蘇州市農田灌溉水利用系數測算分析

劉國平 李愷

(1.昆山市水務局，江蘇 蘇州 215300；2.河海大學水文水資源學院，江蘇 南京 210098)

1 蘇州市農田灌溉情況

蘇州市的地理位置在長江三角洲東南部，土地面積8657.32km2(土地面積中含太湖、陽澄湖、淀山湖等大型湖泊水域面積)[1]。蘇州市農田有效灌溉面積為13.29萬hm2，實灌溉面積為13.29萬hm2(其中水稻7.57萬hm2)。灌溉定額參照江蘇省廳頒布的定額執行。本次測算分析主要針對水稻灌溉實施，其它作物未納入。

2 樣點灌區的選擇

鑒于蘇州市灌區規模較小，且均為提水灌溉，在選擇樣點灌區時結合了區域內不同位置的灌溉面積以及灌溉方法改造等情況，盡量使所選的樣點灌區能體現出當地灌區的基本情況[2]。

根據上述原則，綜合蘇州市實際情況，確定7個縣(市、區)各1個樣點灌區，共計7個小型提水灌區，測算作物均為水稻。

表1 蘇州市樣點灌區基本信息表

3 樣點灌區農田灌溉水利用系數測算分析及成果檢驗

3.1 樣點灌區測算分析方法

本次測算采用首位測算法進行測算分析。

“首”即渠首的引水總量，亦稱毛灌溉用水總量；“尾”即流入農田內被作物吸收利用的水量，亦稱凈灌溉用水總量[3]。

根據定義，樣點灌區灌溉水利用系數即為某時段灌區田間凈灌溉用水總量與從灌溉系統取用的毛灌溉用水總量的比值[3]。計算公式如下：

式中，ηw為樣點灌區灌溉水利用系數；Wj為樣點灌區凈灌溉用水總量，m3；Wa為樣點灌區毛灌溉用水總量，m3。

為了使計算結果充分反映當地基本情況，計算分析時段以測算作物需水時段為準，由于測算作物均為水稻，因此時段定為5月1日—10月31日，據此合理確定測算作物的凈灌溉用水量。

3.1.1 典型田塊的選擇

小型灌區應按照不同類型的作物、灌溉方法、土壤情況等因素選取典型田塊[4]。

3.1.2 典型田塊凈灌溉用水量

在每次灌水前后按《灌溉試驗規范SL 13-2004》有關規定，計算該次每平方米凈灌溉用水量ω田凈i，得出該典型田塊每平方米凈灌溉用水量ω田凈[5]。

3.1.2.1 淹水灌溉

根據典型田塊灌溉前后田面水深的變化來確定某次每平方米凈灌溉用水量[5]，計算公式如下：

ω田凈i=10-3×(h2-h1)

式中，ω田凈i為典型田塊某次每平方米凈灌溉用水量，m3·m-2；h1為某次灌水前典型田塊田面水深，mm；h2為某次灌水后典型田塊田面水深，mm。

3.1.2.2 典型田塊每平方米凈灌溉用水量

在各次每平方米凈灌溉用水量ω田凈i的基礎上，推算該作物每平方米凈灌溉用水量ω田凈[5]，即：

式中，ω田凈為某典型田塊作物畝均凈灌溉用水量，m3·m-2；n為典型田塊灌水次數，次。

3.1.3 樣點灌區凈灌溉用水量

根據已測得的典型田塊每平方米凈灌溉用水量，計算得樣點灌區每平方米綜合凈灌溉用水量ω凈：

式中，ω田凈j為第j塊典型田塊的每平方米凈灌溉用水量，m3·m-2；n為典型田塊數量。

解析 設PB：y=kx+b，A(x1，y1)，B(x2，y2)，與拋物線聯立消元：x2-kx-b=0，有x1+x2=k，x1x2=-b，作AM⊥x軸，BN⊥x軸，由∠AOB=90°得：即由代入得：化簡得x1x2=-1，故b=1,CD=3,由∠BPC=∠OCP得PD=3，設P(m，-2m-2)，作PH⊥y軸，由勾股定理得m=0(舍),所以

則樣點灌區凈灌溉用水量為：

ωj=ω凈×A

式中，A為樣點灌區實灌面積，m2。

式中符號意義同前。

3.1.4 樣點灌區毛灌溉用水量

毛灌溉水量Wa可通過安裝流量計水表直接讀取，也可以通過電量法或者流量法計算得到[5]。

電量法公式：

Wa=Q×T

式中，Wa為毛灌溉水量，m3；Q為平均流量，m3·h-1；T為灌水時長，h。

3.2 樣點灌區灌溉水利用系數測算分析

3.2.1 張家港市大新鎮橋頭灌區

表2 橋頭灌區農田灌溉水利用系數計算表

橋頭灌區農田灌溉水利用系數均值為0.6929。

3.2.2 常熟市虞山鎮光明灌區

表3 光明灌區農田灌溉水利用系數計算表

光明灌區農田灌溉水利用系數均值為0.6922。

3.2.3 太倉市城廂鎮姚灣灌區

表4 姚灣灌區農田灌溉水利用系數計算表

姚灣灌區農田灌溉水利用系數均值為0.6651。

3.2.4 昆山市周莊鎮云南北灌區

表5 云南北灌區農田灌溉水利用系數計算表

云南北灌區農田灌溉水利用系數均值為0.6930。

3.2.5 相城區望亭鎮勝利灌區

表6 勝利灌區農田灌溉水利用系數計算表

勝利灌區農田灌溉水利用系數均值為0.6867。

3.2.6 吳江區同里鎮北聯灌區

表7 北聯灌區農田灌溉水利用系數計算表

北聯灌區農田灌溉水利用系數均值為0.6666。

3.2.7 吳中區用直鎮長巨灌區

表8 長巨灌區農田灌溉水利用系數計算表

長巨灌區農田灌溉水利用系數均值為0.6589。

4 市級農田灌溉水利用系數測算分析成果

由于各縣(市、區)均只有1個樣點灌區，因此以測算分析得出的各樣點灌區灌溉水利用系數代表各縣(市、區)灌溉水利用系數。

對各縣(市、區)灌溉水利用系數采用算術平均法計算得出全市灌溉水利用系數[6]。計算公式如下：

式中，η市為蘇州市灌溉水利用系數；η縣(市、區)i為第i個縣(市、區)灌溉水利用系數；n為縣(市、區)數量。

表9 蘇州市灌溉用水利用系數統計表

蘇州市農田灌溉水利用系數均值為0.679。

5 結論

本文測算分析工作采用“首尾測算法”，選擇能從整體代表蘇州市水稻作物平均灌溉水利用情況的樣點灌區；綜合考慮土壤情況、土質類型、地下水分布、灌溉方法等因素來選擇典型田塊。

通過對蘇州市7個縣(市、區)共7個樣點灌區的測算與分析，計算得到蘇州市農田灌溉水利用系數均值為0.679。