遼寧省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析與對策研究

劉浩然

(遼寧省水利事務服務中心，沈陽 110003)

0 引 言

“十二五”以后，中國政府部門相繼頒布了《關于制定水資源管理制度的意見》、《實行最嚴格水資源管理制度考核工作實施方案》等水資源合理配置與高效率使用相關的具體文件與政策，以期提升農(nóng)田灌溉水資源管理水平，各個省市區(qū)也以灌溉水有效利用系數(shù)作為自身農(nóng)業(yè)用水效率的控制目標。由此，灌溉水利用效率測算的合理性、精確性、可靠性與農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展密切相關，具有重大的現(xiàn)實意義。

文章以遼寧省2020年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)實測為例，通過采用點與面相結合、進行詳細的調(diào)查研究，通過不同方法統(tǒng)計分析了測算結果，基于所得結果而給出了優(yōu)化灌溉水有效利用效率的措施。為遼寧省的測算分析提供支持和依據(jù)，也可為政府管理部門的宏觀決策起到一定參考作用。

1 基本情況與測算方法

1.1 遼寧省農(nóng)田灌溉及用水現(xiàn)狀

2020年遼寧省有效灌溉面積為2414.62萬畝，實灌面積為1941.58萬畝，其中大型灌區(qū)實灌面積344.84萬畝，毛灌溉用水量25.26億m3；中型灌區(qū)實灌面積153.70萬畝，毛灌溉用水量14.58億m3；小型灌區(qū)實灌面積204萬畝，毛灌溉用水量13.95億m3；純井灌區(qū)實灌面積1238.93萬畝，毛灌溉用水量17.38億m3。

1.2 遼寧省灌區(qū)分布概況

遼寧省現(xiàn)有大中型灌區(qū)70座，設計灌溉面積835萬畝，有效灌溉面積702萬畝，其中大型灌區(qū)11個，分別為渾蒲灌區(qū)、渾沙灌區(qū)、莊河灌區(qū)、東港灌區(qū)、凌海灌區(qū)、營口灌區(qū)、燈塔灌區(qū)、開原灌區(qū)、盤山灌區(qū)、大洼灌區(qū)和王石灌區(qū)，設計灌溉面積541萬畝，有效灌溉面積493萬畝；中型灌區(qū)59個，設計灌溉面積294萬畝，有效灌溉面積216萬畝。分布主要集中在遼寧省中部和東部,位于沈陽市、大連市等13個地級市。灌溉水源主要以水庫為主,除王石灌區(qū)及朝陽地區(qū)中型灌區(qū)以玉米和經(jīng)濟作物為主外,其他灌區(qū)種植作物均以水稻為主。

1.3 測算方法

根據(jù)《灌溉水利用率測定技術導則》，計算了遼寧省具有代表性的樣點灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。2020年遼寧省選擇了72個樣點灌區(qū)，其中大型灌區(qū)11個，中型灌區(qū)13個，小型灌區(qū)14個，純井灌區(qū)34個。樣點灌區(qū)的水源類型分為提水、自流引水和地下水。同時兼顧東西部山區(qū)、中部平原區(qū)的不同作物種植結構、地形地貌等類型特點，具有較好的代表性。灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)是建立在首尾測算分析法的基礎上開展的，首先選擇實驗需要的典型田塊，隨后依照直接量測法對典型田塊每年每畝平均凈灌溉用水量進行測算，接著對樣點灌區(qū)當年凈灌溉用水量進行計算，最后，以樣點灌區(qū)年凈灌溉用水量、年毛灌溉用水量為數(shù)據(jù)基礎，結合以上測算內(nèi)容的結構綜合分析計算各個類型及規(guī)模的樣點灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)。將樣點灌區(qū)的農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)與年毛灌溉用水量計算加權平均值后，先點再面分別計算遼寧省大型灌區(qū)、中型1-5萬畝、5-15萬畝、15-30萬畝三個檔次灌區(qū)、小型樣點灌區(qū)以及純井灌區(qū)中土質(zhì)渠道、防滲渠道、管道、噴灌和微灌等5種類型樣點灌區(qū)的農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。

在已知全省各規(guī)模種類灌區(qū)的農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的情況下，根據(jù)與年毛灌溉用水量的加權平均值，按下式計算全省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)(結果見表1)：

表1 2020年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算結果表

(1)

