惠州市农田灌溉水有效利用系数测算分析

罗小妹

（惠州市市区河涌管理所，广东 惠州516003）

灌溉水有效利用系数是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与灌溉系统取用的灌溉总水量的比值，是衡量从水源取水到田间作物吸收利用过程中灌溉用水有效利用程度的重要指标，能综合反映灌区灌溉工程状况、管理水平、灌溉技术水平。根据惠州市样点灌区、典型田块的特点，2018年全年日常用水过程中，采用以“首尾测算分析法”对各样点的灌溉水有效利用系数进行实地测试与计算分析。

1 区域概况

惠州市位于广东省东南部。惠州市河流众多，全市集水面积超过1000 km2的河流有东江、西枝江、淡水河、公庄河、沙河和增江6条，集水面积大于100 km2以上河流有35条，水库、湖泊约490座。

根据《2017年惠州市水资源公报》，全市农田灌溉用水量11.30亿m3[1]，农田有效灌溉面积165.17万亩，实灌面积151.42万亩。灌区全部为中、小型灌区类型，无大型灌区和井灌类型。其中，中型灌区29宗，控制有效灌溉面积91.92万亩。全市农田灌溉大多采用渠道输水，灌区的主要水源类型为自流引水类型，实施的节水工程技术以渠道防渗为主。

2 样点灌区选取及代表型分析

2.1 样点灌区选择

以《全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》为依据。在全市灌区基本情况调查的基础上，结合测算工作开展的条件，按照每种类型要有一定个数要求的样点灌区，同时考虑到每个县区有2～3宗样点灌区，选取14宗样点灌区，其中中型样点灌区7宗，小型样点灌区7宗，作为全市灌溉水有效利用系数测算的样点灌区。样点灌区基本信息见表1。

表1 惠州市样点灌区基本信息表

2.2 样点灌区代表型分析

选点综合考虑了《技术细则》所限定的各种因素和广东省水利厅工作的要求。

从水源类型上来看，有10宗灌区主要水源为水库自流引水，4宗灌区为河道陂头引水。

从灌区工程设施状况、管理水平来看，中型灌区有专门的水库或灌区管理所，用水调度有计划，有专人负责，管理比较到位，同时，干支渠经过近年的改造，工程状况较好。小型灌区没有专门的灌区管理单位或机构，以当地用水者维护为主，但经过田间工程改造，主要渠系已衬砌硬化，整体工程状况较好。

从灌区地形和选点位置来看，14宗样点灌区在行政区域上处于不同的县区，地形和灌区类型代表性丰富，能代表全市灌区的一般特征。从地形上，有7宗灌区为以平原地形为主，4宗灌区以丘陵地形为主，3宗灌区以山地地形为主。

从作物结构上来看，涵盖的作物类型有早晚稻、番石榴、柑桔、蔬菜、火龙果和花生等，包括了灌区范围内的主要作物类型，具有代表性。

从样点灌区测算的可行性和代表性上来看，选点综合考虑了灌区规模的大小、不同水源类型、工程设施状况、管理水平、作物种植结构和地形地貌等因素，具有较强的代表性。

3 测算分析方法

3.1 基本方法

样点灌区灌溉水有效利用系数测算采用“首尾测算”分析法，田间实际净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值即为灌溉水有效利用系数。测算与计算单元为单个样点灌区，计算时段以2018年为统计标准。依据典型样点灌区已有的灌溉管理资料、现场典型观测，通过计算分析，得出典型样点灌区年度灌溉水有效利用系数，并以此为基础，计算不同规模与类型灌区的灌溉水有效利用系数平均值。采用调查统计与观测分析相结合的方法，在统计出全市类型灌区毛灌溉用水量的基础上，按全市不同分类灌区毛灌溉用水量进行加权平均，推算全市的年度灌溉水有效利用系数。

3.2 典型田块选择

对于播种面积超过灌区总播种面积10%以上的作物进行灌溉情况的典型田块观测。中型灌区样点灌区在上下游有代表性选取，每种作物选取3个典型田块。小型灌区范围相对较小，一般不划分片区。本次样点灌区典型田块选取数量共213个。

