。我國(guó)共建成各類水庫(kù)97 988座、總庫(kù)容8581億m3；塘壩460萬(wàn)處，窖池690萬(wàn)處，配套農(nóng)田機(jī)電井490萬(wàn)眼，裝機(jī)容量4950萬(wàn)kW；固定灌溉排水泵站43.4萬(wàn)處、裝機(jī)容量2716萬(wàn)kW。這些基礎(chǔ)設(shè)施為我國(guó)灌區(qū)發(fā)展奠定了良好的水源工程基礎(chǔ)條件。

我國(guó)基于降水、地表水、土壤水和地下水“四水”轉(zhuǎn)化的理論，開發(fā)了灌區(qū)地表水、地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)，為提高灌溉水資源利用效率和效益、促進(jìn)水資源可持續(xù)開發(fā)利用進(jìn)行了理論探索和應(yīng)用實(shí)踐。

灌區(qū)水資源利用和水循環(huán)涉及到降水、地表水、土壤水、地下水等多物理轉(zhuǎn)化過(guò)程，渠道輸配水、地表排水及溝道攔蓄、回歸水再利用等多個(gè)用水環(huán)節(jié)，以及作物、田間、灌域、灌區(qū)等多空間尺度，各物理過(guò)程、用水環(huán)節(jié)和空間尺度相互作用、制約和影響［3］?；貧w水及其重復(fù)利用過(guò)程往往跨越多個(gè)尺度，使得不同尺度水平衡要素對(duì)節(jié)水的響應(yīng)表現(xiàn)出復(fù)雜非線性特征，進(jìn)而導(dǎo)致不同尺度節(jié)水效果也表現(xiàn)出非線性關(guān)系。因此，要正確評(píng)估多種措施綜合作用下的節(jié)水效果，必須從基于“總體輸入-輸出”的簡(jiǎn)單影響分析提升到基于“多尺度水循環(huán)過(guò)程”的復(fù)雜反饋研究。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)節(jié)水的尺度效應(yīng)進(jìn)行了深入研究，分析節(jié)水、水循環(huán)和回歸水及其重復(fù)利用量與節(jié)水效果尺度效應(yīng)關(guān)系鏈的作用過(guò)程，揭示節(jié)水尺度效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理和規(guī)律，并基于這一規(guī)律選擇不同尺度上節(jié)水措施，實(shí)現(xiàn)以較小的投資獲得較大的節(jié)水效益。

2.2 灌區(qū)輸配水骨干渠系工程技術(shù)完善的灌區(qū)骨干輸配水渠系及控制建筑物是灌區(qū)實(shí)現(xiàn)安全、可靠、高效、及時(shí)和經(jīng)濟(jì)供水的基礎(chǔ)，取得的相關(guān)科研成果為渠系建設(shè)和改造完善提供了良好的技術(shù)選擇。

（1）在渠道防滲材料方面，在用混凝土對(duì)渠道進(jìn)行襯砌的基礎(chǔ)上，研究利用膜料增加防滲效果。PE、PVC及其改性塑膜具有防滲性能好、質(zhì)輕、延伸性強(qiáng)、造價(jià)低等特點(diǎn)，在渠道防滲工程上獲得推廣應(yīng)用。PVC復(fù)合土工膜具有豎向防滲、水平導(dǎo)水、透氣等多項(xiàng)功能，在弱凍脹地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。在新型接縫止水材料方面，伸縮縫填料已由最初的瀝青砂漿發(fā)展到聚氯乙稀塑料膠泥、焦油塑料膠泥。在“九五”期間，研究出冷施工的遇水膨脹橡膠止水帶、聚氨酯彈性填料等。在新型防凍害保溫材料方面，采用將聚苯乙烯泡沫塑料板鋪設(shè)于防滲層下，通過(guò)保溫防治凍害［4］。

（2）在渠道斷面結(jié)構(gòu)型式方面，在傳統(tǒng)的梯形和矩形斷面基礎(chǔ)上，研究提出了大型渠道采用弧底梯形、弧形坡腳梯形渠，中小型渠道采用U形斷面，新型結(jié)構(gòu)型式改善了水流條件和結(jié)構(gòu)受力條件。在渠道防滲襯砌結(jié)構(gòu)型式方面，在微凍脹地區(qū)，研究提出利用混凝土肋梁板、楔形板、中厚板、槽形板、空心板等特殊結(jié)構(gòu)型式減輕凍脹破壞；在凍脹嚴(yán)重地區(qū)研究提出利用板膜復(fù)合、板與換填砂礫料復(fù)合、板與保溫材料復(fù)合、設(shè)置凍脹變形縫等技術(shù)進(jìn)行渠道凍脹防治。在施工機(jī)具方面，我國(guó)從1970年代末開始研究U形渠道施工機(jī)械，相繼研究開發(fā)出U形渠道和梯形渠道開渠機(jī)、U形渠道襯砌機(jī)、大中型U形渠道噴射法施工和小型U形渠道預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)設(shè)備。

（3）在渠道凍脹破壞機(jī)理與防治理念方面，在不斷總結(jié)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在理念上從“抵抗”凍脹逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑m應(yīng)、削減或消除凍脹”的凍害防治理念，歸納出“土、水、溫、力”是凍脹產(chǎn)生的必要條件，提出了凍脹預(yù)報(bào)模式和基土凍脹性分類方法，進(jìn)而研究提出了埋入法、置槽法、架空法等回避凍脹的措施，置換、隔熱保溫、化學(xué)處理、壓實(shí)基土、隔水排水等削減凍脹的措施，以及通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)適應(yīng)、回避凍脹或局部抗凍脹的措施。

