農業灌溉典型區用水量監測和統計方法探索與實踐

孫世霞 陳 沭 盛茂剛

一、前言

從2012年至今，青島市被水利部水文局確定為全國用水總量監測工作試點市，通過精心部署、科學謀劃，青島市水文局建成了“四級建制（市水文局—縣水文局—鎮水文服務中心—村水管員）、三級雙管雙財（市—縣—鎮）、基層水文服務體系和管理體系；在監測方法上敢于突破，進一步提升集中供水實測監測率，鄉鎮集中供水實行巡查抄表員制度，監測資料實行逐級匯交、分級審核，探索出一條用水總量監測的新路子。農業灌溉用水量是用水總量的重要組成部分，青島市農業灌溉水量約占全市總用水量的40%，由于農業灌溉取水分散、水源成分復雜，且絕大部分沒有水量計量設施，目前仍然是用水總量監測的難點和薄弱環節。可以說，準確監測農業灌溉用水量是全面做好用水總量監測工作的關鍵。為此，2015年青島市水文局在膠州開展農業灌溉用水量監測試點工作，采用“典型村”和“典型戶”相結合的方式，著力解決非充分灌溉條件下的次灌溉定額、灌溉面積和灌溉次數的確定問題，配合嚴格的監管制度和監測方法，探索農業灌溉用水量監測切實可行的路徑和方法，切實解決全市農業灌溉用水量監測不實、不準的問題，進一步夯實用水總量數據的準確性和科學性，提升水文服務社會和政府的能力，為全國用水總量監測提供試點經驗。

二、典型村、典型地塊選取和測量

根據往年農業灌溉用水量監測的經驗，農業灌溉用水定額和實際灌溉面積是用水總量監測的兩要素，二者缺一不可。本次典型試點工作分兩步同時進行：典型村試點和典型地塊試點。其中典型村試點的目的在于探索以村為單位如何準確直觀地獲取實際灌溉面積，有效解決農業灌溉用水戶“澆不澆、澆幾遍、澆多少”的數據統計的任意性，為精確測算實際灌溉面積提供借鑒。典型地塊試點的目的在于探索以地塊為單位，更加準確地獲取不同土壤類型、作物種類所需的灌溉水量，為精確測算不同土壤類型的灌溉定額提供借鑒。

1.選取試點典型村

在如何精確掌握實際灌溉面積上，經分析認為，實際監測的范圍不宜過大，太小又沒有代表性和可推廣性，應以一個村為單位較為適宜。經現場查勘，確定農業灌溉水源、土壤類型、種植作物等類型相對豐富且均具有典型代表性的膠州市鋪集鎮東皇姑庵村為此次試點工作的“典型村”。東皇姑庵村位于膠州市鋪集鎮中南部，鎮駐地以南3km，位于膠河上游的西岸，是一個典型的以農業為主的村莊。全村目前共有280戶，1200人，耕地面積1500畝，主要是種植糧食作物和蔬菜，主要作物類型為小麥、玉米、土豆和花生。全村土地土壤分為棕壤土、潮土和砂姜黑土三種類型，涵蓋膠州市95.56%的土壤類型，其中膠河以南的地塊屬于砂姜黑土，村東沿河區域屬于潮土，村西丘陵地帶屬于棕壤土。

表1 典型村主要農灌取水口表

表2 典型村各地塊土地面積測量結果表（部分）

表3 典型地塊基本情況表

表4 農業灌溉典型區用水量臺賬表

表5 實測水泵流量校核表

表6 典型地塊灌溉水量統計表

全村的農業灌溉水源以地表水為主，地表水源主要為村東側的膠河，其中村西南側有小農水項目建設的集中灌溉設施，通過提水泵站和輸水低壓管道鋪設到各個地塊，各戶通過刷卡繳費的方式買水灌溉，灌溉水量都有固定的流量計計量。東皇姑庵的取水水源比較單一，形式較統一，取水地點相對固定便于控制，宜采用水源控制法控制典型村的實際灌溉情況，表1為典型村主要農業灌溉取水口情況表。

為了更精確地掌握典型村及典型地塊的灌溉情況，委托專業測繪公司對典型村的農業種植用地進行詳細的平面測量，確定每塊地塊的邊界、面積和所屬農戶，并將各地塊的面積、戶主和作物類型繪制成矢量圖，導入GIS地圖。表2為部分地塊面積測量結果表。

