灌溉用水效率測算分析與評估

韓振中，馮保清

（中國灌溉排水發展中心，100054，北京）

灌溉用水效率測算分析與評估

韓振中，馮保清

（中國灌溉排水發展中心，100054，北京）

根據節水灌溉發展新形勢需要，動態跟蹤與評估灌溉用水效率的重要指標——灌溉水有效利用系數變化，對于加強用水管理、落實最嚴格水資源管理制度和“紅線”考核具有十分重要的意義。本文闡述了灌溉水有效利用系數測算分析方法、測算分析網絡構建，突出灌溉水有效利用系數測算分析工作過程管理與成果把關的重要性，分析了“十二五”以來全國、各省、不同區域、不同類型灌區灌溉用水效率變化情況。

測算分析；灌溉水有效利用系數；水資源管理；三條紅線

目前，我國農業用水量約占總用水量的60%左右，其中灌溉用水量占農業用水量的90%以上。實施最嚴格水資源管理，開展農業用水效率紅線考核，是促進節水灌溉發展、提高灌溉用水效率、緩解用水矛盾的根本性措施。建立灌溉用水測算分析網絡，規范技術方法，動態監測與評估灌溉用水效率變化，為“三條紅線”考核提供科學依據，也是制定規劃、宏觀管理以及合理評價節水灌溉發展成效和分析節水潛力的重要基礎。

2012年《國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》確立了水資源用水總量控制、用水效率控制、水功能區限制納污控制“三條紅線”，要求到2015年、2020年，灌溉水有效利用系數分別提高到 0.53、0.55以上。從2006年起，在全國范圍內開展灌溉水有效利用系數測算分析工作，為節水灌溉發展宏觀決策提供科學依據。2012年后，全國及各省（自治區、直轄市）灌溉水有效利用系數測算分析成果通過水資源公報向全社會公布，之后作為對各省（自治區、直轄市）用水效率“紅線”考核的重要基礎依據之一。

一、合理確定測算分析方法

1.工作歷程

灌溉水有效利用系數測算分析工作經歷了由典型探索到逐步發展完善的過程。20世紀80年代，廣西、山西等省份在一些灌區分別采用動水法和靜水法對灌區渠道水利用系數或渠系水利用系數進行評價。2001—2003年，中國灌溉排水發展中心組織對全國灌溉水有效利用系數進行抽樣調查，主要采用水量平衡、滲漏損失測量、田間觀測等方法進行分析。2000年和2005年，水利部農水司先后組織專家分別對全國灌溉水利用系數進行了初步估算，提出分別達到0.43和0.45左右。根據實際工作需要，水利部于2006年正式啟動全國灌溉用水效率測算分析工作，對全國灌溉水有效利用系數進行系統性的測算分析，在總結分析國內外研究成果的基礎上，經過專家反復研究論證，提出了 “首尾測算分析法”，制定了《全國現狀灌溉用水利用效率測算分析技術方案》，指導全國開展測算分析工作；2008年，經過進一步完善，提出了《全國灌溉水有效利用系數測算分析技術指南》；為進一步適應節水灌溉發展新形勢與國家實行最嚴格水資源管理制度需要，2012年細化形成 《全國灌溉水有效利用系數測算分析技術指導細則》，2015年制定頒布了技術標準《灌溉用水效率測定技術導則》，統一規范技術方法與要求，為進一步提高測算分析質量、技術支撐“紅線”考核奠定了技術基礎。

2.灌溉水有效利用系數測算分析方法

（1）灌區灌溉水有效利用系數測算分析方法

根據灌溉水有效利用系數的定義，采用“首尾測算分析法”，即通過典型量測與綜合分析相結合確定田間凈灌溉用水量，直接量測灌區毛灌溉用水量，分析二者比值即可得到灌區灌溉水有效利用系數。

