江苏省农田灌溉水有效利用系数测算分析研究

吉玉高，张健（江苏省农村水利科技发展中心，210029，南京）

江苏省农田灌溉水有效利用系数测算分析研究

吉玉高，张健
（江苏省农村水利科技发展中心，210029，南京）

为科学评估江苏省农田灌溉用水效率与节水潜力，以江苏省2011—2015年测算分析成果为基础，分析了近年农田灌溉水有效利用系数的变化趋势，并首次进行了农田灌溉水有效利用系数测算成果相关性和精准性分析，提出了提升农田灌溉水有效利用系数测算分析水平的对策措施。

农田灌溉水有效利用系数；测算分析；精准性；对策；江苏

江苏省位于我国大陆东部沿海的中心，地处长江、淮河流域下游，自北向南为黄淮平原、江淮平原、滨海平原、长江三角洲平原。江苏多年平均本地水资源量为321.6亿m3，多年平均过境水量9 492亿m3，是本地水资源量的30倍，人均占有量419 m3，仅为全国平均水平的1/5，世界平均水平的1/18。加之水资源时空分布不均，江苏保障水资源可持续利用的任务十分艰巨。

江苏既是经济大省，也是农业大省。农业既是用水大户，更是节水潜力所在。据统计，2015年江苏总用水量为460.6亿m3，其中农业用水量为280亿m3，占总用水量的60％以上。节约农业灌溉用水主要通过节水工程措施、农艺技术和管理技术等方面来实现，通过提高农田灌溉水有效利用系数、减少灌溉用水定额、提升水分生产率来衡量其实现结果。农田灌溉水有效利用系数既是国家实行最严格水资源管理制度“三条红线”控制的主要指标之一，也是江苏农业现代化和水利现代化的一项重要指标。国家推进农业水价综合改革，建立农业灌溉用水总量控制和定额管理制度，都离不开农田灌溉水有效利用系数的测算分析工作。切实加强江苏省农田灌溉水有效利用系数测算分析研究，准确把握农田灌溉水有效利用系数的现实状况和发展趋势，对于客观反映农村水利工程状况、用水管理能力、灌溉技术水平，特别是对于认真贯彻习近平总书记“节水优先，空间均衡，系统治理，两手发力”新时期水利工作方针，有效指导农田水利工程的规划设计，合理评估农业节水潜力，促进区域水资源优化配置等都具有重大现实意义。

本文详细梳理了样点灌区和典型田块开展测算分析工作相关第一手观测资料，分析整理了2011—2015年较长系列不同规模和类型灌区的灌溉水量、灌溉面积、灌溉用水定额、工程投资、节水灌溉发展规模等相关基础资料，通过对已有首尾测算分析法、典型渠段测量法、动水法、综合测定计算方法的研究，首次对江苏农田灌溉水有效利用系数测定成果的相关性和精准性进行详尽分析，得出较为严谨、更合乎江苏农田灌溉用水实际的相关意见，对于进一步提升江苏农田灌溉水有效利用系数测算水平、更好地推动江苏乃至全国灌溉工作具有指导意义。

一、资料与方法

1.江苏农田灌溉总体情况

通过多年建设，截至2015年年底，江苏建成有效灌溉面积402.6万hm2，旱涝保收田面积357.7万hm2，节水灌溉工程面积226.8万hm2。2011年水利普查期间，对全省大型、中型、小型、纯井灌区基本情况进行全面核查，按照大型（≥2万hm2）、中型（1万～2万hm2、0.333万～1万hm2、0.067万～0.333万hm2）、小型（≤0.067万hm2）及纯井灌区分类，大、中、小型灌区按水源类型又分为自流引水和提水两种。据统计，2015年年底，江苏省共有大、中、小型和纯井型灌区39 072个，其中大型灌区29个，有效灌溉面积77.8hm2，中型灌区283个，有效灌溉面积128.0hm2，小型灌区24 792个，有效灌溉面积192.8 hm2，纯井灌区13968个，有效灌溉面积为4.0 hm2。

2.测算分析方法

根据水利部《全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》和《灌溉水利用率测定技术导则》（SL/Z 699—2015）要求，结合江苏实际，针对省级区域不同灌区规模和类型采取不同的测算分析方法。2015年，全省共选取了256个样点灌区，其中大型灌区29个，中型灌区33个，小型灌区165个，纯井灌区29个。大型灌区上、中、下游分别选3个典型田块，中型灌区上、下游分别选3个典型田块，小型灌区和纯井灌区分别选取2个典型田块。通过测算典型田块亩均净灌溉用水量来计算样点灌区净灌溉用水量，采用“首尾测算法”计算样点灌区的农田灌溉水有效利用系数。对于大型灌区，样点灌区的农田灌溉水有效利用系数与年毛灌溉用水量加权平均后，由点到面计算江苏大型灌区的农田灌溉水有效利用系数。对于中型灌区，首先以0.067万～0.333万hm2、0.333万～1万hm2、1万～2万hm23个档次样点灌区为基础，分别采用算术平均法计算3个档次中型灌区的农田灌溉水有效利用系数，然后与毛灌溉用水量加权平均，由点到面计算江苏中型灌区的农田灌溉水有效利用系数。对于小型灌区，以样点灌区为基础，采用算术平均法由点到面计算全省小型灌区的农田灌溉水有效利用系数。对于纯井灌区，首先采用算术平均法分别计算土渠、防渗渠道、管道输水、喷灌、微灌等5种类型样点灌区的农田灌溉水有效利用系数，然后与年毛灌溉用水量加权平均计算全省纯井灌区的农田灌溉水有效利用系数。在已知全省各规模与类型灌区农田灌溉水有效利用系数情况下，通过与年毛灌溉用水量加权平均计算全省农田灌溉水有效利用系数。

