惠州市農田灌溉水有效利用系數測算分析

羅小妹

（惠州市市區河涌管理所，廣東 惠州516003）

灌溉水有效利用系數是指某一時期灌入田間可被作物利用的水量與灌溉系統取用的灌溉總水量的比值，是衡量從水源取水到田間作物吸收利用過程中灌溉用水有效利用程度的重要指標，能綜合反映灌區灌溉工程狀況、管理水平、灌溉技術水平。根據惠州市樣點灌區、典型田塊的特點，2018年全年日常用水過程中，采用以“首尾測算分析法”對各樣點的灌溉水有效利用系數進行實地測試與計算分析。

1 區域概況

惠州市位于廣東省東南部。惠州市河流眾多，全市集水面積超過1000 km2的河流有東江、西枝江、淡水河、公莊河、沙河和增江6條，集水面積大于100 km2以上河流有35條，水庫、湖泊約490座。

根據《2017年惠州市水資源公報》，全市農田灌溉用水量11.30億m3[1]，農田有效灌溉面積165.17萬畝，實灌面積151.42萬畝。灌區全部為中、小型灌區類型，無大型灌區和井灌類型。其中，中型灌區29宗，控制有效灌溉面積91.92萬畝。全市農田灌溉大多采用渠道輸水，灌區的主要水源類型為自流引水類型，實施的節水工程技術以渠道防滲為主。

2 樣點灌區選取及代表型分析

2.1 樣點灌區選擇

以《全國農田灌溉水有效利用系數測算分析技術指導細則》為依據。在全市灌區基本情況調查的基礎上，結合測算工作開展的條件，按照每種類型要有一定個數要求的樣點灌區，同時考慮到每個縣區有2～3宗樣點灌區，選取14宗樣點灌區，其中中型樣點灌區7宗，小型樣點灌區7宗，作為全市灌溉水有效利用系數測算的樣點灌區。樣點灌區基本信息見表1。

表1 惠州市樣點灌區基本信息表

2.2 樣點灌區代表型分析

選點綜合考慮了《技術細則》所限定的各種因素和廣東省水利廳工作的要求。

從水源類型上來看，有10宗灌區主要水源為水庫自流引水，4宗灌區為河道陂頭引水。

從灌區工程設施狀況、管理水平來看，中型灌區有專門的水庫或灌區管理所，用水調度有計劃，有專人負責，管理比較到位，同時，干支渠經過近年的改造，工程狀況較好。小型灌區沒有專門的灌區管理單位或機構，以當地用水者維護為主，但經過田間工程改造，主要渠系已襯砌硬化，整體工程狀況較好。

從灌區地形和選點位置來看，14宗樣點灌區在行政區域上處于不同的縣區，地形和灌區類型代表性豐富，能代表全市灌區的一般特征。從地形上，有7宗灌區為以平原地形為主，4宗灌區以丘陵地形為主，3宗灌區以山地地形為主。

從作物結構上來看，涵蓋的作物類型有早晚稻、番石榴、柑桔、蔬菜、火龍果和花生等，包括了灌區范圍內的主要作物類型，具有代表性。

從樣點灌區測算的可行性和代表性上來看，選點綜合考慮了灌區規模的大小、不同水源類型、工程設施狀況、管理水平、作物種植結構和地形地貌等因素，具有較強的代表性。

3 測算分析方法

3.1 基本方法

樣點灌區灌溉水有效利用系數測算采用“首尾測算”分析法，田間實際凈灌溉用水總量與毛灌溉用水總量的比值即為灌溉水有效利用系數。測算與計算單元為單個樣點灌區，計算時段以2018年為統計標準。依據典型樣點灌區已有的灌溉管理資料、現場典型觀測，通過計算分析，得出典型樣點灌區年度灌溉水有效利用系數，并以此為基礎，計算不同規模與類型灌區的灌溉水有效利用系數平均值。采用調查統計與觀測分析相結合的方法，在統計出全市類型灌區毛灌溉用水量的基礎上，按全市不同分類灌區毛灌溉用水量進行加權平均，推算全市的年度灌溉水有效利用系數。

3.2 典型田塊選擇

對于播種面積超過灌區總播種面積10%以上的作物進行灌溉情況的典型田塊觀測。中型灌區樣點灌區在上下游有代表性選取，每種作物選取3個典型田塊。小型灌區范圍相對較小，一般不劃分片區。本次樣點灌區典型田塊選取數量共213個。

