何文學，段永剛，岳文俊，李茶青

（浙江水利水電學院，310018，杭州）

略論平原河網區(qū)灌溉水有效利用系數相關核心問題

何文學，段永剛，岳文俊，李茶青

（浙江水利水電學院，310018，杭州）

在分析平原河網區(qū)農田水利工程特點的基礎上，對灌溉水有效利用系數的測算分析方法進行對比，重點關注當前系數測算分析所采用的“首尾測算分析法”的三個核心問題。正確處理上述問題，建議從考評辦法入手，建立保證典型田塊相對穩(wěn)定的補償機制；提出年畝均凈灌溉用水量應與各級灌溉試驗站的當年觀測試驗資料比照；毛灌溉用水量應依托水量實測資料,采取“以點帶面”的推算方法，并以區(qū)域水量平衡原理進行復核，以此獲得可靠的測算分析成果。

農田水利；灌溉水有效利用系數；測算分析

灌溉水有效利用系數是衡量灌區(qū)建設水平、管理水平、農業(yè)用水效率和節(jié)水潛力的重要指標。我國農田灌溉用水量約占總用水量的60%以上,提高農業(yè)用水效率，是建設節(jié)水型社會的必然選擇?！秶鴦赵宏P于實行最嚴格水資源管理制度的意見》（國發(fā)〔2012〕3號）明確要求，到2020年，農田灌溉水有效利用系數提高到0.55以上。為此在全國范圍內開展了農田灌溉水有效利用系數測算分析工作，工作中遇到了一些困難和問題。與北方水資源相對緊缺的區(qū)域相比，南方平原河網區(qū)由于灌溉水源相對充沛、取水條件便捷、灌溉水取用不收費等因素，使得平原河網區(qū)農田灌溉水有效利用系數測算分析較之一般的單一水源灌區(qū)更為復雜，有其自身特點。當前，系數測算分析主要采用首尾測算分析法，需要正確妥善處理該方法中的三個核心問題，才可能獲得比較可信的測算分析成果。

一、平原河網區(qū)的農田水利特點

1.灌區(qū)多為泵站或機埠的集合

平原河網區(qū)地形平坦，灌溉水源多為區(qū)域內河網，水量豐沛。區(qū)域河網除滿足農田灌溉、生產生活供水之外，還承納區(qū)域農田澇水和接納雨水，具有防洪排澇、供水、養(yǎng)殖、營造水景觀、維護水生態(tài)等諸多功能。從實際情況來看，平原河網區(qū)多為季節(jié)性缺水，農田排水較之農田灌溉更為重要和迫切，灌區(qū)大多采用小型機埠提水灌溉與排澇相結合的農田水利運行模式，是泵站或機埠的集合，運行管理比較靈活。

2.農業(yè)種植結構變化快

平原河網區(qū)人口密度大，城市化進程速度快，導致不少灌區(qū)的實際灌溉面積逐年減少。由于土地資源緊缺，灌溉取水方便，農民經營理念先進，灌區(qū)農業(yè)種植結構呈多元化發(fā)展且調整變化比較頻繁，農作物種植品種更多地轉向經濟價值更高的苗木花卉。較之傳統(tǒng)水稻等大田作物，苗木花卉灌溉用水量相對較少。

3.準確計算灌溉用水量較困難

受歷史原因影響，平原河網區(qū)的村鎮(zhèn)、農田、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)彼此為鄰，布局相對散亂，導致農業(yè)用水、工業(yè)用水、生產生活用水、環(huán)境用水之間的界限不清，也使得灌溉用水量的準確計算比較困難。

4.量水設施建設處于起步階段

平原河網區(qū)的灌溉水源比較豐沛，農民灌溉用水一般不會收取水費，大多數灌區(qū)缺少灌溉排水的量水設施。自農田灌溉水有效利用系數測算分析工作開展以來，各樣點灌區(qū)與典型田塊投入大量人力與財力建設量水設施。但由于起步較晚，基層技術力量薄弱，量水設施的選型還存在諸多誤區(qū)，現場的量水設施也經常遭到不同程度的破壞。量水設施不足在一定程度上影響著農田灌溉水有效利用系數測算分析成果的準確計算，不利于當地農業(yè)節(jié)水潛力的開發(fā)。

