贵港市农田灌溉水利用系数测算与变化趋势分析

马丹荣

(玉林市水利电力科学研究院，广西 玉林 537000)

贵港市农田灌溉水利用系数测算分析工作在广西壮族自治区水利厅统一部署下开展，自2014年首次开始进行观测，并列为落实最严格水资源管理制度考核的重要指标。至2022年，贵港全市观测样点灌区数量由2014年的15个增长至24个，测算系数值由0.447提高至0.516，在观测工作中积累了丰富的经验。

1 农田灌溉及用水情况

贵港市坐落在珠江流域最大的冲积平原——浔郁平原的中部，郁、黔、浔三江交汇，属桂中旱片，下辖桂平市、平南县、港北区、港南区和覃塘区3区2县市，是广西的农业大市和重要商品粮生产基地，经济发展主要以农业生产为主。贵港全市灌溉耗水作物主要为水稻，其次为蔬菜、玉米、甘蔗、淮山、水果等，玉米、甘蔗、淮山等旱地作物大部分靠自然降雨补给。

至2022年，贵港全市共有3个大型灌区、19个中型灌区和726个小型灌区[1]，其中，大型灌区有效灌溉面积6.60万hm2，实际灌溉面积5.60万hm2，毛灌溉用水量6.57亿m3；中型灌区有效灌溉面积5.86万hm2，实际灌溉面积4.00万hm2，毛灌溉用水量4.96亿m3；小型灌区有效灌溉面积6.45万hm2，实际灌溉面积5.40万hm2，毛灌溉用水量5.78亿m3。

贵港市灌区灌溉水源主要为辖区内各大中小型水库、塘坝等。至2022年，贵港全市已建成水库286座，其中大型水库4座，总库容197045万m3，兴利库容60635万m3，设计灌溉面积9.00万hm2；中型水库17座，总库容44849万m3，兴利库容31260万m3，设计灌溉面积5.83万hm2；小(1)型水库60座，总库容17947万m3，兴利库容12740万m3，设计灌溉面积2.29万hm2；小(2)型水库205座，总库容7063万m3，兴利库容48022万m3，设计灌溉面积1.13万hm2。另外，还有塘坝工程5899座，总库容6703万m3，设计灌溉面积2.65万hm2[2]。

2 样点灌区选择

2014年，贵港市首次在全市开展农田水利用系数测算工作，当年共选择了15个观测样点灌区，其中大型样点灌区3个，中型样点灌区2个，小型样点灌区10个。随后各年度根据测算工作要求，逐渐增加样点灌区选择数量，保证测算结果的代表性。

至2022年，贵港在全市选择了24个观测样点灌区，其中大型样点灌区3个，中型样点灌区8个，小型样点灌区13个，具体分布：平南县1个大型灌区、2个中型灌区、6个小型灌区；港南区1个大型灌区、4个小型灌区；港北区1个大型灌区；桂平市4个中型灌区、1个小型灌区(高效节水灌区)；覃塘区2个中型灌区，2个小型灌区(含1个高效节水灌区)。

2022年贵港市样点灌区选择情况具体见表1。

表1 2022年贵港市样点灌区选择情况统计表

3 灌溉水利用系数测算分析

3.1 样点灌区灌溉水利用系数测算分析

贵港市灌溉水利用系数测算统一采用“首尾测算分析法”[3]，即直接采用净灌溉用水量与毛灌溉用水量的比值进行计算，不考虑输、配水过程损失。

根据量测得出的某种作物典型田块的年每667m2净灌溉用水量w田净，计算该灌区同区域或同种灌溉类型第i种作物的年净灌溉用水量wi，再根据灌区内不同分区不同作物种类灌溉面积，结作物年每667m2净灌溉用水量，计算得到样点灌区年净灌溉用水总量W样净[4]。

3.1.1 测算流程

确定样点灌区后，在每个灌区内根据要求选择观测典型田块，采用直接量测法测定每667m2净灌溉用水量，再以此推算灌区年净灌溉用水量，结合灌区实测年毛灌溉用水量，在此基础上计算得到灌区灌溉水利用系数。

3.1.2 典型田块选择

根据样点灌区规模及类型，结合田块面积、种植结构、灌溉条件等方面要求，进行典型田块的选择。至2022年，贵港全市样点灌区共选择典型田块121块，具体见表2。

表2 2022年贵港市样点灌区典型田块选择情况统计表

3.1.3 净灌溉用水量

典型田块净灌溉用水量采用直接量测法，具体有湿润灌溉水量观测法和淹水灌溉水量观测法等方法。湿润灌溉水量观测法适用于高效节水灌溉、沟灌、浇灌等灌溉方式的旱作物以及湿润灌溉方式的水稻等；淹水灌溉水量观测法适用于淹水灌溉方式的水稻等水田作物。

3.1.4 毛灌溉用水量

灌区毛灌溉用水总量W样毛是指灌区全年从水源(1个或多个)取用的用于农田灌溉的总水量，该水量通过实测确定，其值等于取水总量中扣除非农业用水量。一般利用水工建筑物、水尺、特设量水设施、自动量水设备等进行观测。

3.1.5 测算成果

样点灌区灌溉水利用系数计算公式：

η样=W样净/W样毛

(1)

