許 濤 ，王 偉 ，王 磊

（1.杭州市余杭區(qū)苕溪流域水利站，浙江 杭州 311100；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020）

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、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)。系數(shù)測(cè)算是考核最嚴(yán)格水資源管理制度目標(biāo)完成情況的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，也是科學(xué)制定灌溉發(fā)展目標(biāo)和分析節(jié)水潛力的主要依據(jù)來源，對(duì)促進(jìn)地區(qū)節(jié)水灌溉健康發(fā)展具有重要意義。

余杭區(qū)地處江南水鄉(xiāng)的杭嘉湖平原，灌溉用水相對(duì)充沛，農(nóng)民節(jié)水意識(shí)淡薄，灌溉水源也十分復(fù)雜，灌區(qū)管理難度大。因此在開展農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算工作時(shí)面臨較多困難，測(cè)算精度也較低。本文根據(jù)余杭區(qū)灌區(qū)特點(diǎn)，以余杭區(qū)系數(shù)測(cè)算工作為例，分析工作中實(shí)際存在的困難和問題，研究提高杭嘉湖地區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算精度的對(duì)策和措施。

1 區(qū)域概況

余杭區(qū)位于杭嘉湖平原南端，是長(zhǎng)江三角洲的圓心地。地勢(shì)由西北向東南傾斜，大致以東苕溪為界，西部山地丘陵河谷；東部水網(wǎng)平原、灘涂平原逐步開拓，平原面積8.62萬(wàn)hm2，占全區(qū)面積的61.48%。地處北亞熱帶南緣季風(fēng)氣候區(qū)，冬夏長(zhǎng)春秋短，溫暖濕潤(rùn)，四季分明，光照充足，雨量充沛，多年平均年降水量1 412 mm。

余杭區(qū)灌區(qū)特點(diǎn)是：灌區(qū)數(shù)量多，單個(gè)面積小，無(wú)大中型灌區(qū)，提水類型多，自流類型少。根據(jù)水普資料，全區(qū)小型灌區(qū)共2 096個(gè)，灌區(qū)有效灌溉面積2.61萬(wàn)hm2(39.12萬(wàn)畝)，其中有效灌溉面積大于6.67 hm2(100畝)的小型灌區(qū)共有1 489個(gè)，其有效灌溉面積2.35萬(wàn)hm2(35.24萬(wàn)畝)，灌溉用水主要為河道、湖泊、山塘和水庫(kù)，目前全區(qū)已基本建立一個(gè)較為完善的農(nóng)業(yè)水利排灌系統(tǒng)。

2 農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算情況

2.1 測(cè)算方法

余杭區(qū)系數(shù)測(cè)算工作采用“首尾測(cè)算分析法”，其計(jì)算步驟：選取樣點(diǎn)灌區(qū)，確定典型田塊和渠首計(jì)量點(diǎn)，依照一定的方法測(cè)算分析樣點(diǎn)灌區(qū)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）；以樣點(diǎn)灌區(qū)年凈灌溉用水量與年毛灌溉用水量的比值來計(jì)算樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)；采用“以點(diǎn)帶面”的方式推算獲得余杭區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。余杭區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算流程見圖1。

圖1 余杭區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算流程圖

2.2 測(cè)算結(jié)果

系數(shù)測(cè)算是余杭區(qū)長(zhǎng)期開展的一項(xiàng)工作，歷年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)趨勢(shì)見圖2。

圖2 余杭區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)趨勢(shì)圖

從圖2可以看出，余杭區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)逐年增高，其主要原因有以下2個(gè)方面：

（1）余杭區(qū)每年水利工程均投入大量資金，閘站建設(shè)、河道整治及清水治污工程改善了灌區(qū)水源，有利于提高灌溉保證率；大力開展農(nóng)田水利建設(shè)，改造和新建機(jī)埠、整理農(nóng)田、新建和修建灌溉渠道，有利于降低灌溉損耗和滲流損耗；逐年提高節(jié)水灌溉面積，進(jìn)一步降低灌溉損耗。這些投入能夠促進(jìn)灌溉水利用系數(shù)提高。

（2）余杭區(qū)農(nóng)田水利管理水平不斷提高。余杭區(qū)近年來不斷強(qiáng)化農(nóng)業(yè)灌溉管理，一方面強(qiáng)化灌區(qū)管理，加大灌區(qū)巡查、維修養(yǎng)護(hù)和放水員培訓(xùn)力度，有效提高灌區(qū)管理水平；另一方面加強(qiáng)節(jié)水宣傳，農(nóng)戶節(jié)約意識(shí)逐漸加強(qiáng)，有意識(shí)地避免灌溉水的浪費(fèi)，同時(shí)也節(jié)約用電。灌溉管理的提升有效提高了區(qū)域灌溉水有效利用系數(shù)。

3 測(cè)算存在的困難和問題

3.1 客觀條件制約，工作開展阻力大

余杭區(qū)地處水量充沛的杭嘉湖平原，灌溉水源多、管理粗放，在開展系數(shù)測(cè)算時(shí)工作阻力較大，受到諸多客觀條件制約，主要有以下2點(diǎn)：

