南通市農田灌溉水有效利用系數測算分析

張哲文，沈 建，喻紅芬

(1.江蘇省水文水資源勘測局南通分局，江蘇 南通 226406；2.南通市水利局，江蘇 南通 226018)

農田灌溉水有效利用系數是貫徹新時期治水思路、落實水利發展改革總基調、全面落實國家節水行動的重要內容。從南通市來講，對農田灌溉水有效利用系數進行測定既是江蘇省水利廳布置的一項重要工作，也是全面反映南通市農村水利現代化水平的一項重要指標，同時對南通市下一步農田水利基礎設施建設方向具有重要參考價值。

1 南通市農田灌溉情況

南通市陸域面積8 001 km2，下轄如東1個縣，如皋、啟東、海安3個市，崇川、通州、海門3個區及富民港辦事處(南通經濟技術開發區)。南通市有效灌溉面積41.77萬hm2，實灌面積29.64萬hm2。南通市共有大型灌區1個，中型灌區10個，小型灌區6 162個。

2 樣點灌區選擇

根據《技術指導細則》，各縣(市、區)水利(務)局帶領各測試技術支撐單位在實地調查的基礎上確定樣點灌區。根據各大、中、小型灌區灌溉工程狀況、作物類別等方面確定選擇樣點灌區，樣點灌區有一定的區域代表性。如東縣、如皋市、海安市、通州區4個縣(市、區)農田灌溉主要為水稻種植用水，因此以選擇水稻種植為主，補充部分蔬菜、果園等灌溉作物。海門、啟東主要以玉米、黃豆、花生等旱作物為主，因此選擇玉米及經濟作物種植樣點灌區田塊為主。

根據江蘇省水利廳關于農田灌溉水有效利用系數測算分析工作要求，南通市結合本地實際，全市共確定11個樣點灌區，其中大型灌區1個、中型灌區2個，小型灌區8個作為樣點灌區。詳見表1。

表1 南通市農田灌溉水有效利用系數樣點灌區基本信息

3 樣點灌區農田灌溉水有效利用系數測算分析

樣點灌區農田灌溉水有效利用系數測算需要選取典型田塊，根據要求共選擇典型田塊45個。南通市各縣(市、區)樣點灌區農田灌溉水凈灌水量的測定推求均采用直接量測法。

3.1 典型田塊每公頃年凈灌溉用水量

通過測算典型田塊每公頃每次凈灌溉用水量，計算典型田塊每公頃年凈灌溉用水總量，計算公式為：

(1)

式中：W田凈為典型田塊年凈灌溉用水總量，m3/hm2；W田凈i為典型田塊凈灌溉用水量，m3/hm2。

3.2 樣點灌區年凈灌溉用水總量

通過樣點灌區不同片區不同作物每公頃年凈灌溉用水量和灌溉面積，計算樣點灌區年凈灌溉用水總量，計算公式為：

(2)

式中：W樣凈為樣點灌區年凈灌溉用水總量，m3；Wij為樣點灌區樣點片區樣點作物年凈灌溉用水量，m3/hm2；Aij為樣點灌區樣點片區樣點作物灌溉面積，hm2。

3.3 樣點灌區年毛灌溉用水總量

南通市灌區以中、小型居多。根據灌區的硬件設施、管理水平，有針對性地選取適合灌區的測算方法，不但可以使測算工作簡單，而且可以提高測試精度[1]。

(1)通過樣點灌區提水泵站總用電量估算毛灌溉用水總量。通過測算用電量和用水量的關系，利用用電量推算樣點灌區年毛灌溉用水總量，計算公式為：

(3)

在提水泵站水泵穩定運行后，使用管道流量計或流速儀測定流量，同時記錄此次開泵的歷時和用電量，計算這次開泵總水量和每度電的出水量；最后根據樣點灌區的總用電量計算樣點灌區毛灌溉用水總量[2]。

毛灌溉用水量計算方法均要用到實測流量，部分樣點灌區渠首流量采用旋槳式流速儀進行流量測驗率定，參照《河流流量測驗規范》(GB/50179—2015)的計算方法執行。

(2)利用儀器測量。對于可以安裝電磁流量計的泵站，通過測定管道流速推算用水量[3]。

3.4 樣點灌區灌溉水有效利用系數

按照《技術指導細則》中的要求，樣點灌區灌溉水有效利用系數測算公式如下：

(4)