3.3 樣點灌區凈灌溉用水量測算方法

典型田塊畝均凈灌溉用水量采用直接量測法測量。根據觀測與分析得出的某種作物典型田塊的年畝均凈灌溉用水量w田凈，計算某灌區同區域或同種灌溉類型第i種作物的年凈灌溉用水量，計算公式如下:

式中:wi為樣點灌區同片區或同灌溉類型第i種作物的畝均凈灌溉用水量，m3/畝；w田凈l為同片區或同灌溉類型第i種作物第l個典型田塊畝均凈灌溉用水量，m3/畝；A田l為同片區或同灌溉類型第i種作物第l個典型田塊灌溉面積，畝；N為同片區或同灌溉類型第i種作物典型田塊數量，個。

再根據灌區內不同分區不同作物種類灌溉面積，結合不同作物在不同分區的年畝均凈灌溉用水量，計算得出樣點灌區年凈灌溉用水總量W樣凈，計算方法如下:

式中:W樣凈為樣點灌區年凈灌溉用水總量，m3；wij為樣點灌區j個片區內第i種作物畝均凈灌溉用水量，m3/畝；Aij為樣點灌區j個片區內第i種作物灌溉面積，畝；m為樣點灌區j個片區內的作物種類，種；n為樣點灌區片區數量，個，小型灌區n=1。

在獲得各樣點灌區實灌面積、灌區毛灌溉用水總量、畝均綜合凈灌溉定額測算結果的基礎上，可獲得各樣點灌區灌溉水有效利用系數測算結果。計算公式如下:

式中:ηw為灌區灌溉水有效利用系數；M綜為灌區畝均綜合凈灌溉定額，m3/畝；A為灌區實灌溉面積（不考慮復種指數情況），畝；Wa為灌區毛灌溉用水總量，m3。

3.4 全市灌溉水有效利用系數計算

全市灌溉水有效利用系數平均值的計算公式如下:

式中:Wa中型、Wa小型分別為全市中、小型灌區的年毛灌溉用水量，萬 m3；ηw中型、ηw小型分別為全市中、小型灌區的平均灌溉水有效利用系數。

惠州市灌區類型沒有大型和井灌，全市不同類型灌區年毛灌溉用水量為實測樣點灌區畝均灌溉用水量乘以各類型灌區年實灌面積得到。因統計口徑問題，未納入灌區統計面積內的零散灌溉面積，其農田灌溉水有效利用系數因無代表樣點灌區測算結果，可結合小型灌區同類型毛用水量、凈用水量及實灌面積的單位用水來換算[2]。

4 測算成果及合理性分析

4.1 樣點灌區測算分析

（1）年毛灌溉用水總量測算。各樣點灌區毛灌溉用水量，主要由樣點灌區資料進行統計分析和估算。對每個樣點灌區的取水口分別安裝了水量自動監測儀器，對主要取水口和棄水口訂立了水尺，定期進行觀測記錄和測流。全市14宗樣點灌區毛灌溉用水總量為17816.97萬m3，約占全市灌溉總用水量的15.77%。

（2）凈灌溉用水量測算。根據測算統計，2018年惠州市樣點灌區凈灌溉用水總量為8944.90萬m3，其中，中型樣點灌區凈灌溉用水總量為7915.78萬m3，小型樣點灌區凈灌溉用水總量為1029.12萬m3。

（3）有效利用系數測算結果。按算術平均法，分別計算各規模類型灌區的灌溉水有效利用系數平均值，全市各樣點灌區灌溉水有效利用系數測算結果見表2。

表2 2018年全市樣點灌區灌溉水有效利用系數測算結果

4.2 全市測算成果

全市灌溉水有效利用系數平均值是以中、小型樣點灌區的水量加權平均值作為表征，采用不同規模灌區毛灌溉用水量加權平均獲得全市灌溉水有效利用系數，測算結果表明2018年度惠州市平均灌溉水有效利用系數為0.506。

4.3 成果合理性分析

（1）樣點灌區凈灌溉定額可靠性分析。2018年降水量偏小，凈灌溉定額計算值顯得比常年大。因此，通過用畝均綜合凈灌溉定額作為參照，對樣點灌區觀測值變化較大的關鍵數據進行核查分析。2018年度與2017年度樣點灌區凈灌溉定額對比情況見表3[3]。

