農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量監(jiān)測與統(tǒng)計探討

王 琦

（東營市水文中心，山東 東營 257000）

農(nóng)業(yè)灌溉是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一項重要且關(guān)鍵的工作，隨著近幾年來農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷完善與創(chuàng)新，人們對于農(nóng)業(yè)工作的要求以及標(biāo)準(zhǔn)也逐年攀升[1]。所謂農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)，主要指的是部分農(nóng)業(yè)灌溉優(yōu)質(zhì)地區(qū)，這一類區(qū)域不僅水資源充足，同時對于本地區(qū)農(nóng)作物的生長以及灌溉均做了完整規(guī)劃，取得過較好的效果[2]。我國的農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)域可以劃定為以下幾個，分別為黃淮海農(nóng)業(yè)區(qū)、長江中下游農(nóng)林養(yǎng)殖區(qū)、東北農(nóng)林區(qū)、西南農(nóng)林區(qū)、青藏高原牧農(nóng)林區(qū)以及甘新農(nóng)牧林區(qū)等區(qū)域，這些區(qū)域的農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r較好，同時灌溉結(jié)構(gòu)也更加完整、全面[3]。

最近階段，由于種植需求量增大，部分農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)域?qū)τ谟盟课催M(jìn)行控制，導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)，給本區(qū)域的應(yīng)用水源形成了極大的壓力[4]。另外經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分的農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)對于水源的統(tǒng)計制度也不完整，這也是造成水資源流失的重要因素之一[5]。因此，對農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量監(jiān)測與統(tǒng)計進(jìn)行科學(xué)探討。本文會在較為真實的環(huán)境之下，結(jié)合灌溉區(qū)域?qū)嶋H的水源使用需求，構(gòu)建更加穩(wěn)定的水量監(jiān)測結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)灌溉區(qū)年度用水總量的監(jiān)測，同時將水源控制的任務(wù)具體落實，逐步深入水資源管控工作，嚴(yán)格要求水資源管控制度，提升監(jiān)測結(jié)構(gòu)自身的自動化水平。對于灌溉區(qū)水量的統(tǒng)計，也需要制定一套更為精準(zhǔn)、高效的制度準(zhǔn)則，幫助工作人員更好地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水控制，提升監(jiān)測成果的質(zhì)量和精度，推動區(qū)域農(nóng)業(yè)邁入新的發(fā)展臺階[6]。

1 農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量現(xiàn)狀

近年來，隨著農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大，部分地區(qū)對于農(nóng)業(yè)灌溉用水的需求量也逐年增大，一些水資源不足的地區(qū)甚至需要從其他地區(qū)調(diào)水來緩解這一問題[7]。相比之下，部分水資源豐富地區(qū)對于日常用水量的控制便會相對較為松散一些，這一做法一定程度上會促使水資源浪費(fèi)等問題變得更加嚴(yán)重，對未來的發(fā)展造成相應(yīng)的阻礙[8]。

2 存在問題簡述

在農(nóng)業(yè)灌溉的過程中，對于水量的監(jiān)測與統(tǒng)計是十分關(guān)鍵的工作，但是由于農(nóng)業(yè)規(guī)模的逐年增加，使得部分區(qū)域?qū)τ谒康目刂拼嬖谳^多的問題及薄弱環(huán)節(jié)。接下來，對部分問題進(jìn)行簡述。其一是水量控制標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。為了提升整體的灌溉效率，對于水量控制的標(biāo)準(zhǔn)是較模糊的，增加水資源浪費(fèi)的概率；其二是灌溉區(qū)的數(shù)量與密度不夠。當(dāng)前山東省農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)的數(shù)量和密度不夠，一些典型區(qū)的代表性是有待提高的。缺乏對灌溉用水監(jiān)測的處理，日常對于區(qū)域農(nóng)業(yè)用水量的推算結(jié)果并不準(zhǔn)確，從而影響最終的統(tǒng)計精度。其三是灌溉用水機(jī)制缺乏協(xié)調(diào)性。農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)一般具有固定的管理機(jī)制，但是一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況，處理靈活度相對較低，同時，管理機(jī)制對于灌溉工作起不到預(yù)期的效果，使得該項工作無法實現(xiàn)協(xié)調(diào)開展，造成消極影響。

3 農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量監(jiān)測探析

3.1 監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)

首先，需要對農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)的日常用水量以及單元用水量進(jìn)行測定，同時獲取對應(yīng)的數(shù)據(jù)后，整理成冊，形成一套完整的測定數(shù)據(jù)。隨后，根據(jù)水量控制的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定整體的監(jiān)測結(jié)構(gòu)，并與相關(guān)的監(jiān)測原則融合，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測結(jié)構(gòu)圖示

