農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)研究

李 斌萬(wàn)利軍

（1.揚(yáng)州市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225000；2.宜興市水利農(nóng)機(jī)局，江蘇 無(wú)錫 214207）

0 引言

灌溉用水有效利用系數(shù)即灌溉水利用系數(shù)，是指灌入田間可被作物利用的水量與灌溉系統(tǒng)取用的灌溉總水量的比值，其與灌區(qū)自然條件、工程狀況、用水管理、灌水技術(shù)等因素有關(guān)，是評(píng)價(jià)灌溉用水效率的重要指標(biāo)。江蘇省已把這項(xiàng)指標(biāo)列為水利現(xiàn)代化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)考核的重要指標(biāo)之一。

1 灌區(qū)選擇與測(cè)算方法

1.1 樣點(diǎn)灌區(qū)選擇

宜興市地處江蘇省南端、滬寧杭三角中心，總面積為19.97萬(wàn)hm2（299.5萬(wàn)畝），耕地面積為6.14萬(wàn)hm2（92.06萬(wàn)畝），灌溉面積為5.52萬(wàn)hm2（82.85萬(wàn)畝），農(nóng)田有效灌溉面積為5.22萬(wàn)hm2（78.25萬(wàn)畝）。經(jīng)過(guò)多年的小型農(nóng)田水利建設(shè)，目前全市擁有節(jié)水灌溉面積2.60萬(wàn)hm2（39.02萬(wàn)畝），其中，高效節(jié)水灌溉面積為0.12萬(wàn)hm2（1.87萬(wàn)畝）。全市現(xiàn)有灌排泵站1898 座，總裝機(jī)3.25萬(wàn)kW，設(shè)計(jì)流量390 m3/s；建成輸水渠道總長(zhǎng)5377.79 km，其中，暗渠254 km、襯砌明渠1445.7 km，占總長(zhǎng)的26.7%?，F(xiàn)狀灌溉水利用系數(shù)為0.60左右。

宜興市灌區(qū)多為小型提水灌區(qū)，在選擇樣點(diǎn)灌區(qū)時(shí)，應(yīng)綜合考慮現(xiàn)有工程設(shè)施狀況、管理水平、灌溉水源條件、作物種類(lèi)和種植結(jié)構(gòu)、地形地貌等因素，同時(shí)要具有一定的觀(guān)測(cè)條件和灌溉用水管理資料等。同類(lèi)型樣點(diǎn)灌區(qū)選擇時(shí)重點(diǎn)兼顧不同工程設(shè)施狀況和管理水平等，使選擇的樣點(diǎn)灌區(qū)綜合后能代表該類(lèi)型灌區(qū)的平均水平。經(jīng)綜合比選，本次選擇分布在平原區(qū)的6 個(gè)小型灌區(qū)作為灌溉系數(shù)測(cè)算的樣點(diǎn)灌區(qū)，即：李家灌區(qū)、東湖背灌區(qū)、同里灌區(qū)、沙灘灌區(qū)、北新灌區(qū)、南塘灌區(qū)，種植作物均為單季水稻，灌區(qū)的基本情況如表1 所示。研究樣本中面積單位選擇以畝為單位。

1.2 觀(guān)測(cè)與計(jì)算方法

為了能夠反映灌區(qū)灌溉水利用的整體情況，觀(guān)測(cè)時(shí)間基于水稻全生育期。同時(shí)為便于匯總分析，計(jì)算分析時(shí)段采用日歷年。測(cè)算灌區(qū)的灌溉工程現(xiàn)狀水平年為2014年。根據(jù)各樣點(diǎn)灌區(qū)的實(shí)際情況，采用了補(bǔ)償流量積算記錄儀6 套、明渠流量計(jì)2 套及現(xiàn)有的RTK 實(shí)時(shí)差分定位測(cè)量設(shè)備，并確保測(cè)算設(shè)備的精度。

根據(jù)《全國(guó)灌溉用水有效利用系數(shù)測(cè)算分析技術(shù)指導(dǎo)細(xì)則》所確定的首尾測(cè)算分析法，即直接用灌入田間可被作物吸收利用的水量（凈灌溉用水量）與灌區(qū)從水源取用的灌溉總水量（毛灌溉用水量）的比值來(lái)計(jì)算灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)，計(jì)算公式如下：

