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智能IC卡系统在机电井灌溉中的应用及影响
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1 研究背景
从20 世纪70 年代以来,地下水资源的开发利用在我国农业生产(尤其是北方地区的农业生产) 中的作用越来越重要。然而,随着地下水灌溉的发展,地下水超采的现象越来越严重;从而引发了地下水位下降、地面塌陷、海水入侵等一系列生态环境问题。尤其是近些年来,随着我国水资源短缺形势的日益严重,如何合理有效地管理地下水资源,实现地下水资源的可持续利用已成为十分紧迫的问题。
传统上地下水资源的管理政策和措施主要是从水利部门来考虑,很少从水利以外的相关部门来采取相应对策。鉴于机电井在地下水灌溉中的重要地位,南亚很多国家(如印度和巴基斯坦等) 都在讨论如何运用电费的杠杆作用来实现水资源的合理开发和利用。从电力部门来考虑如何实现地下水资源的可持续利用和有效管理对我国来说无疑也是十分有启发和创新性的。
从20 世纪90 年代末期以来,我国农村电力体制开始了市场化的改革。改革的目标是理顺产权关系,扩大农电企业的资产规模和规范农村用电管理秩序 。然而,改革也带来了一些新问题。其中最突出的一个问题是随着电力产权和服务市场的延伸,将使农电企业直接面对成千上万的农户,使得在电量的抄收、电费的收缴和用电安全等方面的工作量大增。而且由于失去了乡镇政府和村委会的支持,使得每个用电农户发生的收费矛盾、纠纷、困难都得由供电部门自行解决,电费回收难度加大。
农村电力体制改革后出现的新问题引起了众多学者的关注,他们也从管理和技术等方面提出了一些行之有效的解决办法,例如,将智能IC卡系统引进到机电井灌溉中 。智能IC卡系统将计算机管理、智能卡技术和单片机自动控制相结合,应用于农田自动灌溉。用户预交电费,存入卡中,凭卡开机抽水,自动计时计费,卡中金额用尽时自动关机,终止抽水。近年来, IC卡系统已在许多缺水的地区开始应用,如山东、河北、辽宁、吉林、黑龙江、内蒙、河南、陕西、江苏和甘肃等省的部分地区。IC卡系统目前还处于试用阶段,尚未在机电井灌溉中得到普及。
根据IC卡系统的技术特点,IC卡系统在机电井灌溉中的应用将有很大潜力。另外, IC卡系统还有可能成为水利部门管理地下水资源,提高水资源利用效率的有效手段。然而,目前的大部分研究主要是基于技术本身的探讨,对该项技术的应用状况,应用后产生的影响和存在的主要问题都缺乏系统的探讨。对这些问题的深入了解,不仅可以促进IC卡系统的进一步普及和推广,而且对于合理开发和利用地下水资源,制定相应的政策也都有十分重要的意义。鉴于此,为了对这些问题有深入系统的了解,笔者以辽宁省沈阳市为例对IC卡系统应用后的这些相关问题进行了实地调研。
2 IC卡系统的应用现状
IC卡系统目前在沈阳地区机电井农田灌溉中的应用还没有大规模推广。根据水利部门、电力部门及技术推广部门提供的信息,选取了沈阳市4 个区中应用IC 卡具有代表性的8 个村开展调查。
在4 个区中,IC卡系统在机电井灌溉中的应用状况不一样。于洪区是沈阳地区应用IC 卡最早的区;例如,该区青苔村从1997 年就开始引进IC 卡系统。在该村的影响下,周边的几个村也先后采用了这种管理,所以至今IC 卡在于洪区的应用范围最广。上深村是东陵区惟一应用IC 卡的村,该村于1999 年在全村42 眼机电井上安装了IC 卡系统,在沈阳地区也相对较早。浑南新区古城子镇罗官村,于2002 年也引进了这种管理方式。在新城子区,农电局于2002 年在一个供电所引入了IC 卡系统。由此可见,在IC 卡系统的引进中,电力部门、村集体及水利部门都不同程度地发挥了积极的作用。
