碭山縣農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析

一、碭山縣基本情況

碭山縣位于安徽省最北端，縣域總面積1193km2。總?cè)丝?00.5萬，其中農(nóng)業(yè)人口86.02萬。碭山縣屬半濕潤(rùn)、半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量749mm，2019年全縣降水量705.2mm，屬平水年份。

碭山縣主要農(nóng)作物有小麥、玉米、黃豆、棉花等，經(jīng)濟(jì)作物以碭山酥梨、桃、蘋果以及蔬菜為主。2019年全縣有效灌溉面積90.66萬畝，其中耕地有效灌溉面積43.02萬畝，主要灌溉作物為小麥、玉米等；園地有效灌溉面積47.64萬畝，主要用于灌溉梨樹、桃樹等。

二、系數(shù)測(cè)算分析方法

1.組織與協(xié)調(diào)

碭山縣農(nóng)田灌溉用水有效利用系數(shù)測(cè)算分析工作由碭山縣水利局組織開展，局農(nóng)建辦負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)，縣域內(nèi)各水利中心站及部分樣點(diǎn)灌區(qū)管理單位、種植大戶的灌溉管理人員具體負(fù)責(zé)灌溉用水計(jì)量及相關(guān)數(shù)據(jù)收集工作。

2.測(cè)算方法

考慮農(nóng)業(yè)用水面廣量大，測(cè)算工作以樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算為基礎(chǔ)，再按不同類型灌區(qū)用水量進(jìn)行加權(quán)平均，來作為全縣農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)。

樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)采用“首尾測(cè)算分析法”：首先根據(jù)計(jì)算分析、典型調(diào)查確定主要作物畝均凈灌溉用水量，結(jié)合作物的實(shí)灌面積，推算灌溉凈用水量；再通過用水計(jì)量、工作實(shí)踐分析統(tǒng)計(jì)灌區(qū)灌溉用水總量；田間凈灌溉用水量與灌溉用水總量的比值即為灌溉水有效利用系數(shù)。

三、樣點(diǎn)灌區(qū)系數(shù)測(cè)算

1.樣點(diǎn)灌區(qū)選擇

樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算是全縣測(cè)算工作的基礎(chǔ)與重點(diǎn)。樣點(diǎn)灌區(qū)的選擇既要考慮典型性和代表性，又要考慮數(shù)據(jù)采集的便利性。

碭山縣地表水灌區(qū)僅有1處中型灌區(qū)，應(yīng)作為樣點(diǎn)灌區(qū)進(jìn)行測(cè)算分析，其余農(nóng)田灌溉主要依靠地下水。井灌樣點(diǎn)灌區(qū)的選擇以塑料軟管、低壓管道、滴灌和小管出流四種灌溉型式為主要考量因素，結(jié)合作物種類、土壤類型等因素，以單井控制面積作為一個(gè)測(cè)算單元，共選取20個(gè)測(cè)算單元。其中塑料軟管樣點(diǎn)灌區(qū)8個(gè)，全部位于程莊鎮(zhèn)，主要灌溉作物為小麥、玉米和西瓜；低壓管道、滴灌、小管出流樣點(diǎn)灌區(qū)各4個(gè)，分別位于碭山縣園藝場(chǎng)、鼎豐源家庭農(nóng)場(chǎng)和市力集園藝場(chǎng)，主要灌溉作物均為梨樹、桃樹等經(jīng)濟(jì)作物。

2.樣點(diǎn)灌區(qū)凈灌溉用水量分析

凈灌溉用水量是指進(jìn)入田間且保留在作物根系層土壤中能夠被作物吸收利用的水分。在旱作物種植區(qū)，一般通過測(cè)算灌前和灌后土壤水分含量差來推算畝均凈用水量。受條件限制，碭山縣樣點(diǎn)灌區(qū)凈灌溉用水量計(jì)算以理論分析為主，首先依據(jù)彭曼公式計(jì)算出作物生育期理論需水量，再結(jié)合降雨等氣象因素，推算當(dāng)年作物生育期需要補(bǔ)充的水量，即以理論凈灌溉需水量代替凈灌溉用水量。凈灌溉需水量方程式如下：

Mi=ETci-Pe-Gei

式中：

Mi為第i種作物凈灌溉需水量，mm；

ETci為第i種作物的蒸發(fā)蒸騰量，mm；

Pe為作物生育期內(nèi)的有效降雨量，mm；

Gei為第i種作物生育期內(nèi)地下水利用量，mm。

根據(jù)以上公式，計(jì)算碭山縣主要農(nóng)作物凈灌溉需水量詳見表1。表1中主要作物凈灌溉需水量（M）是指作物生育期內(nèi)理論上需要通過人工灌溉補(bǔ)充的水量。在實(shí)際灌溉中，碭山縣絕大部分農(nóng)作物僅在生育關(guān)鍵期且嚴(yán)重干旱時(shí)才進(jìn)行灌溉，且灌水量難以達(dá)到作物的充分需求，普遍實(shí)行的是非充分灌溉。因此，結(jié)合當(dāng)?shù)囟嗄旯喔扔盟畬?shí)踐，對(duì)表1中計(jì)算出的作物凈灌溉需水量按75%進(jìn)行折算，作為非充分灌溉下的需水量。