為反映灌區灌溉水利用整體情況，同時便于匯總分析，計算分析時段采用日歷年（每年1月1日起至12月31日止）。

（2）區域灌溉水有效利用系數測算分析方法

調查分析各省（自治區、直轄市）（以下有的簡稱“省級區域”）灌區工程設施狀況和管理水平，合理確定具有代表性的不同規模與類型的樣點灌區，開展典型觀測與測算分析，以樣點灌區成果為基礎，測算其區域不同規模與類型灌區（大、中、小型灌區和純井灌區）的灌溉水有效利用系數；根據省級區域不同規模與類型灌區灌溉水有效利用系數及其年毛灌溉用水量加權平均，得出該省級區域灌溉水有效利用系數。最后根據各省級區域不同規模與類型灌區灌溉水有效利用系數，用毛灌溉用水量加權平均，分別得出全國不同規模與類型灌區灌溉水有效利用系數以及全國灌溉水有效利用系數。灌溉水有效利用系數測算分析技術路線如圖1所示。

二、構建測算分析網絡

在對省級區域灌區綜合調研的基礎上，分類匯總分析灌區灌溉面積、工程設施與用水狀況等，選擇能代表大型灌區 （設計灌溉面積A≥30萬畝）（1畝=1/15 hm2，下同）、中型灌區 （1萬畝≤A＜30萬畝）、小型灌區（A＜1萬畝）和純井灌區等4種不同規模與類型的樣點灌區，構建相對穩定的全國灌溉水有效利用系數測算分析網絡；收集整理樣點灌區有關資料，選取樣點灌區典型田塊，并以此為基礎，測算樣點灌區典型田塊年畝均凈灌溉用水量，進而分析計算省級區域以及全國灌溉水有效利用系數。

圖1 灌溉水有效利用系數測算分析技術路線

1.樣點灌區選擇

（1）樣點灌區選擇原則

按照代表性、可行性和穩定性等原則選擇樣點灌區。在選擇過程中，考慮省級區域內灌溉面積分布、灌區節水改造等情況，盡量使所選樣點灌區能基本反映省級區域灌區整體特點。

①代表性。綜合考慮灌區地形地貌、土壤類型、工程設施、管理水平、水源條件（提水、自流引水）、作物種植結構等因素，使所選樣點灌區總體上能代表省級區域范圍內同規模與類型灌區。

②可行性。樣點灌區配備量水設施，具有開展測算分析工作的技術力量及必要經費支持，保證及時方便、可靠地獲取測算分析基本數據。

③穩定性。保持樣點灌區相對穩定，使測算分析工作連續進行，獲取數據具有年際可比性。其中大型灌區樣點灌區保持穩定，中型、小型和純井灌區樣點灌區基本保持穩定。

（2）樣點灌區數量要求

①大型灌區。所有大型灌區均納入測算分析范圍，即大型灌區總數量為大型灌區樣點灌區數量。

②中型灌區。按有效灌溉面積大小分為3個檔次，即1萬畝≤A中型（中型灌區有效灌溉面積，下同）＜5萬畝（當灌區有效灌溉面積小于 1萬畝時，按實際數據填寫灌區基本信息調查表）、5萬畝≤A中型＜15萬畝、15萬畝≤A中型＜30萬畝，每個檔次樣點灌區數量、有效灌溉面積分別不少于本省級區域相應檔次灌區總數的5%、有效灌溉面積的10%。同時，每個檔次樣點灌區中應包括提水和自流引水2種水源類型，且數量和有效灌溉面積選取比例應與省級區域該檔次水源類型灌區有關指標比例相協調。

③小型灌區。單個小型灌區樣點灌區有效灌溉面積不小于100畝。一般情況下，小型灌區樣點灌區數量與面積宜考慮以下因素：一是樣點灌區數量按不少于省級區域小型灌區取樣范圍內 （100～10 000畝）數量的0.5%，一般不超過100個，最少不少于10個；當省級區域內小型灌區數量不足10個時，按實際數量全部選取。二是樣點灌區有效灌溉面積不小于該省級區域全部小型灌區有效灌溉面積的1%。三是樣點灌區應包括提水和自流引水2種水源類型，且數量和有效灌溉面積選取比例應與省級區域內同類型灌區有關指標比例相協調。