3 IC 卡系统应用后的影响
3. 1 解决了“收费难”的老问题
由于IC 卡系统采取电费预交,所以无论对于以前受“收费难”问题困扰的电力部门还是村集体,再也不用为农户拖欠电费发愁,农民预交多少电费就用多少电,解决了“收费难”的老问题。如新城子区农电局,以前每年有200 万～400 万元的农用电费收不上,在中心台供电所用了IC 卡系统以后,在该所的业务范围内再也不存在“收费难”的问题。对于村集体,也不用再派人到农户家中频繁催交电费,收缴电费省时省力,拖欠电费的问题得到了解决。
3. 2 减少了水资源的浪费
过去,由于灌溉电费与用水多少没有直接挂钩,很多农村实行电费按亩分摊,单个农户的节水节电积极性不高,地下水资源浪费严重。IC 卡系统的应用,将农民自身的利益与用水的多少直接联系起来,充分调动了农民的节水积极性,地下水资源的使用量也大幅度降低。例如,罗官村在2002 年使用了IC卡系统后,农田灌溉节水9 360m3/ hm2 。
3. 3 降低了电费
据调查,农户在使用IC 卡以后,灌溉电费较以前至少降低了20 %。例如,罗官村在应用IC 卡以后,农田灌溉平均电费从1 143 元/ hm2 降低到32215元/ hm2 ,降低了72 %。上深村,应用IC 卡后,农田灌溉平均电费从1380 元/ hm2 降到645 元/ hm2 ,降低了53 %。
3. 4 减少了农户间的用水纠纷
应用IC 卡的交费方式,农民十分注意控制灌溉时间,灌溉时间较以前大大缩短,即使在用水的高峰期“, 浇地难”的问题也基本解决了,因此发生的纠纷也明显减少。如在罗官村,2002 年应用IC 卡以后,在农田灌溉用水高峰期,村干部专门解决农户因用水难引起的纠纷从2001 年的13 起,降到了1 起。
3. 5 机电井设备的维修费用明显降低
使用IC 卡以后,机电井工作的时间大大缩短,磨损小了,维修费用也就相应降低了。例如,罗官村原来每年维修费用都在2 万元以上,使用IC 卡的当年,维修费用降到了1 万元以下。
3. 6 提高了电费负担的公平性和透明性
过去有些村,如罗官村、上深村和东狼村,灌溉电费按田亩分摊,搞“平均主义”,用多用少每亩都出一样的钱,不公平也不合理。用了IC 卡系统以后,情况发生了改变,多用多花钱,少用少花钱,农民普遍反映,这种方式比以前更公平、更合理。
4 IC 卡系统应用中存在的主要问题
4. 1 资金上有困难
调查发现,大部分村集体都是举债运营,所以对IC 卡系统进行投资,各村都遇到了资金上的困难。对于电力部门而言,由于业务范围较大,所以要大面积地安装IC 卡系统, 遇到的首要困难就是资金问题。
4. 2 IC 卡系统设备质量不高
IC 卡系统的主要组成部分是控制箱,箱内有电度表、空气开关、控制器等核心部件。控制箱的主要作用就是保护箱内部件。由于控制箱长期暴露在外界自然环境下,磨损较为严重,这就对控制箱本身的质量提出了较高的要求。但据了解,在沈阳市运用IC 卡系统管理机电井的各区,都遇到了因控制箱质量不好而带来的难题。青苔村的控制箱两三年就要更换一次,以免漏电伤人。但更换控制箱不但需要资金,而且需要人力和时间的投入。
4. 3 IC 卡系统的应用带来了新的不公平
