王 君

（新疆水利水電科學(xué)研究院，烏魯木齊 830000）

1 灌溉水有效利用水系數(shù)

灌溉水有效利用系數(shù)是表征灌溉用水效率的關(guān)鍵指標(biāo)。 測(cè)定灌溉水有效利用系數(shù)是實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的需要。 2020年新疆灌溉水有效利用系數(shù)為0.57，根據(jù)《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度落實(shí)“三條紅線”控制指標(biāo)的通知》，到2030年全疆灌溉水有效利用系數(shù)預(yù)計(jì)將提高到0.59。

目前，測(cè)算方法有兩種，首尾測(cè)算法和典型渠段測(cè)量法。從系統(tǒng)性地進(jìn)行系數(shù)測(cè)算分析工作開始，水利部就提出統(tǒng)一技術(shù)方法， 初步建立全國(guó)測(cè)算分析網(wǎng)絡(luò)，啟動(dòng)灌溉用水效率專題研究工作。由于首尾測(cè)算分析法適用于各種布置形式的渠系， 具有保證測(cè)算精度、減輕工作量，以及測(cè)算成果具有可對(duì)比性等優(yōu)勢(shì)， 因此水利部明確要求統(tǒng)一選用首尾測(cè)算分析方法。

2 測(cè)算方法

2.1 灌溉水有效利用系數(shù)

根據(jù)灌溉水有效利用系數(shù)的定義， 直接用凈灌溉用水量與毛灌溉用水量的比值來計(jì)算灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)，如式（1）。

式中 η 為灌溉水有效利用系數(shù)；W凈為凈灌溉用水總量（m3）；W毛為毛灌溉用水總量（m3）。

本次灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析采用水利部推薦的“首尾測(cè)算分析法”，計(jì)算分析時(shí)段為每年1月1日～12月31日，該方法省去了中間各級(jí)的水量損耗測(cè)算，直接計(jì)量灌區(qū)年毛灌溉用水總量（需要扣除非農(nóng)田灌溉用水量）。

2.2 年凈灌溉用水總量測(cè)算方法

根據(jù)《指導(dǎo)細(xì)則》規(guī)定，大型灌區(qū)選擇典型田塊需要考慮上游、中游和下游3個(gè)片區(qū)。 故計(jì)算出灌區(qū)年凈灌溉用水量Wi之后， 得出不同片區(qū)不同作物的年畝均凈灌用水量為Wij， 再結(jié)合灌區(qū)內(nèi)不同分區(qū)不同作物種類的灌溉面積Aij， 計(jì)算得出灌區(qū)年凈灌溉用水總量W凈，如式（2）。

式中 W凈為年凈灌溉用水總量（m3）；wij為第j個(gè)片區(qū)內(nèi)第i種作物平均凈灌溉用水量（m3/hm2）；Aij為第j個(gè)片區(qū)內(nèi)第i種作物灌溉面積（hm2）；m為第j個(gè)片區(qū)內(nèi)的作物種類（種）；n為樣點(diǎn)灌區(qū)片區(qū)數(shù)量（個(gè)）。

2.3 年毛灌溉用水總量測(cè)算方法

灌區(qū)年毛灌溉用水總量W毛是指灌區(qū)全年從水源處（一個(gè)或多個(gè)）取用的用于農(nóng)田灌溉的總水量，該水量為實(shí)測(cè)資料。 灌區(qū)年毛灌溉用水總量的計(jì)算如式（3）：

式中 W毛為年毛灌溉用水總量（m3）；W毛i為第i個(gè)水源取水量（m3）；n為灌區(qū)水源數(shù)量（個(gè)）。

灌區(qū)年毛灌溉用水量需要扣除非農(nóng)田灌溉用水量，比如生態(tài)水等，否則會(huì)造成灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算值偏小，不符合實(shí)際。 同時(shí)也不可重復(fù)計(jì)入，造成灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算值偏高，盲目樂觀。

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 實(shí)例概況

本文實(shí)例為和碩縣博斯騰灌區(qū)為井渠結(jié)合灌區(qū)，主要灌溉水源為開都河地表水和區(qū)域地下水。和碩縣位于新疆天山中段南坡和碩盆地東部， 東西寬141.8km，南北長(zhǎng)152.8km，北和西北面與和靜縣接壤，東面與托克遜縣毗鄰，南面與和碩縣以庫魯克塔格山分水嶺為界，西面隔黃水溝，與和碩縣相望，西南面繞博斯騰湖湖岸與博湖縣相鄰， 距庫爾勒市90km。 灌區(qū)內(nèi)包含和碩縣蘇哈特鄉(xiāng)、新塔熱鄉(xiāng)、特吾里克鎮(zhèn)、清水河農(nóng)場(chǎng)，現(xiàn)狀年灌溉面積1.03萬hm2。

3.2 灌溉水有效利用水系數(shù)

灌區(qū)作物類型全部為旱作物，對(duì)于旱作物、林果類及飼草料地， 采用土壤含水率測(cè)定法測(cè)定田間凈灌水量。分別觀測(cè)典型田塊各次灌水前、后計(jì)劃濕潤(rùn)深度土壤含水率， 分析計(jì)算土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤水儲(chǔ)蓄變化量作為一次灌水灌溉凈水量。 年度各次灌水計(jì)劃濕潤(rùn)層深度土壤水儲(chǔ)蓄量作為典型田塊凈灌溉水量。野外取樣在灌溉前后完成，并進(jìn)行室內(nèi)烘干測(cè)試和計(jì)算。 分別在播種之后灌溉期內(nèi)每次灌水前后取樣。 每次灌水前1d即24h內(nèi)實(shí)施取樣，在灌水后及時(shí)取樣，并做好數(shù)據(jù)記錄臺(tái)賬。對(duì)于冬小麥、玉米、辣椒作物，取樣深度要求為40～60cm，按照距地表0～20，20～40，40～60cm、分層取樣。

根據(jù)首尾測(cè)算分析測(cè)算方法， 選取新疆博斯騰灌區(qū)在上、中、下游有代表性的田塊，計(jì)算博斯騰灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)，采用式（1）～式（3）進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果如表1。計(jì)算表明：實(shí)例博斯騰灌區(qū)，上、中、下游灌溉水有效利用系數(shù)η已大于2020年全疆灌溉水有效利用系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.57， 且提前達(dá)到2030年全疆灌溉水有效利用系數(shù)預(yù)0.59的目標(biāo)， 說明灌區(qū)灌溉水資源調(diào)配及灌溉方案是科學(xué)有效的。

表1 灌區(qū)2021年灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算成果

4 結(jié)語

博斯騰灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算， 對(duì)灌區(qū)科學(xué)決策提供重要參考。 灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算周期長(zhǎng)、實(shí)效性強(qiáng)、要求精度高，建議相關(guān)水利部門加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)， 保障人員與經(jīng)費(fèi)支持， 加大數(shù)據(jù)采集、測(cè)算、錄入、復(fù)核力度，并做好地表水管理，加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)，以提高灌區(qū)地表水灌溉經(jīng)濟(jì)效益，保障灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展。