江西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)影響因素分析

管升明，劉方平，靳偉榮

(1.江西省贛撫平原水利工程管理局，南昌 330096；2.江西省灌溉試驗中心站，南昌 330201)

1 江西省農(nóng)田灌溉情況

江西省位于我國東南內(nèi)陸中部，長江中下游交接處的南岸，全省面積166 947 km2，行政區(qū)劃為南昌、九江、上饒、撫州、宜春、吉安、贛州、景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)、新余、鷹潭等11個設(shè)區(qū)市，100個縣(市、區(qū))。屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫16.3～19.5 ℃，年日照為1 259～1 905 h，多年平均降雨量為1 638.3 mm，2013年全省年降水量為1 456.5 mm[1]。

江西省主要種植糧食作物為水稻，包括早稻、晚稻和單季稻。主要經(jīng)濟作物有棉花、果樹、蔬菜、瓜果、豆類和油料等。全年主要種植模式有早稻+晚稻，單季稻+油料，單季稻，早稻+蔬菜、蔬菜瓜果+晚稻、棉花+油料，單一蔬菜等形式[2]。

2013年全省農(nóng)田有效灌溉面積為201 萬hm2(采用2013年水利統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù))，測算農(nóng)業(yè)灌溉供水總量為1 679 245.9 萬m3，每公頃平均毛灌溉水量為8 355 m3/hm2，平均綜合凈灌溉定額為5 077.5 m3/hm2[3]。

2 不同因素對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

2.1 不同規(guī)模灌區(qū)對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

在農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)分析中所指尺度，是指某一區(qū)域面積規(guī)模的大小和時間周期的長短[4]。以2013年江西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析結(jié)果，不同規(guī)模樣點灌區(qū)其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)對比分析圖見如圖1。

從圖1可以發(fā)現(xiàn)，隨著灌區(qū)規(guī)模的增大，灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈總體減小趨勢。據(jù)測算，2013年大型灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)為0.441，中型灌區(qū)為0.462，小型灌區(qū)為0.495。中型灌區(qū)中，0.066 7～0.33 萬hm2規(guī)模灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)為0.474，0.33～1 萬hm2規(guī)模灌區(qū)為0.462，1～2 萬hm2規(guī)模灌區(qū)為0.456。大型灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)比中型灌區(qū)小0.021，中型灌區(qū)比小型灌區(qū)小0.033。在中型灌區(qū)中，0.066 7～0.33 萬hm2規(guī)模灌區(qū)比0.33～1 萬hm2規(guī)模灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)高0.012，0.33～1 萬hm2規(guī)模灌區(qū)比1～2 萬hm2規(guī)模灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)高0.006。

圖1 2013年江西省不同規(guī)模樣點灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)對比分析 Fig. 1 Comparative analysis of the effective utilization coefficient of irrigation water in the sample irrigation areas with different scale in Jiangxi province, 2013

2.2 不同水源類型對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，在相同規(guī)模的灌區(qū)里，灌區(qū)水源類型的不同，也會對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)產(chǎn)生影響。據(jù)測算，0.066 7～0.33 萬hm2規(guī)模灌區(qū)中，提水灌區(qū)比自流引水灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高0.025；小型灌區(qū)中，提水灌區(qū)比自流引水灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高0.019。以上數(shù)據(jù)表明，提水灌區(qū)比自流引水灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高。究其原因，主要是提水灌區(qū)比自流引水灌區(qū)運行費用高，其灌溉用水需要一定的提水成本，農(nóng)民更重視用水的管理。而在自流引水灌區(qū)，取水方便，運行成本低，管理相對粗放，工程配套不齊全，農(nóng)民浪費水現(xiàn)象比較嚴重，因而導(dǎo)致農(nóng)田灌溉水有效利用水系數(shù)比較低。

圖2 2013年江西省不同水源類型樣點灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)對比分析Fig.2 Comparative analysis of the effective utilization coefficient of irrigation water in the sample irrigation areas with different water sources in Jiangxi province, 2013

