李爽

摘 要：灌溉水有效利用系數(shù)是指在一段時(shí)間內(nèi)作物有效利用的灌溉水量與流入渠道系統(tǒng)的總水量的比值。它是衡量灌區(qū)水利用效率的綜合體現(xiàn)，是衡量灌區(qū)復(fù)雜程度、渠系工程合理程度、渠系長(zhǎng)度和硬化程度的綜合體現(xiàn)，也是鶴壁市編制用水計(jì)劃、合理分配水量的重要依據(jù)?；诤幽鲜→Q壁市節(jié)水灌溉現(xiàn)狀，本文對(duì)鶴壁市灌溉水有效利用系數(shù)進(jìn)行測(cè)算分析，旨在為鶴壁市“三條紅線考核”以及農(nóng)業(yè)水資源利用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：灌溉水有效利用系數(shù);灌區(qū);測(cè)算

中圖分類號(hào)：S274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）23-0091-04

Abstract： The effective utilization coefficient of irrigation water refers to the ratio of the amount of irrigation water effectively used by crops to the total amount of water flowing into the channel system over a period of time. It is a comprehensive manifestation of measuring the water use efficiency of the irrigation area， and is a comprehensive manifestation of measuring the complexity of the irrigation area， the reasonable degree of the canal system engineering， the length of the canal system and the degree of hardening， and is also an important basis for Hebi City to compile water plans and distribute water reasonably. Based on the current status of water-saving irrigation in Hebi City， Henan Province， this paper made a calculation and analysis of the effective utilization coefficient of irrigation water in Hebi City， which aimed to provide a basis for the "three red lines assessment" and agricultural water resources utilization in Hebi City.

Keywords： effective utilization coefficient of irrigation water;irrigation area;measurement

鶴壁市水資源匱乏，供需矛盾突出，水資源利用效率低下，其中農(nóng)業(yè)灌溉用水占總用水量的56%以上，提高農(nóng)業(yè)灌溉用水效率，是當(dāng)前面臨最緊迫的任務(wù)。本次灌溉水利用系數(shù)測(cè)算可以評(píng)估農(nóng)業(yè)灌溉用水效率，為合理分配用水、節(jié)約農(nóng)業(yè)灌溉用水提供充分的依據(jù)。目前，鶴壁市農(nóng)灌大部分還是粗放式漫灌，用水效率低下，因此，采用節(jié)水灌溉是提高用水效率的關(guān)鍵。

1 區(qū)域概況

鶴壁市位于豫北地區(qū)，全市行政區(qū)劃面積為2 182 km2。地處太行山脈向華北平原過渡地帶，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)型季風(fēng)氣候，多年平均降水量為572.83 mm。鶴壁市分屬海河流域、黃河流域，全市海河流域占總面積的96%，黃河流域占總面積的4%。全市境內(nèi)共有13條主要河流，其中，流域面積超過1 000 km2的河流有3條（淇河、衛(wèi)河、共產(chǎn)主義渠），3條河流境內(nèi)總長(zhǎng)為203.7 km。

2018年全市有效灌溉面積88 713.33 hm2，實(shí)灌面積為75 433.33 hm2。鶴壁市主要農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物是小麥、玉米、棉花和油料等。鶴壁市不同規(guī)模與類型的灌區(qū)共有25 461個(gè)，其中中型灌區(qū)共有6個(gè)，有效灌溉面積為10 713.33 hm2，占全市有效灌溉面積的12.55%;小型灌區(qū)共有66個(gè)，有效灌溉面積為10 200 hm2，占全市有效灌溉面積的11.5%;純井灌區(qū)共有25 389個(gè)，有效灌溉面積為67 380 hm2，占全市有效灌溉面積的75.95%。