（1）節(jié)水意識(shí)淡薄，思想認(rèn)識(shí)不到位。余杭區(qū)降雨豐沛，水源充足，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶節(jié)水意識(shí)淡薄，存在水資源取之不竭、用之不盡的傳統(tǒng)觀念。農(nóng)業(yè)灌溉方式粗放，多采用漫灌、溝灌等灌溉形式，余杭區(qū)系數(shù)測(cè)算樣點(diǎn)灌區(qū)水稻畝均灌溉水量達(dá)到1.05萬(wàn)m3/hm2（700 m3/畝）左右，遠(yuǎn)高于定額要求。大水漫灌導(dǎo)致農(nóng)藥、化肥等大量污染物進(jìn)入河溝池塘，引起嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染，推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉迫在眉睫。但農(nóng)戶對(duì)系數(shù)測(cè)算工作缺乏基本了解，對(duì)系數(shù)測(cè)算工作不配合，基層水利工作者在系數(shù)測(cè)算工作開展的過程中也存在“重形式、走過場(chǎng)”的錯(cuò)誤思想，測(cè)算數(shù)據(jù)不嚴(yán)謹(jǐn)。

（2）種植結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)查難度大。杭嘉湖平原作物種植以灌溉效率較低的水稻為主，這是灌溉水有效利用系數(shù)較北方灌區(qū)低的重要原因。作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)查對(duì)系數(shù)測(cè)算工作十分重要，余杭區(qū)屬于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，氣候條件良好，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶主要種植單季稻、蔬菜、苗木、花卉等作物，其中水稻種植面積僅占總種植面積的20%左右。近年來隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，種植結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，糧食作物種植面積逐步減少，蔬菜、苗木、花卉等經(jīng)濟(jì)作物種植面積逐步增加。種植結(jié)構(gòu)幾乎每年都會(huì)發(fā)生較大變化，作物輪種、套種現(xiàn)象十分普遍。種植結(jié)構(gòu)調(diào)查難度較大。

3.2 灌溉水源復(fù)雜，毛灌溉用水量計(jì)量難度大

余杭區(qū)屬于豐水地區(qū)，灌溉水源復(fù)雜，既有水庫(kù)、池塘等具有調(diào)蓄能力的蓄水工程，又有堰壩引水工程，還有提水泵站工程。其灌溉水源的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面水源類型多樣，余杭區(qū)境內(nèi)有10萬(wàn)m3以上水庫(kù)27座，1萬(wàn)～ 10萬(wàn)m3山塘254座，大小堰壩172座，排灌機(jī)埠218座。農(nóng)戶的灌溉需求可通過多種渠道滿足，大量灌區(qū)采用多水源聯(lián)合灌溉、互相補(bǔ)充，灌區(qū)毛灌溉用水量計(jì)量成本高、難度大；另一方面灌溉取水方式多樣，自流灌溉、提水灌溉均占有一定比例，尤其是農(nóng)戶為了取水方便，自備移動(dòng)水泵提水灌溉的現(xiàn)象大量存在，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，灌區(qū)實(shí)際毛灌溉用水量難以計(jì)量。

3.3 回歸水難扣除，凈灌溉用水量測(cè)算精度低

從灌溉水利用系數(shù)的概念出發(fā)，各級(jí)渠道的滲漏、灌溉所產(chǎn)生的地面徑流和田塊深層滲漏等均為損失水量。但在余杭區(qū)系數(shù)測(cè)算的過程中發(fā)現(xiàn)，灌區(qū)在灌溉過程中，輸水、配水和灌水的每一個(gè)環(huán)節(jié)損失的部分水量可能會(huì)被相鄰田塊的作物利用。此外，灌區(qū)農(nóng)戶種植水稻習(xí)慣于邊灌邊排，排水匯入天然河道或水網(wǎng)，被某一灌區(qū)再次利用，田塊與田塊之間存在大量灌溉水循環(huán)利用的情況，從整個(gè)區(qū)域系數(shù)測(cè)算的角度看出現(xiàn)回歸水重復(fù)利用的問題，這部分回歸水作為凈灌溉用水量的一部分理應(yīng)從損失水量中扣除，但是由于技術(shù)手段限制，在實(shí)際測(cè)算過程中回歸水的利用量與扣除量難以定量計(jì)算，從而嚴(yán)重影響凈灌溉用水量測(cè)算精度。

4 解決對(duì)策和措施

4.1 加強(qiáng)科普宣傳，提高節(jié)水意識(shí)

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉是治理農(nóng)業(yè)面源污染、減少肥料和農(nóng)藥浪費(fèi)的重要措施，也是余杭區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要方向。有關(guān)部門應(yīng)加大灌溉節(jié)水知識(shí)和灌溉水利用系數(shù)測(cè)算分析重要性的宣傳力度，定期開展節(jié)水知識(shí)和灌溉技術(shù)指導(dǎo)講座，積極印發(fā)宣傳傳單，張貼宣傳海報(bào)，利用媒體、網(wǎng)絡(luò)等多種途徑加強(qiáng)農(nóng)業(yè)節(jié)水科普知識(shí)宣傳，引起各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和廣大農(nóng)戶對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉和系數(shù)測(cè)算工作的重視，使之真正認(rèn)識(shí)到推廣節(jié)水灌溉的重大意義，理解并支持開展農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析工作。

