农田灌溉水系数测算分析
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摘要：农田灌溉水有效利用系数开展是国民经济社会发展“十二五”规划中的一项重要水利指标，是国家实行最严格水资源管理制度“三条红线”控制的主要指标之一。安吉县根据省、市技术细则要求开展了农田灌溉水有效利用系数测算分析工作，选取了6个样点灌区，6处典型田块，并建设了相应的量水设施。通过观测整理各样点灌区的相关灌溉用水管理、气象、灌溉试验的数据资料，结合全县不同规模、类型灌区灌溉用水情况，分析推算全县灌溉水有效利用系数。
关键词：农田灌溉；灌溉水有效利用系数；测算分析
1灌区概况
1.1农田灌溉概况
安吉县地处浙江西北部，北依天目山，面向沪宁杭，下辖15个乡镇街道，总面积1886km2。根据有关文献资料显示：2015年安吉县耕地有效灌溉面积23017hm2，实际灌溉面积20253hm2。农作物播种面积总计40311hm2，其中粮食作物面积25458hm2，占播种总面积63.15%。现有灌区932处，无大型灌区，全县中型灌区：667hm2（1万亩）~3333hm2（5万亩）的中型灌区4个，有效灌溉面积5497hm2，3333hm2（5万亩）~10000hm2（15万亩）的中型灌区1个，有效灌溉面积6733hm2，667hm2以下的小型灌区有927个，有效灌溉面积10786hm2[1]（见表1）。全县主要耗水农作物为单季稻，其他还有油菜、蔬菜等经济作物种类，全县农田灌溉用水量为9973.75万m3。
1.2不同规模与水源类型灌区情况
按灌区规模分，安吉县无大型灌区，全县中型灌区共5个其中4个为自流引水灌区，1个为提水灌区，其中667hm2≤A中型＜3333hm2档次的自流灌区3个，提水灌区1个；3333hm2≤A中型＜10000hm2档次的自流灌区1个，全县小型灌区共927个，其中小型提水灌区126个，小型自流灌区801个。安吉县不同规模与水源类型灌区情况见表2。
2样点灌区选择及代表性分析
2.1样点灌区选择
根据浙江省农田灌溉用水有效利用系数分析技术指南（以下简称技术指南）及有关规范，采用配额抽样法按照不同的灌溉规模、灌溉水源、工程设施状况与管理水平等因素进行选择。为了测算分析得到的灌溉水有效利用系数具有可比性，2015年度的测算选择样点灌区延续2014年，且样点灌区未发生变化，选用的样点灌区6个，其中中型灌区2个：赋石水库灌区、大河口水库灌区；小型灌区4个：黄水塘水库灌区、大堰冲水库灌区、红卫机埠灌区和虎尾灌区。
2.2数量分布代表性分析
安吉县样点灌区共6个，占全县灌区数量总数的0.64%。其中大型灌区0个，中型灌区2个，占相应档次灌区数量的40.00%，满足省级对各个中型档次样点灌区的数量不应少于该区域相应档次灌区总数的5.00%；小型灌区4个，其中提水灌区2个，自流灌区2个，占全县小型灌区数量的0.43%。
2.3空间分布代表性分析
选取的6个样点灌区，有效灌溉面积7823hm2，占全县有效灌溉面积的41.53%，中型667hm2≤A中型＜3333hm2样点灌区1个，有效灌溉面积939hm2，占全县中型灌区有效灌溉面积的7.67%。中型3333hm2≤A中型＜10000hm2样点灌区1个，有效灌溉面积673hm2，占全县中型灌区有效灌溉面积的55.05%；小型灌区4个，有效灌溉面积151hm2，占全县小型灌区有效灌溉面积1.40%，满足规定1.00%需求。全县地形地貌以山地丘陵和平原为主，样点灌区的地形地貌也有山区、丘陵和平原，其规模及区域上分布比较均匀，具有一定的代表性，为灌溉水利用系数测算工作的有效开展提高了保障。
2.4合理性分析
样点灌区的基础设施基本能保障测算分析工作的开展，同时配备了专门的量水设施，保证及时方便、可靠的获取测算分析基本数据；水源条件多样，选取的样点灌区也代表了不同的水源情况，如单一水源的大河口灌区、大堰冲灌区，有水源情况复杂的赋石灌区；管理水平高低不一，如大河口水库灌区属于县水利局管理，赋石灌区由赋石渠道管理处负责管理，其他小型灌区由所在行政村管理；地形地貌也基本上代表了安吉县以山地丘陵以及平原为主的地形地貌特点，从以上4个方面分析选取的样点灌区是合理的。
2.5灌溉水代表年分析
根据调查统计，一般4—10月为安吉县农作物的主要灌溉期，全县灌溉期多年平均降雨量为1059.6mm，2015年全县灌溉期降雨量为1130.5mm，根据多年水位频率分析，安吉县水文频率为45%左右，属于平水年偏丰。2015年降雨主要集中在5—9月，属于农作物的主要灌溉期（4—10月），对今年灌溉产生较大影响（灌溉用水量较少）。
3典型田块选择及量水方案选定