2.3 低壓管道輸水及田間灌溉技術(shù)

（1）在低壓管道輸水技術(shù)方面，1985年以來(lái)我國(guó)在機(jī)井灌區(qū)和有條件的渠灌區(qū)研究推廣應(yīng)用低壓管道輸水技術(shù)，在“七五”國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目中，把管道輸水技術(shù)的研究列為灌溉排水技術(shù)研究專題的重點(diǎn)。研制出了用料省、性能好的剛性薄壁塑料管和內(nèi)光外波的雙壁塑料管；開發(fā)了多種類型的當(dāng)?shù)夭牧项A(yù)制管及相應(yīng)的制管機(jī)具；現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)澆筑、無(wú)接縫整體成型的混凝土管施工機(jī)械和施工工藝；研制了多種與管道配套的管件設(shè)備和保護(hù)裝置。技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了我國(guó)低壓管道輸水工程設(shè)計(jì)能力提升、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定，以及PVC、UPVC、PE等不同材質(zhì)、不同規(guī)格的管道和管件的產(chǎn)業(yè)化大發(fā)展，為低壓管道輸水技術(shù)大面積推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)［5］。

（2）在田間灌溉技術(shù)方面，畦灌、溝灌是我國(guó)主要的灌溉方式，“九五”以來(lái)我國(guó)開展了大量改進(jìn)地面灌溉技術(shù)的研究工作，結(jié)合研究推廣應(yīng)用激光控制平地技術(shù)、波涌灌溉技術(shù)、田間閘管灌溉技術(shù)確定合理的畦田規(guī)格、溝灌的長(zhǎng)度和斷面尺寸，把過(guò)去單純研究灌水技術(shù)要素對(duì)灌水均勻度、水分深層滲漏的影響，轉(zhuǎn)向綜合研究多種灌水技術(shù)要素組合對(duì)土壤水肥運(yùn)移和水肥利用效率的影響，根據(jù)不同區(qū)域的土地特征和種植作物優(yōu)化確定地面灌溉技術(shù)要素，從而提高灌溉均勻度和水肥利用效率。在水稻種植區(qū)研究推廣“薄、淺、濕、曬”控制灌溉技術(shù)，不但實(shí)現(xiàn)了節(jié)水、節(jié)肥，還提高了水稻產(chǎn)量，減少了稻田化肥和農(nóng)藥的流失及面源污染物排放。

（3）在噴灌技術(shù)方面，我國(guó)引進(jìn)、研制開發(fā)出了PY系列搖臂式噴頭、全射流噴頭、噴灌泵、快速拆裝薄壁鋁管和鍍鋅薄壁鋼管及管件，輕、小型噴灌機(jī)組，絞盤式、滾移式、中心支軸式和平移式噴灌機(jī)。開展了噴灌系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)理論和方法研究以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定。

（4）在微灌技術(shù)方面，在引進(jìn)國(guó)外滴灌和微噴技術(shù)的基礎(chǔ)上，國(guó)家科技計(jì)劃立項(xiàng)開展滴灌帶生產(chǎn)線國(guó)產(chǎn)化研制工作，取得了良好的成果，目前國(guó)產(chǎn)滴灌管生產(chǎn)線在整體性能方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。隨著國(guó)產(chǎn)滴灌管生產(chǎn)技術(shù)的提高、生產(chǎn)成本大幅度降低，滴灌技術(shù)在棉花、番茄、蔬菜及葡萄等經(jīng)濟(jì)作物灌溉中獲得了大面積推廣應(yīng)用。

（5）在節(jié)水灌溉技術(shù)與農(nóng)藝結(jié)合方面，我國(guó)把滴灌技術(shù)與地膜覆蓋技術(shù)有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)造性研究形成了膜上、膜下滴灌技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在新疆、內(nèi)蒙古、甘肅和寧夏等干旱地區(qū)獲得大面積推廣應(yīng)用，用于棉花、土豆、番茄和玉米種植區(qū)，取得了顯著的節(jié)水、增產(chǎn)和省工效益。由于滴灌技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉，在應(yīng)用滴灌的種植區(qū)把滴灌技術(shù)與灌溉制度優(yōu)化技術(shù)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了畝次灌水定額少、灌水次數(shù)多的優(yōu)化灌溉制度，與水肥一體化技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)同步灌溉與施肥，大幅度提高了作物單產(chǎn)［6］。

2.4 農(nóng)田排水技術(shù)農(nóng)田的田面積水時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng)會(huì)使作物受淹，危害作物生長(zhǎng)，形成澇災(zāi)。我國(guó)地域遼闊，南北差異很大，澇災(zāi)有內(nèi)澇和外洪之分。易受澇害的農(nóng)田一般分布在河道中下游平原區(qū)、沿江濱湖圩垸區(qū)、臨海地區(qū)、大江大河出口的三角洲以及山區(qū)、丘陵區(qū)的谷地。農(nóng)田積水來(lái)自本地區(qū)的降雨，如灌排系統(tǒng)內(nèi)部或圩區(qū)內(nèi)河控制范圍內(nèi)的降雨徑流所造成的災(zāi)害稱為內(nèi)澇，即一般概念中的澇災(zāi)；因江、河、湖、庫(kù)水位猛漲，堤壩漫溢或潰決，使客水入境淹沒(méi)作物而造成的災(zāi)害則為外洪，即一般概念的洪災(zāi)。有些灌區(qū)洪澇并存，危害尤其嚴(yán)重。澇災(zāi)除受外江（湖）洪水位制約外，還受局部降雨量、除澇能力和積水時(shí)間長(zhǎng)短等因素的制約，因此澇災(zāi)比洪災(zāi)更為復(fù)雜而且頻繁。

