貴港市農田灌溉水利用系數測算與變化趨勢分析

馬丹榮

(玉林市水利電力科學研究院，廣西 玉林 537000)

貴港市農田灌溉水利用系數測算分析工作在廣西壯族自治區水利廳統一部署下開展，自2014年首次開始進行觀測，并列為落實最嚴格水資源管理制度考核的重要指標。至2022年，貴港全市觀測樣點灌區數量由2014年的15個增長至24個，測算系數值由0.447提高至0.516，在觀測工作中積累了豐富的經驗。

1 農田灌溉及用水情況

貴港市坐落在珠江流域最大的沖積平原——潯郁平原的中部，郁、黔、潯三江交匯，屬桂中旱片，下轄桂平市、平南縣、港北區、港南區和覃塘區3區2縣市，是廣西的農業大市和重要商品糧生產基地，經濟發展主要以農業生產為主。貴港全市灌溉耗水作物主要為水稻，其次為蔬菜、玉米、甘蔗、淮山、水果等，玉米、甘蔗、淮山等旱地作物大部分靠自然降雨補給。

至2022年，貴港全市共有3個大型灌區、19個中型灌區和726個小型灌區[1]，其中，大型灌區有效灌溉面積6.60萬hm2，實際灌溉面積5.60萬hm2，毛灌溉用水量6.57億m3；中型灌區有效灌溉面積5.86萬hm2，實際灌溉面積4.00萬hm2，毛灌溉用水量4.96億m3；小型灌區有效灌溉面積6.45萬hm2，實際灌溉面積5.40萬hm2，毛灌溉用水量5.78億m3。

貴港市灌區灌溉水源主要為轄區內各大中小型水庫、塘壩等。至2022年，貴港全市已建成水庫286座，其中大型水庫4座，總庫容197045萬m3，興利庫容60635萬m3，設計灌溉面積9.00萬hm2；中型水庫17座，總庫容44849萬m3，興利庫容31260萬m3，設計灌溉面積5.83萬hm2；小(1)型水庫60座，總庫容17947萬m3，興利庫容12740萬m3，設計灌溉面積2.29萬hm2；小(2)型水庫205座，總庫容7063萬m3，興利庫容48022萬m3，設計灌溉面積1.13萬hm2。另外，還有塘壩工程5899座，總庫容6703萬m3，設計灌溉面積2.65萬hm2[2]。

2 樣點灌區選擇

2014年，貴港市首次在全市開展農田水利用系數測算工作，當年共選擇了15個觀測樣點灌區，其中大型樣點灌區3個，中型樣點灌區2個，小型樣點灌區10個。隨后各年度根據測算工作要求，逐漸增加樣點灌區選擇數量，保證測算結果的代表性。

至2022年，貴港在全市選擇了24個觀測樣點灌區，其中大型樣點灌區3個，中型樣點灌區8個，小型樣點灌區13個，具體分布：平南縣1個大型灌區、2個中型灌區、6個小型灌區；港南區1個大型灌區、4個小型灌區；港北區1個大型灌區；桂平市4個中型灌區、1個小型灌區(高效節水灌區)；覃塘區2個中型灌區，2個小型灌區(含1個高效節水灌區)。

2022年貴港市樣點灌區選擇情況具體見表1。

表1 2022年貴港市樣點灌區選擇情況統計表

3 灌溉水利用系數測算分析

3.1 樣點灌區灌溉水利用系數測算分析

貴港市灌溉水利用系數測算統一采用“首尾測算分析法”[3]，即直接采用凈灌溉用水量與毛灌溉用水量的比值進行計算，不考慮輸、配水過程損失。

根據量測得出的某種作物典型田塊的年每667m2凈灌溉用水量w田凈，計算該灌區同區域或同種灌溉類型第i種作物的年凈灌溉用水量wi，再根據灌區內不同分區不同作物種類灌溉面積，結作物年每667m2凈灌溉用水量，計算得到樣點灌區年凈灌溉用水總量W樣凈[4]。

3.1.1 測算流程

確定樣點灌區后，在每個灌區內根據要求選擇觀測典型田塊，采用直接量測法測定每667m2凈灌溉用水量，再以此推算灌區年凈灌溉用水量，結合灌區實測年毛灌溉用水量，在此基礎上計算得到灌區灌溉水利用系數。

3.1.2 典型田塊選擇

根據樣點灌區規模及類型，結合田塊面積、種植結構、灌溉條件等方面要求，進行典型田塊的選擇。至2022年，貴港全市樣點灌區共選擇典型田塊121塊，具體見表2。

表2 2022年貴港市樣點灌區典型田塊選擇情況統計表

3.1.3 凈灌溉用水量

典型田塊凈灌溉用水量采用直接量測法，具體有濕潤灌溉水量觀測法和淹水灌溉水量觀測法等方法。濕潤灌溉水量觀測法適用于高效節水灌溉、溝灌、澆灌等灌溉方式的旱作物以及濕潤灌溉方式的水稻等；淹水灌溉水量觀測法適用于淹水灌溉方式的水稻等水田作物。

3.1.4 毛灌溉用水量

灌區毛灌溉用水總量W樣毛是指灌區全年從水源(1個或多個)取用的用于農田灌溉的總水量，該水量通過實測確定，其值等于取水總量中扣除非農業用水量。一般利用水工建筑物、水尺、特設量水設施、自動量水設備等進行觀測。

3.1.5 測算成果

樣點灌區灌溉水利用系數計算公式：

η樣=W樣凈/W樣毛

(1)

