灌溉用水效率测算分析与评估

韩振中，冯保清

（中国灌溉排水发展中心，100054，北京）

灌溉用水效率测算分析与评估

韩振中，冯保清

（中国灌溉排水发展中心，100054，北京）

根据节水灌溉发展新形势需要，动态跟踪与评估灌溉用水效率的重要指标——灌溉水有效利用系数变化，对于加强用水管理、落实最严格水资源管理制度和“红线”考核具有十分重要的意义。本文阐述了灌溉水有效利用系数测算分析方法、测算分析网络构建，突出灌溉水有效利用系数测算分析工作过程管理与成果把关的重要性，分析了“十二五”以来全国、各省、不同区域、不同类型灌区灌溉用水效率变化情况。

测算分析；灌溉水有效利用系数；水资源管理；三条红线

目前，我国农业用水量约占总用水量的60%左右，其中灌溉用水量占农业用水量的90%以上。实施最严格水资源管理，开展农业用水效率红线考核，是促进节水灌溉发展、提高灌溉用水效率、缓解用水矛盾的根本性措施。建立灌溉用水测算分析网络，规范技术方法，动态监测与评估灌溉用水效率变化，为“三条红线”考核提供科学依据，也是制定规划、宏观管理以及合理评价节水灌溉发展成效和分析节水潜力的重要基础。

2012年《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》确立了水资源用水总量控制、用水效率控制、水功能区限制纳污控制“三条红线”，要求到2015年、2020年，灌溉水有效利用系数分别提高到 0.53、0.55以上。从2006年起，在全国范围内开展灌溉水有效利用系数测算分析工作，为节水灌溉发展宏观决策提供科学依据。2012年后，全国及各省（自治区、直辖市）灌溉水有效利用系数测算分析成果通过水资源公报向全社会公布，之后作为对各省（自治区、直辖市）用水效率“红线”考核的重要基础依据之一。

一、合理确定测算分析方法

1.工作历程

灌溉水有效利用系数测算分析工作经历了由典型探索到逐步发展完善的过程。20世纪80年代，广西、山西等省份在一些灌区分别采用动水法和静水法对灌区渠道水利用系数或渠系水利用系数进行评价。2001—2003年，中国灌溉排水发展中心组织对全国灌溉水有效利用系数进行抽样调查，主要采用水量平衡、渗漏损失测量、田间观测等方法进行分析。2000年和2005年，水利部农水司先后组织专家分别对全国灌溉水利用系数进行了初步估算，提出分别达到0.43和0.45左右。根据实际工作需要，水利部于2006年正式启动全国灌溉用水效率测算分析工作，对全国灌溉水有效利用系数进行系统性的测算分析，在总结分析国内外研究成果的基础上，经过专家反复研究论证，提出了 “首尾测算分析法”，制定了《全国现状灌溉用水利用效率测算分析技术方案》，指导全国开展测算分析工作；2008年，经过进一步完善，提出了《全国灌溉水有效利用系数测算分析技术指南》；为进一步适应节水灌溉发展新形势与国家实行最严格水资源管理制度需要，2012年细化形成 《全国灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》，2015年制定颁布了技术标准《灌溉用水效率测定技术导则》，统一规范技术方法与要求，为进一步提高测算分析质量、技术支撑“红线”考核奠定了技术基础。

2.灌溉水有效利用系数测算分析方法

（1）灌区灌溉水有效利用系数测算分析方法

根据灌溉水有效利用系数的定义，采用“首尾测算分析法”，即通过典型量测与综合分析相结合确定田间净灌溉用水量，直接量测灌区毛灌溉用水量，分析二者比值即可得到灌区灌溉水有效利用系数。

为反映灌区灌溉水利用整体情况，同时便于汇总分析，计算分析时段采用日历年（每年1月1日起至12月31日止）。

（2）区域灌溉水有效利用系数测算分析方法

调查分析各省（自治区、直辖市）（以下有的简称“省级区域”）灌区工程设施状况和管理水平，合理确定具有代表性的不同规模与类型的样点灌区，开展典型观测与测算分析，以样点灌区成果为基础，测算其区域不同规模与类型灌区（大、中、小型灌区和纯井灌区）的灌溉水有效利用系数；根据省级区域不同规模与类型灌区灌溉水有效利用系数及其年毛灌溉用水量加权平均，得出该省级区域灌溉水有效利用系数。最后根据各省级区域不同规模与类型灌区灌溉水有效利用系数，用毛灌溉用水量加权平均，分别得出全国不同规模与类型灌区灌溉水有效利用系数以及全国灌溉水有效利用系数。灌溉水有效利用系数测算分析技术路线如图1所示。