根據(jù)圖1，可以完成對農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在上述的基礎(chǔ)之上，在站網(wǎng)布設(shè)實施監(jiān)測之前，可以進(jìn)行原則性地歸類與設(shè)定，均勻性原則和代表性的原則通常是被應(yīng)用在灌溉地區(qū)、水源類型、用水方式以及用水量等方面。而便于計量原則和交通工具方面的原則一般是針對于一些水資源較為匱乏、降水量少且需要調(diào)度的地區(qū)。

可以在灌溉工作中盡量減少監(jiān)測誤差，提升整體應(yīng)用效率。在實際工作的過程中，要更多地將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)融入其中，監(jiān)測站的開設(shè)可以依據(jù)地形、水源位置、農(nóng)業(yè)種植種類等因素來定位，一定程度上可以擴(kuò)大整體的灌溉范圍與效果。

3.2 灌溉用水量監(jiān)測區(qū)域劃分

這部分主要是對日常的用水量做出的劃定與測量。通常情況下，農(nóng)業(yè)典型區(qū)域的日用水量是相對較大的，隨著灌溉區(qū)域的改變以及灌溉種類的特征，可以將所需要灌溉的農(nóng)業(yè)區(qū)域進(jìn)行更為精細(xì)地劃定，不同地區(qū)的劃定標(biāo)準(zhǔn)以及模式也均是不同的，舉例來說，煙臺市的農(nóng)業(yè)灌溉年需求量是相對較大的，會設(shè)定具體的定額，但是受自然環(huán)境的影響，中西部地區(qū)一般會采用大面積灌溉的方式，可以保證農(nóng)作物持續(xù)性生長；而北部地區(qū)則是實施小方格式的灌溉方式，北部地區(qū)的灌溉需水量會相對較小一些，這主要是因為年降水量的影響。灌溉用水量區(qū)域劃分與監(jiān)測站的布設(shè)密度也存在較大的影響，具體見表1。

表1 灌溉區(qū)域布設(shè)監(jiān)測站密度表

根據(jù)表1，可以了解到灌溉區(qū)域布設(shè)監(jiān)測站密度的相關(guān)情況，根據(jù)得出的數(shù)據(jù)，結(jié)合農(nóng)業(yè)灌溉水量，實現(xiàn)更為細(xì)致的區(qū)域劃分。監(jiān)測人員一般會選擇將灌溉用水量的區(qū)域設(shè)定在監(jiān)測站100 m以內(nèi)，這樣實際對于水量的控制與監(jiān)測工作之上會更加方便一些，同時，也便于監(jiān)測人員獲取到實時的灌溉用水量數(shù)據(jù)，為后續(xù)的水量統(tǒng)計工作奠定基礎(chǔ)。

3.3 動態(tài)水量監(jiān)測節(jié)點設(shè)定與調(diào)整

在農(nóng)業(yè)灌溉工作之中，對于監(jiān)測節(jié)點的設(shè)定往往是具有爭議的，這主要是因為工作人員對于灌溉富足點的定位往往是存在較大差異的，以往的監(jiān)測節(jié)點定位一般也是固定的，一旦選中，便不會進(jìn)行調(diào)整和更改。這種形式雖然可以完成預(yù)期的灌溉水量監(jiān)測目標(biāo)，但是在實際應(yīng)用的過程中，極容易受到外部因素的影響，同時，不利于水量的控制與監(jiān)測。

動態(tài)監(jiān)測節(jié)點實際上是一種智能化、信息化的水量定位節(jié)點，利用專業(yè)的設(shè)備將需要灌溉的區(qū)域掃描，形成精準(zhǔn)的三維模型，同時，在初次灌溉的過程中，對系統(tǒng)進(jìn)行控制設(shè)定，此時，監(jiān)測節(jié)點會隨著灌溉水量的變化而自動移位，使其實現(xiàn)均勻灌溉，確保農(nóng)作物的穩(wěn)定生長。但是需要注意的是動態(tài)監(jiān)測節(jié)點設(shè)定及變動與水量控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，所以，在日常使用的過程中，需要將節(jié)點設(shè)定的密集一些，保證灌溉的實際效果。

3.4 監(jiān)測工程分類

對于農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量的日常監(jiān)測工作量是十分大的，尤其是部分地區(qū)對于灌溉的農(nóng)作物類型并未劃分，致使部分作物生長受阻，大量死亡。所以，為了提升監(jiān)測工作的整體效率質(zhì)量，可以將所監(jiān)測的區(qū)域作出細(xì)致劃分，同種農(nóng)作物實行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測，在灌溉的過程中不存在局限與特例，灌溉的效率會大大增強(qiáng)；不僅如此，監(jiān)測工程分類還可以設(shè)定為集中監(jiān)測灌溉、目標(biāo)監(jiān)測灌溉和層級監(jiān)測灌溉，具體見表2。

表2 農(nóng)作物監(jiān)測工程分類設(shè)定表

根據(jù)表2，可以了解到農(nóng)作物監(jiān)測工程分類的設(shè)定。根據(jù)這種模式，可以更加快速的完成日常的監(jiān)測工作，對于監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取與整理也會更加迅速一些，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和安全性，可以大幅度提升監(jiān)測與灌溉效率。