④純井灌區。以單井控制灌溉面積作為一個樣點灌區。純井灌區分土質渠道地面灌、防滲渠道地面灌、管道輸水地面灌、噴灌、微灌等 5種灌溉類型選擇代表性樣點灌區。在5種灌溉類型中，同種主要土壤類型、同種主要作物至少選擇2個樣點灌區，且要在省級區域范圍內分布均勻，作物種類應選擇當地該灌溉形式下的主要類型。對于純井灌區某種類型灌區有效灌溉面積占該省級區域純井灌區有效灌溉面積30%及以上時，該類型灌區樣點灌區數量須按上述選取數量要求的2倍選取。

2.樣點灌區測算分析網絡

截至2015年，全國共選擇測算分析樣點灌區3 490處，其中大、中、小型灌區和純井灌區樣點灌區分別為435處、970處、1 515處和570處；樣點灌區有效灌溉面積占全國總有效灌溉面積的32.0%；灌溉用水量占全國總灌溉用水量的40.0%。其中，大、中型灌區樣點灌區1 405處，有效灌溉面積占全國有效灌溉面積的31.2%；灌溉用水量占全國總灌溉用水量的39.1%。全國樣點灌區個數構成情況見圖2，全國全部樣點灌區中大、中型灌區樣點灌區有效灌溉面積、灌溉用水量占比情況見圖3。

3 490處樣點灌區中，大型灌區樣點灌區全覆蓋；中型灌區樣點灌區有效灌溉面積占全國中型灌區有效灌溉面積的20.0%，灌溉用水量占全國中型灌區總灌溉用水量的22.5%；小型灌區樣點灌區有效灌溉面積占全國小型灌區有效灌溉面積的1.93%，灌溉用水量占全國小型灌區總灌溉用水量的2.18%；純井灌區樣點灌區有效灌溉面積占全國純井灌區有效灌溉面積的1.34%，灌溉用水量占全國純井灌區總灌溉用水量的2.80%。全國中、小型灌區和純井灌區樣點灌區有效灌溉面積、灌溉用水量占比情況見圖4。

圖2 全國樣點灌區個數構成

圖3 全國全部樣點灌區中大、中型灌區樣點灌區有效灌溉面積、灌溉用水量占比

圖4 全國中、小型灌區和純井灌區樣點灌區有效灌溉面積、灌溉用水量占比

三、強化過程管理

1.統一工作部署

每年年末，水利部以辦公廳名義下發通知，要求各省（自治區、直轄市）盡早部署下年度系數測算分析工作，按時報送當年成果。各省（自治區、直轄市）水利（水電）廳（局）按照水利部統一部署下發文件，安排部署下年度測算分析工作，明確測算分析工作任務，提出具體要求及保障措施，及時上報當年度測算分析成果。

2.加強技術指導與檢查監督

在測算分析工作過程中，組織專家赴各省（自治區、直轄市）詳細了解測算分析工作開展情況，與技術支撐單位技術人員重點交流討論樣點灌區選擇、灌溉用水量量測方法、實際灌溉面積獲取途徑等情況；在現場與樣點灌區技術人員探討典型田塊選取、田間土壤含水率獲取、田間凈灌溉用水量測算等具體問題，指導與解答實際問題；同時加強過程檢查監督，發現問題及時處理。各省（自治區、直轄市）也采取各種措施對各樣點灌區及時進行指導，提高測算分析質量。

制訂了 《農田灌溉水有效利用系數測算分析工作考評辦法》，針對組織技術與經費保障、測算分析過程、成果質量等3個方面進行考評打分，考評結果作為各省（自治區、直轄市）農田水利工作的重要內容，并作為支持各省（自治區、直轄市）農田水利有關工作的重要因素。

