平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率分析與預(yù)測探討

摘 要 農(nóng)田灌溉用水量和灌溉水有效利用系數(shù)是評價農(nóng)業(yè)灌溉用水效率高低的主要指標(biāo)，以平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)為例，選取氣候條件、地形地貌、作物種植結(jié)構(gòu)、水資源供給條件等截然相反的平原鎮(zhèn)、蘇澳鎮(zhèn)與中樓鄉(xiāng)、蘆洋鄉(xiāng)、嵐城鄉(xiāng)進(jìn)行灌溉耗水量及灌溉水利用系數(shù)的計算與趨勢預(yù)測。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)區(qū)單位面積農(nóng)田灌溉用水量變動趨勢與福建省及全國的變化趨勢一致，比全國平均水平高，但略低于福建省平均水平;灌溉水有效利用系數(shù)預(yù)測值明顯高出全國及福建省平均水平。

關(guān)鍵詞 灌溉用水量;用水效率;平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)

中圖分類號：TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.23.078

1 平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)概況

福建省平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)設(shè)立在臺灣海峽中北部，于2009年由原平潭縣15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)設(shè)而成，因其獨(dú)特的地理位置而具有加強(qiáng)對臺交流合作的特殊區(qū)位優(yōu)勢。綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)位于南亞熱帶與中亞熱帶交界處，為典型的熱帶季風(fēng)氣候，年平均日照時間為1785 h，年平均氣溫為

19.5 ℃，年平均降水量可達(dá)1 141 mm。

2 農(nóng)業(yè)灌溉用水量分析預(yù)測

2.1 農(nóng)業(yè)灌溉用水量現(xiàn)狀分析

平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)現(xiàn)有耕地面積8 612.11 hm2，在該區(qū)土地總面積中占比23.16%，就土壤類型而言，主要是適宜耕種的赤砂土與風(fēng)砂土，兩種土質(zhì)類型面積分別為2 465 hm2和3 256 hm2，在實(shí)驗(yàn)區(qū)總面積中分別占37.71%和51.04%。實(shí)驗(yàn)區(qū)現(xiàn)有耕地中有效灌溉面積7807.4 hm2，農(nóng)田實(shí)際灌溉面積7 416.7 hm2，農(nóng)業(yè)灌溉實(shí)際用水量4 357萬立方米，單位農(nóng)田灌溉用水量（灌溉實(shí)際用水量和灌溉面積之比，用于農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測評價）為

7 847.58 m3·hm-2。實(shí)驗(yàn)區(qū)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)由于氣候條件、地形地貌、作物種植結(jié)構(gòu)、水資源供給條件等的差異，地區(qū)之間單位農(nóng)田灌溉用水量存在很大差別：平原鎮(zhèn)、蘇澳鎮(zhèn)農(nóng)田灌溉用水最多，在全區(qū)灌溉用水總量中占69.4%;中樓鄉(xiāng)、蘆洋鄉(xiāng)和嵐城鄉(xiāng)是利用地下水量最多的地區(qū)，其所利用的地下水量占全區(qū)地下水總利用量的67.48%。就單位面積農(nóng)田灌溉用水量而言，中樓鄉(xiāng)、蘆洋鄉(xiāng)和嵐城鄉(xiāng)平原區(qū)用水量最高，達(dá)7 990 m3·hm-2，超出福建省平均水平。

2.2 農(nóng)業(yè)灌溉用水量趨勢預(yù)測

在2009年以來實(shí)驗(yàn)區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)單位面積農(nóng)田灌溉用水變動情況分析的基礎(chǔ)上采用趨勢分析法進(jìn)行用水量預(yù)測，具體如圖1。可以看出，平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)單位面積農(nóng)田灌溉用水量變動趨勢與福建省及全國的變化趨勢一致，比全國平均水平高，但略低于福建省平均水平，這一變化是平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)近年來大力建設(shè)節(jié)水型社會，調(diào)整優(yōu)化作物種植結(jié)構(gòu)，實(shí)施農(nóng)業(yè)用水定額管理與總量控制的結(jié)果。根據(jù)變動趨勢判斷，實(shí)驗(yàn)區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)田灌溉用水量差距較大，但是2015年以來呈現(xiàn)出總體下降趨勢。

由于單位面積農(nóng)田灌溉用水量受自然地理、作物種植結(jié)構(gòu)、灌溉管理水平、設(shè)施農(nóng)業(yè)等因素影響較大，而且存在較大的時空分布差異，存在相當(dāng)大的預(yù)測難度，當(dāng)前并無充足的定量數(shù)據(jù)支撐平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)單位面積農(nóng)田灌溉用水量的準(zhǔn)確測算[1]。本次基于平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營實(shí)際以及《福建省行業(yè)用水定額》、福建省工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、工業(yè)萬元產(chǎn)值水量消耗等基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，得到2010年至今平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)單位面積農(nóng)田灌溉用水量值，在充分考慮實(shí)驗(yàn)區(qū)現(xiàn)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本農(nóng)田建設(shè)、農(nóng)田新增灌溉項(xiàng)目、供水能力要求等對農(nóng)田灌溉面積可能造成的影響的基礎(chǔ)上，根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)際灌溉面積，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)區(qū)2020—2025年農(nóng)田平均用水量預(yù)測。

