惠州市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析

羅小妹

（惠州市市區(qū)河涌管理所，廣東 惠州516003）

灌溉水有效利用系數(shù)是指某一時期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，是衡量從水源取水到田間作物吸收利用過程中灌溉用水有效利用程度的重要指標(biāo)，能綜合反映灌區(qū)灌溉工程狀況、管理水平、灌溉技術(shù)水平。根據(jù)惠州市樣點灌區(qū)、典型田塊的特點，2018年全年日常用水過程中，采用以“首尾測算分析法”對各樣點的灌溉水有效利用系數(shù)進行實地測試與計算分析。

1 區(qū)域概況

惠州市位于廣東省東南部?；葜菔泻恿鞅姸?，全市集水面積超過1000 km2的河流有東江、西枝江、淡水河、公莊河、沙河和增江6條，集水面積大于100 km2以上河流有35條，水庫、湖泊約490座。

根據(jù)《2017年惠州市水資源公報》，全市農(nóng)田灌溉用水量11.30億m3[1]，農(nóng)田有效灌溉面積165.17萬畝，實灌面積151.42萬畝。灌區(qū)全部為中、小型灌區(qū)類型，無大型灌區(qū)和井灌類型。其中，中型灌區(qū)29宗，控制有效灌溉面積91.92萬畝。全市農(nóng)田灌溉大多采用渠道輸水，灌區(qū)的主要水源類型為自流引水類型，實施的節(jié)水工程技術(shù)以渠道防滲為主。

2 樣點灌區(qū)選取及代表型分析

2.1 樣點灌區(qū)選擇

以《全國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析技術(shù)指導(dǎo)細則》為依據(jù)。在全市灌區(qū)基本情況調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合測算工作開展的條件，按照每種類型要有一定個數(shù)要求的樣點灌區(qū)，同時考慮到每個縣區(qū)有2～3宗樣點灌區(qū)，選取14宗樣點灌區(qū)，其中中型樣點灌區(qū)7宗，小型樣點灌區(qū)7宗，作為全市灌溉水有效利用系數(shù)測算的樣點灌區(qū)。樣點灌區(qū)基本信息見表1。

表1 惠州市樣點灌區(qū)基本信息表

2.2 樣點灌區(qū)代表型分析

選點綜合考慮了《技術(shù)細則》所限定的各種因素和廣東省水利廳工作的要求。

從水源類型上來看，有10宗灌區(qū)主要水源為水庫自流引水，4宗灌區(qū)為河道陂頭引水。

從灌區(qū)工程設(shè)施狀況、管理水平來看，中型灌區(qū)有專門的水庫或灌區(qū)管理所，用水調(diào)度有計劃，有專人負責(zé)，管理比較到位，同時，干支渠經(jīng)過近年的改造，工程狀況較好。小型灌區(qū)沒有專門的灌區(qū)管理單位或機構(gòu)，以當(dāng)?shù)赜盟呔S護為主，但經(jīng)過田間工程改造，主要渠系已襯砌硬化，整體工程狀況較好。

從灌區(qū)地形和選點位置來看，14宗樣點灌區(qū)在行政區(qū)域上處于不同的縣區(qū)，地形和灌區(qū)類型代表性豐富，能代表全市灌區(qū)的一般特征。從地形上，有7宗灌區(qū)為以平原地形為主，4宗灌區(qū)以丘陵地形為主，3宗灌區(qū)以山地地形為主。

從作物結(jié)構(gòu)上來看，涵蓋的作物類型有早晚稻、番石榴、柑桔、蔬菜、火龍果和花生等，包括了灌區(qū)范圍內(nèi)的主要作物類型，具有代表性。

從樣點灌區(qū)測算的可行性和代表性上來看，選點綜合考慮了灌區(qū)規(guī)模的大小、不同水源類型、工程設(shè)施狀況、管理水平、作物種植結(jié)構(gòu)和地形地貌等因素，具有較強的代表性。

