連云港市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算及其變化特征分析

武宜壯

（江蘇省水文水資源勘測(cè)局連云港分局 連云港 222004）

1 引言

農(nóng)田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“三條紅線”管理目標(biāo)中的一項(xiàng)重要的控制指標(biāo)。我國(guó)復(fù)雜的自然地理?xiàng)l件、水資源空間分配不均的現(xiàn)狀，決定了農(nóng)業(yè)灌溉是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展不可替代的基礎(chǔ)條件，也是保障國(guó)家糧食安全的重要支撐。開(kāi)展農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算工作能合理有效地提高水資源利用率，是解決農(nóng)業(yè)用水短缺，促進(jìn)計(jì)劃用水，滿足社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要，也是落實(shí)建設(shè)節(jié)水型社會(huì)的有力舉措。

2 基本情況

連云港市位于江蘇省東北部，多年平均降水量897.8mm，降水量年內(nèi)分配不均勻，全年60%的降雨量集中在6～8月。全市共有大型灌區(qū)4個(gè)，中型灌區(qū)28個(gè)，小型灌區(qū)241個(gè)，純井灌區(qū)287個(gè)，高效節(jié)水灌溉11處（隸屬于各類型灌區(qū)中）。灌溉方式主要為自流引水和提水兩種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全市農(nóng)田有效灌溉面積508.73萬(wàn)畝，實(shí)灌面積341.77萬(wàn)畝，節(jié)水灌溉面積353.78萬(wàn)畝，毛灌溉用水量17.84億m3，畝均灌溉用水量521.9m3。多年平均農(nóng)業(yè)用水量20.56億m3, 約占全市總用水量的73.9%，其中主要用水為水稻，占多年平均農(nóng)田灌溉用水量的80.9%；次之為小麥，占多年平均農(nóng)田灌溉用水量的10.5%；蔬菜類占多年平均農(nóng)田灌溉用水量的8.6%；其他類用水占多年平均農(nóng)田灌溉用水量的0.8%。

連云港市不同規(guī)模灌區(qū)面積及用水情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

3 灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算

3.1 技術(shù)路線

采用點(diǎn)與面、實(shí)地觀測(cè)與調(diào)查研究分析相結(jié)合的方法進(jìn)行。通過(guò)對(duì)全市灌區(qū)情況進(jìn)行整體調(diào)查，確定不同規(guī)模與類型、不同工程狀況、不同水源條件與管理水平的樣點(diǎn)灌區(qū)數(shù)量，構(gòu)建灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析網(wǎng)絡(luò)。搜集整理樣點(diǎn)灌區(qū)的灌溉用水管理、灌區(qū)面積、氣象信息等資料，進(jìn)行必要的田間觀測(cè)，采用首尾測(cè)算法，分析計(jì)算樣點(diǎn)灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)。以樣點(diǎn)灌區(qū)測(cè)算結(jié)果為基礎(chǔ)，加權(quán)計(jì)算得到連云港市灌溉水有效利用系數(shù)。

3.2 樣點(diǎn)灌區(qū)及典型田塊選擇

根據(jù)《全國(guó)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析技術(shù)指導(dǎo)細(xì)則》《灌溉水利用率測(cè)定技術(shù)導(dǎo)則》（SL/Z 699-2015）和《灌溉水系數(shù)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（DB32/T 3392-2018）的要求，綜合考慮灌區(qū)的地形地貌、土壤類型、工程設(shè)施、管理水平、水源條件（提水、自流引水）、作物種植結(jié)構(gòu)等因素，盡量使所選的樣點(diǎn)灌區(qū)能基本反映區(qū)域灌區(qū)整體特點(diǎn)。全市共選擇22個(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)，其中4個(gè)大型、7個(gè)中型、9個(gè)小型、2個(gè)高效節(jié)水，分別占全市各類型樣點(diǎn)灌區(qū)的100%、25%、3.7%、9.1%，具體見(jiàn)表2。大型灌區(qū)上、中、下游分布選取3個(gè)典型田塊；中型灌區(qū)上、下游分布選取3個(gè)典型田塊；小型灌區(qū)和高效節(jié)水灌區(qū)分布選取2個(gè)典型田塊。

