南方平原河網(wǎng)型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算方法研究

楊志祥，葉利偉，諸狄奇，何曉鋒，樓淑君

（1.杭州農(nóng)村水利管理總站，浙江 杭州 310000；2.杭州市蕭山區(qū)水政監(jiān)察大隊(duì)，浙江 杭州 310000）

南方平原河網(wǎng)型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算方法研究

楊志祥1，葉利偉1，諸狄奇2，何曉鋒1，樓淑君1

（1.杭州農(nóng)村水利管理總站，浙江 杭州 310000；2.杭州市蕭山區(qū)水政監(jiān)察大隊(duì)，浙江 杭州 310000）

南方平原河網(wǎng)型灌區(qū)因其面積大、種植品種繁雜、用水結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)算結(jié)果的準(zhǔn)確率難以把控。以錢(qián)塘江灌區(qū)為例，采用“改進(jìn)型首尾水量平衡法”測(cè)定該灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)。在細(xì)化分析其他水源和用水的基礎(chǔ)上，測(cè)算出錢(qián)塘江灌區(qū)2016年凈灌溉水量為13906.15萬(wàn)m3，毛灌溉水量23834.73萬(wàn)m3，灌溉水利用系數(shù)0.5834。該測(cè)定方法在計(jì)算毛灌溉水量時(shí)分析了灌區(qū)其他水源量和用水量，提高了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度；在計(jì)算凈灌溉水量時(shí)引用了作物標(biāo)準(zhǔn)灌溉定額，簡(jiǎn)化了工作量。

平原河網(wǎng)型灌區(qū)；灌溉水有效利用系數(shù)；測(cè)算；方法

1 前言

灌溉水有效利用系數(shù)是國(guó)家實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度、確定水資源管理“三條紅線”控制目標(biāo)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是衡量灌區(qū)建設(shè)水平、管理水平和用水效率的重要指標(biāo)。目前，浙江省政府對(duì)這項(xiàng)指標(biāo)非常重視，已把這項(xiàng)指標(biāo)列為各市“五水共治”考核的重要指標(biāo)。錢(qián)塘江灌區(qū)作為杭州市唯一的大型灌區(qū)，地處經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平比較高的蕭山區(qū)和濱江區(qū)，屬于典型的平原河網(wǎng)型灌區(qū)。灌區(qū)設(shè)計(jì)面積72萬(wàn)畝，但受城市化進(jìn)程的影響，實(shí)際灌溉面積有所減少。灌溉水源多且取水方便，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)多元且調(diào)整變化比較頻繁，農(nóng)作物種植品種更多地轉(zhuǎn)向經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的苗木花卉，灌區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)企業(yè)、城鎮(zhèn)生活彼此為鄰，布局交叉散亂，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生產(chǎn)生活用水、環(huán)境用水之間界限不清，使得灌溉用水量的統(tǒng)計(jì)分析難度很大，尤其是缺少適用的、技術(shù)上相對(duì)可靠可行的測(cè)算分析方法，使得錢(qián)塘江灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析結(jié)果受到較大質(zhì)疑。這是2013～2015年灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析工作遇到的、迫切需要盡快解決的實(shí)際問(wèn)題。筆者以2016年度錢(qián)塘江灌區(qū)為例，簡(jiǎn)要介紹大型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)定方法。

2 南方平原河網(wǎng)型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算方法研究現(xiàn)狀

