邗江區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析

摘 要：跟蹤分析灌溉用水有效利用系數(shù)變化情況，合理評價(jià)節(jié)水潛力與節(jié)水灌溉發(fā)展成效，對于促進(jìn)地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水健康發(fā)展具有重要意義。文章針對邗江區(qū)的農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測定進(jìn)行分析，供大家參考。

關(guān)鍵詞：灌溉水利用系數(shù)；水利；現(xiàn)代化

1 概述

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。

2 灌區(qū)選擇

2.1 自然地理及水系狀況

邗江區(qū)位于江蘇省中部，長江三角洲腹部，長江與淮河交匯處，西連南京，南臨長江，北接淮水，中貫京杭大運(yùn)河，是國家歷史文化名城揚(yáng)州的重要組成部分。作為揚(yáng)州區(qū)域面積最大的一個(gè)區(qū)，邗江既有現(xiàn)代化中心城區(qū)的城市配套優(yōu)勢，又有四面環(huán)抱主城區(qū)的廣闊空間，揚(yáng)州東古（城）西新（城），北秀（秀美的生態(tài)環(huán)境）南雄（雄厚的沿江產(chǎn)業(yè)帶）的城市格局，邗江坐擁其三，南臨長江、擁有寶貴的長江深水岸線資源，北有中國第六大淡水湖-高郵湖和邵伯湖、擁有近50公里的沿湖生態(tài)岸線，京杭大運(yùn)河縱貫?zāi)媳薄?/p>

邗江區(qū)屬于亞熱帶濕潤氣候區(qū)。氣候主要特點(diǎn)是：盛行風(fēng)向隨季節(jié)有明顯的變化。冬季盛行干冷的偏北風(fēng)，以東北風(fēng)和西北風(fēng)居多。夏季多為從海洋吹來的濕熱的東南到東風(fēng)，以東南風(fēng)居多。春季多東南風(fēng)，秋季多東北風(fēng)。冬季偏長，4個(gè)多月；夏季次之，約3個(gè)月；春秋季較短，各為2個(gè)多月。

邗江區(qū)處于江淮平原南端，受季風(fēng)環(huán)境影響明顯，四季分明，氣候溫和，自然條件優(yōu)越。年平均氣溫為14.8℃，與同緯度地區(qū)相比，冬冷夏熱較為突出。最冷月為1月，月平均氣溫1.8℃；最熱月為7月，月平均氣溫為27.5℃。全年無霜期平均220天；全年平均日照2140小時(shí)；全年平均降水量1020mm。

2.2 農(nóng)田灌溉情況

2015年邗江區(qū)現(xiàn)有耕地面積46.455萬畝，有效灌溉面積23.89萬畝，水稻耕種面積19.665萬畝；小麥耕種面積11.865萬畝。全年糧食總產(chǎn)量170537噸（根據(jù)上一年數(shù)據(jù)估算），水稻平均單產(chǎn)589.87千克/畝，小麥平均單產(chǎn)342.2千克/畝。全年毛灌溉用水量13835.95萬立方米。

2.3 樣點(diǎn)灌區(qū)選擇

根據(jù)樣點(diǎn)灌區(qū)應(yīng)按照具有代表性、可行性和穩(wěn)定性等原則選擇，在選擇過程中，不僅考慮了邗江區(qū)內(nèi)灌溉面積的分布、灌區(qū)節(jié)水改造等情況，而且盡量使所選的樣點(diǎn)灌區(qū)能基本反映邗江區(qū)內(nèi)的灌區(qū)整體特點(diǎn)。選擇了以下六個(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)：

（1）余壩橋站灌區(qū)，位于公道鎮(zhèn)谷營村（與楊壽交界處），12寸水泵，出水管管徑DN300，灌溉面積240畝，種植作物為稻麥輪作。

（2）王莊站灌區(qū)，位于楊壽鎮(zhèn)永和村王莊組，蔣塘路南，安裝8寸水泵1臺，出水管管徑DN200，灌溉面積150畝，種植作物為稻麥輪作。

（3）唐湖電灌站，位于蔣王街道悅來村唐湖組，以烏塔溝為水源。安裝16寸泵1臺，電機(jī)功率40kW，出水管管徑DN400，灌溉面積1500畝，種植作物為稻麥輪作。

（4）趙家溝站灌區(qū)，位于汊河街道徐集村，安裝6寸泵1臺，出水管管徑DN150，灌溉面積130畝，種植作物為稻麥輪作。

（5）杜橋站灌區(qū)，位于槐泗鎮(zhèn)杜橋村，安裝16寸混流泵1臺，電機(jī)功率40KW，出水管徑DN400，灌溉面積500畝，種植作物為稻麥輪作。

（6）團(tuán)結(jié)站灌區(qū)，位于方巷鎮(zhèn)（黃玨）聯(lián)合村團(tuán)結(jié)組，安裝8寸泵1臺，電機(jī)功率11KW，出水管徑DN200，灌溉面積2200畝，種植作物為稻麥輪作。

