福建省样点灌区灌溉水有效利用系数测算分析

2022-07-01黄文仲

水电与新能源 2022年6期

黄文仲

(福建省水利建设中心，福建福州 350000)

福建省已建成大型水库21座，中型水库186座，小型水库3 457座，此外还有众多的小塘坝，水库总库容198亿m3；其中以灌溉供水功能为主的大型水库9座，中型水库75座，小型水库2 428座。2020年，福建省有效灌溉面积1 597.7万亩，大型灌区4处，水源均为自流引水类型；中型灌区283处，其中：15～30万亩的中型灌区5处；5～15万亩的中型灌区63处；1～5万亩的中型灌区215处。小型灌区1 229处，小型灌区按水源类型分为提水与自流引水两类，其中：提水灌区26处；自流引水灌区1 203处。纯井灌区4 019处，其中土渠渠道地面灌类型245处；防渗渠道地面灌类型344处；管道输水地面灌100处、喷灌1550处、微灌1 780处。

根据《全国灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》，结合福建省灌区规模、水源类型、工程设施与管理状况等实际，样点灌区选择结果具体如下：

1)大型灌区。选择4个，分别为福清市东张灌区、东圳水库灌区、泉州山美灌区、龙海北引灌区(原九龙江北溪引水灌区)，均为自流引水类型。

2)中型灌区。选择21个，分别为黄岗灌区、永定灌洋灌区、南平建瓯东河灌区、浦城东风水库灌区、福鼎桑园灌区、福安茜安灌区、蕉城区马坂灌区、木兰灌区、萩芦溪灌区、惠安县惠女灌区、南安后桥灌区、南安县笋塔灌区、永春县桂玉灌区、宁化县沙坪灌区、宁化县石淮灌区、尤溪县坋头灌区、漳浦县朝阳灌区、诏安三姑娘灌区、龙文内林灌区、云霄向东灌区、长乐市莲柄港灌区。均为自流引水类型。

3)小型灌区。选择10个，其中自流引水类型9个，分别为上杭双丰灌区、漳平杨梅坑水库灌区、建阳香台灌区、武夷山古亭水库灌区、古田下龙港灌区、秀屿区石塘灌区、将乐县桃湖水利灌区、永安市青槐灌区、漳浦县浯江桥闸灌区；提水类型1个，古田九渡桥灌区。

4)纯井灌区。选择21个，分布于平潭、安溪、东山、秀屿等4个县(区)。其中土质渠道地面灌类型6个，防渗渠道地面灌类型6个，管道输水地面灌类型3个，喷灌类型3个，微灌类型3个。

1 样点灌区系数测算方法

1)大型灌区灌溉水有效利用系数。大型灌区灌溉水有效利用系数平均值，依据各灌区灌溉水有效利用系数与用水量加权平均后得到。计算公式为：

(1)

式中：η大i、W大i分别为第i个大型灌区灌溉水有效利用系数平均值和年毛灌溉用水量；N为大型灌区个数。

2)中型灌区灌溉水有效利用系数。首先以样点灌区测算值为基础，按算数平均法，分别计算1～5万亩、5～15万亩、15～30万亩各规模灌区的灌溉水有效利用系数平均值；然后按统计的1～5万亩、5～15万亩、15～30万亩灌区年毛灌溉用水量加权平均得到全省(区、市)中型灌区的灌溉水有效利用系数平均值。计算公式如下：

(2)

式中：η1-5、η5-15、η15-30分别为1～5万亩、5～15万亩、15～30万亩灌区的灌溉水有效利用系数平均值；W1-5、W5-15、W15-30分别为1～5万亩、5～15万亩、15～30万亩灌区的年毛灌溉用水量。

3)小型灌区灌溉水有效利用系数。小型灌区灌溉水有效利用系数平均值按照小型样点灌区算术平均值进行计算。

4)纯井灌区灌溉水有效利用系数。对于纯井灌区，首先采用算数平均法分别计算土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌5种灌溉工程类型样点灌区的灌溉水有效利用系数；然后，按不同灌溉工程类型的年毛灌溉用水量加权平均计算全省(区、市)纯井灌区的灌溉水有效利用系数平均值，计算公式如下：

(3)

式中：η土、η防、η管、η喷、η微分别为土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等5种类型样点灌区的灌溉水有效利用系数；W省土、W省防、W省管、W省喷、W省微分别为省级区域土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等5种类型纯井灌区的年毛灌溉用水量，万m3[1-4]。

2 样点灌区系数测算成果分析

2.1 灌区历年测算分析结果纵向比较分析

2.1.1 大型样点灌区

对比分析大型样点灌区历年灌溉水有效利用系数，基本趋势逐年递增，其中：东张灌区灌溉水有效利用系数由0.450(2011年)增加到0.481(2020年)；莆田东圳水库灌区灌溉水有效利用系数由0.429(2009年)增加到0.484(2020年)；泉州山美灌区灌溉水有效利用系数由0.442(2009年)增加到0.499(2020年)，漳州龙海北引灌区灌溉水有效利用系数由0.440(2011年)增加到0.455(2020年)；4个大型样点灌区2009-2020年灌溉水有效利用系数见表1。