對(duì)于平原河網(wǎng)型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的測(cè)算，國(guó)內(nèi)部分學(xué)者進(jìn)行了一些測(cè)算方法研究，取得了一定成果。高峰等人提出了測(cè)定灌溉水利用系數(shù)的綜合測(cè)定計(jì)算方法；汪富貴在分析大型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)時(shí)，考慮越級(jí)現(xiàn)象、回歸水利用、管理水平三方面的影響，根據(jù)灌區(qū)管理達(dá)標(biāo)情況確定管理水平修正系數(shù)，提出了改進(jìn)傳統(tǒng)的連乘計(jì)算公式的計(jì)算方法；白美健在“大型灌區(qū)灌溉性能評(píng)價(jià)”中探討了配水渠道流量損失的計(jì)算方法，提出了平均流量法和積分法，模擬得出各類(lèi)田塊的田間水利用系數(shù)；沈逸軒等提出了年灌溉水利用系數(shù)的概念，給出了年灌溉水利用系數(shù)的定義和計(jì)算公式，從多方面論證了建立該定義和公式的必要性、重要性和合理性，并與現(xiàn)行國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算灌溉水利用系數(shù)的概念和公式進(jìn)行了多方面比較，提出提高年灌溉水利用系數(shù)的建議建立時(shí)間觀念、建立新的計(jì)算公式、正確認(rèn)識(shí)常規(guī)公式、建立灌溉節(jié)水的科普文化等。張榮彪等根據(jù)區(qū)域水量平衡原理，在分析灌溉水損失途徑的基礎(chǔ)上，提出了提高灌溉水利用率的工程措施、管理措施和技術(shù)措施。李龍輝針對(duì)水稻灌區(qū)的實(shí)際情況，對(duì)灌溉水利用系數(shù)的影響因素、測(cè)定方法和有關(guān)參數(shù)的推求進(jìn)行了研究，提出了水稻灌區(qū)水利用系數(shù)的具體方法。江蘇省沿海水利科學(xué)研究所楊延春等人以東臺(tái)市堤?hào)|灌區(qū)為例，提出了“改進(jìn)型首尾測(cè)算分析法”，減少了觀測(cè)工作量，但標(biāo)準(zhǔn)灌溉定額與實(shí)際的凈灌溉定額之間存在誤差等諸多問(wèn)題；浙江省紹興市水庫(kù)管理站趙鵬濤等人提出了“水量平衡原理”，應(yīng)用水量平衡原理，通過(guò)采用灌區(qū)已建水利工程和塘壩等水利設(shè)施較為完善的供水統(tǒng)計(jì)資料，在確定作物灌溉定額的基礎(chǔ)上，反推得出灌區(qū)的渠系水利用系數(shù)，最后分析確定灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)。該方法從理論適度簡(jiǎn)化了農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)測(cè)算的過(guò)程，但只能作為“首尾測(cè)算分析法”的補(bǔ)充。綜述所述，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)南方平原河網(wǎng)型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算方法研究較少。

3 測(cè)算分析方法

3.1 改進(jìn)型首尾水量平衡法

錢(qián)塘江灌區(qū)毛灌溉用水量的計(jì)算采用“改進(jìn)型首尾水量平衡法”，它是總結(jié)了以往首尾法研究成果與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，基于標(biāo)準(zhǔn)灌溉定額評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的“改進(jìn)型首尾水量平衡法”，該方法以首尾法作為基礎(chǔ)，抓住“首”、“尾”兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)?！笆住奔垂鄥^(qū)渠首引水總量，亦稱毛灌溉用水總量；“尾”即流入農(nóng)田內(nèi)被作物吸收利用的水量，亦稱凈灌溉用水總量，該值以灌區(qū)內(nèi)各種作物的標(biāo)準(zhǔn)灌溉定額乘以種植面積獲取。通過(guò)計(jì)算凈灌溉用水總量的比值，從而得出農(nóng)業(yè)灌溉用水有效利用系數(shù)，計(jì)算時(shí)僅需考慮首、尾值，從不需要考慮繁瑣的中間過(guò)程，簡(jiǎn)化了工作量。

3.2 毛灌溉用水量測(cè)算分析

錢(qián)塘江灌區(qū)引水閘站有3處，出水閘站有12處，均由杭州市蕭山區(qū)錢(qián)塘江灌區(qū)管理處負(fù)責(zé)運(yùn)行管理，每個(gè)月的進(jìn)排水量有專人記錄。企業(yè)的用水量杭州市蕭山區(qū)水政監(jiān)察大隊(duì)有記錄。灌區(qū)內(nèi)的主要用水有生態(tài)用水、企業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水和生活用水。W毛錢(qián)塘江=W進(jìn)-W排+W降-W企用-W生態(tài)-W生活.其中：W毛錢(qián)塘江—錢(qián)塘江毛灌溉用水量，萬(wàn)m3；W進(jìn)—錢(qián)塘江灌區(qū)進(jìn)水量，萬(wàn)m3；W排—錢(qián)塘江灌區(qū)排水量，萬(wàn)m3；W降—錢(qián)塘江降雨量，萬(wàn)m3；W企用—錢(qián)塘江企業(yè)用水量，萬(wàn)m3；W生態(tài)—錢(qián)塘江生態(tài)用水量，萬(wàn)m3；W生活—錢(qián)塘江生活用水量，萬(wàn)m3。

