趙鐘威 張冶金 嚴(yán)欣雨

（1.臺(tái)州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院，浙江 臺(tái)州 318000；2.臺(tái)州市水利局，浙江 臺(tái)州 318000）

農(nóng)業(yè)用水是經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水的重要組成部分，農(nóng)業(yè)用水量數(shù)據(jù)的真實(shí)性和合理性對農(nóng)業(yè)用水統(tǒng)計(jì)起到至關(guān)重要的作用。市級區(qū)域內(nèi)灌區(qū)較多且分布廣泛，部分灌區(qū)跨行政區(qū)域。目前用水總量統(tǒng)計(jì)工作中以灌區(qū)為基礎(chǔ)單元，采用大戶逐一計(jì)量統(tǒng)計(jì)、一般用水戶抽樣調(diào)查、綜合推算區(qū)域農(nóng)業(yè)用水量的技術(shù)方法。然而在實(shí)際工作中存在一些問題[2]：①實(shí)際農(nóng)業(yè)用水可逐一統(tǒng)計(jì)的樣本（用水大戶合作社）較少，難以滿足統(tǒng)計(jì)要求；②多水源灌區(qū)水量計(jì)量困難；③計(jì)量設(shè)施安裝率低，后期維修養(yǎng)護(hù)不夠。結(jié)合農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算工作，針對不同規(guī)模灌區(qū)的特點(diǎn)，選取具有代表性的灌區(qū)進(jìn)行實(shí)測并推廣以測算區(qū)域農(nóng)田灌溉用水量。

1 灌溉用水量測算辦法

區(qū)域內(nèi)按照設(shè)計(jì)灌溉面積大小，分為大、中、小3類灌區(qū)。針對大中型灌區(qū)個(gè)數(shù)少、范圍廣、灌片多及小型灌區(qū)個(gè)數(shù)量多面積小的基本特點(diǎn)，分別提出不同的測算方法：

（1）大型灌區(qū)：全體與典型片區(qū)測算。計(jì)算公式如下：

式中：W大——區(qū)域大型灌區(qū)年灌溉用水量（萬m3）；Wi——區(qū)域第i個(gè)大型樣點(diǎn)灌區(qū)年灌溉用水量（萬m3）。

（2）中型灌區(qū)：計(jì)算方法采用分檔、典型灌區(qū)與灌片分區(qū)測算。中型灌區(qū)雖然數(shù)量少，但是灌區(qū)范圍廣數(shù)量多，不能全部實(shí)測工作，故將中型灌區(qū)按照有效灌溉面積分成3檔：“1-5中型，5-15中型，15-30中型”，每檔次的中型用水量等于各檔次的典型灌區(qū)中的典型灌片分類自流和提水后的面積加權(quán)計(jì)算獲得。不同檔次的灌區(qū)算法類似，以1-5中型為例[1]：

式中：W中——區(qū)域中型灌區(qū)年灌溉用水量（萬m3）；W中1-5、A中1-5——1-5中型灌區(qū)灌溉用水量（萬m3）和實(shí)際灌溉面積（m2）；W中1-5i、A中1-5i——第i個(gè)1-5中型典型灌區(qū)灌溉用水量（萬m3）和實(shí)際灌溉面積（m2）；W中1-5im、A中1-5im——第i個(gè)1-5中型典型灌區(qū)第m個(gè)灌片灌溉用水量（萬m3）和實(shí)際灌溉面積（m2）；W中1-5imt、A中1-5imt——第i個(gè)1-5中型典型灌區(qū)第m個(gè)灌片內(nèi)提水灌溉用水量（萬m3）和實(shí)際灌溉面積（m2）；W中1-5imz、A中1-5imz——第i個(gè)1-5中型典型灌區(qū)第m個(gè)灌片內(nèi)自流灌溉用水量（萬m3）和實(shí)際灌溉面積（m2）。

（3）小型灌區(qū)。

小型灌區(qū)計(jì)算方法采用典型灌區(qū)、典型灌片實(shí)測。小型灌區(qū)數(shù)量龐大，挨個(gè)布置測點(diǎn)顯然不切合實(shí)際。根據(jù)小型灌區(qū)的灌溉條件分類提水小型灌區(qū)和自流小型灌區(qū)進(jìn)行典型。

式中：W小、W小i、W小im——分別為小型灌區(qū)、第i個(gè)小型典型灌區(qū)及第i個(gè)小型典型灌區(qū)第m個(gè)灌片灌溉用水量（萬m3）；W小imt、A小imt——第i個(gè)小型典型灌區(qū)第m個(gè)灌片內(nèi)提水灌溉用水量（萬m3）和實(shí)際灌溉面積（m2）；W小imz、A小imz——第i個(gè)小型典型灌區(qū)第m個(gè)灌片內(nèi)自流灌溉用水量（萬m3）和實(shí)際灌溉面積（m2）。

