台州市区域农田灌溉用水量测算方法的研究

赵钟威 张冶金 严欣雨

（1.台州市水利水电勘测设计院，浙江 台州 318000；2.台州市水利局，浙江 台州 318000）

农业用水是经济社会用水的重要组成部分，农业用水量数据的真实性和合理性对农业用水统计起到至关重要的作用。市级区域内灌区较多且分布广泛，部分灌区跨行政区域。目前用水总量统计工作中以灌区为基础单元，采用大户逐一计量统计、一般用水户抽样调查、综合推算区域农业用水量的技术方法。然而在实际工作中存在一些问题[2]：①实际农业用水可逐一统计的样本（用水大户合作社）较少，难以满足统计要求；②多水源灌区水量计量困难；③计量设施安装率低，后期维修养护不够。结合农田灌溉水有效利用系数测算工作，针对不同规模灌区的特点，选取具有代表性的灌区进行实测并推广以测算区域农田灌溉用水量。

1 灌溉用水量测算办法

区域内按照设计灌溉面积大小，分为大、中、小3类灌区。针对大中型灌区个数少、范围广、灌片多及小型灌区个数量多面积小的基本特点，分别提出不同的测算方法：

（1）大型灌区：全体与典型片区测算。计算公式如下：

式中：W大——区域大型灌区年灌溉用水量（万m3）；Wi——区域第i个大型样点灌区年灌溉用水量（万m3）。

（2）中型灌区：计算方法采用分档、典型灌区与灌片分区测算。中型灌区虽然数量少，但是灌区范围广数量多，不能全部实测工作，故将中型灌区按照有效灌溉面积分成3档：“1-5中型，5-15中型，15-30中型”，每档次的中型用水量等于各档次的典型灌区中的典型灌片分类自流和提水后的面积加权计算获得。不同档次的灌区算法类似，以1-5中型为例[1]：

式中：W中——区域中型灌区年灌溉用水量（万m3）；W中1-5、A中1-5——1-5中型灌区灌溉用水量（万m3）和实际灌溉面积（m2）；W中1-5i、A中1-5i——第i个1-5中型典型灌区灌溉用水量（万m3）和实际灌溉面积（m2）；W中1-5im、A中1-5im——第i个1-5中型典型灌区第m个灌片灌溉用水量（万m3）和实际灌溉面积（m2）；W中1-5imt、A中1-5imt——第i个1-5中型典型灌区第m个灌片内提水灌溉用水量（万m3）和实际灌溉面积（m2）；W中1-5imz、A中1-5imz——第i个1-5中型典型灌区第m个灌片内自流灌溉用水量（万m3）和实际灌溉面积（m2）。

（3）小型灌区。

小型灌区计算方法采用典型灌区、典型灌片实测。小型灌区数量庞大，挨个布置测点显然不切合实际。根据小型灌区的灌溉条件分类提水小型灌区和自流小型灌区进行典型。

式中：W小、W小i、W小im——分别为小型灌区、第i个小型典型灌区及第i个小型典型灌区第m个灌片灌溉用水量（万m3）；W小imt、A小imt——第i个小型典型灌区第m个灌片内提水灌溉用水量（万m3）和实际灌溉面积（m2）；W小imz、A小imz——第i个小型典型灌区第m个灌片内自流灌溉用水量（万m3）和实际灌溉面积（m2）。

2 区域农田灌溉用水量

区域农田灌溉用水量等于该区域内各类不同灌区农田灌溉用水的总和。计算公式如下：

式中：W大、W中、W小——分别为大中小型灌区的农田灌溉用水量（万m3）。

3 农田灌溉用水量测算分析典型案例

此次典型案例以台州市为例，案例中的数据都经过相关部门认可，可信度较高。

（1）台州市灌区情况。

据统计2018年，台州市灌区共计有2 503处，其中大型灌区2处，有效灌溉面积92.631 万亩，实际灌溉面积84.298 万亩；中型灌区14处，有效灌溉面积25.802万亩，实际灌溉面积23.982 万亩；小型灌区2 487处，有效灌溉面积62.693 万亩，实际灌溉面积62.656 万亩。

（2）选取典型灌区。

大型灌区2处，长潭灌区和牛头山灌区都作为典型灌区进行测算，中型灌区按照1～5 万亩、5～10 万亩、15～30 万亩分档选择灌区样点4处，以北三县作为典型代表。小型灌区8处分布在全市各地。

（3）量水设施运作情况。

全市14个样点灌区，形成了28个渠首计量点和63个典型田块的测算网络。台州市数据平台采用B/S架构，将计量点量水设备测量数据进行计算并展示，在线计量率在90%以上。现场数据测量硬件设备包括：

智能电表。智能电表实时测量现场用电量并将数据通过有线传输形势传输给数据终端，数据终端将电表信息通过无线网络传输至平台。智能电表在线计量，以电换水的测量方式在我市渠首泵站中普遍使用。

智能水表。智能水表通过将机械水表进行智能化改造，加装智能测量、传输设备实现对用水量的远程监控。由于实操性较好，台州市典型田块基本以智能水表测量为主。

浮子式水位计。浮子式水位计安装在标准量水坎内，通过测量水坎内水位数据，测定量水坎内水位-流速关系，综合计算出量水坎内的流水量。该方案解决了管道灌溉的管道铺设问题和渠道灌溉人工计量不及时数据量记录不齐全的问题。浮子式水位计在台州市小型灌区分布广泛。

激光水位计。激光水位计采用激光测距传感器，对田块内水位变化幅度进行测量，结合田块面积综合计算田块用水量。该方案用于田块面积大，水表、量水坎等设备需求量较多的田块。以台州市椒江区三甲街道坚决村为代表。

各类设备安装调试完毕后，测量数据实时自动发送数据到软件平台。平台的报表功能可自动生成一段时间内的灌溉用水量，如日用水量、月用水量和年用水量。统计人员还可以根据日期时间段自动导出用水量，大大提高了统计数据的效率。

（4）计量成果。

通过观察分析平台数据，由点推面推算全市的典型灌区用水量。据测算，台州市大型灌区平均用水量5 895 m3/hm2，中型灌区平均用水量5 452 m3/hm2，小型灌区平均用水量4 963 m3/hm2。结合不同规模的实际灌溉面积，大型、中型和小型灌溉用水量分别为3.3、0.8和2.1 亿m3。本次依据实测数据确定的全市农田灌溉用水量，计算结果较定额计算更加符合实际。

4 结语

根据不同灌区规模分类计算灌区的用水量在台州市农田灌溉用水量测算工作中应用中去取得了较好的成效，测算成果有实测数据支撑，相比于水资源公报的现行灌溉定额与实灌面积数据匡算得到的数据更为接近实际。