湖南省汝城县是典型的偏远山丘区、南方丰水区和经济欠发达地区。面对龙虎洞灌区长期存在的渠系老化、用水粗放等问题,当地以农业水价综合改革为抓手,系统构建以全灌区数字孪生平台为支撑的科学灌溉制度,配套建立精确计量、精准水价、活跃水权与专业服务制度体系,全面推动灌区用水方式由粗放向集约转型。通过“数字孪生驱动、水价水权联动、市场服务带动”的系统模式,实现了节水与增效协同、工程与管理并进、政府与市场互补的良好局面。改革后,灌区灌溉面积稳步扩大,灌溉水利用系数由0.55提升至0.60,成功完成湖南省首例农工水权交易,相关节水实践入选2025年珠江委节水十佳经典案例,为同类地区推动农业节水增效提供了可复制、可推广的实践经验。 龙虎洞水库
一、基本情况 汝城县龙虎洞灌区始建于1958年,地处湘粤赣三省交界山区,是典型的经济欠发达地区和南方丰水区。灌区系统涵盖1座中型水库、14座小型水库、330余处山坪塘及183公里渠系网络,设计灌溉面积10.56万亩,覆盖5个乡镇89个行政村,承担全县42%的粮食生产任务,受益人口14.22万人,是支撑县域农业发展的“命脉工程”。面对渠系老化、用水粗放、管护资金不足等突出问题,灌区以农业水价综合改革和现代化灌区建设试点为契机,探索形成了一套适用于偏远山区和丰水地区的节水增效系统方案。 二、主要做法 (一)数智赋能,构建“天-空-地-水-工”一体化智能灌溉体系。灌区致力于将传统经验灌溉转变为基于数据的精准灌溉,在数字孪生平台建设方面,统筹利用9910万元国债资金,系统实施水库除险加固和灌区续建配套与节水改造工程。工程深度整合数字技术,构建了覆盖全灌区的数字孪生平台。该平台集成天空地水工一体化监测数据,布设了包括5处雨墒情监测站、16处河库水情监测点、68处渠道计量设施、188路视频监控、58处工情监测点和48座远程控制闸门在内的完整监测网络。数字孪生模型通过模拟不同水源条件、气象情景下的灌溉方案,实现了从水源到田间的全过程数据采集与智能调控,为灌溉方案的动态调整和精准执行提供了科学依据。在优化本地作物灌溉方式方面,灌区联合中国科学院、湖南农业大学等科研院所,系统开展本地作物需水规律研究,将季内降雨特征与作物生长周期深度结合,创新研发农作物需水移动采集APP,构建了“降雨—蓄水—输水—控水—用水”理论模型,对水稻、辣椒等主要作物进行控水控肥盆栽及大田试验全过程用水模拟。针对水稻,实行控水控肥优化灌溉模式;针对辣椒等经济作物,推行水肥一体化技术,形成了适用于湘南气候特点的本地作物优化灌溉模式。实践表明,中稻亩均净灌溉用水量稳定控制在190立方米以内,氮肥用量降至9公斤/亩,在保障产量的同时实现了水肥高效利用,灌区灌溉水利用系数从0.55提升至0.60,形成了以数字孪生平台为支撑、精准高效的科学灌溉体系。 水稻水控肥大田试验
(二)精准计量,打造“点—线—面”全域立体监测网络。以“GIS+GPS+RS”技术融合为核心,集成多源数据,构建起水资源精准计量管理“智慧大脑”。通过完成72条支渠的数字化建模,系统整合了渠道长度、断面尺寸、衬砌状况、输水能力等12类关键属性数据,建立了完整的计量设施数字属性库,形成了覆盖“水源—干支渠—田间”全域的“数字一张图”。在监测网络建设方面,重点推进取水口、干支渠口、供用水交接断面三类关键节点的计量设施覆盖,实现了灌溉取水口在线监测率、干支渠渠首监测率、乡镇之间干渠交接断面计量安装率三个100%的建设目标。在使用维护方面,采用“电子计量+人工校核”双轨运行机制,根据渠道特性差异化和建设条件,干渠科学选用非接触式雷达流量计,支渠采用巴歇尔槽及水位计,确保了计量系统的准确性和可靠性。为确保数据质量,建立了严格的计量设施定期检定制度,通过专业校准和现场核查相结合的方式,定期对流量计进行律定,用流速仪人工测流,保障了监测数据的准确权威。在系统实用性方面,坚持分级配置原则,根据渠道重要性和用水规模科学布局监测设施,实现了全覆盖监测与经济适用的有机统一。智慧计量体系的建成,使灌区年输水效率显著提升,试验区中稻水分生产率从1.287公斤/立方米提高至1.795公斤/立方米,水资源配置和利用水平实现全面提升。 龙虎洞灌区智慧水务综合平台