表3 2018年度與2017年度樣點灌區凈灌溉定額及系數比較

通過兩年度綜合定額比較，樣點灌區的綜合定額除顯崗水庫灌區、大坑水庫灌區、洋塱灌區和麻榨南線灌區有1.57%～31.06%的增加外，其它灌區都有不同程度的下降，下降幅度1.45%～28.88%，與本年度降水較少區域灌溉定額增大的一般規律相吻合，14宗樣點灌區平均畝均綜合凈灌溉定額比2017年度減少了9.15%，總體呈下降趨勢。因此，經復核，說明測算成果相對可靠。

（2）樣點灌區灌溉水有效利用系數合理性分析。灌溉水有效利用系數變化的原因多樣，主要原因是受當年降水量的影響較大，同時受灌區配套改造的完善，主干支渠道的襯砌提高了渠系水利用系數所致。中型灌區近年來配套改造工程開展，部分工程已完成并發揮效益，使得整體灌溉水有效利用系數得到較大的提高，其中花樹下水庫灌區提高0.007，為灌區改造完成后的工程狀況改善所致；大坑灌區和碗窯灌區下降較多，主要是受種植結構影響，水田和撂耕所致；麻榨南線灌區、龍平渠灌區和黃沙水庫灌區主要是受降雨量的影響。

從不同灌區規模的分析結果看:中型5萬畝～15萬畝灌區灌溉水有效利用系數為0.501，小型灌區灌溉水有效利用系數為0.506，中型1萬畝～5萬畝灌區灌溉水有效利用系數為0.510。

5 措施建議

5.1 提高灌溉水有效利用系數

（1）加快灌區整改，配套完善渠系工程和田間工程。目前，惠州市不少灌區工程狀況仍顯落后，特別是未納入節水改造的灌區。灌區田間工程設施不配套現象普遍存在，特別是各級取水（分水）口節制閘運行失靈或沒有節制閘，沒有用水優化調度及配備量測水設施；支渠以下渠道襯砌率較低，田間灌溉渠道淤塞較嚴重，輸水過程緩慢、用水浪費大。建議加快灌區工程整改，提高工程運行效率。

（2）推廣節水灌溉技術，擴大節水灌溉面積。從測算結果看，節水灌溉技術程度愈高，農田灌溉水有效利用系數也愈大。建議加大灌區的節水投入，特別是蔬菜基地、苗木花卉、水果基地以及農業規模種植區，實施渠道防滲，低壓管道輸水灌水，噴灌，微灌，以及改漫灌為畦灌、溝灌等，平整土地和經常使渠系暢通等。降低從灌區取水口到田間作物吸收利用過程所損失的水分，提高農田灌溉水有效利用系數。

5.2 提升灌溉水有效利用系數測算水平

（1）加大實測工作力度和資金投入。灌溉水有效利用系數測算分析工作量大面廣，技術要求高，持續時間長，資金需求高，建議各級主管部門認真組織力量，落實經費補助，加強督促檢查，進一步提升灌溉水有效利用系數測算分析工作水平。

（2）加快配套完善渠首和田間量測水設施。由于惠州市水資源相對充裕，全市的農業用水計量問題沒有完全解決，而實行農田用水計量包括工程及量測設施、設備配套，配備專人管理等，同時全市灌區以中小型為主，耕地分散，管理難度大，計量更復雜。不少樣點灌區量測水設施狀況仍然較落后，存在沒有建立灌區量測水設施或無設施的現象，特別是應在取水（分水）口考慮配備量測水設施，提高計量精度，確保測算成果合理可靠。逐步加強完善樣點灌區量測水設施設備，對新近批準的灌區或灌溉工程項目，要求其工程配套量水設施、設備，建立用水計量制度并實施，為持續有序地進行后期用水計量監控打下基礎。

（3）加強對技術人員的技術指導。從事日常量水和測報數據的技術人員的技術水平和專業素質、工作責任心等，對灌溉水有效利用系數測算工作起著基礎性的作用，目前惠州市各樣點灌區從事測算的人員技術力量參差不齊，不少灌區的總取水口沒專人負責管理，對工作的技術學習掌握不夠。因此，建議重點要做好對技術人員的培訓和日常性的指導，提高量測人員的技術水平，解決工作中存在的各種問題。