農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)方法探索與實(shí)踐

孫世霞 陳 沭 盛茂剛

一、前言

從2012年至今，青島市被水利部水文局確定為全國用水總量監(jiān)測(cè)工作試點(diǎn)市，通過精心部署、科學(xué)謀劃，青島市水文局建成了“四級(jí)建制（市水文局—縣水文局—鎮(zhèn)水文服務(wù)中心—村水管員）、三級(jí)雙管雙財(cái)（市—縣—鎮(zhèn)）、基層水文服務(wù)體系和管理體系；在監(jiān)測(cè)方法上敢于突破，進(jìn)一步提升集中供水實(shí)測(cè)監(jiān)測(cè)率，鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中供水實(shí)行巡查抄表員制度，監(jiān)測(cè)資料實(shí)行逐級(jí)匯交、分級(jí)審核，探索出一條用水總量監(jiān)測(cè)的新路子。農(nóng)業(yè)灌溉用水量是用水總量的重要組成部分，青島市農(nóng)業(yè)灌溉水量約占全市總用水量的40%，由于農(nóng)業(yè)灌溉取水分散、水源成分復(fù)雜，且絕大部分沒有水量計(jì)量設(shè)施，目前仍然是用水總量監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)。可以說，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)灌溉用水量是全面做好用水總量監(jiān)測(cè)工作的關(guān)鍵。為此，2015年青島市水文局在膠州開展農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作，采用“典型村”和“典型戶”相結(jié)合的方式，著力解決非充分灌溉條件下的次灌溉定額、灌溉面積和灌溉次數(shù)的確定問題，配合嚴(yán)格的監(jiān)管制度和監(jiān)測(cè)方法，探索農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測(cè)切實(shí)可行的路徑和方法，切實(shí)解決全市農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測(cè)不實(shí)、不準(zhǔn)的問題，進(jìn)一步夯實(shí)用水總量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，提升水文服務(wù)社會(huì)和政府的能力，為全國用水總量監(jiān)測(cè)提供試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

二、典型村、典型地塊選取和測(cè)量

根據(jù)往年農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)，農(nóng)業(yè)灌溉用水定額和實(shí)際灌溉面積是用水總量監(jiān)測(cè)的兩要素，二者缺一不可。本次典型試點(diǎn)工作分兩步同時(shí)進(jìn)行：典型村試點(diǎn)和典型地塊試點(diǎn)。其中典型村試點(diǎn)的目的在于探索以村為單位如何準(zhǔn)確直觀地獲取實(shí)際灌溉面積，有效解決農(nóng)業(yè)灌溉用水戶“澆不澆、澆幾遍、澆多少”的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的任意性，為精確測(cè)算實(shí)際灌溉面積提供借鑒。典型地塊試點(diǎn)的目的在于探索以地塊為單位，更加準(zhǔn)確地獲取不同土壤類型、作物種類所需的灌溉水量，為精確測(cè)算不同土壤類型的灌溉定額提供借鑒。

1.選取試點(diǎn)典型村

在如何精確掌握實(shí)際灌溉面積上，經(jīng)分析認(rèn)為，實(shí)際監(jiān)測(cè)的范圍不宜過大，太小又沒有代表性和可推廣性，應(yīng)以一個(gè)村為單位較為適宜。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘，確定農(nóng)業(yè)灌溉水源、土壤類型、種植作物等類型相對(duì)豐富且均具有典型代表性的膠州市鋪集鎮(zhèn)東皇姑庵村為此次試點(diǎn)工作的“典型村”。東皇姑庵村位于膠州市鋪集鎮(zhèn)中南部，鎮(zhèn)駐地以南3km，位于膠河上游的西岸，是一個(gè)典型的以農(nóng)業(yè)為主的村莊。全村目前共有280戶，1200人，耕地面積1500畝，主要是種植糧食作物和蔬菜，主要作物類型為小麥、玉米、土豆和花生。全村土地土壤分為棕壤土、潮土和砂姜黑土三種類型，涵蓋膠州市95.56%的土壤類型，其中膠河以南的地塊屬于砂姜黑土，村東沿河區(qū)域?qū)儆诔蓖粒逦髑鹆甑貛儆谧厝劳痢?/p>

表1 典型村主要農(nóng)灌取水口表

表2 典型村各地塊土地面積測(cè)量結(jié)果表（部分）

表3 典型地塊基本情況表

表4 農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量臺(tái)賬表

表5 實(shí)測(cè)水泵流量校核表

表6 典型地塊灌溉水量統(tǒng)計(jì)表

全村的農(nóng)業(yè)灌溉水源以地表水為主，地表水源主要為村東側(cè)的膠河，其中村西南側(cè)有小農(nóng)水項(xiàng)目建設(shè)的集中灌溉設(shè)施，通過提水泵站和輸水低壓管道鋪設(shè)到各個(gè)地塊，各戶通過刷卡繳費(fèi)的方式買水灌溉，灌溉水量都有固定的流量計(jì)計(jì)量。東皇姑庵的取水水源比較單一，形式較統(tǒng)一，取水地點(diǎn)相對(duì)固定便于控制，宜采用水源控制法控制典型村的實(shí)際灌溉情況，表1為典型村主要農(nóng)業(yè)灌溉取水口情況表。

為了更精確地掌握典型村及典型地塊的灌溉情況，委托專業(yè)測(cè)繪公司對(duì)典型村的農(nóng)業(yè)種植用地進(jìn)行詳細(xì)的平面測(cè)量，確定每塊地塊的邊界、面積和所屬農(nóng)戶，并將各地塊的面積、戶主和作物類型繪制成矢量圖，導(dǎo)入GIS地圖。表2為部分地塊面積測(cè)量結(jié)果表。