新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)開展了大規(guī)模的農(nóng)田澇害防治工作，農(nóng)田澇害的治理是以水利技術(shù)措施為先導(dǎo)，結(jié)合農(nóng)業(yè)、林業(yè)等技術(shù)措施進(jìn)行綜合治理，并加強(qiáng)管理，提高運(yùn)行調(diào)度的水平。主要技術(shù)措施有：①提高農(nóng)田防洪水平。治洪是除澇的前提。在洪澇并存的地方，必須按照洪澇分治、防治結(jié)合、因地制宜、綜合治理的原則。增強(qiáng)抵御外水侵襲能力，整治骨干排洪河道，擴(kuò)大洪水出路，鞏固防洪堤防與水庫(kù)大壩，同時(shí)積極搞好水土保持工作。②建立完善的農(nóng)田排水系統(tǒng)，有效控制降雨產(chǎn)生的地面徑流，減輕或消除農(nóng)田受內(nèi)澇的影響。排水系統(tǒng)的功能是排除灌區(qū)多余降水和灌溉回歸水、控制地下水位。③采取綜合措施提高治澇效果。調(diào)整農(nóng)業(yè)布局和合理利用水土資源，在低洼易澇區(qū)，選種耐淹或喜水的耐澇作物，以增強(qiáng)農(nóng)田抗?jié)衬芰Γ黄秸恋?，消除易產(chǎn)生積水的局部洼地，或?qū)⑴潘щy、修建排水工程代價(jià)過(guò)高的局部洼地劃作蓄澇養(yǎng)殖區(qū)；合理施肥，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)表土入滲能力；采用生物排水措施，擴(kuò)大排水除澇作用。④加強(qiáng)管理。提高灌排工程的聯(lián)合調(diào)度及運(yùn)行管理水平，汛前結(jié)合灌溉用水，預(yù)降溝河水位，提高土地容蓄雨水的能力，相應(yīng)減少地面徑流量，尤其是在遭遇強(qiáng)降雨情況下，能夠減輕地面積水對(duì)作物的危害；汛期根據(jù)雨情和澇情的發(fā)展變化，適時(shí)采取靈活有效的調(diào)度運(yùn)行方案。⑤稻區(qū)利用稻田滯澇減災(zāi)。加強(qiáng)水稻區(qū)節(jié)水灌溉的實(shí)施，在不顯著影響水稻高產(chǎn)的前提下盡可能多的蓄存雨水以提高降雨利用率，最大限度發(fā)揮稻田調(diào)蓄功能，實(shí)現(xiàn)澇水滯蓄、水資源高效利用、節(jié)水減污等多重功效。

除了澇災(zāi)外，我國(guó)許多灌區(qū)還受漬害的影響，漬害是因地下水位過(guò)高、且歷時(shí)較長(zhǎng)，導(dǎo)致土壤過(guò)濕透氣性不足而形成低溫、積水和缺氧，從而對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生危害。在治漬技術(shù)措施方面，我國(guó)形成了建立完善的排水系統(tǒng)，通過(guò)排水調(diào)控地下水位，再配合相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)等綜合技術(shù)措施，能夠達(dá)到治漬和獲得高產(chǎn)的效果。具體技術(shù)措施包括：①降低地下水位，防止?jié)n水危害。通過(guò)農(nóng)田排水工程控制地下水位，使地下水位降到防漬的適宜深度，保證作物不受漬害；②調(diào)節(jié)水氣比例，改善土壤環(huán)境。按治漬要求降低地下水位，不僅可調(diào)節(jié)根層土壤的水氣比例和溫度，排除土壤中的有毒物質(zhì)，而且能夠達(dá)到改善土壤環(huán)境的效果；排水治漬的工程技術(shù)措施有：明溝排水、暗管排水、豎井排水、鼠道排水等，視各地的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，因地制宜地采用［7］。

我國(guó)農(nóng)田排水技術(shù)從明溝排水向明溝與暗管相結(jié)合排水模式過(guò)渡，廣泛利用塑料管道及新型合成過(guò)濾材料，研制開發(fā)新型排水施工設(shè)備，研制成功多種型式的開溝鋪管機(jī)和無(wú)溝鋪管機(jī)等，極大地提高了施工速度和質(zhì)量。農(nóng)田排水技術(shù)研究轉(zhuǎn)向澇漬堿兼治和排水再利用等多目標(biāo)綜合治理，由單一工程技術(shù)模式轉(zhuǎn)向多種措施綜合集成，由單一的水量、水位控制調(diào)節(jié)到水量、水位、水質(zhì)控制、污染防治、環(huán)境保護(hù)等相結(jié)合的綜合技術(shù)。近10多年來(lái)對(duì)農(nóng)田排水條件下減少氮污染的農(nóng)藝、管理、工程等措施和預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)軟件方面做了大量的研究和實(shí)際應(yīng)用，廣泛采用計(jì)算機(jī)模擬軟件評(píng)價(jià)排水系統(tǒng)對(duì)水環(huán)境的影響。