通过上述方法可以计算出2015年江苏省不同规模与类型灌区农田灌溉水有效利用系数，如表1所示。

二、江苏省农田灌溉水有效利用系数测算结果分析

1.农田灌溉水有效利用系数的发展趋势

图1　江苏省农田灌溉水有效利用系数年际变化曲线图

表12015　年度江苏省不同规模与类型灌区农田灌溉水有效利用系数成果表

2011—2015年江苏不同规模与类型灌区的农田灌溉水有效利用系数的变化趋势如图1所示。

由表1和图1可知江苏农田灌溉水有效利用系数发展趋势为：①从年际变化看，2011—2015年江苏农田灌溉水有效利用系数呈逐年上升态势，即2011—2015年每年分别上升0.7％、1.7％、1.6％、1.4％。②从工程类型看，农田灌溉水有效利用系数与灌区规模呈负相关，即η省井＞η省小＞η省中＞η省大，且中型灌区3个档次灌区中，η1-5＞η5-15＞η15-30。③从区域来看，苏南地区大于苏中地区，苏中地区大于苏北地区。2015年，苏南五市农田灌溉水有效利用系数中最高达0.668、最低0.625，而苏北五市中最高为0.620、最低0.573，苏南地区最低值仍超过苏北最高值。

2.农田灌溉水有效利用系数的相关性分析

从农田灌溉水有效利用系数的发展趋势分析，导致系数上升的相关性主要有：①从工程投入看，农田灌溉水有效利用系数随着工程投入的增大而提高。2011—2015年，江苏每年农村水利建设投入100亿元左右，累计投入超过500亿元，为农田灌溉水有效利用系数的提升提供了有力的投入保障。②从灌区面积看，农田灌溉水有效利用系数与灌区面积成反比。因为随着灌区面积的增大，渠道级别越来越多，单位面积占有的渠道长度也越大，增加了渗漏面积，从而增加了渗漏损失。③从水源类型看，提水灌区的农田灌溉水有效利用系数大于自流灌区。自流灌区特别是沿运大型自流灌区水源充分，用水户节水意识不强，超量灌溉比例偏高。④从灌水周期看，灌水时间越长，农田灌溉水有效利用系数越小。江苏水稻丰量用水多在泡田期，大型灌区灌溉周期多在10天以上，比小型灌区增加1倍左右时间，这样延长了渠道水流在渠道中的运动滞留时间，实际渗漏时间延长，使得渗漏水量增加，因而大型灌区的农田灌溉水有效利用系数一般低于中小型灌区。⑤从工程管理看，管理越到位农田灌溉水利用系数越高。随着工程管理制度的完善，工程管护投入力度的加大，用水户和管理人员的节水意识逐渐增强，对提升农田灌溉水有效利用系数具有积极影响。

3.农田灌溉水有效利用系数的精准性分析

农田灌溉水有效利用系数测算成果的精准性与样本的选择、水量的观测、计算分析等过程密切相关，因此通过测算分析所得结果难以做到绝对精准。只有把握每一个过程，做好过程指导，成果逐级审查、层层把关，才能保证测算分析结果的真实性、可靠性和精准性。

（1）样本的选择

由于全省灌区数量众多，且各个灌区的灌溉面积很大，要全部进行测算是不现实的，只有通过样本的观测来分析全省农田灌溉水有效利用系数的总体情况。样本的选择包括样点灌区的选择和典型田块的选取。大型灌区全部纳入测算范围；中型样点灌区占全省中型灌区数量的11.7％，大于5％，其有效灌溉面积占全省中型灌区的21.8％，大于10％；小型样点灌区超过100个且大于全省小型灌区数量的0.5％；纯井样点灌区包含土渠、防渗渠道、低压管道、喷灌、微灌5种类型，同时包括提水和自流引水2种水源类型，样点灌区的面积、比例、管理水平在全省范围内分布比较协调。但是仍存在部分地区样点偏少、分布不均匀等问题。总之，所选样本的代表性和可行性直接关系测算结果的精准性。