3 測算方法

計(jì)算灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)：

采用首尾測算分析法，根據(jù)典型調(diào)查與作物需水試驗(yàn)、計(jì)算分析確定各種作物的實(shí)際凈灌溉定額，通過統(tǒng)計(jì)2015年灌區(qū)的灌溉用水總量、各種作物的實(shí)灌面積，通過計(jì)算得出樣點(diǎn)灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)。

樣田水稻凈灌溉定額測定：采用彭曼-蒙特斯法計(jì)算水稻需水強(qiáng)度（逐日需水量）。彭曼-蒙特斯法是1990年聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）向全世界推薦計(jì)算參照滕發(fā)量的新公式，與70年代應(yīng)用的彭曼公式比較，該公式統(tǒng)一了計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，無需進(jìn)行地區(qū)率定和使用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速函數(shù)，同時(shí)也不用改變?nèi)魏螀?shù)即可適用于世界各個(gè)地區(qū)和各種氣候，估值精度高。公式如下：

式中：ET0-參照騰發(fā)量，mm/d；Rn-作物表面的凈輻射量，MJ/（m2·d）；G-土壤熱通量密度，MJ/（m2·d）；T-地面以上2米處的平均氣溫，℃；u2-地面以上2米處的風(fēng)速，m/s；es-飽和水汽壓，kPa；ea-實(shí)際水汽壓，kPa；△-水汽壓力曲線斜率，kPa/℃；？酌-濕度計(jì)常數(shù)，kPa/℃；E-作物需水量，mm/d；KC-作物系數(shù)。

各參數(shù)計(jì)算方法參考《節(jié)水灌溉理論與技術(shù)》（水利水電版，2009）。

使用上述公式，結(jié)合水稻田的氣候參數(shù)可以得到水稻每天的需水量ET。

用圓環(huán)測滲儀在樣田附近做土壤入滲試驗(yàn)測出樣田土壤入滲參數(shù)，使用修正的考斯加可夫公式（也稱考斯加可夫-列維斯公式），即

Z=ktα+bt+c

式中：b-入滲系數(shù)，mm/h；c-入滲常數(shù)，mm；c一般可忽略不計(jì)。

顯然，式中b應(yīng)等于穩(wěn)定入滲率f。事實(shí)上，也可直接根據(jù)累計(jì)入滲曲線獲得b。達(dá)到穩(wěn)定入滲后，累計(jì)入滲過程曲線趨近于一條直線，該直線的斜率即為b。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到實(shí)測參數(shù)α、k、b，即可已得到樣田穩(wěn)定滲漏量S。

利用水量平衡方程求得水稻灌溉制度，水稻平衡方程：

h1+P+m-d-s-E=h2

式中：h1-時(shí)段初田面水層深度；h2-時(shí)段末田面水層深度；P-時(shí)段內(nèi)降雨量；d-時(shí)段內(nèi)排水量；s-時(shí)段內(nèi)滲漏量；E-時(shí)段內(nèi)水稻需水量；m-時(shí)段內(nèi)灌水量。

時(shí)段內(nèi)降雨量P可以從當(dāng)?shù)貧庀筚Y料可得，由上述可列出水稻生育期灌溉制度計(jì)算表，即可以得到水稻生育期內(nèi)凈灌溉定額M生育。

泡田期內(nèi)凈灌溉M泡田可以通過當(dāng)?shù)貧v史經(jīng)驗(yàn)可得，所以總灌溉定額M水稻：

M水稻=M泡田+M生育

4 邗江區(qū)灌溉水利用系數(shù)測算

4.1 典型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測算

根據(jù)以上計(jì)算得了各典型灌區(qū)凈灌溉定額，并調(diào)查典型灌區(qū)2015年灌溉面積、灌溉引水量，可計(jì)算各典型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表1。

4.2 邗江區(qū)平均灌溉水利用系數(shù)

典型灌區(qū)泵站控制灌溉面積合計(jì)為4720畝。對典型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均得0.677。邗江區(qū)小型灌溉泵站水源較多利用由提水泵站及引水河道引入的江水作為水源，據(jù)分析引水線路水利用系數(shù)為0.92。因此，2015年邗江區(qū)全區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.623。

本年全區(qū)有效灌溉面積23.89萬畝，平均凈灌溉定額取各樣點(diǎn)灌區(qū)綜合凈灌溉定額，即372立方米/畝，因此可得全區(qū)全年毛灌溉用水量13405.59萬立方米。

5 結(jié)束語

通過開展邗江區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)測算分析工作，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)。為了今后更好地開展此項(xiàng)工作，作者提出以下建議：

（1）普及灌區(qū)群眾節(jié)水科技知識，加強(qiáng)對灌區(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”。