式中：Wa大型為全省大型灌區(qū)的年毛灌溉用水量；Wa中型為全省中型灌區(qū)的年毛灌溉用水量；Wa小型為全省小型灌區(qū)的年毛灌溉用水量；Wa井為全省純井灌區(qū)的年毛灌溉用水量；η大型、η中型η小型、η井分別對應于這幾種灌區(qū)的此利用系數(shù)[1-3]。

2 測算結果分析

2.1 可靠性分析

2020年遼寧省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的測算按照《灌溉水利用率測定技術導則》的分析方法進行,田間凈灌溉用水量數(shù)據(jù)基本來自于直接測量。樣點灌區(qū)選擇采用非概率抽樣中的配額抽樣方法，提高抽樣的針對性，樣點灌區(qū)選擇數(shù)量標準見表2。保證了測算結果的可靠性。

表2 樣點灌區(qū)選擇數(shù)量標準

2.2 相關性分析

2.2.1 遼寧省灌溉水有效利用系數(shù)發(fā)展趨勢

遼寧省“十三五”期間灌溉水有效利用系數(shù)發(fā)展趨勢如表3所示，從總體變化來講，遼寧省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)在“十三五”期間由2016年的0.588增加到2020年的0.592，年均增加0.001,維持穩(wěn)定的同時保持緩慢的增加。從不同類型灌區(qū)系數(shù)的區(qū)別中可以看出，大中型灌區(qū)系數(shù)變動較小，一方面是由于大中型灌區(qū)開展了續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，提高了灌區(qū)灌溉環(huán)境的基礎設施條件，使得系數(shù)有所增加，另一方面未納入灌區(qū)改造項目的多數(shù)灌區(qū)基礎設施不斷老化，對系數(shù)提升有一定影響。此外，“十三五”期間遼寧省大中型灌區(qū)全面鋪開農(nóng)業(yè)水價綜合改革，從管理上進一步提升用水效率，期間雖有些微小波動，但總體上大中型灌區(qū)系數(shù)維持穩(wěn)定。

表3 不同規(guī)模灌區(qū)年際間變化

小型灌區(qū)和土渠由于缺乏必要的維護,且受機構改革影響，管理人員受到較大變動，管理水平不高，加之長期缺少科學灌水方法，導致灌溉水利用系數(shù)略有降低,但由于采用的是水量加權法，大中型灌區(qū)系數(shù)雖然穩(wěn)定，但用水量逐年減小，而小型及純井灌區(qū)由于實灌面積的不斷增加，用水量逐年增加，權重不斷加大，再加上小型灌區(qū)和純井灌區(qū)本身系數(shù)顯著高于大中型灌區(qū)，就出現(xiàn)了盡管其綜合系數(shù)有所降低，但經(jīng)過水量加權后仍使全省綜合系數(shù)呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。

2.2.2 遼寧省灌溉水有效利用系數(shù)提升原因分析

由遼寧省“十三五”灌溉水有效利用系數(shù)發(fā)展趨勢分析，引起系數(shù)升高的原因主要有：①組織實施大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目建設。“十三五”期間，遼寧省大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目累計投資50580萬元，組織實施了燈塔灌區(qū)、渾蒲灌區(qū)、渾沙灌區(qū)、大洼灌區(qū)、王石灌區(qū)、營口灌區(qū)等6座大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目建設及海城溫香灌區(qū)、錦州凌海灌區(qū)(三期)2座中型灌區(qū)節(jié)水改造項目，全省大中型灌區(qū)累計新增、恢復灌溉面積8.6萬畝，改善灌溉面積111.8萬畝，新增糧食生產(chǎn)能力2199萬公斤，新增節(jié)水能力4040萬m3。②開展農(nóng)業(yè)水價綜合改革。2016年以來，遼寧省緊緊圍繞水價改革的各項任務和要求，堅持問題導向，以完善農(nóng)田水利設施為基礎、以建立健全體制機制為核心、以創(chuàng)新用水終端管理為抓手，緊抓改革重點領域和關鍵環(huán)節(jié)，扎實推進農(nóng)業(yè)水價綜合改革，截至2020年底，全省累計實施改革面積達到1271萬畝，在提升群眾節(jié)水意識、提高工程運行管護水平等方面成效明顯。③全面加強工程運行維護和管理。建成了到村的基層水利服務體系，加強了縣級水利職能機構建設，理順了鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利服務站管理體制，建立健全了全省905處基層水利服務機構，優(yōu)化了人員配置。完成了農(nóng)村水利工程資產(chǎn)登記建賬，落實了工程管護主體及責任，保障了農(nóng)村水利工程良性運行。④大力推進小型農(nóng)田水利設施建設。落實中央和省級財政水利發(fā)展資金12.1億元，實施農(nóng)田水利項目縣、農(nóng)田水利重點縣、農(nóng)業(yè)水價綜合改革獎補、先建后補、牧區(qū)水利、河槽雨洪等各類小型農(nóng)田水利項目2135個，開展農(nóng)田灌溉水源(機電井、大口井、方塘、攔河壩等)、田間輸水管道、雨水積蓄、小型泵站、排水溝道、用水計量設施等工程建設，進一步補齊農(nóng)田水利工程短板[4-6]。

