水文气象资料在灌溉水定额分析中的应用

谢运山

（江苏省水文水资源勘测局镇江分局，江苏镇江，212003）

目前全国各地都在进行农田灌溉用水有效利用系数测算，在进行系数测算时都需要测定毛灌溉用水定额和净灌溉用水定额，以此来计算出有效利用系数［1］。有效利用系数与农田水利工程措施和田间管理水平等密切相关，但灌溉用水定额却可以通过当年水文数据与往年水文数据相比较来分析其合理性。在进行合理性分析时一般涉及到降雨、蒸发、土壤墒情［2］、气温［3］等监测资料，有的还可以结合地下水监测资料进行分析。下面就简要介绍一下水文气象资料在灌溉用水定额合理性分析中的应用情况。

表1 2013、2014年镇江市面平均降雨量统计表

一、数据准备阶段

为了能够更准确地进行分析，需要将本地区及周边各市的相关资料收集起来，具体的资料涉及降雨、蒸发、墒情、气温、地下水等资料。如收集镇江地区的降雨资料时就涉及到周边的南京、常州、泰州、扬州等市的资料，这样在进行降雨量等值图绘制时就更完善、更全面。同样蒸发量数据收集时也可以将周边地区的资料收集起来。如进行镇江地区南部样点灌区毛灌溉用水定额分析时，可以利用常州的小河新闸蒸发站、镇江的丹阳蒸发站、句容蒸发站的资料。

本文主要是对2013年和2014年的灌溉用水定额情况进行分析，水文气象资料仅涉及这两年的资料。考虑到地下水水位有延迟性，本文在进行定额合理性分析时不作这方面的分析。

表2 降水量代表站统计表

二、灌区毛灌溉用水定额与往年灌溉定额的合理性分析

1.降雨量资料分析

以镇江地区为例，通过对收集到的降雨量资料进行分析，可知2014年镇江全市面平均降雨量为1086.2mm，接近多年平均值（1083.2mm）。2013年全市面平均降雨量只有870.0mm，属偏旱年份。2014年比2013年面平均降雨量增加24.9%。其中6-10月全市面平均降雨量2014年为502.2mm，2013年为214.3mm，增加134.3%。详见表1。

如以降雨量代表站的数据来进行分析，也可以看出2014年的降雨量比2013年的要多。详见表2。

降雨的增多导致灌区渠道和田间水渗漏相对减少［4］，使2014年毛灌溉用水定额较2013年偏小。

2.蒸发量资料分析

图1 蒸发站分布图

图2 2013、2014年蒸发量对比图

镇江地区目前有1个基本蒸发观测站句容站和1个自设蒸发观测站丹阳站；常州市有1 个基本站小河新闸蒸发站，与镇江市比较接近（具体位置见图1）。进行蒸发量对比分析时主要是利用这3个蒸发站的资料。

通过2013、2014年两年蒸发资料的对比分析，发现3 个蒸发站从东向西蒸发量越来越小，从蒸发站所处位置上可以发现，小河新闸位于平原河网地区，丹阳站位于平原河网地区向山丘区过渡地带，句容站位于丘陵地区。

丹阳蒸发站2014年6-10月蒸发量为378.8mm，比去年同期减少173.2mm，其中7-8月蒸发量为141.6mm，比去年同期减少170.8mm。句容蒸发站2014年6-10月蒸发量为381.8mm，比去年同期减少100.2mm，其中7-8月蒸发量为158.7mm，比去年同期减少101.4mm。小河新闸蒸发站2014年6-10月蒸发量为415.5mm，比去年同期减少226.7mm，其中7-8月蒸发量为161.5mm，比去年同期减少184.4mm。详见表3和图2。

表3 2013、2014年蒸发量统计表

从3 站平均值来看，2013年6-10月3 站平均蒸发量为558.7mm，2014年同期平均蒸发量为392.0mm，较 上年 少166.7mm。2013年7-8月3 站平均蒸发量为306.1mm，2014年同期平均蒸发量为153.9mm，较上年少152.2mm。

蒸发量主要受气候的影响，与气温有较大的关系。蒸发量的减少也同样导致田间水分损失的减少，毛灌溉用水量相对也减小。

3.墒情监测资料分析

镇江全市目前有丹阳、句容、丹徒3 个墒情监测站点，于2013年9月1日正式进行墒情监测。监测周期为每月3 次，逢1、11、21日进行，遇降雨日停止观测。见图4。

墒情监测主要是通过对土壤含水率的测定，来判定土壤干湿状况，从而为农田灌溉管理服务。

经对2014年的墒情资料进行分析，2014年灌溉期间3 个墒情监测站10cm 土壤含水率除极少数小于20%外，绝大多数在20%以上，属于偏湿状态。详见表4和图3。

表4 2014年墒情监测站10cm土壤含水率表单位：%

表5 2013、2014年6-10月大于35℃高温天数对照表

表6 2014年毛灌溉用水定额分析表

图3 2014年6-10月10cm土壤含水率图

图4 镇江市墒情监测站点现状分布图

4.高温天数资料对比分析

经统计，2013年全市6-10月平均大于35℃高温日数38 天，2014年高温天气仅为5 天，详见表5。2013年长时间高温天气加快了渠道水面和田间叶面蒸发，导致田间需水量大增，毛灌溉用水定额也相对偏大。2014年的低温天气也是毛灌溉用水定额比2013年减少的原因之一。

通过以上相关水文、气象监测数据分析表明，2014年的高温天气较少、降水日数偏多、降水量偏大、蒸发量减少、土壤含水率高是导致2014年各灌区毛灌溉用水定额较2013年偏小的主要原因。

三、灌区毛灌溉用水定额的合理性分析

通过2014年各辖市（区0间毛灌溉水定额分析表明，句容市、扬中市、镇江市丹徒区灌溉水定额与《江苏省镇江市水资源开发利用现状调查分析》所分析成果基本吻合，详见表6。

对于毛灌溉水定额偏高的地区，建议开展对灌区土壤与作物水分状况、水土流失状况的监测与预报工作，并进行节水灌溉研究，使农田灌溉科学、合理，提高用水效率，有效保护有限的水资源。

通过对灌区水文气象资料的对比分析，结合各地的水资源开发利用现状调查分析成果，可以对灌区毛灌溉用水定额进行合理性分析。同时结合灌溉用水有效利用系数，对毛灌溉用水定额偏高的灌区，可以采取有针对性的改进措施，如加强灌区水利工程建设提高渠道防渗率、加强灌区用水管理、加强技术力量的指导和支持、加强量算仪器设备的更新、加强灌溉设施设备的改造、加强节水措施等，以进一步提高灌溉水利用有效系数。

［1］冯保清.我国不同分区灌溉水有效利用系数变化特征及其影响因素分析［J］.节水灌溉，2013(06).

［2］王喜枝，常介田，王立河，郑义，葛树春.灌溉条件下河南省土壤墒情变化规律初探［J］.河南农业科学，2012，41(2)：73-77.

［3］方诗标.农业灌溉水利用效率影响因素研究［D］.扬州大学，2013(2).

［4］高峰，黄修桥，王景雷，李英能.渠道防渗与灌溉用水有效利用系数关系分析［J］.中国水利，2009(03).