張哲文，沈 建，喻紅芬

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

農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)是貫徹新時(shí)期治水思路、落實(shí)水利發(fā)展改革總基調(diào)、全面落實(shí)國(guó)家節(jié)水行動(dòng)的重要內(nèi)容。從南通市來(lái)講，對(duì)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)進(jìn)行測(cè)定既是江蘇省水利廳布置的一項(xiàng)重要工作，也是全面反映南通市農(nóng)村水利現(xiàn)代化水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，同時(shí)對(duì)南通市下一步農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方向具有重要參考價(jià)值。

1 南通市農(nóng)田灌溉情況

南通市陸域面積8 001 km2，下轄如東1個(gè)縣，如皋、啟東、海安3個(gè)市，崇川、通州、海門3個(gè)區(qū)及富民港辦事處(南通經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū))。南通市有效灌溉面積41.77萬(wàn)hm2，實(shí)灌面積29.64萬(wàn)hm2。南通市共有大型灌區(qū)1個(gè)，中型灌區(qū)10個(gè)，小型灌區(qū)6 162個(gè)。

2 樣點(diǎn)灌區(qū)選擇

根據(jù)《技術(shù)指導(dǎo)細(xì)則》，各縣(市、區(qū))水利(務(wù))局帶領(lǐng)各測(cè)試技術(shù)支撐單位在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上確定樣點(diǎn)灌區(qū)。根據(jù)各大、中、小型灌區(qū)灌溉工程狀況、作物類別等方面確定選擇樣點(diǎn)灌區(qū)，樣點(diǎn)灌區(qū)有一定的區(qū)域代表性。如東縣、如皋市、海安市、通州區(qū)4個(gè)縣(市、區(qū))農(nóng)田灌溉主要為水稻種植用水，因此以選擇水稻種植為主，補(bǔ)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(jīng)濟(jì)作物種植樣點(diǎn)灌區(qū)田塊為主。

根據(jù)江蘇省水利廳關(guān)于農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析工作要求，南通市結(jié)合本地實(shí)際，全市共確定11個(gè)樣點(diǎn)灌區(qū)，其中大型灌區(qū)1個(gè)、中型灌區(qū)2個(gè)，小型灌區(qū)8個(gè)作為樣點(diǎn)灌區(qū)。詳見表1。

表1 南通市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)樣點(diǎn)灌區(qū)基本信息

3 樣點(diǎn)灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析

樣點(diǎn)灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算需要選取典型田塊，根據(jù)要求共選擇典型田塊45個(gè)。南通市各縣(市、區(qū))樣點(diǎn)灌區(qū)農(nóng)田灌溉水凈灌水量的測(cè)定推求均采用直接量測(cè)法。

3.1 典型田塊每公頃年凈灌溉用水量

通過(guò)測(cè)算典型田塊每公頃每次凈灌溉用水量，計(jì)算典型田塊每公頃年凈灌溉用水總量，計(jì)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(diǎn)灌區(qū)年凈灌溉用水總量

通過(guò)樣點(diǎn)灌區(qū)不同片區(qū)不同作物每公頃年凈灌溉用水量和灌溉面積，計(jì)算樣點(diǎn)灌區(qū)年凈灌溉用水總量，計(jì)算公式為：

(2)

式中：W樣凈為樣點(diǎn)灌區(qū)年凈灌溉用水總量，m3；Wij為樣點(diǎn)灌區(qū)樣點(diǎn)片區(qū)樣點(diǎn)作物年凈灌溉用水量，m3/hm2；Aij為樣點(diǎn)灌區(qū)樣點(diǎn)片區(qū)樣點(diǎn)作物灌溉面積，hm2。

3.3 樣點(diǎn)灌區(qū)年毛灌溉用水總量

南通市灌區(qū)以中、小型居多。根據(jù)灌區(qū)的硬件設(shè)施、管理水平，有針對(duì)性地選取適合灌區(qū)的測(cè)算方法，不但可以使測(cè)算工作簡(jiǎn)單，而且可以提高測(cè)試精度[1]。

(1)通過(guò)樣點(diǎn)灌區(qū)提水泵站總用電量估算毛灌溉用水總量。通過(guò)測(cè)算用電量和用水量的關(guān)系，利用用電量推算樣點(diǎn)灌區(qū)年毛灌溉用水總量，計(jì)算公式為：

(3)

在提水泵站水泵穩(wěn)定運(yùn)行后，使用管道流量計(jì)或流速儀測(cè)定流量，同時(shí)記錄此次開泵的歷時(shí)和用電量，計(jì)算這次開泵總水量和每度電的出水量；最后根據(jù)樣點(diǎn)灌區(qū)的總用電量計(jì)算樣點(diǎn)灌區(qū)毛灌溉用水總量[2]。

毛灌溉用水量計(jì)算方法均要用到實(shí)測(cè)流量，部分樣點(diǎn)灌區(qū)渠首流量采用旋槳式流速儀進(jìn)行流量測(cè)驗(yàn)率定，參照《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》(GB/50179—2015)的計(jì)算方法執(zhí)行。

(2)利用儀器測(cè)量。對(duì)于可以安裝電磁流量計(jì)的泵站，通過(guò)測(cè)定管道流速推算用水量[3]。

3.4 樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)

