洪美玲郁昱王訥敏沈建

(1.江蘇省水文水資源勘測局南通分局，江蘇 南通 226000；2.江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局，江蘇 鹽城 224000)

1 概述

根據(jù)近年來的南通市水資源公報數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)業(yè)用水量較大，占總用水量的52%左右，但灌溉效率較低，水資源浪費現(xiàn)象嚴重。通過研究如皋市不同樣點的灌溉水有效利用系數(shù)，客觀上反映出如皋市的農(nóng)田灌溉現(xiàn)狀、管理水平及節(jié)水成效等，分析影響如皋市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響因素，并提出對應(yīng)意見和措施，以期望能促進如皋市農(nóng)業(yè)節(jié)水和提高水資源優(yōu)化配置[1]。

1.1 如皋市基本情況

如皋市位于江蘇省東部，N32°00′～32°30′，E120°20′～120°50′。屬亞熱帶季風氣候區(qū)，冬季低溫少雨、夏季高溫多雨，全年四季分明，雨熱同季，降水主要集中在5—9月，且6月中旬左右入梅，形成持續(xù)性連綿陰雨。如皋市多年平均降水量為1060mm，年均雨日120d左右，全年65.5%的降水集中在汛期。夏季多東南風，冬季多西北風，常年多偏東風，多年平均風速3.4m·s-1。

如皋市總面積1477km2，其中市區(qū)面積20km2，長江岸線長48km，有通揚運河、如海運河、如泰運河、焦港等主要河道，總長度180.8km，耕地總面積81.67千hm2，農(nóng)田人口平均耕地面積0.068hm2。

1.2 如皋市灌區(qū)情況

如皋市現(xiàn)有大型灌區(qū)1個，中型灌區(qū)4個，5大灌區(qū)設(shè)計有效灌溉面積為73193.33hm2，2021年實際灌溉面積41280hm2，占比約56%。灌溉水源主要為泵站提水及自流引水。2021年，根據(jù)《全國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析技術(shù)指導細則》，樣點灌區(qū)應(yīng)具備代表性、可行性和穩(wěn)定性等原則，結(jié)合如皋市的灌溉面積分布、灌區(qū)節(jié)水改造等實際情況，確定選取如海、通揚、焦港3個樣點灌區(qū)下的7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)21塊樣田進行灌溉用水有效利用系數(shù)測算工作。

表1 2021年如皋市農(nóng)業(yè)灌溉面積統(tǒng)計表

1.3 工程建設(shè)情況

如皋市地處高沙土地區(qū)，土壤滲漏嚴重，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉發(fā)展?jié)摿^大，亟需大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉。全市從1998年開始大力發(fā)展以防滲明渠為主要內(nèi)容的節(jié)水工程建設(shè)，同時全面推廣水稻“淺濕灌溉”技術(shù)。2016年以來，國家加大對農(nóng)田水利的投入，如皋市以率先實現(xiàn)水利現(xiàn)代化為目標，以保障和改善民生為根本出發(fā)點，以突出大中型灌區(qū)節(jié)水配套改造、小型農(nóng)田水利重點縣、新增千億斤糧田項目建設(shè)為載體，以科技水利為支撐，加大建設(shè)力度，規(guī)范項目建設(shè)管理，狠抓工程管護，全面提升灌、排、蓄能力，農(nóng)村水利得到了跨越式發(fā)展。2019年，如皋市水價改革全面推行以電折水計量技術(shù)，廣大干群節(jié)水、惜水意識更加強烈。近幾年如皋市憑借高效節(jié)水灌溉試點縣、小型農(nóng)田水利重點縣、大中型灌區(qū)節(jié)水改造等重點農(nóng)水項目大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，到目前為止如皋市已發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積12200hm2，其中，管灌面積10066.67hm2，微灌面積1600hm2，噴灌面積533.33hm2。

2021年如皋市在農(nóng)業(yè)節(jié)水工程投入14736.49萬元，其中高標準農(nóng)田建設(shè)項目投入14304.51萬元，農(nóng)業(yè)水價綜合改革項目投入431.98萬元。完成新建改造泵站73座，新建各級渠道254.16km，其中鋪設(shè)輸配水PVC(PE)管道9.73km，防滲明渠69.87km，混凝土暗渠174.56km。

2 測算方法

如皋市農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)師通過各樣點灌區(qū)的測算結(jié)果推求而來。在具體的測算分析工作中，技術(shù)人員按照測算的技術(shù)要求，開展灌區(qū)用水管理資料、灌區(qū)試驗、觀測和調(diào)查統(tǒng)計等基礎(chǔ)資料的收集，查勘灌區(qū)測算樣本點現(xiàn)場，確定灌區(qū)的基本情況、工程現(xiàn)狀、用水狀況、水稻作物灌溉方式等，編制樣點灌區(qū)基本情況表，確定和復(fù)核灌區(qū)實際灌溉情況、田間凈灌溉用水量等。現(xiàn)場測試人員根據(jù)“首尾測算分析法”，開展樣點灌區(qū)田間灌溉用水量的實測工作，采用GPS實測樣點灌區(qū)地形，標明取水口位置、數(shù)量、作物種植布局等信息，核實各灌區(qū)水源和供水口基本情況，保證了灌區(qū)灌溉供用水量的準確性。

