农田灌溉水有效利用系数测算分析

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　　摘要：所谓的农田灌溉水有效利用系数是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与水源地灌溉取水总量的比值。它反映灌区渠系输水和田间用水状况，是衡量从水源取水到田间作物吸收利用过程中灌溉水利用程度的一个重要指标，能综合反映灌区灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平，对农田灌溉的节水性能的评定有着重要意义。
　　关键词：农田灌溉水；有效利用系数；测算方法
　　一、概述
　　灌溉水有效利用系数测算主要步骤：样点灌区选择→典型田块选择→典型田块畝均净灌溉用水量观测与计算→样点灌区净、毛灌溉用水总量计算→全县中、小、纯井灌区系数计算→全县系数计算。基本资料收集：统计分析当年全县农田灌溉情况，包括作物种植结构、灌溉面积、节水工程建设与投资、管理改革等情况。收集灌区基本信息，包括灌区范围、实灌面积、水利工程设施（水源工程、渠系工程）、作物面积产量、降雨量、工程投入等。样点灌区选择：在全县灌区基本情况进行综合调研的基础上，分类汇总不同规模与类型灌区的灌溉面积、水源情况、水利工程设施现状等，选择不同规模（大、中、小）、类型（提水、自流引水）、工程状况、水源条件和管理水平，选择部分小型灌区、部分机井灌溉作为典型灌区进行全县农田灌溉水有效利用系数调查测算，构建相对灌溉水有效利用系数测算分析网络。样点灌区灌溉用水统计。在对样点灌区详细调查的基础上，规范整理样点灌区年度灌溉用水情况。测算样点灌区作物年亩均净灌溉用水量，结合灌区种植灌溉面积计算样点灌区全年净灌溉用水量。传统灌溉水有效利用系数的测算通常通过实测，获得不同级别典型渠道的渠道水利用系数，加权平均得到灌区干、支、斗、农各级渠道的渠系水利用系数；测量典型田块的田间水利用系数，采用系数连乘的方法得出灌溉水有效利用系数。传统测算方法主要存在以下困难和问题：① 测定工作量大；② 测试条件要求严格，实际测量中难以满足；③ 对测试手段和技术人员需求大；④ 典型测量获得的灌溉水有效利用系数的代表性差。为了避免传统测算方法存在的上述困难与问题，同时又满足提高测算灌溉水有效利用系数精度的要求，通常采用首尾测算分析法。首尾测算分析法是指直接测量统计灌区从水源引入（取用）的毛灌溉用水总量，通过分析测算得到田间实际净灌溉用水总量，田间净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值，即为灌区灌溉水有效利用系数。
　　二、具体案例分析
　　国那里引黄灌区位于山东省济宁市梁山县境内，在东经115°51′37″至116°21′26 ″，北纬35°36′36″至35°58′29″之间，西北濒临黄河，北与泰安市东平县相邻，东南与汶上、嘉祥两县接壤，西以梁济运河为界与陈垓引黄灌区为邻。始建于1967年，控制面积366平方公里，耕地面积38.89万亩。灌区经过几十年的发展，经当地政府的支持和灌区群众的努力，灌区配套工程逐渐完善，管理水平不断提高，现已成为上游自流、下游提水补源多种灌溉模式的大型灌区。田间地块选择：由于国那里灌区续建配套与节水改造工程项目正在进行，骨干工程渠道配套建设防渗率为70%以上；末级渠系配套建设尚未进行，再加上“两工”的消除，渠道破坏相当严重，破坏了农田灌溉条件，对灌区农田灌溉造成了很大的影响。同时，灌区所有排水沟道经多年运行，个别部位淤积严重，尚未配套治理，骨干排水工程及田间工程治理已迫在眉睫，这样，增加了灌区选择田间地块的难度。灌区为做好这项工作，在选择田间地块方面，徒步踏进田间，结合乡镇水利站人员，以尽量选择灌水条件较好的地块，确保测算数据的准确性。