2.3 不同土壤類型對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

為了避免氣候和灌區(qū)規(guī)模等因素的影響，本次選取氣候因素和灌區(qū)規(guī)模相近但土壤平均滲漏強度不同的六個灌區(qū)(3組)，觀測其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。從表1中發(fā)現(xiàn)，南安余家水陂灌區(qū)土壤比下村橋上水岸灌區(qū)滲漏強度小0.125 mm/d，其農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)則高0.014；烏尖畈灌區(qū)土壤滲漏強度比渡頭灌區(qū)小0.317 mm/d，其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)則高0.036；紅星灌區(qū)土壤滲漏強度比里塢灌區(qū)大0.085 mm/d，其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)則低0.005。由此可見，土壤滲透強度與農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系，在水輸送過程中，由于土壤滲漏強度大，導(dǎo)致水滲漏嚴重，使進入田間的水減少，從而導(dǎo)致渠系水利用系數(shù)減少，進而使農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)降低。

表1 2013年江西省不同土壤類型樣點灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算結(jié)果Tab.1 Computing results of the effective utilization coefficient of irrigation water in the sample irrigation areas with different soil types in Jiangxi province, 2013

2.4 渠道防滲對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

目前，江西省比較常用的節(jié)水灌溉技術(shù)有渠道防滲和管道輸水灌溉。現(xiàn)狀節(jié)水灌溉工程面積21.462 萬hm2，占全省有效灌溉面積13.2%，而渠道防滲工程控灌面積18.814 萬hm2，占全省有效灌溉面積的87.7%[5]。

本文通過在江西省選取土渠和防滲襯砌渠道進行輸水灌溉的兩個典型灌溉單元，采用動水法對其渠道水利用系數(shù)進行測算；測定過程中選取渠道級別、長度相同。測算結(jié)果見表2。

由表2可以發(fā)現(xiàn)，采用襯砌渠道，渠道水利用系數(shù)有一定程度提高，但不同級別渠道其提高程度不同。其中，襯砌渠道相對于土渠，其斗渠水利用系數(shù)提高0.035，提高比率達3.68%，支渠水利用系數(shù)提高0.010，提高比率達1.09%。由此可以看出，工程防滲措施對提高渠道水利用系數(shù)有積極的影響，但總體提高幅度不是很大。

表2 灌區(qū)斗支渠水利用系數(shù)測算結(jié)果Tab.2 Computing results of the water utilization coefficientof branch and lateral canal

2.5 不同管理水平對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

雖然各種節(jié)水灌溉技術(shù)措施為提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提供了有力的保障，但是任何先進的技術(shù)都依托于管理，要達到預(yù)期的農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)，還受到灌溉管理水平的影響。本文引入2013年江西省在灌溉規(guī)模和節(jié)水工程投資等因素都相似的灌區(qū)進行對比，分析不同管理水平對灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響(表3)。

表3 2013年不同管理水平樣點灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算成果Tab.3 Computing results of the effective utilization coefficient of irrigation water under different management levels of the sampled

比較灌區(qū)1袁北灌區(qū)和灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)，兩個灌區(qū)有效灌溉面積相差不大，而且在節(jié)水工程投資方面相同，而2013年灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)比灌區(qū)1袁北灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高0.036，提高比率達8.53%；同樣比較灌區(qū)4張嶺灌區(qū)和灌區(qū)3恩江渠灌區(qū)，也可以發(fā)現(xiàn)灌區(qū)4張嶺灌區(qū)比灌區(qū)3恩江渠灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高0.035，提高比率達7.51%。