2.選取試點典型地塊

為充分體現典型地塊的代表性，以作物和土壤類型來進行分類，作物分為小麥/玉米、花生、蔬菜三大類，土壤按照棕壤、潮土、砂姜黑土分為三項，據此共分為9個典型地塊。分別為：棕壤土地，種植小麥/玉米、花生、土豆的3個地塊；潮土地，種植小麥/玉米、花生、土豆的3個地塊；砂姜黑土地，種植小麥/玉米、花生、土豆的3個地塊。詳細摸清典型地塊的面積、灌溉所用水源類型、主要灌溉方式、所使用的灌溉器具等基本情況。表3為典型地塊基本情況表。

三、農業灌溉用水量監測和統計

1.農業灌溉用水量統計、上報方法

農業灌溉典型村設立專門的監測機構和辦公場所，設立一名負責人和一名水管員，負責典型村和典型地塊的監測和數據上報工作，工作任務由水文局直接管理安排，同時接受鎮水文服務中心的監督管理。典型村所有用水戶在每次灌溉前需向所負責的水管員上報，對每次灌溉的抽水時間、出水量、灌溉面積、取水水源等進行記錄，灌溉完成后由民戶、水管員現場填寫灌溉情況調查表并簽字，村負責人每月將每戶灌溉情況按照設計好的表格填寫后上報，并要求水管員每天至少巡查兩次灌溉情況。表4為典型村內農業灌溉典型區用水量臺賬表。

2.實際監測數據的獲取

根據所選村地塊分布特點和所屬民戶灌溉設備情況，由水文局組織現場試驗，利用流量計量設備準確測試每處典型地塊灌溉所用設備單位時間內固定距離的取水量，作為水管員監測計算灌溉水量的基礎依據。在此基礎上，根據水管員現場監測的灌溉歷時，得出每畝次灌溉水量。表5為各種型號的噴灌機實測水泵流量校核表。從表5可以看出，水泵測定的流量除了與時間有關外，還與出水口與水泵的距離有關，距離越遠，出水量越小。根據每個地塊的面積、地塊所用設備情況和灌溉歷時，計算出每畝次灌溉水量。

四、監測結果

對典型村監測、統計上報的原始數據進行分析，匯總計算典型村逐月、每季度和全年實際灌溉面積和灌溉水量。由于農業灌溉典型區的設置和準備工作開展歷經了近6個月時間，典型村和典型地塊農業灌溉用水量的監測從2015年7月1日開始，獲取了從7月1日至今的典型村和典型地塊用水量數據。2015年青島市降水量很少，采用距典型村僅1000米左右的紅旗水文站資料，7月1日～12月1日累計降水量僅為162.8mm，由于當地沒有地下水，干旱導致典型村灌溉水源明顯不足，平塘干涸，導致下半年灌溉用水量少，2015年7月1日至今典型村農業灌溉用水量為7876 m3，其中玉米灌溉水量3925.2 m3，土豆灌溉水量 3575.2 m3，花生灌溉水量為375.6 m3。對典型地塊統計上報的原始數據進行分析，典型地塊灌溉水量統計情況見表6。

五、結論

青島市作為全國用水總量監測試點市，農業灌溉用水量監測試點工作的開展著重于摸清實際灌溉面積和核實對比次灌溉定額這兩個難點問題，從而切實解決農業灌溉用水量監測不實、不準的問題，為全國農業用水總量監測提供試點經驗。

（1）充分調研夯實了試點工作的基礎。做好前期信息的收集與篩選，摸清試點區基本情況，有效地保證了試點監測數據的代表性與科學性。

（2）科學監管為試點工作提供了保障。實行雙人負責、雙重管理、雙向監督的工作體制。通過日登記、旬抽查、月巡查等方法，結合實際調查、現場監督和年終考核，嚴把數據質量關，確保數據準確可靠。

（3）此次農業灌溉試點，還建立了膠州市灌溉試點監測信息系統，顯著提升用水總量監測數據的時效性、可靠性和完整性。為進一步推進農業灌溉用水的科學分析，智慧農業發展和農田灌溉現代化，積累了科學數據