江西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)影響因素分析

管升明，劉方平，靳偉榮

(1.江西省贛撫平原水利工程管理局，南昌 330096；2.江西省灌溉試驗(yàn)中心站，南昌 330201)

1 江西省農(nóng)田灌溉情況

江西省位于我國東南內(nèi)陸中部，長江中下游交接處的南岸，全省面積166 947 km2，行政區(qū)劃為南昌、九江、上饒、撫州、宜春、吉安、贛州、景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)、新余、鷹潭等11個(gè)設(shè)區(qū)市，100個(gè)縣(市、區(qū))。屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫16.3～19.5 ℃，年日照為1 259～1 905 h，多年平均降雨量為1 638.3 mm，2013年全省年降水量為1 456.5 mm[1]。

江西省主要種植糧食作物為水稻，包括早稻、晚稻和單季稻。主要經(jīng)濟(jì)作物有棉花、果樹、蔬菜、瓜果、豆類和油料等。全年主要種植模式有早稻+晚稻，單季稻+油料，單季稻，早稻+蔬菜、蔬菜瓜果+晚稻、棉花+油料，單一蔬菜等形式[2]。

2013年全省農(nóng)田有效灌溉面積為201 萬hm2(采用2013年水利統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù))，測算農(nóng)業(yè)灌溉供水總量為1 679 245.9 萬m3，每公頃平均毛灌溉水量為8 355 m3/hm2，平均綜合凈灌溉定額為5 077.5 m3/hm2[3]。

2 不同因素對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

2.1 不同規(guī)模灌區(qū)對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

在農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)分析中所指尺度，是指某一區(qū)域面積規(guī)模的大小和時(shí)間周期的長短[4]。以2013年江西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析結(jié)果，不同規(guī)模樣點(diǎn)灌區(qū)其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)對比分析圖見如圖1。

從圖1可以發(fā)現(xiàn)，隨著灌區(qū)規(guī)模的增大，灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈總體減小趨勢。據(jù)測算，2013年大型灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)為0.441，中型灌區(qū)為0.462，小型灌區(qū)為0.495。中型灌區(qū)中，0.066 7～0.33 萬hm2規(guī)模灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)為0.474，0.33～1 萬hm2規(guī)模灌區(qū)為0.462，1～2 萬hm2規(guī)模灌區(qū)為0.456。大型灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)比中型灌區(qū)小0.021，中型灌區(qū)比小型灌區(qū)小0.033。在中型灌區(qū)中，0.066 7～0.33 萬hm2規(guī)模灌區(qū)比0.33～1 萬hm2規(guī)模灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)高0.012，0.33～1 萬hm2規(guī)模灌區(qū)比1～2 萬hm2規(guī)模灌區(qū)綜合有效利用系數(shù)高0.006。

圖1 2013年江西省不同規(guī)模樣點(diǎn)灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)對比分析 Fig. 1 Comparative analysis of the effective utilization coefficient of irrigation water in the sample irrigation areas with different scale in Jiangxi province, 2013

2.2 不同水源類型對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，在相同規(guī)模的灌區(qū)里，灌區(qū)水源類型的不同，也會對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)產(chǎn)生影響。據(jù)測算，0.066 7～0.33 萬hm2規(guī)模灌區(qū)中，提水灌區(qū)比自流引水灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高0.025；小型灌區(qū)中，提水灌區(qū)比自流引水灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高0.019。以上數(shù)據(jù)表明，提水灌區(qū)比自流引水灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高。究其原因，主要是提水灌區(qū)比自流引水灌區(qū)運(yùn)行費(fèi)用高，其灌溉用水需要一定的提水成本，農(nóng)民更重視用水的管理。而在自流引水灌區(qū)，取水方便，運(yùn)行成本低，管理相對粗放，工程配套不齊全，農(nóng)民浪費(fèi)水現(xiàn)象比較嚴(yán)重，因而導(dǎo)致農(nóng)田灌溉水有效利用水系數(shù)比較低。

圖2 2013年江西省不同水源類型樣點(diǎn)灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)對比分析Fig.2 Comparative analysis of the effective utilization coefficient of irrigation water in the sample irrigation areas with different water sources in Jiangxi province, 2013