4.2 強(qiáng)化灌區(qū)調(diào)查，夯實(shí)測(cè)算基礎(chǔ)

灌區(qū)灌溉面積、灌溉方式和種植結(jié)構(gòu)等信息是系數(shù)測(cè)算工作的基礎(chǔ)，尤其種植結(jié)構(gòu)對(duì)灌溉水有效利用系數(shù)影響較大，因此在進(jìn)行系數(shù)測(cè)算的過程中，要強(qiáng)化灌區(qū)基礎(chǔ)信息調(diào)查，為系數(shù)測(cè)算工作順利開展奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。一方面尋求當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和國(guó)土部門的協(xié)助，獲取當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)資料，開展整個(gè)測(cè)算區(qū)域的灌溉基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查；一方面通過發(fā)放調(diào)查問卷、現(xiàn)場(chǎng)座談、實(shí)地調(diào)查等多種方式，開展樣點(diǎn)灌區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)查。

4.3 優(yōu)選樣點(diǎn)灌區(qū)，創(chuàng)造測(cè)算條件

樣點(diǎn)灌區(qū)是系數(shù)測(cè)算工作的主要對(duì)象，選取的樣點(diǎn)灌區(qū)要滿足代表性、可行性、穩(wěn)定性3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。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、作物種植結(jié)構(gòu)等因素，選擇能代表測(cè)算區(qū)域特點(diǎn)的樣點(diǎn)灌區(qū)；樣點(diǎn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水量應(yīng)便于計(jì)量，保證及時(shí)、方便、可靠地獲取基本量水?dāng)?shù)據(jù)，尤其是灌溉水源和典型田塊應(yīng)具備的計(jì)量條件，確保系數(shù)測(cè)算工作可行；樣點(diǎn)灌區(qū)應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定，確保測(cè)算分析工作能夠連續(xù)進(jìn)行，獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、有效且具有年際可比性。

4.4 構(gòu)建量水體系，規(guī)范灌區(qū)管理

量水?dāng)?shù)據(jù)觀測(cè)與記錄是系數(shù)測(cè)算工作的重中之重，余杭區(qū)部分樣點(diǎn)灌區(qū)目前仍然采用人工觀測(cè)和手工記錄的方式，灌區(qū)管理也比較松散，觀測(cè)精度難以保證。為了確保觀測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)、科學(xué)、可用，一方面應(yīng)逐步構(gòu)建自動(dòng)化量水體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)，提高系數(shù)測(cè)算的精確度和信息化、自動(dòng)化水平；另一方面應(yīng)結(jié)合農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的要求，實(shí)施灌溉用水“總量控制，定額管理”，進(jìn)一步規(guī)范灌區(qū)管理，落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)管理人員，定期開展現(xiàn)場(chǎng)灌溉指導(dǎo)和檢查，規(guī)范農(nóng)戶灌溉方式，杜絕移動(dòng)水泵灌溉等非計(jì)量灌溉行為的發(fā)生，確保測(cè)算結(jié)果符合實(shí)際，能夠切實(shí)反映測(cè)算區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉效率。

4.5 優(yōu)化測(cè)算方法，提高測(cè)算精度

根據(jù)相關(guān)研究，平原水稻灌區(qū)回歸水利用率范圍為灌區(qū)毛灌溉用水量的5% ～ 30%，對(duì)系數(shù)測(cè)算精度有較大影響。目前，余杭區(qū)系數(shù)測(cè)算所使用的“首尾測(cè)算分析法”并沒有考慮灌溉回歸水的影響，直接以測(cè)算樣點(diǎn)灌區(qū)的測(cè)算成果推算全區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)，導(dǎo)致余杭區(qū)系數(shù)測(cè)算結(jié)果偏小。需要進(jìn)一步優(yōu)化系數(shù)測(cè)算方法，利用退水系數(shù)法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)值模型模擬等途徑在樣點(diǎn)灌區(qū)開展灌溉回歸水觀測(cè)和研究，明確余杭區(qū)灌區(qū)回歸水利用率，提高系數(shù)測(cè)算精度。

5 結(jié) 語(yǔ)

農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算工作是一項(xiàng)具有長(zhǎng)期性、復(fù)雜性的基礎(chǔ)工作?；鶎铀藛T要本著嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實(shí)事求是的態(tài)度，克服節(jié)水意識(shí)淡薄、種植結(jié)構(gòu)復(fù)雜的客觀條件限制，精心構(gòu)建量水體系，優(yōu)化測(cè)算方法，強(qiáng)化灌區(qū)管理。從毛灌溉用水量測(cè)量和凈灌溉用水量測(cè)量等多方面考慮，確保測(cè)算分析工作規(guī)范合理，測(cè)算數(shù)據(jù)真實(shí)可用，為政府進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉規(guī)劃和水資源管理提供重要參考依據(jù)。