农田灌溉水有效利用系数测算分析初探

刘亚文　程建敏　王东芳

农田灌溉水有效利用系数测算分析初探

刘亚文1程建敏1王东芳2

一、概述

连云港市位于江苏省东北部，处于我国沿海中部的黄海之滨，属暖温带南缘湿润性季风气候，兼有暖温带和北亚热带气候特征。四季分明，气候温和，光照充足，雨量适中。夏热多雨、冬寒干燥，春旱多风、秋旱少雨。多年平均气温14℃，多年平均降水量904.7mm，全年降水量主要集中在汛期，约占全年总降水量的71.8%，多年平均蒸发量为855.1mm。土壤多为粘土、壤土和砂土。主要农作物有水稻、小麦、花生、玉米等。耕地为一年两熟制，一般安排麦—稻两熟、麦—花生两熟、麦—夏玉米两熟。

全市总面积7615km2，占全省总面积的7.31%。灌区包括大型灌区、中型灌区、小型灌区和纯井灌区4种类型。提水方式主要有自流和提水两种，大型灌区渠首为自流，尾部需提水；中型灌区和小型灌区以提水方式为主，部分灌区渠首为自流，尾部需提水；纯井灌区均为提水及管道输水灌溉。

二、样点灌区选择

1.样点灌区选择原则

样点灌区的选择按照具有代表性、可行性和稳定性的原则进行。其中大型灌区全部纳入测算分析范围；中型灌区按有效灌溉面积大小分为3个档次，每个档次的样点灌区数量不少于本区域相应档次灌区总数的5%，各档次样点灌区有效灌溉面积不少于区域相应档次灌区有效灌溉面积的10%。同时，每个档次的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与该档次比例相协调；小型灌区样点灌区数量不少于全市小型灌区取样范围内数量的0.5%；纯井灌区以单井控制灌溉面积作为一个样点灌区。

2.样点灌区选择结果及代表性分析

按照选择原则确定2014年连云港市范围内测算任务为4个大型灌区、7个中型灌区、5个小型灌区、5个井灌区（见表1）。

大型灌区全部纳入测算分析范围，符合样点灌区选择要求；中型灌区有效灌溉面积245万亩，样点灌区有效灌溉面积81万亩，样点灌区有效灌溉面积占中型灌区有效灌溉面积的33.06%，满足不小于10%的要求；小型灌区样点灌区数量占全市灌区的8%，满足不少于0.5%的要求。另外从提水方式、渠道级数、渠道衬砌率、节水措施等方面样点灌区都与全市对应灌区相似，因此样点灌区基本反映全市相应灌区的基本情况，样点灌区能够代表全市农田灌溉水有效利用系数水平。

表1　样点灌区选择情况表

三、样点灌区灌溉水有效利用系数测算分析

1.净灌溉用水量

典型田块亩均净灌溉用水量采用直接量测法测量。泡田期的次净灌溉用水量采用三角堰法测定，灌溉期的次净灌溉用水量采用水位变化法测定。

（1）直角三角形薄壁堰法具体操作方法为：保证典型田块不跑水，根据灌溉水流的水头及流速设计合适的三角堰，安装在典型田块进水口，确保三角堰自由出流。灌水开始后记录水位，并随时观察，水位发生波动时记录变化后的水位及相应的时间，根据水位和流量的关系得出泡田期的用水量。

（2）水位变化法即：

式中：hi—灌水深度；

he—灌水结束后田面水深；

hs—灌水开始时的田面水深。

2.毛灌溉用水总量

毛灌溉用水总量通过渠首水量实测得到，监测方法根据水源和渠首特点分别制定，主要的方法有连实测流量过程线法、堰闸流量关系线法、单机流量推求法、水库蓄水容积变量法等。样点灌区年毛灌溉用水总量的计算公式如下：

式中：W样毛—样点灌区年毛灌溉用水总量，m3；

W样毛i—样点灌区第i个水源取水量，m3。

n—样点灌区水源数量，个。

3.灌溉水有效利用系数计算

灌区灌溉水有效利用系数采用“首尾测算分析法”，即直接用灌入田间可被作物吸收利用的水量（净灌溉用水量）与灌区从水源取用的灌溉总水量（毛灌溉用水量）的比值来计算，计算公式如下：

式中：

η—灌区灌溉水有效利用系数；

W净—灌区净灌溉用水总量，m3；

W毛—灌区毛灌溉用水总量，m3。

4.连云港市灌溉水利用系数均值测算

连云港市的农田灌溉用水有效利用系数根据各县、区灌溉水利用系数与用水总量加权平均后得出。计算公式如下：

式中：ηw—市级灌溉水有效利用系数；

ηwi—第i个县区灌溉水有效利用系数；

Wai—第i个县区年毛灌溉用水量，万m3；

m—市级区域样点灌区数量，个。

经过测算，2014年连云港农田灌溉水有效利用系数成果见表2。

四、结语

（1）经过数据复核分析，2014年度连云港市灌溉水有效利用系数测算分析方法是可靠可行的，测算数据基本反映了连云港市农田灌溉节水水平。

（2）从数据结果来看，灌溉水有效利用系数纯井灌区最高，大型灌区最低，顺序依次为纯井灌区＞小型灌区＞中型灌区＞大型灌区。这与灌区灌溉面积、渠道级数和渠道衬砌率直接相关，灌溉面积越小、渠道级数越低、渠道衬砌率越高则灌溉水有效利用系数越高，反之越低。

（3）由于数据序列有限，单年的测算结果还不能分析连云港市灌溉用水有效利用系数变化情况，依据自然条件、工程状况、用水管理、灌水技术等相关资料的长序列储备，灌溉用水有效利用系数的测定将会更加科学■

（作者单位：1.江苏省水文水资源勘测局连云港分局2220042.江苏省连云港防汛机动抢险队222004）

（专栏编辑：张婷）