二、构建测算分析网络

在对省级区域灌区综合调研的基础上，分类汇总分析灌区灌溉面积、工程设施与用水状况等，选择能代表大型灌区 （设计灌溉面积A≥30万亩）（1亩=1/15 hm2，下同）、中型灌区 （1万亩≤A＜30万亩）、小型灌区（A＜1万亩）和纯井灌区等4种不同规模与类型的样点灌区，构建相对稳定的全国灌溉水有效利用系数测算分析网络；收集整理样点灌区有关资料，选取样点灌区典型田块，并以此为基础，测算样点灌区典型田块年亩均净灌溉用水量，进而分析计算省级区域以及全国灌溉水有效利用系数。

图1 灌溉水有效利用系数测算分析技术路线

1.样点灌区选择

（1）样点灌区选择原则

按照代表性、可行性和稳定性等原则选择样点灌区。在选择过程中，考虑省级区域内灌溉面积分布、灌区节水改造等情况，尽量使所选样点灌区能基本反映省级区域灌区整体特点。

①代表性。综合考虑灌区地形地貌、土壤类型、工程设施、管理水平、水源条件（提水、自流引水）、作物种植结构等因素，使所选样点灌区总体上能代表省级区域范围内同规模与类型灌区。

②可行性。样点灌区配备量水设施，具有开展测算分析工作的技术力量及必要经费支持，保证及时方便、可靠地获取测算分析基本数据。

③稳定性。保持样点灌区相对稳定，使测算分析工作连续进行，获取数据具有年际可比性。其中大型灌区样点灌区保持稳定，中型、小型和纯井灌区样点灌区基本保持稳定。

（2）样点灌区数量要求

①大型灌区。所有大型灌区均纳入测算分析范围，即大型灌区总数量为大型灌区样点灌区数量。

②中型灌区。按有效灌溉面积大小分为3个档次，即1万亩≤A中型（中型灌区有效灌溉面积，下同）＜5万亩（当灌区有效灌溉面积小于 1万亩时，按实际数据填写灌区基本信息调查表）、5万亩≤A中型＜15万亩、15万亩≤A中型＜30万亩，每个档次样点灌区数量、有效灌溉面积分别不少于本省级区域相应档次灌区总数的5%、有效灌溉面积的10%。同时，每个档次样点灌区中应包括提水和自流引水2种水源类型，且数量和有效灌溉面积选取比例应与省级区域该档次水源类型灌区有关指标比例相协调。

③小型灌区。单个小型灌区样点灌区有效灌溉面积不小于100亩。一般情况下，小型灌区样点灌区数量与面积宜考虑以下因素：一是样点灌区数量按不少于省级区域小型灌区取样范围内 （100～10 000亩）数量的0.5%，一般不超过100个，最少不少于10个；当省级区域内小型灌区数量不足10个时，按实际数量全部选取。二是样点灌区有效灌溉面积不小于该省级区域全部小型灌区有效灌溉面积的1%。三是样点灌区应包括提水和自流引水2种水源类型，且数量和有效灌溉面积选取比例应与省级区域内同类型灌区有关指标比例相协调。

④纯井灌区。以单井控制灌溉面积作为一个样点灌区。纯井灌区分土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等 5种灌溉类型选择代表性样点灌区。在5种灌溉类型中，同种主要土壤类型、同种主要作物至少选择2个样点灌区，且要在省级区域范围内分布均匀，作物种类应选择当地该灌溉形式下的主要类型。对于纯井灌区某种类型灌区有效灌溉面积占该省级区域纯井灌区有效灌溉面积30%及以上时，该类型灌区样点灌区数量须按上述选取数量要求的2倍选取。

2.样点灌区测算分析网络

截至2015年，全国共选择测算分析样点灌区3 490处，其中大、中、小型灌区和纯井灌区样点灌区分别为435处、970处、1 515处和570处；样点灌区有效灌溉面积占全国总有效灌溉面积的32.0%；灌溉用水量占全国总灌溉用水量的40.0%。其中，大、中型灌区样点灌区1 405处，有效灌溉面积占全国有效灌溉面积的31.2%；灌溉用水量占全国总灌溉用水量的39.1%。全国样点灌区个数构成情况见图2，全国全部样点灌区中大、中型灌区样点灌区有效灌溉面积、灌溉用水量占比情况见图3。

3 490处样点灌区中，大型灌区样点灌区全覆盖；中型灌区样点灌区有效灌溉面积占全国中型灌区有效灌溉面积的20.0%，灌溉用水量占全国中型灌区总灌溉用水量的22.5%；小型灌区样点灌区有效灌溉面积占全国小型灌区有效灌溉面积的1.93%，灌溉用水量占全国小型灌区总灌溉用水量的2.18%；纯井灌区样点灌区有效灌溉面积占全国纯井灌区有效灌溉面积的1.34%，灌溉用水量占全国纯井灌区总灌溉用水量的2.80%。全国中、小型灌区和纯井灌区样点灌区有效灌溉面积、灌溉用水量占比情况见图4。