近10多年來(lái)對(duì)農(nóng)田排水條件下減少氮污染的農(nóng)業(yè)措施、管理措施、工程措施和預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)軟件方面做了大量的研究和實(shí)際應(yīng)用，開發(fā)應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬軟件評(píng)價(jià)排水系統(tǒng)對(duì)水環(huán)境的影響。

據(jù)第一次污染源普查公報(bào)，農(nóng)業(yè)面源污染已經(jīng)成為我國(guó)流域性水體污染的重要來(lái)源。種植業(yè)TN、TP排放量占農(nóng)業(yè)源污染物排放總量38%、59%。灌區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染控制是我國(guó)流域性水體污染控制與治理的關(guān)鍵途徑。灌區(qū)生態(tài)灌排系統(tǒng)構(gòu)建是控制灌區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染、保障灌區(qū)水環(huán)境與水生態(tài)安全的重要技術(shù)措施，也是全面落實(shí)我國(guó)“水污染防治行動(dòng)計(jì)劃”、水利部水生態(tài)文明建設(shè)和灌區(qū)節(jié)水減排工作，解決灌區(qū)“最后一公里”污染防治的重要途徑。生態(tài)溝新技術(shù)綜合集成應(yīng)用了農(nóng)田面源截留生態(tài)岸坡及河床構(gòu)建技術(shù)、面源截留洼陷濕地系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)、水生生物凈化技術(shù)和生物接觸氧化技術(shù)。生態(tài)溝不但可以截留處理農(nóng)田面源污染物，還可以美化環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)灌區(qū)的建設(shè)［8］。

2.5 灌區(qū)水位水量監(jiān)測(cè)技術(shù)灌區(qū)量水是灌區(qū)用水管理重要的基礎(chǔ)工作，我國(guó)開展了實(shí)用測(cè)量技術(shù)研究，取得的成果可歸納為兩大類：①水位-流量關(guān)系測(cè)量技術(shù)，利用堰、槽、孔口建筑物，測(cè)量渠道中某一點(diǎn)或兩點(diǎn)的水位，根據(jù)水位與流量關(guān)系，由水位計(jì)算流量。在水位測(cè)量技術(shù)方面，在傳統(tǒng)的水尺和浮子式水位計(jì)基礎(chǔ)上研發(fā)應(yīng)用了水位自動(dòng)記錄儀、壓力式水位傳感器、雷達(dá)水位計(jì)、超聲波水位計(jì)、視頻水位監(jiān)測(cè)技術(shù)等。②流速-流量關(guān)系測(cè)量技術(shù)，渠道和管道流量可以用旋漿或旋杯流速儀和超聲波流速儀來(lái)測(cè)量。旋漿或旋杯流速儀是通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)標(biāo)定單點(diǎn)流速，超聲波流速儀是通過(guò)測(cè)量聲音信號(hào)傳遞的時(shí)間來(lái)得出通過(guò)一個(gè)斷面的平均流速，用測(cè)量的流速與過(guò)流斷面計(jì)算流量。近些年，超聲波流時(shí)差法速儀在灌區(qū)量水上獲得了驗(yàn)證和應(yīng)用。編制并修訂了《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》。

2.6 灌區(qū)信息化管理技術(shù)我國(guó)于2002年啟動(dòng)大型灌區(qū)信息化建設(shè)試點(diǎn)工作，在全國(guó)選定了少量灌區(qū)開展了信息化試點(diǎn)工作。開發(fā)集成應(yīng)用的灌區(qū)信息化技術(shù)包括實(shí)時(shí)的水情、雨情、工情信息、作物需水狀況等信息監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和灌區(qū)管理信息系統(tǒng)技術(shù)。灌區(qū)信息化技術(shù)的研究、集成和應(yīng)用為灌區(qū)管理人員及時(shí)掌握灌區(qū)水資源狀況、工程運(yùn)行狀況、作物生長(zhǎng)狀況、用水戶對(duì)水資源的需求狀況等提供了高效的手段和工具，使灌區(qū)水資源調(diào)配更具科學(xué)性和合理性，促進(jìn)水資源開發(fā)、利用和保護(hù)的良性循環(huán)及可持續(xù)發(fā)展。灌區(qū)管理信息系統(tǒng)的建成應(yīng)用，在提高灌區(qū)自身管理水平和工作效率，更好地服務(wù)于用水戶的同時(shí)，用水戶也可以通過(guò)信息查詢了解灌區(qū)的工程情況、管理及供水政策、水資源管理、用水及水費(fèi)等情況，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，提升了灌區(qū)的公眾影響力和用水戶的參與積極性，促進(jìn)灌區(qū)更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)生活及生態(tài)供水服務(wù)。但是，我國(guó)灌區(qū)的信息化程度還很低，監(jiān)測(cè)設(shè)施嚴(yán)重不足、缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大的差距［9］。

