疏勒河灌区农田灌溉水有效利用系数分析

虎海燕，徐宝山

（甘肃省疏勒河流域水资源局，735211，玉门）

农田灌溉水利用系数是指灌溉农田的净化水量与从河道头部分流总水量的比值，是反映灌溉项目工程发挥作用、高效节水灌溉技术推广应用以及灌溉管理水平的核心指标，也是衡量农田用水效率的综合可靠指标。为评价疏勒河流域三大灌区水资源利用效率，科学合理评估灌区高效节水灌溉技术的推广应用和信息化灌溉系统的发展成效，本文分析了疏勒河灌区2009—2017年近9年的灌溉数据和样地测量面积数据，测算了三大灌区灌溉水的有效利用系数。比较基于斗口计量测量监测系统的灌溉水有效利用系数，科学分析节水潜力并探索提高灌区灌溉水有效利用系数的措施，从而进一步提高灌区水资源利用效率和水资源配置管理水平。

一、基本情况

疏勒河流域位于甘肃省河西走廊最西端，年平均径流量为10.31亿m3以上，年平均降水量小于50～60 mm，年蒸发量达2 500 mm以上，是我国极度干旱地区之一。昌马、双塔和赤金峡3个水库总库容4.722亿m3，主要通道长度为28 562.63 km，支渠74条共548.10 km，斗渠619条共1 105.07 km，农渠6 247条共2 950 km，建筑物20 021座。疏勒河流域有昌马、双塔、花海3个灌区，灌溉面积134.42万亩（1 亩=1/15 hm2，下同），其中昌马灌区现有灌溉面积69.68万亩（大型灌区）、双塔灌区灌溉面积46.43万亩（大型灌区）、花海灌区18.31万亩（中型灌区）。目前三大灌区已被指定为甘肃省灌溉用水有效利用的样地灌溉区。

二、测算方法及技术保障

1.测算方法选择

目前，农田灌溉水有效利用系数的计算方法根据计算方式的不同分为几种，常用方法有两种：一种是将各级渠道有效系数乘以田间水有效利用系数的传统方法；另一种是首尾测算法，即浇灌到田地中的水量与引入灌溉区域头部的水量之比。有学者利用首尾测算法校验测验结果，发现该方法误差最小并且能反映出灌溉工程质量、渠系水利用情况及灌区用水管理水平。根据测算技术导则利用该方法计算和分析有效利用系数。计算公式如下：

式中，η为灌区灌溉水有效利用系数，W净为灌区净灌溉用水总量（m3），W毛为灌区毛灌溉用水总量（m3）。

2.组织保障及技术支撑

近年为保证分析测算工作有序推进，疏勒河管理局加强组织领导，建立由局灌溉管理处牵头、各基层灌区管理单位抓具体落实的工作机制，灌溉科定期不定期指导和督查工作落实情况，各管理所、站有机配合，相互协调，从人员配置、技术力量、观测设施配备、典型田块选取、技术培训、指导督查、技术把关等方面全面提供技术支持与保障措施，确保实时测水和督查工作及时到位。

（1）做好基础设施设备保障

灌前对量水设施、计量设备进行检修，检校水位—流量关系曲线，在百亩实测区内修建永久标准量水堰，调试校核信息化斗口在线监测点，确保流量计量精准无误。

（2）加强技术指导与培训

每年由灌区管理单位业务负责人全面负责所辖范围的测定工作与跟踪指导，专门派技术人员对灌区各测算点进行专业培训，对测水过程、测水数据进行全方位技术指导，进一步提高工作人员的测算水平。

（3）严格规范测算过程及分析计算

对百亩实测区选择的典型田块、典型作物的灌溉定额测定，严格按照指导细则选定，年内定期不定期对测算分析方法、现场测定结果、程序的规范性、数据的准确性等进行全面核查，发现问题及时解决，确保测定成果真实合理。

三、测算结果对比分析评价

1.灌区灌溉水利用系数垂直变化趋势分析

自三大灌区被确定为省级典型样地灌区以后，灌区管理单位认真按照工作要求，不断加强各级渠系利用率的分析测算，严格衡量从斗口到田间的灌溉水利用效率，根据数据显示，基层各灌区灌溉水多年有效利用系数见图1至图3。

对2009—2018年三大灌区灌溉水有效利用系数的分析研究表明灌溉水的有效利用系数逐年增加。这可能和渠道衬砌和高效节水灌溉面积的增大有关，特别从2011年开始，增幅明显提高。2014年与2010年相比，昌马灌区提高0.024，增幅4.7%，双塔灌区提高0.036，增幅7.5%，花海灌区提高0.066，增幅12.5%。说明从2010年以后，随着对三大灌区建设改造投入力度不断加大，通过《敦煌水资源合理利用与生态保护综合规划》项目批复实施，灌区建设了一系列灌溉后续工程和节水改造工程，渠道工程不断完善，灌区配水分配工程完工率明显提高，大大减少了渠道的输配和渗漏损失。灌区管理水平的提高也使得水资源利用率有效提高。

