江蘇省農田灌溉水有效利用系數測算分析研究

吉玉高，張健（江蘇省農村水利科技發展中心，210029，南京）

江蘇省農田灌溉水有效利用系數測算分析研究

吉玉高，張健
（江蘇省農村水利科技發展中心，210029，南京）

為科學評估江蘇省農田灌溉用水效率與節水潛力，以江蘇省2011—2015年測算分析成果為基礎，分析了近年農田灌溉水有效利用系數的變化趨勢，并首次進行了農田灌溉水有效利用系數測算成果相關性和精準性分析，提出了提升農田灌溉水有效利用系數測算分析水平的對策措施。

農田灌溉水有效利用系數；測算分析；精準性；對策；江蘇

江蘇省位于我國大陸東部沿海的中心，地處長江、淮河流域下游，自北向南為黃淮平原、江淮平原、濱海平原、長江三角洲平原。江蘇多年平均本地水資源量為321.6億m3，多年平均過境水量9 492億m3，是本地水資源量的30倍，人均占有量419 m3，僅為全國平均水平的1/5，世界平均水平的1/18。加之水資源時空分布不均，江蘇保障水資源可持續利用的任務十分艱巨。

江蘇既是經濟大省，也是農業大省。農業既是用水大戶，更是節水潛力所在。據統計，2015年江蘇總用水量為460.6億m3，其中農業用水量為280億m3，占總用水量的60％以上。節約農業灌溉用水主要通過節水工程措施、農藝技術和管理技術等方面來實現，通過提高農田灌溉水有效利用系數、減少灌溉用水定額、提升水分生產率來衡量其實現結果。農田灌溉水有效利用系數既是國家實行最嚴格水資源管理制度“三條紅線”控制的主要指標之一，也是江蘇農業現代化和水利現代化的一項重要指標。國家推進農業水價綜合改革，建立農業灌溉用水總量控制和定額管理制度，都離不開農田灌溉水有效利用系數的測算分析工作。切實加強江蘇省農田灌溉水有效利用系數測算分析研究，準確把握農田灌溉水有效利用系數的現實狀況和發展趨勢，對于客觀反映農村水利工程狀況、用水管理能力、灌溉技術水平，特別是對于認真貫徹習近平總書記“節水優先，空間均衡，系統治理，兩手發力”新時期水利工作方針，有效指導農田水利工程的規劃設計，合理評估農業節水潛力，促進區域水資源優化配置等都具有重大現實意義。

本文詳細梳理了樣點灌區和典型田塊開展測算分析工作相關第一手觀測資料，分析整理了2011—2015年較長系列不同規模和類型灌區的灌溉水量、灌溉面積、灌溉用水定額、工程投資、節水灌溉發展規模等相關基礎資料，通過對已有首尾測算分析法、典型渠段測量法、動水法、綜合測定計算方法的研究，首次對江蘇農田灌溉水有效利用系數測定成果的相關性和精準性進行詳盡分析，得出較為嚴謹、更合乎江蘇農田灌溉用水實際的相關意見，對于進一步提升江蘇農田灌溉水有效利用系數測算水平、更好地推動江蘇乃至全國灌溉工作具有指導意義。

一、資料與方法

1.江蘇農田灌溉總體情況

通過多年建設，截至2015年年底，江蘇建成有效灌溉面積402.6萬hm2，旱澇保收田面積357.7萬hm2，節水灌溉工程面積226.8萬hm2。2011年水利普查期間，對全省大型、中型、小型、純井灌區基本情況進行全面核查，按照大型（≥2萬hm2）、中型（1萬～2萬hm2、0.333萬～1萬hm2、0.067萬～0.333萬hm2）、小型（≤0.067萬hm2）及純井灌區分類，大、中、小型灌區按水源類型又分為自流引水和提水兩種。據統計，2015年年底，江蘇省共有大、中、小型和純井型灌區39 072個，其中大型灌區29個，有效灌溉面積77.8hm2，中型灌區283個，有效灌溉面積128.0hm2，小型灌區24 792個，有效灌溉面積192.8 hm2，純井灌區13968個，有效灌溉面積為4.0 hm2。