3.3 样点灌区净灌溉用水量测算方法

典型田块亩均净灌溉用水量采用直接量测法测量。根据观测与分析得出的某种作物典型田块的年亩均净灌溉用水量w田净，计算某灌区同区域或同种灌溉类型第i种作物的年净灌溉用水量，计算公式如下:

式中:wi为样点灌区同片区或同灌溉类型第i种作物的亩均净灌溉用水量，m3/亩；w田净l为同片区或同灌溉类型第i种作物第l个典型田块亩均净灌溉用水量，m3/亩；A田l为同片区或同灌溉类型第i种作物第l个典型田块灌溉面积，亩；N为同片区或同灌溉类型第i种作物典型田块数量，个。

再根据灌区内不同分区不同作物种类灌溉面积，结合不同作物在不同分区的年亩均净灌溉用水量，计算得出样点灌区年净灌溉用水总量W样净，计算方法如下:

式中:W样净为样点灌区年净灌溉用水总量，m3；wij为样点灌区j个片区内第i种作物亩均净灌溉用水量，m3/亩；Aij为样点灌区j个片区内第i种作物灌溉面积，亩；m为样点灌区j个片区内的作物种类，种；n为样点灌区片区数量，个，小型灌区n=1。

在获得各样点灌区实灌面积、灌区毛灌溉用水总量、亩均综合净灌溉定额测算结果的基础上，可获得各样点灌区灌溉水有效利用系数测算结果。计算公式如下:

式中:ηw为灌区灌溉水有效利用系数；M综为灌区亩均综合净灌溉定额，m3/亩；A为灌区实灌溉面积（不考虑复种指数情况），亩；Wa为灌区毛灌溉用水总量，m3。

3.4 全市灌溉水有效利用系数计算

全市灌溉水有效利用系数平均值的计算公式如下:

式中:Wa中型、Wa小型分别为全市中、小型灌区的年毛灌溉用水量，万 m3；ηw中型、ηw小型分别为全市中、小型灌区的平均灌溉水有效利用系数。

惠州市灌区类型没有大型和井灌，全市不同类型灌区年毛灌溉用水量为实测样点灌区亩均灌溉用水量乘以各类型灌区年实灌面积得到。因统计口径问题，未纳入灌区统计面积内的零散灌溉面积，其农田灌溉水有效利用系数因无代表样点灌区测算结果，可结合小型灌区同类型毛用水量、净用水量及实灌面积的单位用水来换算[2]。

4 测算成果及合理性分析

4.1 样点灌区测算分析

（1）年毛灌溉用水总量测算。各样点灌区毛灌溉用水量，主要由样点灌区资料进行统计分析和估算。对每个样点灌区的取水口分别安装了水量自动监测仪器，对主要取水口和弃水口订立了水尺，定期进行观测记录和测流。全市14宗样点灌区毛灌溉用水总量为17816.97万m3，约占全市灌溉总用水量的15.77%。

（2）净灌溉用水量测算。根据测算统计，2018年惠州市样点灌区净灌溉用水总量为8944.90万m3，其中，中型样点灌区净灌溉用水总量为7915.78万m3，小型样点灌区净灌溉用水总量为1029.12万m3。

（3）有效利用系数测算结果。按算术平均法，分别计算各规模类型灌区的灌溉水有效利用系数平均值，全市各样点灌区灌溉水有效利用系数测算结果见表2。

表2 2018年全市样点灌区灌溉水有效利用系数测算结果

4.2 全市测算成果

全市灌溉水有效利用系数平均值是以中、小型样点灌区的水量加权平均值作为表征，采用不同规模灌区毛灌溉用水量加权平均获得全市灌溉水有效利用系数，测算结果表明2018年度惠州市平均灌溉水有效利用系数为0.506。

4.3 成果合理性分析

（1）样点灌区净灌溉定额可靠性分析。2018年降水量偏小，净灌溉定额计算值显得比常年大。因此，通过用亩均综合净灌溉定额作为参照，对样点灌区观测值变化较大的关键数据进行核查分析。2018年度与2017年度样点灌区净灌溉定额对比情况见表3[3]。

