淺談本溪市農田灌溉水有效利用系數的測算與分析

劉湘妮，姜 熙

(1.遼寧省水利事務服務中心，沈陽 110003；2.遼寧省遼河防洪工程有限責任公司，沈陽 110000)

0 引 言

“十二五”以來，水資源合理配置與高效利用已經成為保障國民經濟和社會可持續發展重大戰略舉措。相關部門相繼出臺了《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》(國發[2012]3號)，《遼寧省人民政府辦公廳關于印發遼寧省實行最嚴格水資源管理制度“十三五”工作方案和遼寧省“十三五”封閉地下水取水工程總體方案的通知》(遼政辦發【2016】84號)等水資源優化配置及高效使用的文件。水資源合理開發利用越來越受重視，農田灌溉用水在水資源用量中占比最大，因此，灌溉水利用系數測算的科學性、準確性、可靠性事關農業灌溉發展和經濟社會的可持續發展，具有重大和現實的意義。

文章以2020年本溪市農田灌溉水有效利用系數實測為例，通過不同于平原地區的測算分析方法，針對本溪地區使用合適的方法測算得出年度系數值。為本溪地區及相似地區的測算分析提供支持和依據，為相關部門的宏觀決策提供參考。

1 基本情況

本溪市位于遼寧省東部，以山地、丘陵為主，太子河、渾河等途經境內，水資源豐富，森林覆蓋度高，耕地面積較少。屬溫帶半濕潤大陸性氣候，全年氣溫在-35～36℃之間。全市總面積逾8414km2，下轄2個縣、4個市轄區、1個高新技術產業開發區。

2020年，本溪市現有灌區有效灌溉面積16400hm2，實灌面積10373.33 hm2。其中，小于666.67 hm2的小型灌區有效灌溉面積共計10093.33 hm2，實際灌溉面積5513.33 hm2；純井灌區有效灌溉面積為6306.67 hm2，其中，土質渠道地面灌186.67 hm2，防滲渠道地面灌333.33 hm2，管道輸水地面灌300 hm2，噴灌2080 hm2，微灌3406.67 hm2。純井灌區實際灌溉面積為4860 hm2，其中，土質渠道地面灌80 hm2，防滲渠道地面灌200 hm2，管道輸水地面灌420 hm2，噴灌1240 hm2，微灌2920 hm2。

2020年本溪市實灌面積為10373.33 hm2，農田灌溉用水量為6188萬m3，灌溉定額5965.30m3/ hm2，其中小型灌區水稻種植為用水大戶，用水量5194萬m3，占83.93%；純井灌區用水量994.47萬m3，占16.07%。

2 系數測算工作流程

2.1 工作內容

1)根據本溪市灌區分布、作物種植、實際灌溉以及工程管理等情況，選擇樣點灌區，落實典型田塊和觀測人員，編制實施方案。

2)根據觀測內容，購置儀器設備，開展技術培訓和指導，建立本溪市農田灌溉水有效利用系數測算人員體系。

3)按照直接量測法開展毛灌溉用水量與凈灌溉用水量的觀測，并按月審查觀測數據，對存在的問題及時修正。

4)對全年的觀測數據及農田灌溉數據進行整理分析，測算本溪市農田灌溉水有效利用系數，編制測算分析報告[1-3]。

2.2 工作過程

2020年3月，水利廳組織召開了遼寧省市級農田灌溉水有效利用系數技術培訓會會議，會后本溪市水務局立即部署工作，落實技術支撐單位，選擇測算樣點灌區，明確測算單位和人員分工。在各個縣區選擇32個樣點灌區，落實了相應的典型田塊和觀測人員；同時，要求各實測單位定期上報數據，做好實測數據的過程監測工作；年終，根據樣點灌區的實測數據和本溪市農業灌溉基本情況，進行本溪市農田灌溉水有效利用系數的測算分析工作。具體工作過程：

3月，組織編制了年度實施方案、技術指南及培訓資料。同時組織召開了技術培訓會，為縣區技術人員及樣點灌區實測人員講解實測內容、實測方法及相關工作要求。

5月—9月，組織項目組成員對樣點灌區進行數據采集，監督灌區及時糾正測算過程中存在的問題，并對上報數據進行復核。

10月-11月，總結分析數據，測算分析本溪市農田灌溉水有效利用系數，編制總結報告。

3 系數測算與分析

3.1 樣點管區選擇

根據本溪市實際情況，綜合考慮灌區的地形地貌、工程設施、管理水平、水源條件、作物種植結構等因素，所選樣點灌區能代表全市區域范圍內同規模與類型灌區。基于此，本次選取的32個樣點灌區，詳見表1。