2.7 灌區(qū)管理體制機(jī)制改革在灌區(qū)管理體制機(jī)制改革方面，我國(guó)灌區(qū)積極探索實(shí)現(xiàn)灌區(qū)良性循環(huán)的可持續(xù)管理途徑，推進(jìn)灌排設(shè)施管理專業(yè)化、規(guī)范化，建立良性運(yùn)行機(jī)制。骨干工程實(shí)行專管機(jī)構(gòu)管理，小型灌排設(shè)施推進(jìn)農(nóng)民用水合作組織參與管理。專業(yè)化管理經(jīng)費(fèi)由政府財(cái)政資金支持，按照定崗定員規(guī)范化運(yùn)行，小型灌排設(shè)施由農(nóng)民自己承擔(dān)，主要通過(guò)水費(fèi)來(lái)解決，政府給予補(bǔ)助。目前，我國(guó)灌區(qū)正在全面推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革、農(nóng)田水利設(shè)施產(chǎn)權(quán)制度改革和創(chuàng)新運(yùn)行管護(hù)機(jī)制試點(diǎn)、農(nóng)民用水合作組織多元化發(fā)展以及農(nóng)業(yè)用水水權(quán)制度改革等。灌區(qū)管理體制和機(jī)制的改革促進(jìn)了灌區(qū)逐步實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)收支平衡和灌溉工程的可持續(xù)利用和管理［10］。

2.8 標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)與管理為了規(guī)范灌溉與排水工程建設(shè)與管理，我國(guó)編制了大量的相關(guān)規(guī)程、規(guī)范和導(dǎo)則等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為了在工程建設(shè)和管理中應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新方法及時(shí)組織修訂升級(jí)有關(guān)技術(shù)規(guī)范。灌溉與排水建設(shè)與管理方面的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有：《灌區(qū)規(guī)劃規(guī)范》（GB/T 50509-2009）、《灌區(qū)改造技術(shù)規(guī)范》（GB 50599-2010）、《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50288-99）、《高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)通則》（GB/T30600-2014）、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）、《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50600-2010）、《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T50363-2006、《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T50485-2009）、《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50600-2010）、《治澇標(biāo)準(zhǔn)》（SL 723-2016）、《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》（GB/T21303-2007）、《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50265-97）、《灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 482-2011）、《大型灌區(qū)技術(shù)改造規(guī)程》（SL 418-2008）等30多項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［11］。

2.9 生態(tài)恢復(fù)與治理在我國(guó)灌溉與排水事業(yè)發(fā)展過(guò)程中，由于灌排發(fā)展規(guī)模和布局不當(dāng)出引發(fā)了一些生態(tài)問(wèn)題。我國(guó)針對(duì)灌溉發(fā)展出現(xiàn)的生態(tài)問(wèn)題，采取了相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行恢復(fù)與治理。對(duì)于由過(guò)量引水灌溉造成土地次生鹽堿化問(wèn)題，加大排水工程建設(shè)，利用明溝和暗管進(jìn)行排水，發(fā)展井渠結(jié)合的灌排系統(tǒng)［12］。針對(duì)由上游過(guò)量引水發(fā)展灌溉面積造成下游生態(tài)退化問(wèn)題，在核定區(qū)域水資源總量的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了灌溉用水管理，通過(guò)推行總量控制、定額管理的方式控制灌溉用水總量和畝次灌水量，推廣節(jié)水灌溉技術(shù)和實(shí)行階梯水價(jià)等體制機(jī)制改革措施實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水。針對(duì)部分地區(qū)過(guò)量抽取地下水發(fā)展灌溉引發(fā)的大面積地下水下降問(wèn)題，通過(guò)推廣節(jié)水灌溉技術(shù)和農(nóng)藝節(jié)水措施、應(yīng)用非充分灌溉技術(shù)、調(diào)整種植機(jī)構(gòu)、減少高耗水作物種植面積等措施減少地下水開采。針對(duì)一些地區(qū)推廣應(yīng)用渠道襯砌等節(jié)水措施引發(fā)的渠道周邊樹木枯死和下游濕地水量減少、水質(zhì)退化問(wèn)題，采取了綜合評(píng)估節(jié)水效益以及可能產(chǎn)生的生態(tài)問(wèn)題，選取適當(dāng)?shù)墓?jié)水技術(shù)和措施，綜合考慮生態(tài)環(huán)境用水和水循環(huán)過(guò)程，發(fā)展適度的節(jié)水工程規(guī)模，同時(shí)制定水權(quán)制度保證生態(tài)用水量不被擠占，通過(guò)水權(quán)交易鼓勵(lì)推廣應(yīng)用節(jié)水技術(shù)和措施。把在灌溉用水總額范圍內(nèi)通過(guò)應(yīng)用節(jié)水和措施節(jié)約下來(lái)的水用于生態(tài)建設(shè)或其他用水效益好的部門［13］。

2.10 灌區(qū)狀況評(píng)估方法開展灌區(qū)現(xiàn)代化改造首先要對(duì)灌區(qū)的狀況進(jìn)行全面系統(tǒng)的評(píng)估，了解存在的問(wèn)題，以便有針對(duì)性地制定灌區(qū)現(xiàn)代化改造規(guī)劃方案。“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“大型農(nóng)業(yè)灌區(qū)節(jié)水改造工程關(guān)鍵支撐技術(shù)研究”項(xiàng)目對(duì)灌區(qū)狀況診斷評(píng)價(jià)技術(shù)與方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，提出了我國(guó)灌區(qū)狀況評(píng)價(jià)需考慮的因素，綜合考慮灌區(qū)狀況評(píng)價(jià)所涉及的內(nèi)外因素，提出了灌區(qū)狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)的定量化分析評(píng)估方法，篩選出了灌區(qū)狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了反映灌區(qū)水土資源狀況、工程狀況、灌溉效率效益情況、灌區(qū)管理及生態(tài)環(huán)境狀況的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（包括39個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)），以及反映灌區(qū)內(nèi)部管理服務(wù)水平、灌溉渠系和建筑物等硬件設(shè)施狀況的細(xì)部評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（包括31個(gè)主指標(biāo)）。編制了大型灌區(qū)狀況診斷指南，開發(fā)了灌區(qū)狀況評(píng)價(jià)診斷系統(tǒng)［14-15］。

