灌区自动化管理系统：实现管道化节水，增产又减污

1.中央亚利桑那灌溉工程

亚利桑那州地处美国西南沙漠地带，年降水量不足200mm。为了解决该州地表水源短缺，地下水长期超采和社会经济发展对可再生水资源需求之间的矛盾，该州根据20世纪20年代签署的科罗拉多河分水协议（亚利桑那州有34亿m3/a的用水权），1940年向国会申请兴建从科罗拉多河调水工程。1968年经国会和总统批准由联邦政府投资40多亿美元兴建，于1973年动工，目前工程已基本完工。项目由内务部垦务局负责实施。根据合同，项目业主通过收取水费等途径，在50年内分年偿还联邦政府的工程投资。

供水工程包括537.6km的输水干渠，总扬程近900m的14座泵站，干渠上39个节制建筑物，33个分水闸，8个倒虹吸，3个隧洞，以及调蓄水库等组成，控制灌溉面积14.86万hm2。1998年该工程实际供水12.5亿m3。其中农业灌溉用水占46%，城市生活与工业用水40%，向印第安人供水7%，回灌地下水7%。

该工程在供水管理上只负责向支渠供水。支渠以下由用水户协会分别自主管理。共有80个用水合同单位。目前农业灌溉水价约为2.5美分/m3，这一价格既考虑了偿还联邦政府建设投资，也考虑了农民的实际承受能力。工业和城市供水价格为农业用水价格的3.4倍。

该工程在技术水平与设计指导思想上比较先进，值得借鉴。整个灌溉工程（相当220多万亩）由一个控制中心管理，像电网调度中心一样，实施24小时全自动遥测遥控，所有泵站节制闸、分水闸均无人值守，由中心控制室对水位、流量、水泵电机工况、闸门开启度等进行控制，每隔10秒钟自动巡检一遍，各有关技术参数出现异常情况时自动报警，沿干渠埋设通信电缆，各泵站之间架设微波通讯，两套通信系统交替使用；科罗拉多河引水枢纽泵站由6台机组组成，配套动力6万马力，单泵流量14m3/s，扬程250m，为美国目前这种流量水泵中扬程最高的。渠道上建了专供野生动物横穿通行的桥，污水排水管单独横穿渠道，避免了渠道水污染，利用倒虹吸横穿渠道以排放洪水等。该工程员工总共420人，其中从事行政管理的仅75人，负责整个工程运行的控制中心只有23名技术管理人员，其余均为工程维护维修人员。(www.xing528.com)

2.沃茨兄弟农场使用大型中心支轴式喷灌机情况

在凡尔蒙公司的安排下，我们参观了位于美国西北部干旱地带华盛顿州帕斯科市附近的沃茨兄弟农场。该地区年降水不足200mm，较低的丘陵山地起伏不平，靠天然降雨很难进行农业生产。沃茨兄弟于25年前用商业银行贷款，逐步开发这片土地，首先在附近的哥伦比亚河边建泵站，解决灌溉水源，然后购买安装了大型中心支轴式喷灌机。经过20多年经营开发，目前农场面积已达11.5万亩，有近200台喷灌机。灌区内全部管道化，看不见渠道。使用这种喷灌机，既节约用水，又克服了地面起伏高低不平难以进行常规灌溉的困难。据农场主说，喷灌较自流灌产量可以增加一倍，水可以省一半。

该农场投资150万美元建成了自动控制系统。我们在管理办公室看到一台电视监视屏，通过监测系统每隔1小时计算机与喷灌机进行一次“对话”，大大减少了灌水管理人员，10多万亩灌溉面积只需8个管理人员进行操作维护。