2 測(cè)算方法

2.1 技術(shù)路線

鶴壁市灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析采用跟蹤、實(shí)地?cái)?shù)據(jù)測(cè)量和收集調(diào)查鑒別分析相結(jié)合，點(diǎn)與面相結(jié)合，以點(diǎn)代面，全局與局部分析評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。在對(duì)灌區(qū)綜合測(cè)量分析的基礎(chǔ)上，通過各縣區(qū)匯總資料，對(duì)鶴壁市各灌區(qū)大小、不同類型進(jìn)行匯總分析歸類。水量方面，通過對(duì)實(shí)測(cè)渠道流量、機(jī)井表流量推算進(jìn)行匯總。實(shí)灌面積方面，通過實(shí)地調(diào)查分析與各縣市水利局上報(bào)相結(jié)合進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過分析灌區(qū)有關(guān)資料，選擇樣點(diǎn)灌區(qū)，再從樣點(diǎn)灌區(qū)中選擇典型田塊。通過首尾測(cè)算法測(cè)算樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)。在樣點(diǎn)灌區(qū)測(cè)算的基礎(chǔ)上，計(jì)算鶴壁市不同規(guī)模、不同類型灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)。下面以鶴壁市各類型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為基礎(chǔ)，推算鶴壁市灌溉水利用系數(shù)。

2.2 樣點(diǎn)灌區(qū)的選取

鶴壁市灌溉面積相對(duì)較小，沒有大型灌區(qū)。依據(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》[1]和《河南省灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算實(shí)施方案》，考慮到鶴壁市地形地貌、水源類型以及灌區(qū)基本情況等因素，本次測(cè)算共選擇樣點(diǎn)灌區(qū)21個(gè)，包括4個(gè)中型灌區(qū)，5個(gè)小型灌區(qū)（其中自流灌區(qū)7個(gè)、提水灌區(qū)2個(gè)），12個(gè)純井灌區(qū)（其中土渠灌溉樣點(diǎn)灌區(qū)2個(gè)、渠道防滲灌溉樣點(diǎn)灌區(qū)1個(gè)、低壓管道灌溉樣點(diǎn)灌區(qū)3個(gè)、噴灌灌溉樣點(diǎn)灌區(qū)4個(gè)、微灌灌溉樣點(diǎn)灌區(qū)2個(gè)）。樣點(diǎn)灌區(qū)的有效灌溉面積為11 613.13 hm2，占全市灌區(qū)有效灌溉面積的13.09%。詳細(xì)內(nèi)容如表1所示。

2.3 典型田塊的選取

樣點(diǎn)灌區(qū)典型田塊是用來計(jì)算典型灌區(qū)凈灌溉用水量的代表田塊，選擇具有代表性且合理的典型田塊，這對(duì)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的計(jì)算會(huì)有非常大的影響[2-3]。依據(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》，典型田塊的選取不僅要保證田塊形狀規(guī)則、邊界清晰、面積適中，還要考慮田塊作物類型、田塊大小、灌水方式等代表性[1]。除了上述要求之外，還要考慮實(shí)際農(nóng)戶情況和機(jī)井流量計(jì)量方便程度。本次測(cè)算中，鶴壁市按照種植結(jié)構(gòu)、代表性、進(jìn)水口、形狀邊界等要求選擇典型田塊68個(gè)，其中最大面積的為3 066.66 m2，最小面積的為466.66 m2。

3 灌溉水利用系數(shù)的計(jì)算方法

3.1 典型田塊凈用水量的計(jì)算方法

本次測(cè)算采用直接測(cè)量法，觀測(cè)典型田塊內(nèi)不同作物年內(nèi)相應(yīng)生育期內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層的土壤質(zhì)量含水率或體積含水率（或田間水層變化），依據(jù)公式來推算不同作物年畝（667 m2）均凈灌溉用水量。鶴壁市種植的作物大部分為旱作物。旱作物典型田塊畝均凈灌溉用水量計(jì)算方法如下：

4 測(cè)算成果和合理性分析

4.1 不同規(guī)模及類型測(cè)算成果分析

以樣點(diǎn)灌區(qū)測(cè)算結(jié)果為基礎(chǔ)，選擇合適的點(diǎn)面轉(zhuǎn)化方法，逐級(jí)推算分析計(jì)算不同規(guī)模與類型灌區(qū)及鶴壁全市的農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)，計(jì)算結(jié)果如下：中型灌區(qū)為0.551，小型灌區(qū)為0.586，純井灌區(qū)為0.736，全市灌溉水有效利用系數(shù)為0.691。詳細(xì)測(cè)算成果如圖1和表2所示。其中，中型灌區(qū)具體情況如表3所示，純井灌區(qū)具體情況如表4所示。