典型田块选择需满足作物单一、进出水口单一、作物种类、灌溉方式、畦田规格、地形、土地平整程度、土壤类型、灌溉制度与方法、地下水埋深等方面的代表性，并且满足不同类型样点灌区田块数量和面积要求。样点作物确定：根据6个样点灌区当年实际作物种植情况统计，确定作物种植面积比重较大（10%）的作物为该样点灌区主要耗水作物，考虑在湖州市全市典型田块测量资料共享原则，根据安吉县种植结构现状及作物耗水情况，选择4种样点作物，分别是单季水稻、油菜、果用瓜和蔬菜。量水方案选定：安吉县选定的典型田块6个，2015年主要对已选定的6处典型田块工程设施进行维护。根据安吉县灌区情况，典型田块对应的末级渠道相对规整，有一定的直线段，且有跌坎，保证修建设施后不出现淹没流，采用修建量水槛进行量水，结合现场考察情况，最终确定安吉县典型田块量水方案。典型田块及配套量水设施选定情况见表3。
4样点灌区灌溉水有效利用系数测算分析
采用“首尾测算分析法”测算灌溉水有效利用系数。即直接用灌入田间可被作物吸收利用的水利（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，
4.1典型田块年平均净灌溉用水量确定
典型田块净灌溉用水量的确定方法主要有：直接量测法和观测分析法2种方法。直接量测法影响因素多不容易掌握，需要的人力物力也较多，考虑实际推荐使用观测分析法确定典型田块年平均灌溉用水量。（1）典型田块年平均灌溉用水量w田的测算：采用在典型田块的末级渠道安装量水设施，通过观测得到田间的实际灌溉水量（1）式中：w田为典型田块某种作物年平均灌溉用水量，m3/hm2；W毛i为年内某次典型末级渠道灌溉用水量观测值，m3；W渠损i为年内某次末级渠道量水处至田间进水口渠道损失水量，m；A田为典型田块灌溉面积，hm2。（2）典型田块年净灌溉定额M的确定：主要是依据水量平衡原理计算典型田块某种作物当年净灌溉定额M，部分根据当年灌区水文年型采用《浙江省农业用水定额》标准相关作物经灌溉定额内插得到作物净灌溉定额M。（3）典型田块亩均净灌溉用水量w田净的确定：在获得典型田块的净灌溉定额M和年平均灌溉用水量w田后，将二者进行比较。当k×w田≥M时，灌水充分，w田=M；当k×w田＜M时，灌水不充分，w田=k×w田，其中k为折算系数，主要反映灌溉管理情况和量水精度等，根据安吉县具体情况，对于旱作物，k可以取0.80~0.90；对于水稻，k可取0.80~0.95。样点灌区典型田块量水情况见表4．
4.2样点灌区净灌溉用水量确定
根据观测和分析得出作物年亩均净灌溉用水量w田净k，计算样点灌区年净灌溉用水量，计算公式：
4.3样点灌区毛灌溉用水量确定
测算各样点灌区的毛灌溉用水量，在全面调查安吉县各样点灌区的不同水源情况和数量基础上，依照主要水源的灌溉水量以样点灌区渠首安装量水设施量测，其他水源根据径流系数法、复蓄次数法、其他水源灌溉水量比例法来确定，综合主要水源和其他灌溉水量得到样点灌区毛灌溉用水量。
4.4样点灌区灌溉水有效利用系数测算
2015年安吉县样点灌区灌溉水利用系数测算方法采用“首尾测算法”。通过优化比选，基本完成了全县样点灌区毛灌溉水量和典型田块用水量的量水方案以及相关设施的建设，并进行观测。根据样点灌区确定的净灌溉用水量和毛灌溉用水量计算样点灌区水利用系数。
5全县灌溉水有效利用系数测算分析
全县灌溉水有效利用系数是指全县年净灌溉用水量与年毛灌溉用水量的比值。在已知各规模与类型灌区灌溉水有效利用系数和年毛灌溉用水量的情况下，全县灌溉水有效利用系数按式（5）计算6结论和建议（1）通过测算分析，安吉县2015年灌溉水有效利用系数为0.6240，较2014年0.6130提升了0.0110，主要是2015年建立健全了系数测算网络，加强了灌区灌溉用水管理，提高了灌溉水的利用率。（2）2015年度继续加大了节水灌溉投资力度，全县农建系统完成投资比2014年增加了16.7%，提升了全县节水灌溉面积，固定式喷微灌设施的灌溉水平，进一步改善了水利工程基础设施，在农田灌溉方面发挥了一定的效益。（3）加强样点灌区和典型田块设施建设，严格控制进出水口，避免未经计量的水源进入测点，避免出现边灌边排现象；加强群众对试验点的保护意识，避免对观测设施造成人为破坏；加强观测人员培训工作，规范观测台账，确保数据完整、可靠和准确。（4）逐步升级优化量水设施，提高测算精度，普及便捷、准确的量测仪器进行自动化监测。改善观测设施与条件，实现灌溉水有效利用系数观测的信息化和自动化。
参考文献：
[1]安吉县水利志编纂委员会．安吉县水利志[M]．北京：方志出版社．2005．
[2]胡荣祥，郑世宗．2016版浙江省农田灌溉水有效利用系数分析(培训教材)[R]．杭州：浙江省水利河口研究院，2016(4)：55-59．
[3]中国水利水电研究院．灌溉渠道系统量水规范：GB/T21303—2007[S]．北京：中国水利水电出版社，2008．
作者：贾伟 单位：安吉县赋石渠道管理处