表1 連云港市不同規(guī)模灌區(qū)面積及用水情況統(tǒng)計(jì)表

表2 2018年連云港市樣點(diǎn)灌區(qū)選擇統(tǒng)計(jì)表

3.3 測(cè)算方法

3.3.1 大型灌區(qū)

依據(jù)各大型灌區(qū)樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)與用水量加權(quán)平均后得出市級(jí)區(qū)域大型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)。計(jì)算公式如下：

式中：

N—市級(jí)區(qū)域大型灌區(qū)樣點(diǎn)灌區(qū)數(shù)量，個(gè)。

3.3.2 中型灌區(qū)

以中型灌區(qū)3個(gè)檔次樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)為基礎(chǔ)，采用算術(shù)平均法分別計(jì)算1～5萬(wàn)畝、5～15萬(wàn)畝、15～30萬(wàn)畝灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)；然后將匯總得出的1～5萬(wàn)畝、5～15萬(wàn)畝、15～30萬(wàn)畝灌區(qū)年毛灌溉用水量加權(quán)平均得出市級(jí)區(qū)域中型灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)。計(jì)算公式如下：

式中：

η1-5、η5-15、η15-30—分別為1～5萬(wàn)畝、5～15萬(wàn)畝、15～30萬(wàn)畝不同規(guī)模樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)；

3.3.3 小型灌區(qū)

以測(cè)算分析得出的各個(gè)小型灌區(qū)樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)為基礎(chǔ)，采用算術(shù)平均法計(jì)算市級(jí)區(qū)域小型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)。計(jì)算公式如下：

式中：

n—市級(jí)區(qū)域小型灌區(qū)樣點(diǎn)灌區(qū)數(shù)量。

高效節(jié)水灌區(qū)測(cè)算分析方法參照小型灌區(qū)。

4 測(cè)算成果與合理性分析

4.1 測(cè)算成果

通過(guò)上述方法計(jì)算出2018年連云港市不同規(guī)模與類型灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)，見(jiàn)表3。

4.2 變化趨勢(shì)及合理性分析

統(tǒng)計(jì)2013～2018年連云港市不同規(guī)模與類型農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。

從圖1可以看出：①?gòu)哪觌H變化上來(lái)看，前期灌溉水有效利用系數(shù)提升快于中后期。在開(kāi)展灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算考核后，各縣區(qū)通過(guò)加強(qiáng)灌溉水管理，對(duì)排灌設(shè)施長(zhǎng)效管護(hù)進(jìn)行考核評(píng)比，出臺(tái)灌區(qū)灌溉管理制度等，同時(shí)對(duì)承包責(zé)任田農(nóng)戶進(jìn)行科學(xué)灌水宣傳，減少了灌溉水跑、帽、滴漏，大大提高灌溉水使用率，使得前期灌溉水有效利用系數(shù)提高較快；中后期隨著灌溉水測(cè)算考核持續(xù)推進(jìn)，各縣區(qū)主要通過(guò)加大節(jié)水投入，減少灌溉水損失率，工程效益慢慢顯現(xiàn)，使灌溉水有效利用系數(shù)穩(wěn)步提高。②從灌區(qū)類型上來(lái)看，灌溉水有效利用系數(shù)值，增長(zhǎng)趨勢(shì) 。相比于中型、小型灌區(qū)，大型灌區(qū)的渠系等級(jí)多，渠系長(zhǎng)，分布復(fù)雜，渠系損失多，農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)與灌區(qū)規(guī)模呈負(fù)相關(guān)；同樣，相比于中型、小型灌區(qū)，大型灌區(qū)面積大，灌區(qū)管理難度大，節(jié)水工程效益發(fā)揮慢，使得灌溉水有效利用系數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)與灌區(qū)規(guī)模也呈負(fù)相關(guān)。

表3 2018年度連云港市不同規(guī)模與類型灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)成果表

