新疆博斯騰灌區灌溉水有效利用系數測算方法研究

王 君

（新疆水利水電科學研究院，烏魯木齊 830000）

1 灌溉水有效利用水系數

灌溉水有效利用系數是表征灌溉用水效率的關鍵指標。 測定灌溉水有效利用系數是實行最嚴格水資源管理制度的需要。 2020年新疆灌溉水有效利用系數為0.57，根據《實行最嚴格水資源管理制度落實“三條紅線”控制指標的通知》，到2030年全疆灌溉水有效利用系數預計將提高到0.59。

目前，測算方法有兩種，首尾測算法和典型渠段測量法。從系統性地進行系數測算分析工作開始，水利部就提出統一技術方法， 初步建立全國測算分析網絡，啟動灌溉用水效率專題研究工作。由于首尾測算分析法適用于各種布置形式的渠系， 具有保證測算精度、減輕工作量，以及測算成果具有可對比性等優勢， 因此水利部明確要求統一選用首尾測算分析方法。

2 測算方法

2.1 灌溉水有效利用系數

根據灌溉水有效利用系數的定義， 直接用凈灌溉用水量與毛灌溉用水量的比值來計算灌區灌溉水有效利用系數，如式（1）。

式中 η 為灌溉水有效利用系數；W凈為凈灌溉用水總量（m3）；W毛為毛灌溉用水總量（m3）。

本次灌區農田灌溉水有效利用系數測算分析采用水利部推薦的“首尾測算分析法”，計算分析時段為每年1月1日～12月31日，該方法省去了中間各級的水量損耗測算，直接計量灌區年毛灌溉用水總量（需要扣除非農田灌溉用水量）。

2.2 年凈灌溉用水總量測算方法

根據《指導細則》規定，大型灌區選擇典型田塊需要考慮上游、中游和下游3個片區。 故計算出灌區年凈灌溉用水量Wi之后， 得出不同片區不同作物的年畝均凈灌用水量為Wij， 再結合灌區內不同分區不同作物種類的灌溉面積Aij， 計算得出灌區年凈灌溉用水總量W凈，如式（2）。

式中 W凈為年凈灌溉用水總量（m3）；wij為第j個片區內第i種作物平均凈灌溉用水量（m3/hm2）；Aij為第j個片區內第i種作物灌溉面積（hm2）；m為第j個片區內的作物種類（種）；n為樣點灌區片區數量（個）。

2.3 年毛灌溉用水總量測算方法

灌區年毛灌溉用水總量W毛是指灌區全年從水源處（一個或多個）取用的用于農田灌溉的總水量，該水量為實測資料。 灌區年毛灌溉用水總量的計算如式（3）：

式中 W毛為年毛灌溉用水總量（m3）；W毛i為第i個水源取水量（m3）；n為灌區水源數量（個）。

灌區年毛灌溉用水量需要扣除非農田灌溉用水量，比如生態水等，否則會造成灌區灌溉水有效利用系數測算值偏小，不符合實際。 同時也不可重復計入，造成灌區灌溉水有效利用系數測算值偏高，盲目樂觀。

3 實例應用

3.1 實例概況

本文實例為和碩縣博斯騰灌區為井渠結合灌區，主要灌溉水源為開都河地表水和區域地下水。和碩縣位于新疆天山中段南坡和碩盆地東部， 東西寬141.8km，南北長152.8km，北和西北面與和靜縣接壤，東面與托克遜縣毗鄰，南面與和碩縣以庫魯克塔格山分水嶺為界，西面隔黃水溝，與和碩縣相望，西南面繞博斯騰湖湖岸與博湖縣相鄰， 距庫爾勒市90km。 灌區內包含和碩縣蘇哈特鄉、新塔熱鄉、特吾里克鎮、清水河農場，現狀年灌溉面積1.03萬hm2。

3.2 灌溉水有效利用水系數

灌區作物類型全部為旱作物，對于旱作物、林果類及飼草料地， 采用土壤含水率測定法測定田間凈灌水量。分別觀測典型田塊各次灌水前、后計劃濕潤深度土壤含水率， 分析計算土壤計劃濕潤層土壤水儲蓄變化量作為一次灌水灌溉凈水量。 年度各次灌水計劃濕潤層深度土壤水儲蓄量作為典型田塊凈灌溉水量。野外取樣在灌溉前后完成，并進行室內烘干測試和計算。 分別在播種之后灌溉期內每次灌水前后取樣。 每次灌水前1d即24h內實施取樣，在灌水后及時取樣，并做好數據記錄臺賬。對于冬小麥、玉米、辣椒作物，取樣深度要求為40～60cm，按照距地表0～20，20～40，40～60cm、分層取樣。

根據首尾測算分析測算方法， 選取新疆博斯騰灌區在上、中、下游有代表性的田塊，計算博斯騰灌區灌溉水有效利用系數，采用式（1）～式（3）進行計算，所得結果如表1。計算表明：實例博斯騰灌區，上、中、下游灌溉水有效利用系數η已大于2020年全疆灌溉水有效利用系數標準0.57， 且提前達到2030年全疆灌溉水有效利用系數預0.59的目標， 說明灌區灌溉水資源調配及灌溉方案是科學有效的。

表1 灌區2021年灌溉水有效利用系數測算成果

4 結語

博斯騰灌區灌溉水有效利用系數測算， 對灌區科學決策提供重要參考。 灌溉水有效利用系數測算周期長、實效性強、要求精度高，建議相關水利部門加強組織領導， 保障人員與經費支持， 加大數據采集、測算、錄入、復核力度，并做好地表水管理，加強地下水監測，以提高灌區地表水灌溉經濟效益，保障灌區可持續發展。