3 測算分析方法

3.1 基本方法

樣點灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測算采用“首尾測算”分析法，田間實際凈灌溉用水總量與毛灌溉用水總量的比值即為灌溉水有效利用系數(shù)。測算與計算單元為單個樣點灌區(qū)，計算時段以2018年為統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)典型樣點灌區(qū)已有的灌溉管理資料、現(xiàn)場典型觀測，通過計算分析，得出典型樣點灌區(qū)年度灌溉水有效利用系數(shù)，并以此為基礎(chǔ)，計算不同規(guī)模與類型灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)平均值。采用調(diào)查統(tǒng)計與觀測分析相結(jié)合的方法，在統(tǒng)計出全市類型灌區(qū)毛灌溉用水量的基礎(chǔ)上，按全市不同分類灌區(qū)毛灌溉用水量進行加權(quán)平均，推算全市的年度灌溉水有效利用系數(shù)。

3.2 典型田塊選擇

對于播種面積超過灌區(qū)總播種面積10%以上的作物進行灌溉情況的典型田塊觀測。中型灌區(qū)樣點灌區(qū)在上下游有代表性選取，每種作物選取3個典型田塊。小型灌區(qū)范圍相對較小，一般不劃分片區(qū)。本次樣點灌區(qū)典型田塊選取數(shù)量共213個。

3.3 樣點灌區(qū)凈灌溉用水量測算方法

典型田塊畝均凈灌溉用水量采用直接量測法測量。根據(jù)觀測與分析得出的某種作物典型田塊的年畝均凈灌溉用水量w田凈，計算某灌區(qū)同區(qū)域或同種灌溉類型第i種作物的年凈灌溉用水量，計算公式如下:

式中:wi為樣點灌區(qū)同片區(qū)或同灌溉類型第i種作物的畝均凈灌溉用水量，m3/畝；w田凈l為同片區(qū)或同灌溉類型第i種作物第l個典型田塊畝均凈灌溉用水量，m3/畝；A田l為同片區(qū)或同灌溉類型第i種作物第l個典型田塊灌溉面積，畝；N為同片區(qū)或同灌溉類型第i種作物典型田塊數(shù)量，個。

再根據(jù)灌區(qū)內(nèi)不同分區(qū)不同作物種類灌溉面積，結(jié)合不同作物在不同分區(qū)的年畝均凈灌溉用水量，計算得出樣點灌區(qū)年凈灌溉用水總量W樣凈，計算方法如下:

式中:W樣凈為樣點灌區(qū)年凈灌溉用水總量，m3；wij為樣點灌區(qū)j個片區(qū)內(nèi)第i種作物畝均凈灌溉用水量，m3/畝；Aij為樣點灌區(qū)j個片區(qū)內(nèi)第i種作物灌溉面積，畝；m為樣點灌區(qū)j個片區(qū)內(nèi)的作物種類，種；n為樣點灌區(qū)片區(qū)數(shù)量，個，小型灌區(qū)n=1。

在獲得各樣點灌區(qū)實灌面積、灌區(qū)毛灌溉用水總量、畝均綜合凈灌溉定額測算結(jié)果的基礎(chǔ)上，可獲得各樣點灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測算結(jié)果。計算公式如下:

式中:ηw為灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)；M綜為灌區(qū)畝均綜合凈灌溉定額，m3/畝；A為灌區(qū)實灌溉面積（不考慮復(fù)種指數(shù)情況），畝；Wa為灌區(qū)毛灌溉用水總量，m3。

3.4 全市灌溉水有效利用系數(shù)計算

全市灌溉水有效利用系數(shù)平均值的計算公式如下:

式中:Wa中型、Wa小型分別為全市中、小型灌區(qū)的年毛灌溉用水量，萬 m3；ηw中型、ηw小型分別為全市中、小型灌區(qū)的平均灌溉水有效利用系數(shù)。