3 灌區(qū)面臨的主要問(wèn)題和挑戰(zhàn)

雖然我國(guó)從1996年至今的20多年實(shí)施了大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，主要解決大型灌區(qū)骨干輸水工程、泵站及閘門等關(guān)鍵工程設(shè)施存在的問(wèn)題，取得了顯著的成效，但灌區(qū)還面臨如下主要問(wèn)題和挑戰(zhàn)［16］。

（1）灌區(qū)設(shè)施配套依然不全。全國(guó)約40%的大型灌區(qū)、50%～60%的中小型灌區(qū)、50%的小型農(nóng)田水利工程設(shè)施依然不配套，大型灌排泵站設(shè)備完好率不足60%。

（2）灌區(qū)灌排標(biāo)準(zhǔn)依然不高。全國(guó)10%以上低洼易澇地區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)不足3年一遇，部分澇區(qū)治理不達(dá)標(biāo)。旱澇保收田面積僅占耕地面積30%左右，高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田所占比例很小。

（3）灌溉試驗(yàn)研究等基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)設(shè)施不足。自1950年代以來(lái)，我國(guó)比較系統(tǒng)的開展了灌溉試驗(yàn)工作，通過(guò)廣大灌溉試驗(yàn)工作者的共同努力，取得了大量的灌溉試驗(yàn)數(shù)據(jù)和科研成果，這為全國(guó)及地方的水利工程，特別是灌溉工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理以及水資源的優(yōu)化配置提供了科學(xué)依據(jù)，為科學(xué)決策做出了重大貢獻(xiàn)。但由于認(rèn)識(shí)、資金和技術(shù)等方面的原因，1980年代以來(lái)我國(guó)灌溉試驗(yàn)站設(shè)備老化和人員流失的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，導(dǎo)致灌溉試驗(yàn)站點(diǎn)不斷萎縮，嚴(yán)重影響了灌溉試驗(yàn)工作的開展。我國(guó)灌區(qū)水位、水量等信息監(jiān)測(cè)設(shè)施不足，難以對(duì)灌溉用水效率和效益進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算和評(píng)估。灌溉試驗(yàn)工作對(duì)于農(nóng)業(yè)節(jié)水的科學(xué)決策和進(jìn)行灌區(qū)現(xiàn)代化改造具有十分重要的意義。

（4）區(qū)域地下水利用不合理。地下水是我國(guó)重要的灌溉水源，全國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉地下水取水量666億m3左右，約占全國(guó)農(nóng)田灌溉總?cè)∷康?9%。部分地區(qū)由于過(guò)度開采地下水發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉，造成了地下水位持續(xù)下降。黃淮海平原是我國(guó)地下水資源開發(fā)利用中出現(xiàn)問(wèn)題最多的區(qū)域，地下水超采嚴(yán)重，超采區(qū)面積87 854 km2，占全國(guó)超采區(qū)總面積的48.2%；地下水的超采對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。主要表現(xiàn)在：①地下水持續(xù)下降、形成大面積地下水漏斗，部分地區(qū)含水層被疏干；②海水入侵與水質(zhì)惡化；③超采區(qū)發(fā)生地面沉降、裂縫和塌陷；④提水費(fèi)用增加、含水層枯竭、機(jī)井報(bào)廢；⑤天然植被衰退，生態(tài)環(huán)境惡化；⑥由于超采區(qū)地下水位低于臨近地區(qū)，不僅灌區(qū)地表水帶來(lái)的鹽分無(wú)法外排，鄰區(qū)地下水中的鹽分也向超采區(qū)聚集，造成地下水礦化度增加、土壤鹽漬化加劇等一系列生產(chǎn)和環(huán)境問(wèn)題。

（5）灌溉水價(jià)較低，灌區(qū)難以實(shí)現(xiàn)良性運(yùn)行管理。全國(guó)農(nóng)業(yè)水價(jià)僅為供水成本的30%～50%，25%左右大型灌區(qū)、65%左右中型灌區(qū)未核定成本水價(jià)，水費(fèi)實(shí)收率不足70%，超過(guò)40%的灌區(qū)管理單位的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)得不到保障，造成農(nóng)田水利工程管理主體難以落實(shí)、管理責(zé)任無(wú)法履行。

（6）灌區(qū)信息化管理技術(shù)應(yīng)用不足。我國(guó)從2002年開展了灌區(qū)信息化建設(shè)試點(diǎn)，灌區(qū)信息化建設(shè)中取得長(zhǎng)足進(jìn)展，但灌區(qū)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與灌區(qū)現(xiàn)代化管理發(fā)展的要求還存在較大的差距。目前灌區(qū)信息監(jiān)測(cè)和運(yùn)行監(jiān)控能力和水平尚不能滿足灌區(qū)管理需要，制約了灌區(qū)采用科學(xué)、系統(tǒng)和現(xiàn)代化的管理手段提高灌區(qū)管理水平。