(三)水价改革,激活“节-补-管”联动式长效运行机制。一是构建协同推进机制,灌区出台《汝城县农业水价综合改革实施方案》,成立由副县长任组长的农业水价综合改革领导小组,负责统筹规划与政策制定;县发改、财政、水利、农业等部门协同联动,明确职责分工与成本核算;灌区乡镇政府负责具体组织实施与水费收缴,形成了“县级统筹、部门协同、乡镇落实”的三级责任体系。二是建立精准补贴机制,严格执行用水总量控制与年型差异化配水计划,建立与节水成效、调价幅度、财力状况相匹配的精准补贴机制。在广泛调研和成本核算的基础上,明确农业灌溉水价为0.05元/立方米,既体现水资源稀缺价值,又考虑农民承受能力。在5个乡镇的分界断面全部安装计量设施,实时监测各镇实际用水量,计量数据与考核硬挂钩,根据节水率建立优秀、良好、及格、不及格四级评价考核体系,补贴兑付比例根据考核等级分别按实缴水费110%、100%、90%、80%进行补贴,对节水成效显著的用水户给予上浮补贴,有效激发节水内生动力。三是推行工程管护分级负责制,干渠由水库管理所与乡镇共同管理,支渠及以下由属地负责,考核结果与管护资金直接挂钩,形成权责明确、激励相容的管护机制。通过国债项目实施与水价改革双轮驱动,灌区有效灌溉面积从7.64万亩恢复至8.85万亩,预计年增产粮食达530万公斤,灌区社会经济效益显著提升。 (四)水权流转,开辟“确权—回购—交易”市场化流转路径。一是实行乡镇水权确权,灌区突破传统行政主导、计划分配的粗放用水模式,创新构建以乡镇为主体的水权分配体系。以1480万立方米农业取水许可总量为基准,统筹考虑渠系利用效率、作物结构、土壤墒情与需水定额等要素,推行“以亩定水为基础、以效定水为补充”的分配模式,将用水权精准分配至5个灌区乡镇,实现“一镇一量、一镇一证”。二是推行政府回购,激活并培育水权交易市场,建立阶梯式回购机制,对灌区乡镇节余水权额度0-600万立方米部分按0.001元/立方米回购、超出600万立方米部分按0.002元/立方米回购,同时给予节水奖励和精准补贴。三是进行市场交易,作为出让方,汝城县龙虎洞水库管理所依托中国水权交易平台,将灌区的节余水量进行跨行业流转,创新性与城溪电站进行跨行水权交易,成功完成全省首例农工水权交易,年交易水量达300万立方米。结合现代化灌区建设试点,拓宽节水工程建设管护运行渠道,交易收益专项用于节水奖励与工程养护,形成“节水—交易—收益—再节水”的良性循环,有效打通水资源价值转化路径。 龙虎洞灌区取水权交易证书
(五)科技服务,构建“研—用—服”三级协同支撑平台。抢抓郴州市建设国家可持续发展议程创新示范区机遇,深化与中国科学院、湖南农大等科研院校合作,争取上级资金500万元,实施了“基于地球大数据的农业水资源优化配置与高效节水体系建设”揭榜挂帅项目。研究团队汇聚遥感、水文、信息化等多学科人才,聚焦水土资源数据集成、用水智能监测、水资源精准调控等关键环节开展系统研究,为节水实践提供科技支撑。同步构建“省—县—灌区”三级节水服务体系:湖南农大专家提供科研技术支持,县级发改、农业、水利部门常态化下沉指导核算水价,灌区乡镇水管站技术人员深入田间地头进行计量,形成上下联动、协同推进的技术服务网络。通过“数字灌区”平台实现节水调度“一屏统管”和技术服务“一键直达”,全面提升基层节水技术应用能力,为灌区节水增效注入持续动能。 三、取得成效 (一)用水效率实现新提升。灌区灌溉水利用系数从0.55提升至0.60,中稻亩均净灌溉用水量控制在190立方米以内,水分生产率从1.287公斤/立方米提高至1.795公斤/立方米,水资源利用效率显著提升。 (二)粮食安全得到新巩固。有效灌溉面积从7.64万亩恢复至8.85万亩,预计年增产粮食达530万公斤,在保障区域粮食安全的同时促进了农民增收。 (三)节水机制取得新突破。精准补贴与节水奖励机制有效运行,水权交易实现零的突破,湖南省首例农工水权交易产生良好示范效应,水资源价值转化路径基本打通。 (四)管护能力迈上新台阶。数字孪生平台与智能计量网络全面建成,实现从“人工经验”向“数字驱动”的管理方式转变,形成了“权属清晰、责任明确、激励相容”的现代化管护机制,保障了工程长期良性运行。 四、启示 龙虎洞灌区的成功实践表明,在偏远山丘区、南方丰水区和经济欠发达地区,通过系统治理和制度创新,完全能够走出一条具有地方特色的节水增效之路。这一实践打破了“丰水区无需节水”的传统观念,创新了“山区也能精准用水”的工作方法,探索了“经济欠发达地区节水机制”的实现路径,为全国同类型地区提供了可复制、可推广的实践经验。 |