2021 年陜西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析研究

胡戰(zhàn)峰，馬軍杰

（1.陜西省桃曲坡水庫灌溉中心,陜西 銅川 727031；2.渭南市港口抽黃工程管理中心,陜西 渭南 714000）

0 引言

農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)可科學(xué)評價(jià)不同區(qū)域節(jié)水灌溉發(fā)展成效與節(jié)水潛力。提高灌溉水有效利用系數(shù)是深入貫徹“節(jié)水優(yōu)先”方針的最重要舉措。學(xué)者對農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的研究主要聚焦于灌溉水利用效率的內(nèi)涵和評價(jià)模型的構(gòu)建,焦點(diǎn)是回歸水問題。19 世紀(jì)70 年代,灌溉水有效利用系數(shù)開始用于評價(jià)農(nóng)業(yè)水資源的效率及浪費(fèi)情況。有學(xué)者認(rèn)為灌溉水利用效率的指標(biāo)體系中應(yīng)加入回歸水這一要素[1-2]。研究發(fā)現(xiàn),土壤結(jié)構(gòu)[3]、調(diào)虧灌溉[4]、作物差異[5]等諸多因素都會對灌溉水利用效率產(chǎn)生一定影響。我國從二十世紀(jì)四五十年代,開始建立灌溉用水效率指標(biāo)體系以及相關(guān)算法[6]。自2006 年起,全國各省（區(qū)、市）每年開展灌溉水有效利用系數(shù)測算分析工作,首尾法作為基礎(chǔ)測算方法被推廣[7]。《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法》（國辦發(fā)〔2013〕2 號）等有關(guān)規(guī)定和辦法,把灌溉水有效利用系數(shù)正式納入各省、市、區(qū)人民政府用水效率控制的主要考核指標(biāo)。2014 年水利部、國家發(fā)展改革委等10 部委聯(lián)合下發(fā)《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作實(shí)施方案》,對考核組織、程序、內(nèi)容、評分和結(jié)果使用做出明確規(guī)定。近年來,采用遙感遙測方法快速估算灌溉水有效利用系數(shù)也逐步開展[8]。

本文針對陜西省不同規(guī)模類型灌區(qū)分布特點(diǎn)以及作物、土壤和灌溉等情況,按照《全國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析技術(shù)指導(dǎo)細(xì)則》（以下簡稱“《細(xì)則》”）,選取樣點(diǎn)灌區(qū)并計(jì)算樣點(diǎn)灌區(qū)、不同規(guī)模類型及全省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)[9],分析其合理性。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

陜西省多年平均水資源總量423.3 億m3,人均水資源量1092 m3,約為全國平均水平的一半,是全國水資源最緊缺的省份之一。由于水資源時(shí)空分布不均,尤其是位于黃河流域的陜北和關(guān)中地區(qū)僅占全省水資源總量的29%,且65%集中在汛期,多年平均降水量542.5 mm,人均水資源量410.5 m3,約為全國平均水平的1/5。其中陜北地區(qū)水資源總量為48.4 億m3,人均水資源量為852.5 m3；關(guān)中地區(qū)水資源總量為67.8 億m3,人均水資源量僅276.9 m3,不足全國平均水平的1/7。

2.2 測算分析方法

樣點(diǎn)灌區(qū)選取,典型田塊確定,毛、凈灌溉用水量測算,樣點(diǎn)灌區(qū)、不同規(guī)模類型樣點(diǎn)灌區(qū)及全省灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算均嚴(yán)格根據(jù)《細(xì)則》要求執(zhí)行。

3 結(jié)果分析

3.1 樣點(diǎn)灌區(qū)選取與合理性分析

2021 年共選取樣點(diǎn)灌區(qū)94 個(gè),其中大型灌區(qū)12 個(gè)、中型灌區(qū)25 個(gè)、小型灌區(qū)22 個(gè)和純井灌區(qū)35 個(gè)（圖1）。樣點(diǎn)灌區(qū)有效灌溉面積和數(shù)量占比符合《細(xì)則》要求,見表1。樣點(diǎn)灌區(qū)有效灌溉面積和數(shù)量占全省比例符合《細(xì)則》要求,因此選取的樣點(diǎn)灌區(qū)具有代表性、可行性和穩(wěn)定性。

表1 2021 年陜西省樣點(diǎn)灌區(qū)選取情況

表2 2021 年樣點(diǎn)灌區(qū)凈、毛灌溉用水量量測方法

3.2 樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)

相比2020 年,2021 年全省94 個(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)有55 個(gè)增加,38 個(gè)減少,1 個(gè)維持不變。其中,12個(gè)大型灌區(qū)中有11 個(gè)增加,1 個(gè)減少；25 個(gè)中型灌區(qū)中18個(gè)增加,5 個(gè)減少,1 個(gè)維持不變；22 個(gè)小型灌區(qū)中9 個(gè)增加,13個(gè)減少；35 個(gè)純井灌區(qū)中17 個(gè)增加,18 個(gè)減少。大部分樣點(diǎn)灌區(qū)變幅在1%以內(nèi),平均變幅0.01%。在±2%以上的只有4 個(gè)。系數(shù)增加較大的灌區(qū)通常節(jié)水工程投資較大,且近年來農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革實(shí)施較好。系數(shù)減少較大的灌區(qū)近年來投資少,渠系及建筑物損毀較嚴(yán)重。從整體來看,隨著節(jié)水技術(shù)與灌區(qū)管理水平的提高,系數(shù)總的變化趨勢是逐年增大。

