溫州市農業灌溉水有效利用系數閾值測算

陳曦，韓超倫

(溫州市水利局，浙江 溫州 32500)

農業灌溉水有效利用系數是指在一段時間內灌溉且被作物吸收利用的水量與水源地總引水量的比值[1-2]，農業灌溉水有效利用系數的閾值是指一定空間尺度上系數的值域，即在農業灌溉臨界條件下所產生的灌溉用水有效利用系數最值，包含最大值和最小值[3]。由于灌溉水有效利用系數受到降雨量等自然條件和灌區工程等諸多因素的影響較大[4]，因此，不同灌區不同水文年氣候條件的灌溉用水有效利用系數也不同。溫州市地處浙江省東南部，屬浙閩山丘地帶，南嶺山系的洞宮山和雁蕩山貫穿南北，西部、西北部千米以上山峰連綿不絕，中部多丘陵和河谷臺地，較大的有楠溪江中游河谷地、大荊盆地以及陶山、馬嶼，北港等小片平原，東部的樂柳、溫瑞、鰲江、南港等平原地勢平坦，河網密布[5]。依據水利部有關《全國灌溉用水有效利用系數測算分析技術指南》要求，結合溫州市灌區的水文資料、農作物品種以及灌區類型等，采用實際最大供水能力法[6]和水文年法測算研究灌區農業灌溉水有效利用系數的閾值，測算成果對指導灌區管理、資金投入等具有重要意義。

1 灌區選擇

根據《2017年度溫州市農田灌溉水有效利用系數測算分析成果報告》，溫州全市現有2個大型灌區，均為提水灌區，設計灌溉面積4.262萬hm2，有效灌溉面積2.642萬hm2；有中型灌區6處，設計灌溉面積2.811萬hm2，有效灌溉面積1.717萬hm2；有小型灌區2 994個，其中百畝以上小型灌區1 664個，小型灌區有效灌溉面積7.058萬hm2。

采用典型調查法，根據典型灌區的代表性、可行性以及穩定性原則，選擇時考慮全市灌溉面積的分布、灌區節水改造等情況，盡量使所選的樣點灌區能基本反映全市灌區整體特點。結果從溫州灌區中選取溫瑞灌區、橋墩灌區等2個大型灌區；瑞平灌區、江北灌區、北引灌區等4個中型灌區；山根灌區、埭馬灌區、巖門灌區等20個小型灌區進行測算分析。

2 最大供水能力法閾值測算

2.1 方法

最大供水能力法是指在灌區單位面積平均綜合凈灌溉定額最大的年份，計算灌區綜合凈灌溉定額，進而測算灌區灌溉水有效利用系數最小值。該方法測算步驟包括選擇測算區域典型年，搜集灌區面積、灌區用水量以及作物結構等基礎資料，測算分析典型灌區的特殊年份灌溉水有效利用系數。在統計分析溫州市2013—2017年的灌區資料、各地氣象條件以及各灌區詳細系數測算資料的基礎上，篩選出年降雨量及綜合灌溉定額等最大值。用2017年灌區作物種植結構替換各灌區當年的實際種植情況，選用當年的實際灌溉面積計算凈灌溉水用量，并結合毛灌溉水用量計算出典型年灌溉水利用系數。結合溫州市實際情況，對典型灌區的平水年(P=50%)和偏枯年(P=75%)的灌溉水利用系數進行分析。根據溫州市灌區不同降雨頻率的凈灌溉定額，偏枯年的凈灌溉定額為平水年的1.15～1.20倍。

2.2 結果

以溫瑞灌區偏枯年為例，采用最大實際供水能力法測算灌溉水有效利用系數閾值如表1。

表1 溫瑞灌區偏枯年最大實際供水能力法灌溉用水有效利用系數閾值測算

采用實際最大供水能力法對溫州市灌區平水年、偏枯年的灌溉水有效利用系數進行計算，計算結果為 0.491、0.565，并以此作為溫州市不同降雨頻率灌區農業灌溉水有效利用系數閾值的最小值，測算結果見表2。

表 2 溫州市不同類型灌區在平水年和偏枯年的最大供水能力閾值測算

3 水文年法閾值測算

3.1 方法

灌區在平水年份中氣候相對濕潤，作物需水量穩定，毛灌溉用水量適中。而當氣候相對干旱時作物需水量增大，毛灌溉用水量卻減少。在水量充沛的年份，變化則與之相反。水文年法測算步驟包括確定區域典型年，統計不同降雨頻率典型年的實際灌溉面積及毛灌溉用水量，測算分析典型灌區的特殊年份灌溉水有效利用系數。結合溫州實際情況，通過各年的降雨氣象資料，選擇降雨量符合平水年和偏枯年的年份為灌區典型年。接著采用 2017 年灌區作物種植結構和實際典型年的毛灌溉水用量等資料，以平水年作物凈灌溉定額為基礎，分析測算灌區平水年、偏枯年的凈灌溉用水量，得到灌溉水有效利用系數。

3.2 結果

以溫瑞灌區偏枯年為例，采用水文年法測算灌溉水有效利用系數閾值如表 3。

表 3 溫瑞灌區偏枯年水文年法閾值測算

采用水文年法對溫州市灌區平水年、偏枯年的灌溉水有效利用系數計算結果為0.576、0.640，并以此作為溫州市不同降雨頻率灌區農業灌溉水有效利用系數閾值的最大值，測算結果見表4。

表4 溫州市不同類型灌區在平水年和偏枯年的水文年法閾值測算

4 小結

綜合采用最大供水能力法測算最小值，水文年法測算最大值，對溫州市灌溉水有效利用系數進行閾值分析，得到溫州市平水年全市灌溉水有效利用系數范圍為0.491～0.576，偏枯年為0.565～0.640。測算成果填補了溫州市灌溉水有效利用系數閾值的空白，為溫州市灌區改造和用水計劃編制提供重要依據。