3.廣泛開展交流研討與技術培訓

針對各地測算分析過程中發現的問題，每年組織召開多次不同規模、不同層次的技術交流會、研討會、咨詢會，交流研討各地系數測算分析工作經驗、遇到的難點問題等。同時，組織有針對性的專題技術交流與研討，如南方河網地區的灌區毛灌溉用水量計算、北方地區的冬灌壓堿用水量計算以及樣點灌區選擇、典型田塊選取等，不斷提高測算分析技術能力與水平。

采取集中培訓、分類指導、相互觀摩學習等多種形式，對各省（自治區、直轄市）技術支撐單位和樣點灌區有關技術人員進行技術培訓；同時，多數省份針對本地實際，制定具體工作方案，每年對所轄市（縣）和樣點灌區技術人員開展不同層次、不同形式的技術培訓，壯大技術支撐隊伍，不斷提高基層技術人員的業務水平與基礎數據的可靠性。

每年年終，召開全國性技術人員經驗交流會，分享測算分析工作經驗，分析存在的問題，查找原因，有針對性地提出下一步加強和改進工作的措施及政策建議，不斷提高成果質量。

4.嚴格技術審核把關

為規范系數審核程序，統一審核工作尺度和深度，制定了《灌溉水有效利用系數測算分析數據與成果審核技術要點》。從完整性、規范性、準確性、合理性等方面進行審核，規范審核程序，保證成果審核質量。

①完整性審核。一是審核上報成果資料是否存在漏報、錯報現象；二是審核測算分析成果文字報告是否嚴格按照 《〈灌溉水有效利用系數測算分析成果報告〉提綱及格式說明》編寫；三是審核灌溉水有效利用系數、灌溉面積、灌溉用水量等指標填寫是否完備、正確。

②規范性審核。一是審核樣點灌區選取、典型田塊灌溉水量量測、灌溉水有效利用系數測算分析過程等是否按照 《全國灌溉水有效利用系數測算分析技術指導細則》和技術規范的規定執行；二是審核成果報告中概念理解是否準確，數據表示形式、樣點灌區分布圖繪制等是否符合要求。

③一致性審核。審核成果報告、附表及數據庫中各項指標值是否一致。

④合理性審核。一是審核樣點灌區調整合理性，分析樣點灌區調整前后代表性變化情況；二是審核樣點灌區系數測算成果與工程狀況、投資、管理水平等條件變化關聯性；三是通過縱向、橫向對比分析，從節水灌溉工程投入、畝均灌溉用水量等方面，審核省級區域系數測算分析數據與成果的合理性。

根據要求，各地在上報成果時進行層層把關 （結合灌溉用水效率信息管理系統實行審簽制度），逐級負責。組織專家對各省（自治區、直轄市）上報的成果報告，以及3 000多個樣點灌區的基礎數據的可靠性與成果合理性進行嚴格審查，提出具體修改意見，填寫《水利部專家系數審核意見處理情況表》，書面反饋各地。各省（自治區、直轄市）根據專家意見進行補充完善。在此基礎上，形成各省（自治區、直轄市）及全國年度測算分析最終成果。

四、“十二五”灌溉水有效利用系數動態變化

“十二五”以來，我國農田水利投入力度不斷加大，通過實施大、中型灌區節水改造與小型農田水利設施建設，改善了工程條件，提高了管理水平，灌溉水有效利用系數得到顯著提高。

2015年全國灌溉水有效利用系數達到0.536，比 “十一五”末（2010年）的 0.502提高 0.034；大、中、小型灌區和純井灌區分別由 2010年的0.454、0.467、0.503、0.682增加到2015年的 0.486、0.502、0.531、0.724，分別提高0.032、0.035、0.029和0.042。

“十二五”以來，各省（自治區、直轄市）灌溉水有效利用系數均不程度有所增加。2010年，灌溉水有效利用系數達到0.45以上的省份23個，占全部省份的74.2%；其中，超過0.55的省份9個，占全部省份的29.0%； 0.45～0.55的省份14個，占全部省份的45.2%；0.45以下的省份18個，占全部省份的25.8%。2015年，灌溉水有效利用系數達到0.45以上省份29個，占全部省份的93.5%，其中，超過0.55的省份 13個，占全部省份的41.9%；0.45～0.55的省份16個，占全部省份的 51.6%；0.45以下的省份 2個，占全部省份的6.5%。