典型田块在上游区选择小安山西唐村3个典型田块，田块面积分别为3.5万亩，3.0万亩，3.2万亩；中游区选择馆驿镇任庄村，田块面积分别为4.0万亩，3.5万亩，4.0万亩；下游区选择韩岗镇李庄村，田块面积分别为4.5万亩，4.0万亩，4.5万亩。仪器配置：根据田间地块情况，便于测量，购置FDS-100便携式土壤水分传感器2套测量土壤含水率和CS-5型信息流量仪测量流速、GPS等测量工具。以上仪器采用铝合金防碰撞箱存放，坚固耐久，携带方便，适合野外长时间作业；配套的不锈钢采样接杆，使测量人员能在行走站立状态下调查大范围土壤墒情，也可以将水分传感器插入离地表层60cm的位置。数据测量：本年度每次农田灌溉用水前后，对所选择的田间地块，确定计划湿润层深度，使用FDS-100便携式土壤水分传感器进行量测：灌前土壤体积含水率、灌后土壤体积含水率。灌区工作人员根据《山东省灌溉水有效利用系数测算分析技术指南》，依据附表6典型田块量测记录表要求，进行量测。目前，国那里灌区由于工程极不配套，采用典型田块观测分析法较为困难，灌区采用了典型田块旱作物直接量测法。记录好每个典型田块的基本信息，每次灌水前，都详细地记录每次灌溉时间、分层进行量测灌前土壤体积含水率；每次灌水后，依据计划湿润层深度、分层量测灌后土壤体积含水率，然后，计算次亩均净灌溉用水量（m3/亩）。本年度引黄灌溉取水3次，分别为3月底和4月初（引黄灌溉用水量1876万 m3），灌溉冬小麦；6月份（引黄灌溉用水量2439万 m3），灌溉玉米；9月底和10月初（引黄灌溉用水量3465万 m3），灌溉冬小麦。土壤体积含水率冬小麦第一次量测时间3月15日-22日、玉米第一次量测时间6月8日—19日、冬小麦第二次量测时间10月9日-15日。国那里灌区测算分析成果：灌区2018年降水量为625.8mm，高于多年平均降水量595.6mm。净灌溉用水量为5369.73万m3，毛灌溉用水量为9996万m3，灌溉水有效利用系数为0.5372。
　　三、存在问题及改进措施
　　存在的主要问题是技术支撑力量有待进一步加强，典型观测工作还相对较为薄弱，测算分析网络尚需进一步完善，数据整理分析工作需要进一步规范等。为了更好地开展灌溉用水有效利用系数测算分析工作，建议如下：强化工作技术支撑。争取各级政府和水行政主管部门领导的重视和支持，保障工作经费，搞好基层管理人员技术培训，建立起稳定的技术支撑队伍。完善量水观测设施。根据灌区实际情况，确定好典型观测区与观测任务，结合高标准农田建设、小型农田水利工程、农业综合开发等项目建设，完善灌区量水设施和必要的观测试验设备，加强基础数据的观测与积累，为测算分析提供基础支持。建立测算分析网络。根据实际要求，在小型站灌区及井灌区，选择不同类型的样点灌区，既要保证样点的稳定性，又要兼顾样点的动态代表性，构建好全县灌溉用水有效利用系数测算分析网络。规范测算分析方法。进一步完善数据整理分析工作程序，充分利用计算机与信息技术，不断提高技术工作效率与成果准确性。对样点灌区有灌溉用水的试验观测和统计资料，认真分析后采用；对样点灌区缺乏试验观测和统计资料的，必须进行实地调查，并依据调查结果计算分析后，方可采用。加强节水措施研究。分析工程建设、设施改造、建后管护等不同节水措施对灌溉用水的影响，
　　评价不同环节节水改造的投入对灌溉用水效率提高的贡献度等，为政府部门对灌溉工程节水改造宏观决策提供技术支撑。
　　参考文献
　　[1] GB/T 21303-2007. 灌溉渠道系统量水规范[S]. 2007
　　[2] 水利部.全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则 [S].
　　（作者单位：梁山县引黄灌区管理局）
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