二、灌溉水有效利用系數的概念

傳統(tǒng)意義上，全灌區(qū)的灌溉水利用系數的定義是：田間所需要的凈流量（或凈水量）與渠首引入流量（或水量）之比，或等于渠系水利用系數與田間水利用系數的乘積。

《全國農田灌溉水有效利用系數測算分析技術指導細則》（以下簡稱《技術指導細則》）給出的灌溉水有效利用系數的定義是：在某次或某一時間內被農作物利用的凈灌溉水量與水源渠首處總灌溉引水量的比值。它與灌區(qū)自然條件、工程狀況、用水管理水平、灌水技術等因素有關，是表征灌溉用水效率的重要指標。從2013年起，在全國范圍內按照統(tǒng)一的《技術指導細則》要求，開展了不同規(guī)模與類型的灌區(qū)以及不同行政區(qū)域的持續(xù)性的系數測算分析工作，對全面了解全國各地農業(yè)用水效率、灌溉管理水平與節(jié)水潛力起到了很好的參照作用。

三、灌溉水有效利用系數的確定方法

傳統(tǒng)意義上，灌溉水有效利用系數的確定是建立在相對完備的現場試驗的基礎上，通過一定的現場測試方法和手段獲得推算該系數所必需的流量或水量。該過程面臨以下幾方面的問題：①由于不同級別的灌溉渠道數量眾多，導致渠系水利用系數的測定工作量非常大，而流量的測定又需要一定的設備或設施，還需要掌握操作要領的技術人員，技術要求與操作要求比較高，不適宜大范圍推廣采用。②不同灌溉渠段與灌溉地塊的自然條件和工程狀況存在差異，使得渠道水利用系數與田間水利用系數測定結果的代表性較差。③系數測定一般都結合灌溉進行，受各方面條件的制約，水流條件往往不滿足恒定流要求，水流條件不穩(wěn)定影響測流結果的可靠性，也影響實踐操作的準確性，一定程度上影響測定結果的可靠性。④實際工作中，針對某個灌區(qū)的系數確定，一般都采用典型渠道和典型地塊的測定方案，其“典型性”是否足夠缺少應有的評價方法；系數測定結果又受到相應水文年來水和用水差異，以及灌區(qū)作物種植結構、實際灌溉面積等因素影響，一次現場測定結果并不能真實全面地反映灌區(qū)當年的實際灌溉水利用率。

正是因為系數確定方法在實踐操作中存在上述不足，全國農田灌溉水有效利用系數測算分析專題組通過技術攻關，在部分?。ㄗ灾螀^(qū)）實踐的基礎上，提出了確定灌溉用水有效利用系數的首尾測算分析法。該方法是確定灌溉用水有效利用系數的一個突破。

首尾測算分析法是直接用灌入田間可被作物吸收利用的水量（凈灌溉用水量）與灌區(qū)從水源取用的灌溉總水量（毛灌溉用水量）的比值來計算灌區(qū)灌溉水有效利用系數，不去測定或計算灌溉水在輸、配水和灌水過程中的損失，避開了測定渠系水利用系數和田間水利用系數這兩個難點，減少了許多測定工作量。但在實際應用中，該方法還存在著不少影響測定成果可靠性與準確性的因素。對此，應重點關注首尾測算分析法的三個核心問題。

四、首尾測算分析法的核心問題

1.樣點灌區(qū)與典型田塊

樣點灌區(qū)與典型田塊的觀測數據與調查統(tǒng)計數據是首尾測算分析法的三個核心內容之一，是農田灌溉水有效利用系數測算分析工作的基礎。

樣點灌區(qū)應按照“具有代表性、可行性和穩(wěn)定性”等原則選擇，有數量占比與有效灌溉面積占比的硬性規(guī)定。除此之外，還要考慮區(qū)域內灌區(qū)規(guī)模與類型、地形地貌與土壤狀況、灌溉面積的分布與變化情況、主要農作物的種植特點、灌區(qū)節(jié)水改造等情況，以能夠基本反映該區(qū)域內農田灌溉的整體特點為終極目標。