惠州市灌區(qū)類型沒有大型和井灌，全市不同類型灌區(qū)年毛灌溉用水量為實測樣點灌區(qū)畝均灌溉用水量乘以各類型灌區(qū)年實灌面積得到。因統(tǒng)計口徑問題，未納入灌區(qū)統(tǒng)計面積內(nèi)的零散灌溉面積，其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)因無代表樣點灌區(qū)測算結(jié)果，可結(jié)合小型灌區(qū)同類型毛用水量、凈用水量及實灌面積的單位用水來換算[2]。

4 測算成果及合理性分析

4.1 樣點灌區(qū)測算分析

（1）年毛灌溉用水總量測算。各樣點灌區(qū)毛灌溉用水量，主要由樣點灌區(qū)資料進行統(tǒng)計分析和估算。對每個樣點灌區(qū)的取水口分別安裝了水量自動監(jiān)測儀器，對主要取水口和棄水口訂立了水尺，定期進行觀測記錄和測流。全市14宗樣點灌區(qū)毛灌溉用水總量為17816.97萬m3，約占全市灌溉總用水量的15.77%。

（2）凈灌溉用水量測算。根據(jù)測算統(tǒng)計，2018年惠州市樣點灌區(qū)凈灌溉用水總量為8944.90萬m3，其中，中型樣點灌區(qū)凈灌溉用水總量為7915.78萬m3，小型樣點灌區(qū)凈灌溉用水總量為1029.12萬m3。

（3）有效利用系數(shù)測算結(jié)果。按算術(shù)平均法，分別計算各規(guī)模類型灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)平均值，全市各樣點灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測算結(jié)果見表2。

表2 2018年全市樣點灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測算結(jié)果

4.2 全市測算成果

全市灌溉水有效利用系數(shù)平均值是以中、小型樣點灌區(qū)的水量加權(quán)平均值作為表征，采用不同規(guī)模灌區(qū)毛灌溉用水量加權(quán)平均獲得全市灌溉水有效利用系數(shù)，測算結(jié)果表明2018年度惠州市平均灌溉水有效利用系數(shù)為0.506。

4.3 成果合理性分析

（1）樣點灌區(qū)凈灌溉定額可靠性分析。2018年降水量偏小，凈灌溉定額計算值顯得比常年大。因此，通過用畝均綜合凈灌溉定額作為參照，對樣點灌區(qū)觀測值變化較大的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行核查分析。2018年度與2017年度樣點灌區(qū)凈灌溉定額對比情況見表3[3]。

表3 2018年度與2017年度樣點灌區(qū)凈灌溉定額及系數(shù)比較

通過兩年度綜合定額比較，樣點灌區(qū)的綜合定額除顯崗水庫灌區(qū)、大坑水庫灌區(qū)、洋塱灌區(qū)和麻榨南線灌區(qū)有1.57%～31.06%的增加外，其它灌區(qū)都有不同程度的下降，下降幅度1.45%～28.88%，與本年度降水較少區(qū)域灌溉定額增大的一般規(guī)律相吻合，14宗樣點灌區(qū)平均畝均綜合凈灌溉定額比2017年度減少了9.15%，總體呈下降趨勢。因此，經(jīng)復(fù)核，說明測算成果相對可靠。

（2）樣點灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)合理性分析。灌溉水有效利用系數(shù)變化的原因多樣，主要原因是受當(dāng)年降水量的影響較大，同時受灌區(qū)配套改造的完善，主干支渠道的襯砌提高了渠系水利用系數(shù)所致。中型灌區(qū)近年來配套改造工程開展，部分工程已完成并發(fā)揮效益，使得整體灌溉水有效利用系數(shù)得到較大的提高，其中花樹下水庫灌區(qū)提高0.007，為灌區(qū)改造完成后的工程狀況改善所致；大坑灌區(qū)和碗窯灌區(qū)下降較多，主要是受種植結(jié)構(gòu)影響，水田和撂耕所致；麻榨南線灌區(qū)、龍平渠灌區(qū)和黃沙水庫灌區(qū)主要是受降雨量的影響。