2 區(qū)域農(nóng)田灌溉用水量

區(qū)域農(nóng)田灌溉用水量等于該區(qū)域內(nèi)各類不同灌區(qū)農(nóng)田灌溉用水的總和。計(jì)算公式如下：

式中：W大、W中、W小——分別為大中小型灌區(qū)的農(nóng)田灌溉用水量（萬m3）。

3 農(nóng)田灌溉用水量測算分析典型案例

此次典型案例以臺(tái)州市為例，案例中的數(shù)據(jù)都經(jīng)過相關(guān)部門認(rèn)可，可信度較高。

（1）臺(tái)州市灌區(qū)情況。

據(jù)統(tǒng)計(jì)2018年，臺(tái)州市灌區(qū)共計(jì)有2 503處，其中大型灌區(qū)2處，有效灌溉面積92.631 萬畝，實(shí)際灌溉面積84.298 萬畝；中型灌區(qū)14處，有效灌溉面積25.802萬畝，實(shí)際灌溉面積23.982 萬畝；小型灌區(qū)2 487處，有效灌溉面積62.693 萬畝，實(shí)際灌溉面積62.656 萬畝。

（2）選取典型灌區(qū)。

大型灌區(qū)2處，長潭灌區(qū)和牛頭山灌區(qū)都作為典型灌區(qū)進(jìn)行測算，中型灌區(qū)按照1～5 萬畝、5～10 萬畝、15～30 萬畝分檔選擇灌區(qū)樣點(diǎn)4處，以北三縣作為典型代表。小型灌區(qū)8處分布在全市各地。

（3）量水設(shè)施運(yùn)作情況。

全市14個(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)，形成了28個(gè)渠首計(jì)量點(diǎn)和63個(gè)典型田塊的測算網(wǎng)絡(luò)。臺(tái)州市數(shù)據(jù)平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，將計(jì)量點(diǎn)量水設(shè)備測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并展示，在線計(jì)量率在90%以上。現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量硬件設(shè)備包括：

智能電表。智能電表實(shí)時(shí)測量現(xiàn)場用電量并將數(shù)據(jù)通過有線傳輸形勢傳輸給數(shù)據(jù)終端，數(shù)據(jù)終端將電表信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至平臺(tái)。智能電表在線計(jì)量，以電換水的測量方式在我市渠首泵站中普遍使用。

智能水表。智能水表通過將機(jī)械水表進(jìn)行智能化改造，加裝智能測量、傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)對用水量的遠(yuǎn)程監(jiān)控。由于實(shí)操性較好，臺(tái)州市典型田塊基本以智能水表測量為主。

浮子式水位計(jì)。浮子式水位計(jì)安裝在標(biāo)準(zhǔn)量水坎內(nèi)，通過測量水坎內(nèi)水位數(shù)據(jù)，測定量水坎內(nèi)水位-流速關(guān)系，綜合計(jì)算出量水坎內(nèi)的流水量。該方案解決了管道灌溉的管道鋪設(shè)問題和渠道灌溉人工計(jì)量不及時(shí)數(shù)據(jù)量記錄不齊全的問題。浮子式水位計(jì)在臺(tái)州市小型灌區(qū)分布廣泛。

激光水位計(jì)。激光水位計(jì)采用激光測距傳感器，對田塊內(nèi)水位變化幅度進(jìn)行測量，結(jié)合田塊面積綜合計(jì)算田塊用水量。該方案用于田塊面積大，水表、量水坎等設(shè)備需求量較多的田塊。以臺(tái)州市椒江區(qū)三甲街道堅(jiān)決村為代表。

各類設(shè)備安裝調(diào)試完畢后，測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)到軟件平臺(tái)。平臺(tái)的報(bào)表功能可自動(dòng)生成一段時(shí)間內(nèi)的灌溉用水量，如日用水量、月用水量和年用水量。統(tǒng)計(jì)人員還可以根據(jù)日期時(shí)間段自動(dòng)導(dǎo)出用水量，大大提高了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的效率。

（4）計(jì)量成果。

通過觀察分析平臺(tái)數(shù)據(jù)，由點(diǎn)推面推算全市的典型灌區(qū)用水量。據(jù)測算，臺(tái)州市大型灌區(qū)平均用水量5 895 m3/hm2，中型灌區(qū)平均用水量5 452 m3/hm2，小型灌區(qū)平均用水量4 963 m3/hm2。結(jié)合不同規(guī)模的實(shí)際灌溉面積，大型、中型和小型灌溉用水量分別為3.3、0.8和2.1 億m3。本次依據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)確定的全市農(nóng)田灌溉用水量，計(jì)算結(jié)果較定額計(jì)算更加符合實(shí)際。

4 結(jié)語

根據(jù)不同灌區(qū)規(guī)模分類計(jì)算灌區(qū)的用水量在臺(tái)州市農(nóng)田灌溉用水量測算工作中應(yīng)用中去取得了較好的成效，測算成果有實(shí)測數(shù)據(jù)支撐，相比于水資源公報(bào)的現(xiàn)行灌溉定額與實(shí)灌面積數(shù)據(jù)匡算得到的數(shù)據(jù)更為接近實(shí)際。