式中，η样为样点灌区灌溉水利用系数；W样净为样点灌区净灌溉用水量，m3；W样毛为样点灌区毛灌溉用水量，m3。

3.2 市级灌溉水利用系数测算分析

在计算市级区域不同规模与类型灌区灌溉水利用系数时，通过将毛灌溉用水量简化为“水量权重(λ)”的方法计算系数，并以各样点灌区测算得到的灌溉水利用系数为基础，采用算术平均法分别计算市级区域对应规模灌区的灌溉水利用系数，并进一步计算得到市级灌溉水利用系数，计算公式：

η市=λ市大η市大+λ市中η市中+λ市小η市小

(2)

式中，η市为市级灌溉水利用系数；η市大、η市中、η市小为市域范围大、中、小型灌区的灌溉用水利用系数；λ市大、λ市中、λ市小为市域范围大、中、小型灌区水量权重。

4 测算成果与变化趋势分析

4.1 灌溉水利用系数测算成果

贵港市自2014年开展灌溉水利用系数测算分析工作以来，每年年初成立工作领导小组，选定技术支撑单位，通过对各样点灌区观测人员进行技术指导、现场培训等，顺利完成各年度测算任务。贵港市2018—2022年灌溉水利用系数测算成果具体见表3、图1。

图1 2018—2022年贵港市灌溉水利用系数年间对比图

表3 2018—2022年贵港市灌溉水利用系数年间对比表

4.2 测算影响因素分析

通过对贵港市2018—2022年灌溉水利用系数测算成果进行对比分析研究，影响系数测算成果的主要因素有灌区投资、工程管理、灌溉方式、年降雨量等。

4.2.1 灌区投资

贵港市2018—2022年各年度的灌溉水利用系数均有所增长，但增长幅度不一，2019—2022年每年较上1年系数增长幅度分别为1.65%、2.83%、0.79%、0.78%，由此可见，从2020年开始，系数增长幅度呈下降趋势，分析主要原因是2019—2020年每公顷投资较上1年均有较大幅度增长，最明显的是，2020年每公顷投资是2019年的3.6倍，因此2020年系数增长幅度是近5年来最大的。而2021—2022年每公顷投资较上1年均为负增长，前述分析可知，系数与每公顷投资呈正相关关系，加上随着测算工作的逐年开展，经验积累，根据实际情况不断增选样点灌区，使得测算结果更具有代表性，在同等条件变化不大的情况下，系数增幅减缓是符合实际的。

4.2.2 工程管理

灌区工程管理主要体现在管理队伍的素质和规模、管理手段的现代化程度等。通过对不同规模的灌区水利用系数进行比较可知，大型灌区灌溉水利用系数相对较高。分析主要原因，贵港市3个大型灌区均设置有专门的管理机构，管理制度及管理设施相对于中、小型灌区较完善，且目前大型灌区续建配套与节水改造工程基本完成，主要干支渠渠系衬砌率较高，维修养护资金落实有保障，管理水平相对较高。

4.2.3 灌溉方式

近年来，贵港市政府大力推行高效节水灌溉，高效节水灌溉面积达到0.92万hm2，占全市有效灌溉面积的5%，占全市节水灌溉面积的8%。通过对小型样点灌区水利用系数比较可知，高效节水灌区水利用系数值普遍较高，可达到0.90以上，主要是因为高效节水灌区采取了管灌、喷灌、微灌等节水措施，在灌区取水、输水、配水、灌水甚至排水的过程中减少灌溉水蒸发、泄露、渗漏、回流和滞留的损失，灌溉水利用系数得到显著提高。对于贵港市样点灌区而言，与工程节水相对较少且其他要素相近的灌区相比，节水灌溉面积越大的灌区，其灌溉水利用系数也更大[5]。

4.2.4 年降雨量

贵港市降雨存在时空分布不均现象。在时间上，降雨主要集中在4—8月，近似于两头小中间大的正太分布特征，尤以5—6月降雨量最多，在降雨量变差系数分析上，3—8月降雨相对稳定，其他月份稳定性较差。在空间上，桂平市降雨量最大，平南县等其他县市区降雨量相对较少。由于贵港市种植双季水稻，3—6月主要是早稻生长时段，7—8月主要是晚稻泡田期、复苗期，降雨充足，补充灌溉水量增加，则农田灌溉次数相对减少；9—10月水稻生长需水量相对不大，而同期降雨量减少，对农田灌溉用水影响不大。另外，各灌区所在位置地形地貌的差异，降雨量大小不同，灌区净灌水情况又有差别，对各灌区水利用系数测算分析也有一定影响。总体上，年降雨量越大的年份，灌溉水利用系数越大，呈正相关关系。

4.3 变化趋势分析

贵港市2018—2022年灌溉水利用系数由0.486提高到0.516，主要得益于近年来政府对灌区建设的持续投资和节水工程的推广实施，灌区渠系衬砌率和管理水平逐步提高。灌溉水利用系数增幅在2020年后有所减缓并趋于平稳，随着贵港市大中型灌区节水改造与续建配套、水价改革等项目相继完成，灌区灌溉方式和种植作物基本稳定，可以预见，贵港市灌溉水利用系数在未来一段时间内仍将保持平缓增长态势。

5 结语

通过对贵港市农田灌溉及用水情况、灌溉水利用系数测算工作开展情况以及2018—2022年的测算成果进行分析表明，影响测算成果的因素主要有灌区投资、工程管理、灌溉方式、年降雨量等，灌溉水利用系数仍会继续保持增长态势，但增幅趋于平缓，建议贵港市加大节水改造力度，加强灌区用水管理和宣传，完善节水管理制度，切实提高用水管理水平和灌溉用水效率。