從不同灌區(qū)規(guī)模的分析結(jié)果看:中型5萬畝～15萬畝灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)為0.501，小型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)為0.506，中型1萬畝～5萬畝灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)為0.510。

5 措施建議

5.1 提高灌溉水有效利用系數(shù)

（1）加快灌區(qū)整改，配套完善渠系工程和田間工程。目前，惠州市不少灌區(qū)工程狀況仍顯落后，特別是未納入節(jié)水改造的灌區(qū)。灌區(qū)田間工程設(shè)施不配套現(xiàn)象普遍存在，特別是各級取水（分水）口節(jié)制閘運行失靈或沒有節(jié)制閘，沒有用水優(yōu)化調(diào)度及配備量測水設(shè)施；支渠以下渠道襯砌率較低，田間灌溉渠道淤塞較嚴(yán)重，輸水過程緩慢、用水浪費大。建議加快灌區(qū)工程整改，提高工程運行效率。

（2）推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，擴大節(jié)水灌溉面積。從測算結(jié)果看，節(jié)水灌溉技術(shù)程度愈高，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)也愈大。建議加大灌區(qū)的節(jié)水投入，特別是蔬菜基地、苗木花卉、水果基地以及農(nóng)業(yè)規(guī)模種植區(qū)，實施渠道防滲，低壓管道輸水灌水，噴灌，微灌，以及改漫灌為畦灌、溝灌等，平整土地和經(jīng)常使渠系暢通等。降低從灌區(qū)取水口到田間作物吸收利用過程所損失的水分，提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。

5.2 提升灌溉水有效利用系數(shù)測算水平

（1）加大實測工作力度和資金投入。灌溉水有效利用系數(shù)測算分析工作量大面廣，技術(shù)要求高，持續(xù)時間長，資金需求高，建議各級主管部門認(rèn)真組織力量，落實經(jīng)費補助，加強督促檢查，進一步提升灌溉水有效利用系數(shù)測算分析工作水平。

（2）加快配套完善渠首和田間量測水設(shè)施。由于惠州市水資源相對充裕，全市的農(nóng)業(yè)用水計量問題沒有完全解決，而實行農(nóng)田用水計量包括工程及量測設(shè)施、設(shè)備配套，配備專人管理等，同時全市灌區(qū)以中小型為主，耕地分散，管理難度大，計量更復(fù)雜。不少樣點灌區(qū)量測水設(shè)施狀況仍然較落后，存在沒有建立灌區(qū)量測水設(shè)施或無設(shè)施的現(xiàn)象，特別是應(yīng)在取水（分水）口考慮配備量測水設(shè)施，提高計量精度，確保測算成果合理可靠。逐步加強完善樣點灌區(qū)量測水設(shè)施設(shè)備，對新近批準(zhǔn)的灌區(qū)或灌溉工程項目，要求其工程配套量水設(shè)施、設(shè)備，建立用水計量制度并實施，為持續(xù)有序地進行后期用水計量監(jiān)控打下基礎(chǔ)。

（3）加強對技術(shù)人員的技術(shù)指導(dǎo)。從事日常量水和測報數(shù)據(jù)的技術(shù)人員的技術(shù)水平和專業(yè)素質(zhì)、工作責(zé)任心等，對灌溉水有效利用系數(shù)測算工作起著基礎(chǔ)性的作用，目前惠州市各樣點灌區(qū)從事測算的人員技術(shù)力量參差不齊，不少灌區(qū)的總?cè)∷跊]專人負責(zé)管理，對工作的技術(shù)學(xué)習(xí)掌握不夠。因此，建議重點要做好對技術(shù)人員的培訓(xùn)和日常性的指導(dǎo)，提高量測人員的技術(shù)水平，解決工作中存在的各種問題。