圖1 2013～2018年連云港市不同規(guī)模與類型農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的變化趨勢(shì)圖

4.3 不同水源類型合理性分析

統(tǒng)計(jì)2018年連云港市不同規(guī)模、不同水源類型灌溉水有效利用系數(shù)的成果見(jiàn)圖2。

從圖2可以看出：①同一規(guī)模灌區(qū)的提水灌溉有效利用系數(shù)大于自流灌溉的有效利用系數(shù)。提水灌區(qū)都是通過(guò)泵站抽水進(jìn)行灌溉，相比于自流灌區(qū)，成本較高，但管理措施相對(duì)完善，同時(shí)，灌區(qū)收費(fèi)按用電多少進(jìn)行收費(fèi)，避免了過(guò)度灌溉的情況。②高效節(jié)水灌區(qū)（含微灌、管道灌溉）的灌溉水有效利用系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于提水及自流灌溉的灌區(qū)。采用管道輸水的方式，大大減少輸水過(guò)程中的水分蒸發(fā)和滲漏，進(jìn)而較大提高了灌溉水有效利用的系數(shù)。

5 提高灌溉水有效利用系數(shù)的對(duì)策分析

連云港市灌溉水有效利用系數(shù)持續(xù)穩(wěn)定的提高，主要得益于節(jié)水灌溉的推廣、防滲渠道的建設(shè)，配套水工建筑物的改造及管理水平的不斷提高等方面：

5.1 加大資金投入

自2013～2018年，各級(jí)財(cái)政累計(jì)投入資金達(dá)到35.91億元，進(jìn)行了大、中、小型灌區(qū)節(jié)水建設(shè)、改造。經(jīng)過(guò)多年投入，建設(shè)了28.06萬(wàn)畝高效節(jié)水示范區(qū)，在原有灌區(qū)內(nèi)建設(shè)低壓管道輸水，滴灌、噴灌9.83萬(wàn)畝。新建電灌站335座，襯砌、維修渠道2006km，配套渠系建筑物3660座，泵站配套改造221處，全市灌溉防滲渠道占灌溉渠道的比例穩(wěn)步提高。

5.2 加強(qiáng)灌溉管理

圖2 2018年連云港市不同規(guī)模、不同水源類型灌溉水有效利用系數(shù)成果圖

全市各縣區(qū)對(duì)排灌設(shè)施長(zhǎng)效管護(hù)進(jìn)行考核評(píng)比，出臺(tái)灌區(qū)灌溉管理制度，推廣科學(xué)的灌溉方法。對(duì)承包責(zé)任田農(nóng)戶進(jìn)行科學(xué)灌水宣傳，部分灌區(qū)為了更好進(jìn)行用水管理，村級(jí)實(shí)行了灌水承包，管水員的工資直接與用水量多少掛鉤，增強(qiáng)了管水員的責(zé)任心，減少了灌溉水跑、帽、滴漏，大大提高灌溉水使用率。

5.3 提升測(cè)算水平

連云港市灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算由地方水文部門(mén)承擔(dān)，有穩(wěn)定的技術(shù)隊(duì)伍。能做到定期組織專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)，保障技術(shù)人員能熟練掌握測(cè)算技術(shù)要領(lǐng)，減少人為因素的技術(shù)誤差。同時(shí)有專業(yè)的測(cè)驗(yàn)設(shè)備，能做到熟練操控量測(cè)的技術(shù)設(shè)備，保障測(cè)驗(yàn)精度。在每個(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)聘用專人進(jìn)行田間的數(shù)據(jù)觀測(cè)，保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和可靠性。

6 結(jié)語(yǔ)

灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期工作。本文通過(guò)分析研究連云港市灌溉水有效利用系數(shù)的變化趨勢(shì)及其原因，連云港市不同水源類型的灌溉水有效利用系數(shù)特征及其合理性，提出提高灌溉水有效利用系數(shù)的對(duì)策及措施，以期為相似地區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)的測(cè)算分析工作提供寶貴經(jīng)驗(yàn)■