據(jù)預(yù)測，2020年平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)有效灌溉面積將發(fā)展到7 810.5 hm2，按照此增速，預(yù)計2025年實(shí)驗(yàn)區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉面積將增加15 hm2，隨著農(nóng)業(yè)高效用水政策的實(shí)施，實(shí)際灌溉率將達(dá)到98.5%，單位面積農(nóng)田灌溉用水量將下降至7 695.30 m3·hm-2，仍高出國家控制指標(biāo)，但是已經(jīng)和福建省及周邊沿海省份控制指標(biāo)基本持平。從平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)當(dāng)前情況來看，其農(nóng)業(yè)灌溉面積、用水情況及發(fā)展態(tài)勢已經(jīng)區(qū)域穩(wěn)定，且存在較大的增加潛力。

3 灌溉水有效利用系數(shù)分析與預(yù)測

3.1 灌溉水有效利用系數(shù)分析

農(nóng)業(yè)灌溉用水利用效率是用水主體生產(chǎn)單位產(chǎn)品（或獲得單位產(chǎn)值）所需最少水資源量與其實(shí)際用水量之比，而灌水期間農(nóng)作物利用的水量凈值與水源渠首總引進(jìn)水量之比為農(nóng)業(yè)灌溉用水有效利用系數(shù)，常用于衡量灌溉水資源有效利用程度以及對農(nóng)業(yè)用水過程進(jìn)行監(jiān)督考核。

灌溉水有效利用系數(shù)主要根據(jù)灌區(qū)渠系水利用系數(shù)和田間水利用系數(shù)的乘積確定，根據(jù)平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)現(xiàn)有灌區(qū)基礎(chǔ)資料，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)灌溉水有效利用系數(shù)結(jié)果詳見表1。

由上表結(jié)果可以看出，由于實(shí)驗(yàn)區(qū)平原鎮(zhèn)、蘇澳鎮(zhèn)、蘆洋鄉(xiāng)、嵐城鄉(xiāng)灌溉工程設(shè)施相對完善，渠系水損失量小，所以灌溉水有效利用系數(shù)高出全國平均水平0.49，而中樓鄉(xiāng)由于田間配套工程建設(shè)不到位，灌溉用水管理水平較低，灌溉用水效率受到影響，灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.47。值得注意的是，表1中灌溉水利用系數(shù)的得出主要基于收集到的平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)規(guī)模較大灌區(qū)的基礎(chǔ)資料，并未考慮小規(guī)模灌區(qū)，實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)小規(guī)模灌區(qū)約占全區(qū)總灌溉面積的14.8%[2]。若將小規(guī)模灌區(qū)考慮在內(nèi)進(jìn)行計算的話，實(shí)驗(yàn)區(qū)實(shí)際灌溉水利用系數(shù)將大于表1計算結(jié)果。

3.2 趨勢預(yù)測

平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)2015—2019年灌溉水利用系數(shù)分別為0.50、0.49、0.52、0.51、0.50，應(yīng)用趨勢分析法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)變動趨勢的預(yù)測與分析，結(jié)果表明，2020—2025年灌溉水有效利用系數(shù)預(yù)測值分別為0.53、0.55、0. 56、0.58、0.57、0.55，明顯高出全國（0.49）及福建省平均水平（0.52），實(shí)驗(yàn)區(qū)節(jié)水效益穩(wěn)步提升。

4 結(jié)論

通過對平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水效率分析及預(yù)測結(jié)果可知，隨著實(shí)驗(yàn)區(qū)續(xù)建配套及節(jié)水改造工程資金投入的不斷增加，節(jié)水效益日益凸顯，單位面積農(nóng)田灌溉耗水量逐年遞減，2020—2025年單位農(nóng)田耗水量高于全國平均水平，但比福建省低，滿足國家水資源管理制度在農(nóng)業(yè)用水方面評價指標(biāo)考核要求。在本次預(yù)測及分析的基礎(chǔ)上，為確保上述農(nóng)業(yè)用水效率指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)必須進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)水利設(shè)施的改造與完善，保證水資源發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 石曉曉，秦長海，汪妮，等.海南省用水效率測算及可達(dá)性分析[J].水利經(jīng)濟(jì)，2018，36（6）：26-30，72.

[2] 黃森慰，鄭逸芳，蘇時鵬，等.農(nóng)村用水效率問題研究[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2011，14（5）：25-28.

（責(zé)任編輯：趙中正）

收稿日期：2019-07-20

作者簡介：高仁斌（1967—），男，福建平潭人，大專，水利工程師、安全工程師，研究方向?yàn)樗こ探ㄔO(shè)與管理。E-mail： 81210443@qq.com。