4 農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量統(tǒng)計探討

4.1 設(shè)立動態(tài)水量統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)

部分農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)雖然灌溉效果以及監(jiān)測工作效果較好，但是在實際工作中，對于用水量統(tǒng)計這部分的工作相對較為忽視，認(rèn)為數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計無意義。其實這種想法是錯誤的，通過每日的灌溉監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，可以精準(zhǔn)的把控日用水量，同時，對于不同區(qū)域的需水量也可以更好地掌握。此時，設(shè)立動態(tài)的統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)便顯得尤為重要了?？梢栽O(shè)定基礎(chǔ)的灌溉水量標(biāo)準(zhǔn)，但是由于灌溉作物的種類不同，所以，可以在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之上，繼續(xù)設(shè)定不同作物日差異灌溉水量，可以通過計算得出差異比例，具體如公式（1）所示：

式中：H表示日差異灌溉水量差異比例，e表示變化灌溉面積，h表示重疊面積。通過上述計算，最終可以得出實際的差異比例。依據(jù)得出的差異比例，結(jié)合總灌溉水量，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，分別設(shè)定不同作物的動態(tài)統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)的統(tǒng)計工作提供完整的數(shù)據(jù)信息依據(jù)。

4.2 組建專業(yè)水量統(tǒng)計團(tuán)隊

這部分是農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量統(tǒng)計工作的一個重點之一。其實一個專業(yè)的統(tǒng)計團(tuán)隊，對于灌溉監(jiān)測統(tǒng)計工作效率與質(zhì)量的提高會產(chǎn)生極大的幫助，可以依據(jù)灌溉監(jiān)測的區(qū)域?qū)?yīng)的統(tǒng)計小組，每一個小組負(fù)責(zé)的統(tǒng)計工作均是不同的，各個小組之間需要在工作上相互幫助、相互監(jiān)督。

另外，每一個統(tǒng)計小組需要對管轄區(qū)域的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息做出匯總，以月為單位實現(xiàn)上報，在年末形成具有可靠性和精準(zhǔn)性的專業(yè)統(tǒng)計報告，這對于灌溉水量的實際情況、控制方向、監(jiān)測計劃以及統(tǒng)計方案均具有積極的影響，一定程度上也為未來的統(tǒng)計工作提供理論依據(jù)。但需要注意的是，隨著科技的發(fā)展，農(nóng)業(yè)灌溉監(jiān)測以及統(tǒng)計的模式也在不斷變化，所以，專業(yè)統(tǒng)計團(tuán)隊同時也需要定期進(jìn)行培訓(xùn)，以此來確保統(tǒng)計模式的更新，有利于未來的發(fā)展與技術(shù)的完善。

4.3 采用試點水量統(tǒng)計模式

所謂試點水量統(tǒng)計模式，指的是在對應(yīng)的灌溉區(qū)域之內(nèi)，設(shè)定核心水量點，這一節(jié)點的水量一般是整個灌溉區(qū)域最高的，將其作為統(tǒng)計的模糊點，進(jìn)行日灌溉水量的預(yù)設(shè)與控制，在這個過程中，可以計算出灌溉區(qū)域的單元統(tǒng)計差異率，具體如公式（2）所示：

式中：G表示單元統(tǒng)計差異率，t表示應(yīng)變灌溉水量，v表示灌溉密度，h表示區(qū)域變化比值。通過上述計算，最終可以得出實際的單元統(tǒng)計差異率。根據(jù)得出的單元統(tǒng)計差異率，再加上灌溉區(qū)域試點水量的轉(zhuǎn)換，最終可以獲取到精準(zhǔn)的水量控制數(shù)據(jù)，這種模式可以進(jìn)一步提升整體的水量統(tǒng)計效率與質(zhì)量，給未來的發(fā)展提供依據(jù)。

5 結(jié)束語

綜上所述，便是對農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量的監(jiān)測與統(tǒng)計、探討與分析。農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，水源是最為重要的一個影響因素，加強(qiáng)對灌溉水量的控制也會推動農(nóng)業(yè)向可持續(xù)發(fā)展的方向轉(zhuǎn)型。結(jié)合實際的灌溉需求，構(gòu)建更加靈活、多變的水量監(jiān)測模式，從多個方面加強(qiáng)對用水量的控制與監(jiān)測，將監(jiān)測的目標(biāo)以及環(huán)節(jié)清晰化、具體化，形成穩(wěn)定的執(zhí)行程序。與此同時，對于水量的統(tǒng)計工作也需要創(chuàng)新，依據(jù)水量的應(yīng)用與變化情況，設(shè)計更為健全的統(tǒng)計制度，明確每一個統(tǒng)計環(huán)節(jié)的目標(biāo)責(zé)任，進(jìn)而提升整體統(tǒng)計工作的效率與質(zhì)量，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)灌溉管控工作，使農(nóng)業(yè)灌溉的價值最大化。