劉浩然

(遼寧省水利事務(wù)服務(wù)中心，沈陽(yáng) 110003)

0 引 言

“十二五”以后，中國(guó)政府部門(mén)相繼頒布了《關(guān)于制定水資源管理制度的意見(jiàn)》、《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作實(shí)施方案》等水資源合理配置與高效率使用相關(guān)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(gè)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(biāo)。由此，灌溉水利用效率測(cè)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(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

文章以遼寧省2020年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)實(shí)測(cè)為例，通過(guò)采用點(diǎn)與面相結(jié)合、進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究，通過(guò)不同方法統(tǒng)計(jì)分析了測(cè)算結(jié)果，基于所得結(jié)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(cè)算分析提供支持和依據(jù)，也可為政府管理部門(mén)的宏觀(guān)決策起到一定參考作用。

1 基本情況與測(cè)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(wàn)畝，實(shí)灌面積為1941.58萬(wàn)畝，其中大型灌區(qū)實(shí)灌面積344.84萬(wàn)畝，毛灌溉用水量25.26億m3；中型灌區(qū)實(shí)灌面積153.70萬(wàn)畝，毛灌溉用水量14.58億m3；小型灌區(qū)實(shí)灌面積204萬(wàn)畝，毛灌溉用水量13.95億m3；純井灌區(qū)實(shí)灌面積1238.93萬(wàn)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(shè)計(jì)灌溉面積835萬(wàn)畝，有效灌溉面積702萬(wàn)畝，其中大型灌區(qū)11個(gè)，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(yíng)口灌區(qū)、燈塔灌區(qū)、開(kāi)原灌區(qū)、盤(pán)山灌區(qū)、大洼灌區(qū)和王石灌區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積541萬(wàn)畝，有效灌溉面積493萬(wàn)畝；中型灌區(qū)59個(gè)，設(shè)計(jì)灌溉面積294萬(wàn)畝，有效灌溉面積216萬(wàn)畝。分布主要集中在遼寧省中部和東部,位于沈陽(yáng)市、大連市等13個(gè)地級(jí)市。灌溉水源主要以水庫(kù)為主,除王石灌區(qū)及朝陽(yáng)地區(qū)中型灌區(qū)以玉米和經(jīng)濟(jì)作物為主外,其他灌區(qū)種植作物均以水稻為主。

1.3 測(cè)算方法

根據(jù)《灌溉水利用率測(cè)定技術(shù)導(dǎo)則》，計(jì)算了遼寧省具有代表性的樣點(diǎn)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(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)，其中大型灌區(qū)11個(gè)，中型灌區(qū)13個(gè)，小型灌區(qū)14個(gè)，純井灌區(qū)34個(gè)。樣點(diǎn)灌區(qū)的水源類(lèi)型分為提水、自流引水和地下水。同時(shí)兼顧東西部山區(qū)、中部平原區(qū)的不同作物種植結(jié)構(gòu)、地形地貌等類(lèi)型特點(diǎn)，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(cè)算分析法的基礎(chǔ)上開(kāi)展的，首先選擇實(shí)驗(yàn)需要的典型田塊，隨后依照直接量測(cè)法對(duì)典型田塊每年每畝平均凈灌溉用水量進(jìn)行測(cè)算，接著對(duì)樣點(diǎn)灌區(qū)當(dāng)年凈灌溉用水量進(jìn)行計(jì)算，最后，以樣點(diǎn)灌區(qū)年凈灌溉用水量、年毛灌溉用水量為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，結(jié)合以上測(cè)算內(nèi)容的結(jié)構(gòu)綜合分析計(jì)算各個(gè)類(lèi)型及規(guī)模的樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)。將樣點(diǎn)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(jì)算加權(quán)平均值后，先點(diǎn)再面分別計(jì)算遼寧省大型灌區(qū)、中型1-5萬(wàn)畝、5-15萬(wàn)畝、15-30萬(wàn)畝三個(gè)檔次灌區(qū)、小型樣點(diǎn)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(lèi)型樣點(diǎn)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(lèi)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(quán)平均值，按下式計(jì)算全省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)(結(jié)果見(jiàn)表1)：

表1 2020年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算結(jié)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(duì)應(yīng)于這幾種灌區(qū)的此利用系數(shù)[1-3]。

2 測(cè)算結(jié)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(cè)算按照《灌溉水利用率測(cè)定技術(shù)導(dǎo)則》的分析方法進(jìn)行,田間凈灌溉用水量數(shù)據(jù)基本來(lái)自于直接測(cè)量。樣點(diǎn)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(duì)性，樣點(diǎn)灌區(qū)選擇數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。保證了測(cè)算結(jié)果的可靠性。

表2 樣點(diǎn)灌區(qū)選擇數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)

2.2 相關(guān)性分析

2.2.1 遼寧省灌溉水有效利用系數(shù)發(fā)展趨勢(shì)

遼寧省“十三五”期間灌溉水有效利用系數(shù)發(fā)展趨勢(shì)如表3所示，從總體變化來(lái)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(shí)保持緩慢的增加。從不同類(lèi)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(dòng)較小，一方面是由于大中型灌區(qū)開(kāi)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(chǔ)設(shè)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(xiàng)目的多數(shù)灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施不斷老化，對(duì)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(kāi)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革，從管理上進(jìn)一步提升用水效率，期間雖有些微小波動(dòng)，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(hù),且受機(jī)構(gòu)改革影響，管理人員受到較大變動(dòng)，管理水平不高，加之長(zhǎng)期缺少科學(xué)灌水方法，導(dǎo)致灌溉水利用系數(shù)略有降低,但由于采用的是水量加權(quán)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(shí)灌面積的不斷增加，用水量逐年增加，權(quán)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(guò)水量加權(quán)后仍使全省綜合系數(shù)呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)。