3 提高灌溉水有效利用系數(shù)對策措施

通過分析遼寧省不同農(nóng)田灌溉規(guī)模灌區(qū)2016-2020年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)變化原因的相關性可以得出結論，實施大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程、開展農(nóng)業(yè)水價綜合改革、提高灌區(qū)的灌水管理水平、推廣先進技術應用等措施，對改善灌溉水有效利用系數(shù)有重要的意義。據(jù)此，文章提出如下提升遼寧省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的優(yōu)化對策。

3.1 加大工程投入

由于遼寧省農(nóng)業(yè)用水主要集中在大中型灌區(qū)，大中型灌區(qū)實施續(xù)建配套與節(jié)水改造工程能夠?qū)喔人眯势鸬搅己玫奶嵘饔茫瑧哟笾行凸鄥^(qū)節(jié)水改造投資額度和比例，緩解地方投資不足的矛盾。為確保大中型灌區(qū)進行全系統(tǒng)改造，應允許資金用于對灌區(qū)管理范圍內(nèi)干支渠以下末級渠系治理，同時與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門配合，解決機構改革后灌區(qū)“最后一公里”不暢通問題。

3.2 適當提高水價

“十三五“”期間，遼寧省積極推行農(nóng)業(yè)水價綜合改革、實行終端水價，初步改變了項目區(qū)內(nèi)灌溉粗放、水費計收難、管護跟不上的狀況。灌區(qū)可以適當提高水價，實行按量收費，通過提高農(nóng)戶灌溉成本的方式促使其節(jié)約用水合理用水。也可以按照灌溉面積分配灌溉用水量，并按量收費。或?qū)嵭兴畽喾峙淠Ｊ?，按戶分配，在用戶自身用水量有剩余的情況下可以進行水權轉(zhuǎn)讓，將農(nóng)戶自身利益與節(jié)水進行聯(lián)系，促使其形成節(jié)約水資源的意識和行為習慣。同時，完善供水計量設施建設，加快計量設施配套率，在投資不足的條件下，可以在旱田區(qū)采用“以電折水”的方法計量；在水田區(qū)采用水工建筑物量水，至少計量至斗口，斗口以下按土地面積均攤。

3.3 加強用水管理

確定末級渠系和田間工程的管護主體，同時明確產(chǎn)權歸屬。灌區(qū)結合現(xiàn)有條件，因地制宜確定灌區(qū)管理單位、農(nóng)民用水合作組織、村集體經(jīng)濟組織、提供社會化服務企事業(yè)單位、農(nóng)業(yè)新型經(jīng)營主體、農(nóng)民用水戶等多種管護模式?？蓪ο嚓P管理人員及從業(yè)人員進行適當培養(yǎng)，制定合理水價及相關節(jié)水政策，制定出合理科學的節(jié)水標準，并以此為基礎開展田間灌溉用水定額考核，提高水資源合理分配水平。不斷創(chuàng)新灌水方法，研發(fā)節(jié)水灌溉技術和設備。做好末端農(nóng)戶的管理工作，制定政策激發(fā)用水戶不斷學習、提升自身水平的意識，掌握旱澇信息，制定合理灌溉計劃，從而提升灌溉水利用水平。

3.4 推廣先進技術

遼寧省在工程建設中不斷總結經(jīng)驗，創(chuàng)新工作模式，將工程建設先進技術應用于灌區(qū)改造中。以遼陽灌區(qū)為例，在項目區(qū)內(nèi)對現(xiàn)狀土渠或嚴重破壞的已有渠道進行襯砌改造，襯砌方式為預制矩形槽，矩形槽混凝土質(zhì)量好，采用雙層配筋，配有加勁肋，施工質(zhì)量容易控制，產(chǎn)品使用壽命可達30-50a。矩形槽施工期長，可在冬季施工，有利于大規(guī)模施工，對土地損害少，節(jié)省額外投資，群眾易接受。除此之外，矩形槽還具有抗凍性能、節(jié)約渠道占地、輸水性能強、后期維護費用低等優(yōu)點。