式中，η樣為樣點灌區灌溉水利用系數；W樣凈為樣點灌區凈灌溉用水量，m3；W樣毛為樣點灌區毛灌溉用水量，m3。

3.2 市級灌溉水利用系數測算分析

在計算市級區域不同規模與類型灌區灌溉水利用系數時，通過將毛灌溉用水量簡化為“水量權重(λ)”的方法計算系數，并以各樣點灌區測算得到的灌溉水利用系數為基礎，采用算術平均法分別計算市級區域對應規模灌區的灌溉水利用系數，并進一步計算得到市級灌溉水利用系數，計算公式：

η市=λ市大η市大+λ市中η市中+λ市小η市小

(2)

式中，η市為市級灌溉水利用系數；η市大、η市中、η市小為市域范圍大、中、小型灌區的灌溉用水利用系數；λ市大、λ市中、λ市小為市域范圍大、中、小型灌區水量權重。

4 測算成果與變化趨勢分析

4.1 灌溉水利用系數測算成果

貴港市自2014年開展灌溉水利用系數測算分析工作以來，每年年初成立工作領導小組，選定技術支撐單位，通過對各樣點灌區觀測人員進行技術指導、現場培訓等，順利完成各年度測算任務。貴港市2018—2022年灌溉水利用系數測算成果具體見表3、圖1。

圖1 2018—2022年貴港市灌溉水利用系數年間對比圖

表3 2018—2022年貴港市灌溉水利用系數年間對比表

4.2 測算影響因素分析

通過對貴港市2018—2022年灌溉水利用系數測算成果進行對比分析研究，影響系數測算成果的主要因素有灌區投資、工程管理、灌溉方式、年降雨量等。

4.2.1 灌區投資

貴港市2018—2022年各年度的灌溉水利用系數均有所增長，但增長幅度不一，2019—2022年每年較上1年系數增長幅度分別為1.65%、2.83%、0.79%、0.78%，由此可見，從2020年開始，系數增長幅度呈下降趨勢，分析主要原因是2019—2020年每公頃投資較上1年均有較大幅度增長，最明顯的是，2020年每公頃投資是2019年的3.6倍，因此2020年系數增長幅度是近5年來最大的。而2021—2022年每公頃投資較上1年均為負增長，前述分析可知，系數與每公頃投資呈正相關關系，加上隨著測算工作的逐年開展，經驗積累，根據實際情況不斷增選樣點灌區，使得測算結果更具有代表性，在同等條件變化不大的情況下，系數增幅減緩是符合實際的。

4.2.2 工程管理

灌區工程管理主要體現在管理隊伍的素質和規模、管理手段的現代化程度等。通過對不同規模的灌區水利用系數進行比較可知，大型灌區灌溉水利用系數相對較高。分析主要原因，貴港市3個大型灌區均設置有專門的管理機構，管理制度及管理設施相對于中、小型灌區較完善，且目前大型灌區續建配套與節水改造工程基本完成，主要干支渠渠系襯砌率較高，維修養護資金落實有保障，管理水平相對較高。

4.2.3 灌溉方式

近年來，貴港市政府大力推行高效節水灌溉，高效節水灌溉面積達到0.92萬hm2，占全市有效灌溉面積的5%，占全市節水灌溉面積的8%。通過對小型樣點灌區水利用系數比較可知，高效節水灌區水利用系數值普遍較高，可達到0.90以上，主要是因為高效節水灌區采取了管灌、噴灌、微灌等節水措施，在灌區取水、輸水、配水、灌水甚至排水的過程中減少灌溉水蒸發、泄露、滲漏、回流和滯留的損失，灌溉水利用系數得到顯著提高。對于貴港市樣點灌區而言，與工程節水相對較少且其他要素相近的灌區相比，節水灌溉面積越大的灌區，其灌溉水利用系數也更大[5]。

4.2.4 年降雨量

貴港市降雨存在時空分布不均現象。在時間上，降雨主要集中在4—8月，近似于兩頭小中間大的正太分布特征，尤以5—6月降雨量最多，在降雨量變差系數分析上，3—8月降雨相對穩定，其他月份穩定性較差。在空間上，桂平市降雨量最大，平南縣等其他縣市區降雨量相對較少。由于貴港市種植雙季水稻，3—6月主要是早稻生長時段，7—8月主要是晚稻泡田期、復苗期，降雨充足，補充灌溉水量增加，則農田灌溉次數相對減少；9—10月水稻生長需水量相對不大，而同期降雨量減少，對農田灌溉用水影響不大。另外，各灌區所在位置地形地貌的差異，降雨量大小不同，灌區凈灌水情況又有差別，對各灌區水利用系數測算分析也有一定影響。總體上，年降雨量越大的年份，灌溉水利用系數越大，呈正相關關系。

4.3 變化趨勢分析

貴港市2018—2022年灌溉水利用系數由0.486提高到0.516，主要得益于近年來政府對灌區建設的持續投資和節水工程的推廣實施，灌區渠系襯砌率和管理水平逐步提高。灌溉水利用系數增幅在2020年后有所減緩并趨于平穩，隨著貴港市大中型灌區節水改造與續建配套、水價改革等項目相繼完成，灌區灌溉方式和種植作物基本穩定，可以預見，貴港市灌溉水利用系數在未來一段時間內仍將保持平緩增長態勢。

5 結語

通過對貴港市農田灌溉及用水情況、灌溉水利用系數測算工作開展情況以及2018—2022年的測算成果進行分析表明，影響測算成果的因素主要有灌區投資、工程管理、灌溉方式、年降雨量等，灌溉水利用系數仍會繼續保持增長態勢，但增幅趨于平緩，建議貴港市加大節水改造力度，加強灌區用水管理和宣傳，完善節水管理制度，切實提高用水管理水平和灌溉用水效率。