式中：Wa為樣點灌區毛灌溉用水總量，m3；Wj為樣點灌區凈灌溉用水總量，m3；ηw為樣點灌區灌溉水有效利用系數。

3.5 全市灌溉水有效利用系數

通過各樣點灌區毛灌溉用水總量和相應的灌溉水有效利用系數加權平均計算各縣(市、區)灌溉水有效利用系數。南通市農田灌溉水有效利用系數根據各大、中、小型灌區灌溉水有效利用系數及相應的毛灌溉用水總量加權平均得出，計算公式如下：

(5)

式中：ηw市為南通市農田灌溉水有效利用系數；ηwj為灌區灌溉水有效利用系數；Wai為灌區毛灌溉用水總量，m3。

4 市級農田灌溉水有效利用系數測算分析成果

4.1 測算成果數據分析比較

圖1為各縣(市、區)農田灌溉水有效利用系數3年數據，由圖1可知，海安、如東、通州等縣(市、區)農田灌溉水有效利用系數近年來均有穩步提高，農田灌溉水有效利用系數在0.64～0.65之間；海門、啟東兩縣(市、區)均以旱作物、蔬菜及大棚種植等為主，水稻種植面積占比僅為3%至10%，由于高效節水種植面積占比較高，農田灌溉水有效利用系數近年穩步提升至0.67左右。

圖1 各縣(市、區)農田灌溉水有效利用系數近年比較圖

如皋市農田灌溉水有效利用系數測試灌區選取大型灌區如海灌區1個，中型灌區2個，實際是由很多小型泵站灌區組成，灌溉水測試也是測泵站提水后的渠系水利用效率。因此，如皋市的測試成果與南通其他縣(市、區)灌溉水有效利用系數基本在同一水平。

4.2 測算成果可靠性和合理性分析

南通市農田灌溉水有效利用系數測算分析工作是嚴格按照省廳批準的實施方案進行的。根據南通市各縣(市、區)氣候、土壤、作物種植結構和管理水平，選取了8個小型樣點灌區，2個中型樣點灌區，1個大型灌區，共45個典型田塊，典型田塊以水稻種植為主，結合旱作物、蔬菜、果園、大棚等種植作物。樣點灌區及典型田塊分布合理，符合選取規定要求，樣本在各種自然條件和社會經濟條件、管理水平下均具有較好的代表性，測算成果是可靠的、合理的。

海安及如東縣主要采用電磁流量計測量渠首取水量，其他縣區采用水量電量法或者流速儀法率定水泵每度電的抽水量測量毛灌溉用水量；水稻田間凈灌溉用水量采用水尺樁與土壤水分相結合的測量方法。因此，根據灌區特點而選取的測算方法，提高了測試精度，測算工作采用適合各類型灌區的測算方法是相對合理、可靠的。

南通市農田灌溉水有效利用系數的變化趨勢與現有文獻的規律描述基本符合。通過對南通市內的各類型灌區進行比較，結果亦基本吻合，表明測定成果是可靠的。

4.3 測算成果影響因素分析

管理水平對農田灌溉水有效利用系數有較大影響。管理水平的影響主要表現在以下兩個方面：一是灌區的硬件設施方面。管理水平高的灌區，防滲效果較好。而管理水平低的灌區，存在設施損壞等導致的漏水情況，輸水渠道也以土渠居多[4]。二是灌溉制度方面。管理水平高的灌區，用水戶都有較強的節水意識，在灌溉制度方面，也會依據作物的生長期采取不同的灌溉方式，例如水稻灌溉多采用淺濕節水灌溉、控制灌溉等高效節水灌溉模式，不僅提高了田間水利用率，同時達到高產的目的。另外在一些有條件的灌區，如啟東、海門等縣(市、區)的大棚設施農業灌溉采用微灌、噴灌等灌溉方式，大大提高了灌溉水利用率。

5 建 議

(1)加強節水灌溉測試必要性、重要性的認識，便于縣(市、區)及早統籌，做好測算各項準備工作。

(2)普及節水灌溉知識，加強對灌區人員的專業技術指導。加強田間管理，減少田間滲漏，目前灌溉節水側重于渠系輸水效率的提高，但田間節水仍有較大的空間。

(3)加強對灌溉水有效利用系數測算項目技術人員的業務培訓，提高測算分析技術及理論水平。

(4)繼續加大農田水利工程建設。需要繼續加強對灌區的渠系維修、改造力度，對部分灌區內的土渠進行改造，對已全部硬質化的灌區開展維護保養工作。加強灌區基礎設施建設，建設自動化量水設施。

此外，依托小型農水工程等工程不斷加大整個區域的水利工程建設，加強泵站的管理及管理人員的培訓，從管理上、工程建設上兩手發力，以樣點灌區為典型，以點帶面，不斷提高南通市農田灌溉水平。