2.測算分析方法

根據水利部《全國農田灌溉水有效利用系數測算分析技術指導細則》和《灌溉水利用率測定技術導則》（SL/Z 699—2015）要求，結合江蘇實際，針對省級區域不同灌區規模和類型采取不同的測算分析方法。2015年，全省共選取了256個樣點灌區，其中大型灌區29個，中型灌區33個，小型灌區165個，純井灌區29個。大型灌區上、中、下游分別選3個典型田塊，中型灌區上、下游分別選3個典型田塊，小型灌區和純井灌區分別選取2個典型田塊。通過測算典型田塊畝均凈灌溉用水量來計算樣點灌區凈灌溉用水量，采用“首尾測算法”計算樣點灌區的農田灌溉水有效利用系數。對于大型灌區，樣點灌區的農田灌溉水有效利用系數與年毛灌溉用水量加權平均后，由點到面計算江蘇大型灌區的農田灌溉水有效利用系數。對于中型灌區，首先以0.067萬～0.333萬hm2、0.333萬～1萬hm2、1萬～2萬hm23個檔次樣點灌區為基礎，分別采用算術平均法計算3個檔次中型灌區的農田灌溉水有效利用系數，然后與毛灌溉用水量加權平均，由點到面計算江蘇中型灌區的農田灌溉水有效利用系數。對于小型灌區，以樣點灌區為基礎，采用算術平均法由點到面計算全省小型灌區的農田灌溉水有效利用系數。對于純井灌區，首先采用算術平均法分別計算土渠、防滲渠道、管道輸水、噴灌、微灌等5種類型樣點灌區的農田灌溉水有效利用系數，然后與年毛灌溉用水量加權平均計算全省純井灌區的農田灌溉水有效利用系數。在已知全省各規模與類型灌區農田灌溉水有效利用系數情況下，通過與年毛灌溉用水量加權平均計算全省農田灌溉水有效利用系數。

通過上述方法可以計算出2015年江蘇省不同規模與類型灌區農田灌溉水有效利用系數，如表1所示。

二、江蘇省農田灌溉水有效利用系數測算結果分析

1.農田灌溉水有效利用系數的發展趨勢

圖1　江蘇省農田灌溉水有效利用系數年際變化曲線圖

表12015　年度江蘇省不同規模與類型灌區農田灌溉水有效利用系數成果表

2011—2015年江蘇不同規模與類型灌區的農田灌溉水有效利用系數的變化趨勢如圖1所示。

由表1和圖1可知江蘇農田灌溉水有效利用系數發展趨勢為：①從年際變化看，2011—2015年江蘇農田灌溉水有效利用系數呈逐年上升態勢，即2011—2015年每年分別上升0.7％、1.7％、1.6％、1.4％。②從工程類型看，農田灌溉水有效利用系數與灌區規模呈負相關，即η省井＞η省小＞η省中＞η省大，且中型灌區3個檔次灌區中，η1-5＞η5-15＞η15-30。③從區域來看，蘇南地區大于蘇中地區，蘇中地區大于蘇北地區。2015年，蘇南五市農田灌溉水有效利用系數中最高達0.668、最低0.625，而蘇北五市中最高為0.620、最低0.573，蘇南地區最低值仍超過蘇北最高值。

