首尾測算分析法在渦陽縣旱作物灌溉水利用系數測算中的應用

劉 佳 徐大偉

（安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院 合肥 230088）

首尾測算分析法是通過測量取水水源處的水量，然后計算出典型田塊的凈灌溉用水量，通過典型田塊的凈灌溉用水量推算灌區所有田塊凈灌溉用水總量，灌區所有田塊凈用水總量與毛灌溉用水總量的比值即為典型田塊灌溉水有效利用系數，通過計算典型田塊灌溉水利用系數來計算大、中、小型灌區以及井灌區灌溉水利用系數，通過各類型灌區灌溉水利用系數加權平均測算全縣灌溉水利用系數。該方法減少了大量測量工作和不確定因素，結果可信且便于測算。渦陽縣主要種植小麥、玉米、大豆等旱作物，根據此方法計算渦陽縣2018年旱作物農田灌溉水有效利用系數，計算方法具有可靠性。

1 區域概況

渦陽縣位于淮北平原中部，位于北緯33°27′～33°47′和東經115°53′～116°33′之間。地面高程33.5～26.5m，年均氣溫14.6℃，10℃以上有效積溫4700℃；年均濕度70%左右；年日照時數2327h，無霜期215天；多年平均降雨量827mm，多年平均蒸發量為1974.5mm（Φ20cm）；年平均風速3.1m/s。

2 測算方法

2.1 技術路線

首尾測算分析法是指田間凈灌溉用水總量與毛灌溉用水總量的比值，計算公式如下：

式中：ηw—灌溉水利用系數；Wj—凈灌溉用水總量，m3；Wa—毛灌溉用水總量，m3；

測算樣點灌區灌溉水有效利用系數，首先各類型灌區在選取樣點灌區，各類型樣點灌區選取適當典型田塊，根據觀測分析法計算出各類型樣點灌區典型田塊年畝均凈灌溉用水量，然后計算每個樣點灌區年凈灌溉用水量，最后分析測算2018年渦陽縣農田灌溉水有效利用系數。

2.2 典型田塊選取

渦陽沒有大、中型灌區，小型樣點灌區選擇主要根據渦陽縣具體地形、種植結構、種植習慣等因素綜合考慮。全縣小型灌區共有398個，小型灌區李樓站位于渦陽縣東北部的包河沿岸，白果站、戴莊站、謝溝站灌區主要位于渦陽縣中部地區的渦河沿岸，其地理位置、作物種植、灌溉水平具有極好的代表性，因此選擇這四個小型灌區作為樣點灌區；井灌區選擇較為分散，手持軟管灌溉樣點地理位置主要位于渦陽縣中北部地區，低壓管灌樣點位于渦陽縣東南地區，噴灌樣點位于渦陽縣西北地區，微灌樣點位于渦陽縣東北地區，這些樣點灌區在井灌區范圍內具有良好的代表性，其作物種植、灌溉水平也具有極好的代表性，井灌區根據選取規定選擇手持軟管灌溉、低壓管灌、噴灌、微灌，分別為12、9、8、4處，見表1。

2.3 凈灌溉用水量測算方法

根據當年降雨情況，以及水文氣象資料，計算出各類旱作物凈灌溉定額，以此為依據計算旱作物凈灌溉用水量，計算平衡方程公式如下：

（1）作物全生育期需水量ETci的計算是由每月各旬作物蒸發量ET0與相應時間的作物系數乘積累加得到，即：

式中：參考作物蒸發蒸騰量ET0i，采用1992年聯合國糧農組織提出的最新修正彭曼—蒙特斯公式計算得出；作物系數Kci是反映該作物實際騰發量與參照作物騰發量關系的參數，與作物生長需要的土壤、氣候、環境有關，根據安徽省主要作物需水量等值線圖研究成果與FAO（聯合國糧農組織）推薦的84種作物的標準作物系數和修正公式及安徽省灌溉試驗站近年的灌溉試驗資料確定。

表1 渦陽縣不同規模樣點灌區選擇方案表

（2）有效降雨量指總降雨量中能夠被作物所利用，或者生長環境需要的降水，不包括徑流和滲漏那部分水，有效降雨量的計算公式為：

式中：Pe—有效降雨量，mm；P—降雨總量，mm；P1—降雨的徑流水量，mm；P2—降雨的滲漏量，mm。

（3）地下水利用量是地下水通過土壤毛管作用被作物所利用的那部分水，主要與作物類型、生育期、地下水埋深、溫度、日照等因素有關。地下水對作物的補給主要存在淮河以北地區的作物上。根據新馬橋農水綜合試驗站研究成果，得出渦陽縣不同作物地下水利用量，見表2。

渦陽縣農業種植以旱作為主，灌溉作物主要為冬小麥、玉米、大豆等，每年只在作物關鍵生育階段進行灌溉，實行非充分灌溉，通過調查計算確定該地區2018年小麥、玉米、大豆基本實行非充分灌溉，非充分灌溉=充分灌溉×0.7。

2.4 毛灌溉水量計算

毛灌溉用水量是指本年度用于農田灌溉的所有取水量之和，渦陽縣小型灌區中存在有溝河，這些溝河成為小型灌區的灌溉供水。對有實際溝河供水水源灌溉供水量統計資料，以統計資料為準；對統計資料缺乏的典型灌區，灌溉用水代表年溝河供水水源灌溉供水情況進行調查，并依據調查結果進行估算。

3 測算結果

3.1 小型灌區

渦陽縣小型灌區全部為提水灌區，共有398處，灌溉水源為地表溝河水源，本次測算選取陳大鎮白果灌區、西陽鎮謝溝灌區、石弓鎮李樓灌區、城關鎮城東街道戴莊灌區4處作為樣點灌區，各樣點灌區均種植小麥、玉米、大豆旱作物。依據首尾測算分析法計算出小型提水灌區農田灌溉水有效利用系數在0.5506～0.5629之間，具體計算見表3。

表2 渦陽縣典型灌區主要作物凈灌溉定額表

表3 渦陽縣小型提水灌區各作物凈灌溉用水量及灌溉水有效利用系數計算表

3.2 井灌區

井灌是渦陽縣最為常見、分布最廣的灌溉方式。該縣井灌區灌溉形式主要為手持軟管、低壓管灌、噴灌與微灌。

以測算分析得出的各類型純井灌區樣點灌區灌溉水有效利用系數為基礎，采用算術平均法分別計算各類型灌區樣點灌區的灌溉水有效利用系數，然后依據不同類型灌區年毛灌溉用水量進行加權平均，計算得出全縣純井灌區的灌溉水有效利用系數為0.6548。

3.3 全縣系數

根據《全國農田灌溉水有效利用系數測算分析技術指導細則》，在已計算出各類型灌區灌溉水有效利用系數和各類型灌區年毛灌溉用水量的情況下，全縣農田灌溉水有效利用系數計算公式如下：

根據以上方法計算出渦陽縣2018年農田灌溉水有效利用系數為0.6312。

4 結語

渦陽縣2018年農田灌溉水有效利用系數與實際基本相符，系數較大，主要是井灌灌溉用水量占比較大所致。首位測算分析法在算法上有優勢，但也存在不足。優點是工作量相對較小，計算結果較準確；缺點是不能反映渠系輸水過程中造成的損失。