图1 昌马灌区多年灌溉水测算系数

图2 双塔灌区多年灌溉水测算系数

图3 花海灌区多年灌溉水测算系数

甘肃省疏勒河流域水资源局在2014年被水利部和甘肃省人民政府确定为水权试点单位。为切实提高灌区水资源监控能力，疏勒河管理局先后在三大灌区安装实施了698个斗口水位计量实时在线监测系统，覆盖了全灌区121万亩的灌溉面积。从图1、2、3和表1可以看出，灌溉水有效利用系数在2014年以后又有明显的提升和增加，相比2010年，2016年昌马灌区提高0.045，增幅8.4%，双塔灌区提高0.049，增幅9.6%，花海灌区提高0.094，增幅15.9%。充分说明安装斗口计量监测系统后，灌区用水计量更加准确，灌溉水有效系数测算过程中水量统计更加精准，极大提高了灌溉水有效利用系数。加之测量灌溉水有效利用系数的长期基础和实践，分析确定每种作物的灌溉用水量、调查典型单元的取、用水量等方面的质量与精度也相应提高，使得系数测算成果也更加科学合理。

表1 三大灌区多年灌溉水测算系数

图4 2017年和2018年三大灌区灌溉水利用系数

2.灌区灌溉水利用系数的水平对比分析

为了比较不同规模灌区灌溉水有效利用系数的差异，选择2017年和2018年三大主要灌区的数据水平对比分析。根据图4显示，疏勒河不同规模灌区的灌溉水利用系数总体呈现花海灌区＞昌马灌区＞双塔灌区，即中型灌区＞大型灌区的趋势，这与国内已有研究成果结论相一致，也充分表明灌区面积对灌溉水利用系数影响很大，即分布越广，调水和配水就越困难，配水准确性及可靠性比较低，渠系在输配水过程中水分损失就相对较大，这使得大型灌区的灌溉水利用系数相对低于中型灌区。

对于同一灌区来说，昌马和花海灌区灌溉水有效利用系数2017年和2018年基本增长幅度不大，这是随着近几年水利工程节水配套建设改造和斗口计量设施的完善，加之灌区运行年限较久，昌马和花海灌区基本形成了较为完善的管理模式和水量计量方式，水资源利用效率基本相对稳定。双塔灌区2011年之前管理模式粗放，渠道衬砌完好率不高，利用率相比昌马灌区较低，之后转变为精细化管理模式，计量设施设备的全面推广普及和农田水利工程配套的不断完善使得利用率大大提高，2018年比2017年提高0.023。

四、提高灌溉水利用系数措施办法

（1）加大对灌区建设和节水改造的投入

通过大力实施田间配套设施建设，增加维修改造项目的投资，不断对原有渠道进行衬砌和翻新改造，逐步恢复和改善部分渠道破损，进一步完善灌区水利基础设施，降低渠系水损失，借助维修改造工程项目投资，逐步补齐基础设施短板，进一步提高渠道整体输水能力和输水效率。

（2）加强信息化监控系统的应用和推广普及

充分利用水资源监测能力建设项目，加强整个灌区水资源监测能力建设，安装重点取水和计量点水量在线实时监测系统，合理调配各取水点灌溉用水量，减少灌溉弃水量，进一步提升灌区用水计量水平和灌区监管水平，逐步形成与水资源管理体系相配套的灌区水资源监测系统，为深入实施最严格水资源管理体系和水权确认试点工作提供技术支持。

（3）加快推广应用高效节水灌溉技术

传统的灌溉模式已与现代高效农业发展需求不相适应，应逐步实现从粗放式管理向精细化管理转变。倡导节约水资源，不断推动水权试点工作和节水型灌区建设，大力宣传农业节水知识，引导农民全面推进大田常规节水措施，大力发展现代高效节水灌溉技术，如管道、喷灌、滴灌等，从而不断减少无效渗漏，降低净灌溉定额，提高灌溉用水效率。

五、结 语

通过实施敦煌规划项目，疏勒河灌区开展了灌区骨干工程的节水改造，改善了灌区的水利基础设施，提高了渠道和工程的完整率。充分利用实时在线监测系统测量计量水量，提高计量的准确性。大力发展自动灌溉和节水技术，实施最严格水资源管理体系，确定水资源管理“三条红线”的控制目标，灌区水资源利用率将进一步提高。随着现代灌区的建设，对灌区的灌溉管理水平、信息化应用和推广水平提出了更高的要求。为实现“生态良好、资源节约、设施完善、惠及民生、流域和谐、管理一流”的现代化建设目标，要按照“水利工程补短板、水利行业强监管”的总基调，抓好灌区管理、项目建设、水资源管理、水利改革等重点工作，集中力量促进流域水利工程的优质发展，使灌区的用水效率达到一个新的水平。