從灌區(qū)1袁北灌區(qū)和灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)的管理人員配置和水價兩方面，來分析兩者農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的差別。灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)為正處級單位，管理人員數(shù)為118人，農(nóng)業(yè)水價為279.75 元/hm2，農(nóng)民用水戶參與管理人數(shù)為13.7萬人；而灌區(qū)1袁北灌區(qū)為正科級單位，單位管理人員為85人，農(nóng)業(yè)水價為264.9 元/hm2，農(nóng)民用水戶參與管理人數(shù)為6.2萬人 。相對于灌區(qū)1袁北灌區(qū)而言，灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)管理人員配置比較完善，管理資金落實到位，使得灌區(qū)水可以精心調(diào)度，合理配置，從而減少輸水過程中由于渠道跑冒滴漏等因素造成的水資源浪費，提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)；另一方面，合理適宜的水價政策，也增加了農(nóng)民的節(jié)水意識；同時，農(nóng)民用水戶合作組織的成立與壯大，使農(nóng)民用水戶參與灌溉管理，由于關(guān)系自身切身利益，調(diào)動了用水戶的節(jié)水積極性，自覺保護水利設(shè)施不被損壞，并采用先進的節(jié)水灌溉措施，從而使農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高。而灌區(qū)3張嶺灌區(qū)和灌區(qū)4恩江渠灌區(qū)也得出同樣的結(jié)論。

2.6 不同水平年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的規(guī)律分析

本文引用了2008-2013年江西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析結(jié)果，對不同水平年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)進行對比分析，具體如圖3。

從圖3可以發(fā)現(xiàn)，2008-2013年間，江西省各規(guī)模灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈逐年增長趨勢，這與近年來江西省加大農(nóng)村水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入力度，配套完善灌區(qū)骨干工程，建立農(nóng)民用水協(xié)會，推行節(jié)水灌溉技術(shù)，提高農(nóng)田灌溉用水管理水平是緊密相關(guān)的。

從圖3還可以發(fā)現(xiàn)，2008-2011年，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)增長速度比較快，而2011-2013年增長速度有所放緩。分析其原因，主要是隨著小型農(nóng)田水利重點縣建設(shè)的全面鋪開和規(guī)?；?jié)水灌溉工程的大力實施，進一步推進渠道防滲和節(jié)水工程項目的實施其節(jié)水空間提升已經(jīng)十分有限，灌區(qū)通過建立農(nóng)民用水協(xié)會使其管理水平也趨于穩(wěn)定，進而

圖3 江西省大中小型灌區(qū)不同年份農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)變化趨勢Fig.3 Variation tendency of the Jiangxi effective utilization coefficient of irrigation water at various district scales in different years

使全省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提升空間逐漸縮小，并逐漸趨于穩(wěn)定。

3 結(jié) 語

本文通過對不同灌區(qū)規(guī)模、水源類型、土壤類型、渠道防滲和不同管理水平等因素對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)影響進行分析，并對2008-2013年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)變化規(guī)律進行分析，得出以下結(jié)論：

(1)灌區(qū)規(guī)模越大，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)越小，即大型灌區(qū)<中型灌區(qū)<小型灌區(qū)；不同水源類型灌區(qū)，其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)自流引水灌區(qū)小于提水灌區(qū)；土壤滲透強度與農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系，即土壤滲漏強度大，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)越低；灌區(qū)渠道防滲一定程度能提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)，但總體提高幅度不是很大；灌區(qū)管理機構(gòu)比較完善，農(nóng)民用水戶參與灌溉管理，同時，管理資金和農(nóng)業(yè)水費落實到位，有助于提高灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。

(2)2008-2013年間，江西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈逐年增長趨勢；但后期增速緩于前期增速，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提升空間逐漸縮小。

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[1] 馬大前,黃華金,彭忠福.江西省農(nóng)田灌溉需水量預(yù)測分析[J]. 人民長江,2011,42(18):38-40.

[2] 劉鵬發(fā),陳賽狄,馬永俊,等.江西省糧食生產(chǎn)格局分析[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報,2012,24(6):1 134-1 139.

[3] 江西省2013年灌溉水有效利用系數(shù)測算分析報告[R]. 2014.

[4] 崔遠來,李遠華,陸垂裕.灌溉用水有效利用系數(shù)尺度效應(yīng)分析[J].中國水利,2009,(3):18-21.

[5] 徐文靜,王翔翔,施六林,等.中國節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2016,32(11):184-187.