2.選取試點(diǎn)典型地塊

為充分體現(xiàn)典型地塊的代表性，以作物和土壤類型來進(jìn)行分類，作物分為小麥/玉米、花生、蔬菜三大類，土壤按照棕壤、潮土、砂姜黑土分為三項(xiàng)，據(jù)此共分為9個(gè)典型地塊。分別為：棕壤土地，種植小麥/玉米、花生、土豆的3個(gè)地塊；潮土地，種植小麥/玉米、花生、土豆的3個(gè)地塊；砂姜黑土地，種植小麥/玉米、花生、土豆的3個(gè)地塊。詳細(xì)摸清典型地塊的面積、灌溉所用水源類型、主要灌溉方式、所使用的灌溉器具等基本情況。表3為典型地塊基本情況表。

三、農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)

1.農(nóng)業(yè)灌溉用水量統(tǒng)計(jì)、上報(bào)方法

農(nóng)業(yè)灌溉典型村設(shè)立專門的監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和辦公場(chǎng)所，設(shè)立一名負(fù)責(zé)人和一名水管員，負(fù)責(zé)典型村和典型地塊的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)上報(bào)工作，工作任務(wù)由水文局直接管理安排，同時(shí)接受鎮(zhèn)水文服務(wù)中心的監(jiān)督管理。典型村所有用水戶在每次灌溉前需向所負(fù)責(zé)的水管員上報(bào)，對(duì)每次灌溉的抽水時(shí)間、出水量、灌溉面積、取水水源等進(jìn)行記錄，灌溉完成后由民戶、水管員現(xiàn)場(chǎng)填寫灌溉情況調(diào)查表并簽字，村負(fù)責(zé)人每月將每戶灌溉情況按照設(shè)計(jì)好的表格填寫后上報(bào)，并要求水管員每天至少巡查兩次灌溉情況。表4為典型村內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)用水量臺(tái)賬表。

2.實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取

根據(jù)所選村地塊分布特點(diǎn)和所屬民戶灌溉設(shè)備情況，由水文局組織現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，利用流量計(jì)量設(shè)備準(zhǔn)確測(cè)試每處典型地塊灌溉所用設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)固定距離的取水量，作為水管員監(jiān)測(cè)計(jì)算灌溉水量的基礎(chǔ)依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)水管員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的灌溉歷時(shí)，得出每畝次灌溉水量。表5為各種型號(hào)的噴灌機(jī)實(shí)測(cè)水泵流量校核表。從表5可以看出，水泵測(cè)定的流量除了與時(shí)間有關(guān)外，還與出水口與水泵的距離有關(guān)，距離越遠(yuǎn)，出水量越小。根據(jù)每個(gè)地塊的面積、地塊所用設(shè)備情況和灌溉歷時(shí)，計(jì)算出每畝次灌溉水量。

四、監(jiān)測(cè)結(jié)果

對(duì)典型村監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)上報(bào)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，匯總計(jì)算典型村逐月、每季度和全年實(shí)際灌溉面積和灌溉水量。由于農(nóng)業(yè)灌溉典型區(qū)的設(shè)置和準(zhǔn)備工作開展歷經(jīng)了近6個(gè)月時(shí)間，典型村和典型地塊農(nóng)業(yè)灌溉用水量的監(jiān)測(cè)從2015年7月1日開始，獲取了從7月1日至今的典型村和典型地塊用水量數(shù)據(jù)。2015年青島市降水量很少，采用距典型村僅1000米左右的紅旗水文站資料，7月1日～12月1日累計(jì)降水量?jī)H為162.8mm，由于當(dāng)?shù)貨]有地下水，干旱導(dǎo)致典型村灌溉水源明顯不足，平塘干涸，導(dǎo)致下半年灌溉用水量少，2015年7月1日至今典型村農(nóng)業(yè)灌溉用水量為7876 m3，其中玉米灌溉水量3925.2 m3，土豆灌溉水量 3575.2 m3，花生灌溉水量為375.6 m3。對(duì)典型地塊統(tǒng)計(jì)上報(bào)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，典型地塊灌溉水量統(tǒng)計(jì)情況見表6。

五、結(jié)論

青島市作為全國用水總量監(jiān)測(cè)試點(diǎn)市，農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作的開展著重于摸清實(shí)際灌溉面積和核實(shí)對(duì)比次灌溉定額這兩個(gè)難點(diǎn)問題，從而切實(shí)解決農(nóng)業(yè)灌溉用水量監(jiān)測(cè)不實(shí)、不準(zhǔn)的問題，為全國農(nóng)業(yè)用水總量監(jiān)測(cè)提供試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

（1）充分調(diào)研夯實(shí)了試點(diǎn)工作的基礎(chǔ)。做好前期信息的收集與篩選，摸清試點(diǎn)區(qū)基本情況，有效地保證了試點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性與科學(xué)性。

（2）科學(xué)監(jiān)管為試點(diǎn)工作提供了保障。實(shí)行雙人負(fù)責(zé)、雙重管理、雙向監(jiān)督的工作體制。通過日登記、旬抽查、月巡查等方法，結(jié)合實(shí)際調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和年終考核，嚴(yán)把數(shù)據(jù)質(zhì)量關(guān)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

（3）此次農(nóng)業(yè)灌溉試點(diǎn)，還建立了膠州市灌溉試點(diǎn)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，顯著提升用水總量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)效性、可靠性和完整性。為進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)業(yè)灌溉用水的科學(xué)分析，智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)田灌溉現(xiàn)代化，積累了科學(xué)數(shù)據(jù)