樣點(diǎn)灌區(qū)系數(shù)計(jì)算結(jié)果的可靠性,與樣點(diǎn)灌區(qū)凈、毛灌溉用水量獲取方法密切相關(guān),見表1。2021 年陜西省凈灌溉用水量采用直接量測法的典型田塊占比為28.1%,實(shí)測率偏低,需進(jìn)一步提高實(shí)測比例。毛灌溉用水量采用實(shí)測的樣點(diǎn)灌區(qū)數(shù)量占比為72.3%,實(shí)測比例較高,但存在輔助水源缺少實(shí)測的問題,如大型灌區(qū)中的井灌,塘壩堰等輔助水源缺乏實(shí)測手段,此外樣點(diǎn)灌區(qū)的退水和棄水常常沒有測流設(shè)施。

3.3 不同規(guī)模類型灌區(qū)及全省灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)

經(jīng)測算2021 年陜西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.5820,其中,大型灌區(qū)為0.5497；中型灌區(qū)為0.5454；小型灌區(qū)為0.5472；純井灌區(qū)為0.8072,見表3。

表3 不同規(guī)模類型灌區(qū)及全省灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)

大型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)略大于中型灌區(qū)。這是由于陜西省大型灌區(qū)多處于關(guān)中地區(qū),具有悠久的灌溉歷史,灌區(qū)管理機(jī)構(gòu)完善、管理水平和技術(shù)相對較高,再加上國家持續(xù)開展大型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造工程,投資較大。

一般而言,提水灌區(qū)用水成本高于自流引水灌區(qū),提水灌區(qū)用水浪費(fèi)現(xiàn)象少,故同種規(guī)模的提水灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)一般都大于自流引水灌區(qū),尤其是小型灌區(qū),由于提水灌區(qū)易發(fā)展管道輸水和噴微灌,導(dǎo)致提水灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)超出自流引水灌區(qū)較多。純井灌區(qū)不同類型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)大小關(guān)系,也都符合一般情況。2020 年全省大型提水灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)超過了自流引水灌區(qū),2021 年大型提水灌區(qū)提升達(dá)1.55%。

計(jì)算了陜西省2021 年相比2020 年不同規(guī)模和類型灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)變化率（見表3）。盡管陜西省2021 年各樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)與往年相比有升有降,但上升的占大多數(shù),這也表現(xiàn)在不同規(guī)模和類型灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)的變化上,總體上變化平穩(wěn)略有上升。其中小型灌區(qū)降低0.31%、純井灌區(qū)降低0.17%、中型灌區(qū)提高0.96%、大型灌區(qū)提高0.62%。大型提水灌區(qū)提高幅度較大,達(dá)到1.46%。

終上所述,無論從不同規(guī)模和水源類型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的橫向比較來看,還是從縱向變化來分析,陜西省2021 年不同規(guī)模和水源類型灌區(qū)的系數(shù)測算結(jié)果都是合理的。

陜西省2021 年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)較2020 年增加了0.0027,增幅為0.47%。2020 年、2019 年、2018 年、2017 年和2016 年灌溉水有效利用系數(shù)分別較上一年增幅為0.47%、0.77%、1.22%、1.00%和0.65%。2021 年灌溉水有效利用系數(shù)增長幅度在近5 年處于偏下的水平,這與增長幅度逐漸放緩的客觀規(guī)律是相符的。另外,從節(jié)水灌溉投資水平而言,近幾年大致保持在同一個(gè)水平上,同樣會造成系數(shù)增長的放緩。

4 結(jié)論與建議

2021 年陜西省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算工作中樣點(diǎn)灌區(qū)的選擇滿足《細(xì)則》要求,省水利廳和技術(shù)支撐單位在各市區(qū)和樣點(diǎn)灌區(qū)測算過程中進(jìn)行了多次督導(dǎo)、現(xiàn)場檢查與指導(dǎo),技術(shù)人員對樣點(diǎn)灌區(qū)及全省農(nóng)業(yè)灌溉的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面細(xì)致地核查,參與計(jì)算的數(shù)據(jù)比較可靠。通過2021 年樣點(diǎn)灌區(qū)系數(shù)測算結(jié)果的變化情況分析,各樣點(diǎn)灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)能綜合反映灌區(qū)灌溉工程狀況、灌溉管理水平與灌水技術(shù)水平。通過不同規(guī)模和水源類型灌區(qū)系數(shù)的縱橫向?qū)Ρ确治?陜西省2021 年不同規(guī)模和水源類型灌區(qū)以及全省灌區(qū)系數(shù)測算結(jié)果合理。