2.1 凈灌溉用水量測算

凈灌溉用水量是通過技術(shù)人員現(xiàn)場實測田間的凈灌溉用水量(或有效水量)確定。田間的凈灌溉用水量(或有效水量)測定方法如下所示。

2.1.1 田間凈灌溉用水量[2]

W=R×A

式中，R為灌水深深度，m；A為水田面積，m2。

2.1.2 灌水深度R采用水位變化法測定

R=H-L

式中，H為灌水前木樁上端至水面或泥面的距離，m；L為灌水后木樁上端至水面的距離，m。

2.2 毛灌溉用水量測算

由于樣點灌區(qū)類型不同，其毛灌溉用水量的測算方法也有所差異，主要采用水量—電量法或流量實測法。

2.2.1 渠首流量測驗方法

毛灌溉用水量的計算方法中均要用到實測流量，2021年21個樣點灌區(qū)渠首流量采用旋槳式流速儀進行流量測驗，計算方法按GB 50179-2015《河流流量測驗規(guī)范》執(zhí)行。

2.2.2 水量—電量法

各次單位電量提水量的平均值為綜合單位電量的提水量?？偺崴縿t為綜合單位電量提水量與耗電量的乘積。

2.2.3 實測流量法

每次灌水時施測渠首流量，并記錄泵站開關(guān)機時間。泵站提水量即為渠首流量與開關(guān)機時間的乘積。

式中，W為毛灌水總量，m3；Qi為單次灌水渠首流量，m3·s-1；Ti為單次灌水時間，h。

2.3 有效利用系數(shù)測算

按照《江蘇省“十三五”農(nóng)業(yè)灌溉用水有效利用系數(shù)測算分析技術(shù)指南》中的要求，2021年如皋市農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)測算采用首尾測算法進行測算。計算公式：

式中，ηw為灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)；Wj為灌區(qū)凈灌溉用水總量，m3；Wa為灌區(qū)毛灌溉用水總量，m3。

3 影響因素

3.1 不同灌溉類型影響

不同灌溉類型客觀上反映如皋市的農(nóng)業(yè)水利建設(shè)水平高低，近年來如皋市將防滲明渠逐步改建成管道暗渠，因此如皋市整體上灌溉系數(shù)有所提高。2021年如皋市灌溉水利用系數(shù)數(shù)據(jù)分析看，蔣北片區(qū)典型樣點采用管道輸水，直接輸送至田頭，利用系數(shù)為樣點中最高；狄莊片區(qū)、長港片區(qū)和磨頭片區(qū)采用主干渠為暗渠管道，支渠為防滲明渠的灌溉方式，利用系數(shù)低于蔣北；桃園片區(qū)、謝埪片區(qū)和長園片區(qū)采用主干渠支渠為防滲明渠的灌溉方式，利用系數(shù)最低。綜上，不同的灌溉類型導致滲漏率的高低不同，因此，加大農(nóng)田水利基礎(chǔ)建設(shè)和投入，逐步改變傳統(tǒng)的灌溉方式，采用管道、微灌、噴灌等先進的節(jié)水灌溉技術(shù)能夠有效提高灌溉水利用率。

3.2 灌溉用水量的計量誤差

典型田塊的灌溉情況、觀測測量、數(shù)據(jù)記錄等依靠基層水利站人員，由于水利站缺少具有專業(yè)技術(shù)水平的技術(shù)人員，且觀測人員年齡偏大，學歷較低、技術(shù)水平達不到要求，觀測次數(shù)達不到保證，導致觀測數(shù)據(jù)存在誤差。蔣北地區(qū)的抽水泵采用智能化設(shè)計，節(jié)水效果明顯，并且安裝了電磁流量計，可以直接讀出取水量，一定程度上減小了人工觀測的誤差。

3.3 土壤類型的影響

據(jù)統(tǒng)計，如皋市現(xiàn)有耕地面積81333.33hm2，其中高沙土面積53333.33hm2左右，占耕地面積的65.5%左右，由于高沙土沙化、貧漬，蓄水力差，屬于沙瘦型土壤，在泵站提水輸送至田頭和灌進田地中的過程中受土壤滲漏強度大的影響導致水資源損失嚴重。

