農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量監(jiān)測和統(tǒng)計方法探索與實踐

孫世霞 陳 沭 盛茂剛

一、前言

從2012年至今，青島市被水利部水文局確定為全國用水總量監(jiān)測工作試點市，通過精心部署、科學(xué)謀劃，青島市水文局建成了“四級建制（市水文局—縣水文局—鎮(zhèn)水文服務(wù)中心—村水管員）、三級雙管雙財（市—縣—鎮(zhèn)）、基層水文服務(wù)體系和管理體系；在監(jiān)測方法上敢于突破，進一步提升集中供水實測監(jiān)測率，鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中供水實行巡查抄表員制度，監(jiān)測資料實行逐級匯交、分級審核，探索出一條用水總量監(jiān)測的新路子。農(nóng)業(yè)灌溉用水量是用水總量的重要組成部分，青島市農(nóng)業(yè)灌溉水量約占全市總用水量的40%，由于農(nóng)業(yè)灌溉取水分散、水源成分復(fù)雜，且絕大部分沒有水量計量設(shè)施，目前仍然是用水總量監(jiān)測的難點和薄弱環(huán)節(jié)?？梢哉f，準(zhǔn)確監(jiān)測農(nóng)業(yè)灌溉用水量是全面做好用水總量監(jiān)測工作的關(guān)鍵。為此，2015年青島市水文局在膠州開展農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測試點工作，采用“典型村”和“典型戶”相結(jié)合的方式，著力解決非充分灌溉條件下的次灌溉定額、灌溉面積和灌溉次數(shù)的確定問題，配合嚴(yán)格的監(jiān)管制度和監(jiān)測方法，探索農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測切實可行的路徑和方法，切實解決全市農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測不實、不準(zhǔn)的問題，進一步夯實用水總量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，提升水文服務(wù)社會和政府的能力，為全國用水總量監(jiān)測提供試點經(jīng)驗。

二、典型村、典型地塊選取和測量

根據(jù)往年農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測的經(jīng)驗，農(nóng)業(yè)灌溉用水定額和實際灌溉面積是用水總量監(jiān)測的兩要素，二者缺一不可。本次典型試點工作分兩步同時進行：典型村試點和典型地塊試點。其中典型村試點的目的在于探索以村為單位如何準(zhǔn)確直觀地獲取實際灌溉面積，有效解決農(nóng)業(yè)灌溉用水戶“澆不澆、澆幾遍、澆多少”的數(shù)據(jù)統(tǒng)計的任意性，為精確測算實際灌溉面積提供借鑒。典型地塊試點的目的在于探索以地塊為單位，更加準(zhǔn)確地獲取不同土壤類型、作物種類所需的灌溉水量，為精確測算不同土壤類型的灌溉定額提供借鑒。

1.選取試點典型村

在如何精確掌握實際灌溉面積上，經(jīng)分析認(rèn)為，實際監(jiān)測的范圍不宜過大，太小又沒有代表性和可推廣性，應(yīng)以一個村為單位較為適宜。經(jīng)現(xiàn)場查勘，確定農(nóng)業(yè)灌溉水源、土壤類型、種植作物等類型相對豐富且均具有典型代表性的膠州市鋪集鎮(zhèn)東皇姑庵村為此次試點工作的“典型村”。東皇姑庵村位于膠州市鋪集鎮(zhèn)中南部，鎮(zhèn)駐地以南3km，位于膠河上游的西岸，是一個典型的以農(nóng)業(yè)為主的村莊。全村目前共有280戶，1200人，耕地面積1500畝，主要是種植糧食作物和蔬菜，主要作物類型為小麥、玉米、土豆和花生。全村土地土壤分為棕壤土、潮土和砂姜黑土三種類型，涵蓋膠州市95.56%的土壤類型，其中膠河以南的地塊屬于砂姜黑土，村東沿河區(qū)域?qū)儆诔蓖粒逦髑鹆甑貛儆谧厝劳痢?/p>

表1 典型村主要農(nóng)灌取水口表

表2 典型村各地塊土地面積測量結(jié)果表（部分）

表3 典型地塊基本情況表

表4 農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量臺賬表

表5 實測水泵流量校核表

表6 典型地塊灌溉水量統(tǒng)計表

全村的農(nóng)業(yè)灌溉水源以地表水為主，地表水源主要為村東側(cè)的膠河，其中村西南側(cè)有小農(nóng)水項目建設(shè)的集中灌溉設(shè)施，通過提水泵站和輸水低壓管道鋪設(shè)到各個地塊，各戶通過刷卡繳費的方式買水灌溉，灌溉水量都有固定的流量計計量。東皇姑庵的取水水源比較單一，形式較統(tǒng)一，取水地點相對固定便于控制，宜采用水源控制法控制典型村的實際灌溉情況，表1為典型村主要農(nóng)業(yè)灌溉取水口情況表。

為了更精確地掌握典型村及典型地塊的灌溉情況，委托專業(yè)測繪公司對典型村的農(nóng)業(yè)種植用地進行詳細(xì)的平面測量，確定每塊地塊的邊界、面積和所屬農(nóng)戶，并將各地塊的面積、戶主和作物類型繪制成矢量圖，導(dǎo)入GIS地圖。表2為部分地塊面積測量結(jié)果表。