按照《技術(shù)指導(dǎo)細(xì)則》中的要求，樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算公式如下：

(4)

式中：Wa為樣點(diǎn)灌區(qū)毛灌溉用水總量，m3；Wj為樣點(diǎn)灌區(qū)凈灌溉用水總量，m3；ηw為樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)。

3.5 全市灌溉水有效利用系數(shù)

通過(guò)各樣點(diǎn)灌區(qū)毛灌溉用水總量和相應(yīng)的灌溉水有效利用系數(shù)加權(quán)平均計(jì)算各縣(市、區(qū))灌溉水有效利用系數(shù)。南通市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)根據(jù)各大、中、小型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)及相應(yīng)的毛灌溉用水總量加權(quán)平均得出，計(jì)算公式如下：

(5)

式中：ηw市為南通市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)；ηwj為灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)；Wai為灌區(qū)毛灌溉用水總量，m3。

4 市級(jí)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析成果

4.1 測(cè)算成果數(shù)據(jù)分析比較

圖1為各縣(市、區(qū))農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)3年數(shù)據(jù)，由圖1可知，海安、如東、通州等縣(市、區(qū))農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)近年來(lái)均有穩(wěn)步提高，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)在0.64～0.65之間；海門、啟東兩縣(市、區(qū))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(jié)水種植面積占比較高，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)近年穩(wěn)步提升至0.67左右。

圖1 各縣(市、區(qū))農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)近年比較圖

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

4.2 測(cè)算成果可靠性和合理性分析

南通市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析工作是嚴(yán)格按照省廳批準(zhǔn)的實(shí)施方案進(jìn)行的。根據(jù)南通市各縣(市、區(qū))氣候、土壤、作物種植結(jié)構(gòu)和管理水平，選取了8個(gè)小型樣點(diǎn)灌區(qū)，2個(gè)中型樣點(diǎn)灌區(qū)，1個(gè)大型灌區(qū)，共45個(gè)典型田塊，典型田塊以水稻種植為主，結(jié)合旱作物、蔬菜、果園、大棚等種植作物。樣點(diǎn)灌區(qū)及典型田塊分布合理，符合選取規(guī)定要求，樣本在各種自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、管理水平下均具有較好的代表性，測(cè)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(jì)測(cè)量渠首取水量，其他縣區(qū)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(cè)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(jié)合的測(cè)量方法。因此，根據(jù)灌區(qū)特點(diǎn)而選取的測(cè)算方法，提高了測(cè)試精度，測(cè)算工作采用適合各類型灌區(qū)的測(cè)算方法是相對(duì)合理、可靠的。

南通市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)的變化趨勢(shì)與現(xiàn)有文獻(xiàn)的規(guī)律描述基本符合。通過(guò)對(duì)南通市內(nèi)的各類型灌區(qū)進(jìn)行比較，結(jié)果亦基本吻合，表明測(cè)定成果是可靠的。

4.3 測(cè)算成果影響因素分析

管理水平對(duì)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)有較大影響。管理水平的影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是灌區(qū)的硬件設(shè)施方面。管理水平高的灌區(qū)，防滲效果較好。而管理水平低的灌區(qū)，存在設(shè)施損壞等導(dǎo)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(qū)，用水戶都有較強(qiáng)的節(jié)水意識(shí)，在灌溉制度方面，也會(huì)依據(jù)作物的生長(zhǎng)期采取不同的灌溉方式，例如水稻灌溉多采用淺濕節(jié)水灌溉、控制灌溉等高效節(jié)水灌溉模式，不僅提高了田間水利用率，同時(shí)達(dá)到高產(chǎn)的目的。另外在一些有條件的灌區(qū)，如啟東、海門等縣(市、區(qū))的大棚設(shè)施農(nóng)業(yè)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(qiáng)節(jié)水灌溉測(cè)試必要性、重要性的認(rèn)識(shí)，便于縣(市、區(qū))及早統(tǒng)籌，做好測(cè)算各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

(2)普及節(jié)水灌溉知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)灌區(qū)人員的專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)。加強(qiáng)田間管理，減少田間滲漏，目前灌溉節(jié)水側(cè)重于渠系輸水效率的提高，但田間節(jié)水仍有較大的空間。

(3)加強(qiáng)對(duì)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算項(xiàng)目技術(shù)人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高測(cè)算分析技術(shù)及理論水平。

(4)繼續(xù)加大農(nóng)田水利工程建設(shè)。需要繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)灌區(qū)的渠系維修、改造力度，對(duì)部分灌區(qū)內(nèi)的土渠進(jìn)行改造，對(duì)已全部硬質(zhì)化的灌區(qū)開展維護(hù)保養(yǎng)工作。加強(qiáng)灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建設(shè)自動(dòng)化量水設(shè)施。

此外，依托小型農(nóng)水工程等工程不斷加大整個(gè)區(qū)域的水利工程建設(shè)，加強(qiáng)泵站的管理及管理人員的培訓(xùn)，從管理上、工程建設(shè)上兩手發(fā)力，以樣點(diǎn)灌區(qū)為典型，以點(diǎn)帶面，不斷提高南通市農(nóng)田灌溉水平。