农田灌溉水有效利用系数研究

李 斌万利军

（1.扬州市勘测设计研究院有限公司，江苏 扬州 225000；2.宜兴市水利农机局，江苏 无锡 214207）

0 引言

灌溉用水有效利用系数即灌溉水利用系数，是指灌入田间可被作物利用的水量与灌溉系统取用的灌溉总水量的比值，其与灌区自然条件、工程状况、用水管理、灌水技术等因素有关，是评价灌溉用水效率的重要指标。江苏省已把这项指标列为水利现代化和农业现代化建设考核的重要指标之一。

1 灌区选择与测算方法

1.1 样点灌区选择

宜兴市地处江苏省南端、沪宁杭三角中心，总面积为19.97万hm2（299.5万亩），耕地面积为6.14万hm2（92.06万亩），灌溉面积为5.52万hm2（82.85万亩），农田有效灌溉面积为5.22万hm2（78.25万亩）。经过多年的小型农田水利建设，目前全市拥有节水灌溉面积2.60万hm2（39.02万亩），其中，高效节水灌溉面积为0.12万hm2（1.87万亩）。全市现有灌排泵站1898 座，总装机3.25万kW，设计流量390 m3/s；建成输水渠道总长5377.79 km，其中，暗渠254 km、衬砌明渠1445.7 km，占总长的26.7%。现状灌溉水利用系数为0.60左右。

宜兴市灌区多为小型提水灌区，在选择样点灌区时，应综合考虑现有工程设施状况、管理水平、灌溉水源条件、作物种类和种植结构、地形地貌等因素，同时要具有一定的观测条件和灌溉用水管理资料等。同类型样点灌区选择时重点兼顾不同工程设施状况和管理水平等，使选择的样点灌区综合后能代表该类型灌区的平均水平。经综合比选，本次选择分布在平原区的6 个小型灌区作为灌溉系数测算的样点灌区，即：李家灌区、东湖背灌区、同里灌区、沙滩灌区、北新灌区、南塘灌区，种植作物均为单季水稻，灌区的基本情况如表1 所示。研究样本中面积单位选择以亩为单位。

1.2 观测与计算方法

为了能够反映灌区灌溉水利用的整体情况，观测时间基于水稻全生育期。同时为便于汇总分析，计算分析时段采用日历年。测算灌区的灌溉工程现状水平年为2014年。根据各样点灌区的实际情况，采用了补偿流量积算记录仪6 套、明渠流量计2 套及现有的RTK 实时差分定位测量设备，并确保测算设备的精度。

根据《全国灌溉用水有效利用系数测算分析技术指导细则》所确定的首尾测算分析法，即直接用灌入田间可被作物吸收利用的水量（净灌溉用水量）与灌区从水源取用的灌溉总水量（毛灌溉用水量）的比值来计算灌区灌溉水有效利用系数，计算公式如下：

式中：

表1 样点灌区基本情况表

η—灌区灌溉水有效利用系数；

W净—灌区净灌溉用水总量，m3；

W毛—灌区毛灌溉用水总量，m3。

1.2.1 典型田块净灌溉用水量的测定方法（淹水灌溉）

典型田块净灌溉用水量采用水位变化法测定（水田），即：

式中：

hi—灌水深度；

he—灌水结束后田面水深；

hs—灌水开始时的田面水深。

分别测量灌水前有水层田块和灌水前无水层田块的灌水深度，田块净灌溉用水量等于实际灌水深乘以典型田块的面积。

1.2.2 样点灌区净灌溉用水量的推求方法

样点灌区的田块高程虽不同，但与其相邻的典型田块相差不大，故可用典型田块的实际灌水深度来代替样点灌区田块的实际灌水深度。

1.2.3 样点灌区毛灌溉用水量的推求方法

毛灌溉用水量采用灌区全年从水源地引入（取用）用于农田灌溉的水量。本次分析测算的6 个样点灌区中，均安装了插入式超声流量计，则灌区毛灌溉用水量等于水泵（泵站）的出水流量。这样，测得的毛灌溉用水量更为准确。

1.2.4 样点灌区灌溉用水有效利用系数计算

样点灌区灌溉用水有效利用系数是指样点灌区净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值。计算公式如下：

式中：

η样—样点灌区灌溉水有效利用系数，%；

W净—样点灌区净灌溉用水总量，万m3；

W毛—样点灌区毛灌溉用水总量，万m3。

1.2.5 宜兴市农田灌溉用水有效利用系数均值测算

宜兴市农田灌溉用水有效利用系数是指各区净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值。计算公式如下：

式中：

η市—宜兴市农田灌溉水有效利用系数平均值，%；

W净—宜兴市净灌溉用水总量，万m3；

W毛—宜兴市毛灌溉用水总量，万m3。

在已知各样点灌区灌溉水利用系数和灌溉用水总量的情况下，各市、区农田灌溉用水有效利用系数计算公式为：

式中：

ηi—第i 个样点灌区的灌溉水利用系数，%；

Wi—第i 个样点灌区的毛灌溉用水总量，m3。

2 结果与分析

宜兴市小型灌区灌溉水利用系数实测结果如表2、表3。

表2 宜兴市小型灌区灌溉水利用系数实测计算表

表3 宜兴市小型灌区灌溉水利用系数计算表

通过对比6 个灌区灌溉水利用系数平均值，得出影响灌溉水利用系数的最主要因素是水资源供需状况、节水灌溉工程状况、灌溉规模和灌溉管理水平等。东湖背灌区灌溉水有效利用系数达到了0.668，结果分析是由于该灌区于2013年进行了渠系改造，建设效果已得到充分体现；北新灌区虽然现有工程设施完好程度仅为中等，但灌溉水有效利用系数也达到了0.641，究其原因是由于北新灌区地下暗渠占的比重大，灌溉水不易流失，节水效果较好；这次测试最差的宜兴南塘灌区灌溉水有效利用系数只有0.625，其主要原因是工程设施比较陈旧，导致灌溉水流失。但总体上看，全市测算得出2014年农田灌溉用水有效利用系数平均值为0.639，测试结果基本反映了宜兴市农田灌区目前的管理水平以及近年来实施节水灌溉取得的成效。因此，2014年宜兴市农田灌溉用水有效利用系数的测算分析结果是合理可靠的。

3 结论与建议

通过开展宜兴市农业灌溉水有效利用系数测算分析工作，有助于了解本地灌溉现状、管理水平，为渠系改造提供理论依据。

为了今后更好地开展此项工作，笔者提出以下建议：

（1）普及灌区群众节水科技知识，加强对灌区农技人员的技术指导，转变传统的水稻作物灌溉方式。

（2）进一步加强各灌区的小型农田水利基础设施建设力度，尤其是进行节水效果好的地下暗渠建设。

（3）在有条件的灌区加强配置量水设施，真正做到“节水灌溉，提高产量”。