（7）灌區(qū)管理勞動(dòng)強(qiáng)度大成本高。在信息化自動(dòng)化建設(shè)不夠完備的情況下，各級(jí)水管人員陷入頻繁來(lái)回奔波于各個(gè)閘控點(diǎn)、計(jì)量點(diǎn)之間實(shí)施管控；管理設(shè)施的操作和運(yùn)行記錄還是以手工為主，造成了管理用工多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、管理水平和工作效率低下、運(yùn)行管理成本高等問(wèn)題。

（8）保障糧食安全和國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)灌區(qū)發(fā)展提出了新的更高要求。我國(guó)是一個(gè)擁有13多億人口的大國(guó)，立足國(guó)內(nèi)解決好吃飯問(wèn)題始終是治國(guó)安邦的頭等大事。必須加快農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，與國(guó)家現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程同步推進(jìn)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)，著力提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效率。

（9）緩解水資源供需矛盾和推進(jìn)生態(tài)文明對(duì)灌區(qū)用水管理提出了更高的要求。目前，中國(guó)農(nóng)業(yè)多年平均缺水約300億m3，部分地區(qū)農(nóng)業(yè)用水粗放、效率不高，以及地下水超采和生態(tài)用水被擠占等問(wèn)題突出。

（10）城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展對(duì)灌區(qū)現(xiàn)代化管理提出新的更高要求。中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)結(jié)構(gòu)正發(fā)生深刻的變化，農(nóng)村勞動(dòng)力老齡化趨勢(shì)明顯，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模化、現(xiàn)代化是發(fā)展的大趨勢(shì)，將對(duì)灌區(qū)供水服務(wù)提出更高的要求。灌區(qū)管理單位需要用現(xiàn)代化的管理技術(shù)提高灌區(qū)管理水平，有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

（11）應(yīng)對(duì)全球氣候變化提高農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)能力對(duì)灌區(qū)提出了更高要求。受氣候變化影響，極端干旱災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響不斷加劇。必須夯實(shí)農(nóng)業(yè)發(fā)展的灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施，提高農(nóng)業(yè)供水保障程度，增強(qiáng)農(nóng)田灌排工程設(shè)施有效應(yīng)對(duì)氣候變化、抵御干旱災(zāi)害的能力。

4 灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展展望

自1949年新中國(guó)成立以來(lái)，經(jīng)過(guò)前述三個(gè)階段的發(fā)展，我國(guó)灌區(qū)大規(guī)模建設(shè)和卡脖子關(guān)鍵工程續(xù)建配套改造時(shí)期已經(jīng)基本結(jié)束。70年來(lái)我國(guó)灌區(qū)建設(shè)和管理取得了巨大的成就，為解決我國(guó)糧食安全和農(nóng)業(yè)農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。但是也還存在許多問(wèn)題，我國(guó)灌區(qū)的管理水平和信息化、自動(dòng)化、智能化程度與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大的差距。在灌區(qū)渠系及節(jié)制閘、分水閘等建筑物硬件設(shè)施方面還需要進(jìn)一步提升完善，以便提高灌區(qū)的運(yùn)行安全性、可靠性和高效性，加強(qiáng)灌區(qū)量水設(shè)施、信息化和自動(dòng)化測(cè)控設(shè)施、智能化管理軟件系統(tǒng)的建設(shè)，以便提高灌區(qū)用水管理的精準(zhǔn)性、靈活性和公正性。通過(guò)灌區(qū)現(xiàn)代化提高灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置水平、提高工程運(yùn)行管理水平、提高灌溉用水利用效率與效益、提高單位勞動(dòng)力效率、減少管理用工和管理費(fèi)用、降低管理成本、控制農(nóng)業(yè)面源污染、改善生態(tài)環(huán)境。

黨的十九大提出，中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，分兩個(gè)階段來(lái)進(jìn)行國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)。第一個(gè)階段，從2020到2035年，在全面建成小康社會(huì)的基礎(chǔ)上，再奮斗15年，基本實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化。第二個(gè)階段，從2035年到2050，在基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)上，再奮斗15年，把我國(guó)建成富強(qiáng)民主文明和諧美麗的社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)［17］。實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的目標(biāo)任務(wù)是，到2020年鄉(xiāng)村振興取得重要進(jìn)展，制度框架和政策體系基本形成；到2035年鄉(xiāng)村振興取得決定性進(jìn)展，農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化基本實(shí)現(xiàn)；到2050年，鄉(xiāng)村全面振興，農(nóng)業(yè)強(qiáng)、農(nóng)村美、農(nóng)民富全面實(shí)現(xiàn)。最近發(fā)布的《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃》提出要加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化步伐，推動(dòng)新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展。灌區(qū)現(xiàn)代化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，從2020年到2050年的30年將是我國(guó)灌區(qū)百年發(fā)展的第四階段，即灌區(qū)現(xiàn)代化管理的建設(shè)時(shí)期。