“十二五”以來，華北（北京、天津、河北、山西、內蒙古）、東北（黑龍江、吉林、遼寧）、西北（陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、兵團）、華東（上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西、山東）、中南（河南、湖北、湖南、廣東、廣西、海南）、西南（重慶、四川、貴州、云南、西藏）等6個分區灌溉水有效利用系數均呈增加趨勢。截至2015年，各分區灌溉水有效利用系數由高到低排序依次是華北、東北、華東、西北、中南、西南。 華北、東北、華東、西北、中南、西南等 6個分區灌溉水有效利用系數分別由 2010年的 0.564、0.546、0.533、0.492、0.467、0.413增加到2015年的0.592、0.584、0.564、0.527、0.501、0.452，分別提高 0.028、0.038、0.031、0.035、0.034、0.039。

五、結 論

經過10年的實踐，全國灌溉水有效利用系數測算分析工作形成“3個一”，即一套統一的測算分析標準，一支穩定的測算分析隊伍（據不完全統計，目前參加本項工作的全國各級技術人員超過 1萬人），一個基本健全的測算分析網絡 （目前樣點灌區3 490處）。樣點灌區覆蓋面廣，具有廣泛的代表性，測算分析成果具有較好的工作與數據基礎，為灌溉用水效率宏觀評價與“紅線”考核提供了重要依據。

為保證灌溉水有效利用系數測算分析和“紅線”考核工作需要，下一步應進一步加強灌區量水設施建設，完善灌溉水有效利用系數測算分析網絡，加強典型觀測、跟蹤檢查與技術指導，加大層層把關和成果審核工作力度，確保測算分析成果合理可靠。

根據國家實行最嚴格水資源管理制度和考核工作需要，以及各省（自治區、直轄市）實際應用情況，進一步完善全國灌溉用水量與用水效率信息管理系統，充分利用計算機與信息技術，不斷提高工作效率與成果準確性。

[1]國務院.關于實行最嚴格水資源管理制度的意見[R].2012.

[2]國務院辦公廳.關于印發實行最嚴格水資源管理制度考核辦法的通知[R].2013.

[3]灌溉水利用率測定技術導則（SL/ Z699—2015）[S].2015.

[4]韓振中，裴源生，李遠華，郭慧濱.灌溉用水有效利用系數測算與分析[J].中國水利，2009（3）.

[5]馮保清，韓振中.全國灌溉水有效利用系數測算分析網絡構建方法與實踐[J].中國水利水電科學研究院學報，2013（2）.

[6]馮保清.全國大型灌區灌溉水有效利用系數空間變異性分析[J].灌溉排水學報，2012（6）.

[7]馮保清，崔靜.全國純井灌區灌溉面積構成對其灌溉水有效利用系數的影響分析[J].灌溉排水學報，2013（3）.

[8]馮保清.我國不同分區灌溉水有效利用系數變化特征及其影響因素分析[J].節水灌溉，2013（6）.

責任編輯 張金慧

Calculation and evaluation of efficiency of irrigated water use//

Han Zhenzhong,Feng Baoqing

Dynamic tracking and evaluation of coefficientof irrigated water use,an important indicator of effectiveness of water consumption,is of great significance to strengthen water governance,implementation of themost stringent water resources management system and performance evaluation of the redline.The papermakes discussionson calculation and evaluation methods for calculating coefficient of effective irrigated water use,estimation and evaluation of network formation,focusing onmanagementand check of results during the calculation and evaluation.Changes of irrigated water use efficiency at irrigation district,provincialand national levels since the 12th Five-Year Plan are also examined.

calculation analysis;coefficient of irrigated water use;water resources management;three redlines

S27

：B

：1000-1123（2016）23-0036-05

2016-11-28

韓振中，總工程師，教授級高級工程師。