2.3 不同土壤類型對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

為了避免氣候和灌區(qū)規(guī)模等因素的影響，本次選取氣候因素和灌區(qū)規(guī)模相近但土壤平均滲漏強(qiáng)度不同的六個(gè)灌區(qū)(3組)，觀測其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。從表1中發(fā)現(xiàn)，南安余家水陂灌區(qū)土壤比下村橋上水岸灌區(qū)滲漏強(qiáng)度小0.125 mm/d，其農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)則高0.014；烏尖畈灌區(qū)土壤滲漏強(qiáng)度比渡頭灌區(qū)小0.317 mm/d，其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)則高0.036；紅星灌區(qū)土壤滲漏強(qiáng)度比里塢灌區(qū)大0.085 mm/d，其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)則低0.005。由此可見，土壤滲透強(qiáng)度與農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，在水輸送過程中，由于土壤滲漏強(qiáng)度大，導(dǎo)致水滲漏嚴(yán)重，使進(jìn)入田間的水減少，從而導(dǎo)致渠系水利用系數(shù)減少，進(jìn)而使農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)降低。

表1 2013年江西省不同土壤類型樣點(diǎn)灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算結(jié)果Tab.1 Computing results of the effective utilization coefficient of irrigation water in the sample irrigation areas with different soil types in Jiangxi province, 2013

2.4 渠道防滲對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

目前，江西省比較常用的節(jié)水灌溉技術(shù)有渠道防滲和管道輸水灌溉?，F(xiàn)狀節(jié)水灌溉工程面積21.462 萬hm2，占全省有效灌溉面積13.2%，而渠道防滲工程控灌面積18.814 萬hm2，占全省有效灌溉面積的87.7%[5]。

本文通過在江西省選取土渠和防滲襯砌渠道進(jìn)行輸水灌溉的兩個(gè)典型灌溉單元，采用動水法對其渠道水利用系數(shù)進(jìn)行測算；測定過程中選取渠道級別、長度相同。測算結(jié)果見表2。

由表2可以發(fā)現(xiàn)，采用襯砌渠道，渠道水利用系數(shù)有一定程度提高，但不同級別渠道其提高程度不同。其中，襯砌渠道相對于土渠，其斗渠水利用系數(shù)提高0.035，提高比率達(dá)3.68%，支渠水利用系數(shù)提高0.010，提高比率達(dá)1.09%。由此可以看出，工程防滲措施對提高渠道水利用系數(shù)有積極的影響，但總體提高幅度不是很大。

表2 灌區(qū)斗支渠水利用系數(shù)測算結(jié)果Tab.2 Computing results of the water utilization coefficientof branch and lateral canal

2.5 不同管理水平對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響分析

雖然各種節(jié)水灌溉技術(shù)措施為提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提供了有力的保障，但是任何先進(jìn)的技術(shù)都依托于管理，要達(dá)到預(yù)期的農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)，還受到灌溉管理水平的影響。本文引入2013年江西省在灌溉規(guī)模和節(jié)水工程投資等因素都相似的灌區(qū)進(jìn)行對比，分析不同管理水平對灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的影響(表3)。

表3 2013年不同管理水平樣點(diǎn)灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算成果Tab.3 Computing results of the effective utilization coefficient of irrigation water under different management levels of the sampled

比較灌區(qū)1袁北灌區(qū)和灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)，兩個(gè)灌區(qū)有效灌溉面積相差不大，而且在節(jié)水工程投資方面相同，而2013年灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)比灌區(qū)1袁北灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高0.036，提高比率達(dá)8.53%；同樣比較灌區(qū)4張嶺灌區(qū)和灌區(qū)3恩江渠灌區(qū)，也可以發(fā)現(xiàn)灌區(qū)4張嶺灌區(qū)比灌區(qū)3恩江渠灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)高0.035，提高比率達(dá)7.51%。