表1 樣點灌區基本情況統計表

續表1 樣點灌區基本情況統計表

3.2 測算方法

典型田塊平均凈灌溉用水量測量方法有直接量測法和觀測分析法。旱地作物具備直接量測法條件，本次選擇的4個旱地作物的純井灌區采用直接量測法獲得平均凈灌溉用水量。本次選取26個小型灌區和2個純井灌區種植作物均為水稻，該地區為遼東山區，種植區域多為山坡下農地，一側為山腳下，另一側為河流，導致灌區地勢不平，格田之間水層具有流動性，且灌區渠首經常性開放，灌水與排水同時進行，使田塊內種植水也處于流動狀態。故本次不選擇直接量測法，用觀測分析法測量灌區凈灌水量。根據實地調查，水田灌溉均為充分灌溉，凈灌溉用水量通過灌區附近的氣象資料計算參考作物蒸發蒸騰量，再通過作物系數和資料分析計算出[4-5]。

通過收集灌區附近氣象資料，調查灌區水稻全生育期日期范圍(本溪縣和桓仁縣區域內的小型灌區均采用一個生育周期，只計算插秧開始到收割日的時間)，根據國際糧農組織的FAO—56中的規定，選擇作物系數選取Kc為1.1，計算出作物蒸發蒸騰量值。統計生育期范圍的降雨量(包括泡田期)，去除5mm以下的降雨，再根據地區環境確定有效降雨的有效值，計算出有效降雨。根據生育期時間及北方水田滲漏量綜合值確定每日3mm，然后按照作物生育期計算，不計入泡田期。泡田定額按照實地調查結果，統一為115mm。計算凈灌溉定額。

凈灌溉定額=ET-有效降雨+滲漏量+泡田定額

3.3 測算結果

1)純井灌區測算結果

以測算分析得出的各類型純井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土質渠道地面灌、防滲渠道地面灌、管道輸水地面灌、噴灌、微灌5種類型灌區樣點灌區的灌溉水有效利用系數；然后，按不同類型灌區年毛灌溉用水量加權平均，計算得出市級區域純井灌區的灌溉水有效利用系數。計算公式為：

(1)

式中：η土、η防、η管、η噴、η微分別為5種類型樣點灌區的灌溉水有效利用系數；W市土、W市防、W市管、W市噴、W市微分別為市級區域5種類型純井灌區的年毛灌溉用水量，萬m3。

根據樣點灌區系數測算結果得出5類毛灌溉水量和系數值，按照公式計算，本溪市純井灌區的灌溉水有效利用系數為0.8154，其中土質渠道地面灌系數為0.5987，防滲渠道地面灌系數為0.7569，管道輸水地面灌系數為0.7082，噴灌系數為0.8404，微灌系數為0.8775。

2)小型灌區測算結果

以測算分析得出的各個小型灌區樣點灌區灌溉水有效利用系數為基礎，采用算術平均法計算市級區域小型灌區灌溉水有效利用系數。計算公式為：

(2)

式中：η市小為市級區域小型灌區灌溉水有效利用系數；η小i為第i個小型灌區樣點灌區灌溉水有效利用系數；n為市級區域小型灌區樣點灌區數量，個。

全市選取26個小型灌區作為樣點灌區，按照公式2計算，全市小型型灌區系數為26個樣點灌區的系數值，即為0.5549，詳見表3。

表2 小型灌區系數測算成果

4 結論與建議

2020年本溪市農田灌溉水有效利用系數為0.5971，其中小型灌區為0.5553，純井灌區為0.8154。

灌溉水有效利用系數作為灌區用水效率水平的考核指標，受灌區節水灌溉發展水平、管理水平、氣候等因素影響，年際間存在變化，應進行長期觀測，分析系數變化規律，為灌區灌溉用水管理、節水改造提供技術支持。

此外，在當前的技術條件下，僅從灌區用水狀況進行監測評估，指標數據較為單一，需進一步開展管理、工程等要素的監測分析，提高數據合理性。