2.選取試點典型地塊

為充分體現(xiàn)典型地塊的代表性，以作物和土壤類型來進行分類，作物分為小麥/玉米、花生、蔬菜三大類，土壤按照棕壤、潮土、砂姜黑土分為三項，據(jù)此共分為9個典型地塊。分別為：棕壤土地，種植小麥/玉米、花生、土豆的3個地塊；潮土地，種植小麥/玉米、花生、土豆的3個地塊；砂姜黑土地，種植小麥/玉米、花生、土豆的3個地塊。詳細(xì)摸清典型地塊的面積、灌溉所用水源類型、主要灌溉方式、所使用的灌溉器具等基本情況。表3為典型地塊基本情況表。

三、農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測和統(tǒng)計

1.農(nóng)業(yè)灌溉用水量統(tǒng)計、上報方法

農(nóng)業(yè)灌溉典型村設(shè)立專門的監(jiān)測機構(gòu)和辦公場所，設(shè)立一名負(fù)責(zé)人和一名水管員，負(fù)責(zé)典型村和典型地塊的監(jiān)測和數(shù)據(jù)上報工作，工作任務(wù)由水文局直接管理安排，同時接受鎮(zhèn)水文服務(wù)中心的監(jiān)督管理。典型村所有用水戶在每次灌溉前需向所負(fù)責(zé)的水管員上報，對每次灌溉的抽水時間、出水量、灌溉面積、取水水源等進行記錄，灌溉完成后由民戶、水管員現(xiàn)場填寫灌溉情況調(diào)查表并簽字，村負(fù)責(zé)人每月將每戶灌溉情況按照設(shè)計好的表格填寫后上報，并要求水管員每天至少巡查兩次灌溉情況。表4為典型村內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量臺賬表。

2.實際監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取

根據(jù)所選村地塊分布特點和所屬民戶灌溉設(shè)備情況，由水文局組織現(xiàn)場試驗，利用流量計量設(shè)備準(zhǔn)確測試每處典型地塊灌溉所用設(shè)備單位時間內(nèi)固定距離的取水量，作為水管員監(jiān)測計算灌溉水量的基礎(chǔ)依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)水管員現(xiàn)場監(jiān)測的灌溉歷時，得出每畝次灌溉水量。表5為各種型號的噴灌機實測水泵流量校核表。從表5可以看出，水泵測定的流量除了與時間有關(guān)外，還與出水口與水泵的距離有關(guān)，距離越遠(yuǎn)，出水量越小。根據(jù)每個地塊的面積、地塊所用設(shè)備情況和灌溉歷時，計算出每畝次灌溉水量。

四、監(jiān)測結(jié)果

對典型村監(jiān)測、統(tǒng)計上報的原始數(shù)據(jù)進行分析，匯總計算典型村逐月、每季度和全年實際灌溉面積和灌溉水量。由于農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)的設(shè)置和準(zhǔn)備工作開展歷經(jīng)了近6個月時間，典型村和典型地塊農(nóng)業(yè)灌溉用水量的監(jiān)測從2015年7月1日開始，獲取了從7月1日至今的典型村和典型地塊用水量數(shù)據(jù)。2015年青島市降水量很少，采用距典型村僅1000米左右的紅旗水文站資料，7月1日～12月1日累計降水量僅為162.8mm，由于當(dāng)?shù)貨]有地下水，干旱導(dǎo)致典型村灌溉水源明顯不足，平塘干涸，導(dǎo)致下半年灌溉用水量少，2015年7月1日至今典型村農(nóng)業(yè)灌溉用水量為7876 m3，其中玉米灌溉水量3925.2 m3，土豆灌溉水量 3575.2 m3，花生灌溉水量為375.6 m3。對典型地塊統(tǒng)計上報的原始數(shù)據(jù)進行分析，典型地塊灌溉水量統(tǒng)計情況見表6。

五、結(jié)論

青島市作為全國用水總量監(jiān)測試點市，農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測試點工作的開展著重于摸清實際灌溉面積和核實對比次灌溉定額這兩個難點問題，從而切實解決農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測不實、不準(zhǔn)的問題，為全國農(nóng)業(yè)用水總量監(jiān)測提供試點經(jīng)驗。

（1）充分調(diào)研夯實了試點工作的基礎(chǔ)。做好前期信息的收集與篩選，摸清試點區(qū)基本情況，有效地保證了試點監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性與科學(xué)性。

（2）科學(xué)監(jiān)管為試點工作提供了保障。實行雙人負(fù)責(zé)、雙重管理、雙向監(jiān)督的工作體制。通過日登記、旬抽查、月巡查等方法，結(jié)合實際調(diào)查、現(xiàn)場監(jiān)督和年終考核，嚴(yán)把數(shù)據(jù)質(zhì)量關(guān)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

（3）此次農(nóng)業(yè)灌溉試點，還建立了膠州市灌溉試點監(jiān)測信息系統(tǒng)，顯著提升用水總量監(jiān)測數(shù)據(jù)的時效性、可靠性和完整性。為進一步推進農(nóng)業(yè)灌溉用水的科學(xué)分析，智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)田灌溉現(xiàn)代化，積累了科學(xué)數(shù)據(jù)