表3 2018年度与2017年度样点灌区净灌溉定额及系数比较

通过两年度综合定额比较，样点灌区的综合定额除显岗水库灌区、大坑水库灌区、洋塱灌区和麻榨南线灌区有1.57%～31.06%的增加外，其它灌区都有不同程度的下降，下降幅度1.45%～28.88%，与本年度降水较少区域灌溉定额增大的一般规律相吻合，14宗样点灌区平均亩均综合净灌溉定额比2017年度减少了9.15%，总体呈下降趋势。因此，经复核，说明测算成果相对可靠。

（2）样点灌区灌溉水有效利用系数合理性分析。灌溉水有效利用系数变化的原因多样，主要原因是受当年降水量的影响较大，同时受灌区配套改造的完善，主干支渠道的衬砌提高了渠系水利用系数所致。中型灌区近年来配套改造工程开展，部分工程已完成并发挥效益，使得整体灌溉水有效利用系数得到较大的提高，其中花树下水库灌区提高0.007，为灌区改造完成后的工程状况改善所致；大坑灌区和碗窑灌区下降较多，主要是受种植结构影响，水田和撂耕所致；麻榨南线灌区、龙平渠灌区和黄沙水库灌区主要是受降雨量的影响。

从不同灌区规模的分析结果看:中型5万亩～15万亩灌区灌溉水有效利用系数为0.501，小型灌区灌溉水有效利用系数为0.506，中型1万亩～5万亩灌区灌溉水有效利用系数为0.510。

5 措施建议

5.1 提高灌溉水有效利用系数

（1）加快灌区整改，配套完善渠系工程和田间工程。目前，惠州市不少灌区工程状况仍显落后，特别是未纳入节水改造的灌区。灌区田间工程设施不配套现象普遍存在，特别是各级取水（分水）口节制闸运行失灵或没有节制闸，没有用水优化调度及配备量测水设施；支渠以下渠道衬砌率较低，田间灌溉渠道淤塞较严重，输水过程缓慢、用水浪费大。建议加快灌区工程整改，提高工程运行效率。

（2）推广节水灌溉技术，扩大节水灌溉面积。从测算结果看，节水灌溉技术程度愈高，农田灌溉水有效利用系数也愈大。建议加大灌区的节水投入，特别是蔬菜基地、苗木花卉、水果基地以及农业规模种植区，实施渠道防渗，低压管道输水灌水，喷灌，微灌，以及改漫灌为畦灌、沟灌等，平整土地和经常使渠系畅通等。降低从灌区取水口到田间作物吸收利用过程所损失的水分，提高农田灌溉水有效利用系数。

5.2 提升灌溉水有效利用系数测算水平

（1）加大实测工作力度和资金投入。灌溉水有效利用系数测算分析工作量大面广，技术要求高，持续时间长，资金需求高，建议各级主管部门认真组织力量，落实经费补助，加强督促检查，进一步提升灌溉水有效利用系数测算分析工作水平。

（2）加快配套完善渠首和田间量测水设施。由于惠州市水资源相对充裕，全市的农业用水计量问题没有完全解决，而实行农田用水计量包括工程及量测设施、设备配套，配备专人管理等，同时全市灌区以中小型为主，耕地分散，管理难度大，计量更复杂。不少样点灌区量测水设施状况仍然较落后，存在没有建立灌区量测水设施或无设施的现象，特别是应在取水（分水）口考虑配备量测水设施，提高计量精度，确保测算成果合理可靠。逐步加强完善样点灌区量测水设施设备，对新近批准的灌区或灌溉工程项目，要求其工程配套量水设施、设备，建立用水计量制度并实施，为持续有序地进行后期用水计量监控打下基础。

（3）加强对技术人员的技术指导。从事日常量水和测报数据的技术人员的技术水平和专业素质、工作责任心等，对灌溉水有效利用系数测算工作起着基础性的作用，目前惠州市各样点灌区从事测算的人员技术力量参差不齐，不少灌区的总取水口没专人负责管理，对工作的技术学习掌握不够。因此，建议重点要做好对技术人员的培训和日常性的指导，提高量测人员的技术水平，解决工作中存在的各种问题。