典型田塊的選擇要求是：位置和數量應與樣點灌區(qū)的規(guī)模類型相適應，滿足技術指導細則的硬性規(guī)定；邊界清楚、形狀規(guī)則、面積適中；綜合考慮作物種類、灌溉方式、畦田規(guī)格、地形、土地平整程度、土壤類型、灌溉制度與方法、地下水埋深等方面的代表性；有固定的進水口和排水口；配備量水設施；播種面積超過灌區(qū)總播種面積10%以上的作物種類，須分別選擇典型田塊。

在實際工作中，受當地社會經濟狀況、灌區(qū)管理水平、農戶認知水平等因素制約，完全達到上述要求比較困難。樣點灌區(qū)還相對容易保持穩(wěn)定，且能夠從行政管理的角度給予資金和技術上的保證。但對典型田塊而言，受農戶經營理念的影響很大。農戶種植結構的調整就可能導致選定的典型田塊失去系數測算分析作用。對此，建議在《農田灌溉水有效利用系數測算分析工作考評辦法》中增加制度保障或補償機制加分，以便從根本上保證典型田塊的穩(wěn)定。

2.凈灌溉用水量

樣點灌區(qū)凈灌溉用水量的分析與計算是首尾測算分析法的第二個核心問題。其計算公式如下：

式中，W樣凈為該樣點灌區(qū)的凈灌溉用水量（萬m3）；wi為該樣點灌區(qū)第i種作物畝均凈灌溉用水量（m3/畝）；Ai為該樣點灌區(qū)第i種作物實際灌溉面積（萬畝）；n為該樣點灌區(qū)當年所有作物種類（種）。

（1）畝均凈灌溉用水量的確定

樣點灌區(qū)典型田塊內作物的畝均凈灌溉用水量應優(yōu)先選擇直接量測法獲取，即在每次灌水前后按《灌溉試驗規(guī)范SL 13—2004》有關規(guī)定，觀測典型田塊內不同作物年內相應生育期內計劃濕潤層的土壤質量含水率或體積含水率（或田間水層變化），通過相應的公式計算得到W田凈。從技術上講，采取該方法獲得的數據比較準確，但測試工作量巨大，并且受灌水方法影響，基層人員不容易掌握該測定方法。實際工作中，多采用觀測分析法。

觀測分析法是以當年典型田塊量水設施獲取的用水量數據為依據，得到實際進入典型田塊田間的年畝均灌溉用水量，再根據當年氣象資料、作物種類等情況，依據水量平衡原理計算典型田塊某種作物當年的凈灌溉定額M（或者采用地方農業(yè)用水定額獲取對應水文年的凈灌溉定額M）。然后，對二者進行比較判斷，得出典型田塊年畝均凈灌溉用水量。

典型田塊內的作物應按上述方法確定年畝均凈灌溉用水量，對于樣點灌區(qū)內的其他作物，則只能參考農業(yè)用水定額數據。此外，受量水設施建設與運行狀況的影響，典型田塊的灌溉觀測數據往往不完整。因此，各地要充分發(fā)揮灌溉試驗站的作用，即要以各級灌溉試驗站的當年該作物的觀測試驗資料，復核或驗證典型田塊應用觀測分析法的成果，以確保能夠獲得相對可靠的凈灌溉用水量數據。

（2）作物實際灌溉面積的獲取

作物實際灌溉面積是計算灌區(qū)凈灌溉用水量的重要依據，通常要求采取現場調查統(tǒng)計的方法獲得。但由于受各方面條件的制約，其調查統(tǒng)計數據的一致性和可靠性還需經過技術復核與檢驗，一般要求與農業(yè)部門的播種面積數據基本吻合，與當地的統(tǒng)計年鑒數據保持協(xié)調。該數據的真實性與準確性很大程度上取決于基層技術人員的職業(yè)修養(yǎng)與敬業(yè)態(tài)度。因此，各級政府的水行政主管部門或其技術支撐單位，應采取必要的技術手段進行抽樣核查，以工作過程的嚴謹和技術審查的逐級把關保障實際灌溉面積數據的真實可信。