式中：

表1 樣點(diǎn)灌區(qū)基本情況表

η—灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)；

W凈—灌區(qū)凈灌溉用水總量，m3；

W毛—灌區(qū)毛灌溉用水總量，m3。

1.2.1 典型田塊凈灌溉用水量的測(cè)定方法（淹水灌溉）

典型田塊凈灌溉用水量采用水位變化法測(cè)定（水田），即：

式中：

hi—灌水深度；

he—灌水結(jié)束后田面水深；

hs—灌水開(kāi)始時(shí)的田面水深。

分別測(cè)量灌水前有水層田塊和灌水前無(wú)水層田塊的灌水深度，田塊凈灌溉用水量等于實(shí)際灌水深乘以典型田塊的面積。

1.2.2 樣點(diǎn)灌區(qū)凈灌溉用水量的推求方法

樣點(diǎn)灌區(qū)的田塊高程雖不同，但與其相鄰的典型田塊相差不大，故可用典型田塊的實(shí)際灌水深度來(lái)代替樣點(diǎn)灌區(qū)田塊的實(shí)際灌水深度。

1.2.3 樣點(diǎn)灌區(qū)毛灌溉用水量的推求方法

毛灌溉用水量采用灌區(qū)全年從水源地引入（取用）用于農(nóng)田灌溉的水量。本次分析測(cè)算的6 個(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)中，均安裝了插入式超聲流量計(jì)，則灌區(qū)毛灌溉用水量等于水泵（泵站）的出水流量。這樣，測(cè)得的毛灌溉用水量更為準(zhǔn)確。

1.2.4 樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)計(jì)算

樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)是指樣點(diǎn)灌區(qū)凈灌溉用水總量與毛灌溉用水總量的比值。計(jì)算公式如下：

式中：

η樣—樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)，%；

W凈—樣點(diǎn)灌區(qū)凈灌溉用水總量，萬(wàn)m3；

W毛—樣點(diǎn)灌區(qū)毛灌溉用水總量，萬(wàn)m3。

1.2.5 宜興市農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)均值測(cè)算

宜興市農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)是指各區(qū)凈灌溉用水總量與毛灌溉用水總量的比值。計(jì)算公式如下：

式中：

η市—宜興市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)平均值，%；

W凈—宜興市凈灌溉用水總量，萬(wàn)m3；

W毛—宜興市毛灌溉用水總量，萬(wàn)m3。

在已知各樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)和灌溉用水總量的情況下，各市、區(qū)農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)計(jì)算公式為：

式中：

ηi—第i 個(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)，%；

Wi—第i 個(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)的毛灌溉用水總量，m3。

2 結(jié)果與分析

宜興市小型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)實(shí)測(cè)結(jié)果如表2、表3。

表2 宜興市小型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)實(shí)測(cè)計(jì)算表

表3 宜興市小型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)計(jì)算表

通過(guò)對(duì)比6 個(gè)灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)平均值，得出影響灌溉水利用系數(shù)的最主要因素是水資源供需狀況、節(jié)水灌溉工程狀況、灌溉規(guī)模和灌溉管理水平等。東湖背灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)到了0.668，結(jié)果分析是由于該灌區(qū)于2013年進(jìn)行了渠系改造，建設(shè)效果已得到充分體現(xiàn)；北新灌區(qū)雖然現(xiàn)有工程設(shè)施完好程度僅為中等，但灌溉水有效利用系數(shù)也達(dá)到了0.641，究其原因是由于北新灌區(qū)地下暗渠占的比重大，灌溉水不易流失，節(jié)水效果較好；這次測(cè)試最差的宜興南塘灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)只有0.625，其主要原因是工程設(shè)施比較陳舊，導(dǎo)致灌溉水流失。但總體上看，全市測(cè)算得出2014年農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)平均值為0.639，測(cè)試結(jié)果基本反映了宜興市農(nóng)田灌區(qū)目前的管理水平以及近年來(lái)實(shí)施節(jié)水灌溉取得的成效。因此，2014年宜興市農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)的測(cè)算分析結(jié)果是合理可靠的。

3 結(jié)論與建議

通過(guò)開(kāi)展宜興市農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析工作，有助于了解本地灌溉現(xiàn)狀、管理水平，為渠系改造提供理論依據(jù)。

為了今后更好地開(kāi)展此項(xiàng)工作，筆者提出以下建議：

（1）普及灌區(qū)群眾節(jié)水科技知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)灌區(qū)農(nóng)技人員的技術(shù)指導(dǎo)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的水稻作物灌溉方式。

（2）進(jìn)一步加強(qiáng)各灌區(qū)的小型農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，尤其是進(jìn)行節(jié)水效果好的地下暗渠建設(shè)。

（3）在有條件的灌區(qū)加強(qiáng)配置量水設(shè)施，真正做到“節(jié)水灌溉，提高產(chǎn)量”。