從灌區(qū)1袁北灌區(qū)和灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)的管理人員配置和水價(jià)兩方面，來分析兩者農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的差別。灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)為正處級單位，管理人員數(shù)為118人，農(nóng)業(yè)水價(jià)為279.75 元/hm2，農(nóng)民用水戶參與管理人數(shù)為13.7萬人；而灌區(qū)1袁北灌區(qū)為正科級單位，單位管理人員為85人，農(nóng)業(yè)水價(jià)為264.9 元/hm2，農(nóng)民用水戶參與管理人數(shù)為6.2萬人 。相對于灌區(qū)1袁北灌區(qū)而言，灌區(qū)2袁惠渠灌區(qū)管理人員配置比較完善，管理資金落實(shí)到位，使得灌區(qū)水可以精心調(diào)度，合理配置，從而減少輸水過程中由于渠道跑冒滴漏等因素造成的水資源浪費(fèi)，提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)；另一方面，合理適宜的水價(jià)政策，也增加了農(nóng)民的節(jié)水意識；同時(shí)，農(nóng)民用水戶合作組織的成立與壯大，使農(nóng)民用水戶參與灌溉管理，由于關(guān)系自身切身利益，調(diào)動了用水戶的節(jié)水積極性，自覺保護(hù)水利設(shè)施不被損壞，并采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉措施，從而使農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高。而灌區(qū)3張嶺灌區(qū)和灌區(qū)4恩江渠灌區(qū)也得出同樣的結(jié)論。

2.6 不同水平年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的規(guī)律分析

本文引用了2008-2013年江西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析結(jié)果，對不同水平年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)進(jìn)行對比分析，具體如圖3。

從圖3可以發(fā)現(xiàn)，2008-2013年間，江西省各規(guī)模灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈逐年增長趨勢，這與近年來江西省加大農(nóng)村水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入力度，配套完善灌區(qū)骨干工程，建立農(nóng)民用水協(xié)會，推行節(jié)水灌溉技術(shù)，提高農(nóng)田灌溉用水管理水平是緊密相關(guān)的。

從圖3還可以發(fā)現(xiàn)，2008-2011年，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)增長速度比較快，而2011-2013年增長速度有所放緩。分析其原因，主要是隨著小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣建設(shè)的全面鋪開和規(guī)?；?jié)水灌溉工程的大力實(shí)施，進(jìn)一步推進(jìn)渠道防滲和節(jié)水工程項(xiàng)目的實(shí)施其節(jié)水空間提升已經(jīng)十分有限，灌區(qū)通過建立農(nóng)民用水協(xié)會使其管理水平也趨于穩(wěn)定，進(jìn)而

圖3 江西省大中小型灌區(qū)不同年份農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)變化趨勢Fig.3 Variation tendency of the Jiangxi effective utilization coefficient of irrigation water at various district scales in different years

使全省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提升空間逐漸縮小，并逐漸趨于穩(wěn)定。

3 結(jié) 語

本文通過對不同灌區(qū)規(guī)模、水源類型、土壤類型、渠道防滲和不同管理水平等因素對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)影響進(jìn)行分析，并對2008-2013年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)變化規(guī)律進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

(1)灌區(qū)規(guī)模越大，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)越小，即大型灌區(qū)<中型灌區(qū)<小型灌區(qū)；不同水源類型灌區(qū)，其農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)自流引水灌區(qū)小于提水灌區(qū)；土壤滲透強(qiáng)度與農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即土壤滲漏強(qiáng)度大，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)越低；灌區(qū)渠道防滲一定程度能提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)，但總體提高幅度不是很大；灌區(qū)管理機(jī)構(gòu)比較完善，農(nóng)民用水戶參與灌溉管理，同時(shí)，管理資金和農(nóng)業(yè)水費(fèi)落實(shí)到位，有助于提高灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。

(2)2008-2013年間，江西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)呈逐年增長趨勢；但后期增速緩于前期增速，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提升空間逐漸縮小。

□

[1] 馬大前,黃華金,彭忠福.江西省農(nóng)田灌溉需水量預(yù)測分析[J]. 人民長江,2011,42(18):38-40.

[2] 劉鵬發(fā),陳賽狄,馬永俊,等.江西省糧食生產(chǎn)格局分析[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,24(6):1 134-1 139.

[3] 江西省2013年灌溉水有效利用系數(shù)測算分析報(bào)告[R]. 2014.

[4] 崔遠(yuǎn)來,李遠(yuǎn)華,陸垂裕.灌溉用水有效利用系數(shù)尺度效應(yīng)分析[J].中國水利,2009,(3):18-21.

[5] 徐文靜,王翔翔,施六林,等.中國節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2016,32(11):184-187.