2.農田灌溉水有效利用系數的相關性分析

從農田灌溉水有效利用系數的發展趨勢分析，導致系數上升的相關性主要有：①從工程投入看，農田灌溉水有效利用系數隨著工程投入的增大而提高。2011—2015年，江蘇每年農村水利建設投入100億元左右，累計投入超過500億元，為農田灌溉水有效利用系數的提升提供了有力的投入保障。②從灌區面積看，農田灌溉水有效利用系數與灌區面積成反比。因為隨著灌區面積的增大，渠道級別越來越多，單位面積占有的渠道長度也越大，增加了滲漏面積，從而增加了滲漏損失。③從水源類型看，提水灌區的農田灌溉水有效利用系數大于自流灌區。自流灌區特別是沿運大型自流灌區水源充分，用水戶節水意識不強，超量灌溉比例偏高。④從灌水周期看，灌水時間越長，農田灌溉水有效利用系數越小。江蘇水稻豐量用水多在泡田期，大型灌區灌溉周期多在10天以上，比小型灌區增加1倍左右時間，這樣延長了渠道水流在渠道中的運動滯留時間，實際滲漏時間延長，使得滲漏水量增加，因而大型灌區的農田灌溉水有效利用系數一般低于中小型灌區。⑤從工程管理看，管理越到位農田灌溉水利用系數越高。隨著工程管理制度的完善，工程管護投入力度的加大，用水戶和管理人員的節水意識逐漸增強，對提升農田灌溉水有效利用系數具有積極影響。

3.農田灌溉水有效利用系數的精準性分析

農田灌溉水有效利用系數測算成果的精準性與樣本的選擇、水量的觀測、計算分析等過程密切相關，因此通過測算分析所得結果難以做到絕對精準。只有把握每一個過程，做好過程指導，成果逐級審查、層層把關，才能保證測算分析結果的真實性、可靠性和精準性。

（1）樣本的選擇

由于全省灌區數量眾多，且各個灌區的灌溉面積很大，要全部進行測算是不現實的，只有通過樣本的觀測來分析全省農田灌溉水有效利用系數的總體情況。樣本的選擇包括樣點灌區的選擇和典型田塊的選取。大型灌區全部納入測算范圍；中型樣點灌區占全省中型灌區數量的11.7％，大于5％，其有效灌溉面積占全省中型灌區的21.8％，大于10％；小型樣點灌區超過100個且大于全省小型灌區數量的0.5％；純井樣點灌區包含土渠、防滲渠道、低壓管道、噴灌、微灌5種類型，同時包括提水和自流引水2種水源類型，樣點灌區的面積、比例、管理水平在全省范圍內分布比較協調。但是仍存在部分地區樣點偏少、分布不均勻等問題。總之，所選樣本的代表性和可行性直接關系測算結果的精準性。

（2）灌溉用水量的觀測

毛灌溉用水量的觀測：毛灌溉用水量的觀測有水工建筑物量水和水量電量法，不論哪種方法都要通過多次測量，建立一定的流量—水量關系或用電量—出水量之間的關系曲線，并定期進行率定。一方面，量水設施本身的精度及其安裝條件、觀測技術人員對測量儀器的熟練程度等都會影響測量的精度；另一方面，關系曲線的率定頻率對年度測算結果也有很大影響。

凈灌溉用水量的觀測：對于水田淹水灌溉，采用水位差值法、水位觀測井法、農用水表法；對于水田濕潤灌溉、旱作物、經濟作物，采用取土烘干法，根據典型田塊灌溉前后計劃濕潤層內土壤含水率的變化來計算畝均凈灌溉用水量。采用水位差值法，通過水位觀測尺上的讀數難免出現誤差；采用取土烘干法，不同地區的計劃濕潤層深度不同，灌溉前后多久進行取土、取土烘干時間長短、稱量精度等都會引起一定的誤差。

（3）計算分析

全省的農田灌溉水有效利用系數與省級區域內不同規模和類型灌區的毛灌溉用水量及農田灌溉水有效利用系數都有直接關系，而不同規模與類型灌區的農田灌溉水有效利用系數是由樣點灌區的測算分析結果計算得出，不同規模與類型灌區的毛灌溉用水量也是通過樣點灌區測算結果進行計算。因此，全省測算結果的精準性與每個樣點灌區測算結果的精準性密不可分。