图2 全国样点灌区个数构成

图3 全国全部样点灌区中大、中型灌区样点灌区有效灌溉面积、灌溉用水量占比

图4 全国中、小型灌区和纯井灌区样点灌区有效灌溉面积、灌溉用水量占比

三、强化过程管理

1.统一工作部署

每年年末，水利部以办公厅名义下发通知，要求各省（自治区、直辖市）尽早部署下年度系数测算分析工作，按时报送当年成果。各省（自治区、直辖市）水利（水电）厅（局）按照水利部统一部署下发文件，安排部署下年度测算分析工作，明确测算分析工作任务，提出具体要求及保障措施，及时上报当年度测算分析成果。

2.加强技术指导与检查监督

在测算分析工作过程中，组织专家赴各省（自治区、直辖市）详细了解测算分析工作开展情况，与技术支撑单位技术人员重点交流讨论样点灌区选择、灌溉用水量量测方法、实际灌溉面积获取途径等情况；在现场与样点灌区技术人员探讨典型田块选取、田间土壤含水率获取、田间净灌溉用水量测算等具体问题，指导与解答实际问题；同时加强过程检查监督，发现问题及时处理。各省（自治区、直辖市）也采取各种措施对各样点灌区及时进行指导，提高测算分析质量。

制订了 《农田灌溉水有效利用系数测算分析工作考评办法》，针对组织技术与经费保障、测算分析过程、成果质量等3个方面进行考评打分，考评结果作为各省（自治区、直辖市）农田水利工作的重要内容，并作为支持各省（自治区、直辖市）农田水利有关工作的重要因素。

3.广泛开展交流研讨与技术培训

针对各地测算分析过程中发现的问题，每年组织召开多次不同规模、不同层次的技术交流会、研讨会、咨询会，交流研讨各地系数测算分析工作经验、遇到的难点问题等。同时，组织有针对性的专题技术交流与研讨，如南方河网地区的灌区毛灌溉用水量计算、北方地区的冬灌压碱用水量计算以及样点灌区选择、典型田块选取等，不断提高测算分析技术能力与水平。

采取集中培训、分类指导、相互观摩学习等多种形式，对各省（自治区、直辖市）技术支撑单位和样点灌区有关技术人员进行技术培训；同时，多数省份针对本地实际，制定具体工作方案，每年对所辖市（县）和样点灌区技术人员开展不同层次、不同形式的技术培训，壮大技术支撑队伍，不断提高基层技术人员的业务水平与基础数据的可靠性。

每年年终，召开全国性技术人员经验交流会，分享测算分析工作经验，分析存在的问题，查找原因，有针对性地提出下一步加强和改进工作的措施及政策建议，不断提高成果质量。

4.严格技术审核把关

为规范系数审核程序，统一审核工作尺度和深度，制定了《灌溉水有效利用系数测算分析数据与成果审核技术要点》。从完整性、规范性、准确性、合理性等方面进行审核，规范审核程序，保证成果审核质量。

①完整性审核。一是审核上报成果资料是否存在漏报、错报现象；二是审核测算分析成果文字报告是否严格按照 《〈灌溉水有效利用系数测算分析成果报告〉提纲及格式说明》编写；三是审核灌溉水有效利用系数、灌溉面积、灌溉用水量等指标填写是否完备、正确。

②规范性审核。一是审核样点灌区选取、典型田块灌溉水量量测、灌溉水有效利用系数测算分析过程等是否按照 《全国灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》和技术规范的规定执行；二是审核成果报告中概念理解是否准确，数据表示形式、样点灌区分布图绘制等是否符合要求。

③一致性审核。审核成果报告、附表及数据库中各项指标值是否一致。

④合理性审核。一是审核样点灌区调整合理性，分析样点灌区调整前后代表性变化情况；二是审核样点灌区系数测算成果与工程状况、投资、管理水平等条件变化关联性；三是通过纵向、横向对比分析，从节水灌溉工程投入、亩均灌溉用水量等方面，审核省级区域系数测算分析数据与成果的合理性。

根据要求，各地在上报成果时进行层层把关 （结合灌溉用水效率信息管理系统实行审签制度），逐级负责。组织专家对各省（自治区、直辖市）上报的成果报告，以及3 000多个样点灌区的基础数据的可靠性与成果合理性进行严格审查，提出具体修改意见，填写《水利部专家系数审核意见处理情况表》，书面反馈各地。各省（自治区、直辖市）根据专家意见进行补充完善。在此基础上，形成各省（自治区、直辖市）及全国年度测算分析最终成果。

四、“十二五”灌溉水有效利用系数动态变化

“十二五”以来，我国农田水利投入力度不断加大，通过实施大、中型灌区节水改造与小型农田水利设施建设，改善了工程条件，提高了管理水平，灌溉水有效利用系数得到显著提高。