灌區(qū)現(xiàn)代化是對(duì)灌溉工程設(shè)施和管理水平進(jìn)行逐步升級(jí)改造的過(guò)程，需要在研究編制灌區(qū)現(xiàn)代化改造整體規(guī)劃方案的基礎(chǔ)上，采用工程、技術(shù)和管理綜合技術(shù)和措施，全面提升灌區(qū)運(yùn)行管理水平。通過(guò)灌區(qū)現(xiàn)代化提高灌區(qū)水資源的優(yōu)化配置水平、提高工程運(yùn)行管理水平、提高灌溉用水利用效率與效益、提高單位勞動(dòng)力效率、減少管理用工和管理費(fèi)用、降低管理成本、控制農(nóng)業(yè)面源污染、改善生態(tài)環(huán)境。為農(nóng)業(yè)灌溉和其他用水戶提供安全、可靠、高效、靈活、公平和可持續(xù)的供水服務(wù)。

灌區(qū)現(xiàn)代化管理技術(shù)需在灌區(qū)工程管理中充分研究應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和人工智能技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，提高信息采集和處理的準(zhǔn)確性、傳輸?shù)臅r(shí)效性、分析的科學(xué)性、應(yīng)用的可靠性和實(shí)用性，做出及時(shí)、準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)、決策、調(diào)度和反饋，實(shí)現(xiàn)集信息采集－處理－決策－信息反饋－監(jiān)控為一體的系統(tǒng)調(diào)度［18］。目前正在開展的研究工作包括：

（1）高效信息采集、傳輸及服務(wù)系統(tǒng)。灌區(qū)的核心業(yè)務(wù)是用水管理，以高效信息自動(dòng)采集傳輸為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)信息采集傳輸基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的改造和建設(shè)、配置先進(jìn)的適合灌區(qū)特性的儀器設(shè)備，提高信息采集、傳輸、處理的自動(dòng)化和智能化水平，提高信息采集的精度和傳輸?shù)臅r(shí)效性，形成較為完善的信息采集體系，為灌區(qū)管理工作提供更好更準(zhǔn)確的信息服務(wù)。

信息監(jiān)測(cè)與服務(wù)系統(tǒng)是在信息采集傳輸系統(tǒng)采集信息的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)信息的接收處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)用水管理有關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與整理，為灌區(qū)決策支持系統(tǒng)及管理人員提供灌區(qū)氣象、水情、墑情、工情、閘位等用水管理相關(guān)的信息服務(wù)。

（2）智慧灌區(qū)管理決策支持系統(tǒng)。智慧灌區(qū)管理決策支持系統(tǒng)是根據(jù)灌區(qū)的土壤墑情、作物需水量、氣象預(yù)報(bào)等信息，以及灌溉水源和渠系、控制建筑物、蓄水設(shè)施等硬件的狀況和特征，利用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)模型，分析提出灌溉優(yōu)化配水方案和渠系及其控制設(shè)施的優(yōu)化運(yùn)行方案，為決策者提供多角度、可選擇的水量配置和輸配水系統(tǒng)調(diào)度方案。決策管理支持系統(tǒng)是智慧灌區(qū)的核心，需要各種相關(guān)信息及模型技術(shù)的集成應(yīng)用。

（3）灌區(qū)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。灌區(qū)是由取水引水樞紐、輸配水渠系、節(jié)制閘及分水閘、調(diào)節(jié)水庫(kù)等建筑物組成的復(fù)雜供水系統(tǒng)。用傳統(tǒng)人工控制的方法難以對(duì)這個(gè)大系統(tǒng)進(jìn)行安全、及時(shí)、高效、精準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行管理。灌區(qū)管理人員根據(jù)智能化管理決策支持系統(tǒng)形成的調(diào)度方案，選擇實(shí)際可行調(diào)度方案，生成調(diào)度指令，自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度指令對(duì)灌區(qū)渠系上的控制建筑物，如分水閘、節(jié)制閘等設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)控制，完成灌區(qū)的用水調(diào)度，并對(duì)控制、反饋和結(jié)果等調(diào)度過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和記錄，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)智能化控制管理。

在灌區(qū)現(xiàn)代化管理發(fā)展理念方面，灌區(qū)既是一個(gè)灌溉農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，也是一個(gè)人工和自然相結(jié)合的生態(tài)系統(tǒng)，需對(duì)灌區(qū)的生態(tài)價(jià)值進(jìn)一步深入研究。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，許多灌區(qū)功能由過(guò)去單純?yōu)檗r(nóng)業(yè)灌溉供水發(fā)展為既為農(nóng)業(yè)灌溉供水也為城鎮(zhèn)生活和工業(yè)、生態(tài)環(huán)境供水，并兼有防洪除澇等的多用戶、多功能和多目標(biāo)的復(fù)雜工程系統(tǒng)。這對(duì)灌區(qū)工程的現(xiàn)代化改造和運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。

我國(guó)有都江堰等運(yùn)用了數(shù)千年的古代灌溉工程，這些工程蘊(yùn)含著豐富的自然哲理和科學(xué)思想，其建筑結(jié)構(gòu)型式體現(xiàn)出人們對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)、尊重和合理利用，是人與自然和諧共生的典范。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使我們擁有更加先進(jìn)的設(shè)計(jì)、建設(shè)及管理技術(shù)及手段。在我國(guó)灌區(qū)現(xiàn)代化管理建設(shè)進(jìn)程中應(yīng)將蘊(yùn)藏在古代灌溉工程中經(jīng)過(guò)歷史檢驗(yàn)的科學(xué)理念、智慧與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)化和智能化技術(shù)、灌溉排水、渠道水力學(xué)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等技術(shù)與措施有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)工程和用水的智慧、安全、可靠、高效、精準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)管理，為我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。