在使用IC 卡以前,很多地方机电井灌溉采用的是“大锅水”的集体管理方式,在分摊电费时没有考虑地块离机电井的远近和地块的土质。而现在用IC 卡系统以后,地块离机电井越远,水的渗透和蒸发就越多,这样花费的电费就越高;相反,电费就越少。另外,黏土相对沙土而言,保水性好,每次灌溉需水量少,且保持时间长,这样需要的灌溉次数也就少,从而花费的电费少。在新的管理方式下,这种因地块位置和土质不同带来的差异表现得非常明显,农民直接感觉到了不平衡,在分地上的意见较多,从而给村领导的工作带来了一定难度。
5 结 论
智能IC 卡系统应用于机电井灌溉,操作方式简单,农户易于掌握。该系统的推广应用,不仅可以促进电费的回收,降低农户的灌溉成本,而且可以减少地下水资源的无序开采和浪费,增强农民的节水意识,真正实现节水灌溉。这对推进水利科技现代化,提高地下水资源管理水平具有重要意义。
为了促进智能IC 卡系统的普及和推广,发挥其潜在的节水增效和电费回收等方面的作用,政府有关部门(尤其是水利和电力部门) 应积极寻求合作,尽快出台扶持和鼓励智能IC 卡系统在机电井灌溉中应用的政策和实施细则。在资金的扶持上面,应该灵活运用有关的财政和金融政策,缓解推广中资金不足的难题。在地下水资源严重超采的地区,当地的水利部门除了考虑采用收取水资源费和发放取水许可证等措施外,还应将推广智能IC 卡系统也作为其有效管理地下水资源的一个重要手段,并和其他相关政策相结合,取长补短,促进地下水资源的持续利用。智能IC 卡系统的推广也应采取以点带面的方法,没有采用的地方应积极组织有关的政府官员和当地农民去有代表性的地方参观学习。总之,智能IC 卡系统在我国也是一种新兴事物,还需要不断在技术和管理等方面积累经验,及时发现问题,并针对问题提出相应的政策措施。我国在推广IC 卡系统方面的经验和问题,也值得其他国家(尤其是和我国面临类似的地下水资源和农村用电管理问题的南亚国家) 学习和借鉴。
作者简介：
沈阳农业大学经贸学院 张丽娟 中国科学院地理科学与资源研究所 王金霞
从20 世纪70 年代以来,地下水资源的开发利用在我国农业生产(尤其是北方地区的农业生产) 中的作用越来越重要。然而,随着地下水灌溉的发展,地下水超采的现象越来越严重;从而引发了地下水位下降、地面塌陷、海水入侵等一系列生态环境问题。尤其是近些年来,随着我国水资源短缺形势的日益严重,如何合理有效地管理地下水资源,实现地下水资源的可持续利用已成为十分紧迫的问题。
传统上地下水资源的管理政策和措施主要是从水利部门来考虑,很少从水利以外的相关部门来采取相应对策。鉴于机电井在地下水灌溉中的重要地位,南亚很多国家(如印度和巴基斯坦等) 都在讨论如何运用电费的杠杆作用来实现水资源的合理开发和利用。从电力部门来考虑如何实现地下水资源的可持续利用和有效管理对我国来说无疑也是十分有启发和创新性的。
从20 世纪90 年代末期以来,我国农村电力体制开始了市场化的改革。改革的目标是理顺产权关系,扩大农电企业的资产规模和规范农村用电管理秩序 。然而,改革也带来了一些新问题。其中最突出的一个问题是随着电力产权和服务市场的延伸,将使农电企业直接面对成千上万的农户,使得在电量的抄收、电费的收缴和用电安全等方面的工作量大增。而且由于失去了乡镇政府和村委会的支持,使得每个用电农户发生的收费矛盾、纠纷、困难都得由供电部门自行解决,电费回收难度加大。