瓜果蔬菜尤其是果樹灌溉用水是碭山縣農(nóng)業(yè)用水的重要組成部分。果樹補(bǔ)水灌溉每次凈灌溉用水量依據(jù)灌水器額定流量結(jié)合灌水時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算，施肥用水按土地濕潤(rùn)面積和深度進(jìn)行估算。根據(jù)對(duì)碭山縣程莊鎮(zhèn)、良梨鎮(zhèn)、周寨鎮(zhèn)等種植戶調(diào)查，碭山縣常見果樹中，梨樹根深樹大，極少灌溉，黃桃多為露天種植，年均灌溉3～5次，大棚油桃灌溉次數(shù)較多，除關(guān)鍵生育階段漫灌施肥外，坐果期還需多次補(bǔ)充性灌溉。一般產(chǎn)量4000kg/畝的大棚油桃，正常年份全生育期溝灌5～7次，年均灌水量約150m3/畝。綜合調(diào)查資料，大棚梨樹、油桃以及蘋果樹凈灌溉需水量分別按130m3/畝、150m3/畝和145m3/畝計(jì)，大田西瓜凈灌溉需水量按130m3/畝計(jì)。

表1 碭山縣主要作物凈灌溉需水量表

表2 高寨灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)計(jì)算表

表3 井灌樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)計(jì)算成果表

3.樣點(diǎn)灌區(qū)毛灌溉用水量

樣點(diǎn)灌區(qū)毛灌溉用水總量主要依據(jù)水泵額定流量、開機(jī)臺(tái)時(shí)進(jìn)行計(jì)算，部分樣點(diǎn)灌區(qū)采用水表計(jì)量。

4.樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)

（1）高寨灌區(qū)

高寨灌區(qū)是碭山縣唯一的中型灌區(qū)，有效灌溉面積2.1萬畝，主要用于灌溉梨樹、桃樹等經(jīng)濟(jì)作物。灌區(qū)凈灌溉用水量和灌溉水有效利用系數(shù)計(jì)算成果見表2。

（2）井灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算

根據(jù)各井灌樣點(diǎn)灌區(qū)實(shí)灌面積、凈用水量等數(shù)據(jù)，分別測(cè)算分析出各樣點(diǎn)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)，然后采用算術(shù)平均法分別計(jì)算各類型樣點(diǎn)灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)，計(jì)算成果見表3。

四、全縣農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算

碭山縣2019年實(shí)際灌溉面積44.62萬畝，農(nóng)業(yè)灌溉用水總量6959.08萬m3。按照《灌溉水利用率測(cè)定技術(shù)導(dǎo)則》（SL/Z699-2015），區(qū)域灌溉水有效利用系數(shù)是指該區(qū)域年凈灌溉用水量W凈與年毛灌溉用水量W毛的比值。在已知各類型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)和年毛灌溉用水量的情況下，全縣灌溉水有效利用系數(shù)按下式計(jì)算：

式中：W中、W井—分別為縣域內(nèi)中型灌區(qū)和純井灌區(qū)的年毛灌溉用水量，萬m3；η中、η井—分別為縣域內(nèi)中型灌區(qū)和純井灌區(qū)的灌溉用水有效利用系數(shù)。

根據(jù)以上方法計(jì)算，碭山縣2019年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)為0.6577，詳見表4。

五、建議

碭山縣2019年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)按照《灌溉水利用率測(cè)定技術(shù)導(dǎo)則》（SL/Z699-2015）要求進(jìn)行測(cè)算，樣點(diǎn)灌區(qū)選擇兼顧了多種灌溉工程型式和作物，總體上能夠代表全縣農(nóng)田灌溉基本情況，灌溉用水量、灌溉面積等基礎(chǔ)資料由碭山縣水利局農(nóng)建辦根據(jù)平時(shí)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總，測(cè)算結(jié)果基本上反映了全縣農(nóng)田灌溉用水效率。

碭山縣地處皖北，水資源供需矛盾突出。測(cè)算分析農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)，能為最嚴(yán)格水資源管理制度考核提供依據(jù)，因此具有十分重要的意義。建議對(duì)全縣農(nóng)業(yè)灌溉用水效率進(jìn)行長(zhǎng)期、連續(xù)地評(píng)估，掌握、分析其變化情況，以便科學(xué)評(píng)價(jià)農(nóng)田灌溉用水效率與節(jié)水潛力，為縣域農(nóng)田水利發(fā)展提供參考■