表1 样点灌区(大型灌区)2009-2020年灌溉水有效利用系数

系数增长的主要原因是灌区续建配套与节水改造工程建设投入持续，灌区的工程状况得以持续改善。灌区续建配套与节水改造工程有很大一部分是渠系工程，工程实施后，对减少渠道的输水损失有一定的作用，从而能提高灌溉水有效利用系数。

2.1.2 中型样点灌区

对比分析中型样点灌区历年灌溉水有效利用系数，基本趋势逐年递增，分析主要原因是：我省中型灌区灌溉面积的比重较大，近10年来我省对中型灌区改造的投入力度也最大，本次选择连续多年开展骨干工程续建配套工程，且灌溉效益经逐年累积已基本体现的中型样点灌区21个，如龙岩黄岗灌区、龙岩永定灌洋灌区、漳州朝阳灌区、莆田秋芦灌区、泉州惠女灌区、宁德茜安灌区、三明石淮灌区、南平东河灌区、南平东风水库灌区、三明坋头灌区等。

龙岩黄岗灌区、宁德福安茜安灌区、宁德蕉城区马坂灌区等7个中型样点灌区有2009-2020年灌溉水有效利用系数数值，其他中型样点灌区有2017-2020年灌溉水有效利用系数数值；总体来看，基本趋势逐年递增，主要是由于近几年我省对田间工程的投入逐年加大；如龙岩黄岗灌区2009-2020年灌溉水有效利用系数由0.504～0.532。宁德福安茜安灌区2009-2020年灌溉水有效利用系数0.606～0.557，蕉城区马坂灌区2009-2020年灌溉水有效利用系数0.617～0.528，主要原因是2012年7月，超强台风“苏拉”在宁德登陆，宁德马坂灌区、宁德茜安灌区地处受灾中心，田间设施水毁情况相对较重，造成2012年后灌区系数有所下降，近几年灾后重建工作基本完成，原受灾灌区的系数增长逐步恢复正常水平。20个中型样点灌区 2009-2020年灌溉水有效利用系数见表2。

表2 样点灌区(中型灌区)2009-2020年灌溉水有效利用系数

2.1.3 小型样点灌区

龙岩上杭双丰灌区、龙岩漳平杨梅坑水库灌区等5个小型样点灌区有2009-2020年灌溉水有效利用系数数值，其他小型样点灌区有2017-2020年灌溉水有效利用系数数值；对比分析小型样点灌区历年灌溉水有效利用系数，基本趋势逐年递增，主要是由于近几年我省对田间工程的投入逐年加大，如本次选择的小型典型灌区中上杭、古田、建阳、武夷山、永春、仙游等县(市)在各年度建设任务完成后，田间灌排等小农水设施得到加强，有利于提高小型灌区农田灌溉水有效利用系数。所以，总体上小型灌区较上一年度略微增长。

另，三明永安市青槐灌区灌溉2017年灌溉水有效利用系数0.540低于2016年0.653；分析原因主要是青槐灌区由于局部水毁以及工程建设施工等原因，部分灌溉渠道未正常使用，灌溉水有效利用系数相对低。10个小型样点灌区 2009-2020年灌溉水有效利用系数见表3。

2.1.4 纯井样点灌区

平潭(渔庄)灌区、平潭(东坑)灌区、莆田秀屿区东湖纯井灌区等9个纯井样点灌区有2009-2020年灌溉水有效利用系数数值，其他纯井样点灌区有2017-2020年灌溉水有效利用系数数值；对比分析纯井样点灌区历年灌溉水有效利用系数，农田灌溉水有效利用系数维持在较高水平。主要是由于纯井灌区覆盖的范围小，输水过程的水量损失也相对小，影响农田灌溉水有效利用系数的关键是用水管理水平的高低，随着我省小型水利工程产权制度改革的深入，由农民自主经营管理的纯井灌区(灌片)数量逐年增加，使全省纯井灌区工程的总体管理水平逐年提高，此外，纯井灌区主要抽取地下水灌溉，灌溉可供水总量有限，为节省提水成本及节约用水，纯井灌区已逐步调整为种植低耗水作物，再加上农民的灌溉习惯与管理方式比较固定，每年的灌溉用水量与采用的灌水定额无太大差异，所以纯井灌区每年的农田灌溉水有效利用系数测算结果基本能维持在较高水平[5-8]。21个纯井样点灌区 2009-2020年灌溉水有效利用系数见表4。

表4 样点灌区(纯井灌区)2009-2020年灌溉水有效利用系数

2.2 灌区历年测算分析结果横向比较分析

2008～2020年，样点灌区年度间相比测算成果略有提高，大型灌区、中型灌区、小型灌区、井灌区样点同类规模间与不同规模间系数变化情况符合一般趋势规律，见表5。一方面是由于节水工程建设提高了样点灌区的农田灌溉水有效利用系数，另一方面，通过多年开展系数测算工作，各样点灌区积累了一定的工作经验，在分析确定作物亩均灌溉用水量，如何计量调查典型单元的取、用水量等方面提高了质量与精度，确保系数测算成果合理，最终反应到整体的系数测算成果可靠、可行[9]。