由圖1得出，2018年度中型灌區(qū)（0.551）<小型灌區(qū)（0.586）<純井灌區(qū)（0.736），測(cè)算結(jié)果基本符合大中小型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)的一般規(guī)律。本次測(cè)算與張玉順等[5]利用首尾測(cè)算法來對(duì)河南省農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)進(jìn)行測(cè)算的結(jié)果相似，規(guī)律均為純井灌區(qū)、小型灌區(qū)、中型灌區(qū)、大型灌區(qū)依次減小?？梢姡瑴y(cè)算結(jié)果較為合理。

全市按照不同規(guī)模類型灌區(qū)灌溉畝（666.7 m2）均用水量比較情況如下：微灌灌區(qū)<噴灌灌區(qū)<低壓管道地面灌溉<渠道防滲灌溉<土質(zhì)渠道地面灌溉<3 333.33～10 000 hm2灌區(qū)中型灌區(qū)<小型灌區(qū)<666.67～3 333.33 hm2灌區(qū)中型灌區(qū)。測(cè)算結(jié)果符合大中小型灌區(qū)灌溉用水的一般規(guī)律。測(cè)算結(jié)果基本合理，其中，3 333.33～10 000 hm2灌區(qū)中型灌區(qū)畝均用水量偏低，主要是因?yàn)樵撘?guī)模的中型灌區(qū)管理水平較高，相比小型灌區(qū)渠道，硬化率較高;噴灌、微噴畝均用水量相對(duì)較少，節(jié)水效率較高。

4.2 不同水源類型灌區(qū)測(cè)算成果分析

2018年，鶴壁市不同類型灌溉水利用系數(shù)結(jié)果如圖2所示。一般而言，同類型灌區(qū)中，相比自流灌區(qū)灌溉，提灌水有效利用系數(shù)要高，而2018年鶴壁市中型提灌灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)為0.528，中型自流灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)為0.540。自流灌區(qū)略大于提灌灌區(qū)是由于鶴壁幾個(gè)中型自流灌區(qū)規(guī)模相對(duì)較大，灌區(qū)管理水平較高，有的進(jìn)行了節(jié)水改造，大大提高了節(jié)水效率，尤其以奪豐灌區(qū)為代表。奪豐灌區(qū)在2012年進(jìn)行了灌區(qū)節(jié)水配套改造，包括渠道疏浚、拆除重建、襯砌14.62 ㎞;渠系建筑物重建73座，其中包括水閘72座、渡槽1座。由圖2可以看出，不同節(jié)水類型灌區(qū)由土質(zhì)渠道地面灌溉、渠道防滲灌溉、低壓管道地面灌溉、噴灌、微灌的灌溉水利用系數(shù)依次增大，這與王景山等[6]對(duì)2012年寧夏現(xiàn)狀灌溉水有效利用系數(shù)水利用系數(shù)的研究結(jié)果相似，說明噴灌、微灌在節(jié)水效率上更加明顯，在今后灌區(qū)改造上需要加大推廣力度。其中，相對(duì)純井灌溉中的其他灌溉方式，土質(zhì)渠道地面灌溉水有效利用系數(shù)偏低，說明該灌溉方式用水效率較低，能提高的空間較大，今后應(yīng)該重點(diǎn)進(jìn)行改造。

5 結(jié)語

本次測(cè)算分析依據(jù)水利部灌溉水利用系數(shù)指導(dǎo)細(xì)則和河南省測(cè)算分析實(shí)施方案，采用“首尾測(cè)算分析法”來推求鶴壁市灌溉水利用系數(shù)。本次測(cè)算方法符合由點(diǎn)到面，由微觀到宏觀，實(shí)地測(cè)算與調(diào)查分析相結(jié)合的要求。本次測(cè)量出的灌溉水有效利用系數(shù)真實(shí)地反映出2018年鶴壁市農(nóng)田灌溉用水效率。本年度鶴壁市灌溉水有效利用系數(shù)為0.691，相比往年有了明顯提高。究其原因，主要是近年來鶴壁市對(duì)中型灌區(qū)加大了襯砌改造，對(duì)部分過水建筑物進(jìn)行了修建，大幅度減少了渠道滲漏，對(duì)節(jié)水灌溉也加大了投入，尤其在噴灌上相比2015年面積增加近3 333.33 hm2。今后，鶴壁市仍需要加大節(jié)水改造，切實(shí)提高用水管理水平和灌溉用水效率。

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