农村电力体制改革后出现的新问题引起了众多学者的关注,他们也从管理和技术等方面提出了一些行之有效的解决办法,例如,将智能IC卡系统引进到机电井灌溉中 。智能IC卡系统将计算机管理、智能卡技术和单片机自动控制相结合,应用于农田自动灌溉。用户预交电费,存入卡中,凭卡开机抽水,自动计时计费,卡中金额用尽时自动关机,终止抽水。近年来, IC卡系统已在许多缺水的地区开始应用,如山东、河北、辽宁、吉林、黑龙江、内蒙、河南、陕西、江苏和甘肃等省的部分地区。IC卡系统目前还处于试用阶段,尚未在机电井灌溉中得到普及。
根据IC卡系统的技术特点,IC卡系统在机电井灌溉中的应用将有很大潜力。另外, IC卡系统还有可能成为水利部门管理地下水资源,提高水资源利用效率的有效手段。然而,目前的大部分研究主要是基于技术本身的探讨,对该项技术的应用状况,应用后产生的影响和存在的主要问题都缺乏系统的探讨。对这些问题的深入了解,不仅可以促进IC卡系统的进一步普及和推广,而且对于合理开发和利用地下水资源,制定相应的政策也都有十分重要的意义。鉴于此,为了对这些问题有深入系统的了解,笔者以辽宁省沈阳市为例对IC卡系统应用后的这些相关问题进行了实地调研。
2 IC卡系统的应用现状
IC卡系统目前在沈阳地区机电井农田灌溉中的应用还没有大规模推广。根据水利部门、电力部门及技术推广部门提供的信息,选取了沈阳市4 个区中应用IC 卡具有代表性的8 个村开展调查。
在4 个区中,IC卡系统在机电井灌溉中的应用状况不一样。于洪区是沈阳地区应用IC 卡最早的区;例如,该区青苔村从1997 年就开始引进IC 卡系统。在该村的影响下,周边的几个村也先后采用了这种管理,所以至今IC 卡在于洪区的应用范围最广。上深村是东陵区惟一应用IC 卡的村,该村于1999 年在全村42 眼机电井上安装了IC 卡系统,在沈阳地区也相对较早。浑南新区古城子镇罗官村,于2002 年也引进了这种管理方式。在新城子区,农电局于2002 年在一个供电所引入了IC 卡系统。由此可见,在IC 卡系统的引进中,电力部门、村集体及水利部门都不同程度地发挥了积极的作用。
3 IC 卡系统应用后的影响
3. 1 解决了“收费难”的老问题
由于IC 卡系统采取电费预交,所以无论对于以前受“收费难”问题困扰的电力部门还是村集体,再也不用为农户拖欠电费发愁,农民预交多少电费就用多少电,解决了“收费难”的老问题。如新城子区农电局,以前每年有200 万～400 万元的农用电费收不上,在中心台供电所用了IC 卡系统以后,在该所的业务范围内再也不存在“收费难”的问题。对于村集体,也不用再派人到农户家中频繁催交电费,收缴电费省时省力,拖欠电费的问题得到了解决。
3. 2 减少了水资源的浪费
过去,由于灌溉电费与用水多少没有直接挂钩,很多农村实行电费按亩分摊,单个农户的节水节电积极性不高,地下水资源浪费严重。IC 卡系统的应用,将农民自身的利益与用水的多少直接联系起来,充分调动了农民的节水积极性,地下水资源的使用量也大幅度降低。例如,罗官村在2002 年使用了IC卡系统后,农田灌溉节水9 360m3/ hm2 。
3. 3 降低了电费
据调查,农户在使用IC 卡以后,灌溉电费较以前至少降低了20 %。例如,罗官村在应用IC 卡以后,农田灌溉平均电费从1 143 元/ hm2 降低到32215元/ hm2 ,降低了72 %。上深村,应用IC 卡后,农田灌溉平均电费从1380 元/ hm2 降到645 元/ hm2 ,降低了53 %。
3. 4 减少了农户间的用水纠纷
应用IC 卡的交费方式,农民十分注意控制灌溉时间,灌溉时间较以前大大缩短,即使在用水的高峰期“, 浇地难”的问题也基本解决了,因此发生的纠纷也明显减少。如在罗官村,2002 年应用IC 卡以后,在农田灌溉用水高峰期,村干部专门解决农户因用水难引起的纠纷从2001 年的13 起,降到了1 起。