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(shì)分析，引起系數(shù)升高的原因主要有：①組織實(shí)施大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目建設(shè)?！笆濉逼陂g，遼寧省大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目累計(jì)投資50580萬(wàn)元，組織實(shí)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(yíng)口灌區(qū)等6座大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目建設(shè)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(xiàng)目，全省大中型灌區(qū)累計(jì)新增、恢復(fù)灌溉面積8.6萬(wàn)畝，改善灌溉面積111.8萬(wàn)畝，新增糧食生產(chǎn)能力2199萬(wàn)公斤，新增節(jié)水能力4040萬(wàn)m3。②開(kāi)展農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革。2016年以來(lái)，遼寧省緊緊圍繞水價(jià)改革的各項(xiàng)任務(wù)和要求，堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向，以完善農(nóng)田水利設(shè)施為基礎(chǔ)、以建立健全體制機(jī)制為核心、以創(chuàng)新用水終端管理為抓手，緊抓改革重點(diǎn)領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，扎實(shí)推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革，截至2020年底，全省累計(jì)實(shí)施改革面積達(dá)到1271萬(wàn)畝，在提升群眾節(jié)水意識(shí)、提高工程運(yùn)行管護(hù)水平等方面成效明顯。③全面加強(qiáng)工程運(yùn)行維護(hù)和管理。建成了到村的基層水利服務(wù)體系，加強(qiáng)了縣級(jí)水利職能機(jī)構(gòu)建設(shè)，理順了鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利服務(wù)站管理體制，建立健全了全省905處基層水利服務(wù)機(jī)構(gòu)，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(shí)了工程管護(hù)主體及責(zé)任，保障了農(nóng)村水利工程良性運(yùn)行。④大力推進(jìn)小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)。落實(shí)中央和省級(jí)財(cái)政水利發(fā)展資金12.1億元，實(shí)施農(nóng)田水利項(xiàng)目縣、農(nóng)田水利重點(diǎn)縣、農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革獎(jiǎng)補(bǔ)、先建后補(bǔ)、牧區(qū)水利、河槽雨洪等各類(lèi)小型農(nóng)田水利項(xiàng)目2135個(gè)，開(kāi)展農(nóng)田灌溉水源(機(jī)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(jì)量設(shè)施等工程建設(shè)，進(jìn)一步補(bǔ)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(duì)策措施

通過(guò)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(guān)性可以得出結(jié)論，實(shí)施大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程、開(kāi)展農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革、提高灌區(qū)的灌水管理水平、推廣先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用等措施，對(duì)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(duì)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(shí)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?，?yīng)加大中型灌區(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(jìn)行全系統(tǒng)改造，應(yīng)允許資金用于對(duì)灌區(qū)管理范圍內(nèi)干支渠以下末級(jí)渠系治理，同時(shí)與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門(mén)配合，解決機(jī)構(gòu)改革后灌區(qū)“最后一公里”不暢通問(wèn)題。

3.2 適當(dāng)提高水價(jià)

“十三五“”期間，遼寧省積極推行農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革、實(shí)行終端水價(jià)，初步改變了項(xiàng)目區(qū)內(nèi)灌溉粗放、水費(fèi)計(jì)收難、管護(hù)跟不上的狀況。灌區(qū)可以適當(dāng)提高水價(jià)，實(shí)行按量收費(fèi)，通過(guò)提高農(nóng)戶(hù)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(fèi)?；?qū)嵭兴畽?quán)分配模式，按戶(hù)分配，在用戶(hù)自身用水量有剩余的情況下可以進(jìn)行水權(quán)轉(zhuǎn)讓?zhuān)瑢⑥r(nóng)戶(hù)自身利益與節(jié)水進(jìn)行聯(lián)系，促使其形成節(jié)約水資源的意識(shí)和行為習(xí)慣。同時(shí)，完善供水計(jì)量設(shè)施建設(shè)，加快計(jì)量設(shè)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(jì)量；在水田區(qū)采用水工建筑物量水，至少計(jì)量至斗口，斗口以下按土地面積均攤。

3.3 加強(qiáng)用水管理

確定末級(jí)渠系和田間工程的管護(hù)主體，同時(shí)明確產(chǎn)權(quán)歸屬。灌區(qū)結(jié)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(jì)組織、提供社會(huì)化服務(wù)企事業(yè)單位、農(nóng)業(yè)新型經(jīng)營(yíng)主體、農(nóng)民用水戶(hù)等多種管護(hù)模式。可對(duì)相關(guān)管理人員及從業(yè)人員進(jìn)行適當(dāng)培養(yǎng)，制定合理水價(jià)及相關(guān)節(jié)水政策，制定出合理科學(xué)的節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)，并以此為基礎(chǔ)開(kāi)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(shù)和設(shè)備。做好末端農(nóng)戶(hù)的管理工作，制定政策激發(fā)用水戶(hù)不斷學(xué)習(xí)、提升自身水平的意識(shí)，掌握旱澇信息，制定合理灌溉計(jì)劃，從而提升灌溉水利用水平。

3.4 推廣先進(jìn)技術(shù)

遼寧省在工程建設(shè)中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新工作模式，將工程建設(shè)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于灌區(qū)改造中。以遼陽(yáng)灌區(qū)為例，在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)對(duì)現(xiàn)狀土渠或嚴(yán)重破壞的已有渠道進(jìn)行襯砌改造，襯砌方式為預(yù)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(dá)30-50a。矩形槽施工期長(zhǎng)，可在冬季施工，有利于大規(guī)模施工，對(duì)土地?fù)p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(qiáng)、后期維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。