2015年全国灌溉水有效利用系数达到0.536，比 “十一五”末（2010年）的 0.502提高 0.034；大、中、小型灌区和纯井灌区分别由 2010年的0.454、0.467、0.503、0.682增加到2015年的 0.486、0.502、0.531、0.724，分别提高0.032、0.035、0.029和0.042。

“十二五”以来，各省（自治区、直辖市）灌溉水有效利用系数均不程度有所增加。2010年，灌溉水有效利用系数达到0.45以上的省份23个，占全部省份的74.2%；其中，超过0.55的省份9个，占全部省份的29.0%； 0.45～0.55的省份14个，占全部省份的45.2%；0.45以下的省份18个，占全部省份的25.8%。2015年，灌溉水有效利用系数达到0.45以上省份29个，占全部省份的93.5%，其中，超过0.55的省份 13个，占全部省份的41.9%；0.45～0.55的省份16个，占全部省份的 51.6%；0.45以下的省份 2个，占全部省份的6.5%。

“十二五”以来，华北（北京、天津、河北、山西、内蒙古）、东北（黑龙江、吉林、辽宁）、西北（陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、兵团）、华东（上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东）、中南（河南、湖北、湖南、广东、广西、海南）、西南（重庆、四川、贵州、云南、西藏）等6个分区灌溉水有效利用系数均呈增加趋势。截至2015年，各分区灌溉水有效利用系数由高到低排序依次是华北、东北、华东、西北、中南、西南。 华北、东北、华东、西北、中南、西南等 6个分区灌溉水有效利用系数分别由 2010年的 0.564、0.546、0.533、0.492、0.467、0.413增加到2015年的0.592、0.584、0.564、0.527、0.501、0.452，分别提高 0.028、0.038、0.031、0.035、0.034、0.039。

五、结 论

经过10年的实践，全国灌溉水有效利用系数测算分析工作形成“3个一”，即一套统一的测算分析标准，一支稳定的测算分析队伍（据不完全统计，目前参加本项工作的全国各级技术人员超过 1万人），一个基本健全的测算分析网络 （目前样点灌区3 490处）。样点灌区覆盖面广，具有广泛的代表性，测算分析成果具有较好的工作与数据基础，为灌溉用水效率宏观评价与“红线”考核提供了重要依据。

为保证灌溉水有效利用系数测算分析和“红线”考核工作需要，下一步应进一步加强灌区量水设施建设，完善灌溉水有效利用系数测算分析网络，加强典型观测、跟踪检查与技术指导，加大层层把关和成果审核工作力度，确保测算分析成果合理可靠。

根据国家实行最严格水资源管理制度和考核工作需要，以及各省（自治区、直辖市）实际应用情况，进一步完善全国灌溉用水量与用水效率信息管理系统，充分利用计算机与信息技术，不断提高工作效率与成果准确性。

[1]国务院.关于实行最严格水资源管理制度的意见[R].2012.

[2]国务院办公厅.关于印发实行最严格水资源管理制度考核办法的通知[R].2013.

[3]灌溉水利用率测定技术导则（SL/ Z699—2015）[S].2015.

[4]韩振中，裴源生，李远华，郭慧滨.灌溉用水有效利用系数测算与分析[J].中国水利，2009（3）.

[5]冯保清，韩振中.全国灌溉水有效利用系数测算分析网络构建方法与实践[J].中国水利水电科学研究院学报，2013（2）.

[6]冯保清.全国大型灌区灌溉水有效利用系数空间变异性分析[J].灌溉排水学报，2012（6）.

[7]冯保清，崔静.全国纯井灌区灌溉面积构成对其灌溉水有效利用系数的影响分析[J].灌溉排水学报，2013（3）.

[8]冯保清.我国不同分区灌溉水有效利用系数变化特征及其影响因素分析[J].节水灌溉，2013（6）.

责任编辑 张金慧

Calculation and evaluation of efficiency of irrigated water use//

Han Zhenzhong,Feng Baoqing

Dynamic tracking and evaluation of coefficientof irrigated water use,an important indicator of effectiveness of water consumption,is of great significance to strengthen water governance,implementation of themost stringent water resources management system and performance evaluation of the redline.The papermakes discussionson calculation and evaluation methods for calculating coefficient of effective irrigated water use,estimation and evaluation of network formation,focusing onmanagementand check of results during the calculation and evaluation.Changes of irrigated water use efficiency at irrigation district,provincialand national levels since the 12th Five-Year Plan are also examined.

calculation analysis;coefficient of irrigated water use;water resources management;three redlines

S27

：B

：1000-1123（2016）23-0036-05

2016-11-28

韩振中，总工程师，教授级高级工程师。