3.4 管理水平的影響

如皋市節(jié)水工程建設(shè)、綜合水價改革、節(jié)水技術(shù)推廣等措施，對農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)的提高有一定的成效，但在具體操作時為了能夠達到預(yù)期的農(nóng)田灌溉水有效利用，需要應(yīng)用科學的方式進行管理，不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)對輸水渠道、管道等的養(yǎng)護方式、頻次及水平有所差異，導致農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)也有所不同。

4 建議

通過開展如皋市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析工作，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道對節(jié)水意識、節(jié)水管理規(guī)章制度建設(shè)、節(jié)水科技知識普及等方面有所加強和提高，但仍存在一些不足，提出以下建議。

4.1 加強節(jié)水工程建設(shè)

如皋市從1998年開始大力發(fā)展以防滲明渠為主要內(nèi)容的節(jié)水工程建設(shè)，是灌溉有效利用系數(shù)逐年穩(wěn)步提升的重要原因，因此持續(xù)注入水利專項資金以進行泵站改造，改造排灌系統(tǒng)，提高渠系的襯砌率和渠系建筑物配套率，減少滲漏損失和輸水時間[3]，才能做到科學節(jié)水。

4.2 普及高效灌溉技術(shù)

高效的節(jié)水灌溉技術(shù)普及是提高農(nóng)田灌溉水利用率的方法之一[4]，現(xiàn)如皋市的提水灌溉主要以水稻灌溉為主，水稻種植以家庭承包制為多，這就導致灌溉技術(shù)參差不齊，難以統(tǒng)一，如皋市灌溉現(xiàn)狀與節(jié)水灌溉技術(shù)在管理體制與運營機制上存在矛盾，以致高效的灌溉技術(shù)難以大規(guī)模推行。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府可制定鼓勵優(yōu)惠政策，鼓勵個人從農(nóng)村居民戶地中承包土地，用于水稻或其他農(nóng)作物的大規(guī)模種植，如此可推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)。另外，灌區(qū)根據(jù)自身特點，選擇適宜的節(jié)水灌溉方式[5]，有計劃地增加、規(guī)范節(jié)水灌溉工程，逐年提高噴灌、微灌、管灌面積。

4.3 普及現(xiàn)代智能化計水量水設(shè)施

如皋市近年來在大力發(fā)展基礎(chǔ)節(jié)水工程配套建設(shè)的同時，也要在當?shù)靥崴谜酒占爸悄芑挠嬎克O(shè)施，進行智能化管理，不僅保證了用水的使用成本，也保證用水質(zhì)量的管控，對用水數(shù)據(jù)的管理更加便捷高效，不僅水量偏差率降低，用水狀況還能及時查看。

4.4 加強節(jié)水宣傳

如皋市在實際農(nóng)田灌溉中依然存在漫灌等現(xiàn)象，因此需加強節(jié)水宣傳，提高發(fā)展節(jié)水灌溉的必要性、重要性的認識，在鄉(xiāng)村普及科學灌溉技術(shù)，政府進行資金支持，落實獎勵政策，讓農(nóng)民從節(jié)水中得到效益[6]，促進如皋市農(nóng)田灌溉節(jié)水高效良性發(fā)展。

4.5 加強技術(shù)指導及業(yè)務(wù)培訓

普及灌區(qū)群眾節(jié)水科技知識，加強對灌區(qū)農(nóng)技人員的專業(yè)技術(shù)指導和業(yè)務(wù)培訓，提高測算分析技術(shù)能力和理論水平[2]，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的水稻作物灌溉方式，真正做到“節(jié)水灌溉，提高產(chǎn)量”。

5 結(jié)語

通過對不同的灌溉方式、土壤類型、管理水平等方面，分析影響農(nóng)田灌溉有效率的因素，得到以下結(jié)論：土壤滲透強度越大，農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)越小；輸水灌溉方式的防漏程度和農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)呈負相關(guān)；管理水平越高，人員培訓到位，農(nóng)田灌溉水系數(shù)越高。

2021年如皋市農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)測算工作采用首尾測算分析法，嚴格按照工作方案實施。對3大灌區(qū)的樣點選擇進行了適當?shù)母淖儯怪芨玫卮硪运咀魑餅橹鞯娜绺奘修r(nóng)田灌溉的平均水平；在選擇典型田塊時，同時綜合考慮田間平整度、土壤類型、基礎(chǔ)設(shè)施配套水平、灌溉習慣和灌溉方式等諸多因素，代表性較強；技術(shù)人員加強觀測、測算以及前期調(diào)查工作，并在灌溉前對所有的量水設(shè)施進行檢查和復(fù)核，從而減小偶然誤差和人為誤差[7]。

此次農(nóng)田灌溉水測算系數(shù)和往年的系數(shù)呈現(xiàn)逐年緩慢上升的趨勢，主要原因是除了對灌區(qū)選點進行適當調(diào)整外，如皋市近幾年自身節(jié)水灌溉工程已基本覆蓋全市各個樣點，所以每個灌溉水利用情況也比較平均化和高效化。