遼寧省農田灌溉水有效利用系數影響研究

符麗艷

(新民市農業技術推廣與行政執法中心，遼寧 新民 110300)

1 農田灌溉現狀

遼寧省地處E118°53′-125°46′、N38°43′-43°26′之間，全省面積14.8萬km2，行政區劃有沈陽、大連、鐵嶺、撫順、朝陽、葫蘆島等14個設區市。該地區為大陸性季風氣候，春季天氣涼爽，冬季少雨干旱，四季分明，年均氣溫7.0℃-11℃，日照時數2100-2600h，多年平均降水量600-1100mm。境內分布有大凌河、太子河、饒陽河、渾河和遼河等河流，水文特征為河道平緩、泄洪能力差、易發生洪澇、含沙量高、河床狹窄、徑流量年內分配不均等，比較適合中小型水電站建設。

全省耕地面積408.5萬hm2，占農用地的36.37%，種植的農作物以大豆、玉米、小麥、水稻為主，同時還有花生、甜菜、棉花、煙葉等。借鑒2019年統計數據，農田水利綜合平均凈灌溉定額5064m3/hm2，毛灌溉平均用水量8326m3/hm2。近年來，為進一步提高灌區整體運行效率與農業灌溉用水率，擺脫高能耗、低效率、低標準的現狀，遼寧省建設實施了一系列續建配套節水改造工程。這些項目的實施縮短了農田灌水時間，大大改善了水利基礎設施，明顯提高了渠系輸水和灌溉用水效率，對降低農業用水成本、緩解高峰供水壓力、提升農田保灌率及農民群眾經濟收入發揮著巨大作用。同時，實施的機耕道路修正、渠道護砌與綠化整治等措施，基本實現了灌區內渠道順直、坡面平整、斷面規范和渠堤綠樹成蔭的目標，對調節區域小氣候、加強水土保持、美化自然環境和改善交通條件發揮著積極作用。

2 灌溉水有效利用系數影響因素

2.1 不同灌區規模的影響分析

以某特定的時間周期和區域面積規模進行農田灌溉水有效利用系數分析，并結合遼寧省2019年農田灌溉水測算成果對比分析不同規模樣點的用水系數，如圖1所示。

圖1 不同規模樣點的用水系數

由圖1可知，灌溉水有效利用系數隨著灌區規模的增大呈減少趨勢。結果顯示，大型、中型和小型灌區的綜合用水系數為0.440、0.463、0.492；其中，灌溉水有效利用系數在0.067-0.33萬hm2、0.0.33-1.00萬hm2、1-2萬hm2灌區規模中，依次為0.472、0.461、0.457。小型灌區比中型灌區灌溉水有效利用系數高0.029，中型灌區比大型灌區高0.023；其中，1-2萬hm2灌區規模比0.33-1.00萬hm2規模的灌溉水有效利用系數低0.004，0.33-1.00萬hm2規模灌區比0.067-0.33萬hm2規模的灌溉水有效利用系數低0.011。

2.2 不同土壤類型的影響分析

為減少灌區規模和氣候條件等因素的影響，選取6個土壤平均滲漏強度不同但灌區規模和氣候因素相近的灌區，結合測算結果分析灌溉水有效利用系數(表1)。

表1 不同土壤類型的灌溉水利用系數

由表1可看出，1#灌區的稻田平均滲漏強度較2#灌區減少0.125mm/d，而其用水系數較2#灌區增大0.015；3#灌區的稻田平均滲漏強度較4#灌區減少0.315mm/d，而其用水系數較4#灌區增大0.032；5#灌區的稻田平均滲漏強度較6#灌區減少0.091mm/d，而其用水系數較6#灌區增大0.004。由此表明，用水效率系數土壤滲透強度之間存在負相關性，渠系水輸送過程中土壤的滲漏強度越高，則產生的滲漏水現象越嚴重，從而減少田間灌溉的用水量，并降低灌溉水和渠系水有效利用系數。

2.3 不同管理水平的影響分析

對于提高灌溉水有效利用系數各種節水灌溉技術措施發揮著重要作用，而以管理為依托的任何先進技術均受到灌區管理水平的影響，這也是實現預期灌溉用水效率的根本途徑[1]。隨著時間的推移灌區內高標準渠系建成數量不斷增多，灌區的管理與維護逐漸成為重要議事日程的主要內容。為了更好的完成灌區管理與維護工作，必須將水管單位專管與用水農民群管相結合，成立農民用水者協會調動群眾參與管理的積極性，才能延長渠系的使用年限以及保證灌區功能效益的充分發揮。文章選取節水工程投資和灌溉規模等因素基本相同的灌區為例，對比分析灌溉水有效利用系數受不同管理水平的影響，如表2。通過比較分析發現，灌區A、灌區B的節水工程投資相同且有效灌溉面積相差不大，灌區B的灌溉水有效利用系數較灌區A增加0.037，提升幅度達到8.81%；同理，灌區C、灌區D的節水工程投資和有效灌溉面積均相同，而灌區D的灌溉水有效利用系數較灌區C增加0.034，提升幅度達到7.26%。