三、提升農田灌溉水有效利用系數測算水平的對策措施

通過對江蘇農田灌溉水有效利用系數測算成果的相關性和精準性分析，對進一步提升測算水平提出如下具體對策措施。

1.加大資金投入

實施農田灌溉水有效利用系數的測算工作需要消耗大量的人力、物力和財力。目前，盡管省級都安排經費專項用于測算工作，但由于一些地方投入不到位，導致個別地區測算工作避繁就簡，潦草應付，直接影響測算成果的精準性。建議要切實加大資金投入，確保測算的規定動作到位、范圍到位、深度到位，不斷提升農田灌溉水有效利用系數測算水平。

2.優化樣點布局

樣點選擇是否合理，樣點分布是否均勻，樣點確定是否穩定，直接影響測算水平的高低。從近年測算情況來看，有的地方選擇的樣點較多，布局也較合理，且代表性和穩定性都較強，測算結果基本能反映一個地區的灌溉水有效利用水平。有少部分地區選擇的樣點灌區少，受江蘇農業現代化和最嚴格水資源管理制度考核結果的影響，個別地方為了提高系數，僅用井灌區或小型灌區成果來代表全縣的水平，使測算結果失真。為此，建議在樣點選擇上要分布均勻，布局合理，使樣點更具代表性和穩定性，確保測算成果更能體現當地農田水利發展水平。

3.減小技術誤差

在農田灌溉水有效利用系數的測算過程中，水利部專門下發了《全國農田灌溉水有效利用系數測算分析技術指導細則》和《灌溉水利用率測定技術導則》（SL/Z 699—2015），對具體技術規范提出了明確要求。但從近年具體實踐看，一些技術人員特別是一線人員仍存在技術要點掌握不深等問題。為此要定期組織專家進行現場指導，開展技術培訓，保證技術人員掌握測算分析技術要領，并能夠熟練操作量測的儀器設備，盡量減小人為技術誤差。同時，在經費允許范圍內，購置精度較高的流速儀和流量計，由專業人員進行設備安裝，測算時每個樣點灌區都要安排專人進行數據觀測，保證數據的可靠性和精準性。

4.復核計算過程

農田灌溉水有效利用系數的測算分析工作由技術支撐單位在復核樣點灌區觀測資料的基礎上編制完成縣級測算成果報告，由縣級水利部門組織初步審查后上報市級水利部門，市級匯總形成市級測算成果并組織專家進行復核。省水利廳按照《全國農田灌溉水有效利用系數測算分析技術指導細則》和《灌溉水利用率測定技術導則》（SL/Z 699—2015）的方法和要求，組織專家對各市上報成果中的灌溉用水量相關指標、計算過程進行復核，并在此基礎上編制省級成果報告。建議各級水利部門都要組織農田水利、水文水資源等方面的專家嚴格審核，認真把關，確保測算分析成果的科學性、準確性和合理性。■

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

［2］許建中，趙競成，高峰，等．灌溉水利用系數綜合測定法［J］．中國水利，2004（7）．

［3］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）．

［4］李遠華．灌溉用水有效利用系數的影響因素及其提高策略［J］．水利水電技術，2009（8）．

責任編輯楊軼

Calculation and analysis on effective utilization coefficients of irrigation water in Jiangsu Province

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Ji Yugao，Zhang Jian

In order to evaluate efficiency of irrigation water utilization and potential of irrigation water saving in Jiangsu province，the changing trend in recent years is analyzed based on the calculation and analysis results of Jiangsu province from 2011 to 2015.The relativity and precision of calculation on effective utilization coefficients of irrigation water is analyzed for the first time，and the countermeasures for raising calculation and analysis on effective utilization coefficients of irrigation water are proposed.

effectiveutilizationcoefficientsofirrigationwater；calculationandanalysis；precision；countermeasures；Jiangsu

S274.1+TV

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1000-1123（2016）11-0013-03

2016-05-19

吉玉高，主任，主要從事農村水利規劃、計劃、建設管理及科研推廣工作。