3. 5 机电井设备的维修费用明显降低
使用IC 卡以后,机电井工作的时间大大缩短,磨损小了,维修费用也就相应降低了。例如,罗官村原来每年维修费用都在2 万元以上,使用IC 卡的当年,维修费用降到了1 万元以下。
3. 6 提高了电费负担的公平性和透明性
过去有些村,如罗官村、上深村和东狼村,灌溉电费按田亩分摊,搞“平均主义”,用多用少每亩都出一样的钱,不公平也不合理。用了IC 卡系统以后,情况发生了改变,多用多花钱,少用少花钱,农民普遍反映,这种方式比以前更公平、更合理。
4 IC 卡系统应用中存在的主要问题
4. 1 资金上有困难
调查发现,大部分村集体都是举债运营,所以对IC 卡系统进行投资,各村都遇到了资金上的困难。对于电力部门而言,由于业务范围较大,所以要大面积地安装IC 卡系统, 遇到的首要困难就是资金问题。
4. 2 IC 卡系统设备质量不高
IC 卡系统的主要组成部分是控制箱,箱内有电度表、空气开关、控制器等核心部件。控制箱的主要作用就是保护箱内部件。由于控制箱长期暴露在外界自然环境下,磨损较为严重,这就对控制箱本身的质量提出了较高的要求。但据了解,在沈阳市运用IC 卡系统管理机电井的各区,都遇到了因控制箱质量不好而带来的难题。青苔村的控制箱两三年就要更换一次,以免漏电伤人。但更换控制箱不但需要资金,而且需要人力和时间的投入。
4. 3 IC 卡系统的应用带来了新的不公平
在使用IC 卡以前,很多地方机电井灌溉采用的是“大锅水”的集体管理方式,在分摊电费时没有考虑地块离机电井的远近和地块的土质。而现在用IC 卡系统以后,地块离机电井越远,水的渗透和蒸发就越多,这样花费的电费就越高;相反,电费就越少。另外,黏土相对沙土而言,保水性好,每次灌溉需水量少,且保持时间长,这样需要的灌溉次数也就少,从而花费的电费少。在新的管理方式下,这种因地块位置和土质不同带来的差异表现得非常明显,农民直接感觉到了不平衡,在分地上的意见较多,从而给村领导的工作带来了一定难度。
5 结 论
智能IC 卡系统应用于机电井灌溉,操作方式简单,农户易于掌握。该系统的推广应用,不仅可以促进电费的回收,降低农户的灌溉成本,而且可以减少地下水资源的无序开采和浪费,增强农民的节水意识,真正实现节水灌溉。这对推进水利科技现代化,提高地下水资源管理水平具有重要意义。
为了促进智能IC 卡系统的普及和推广,发挥其潜在的节水增效和电费回收等方面的作用,政府有关部门(尤其是水利和电力部门) 应积极寻求合作,尽快出台扶持和鼓励智能IC 卡系统在机电井灌溉中应用的政策和实施细则。在资金的扶持上面,应该灵活运用有关的财政和金融政策,缓解推广中资金不足的难题。在地下水资源严重超采的地区,当地的水利部门除了考虑采用收取水资源费和发放取水许可证等措施外,还应将推广智能IC 卡系统也作为其有效管理地下水资源的一个重要手段,并和其他相关政策相结合,取长补短,促进地下水资源的持续利用。智能IC 卡系统的推广也应采取以点带面的方法,没有采用的地方应积极组织有关的政府官员和当地农民去有代表性的地方参观学习。总之,智能IC 卡系统在我国也是一种新兴事物,还需要不断在技术和管理等方面积累经验,及时发现问题,并针对问题提出相应的政策措施。我国在推广IC 卡系统方面的经验和问题,也值得其他国家(尤其是和我国面临类似的地下水资源和农村用电管理问题的南亚国家) 学习和借鉴。
作者简介：
沈阳农业大学经贸学院 张丽娟 中国科学院地理科学与资源研究所 王金霞