表2 不同管理水平的灌溉水利用系數

從水價和管理人員配置兩方面分析灌區A、灌區B的灌溉水有效利用系數，結果發現正處級單位的灌區B擁有管理人員數共115人，用水戶參與灌區管理的人數有13.6萬人，農業水價為280.25元/hm2；正科級單位的灌區A擁有管理人員數共86人，用水戶參與灌區管理的人數有6.1萬人，農業水價為265.80元/hm2。灌區B與灌區A相比其管理資金落實到位，擁有比較完善的管理人員配置，有利于合理調配和精心調度灌區內的水資源，從而提高農田灌溉水有效利用系數以及減少渠道輸水過程的滲漏損失；另外，制定適宜合理的水價政策也可提升農民的節水意識，由于關系到自身切身利益激發了用水戶的節水積極性，用戶積極參與管理以及用水合作組織不斷壯大，灌區不斷引入先進的灌溉模式和節水技術，水利設施自覺保護等，均可在一定程度上提高灌溉水有效利用系數[2]。

2.4 不同水源類型的影響分析

不同水源類型樣點的用水系數如圖2所示。

圖2 不同水源類型樣點的用水系數

由圖2可知，灌區規模相同的情況下，不同的水源類型對灌溉水有效利用系數產生的影響存在一定差異。結果表明，對于0.067-0.33萬hm2灌區規模的用水系數，自流引水灌區低于提水灌區0.029；針對小型灌區規模的用水系數，自流引水灌區低于提水灌區0.025。可見，用水效率系數在自流引水灌區中要低于提水灌區，進一步分析其原因為自流引水灌區的運行費用低于提水灌區，由于需要一定的提水成本使得農民更加重視灌溉用水管理；此外，自流灌區的配套設施不全、管理相對粗放、運行成本低且取水方便，加之農民浪費水現象嚴重致使其灌溉水有效利用系數較低。

2.5 不同水平年的影響分析

結合遼寧省2014-2019年灌區用水測算成果，對比分析用水效率在不同水平年的變化特征，如圖3所示。

圖3 不同水源類型樣點的用水系數

從圖3可知，遼寧省2014-2019年的灌溉水有效利用系數總體呈不斷上升趨勢，這與近年來遼寧地區提升灌溉水管理水平、推行節水灌溉技術、建立農民用水協會、完善配套灌區骨干工程和持續加大農村水利基礎設施建設投資力度等密切相關。進一步分析發現，灌溉水有效利用系數于2014-2017年間存在較快的增長速度，而在2017-2019年間增速放緩。隨著規模化節水灌溉工程的大力實施和小型農田水利工程建設的全面鋪開，進一步提升節水配套和渠道防滲工程的節水空間十分有限，灌區管理水平隨著農民用水協會的建立趨于穩定，由此使得提升用水效率的空間不斷縮小并趨于穩定。

2.6 渠道防滲的影響分析

目前，管道輸水灌溉和渠道防滲為遼寧地區節水灌溉比較常用的技術，現狀節水灌溉工程覆蓋范圍占全省有效灌溉面積的13.5%，而渠道防滲工程控灌范圍占全省有效灌溉面積的87.5%。文章選取兩個典型的輸水灌溉單元(防滲襯砌渠道、土渠)，對長度和級別相同的渠道水利用系數采用動水法測算，如表3所示。

表3 防滲襯砌渠道和土渠的測算成果

從表3可知，襯砌渠道能夠在一定程度上提高渠道水利用系數，但其提高程度因渠道級別的不同而存在一定差異。其中，襯砌渠道的斗渠水利用系數與土渠相比提高0.037，增加幅度達到3.89%；襯砌渠道的支渠水利用系數與土渠相比提高0.011，增加幅度為1.20%。由此表明，渠道水利用系數在工程防滲措施作用下能夠得以提高，但其整體改善程度不明顯。

3 結 論

通過分析用水效率受管理水平、渠道防滲、水源類型、土壤類型和灌區規模等因素的影響，在此基礎上揭示了遼寧省2014-2019年灌溉水有效利用系數的變化特征，主要結論如下：

1)灌溉水有效利用系數隨灌區規模的增大或土壤滲漏強度的提高而減少，兩者存在負相關性；從水源類型的角度，規模相同的情況下提水灌區大于自流引水灌區；工程渠道防滲措施提升灌溉水有效利用系數的幅度不太顯著；農業水費與管理資金落實到位、農民用水戶參與灌區管理以及灌區管理結構比較完善等，對用水效率的提升具有積極作用。

2)遼寧省2014-2019年用水效率系數總體呈不斷增大的變化趨勢，但后期的增幅逐漸放緩，進一步提升用水效率的空間縮小。