（2）灌溉用水量的观测

毛灌溉用水量的观测：毛灌溉用水量的观测有水工建筑物量水和水量电量法，不论哪种方法都要通过多次测量，建立一定的流量—水量关系或用电量—出水量之间的关系曲线，并定期进行率定。一方面，量水设施本身的精度及其安装条件、观测技术人员对测量仪器的熟练程度等都会影响测量的精度；另一方面，关系曲线的率定频率对年度测算结果也有很大影响。

净灌溉用水量的观测：对于水田淹水灌溉，采用水位差值法、水位观测井法、农用水表法；对于水田湿润灌溉、旱作物、经济作物，采用取土烘干法，根据典型田块灌溉前后计划湿润层内土壤含水率的变化来计算亩均净灌溉用水量。采用水位差值法，通过水位观测尺上的读数难免出现误差；采用取土烘干法，不同地区的计划湿润层深度不同，灌溉前后多久进行取土、取土烘干时间长短、称量精度等都会引起一定的误差。

（3）计算分析

全省的农田灌溉水有效利用系数与省级区域内不同规模和类型灌区的毛灌溉用水量及农田灌溉水有效利用系数都有直接关系，而不同规模与类型灌区的农田灌溉水有效利用系数是由样点灌区的测算分析结果计算得出，不同规模与类型灌区的毛灌溉用水量也是通过样点灌区测算结果进行计算。因此，全省测算结果的精准性与每个样点灌区测算结果的精准性密不可分。

三、提升农田灌溉水有效利用系数测算水平的对策措施

通过对江苏农田灌溉水有效利用系数测算成果的相关性和精准性分析，对进一步提升测算水平提出如下具体对策措施。

1.加大资金投入

实施农田灌溉水有效利用系数的测算工作需要消耗大量的人力、物力和财力。目前，尽管省级都安排经费专项用于测算工作，但由于一些地方投入不到位，导致个别地区测算工作避繁就简，潦草应付，直接影响测算成果的精准性。建议要切实加大资金投入，确保测算的规定动作到位、范围到位、深度到位，不断提升农田灌溉水有效利用系数测算水平。

2.优化样点布局

样点选择是否合理，样点分布是否均匀，样点确定是否稳定，直接影响测算水平的高低。从近年测算情况来看，有的地方选择的样点较多，布局也较合理，且代表性和稳定性都较强，测算结果基本能反映一个地区的灌溉水有效利用水平。有少部分地区选择的样点灌区少，受江苏农业现代化和最严格水资源管理制度考核结果的影响，个别地方为了提高系数，仅用井灌区或小型灌区成果来代表全县的水平，使测算结果失真。为此，建议在样点选择上要分布均匀，布局合理，使样点更具代表性和稳定性，确保测算成果更能体现当地农田水利发展水平。

3.减小技术误差

在农田灌溉水有效利用系数的测算过程中，水利部专门下发了《全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》和《灌溉水利用率测定技术导则》（SL/Z 699—2015），对具体技术规范提出了明确要求。但从近年具体实践看，一些技术人员特别是一线人员仍存在技术要点掌握不深等问题。为此要定期组织专家进行现场指导，开展技术培训，保证技术人员掌握测算分析技术要领，并能够熟练操作量测的仪器设备，尽量减小人为技术误差。同时，在经费允许范围内，购置精度较高的流速仪和流量计，由专业人员进行设备安装，测算时每个样点灌区都要安排专人进行数据观测，保证数据的可靠性和精准性。

4.复核计算过程

农田灌溉水有效利用系数的测算分析工作由技术支撑单位在复核样点灌区观测资料的基础上编制完成县级测算成果报告，由县级水利部门组织初步审查后上报市级水利部门，市级汇总形成市级测算成果并组织专家进行复核。省水利厅按照《全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》和《灌溉水利用率测定技术导则》（SL/Z 699—2015）的方法和要求，组织专家对各市上报成果中的灌溉用水量相关指标、计算过程进行复核，并在此基础上编制省级成果报告。建议各级水利部门都要组织农田水利、水文水资源等方面的专家严格审核，认真把关，确保测算分析成果的科学性、准确性和合理性。■

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

［2］许建中，赵竞成，高峰，等．灌溉水利用系数综合测定法［J］．中国水利，2004（7）．

［3］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）．

［4］李远华．灌溉用水有效利用系数的影响因素及其提高策略［J］．水利水电技术，2009（8）．

责任编辑杨轶

Calculation and analysis on effective utilization coefficients of irrigation water in Jiangsu Province

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Ji Yugao，Zhang Jian

In order to evaluate efficiency of irrigation water utilization and potential of irrigation water saving in Jiangsu province，the changing trend in recent years is analyzed based on the calculation and analysis results of Jiangsu province from 2011 to 2015.The relativity and precision of calculation on effective utilization coefficients of irrigation water is analyzed for the first time，and the countermeasures for raising calculation and analysis on effective utilization coefficients of irrigation water are proposed.

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S274.1+TV

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1000-1123（2016）11-0013-03

2016-05-19

吉玉高，主任，主要从事农村水利规划、计划、建设管理及科研推广工作。