（1）錢(qián)塘江灌區(qū)進(jìn)水量：根據(jù)小礫山泵站提供的水量資料統(tǒng)計(jì)錢(qián)塘江灌區(qū)6-10月進(jìn)水量33900.2834萬(wàn)m3。

（2）錢(qián)塘江灌區(qū)排水量：根據(jù)錢(qián)江樞紐和江邊站提供的水量資料統(tǒng)計(jì)錢(qián)塘江灌區(qū)6-10月排水量29032.3202萬(wàn)m3。

（3）錢(qián)塘江灌區(qū)降雨量：根據(jù)倉(cāng)前水文站提供的6-10月降雨量資料，確定錢(qián)塘江降雨量26222.8355萬(wàn)m3。

（4）錢(qián)塘江灌區(qū)企業(yè)用水量：統(tǒng)計(jì)6-10月企業(yè)用水量1639.6077萬(wàn)m3。

（5）錢(qián)塘江灌區(qū)生態(tài)用水量：根據(jù)《杭州市蕭山區(qū)水資源保障與管理實(shí)施工作方案》（2013年）統(tǒng)計(jì)資料，利用加權(quán)平均計(jì)算，確定2016年生態(tài)耗水量5089.8684萬(wàn)m3。

（6）錢(qián)塘江灌區(qū)生活用水量526.59萬(wàn)m3。

根據(jù)“改進(jìn)型首尾水量平衡法”，錢(qián)塘江灌區(qū)毛灌溉用水量測(cè)算結(jié)果為23834.73萬(wàn)m3。

3.3 凈灌溉用水量測(cè)算分析

錢(qián)塘湖灌區(qū)選擇了9處典型田塊，23處量水設(shè)施測(cè)算凈灌溉用水量，采用“觀測(cè)分析法”測(cè)算分析凈灌溉用水量。測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表1。

4 結(jié)果分析與討論

（1）錢(qián)塘江灌區(qū)內(nèi)水源復(fù)雜，除外調(diào)水外，還有本地徑流、地下水、回歸水和河網(wǎng)蓄水等；水資源除用于農(nóng)業(yè)灌溉外，還用于工業(yè)、生活、生態(tài)等，要準(zhǔn)確計(jì)算該灌區(qū)毛灌溉用水量難度較大，需引用有關(guān)成果和水文資料，對(duì)其他水源量、用水量進(jìn)行分析，最終計(jì)算出灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉毛用水量。

（2）本文本著簡(jiǎn)化工作量，同時(shí)又能滿足提高測(cè)算灌溉水利用系數(shù)精度的要求，對(duì)大型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測(cè)算方法進(jìn)行探析，但在實(shí)際工作中筆者認(rèn)為此方法存在測(cè)定工作量大，對(duì)技術(shù)人員要求高，田間實(shí)測(cè)的典型田塊難以“典型”，標(biāo)準(zhǔn)灌溉定額與實(shí)際的凈灌溉定額之間存在誤差等諸多問(wèn)題，測(cè)算方法仍需進(jìn)一步探討完善。

[1]高峰，趙競(jìng)成，許建中.灌溉水利用系數(shù)測(cè)定方法研究[J].灌溉排水學(xué)報(bào).2004，23（1）：14-20.

[2]汪富貴.大型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)的分析方法[J].節(jié)水灌溉，2001，（6）：25-26．

[3]白美健，許迪，蔡林根，等．黃河下游引黃灌區(qū)渠道水利用系數(shù)估算方法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2003，19（13）：80-84．

[TV-9]

A

1006—7973（2017）10-0076-02

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.10.033

2016年度浙江省水利廳科技項(xiàng)目：錢(qián)塘江灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測(cè)算方法及管理體系研究（RB1606）