3.毛灌溉用水量

樣點灌區(qū)毛灌溉用水量的分析與計算是首尾測算分析法的第三個核心問題。應首先對樣點灌區(qū)的水源進行調查，根據水源特點制定量水設施建設方案，以量水設施實測數據作為農田灌溉水有效利用系數測算分析的依據。此要求，在實踐中往往不容易滿足。對南方平原河網區(qū)的樣點灌區(qū)而言，可能存在多個水源或多個機埠。若要對每一處水源都建設量水設施，顯然不太現實。對此，應考慮將樣點灌區(qū)劃分為若干灌溉片，有針對性地建設量水設施或采用電量折算法獲取基本數據。然后，采取“以點帶面”的方法，以渠首量水設施測量或可靠觀測數據為基礎，推算出樣點灌區(qū)的畝均毛灌溉用水量，繼而由實際灌溉面積推算出樣點灌區(qū)的毛灌溉用水總量。如果區(qū)域內還有其他用水需求，應根據水量平衡原理進行結果復核，以保證毛灌溉用水量數據的基本可靠。

五、結語

通過分析農田灌溉水有效利用系數測算分析所采用的首尾測算分析法的三個核心問題，可知要保障樣點灌區(qū)與典型田塊穩(wěn)定和正常運行，需在《農田灌溉水有效利用系數測算分析工作考評辦法》中增加制度保障或補償機制加分，補償機制的建立有助于從根本上保證典型田塊的穩(wěn)定。凈灌溉用水量的確定，需注意畝均凈灌溉用水量與實際灌溉面積數據的準確性。其中年畝均凈灌溉用水量應以各級灌溉試驗站的當年觀測試驗資料做比照,作物的實際灌溉面積應以當年調查統(tǒng)計數據為基礎,參照年鑒資料給予復核。平原河網區(qū)的毛灌溉用水量應考慮將樣點灌區(qū)劃分為若干灌溉片,盡可能依托水量實測資料,采取“以點帶面”的推算方法，并以區(qū)域水量平衡原理進行復核。正確處理首尾測算分析法的三個核心問題，有助于推動當地農田灌溉水有效利用系數測算分析工作水平的提高?！?/p>

[1]馮保清，韓振中．全國灌溉水有效利用系數測算分析網絡構建方法與實踐[J]．中國水利水電科學研究院學報，2013（11）.

[2]何文學，李茶青．灌溉水利用系數測算分析中遇到的困難或問題研究[J]．中國水利，2014（23）.

[3]郭元裕．農田水利學（第一版）[M]．北京：水利電力出版社，1984.

[4]全國農田灌溉水有效利用系數測算分析專題組．全國農田灌溉水有效利用系數測算分析技術指導細則[Z]．2013.

[5]李英能．采用“首尾測算法”確定灌溉用水有效利用系數是一個突破[J]．中國水利，2009（3）.

Three key problems in calculation and analysis of effective utilization coefficient of irrigation water in plain river network//

He Wenxue,Duan Yonggang,Yue Wenjun,Li Chaqing

Based on the analysis of characteristics about farmland water conservancy project in plain river network,the method of calculating and analyzing the effective utilization coefficient of irrigation water is compared,the attention is fixed on the three key problems of"the beginning and the end calculation method"used in the current coefficient calculation and analysis.Starting from the assessment and evaluation methods,the compensation mechanism to ensure the relative stability of typical plots would be established,the average net irrigation water per year should be compared with the year observational test data in the irrigation test stations;the gross irrigation water consumption should be based on measured data of the irrigation water,the calculation method of the"point to area"would be taken,and the principle of regional water balance would be used.

farmland water conservancy;effective utilization coefficient of irrigation water;calculation and analysis

S274.1

B

1000-1123（2017）15-0058-03

2017-02-23

何文學，教授。

責任編輯 鄭爽