宁波市农田灌溉水有效利用系数测算分析

刘 天，张倩妮

（1.浙江省宁波市农村水利管理中心，315000，宁波；2.浙江省宁波市水利水电规划设计研究院，315000，宁波）

宁波市农田灌溉用水量约占农业用水量的90%，占全市总用水量的30%以上，属于第一耗水产业。 近年，宁波市逐步提高农业用水自动化监测水平，从2017 年起，自动化在线计量率达到68%，进一步提升了宁波市灌溉用水效率测算工作的准确性和时效性。 农田灌溉水有效利用系数是实行最严格水资源管理 “三条红线”的考核指标之一，是综合反映区域灌溉用水效率的重要指标。 灌溉水有效利用系数是灌入田间可被作物利用的净灌溉用量与从水源引用的毛灌溉水量之比，可以通过首尾法或系数连乘法计算获得。 连乘法需要分别测算渠系水利用系数和田间水利用系数，测算工作量大且准确性低，因此，本研究选取样点灌区和典型田块采用首尾法对宁波市2017—2019 年的农田灌溉水有效利用系数进行测算，并对测算结果进行了分析， 测算及分析结果可以为节水政策及规划的制定提供依据，也可以为宁波市实行最严格水资源管理制度中农田节水效率考核提供相应技术支撑。

一、材料与方法

1.研究区概况

宁波市位于浙江省东北部，地势东北低、西南高，包含平原、丘陵、盆地、山地等多种地貌类型。 属于北亚热带季风气候，年均气温16.4℃，多年平均年降水量约1480 mm，常年平均日照时数1850 h。主要河流水系包括余姚江、奉化江、甬江等。

宁波市种植作物种类多， 粮食作物以水稻为主，约占作物种植面积的30%，经济作物以蔬菜为主，约占作物种植面积的30%，此外，瓜果、苗木等经济作物的种植面积逐年增加， 种植结构呈现更加多元化的趋势。

宁波市共有灌区832 个，2017—2018 年为大型灌区2 个， 中型灌区15 个， 小型灌区815 个；2019 年由于部分灌区面积减少，有7 个中型灌区调整为小型灌区。 全市总有效灌溉面积约为17.4 万hm2， 其中大型灌区和中型灌区占比70%以上。 灌溉形式主要是提水和自流两类，提水灌溉面积约占总有效灌溉面积的65%以上。

2.样点灌区和典型田块选取

依据《全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》 的要求，综合考虑灌区地形地貌、土壤类型、工程设施、管理水平、水源条件（提水、自流）、作物种植结构等因素，同时兼顾方便、可靠、稳定的原则，本研究共选取大、中、小型共21 个灌区为样点。 同时，为测算不同作物的净灌溉用水量， 在21 个样点灌区内选取104 个典型田块 （2017 年为107个），对田间进水和出水进行计量，选取样点灌区内的主要种植作物或主要耗水作物田块时也综合考虑了灌溉方式、土壤类型、地下水埋深等要素的代表性以及田块的大小、平整度以及量测的方便性等。

3.农田灌溉水有效利用系数计算步骤与方法

①采用首尾分析法测算样点灌区的灌溉水有效利用系数，计算公式如下：

式中，η 为样点灌区灌溉水有效利用系数，W净为样点灌区净灌溉用水量（万m3），W毛为样点灌区毛灌溉用水量（万m3）。

图1 宁波市样点灌区灌溉水有效利用系数测算流程

样点灌区灌溉水有效利用系数测算流程见图1。

②分别计算不同规模灌区的灌溉水有效利用系数。

a.大型灌区均为样点灌区，计算公式如下：

式中，η大为大型灌区灌溉水有效利用系数，η大i为第i 个大型样点灌区的灌溉 水 有 效 利 用 系 数，W大i为 第i 个 大型样点灌区的毛灌溉用水量（万m3），N 为大型灌区数量（个）。

b.中型灌区以1 万～5 万亩、5 万～15 万亩、15 万～30 万亩（1 亩=1/15 hm2，下同）三个规模样点灌区灌溉水有效利用系数为基础，经加权平均计算获得，计算公式如下：

式中，η中为中型灌区灌溉水有效利用系数，η1-5、η5-15、η大15-30分别为3 个不同规模样点灌区灌溉水有效利用系数，W1-5、W5-15、W15-30分别为3 个不同规模灌区年毛灌溉用水量（万m3）。

c.小型灌区采用算术平均法计算灌溉水有效利用系数。 计算公式如下：

式中，η小为小型灌区灌溉水有效利用系数，η小i为第i 个小型灌区的灌溉水有效利用系数，n 为小型灌区数量（个）。

③计算宁波全市的灌溉水有效利用系数，计算公式如下：

式中，η全市为全市灌溉水有效利用系数，η大、η中、η小分别为大、中、小型灌区灌溉水有效利用系数，W大、W中、W小分别为大、中、小型灌区年毛灌溉用水量（万m3）。

二、结果与分析

通过测算，宁波市农田灌溉水有效利用系数2017 年为0.596，2018 年为0.604，2019 年为0.612， 呈逐年上升趋势，年增幅在1.3%左右。

从不同灌区规模来看，随着灌区规模的逐渐增大，灌溉水有效利用系数逐渐降低，这与此前一些专家学者的研究成果基本一致，主要是由于大型灌区灌溉面积大， 渠道分级多、总长更长、作物种类多等原因造成的。

从不同年份来看， 从2017 年至2019 年，大、中、小型灌区的灌溉水有效利用系数均有不同程度的提高，其中大型灌区、 中型灌区的增幅约为4%，主要是由于节水灌溉工程面积占比提高到了实际灌溉面积的71.5%，同时作物种植结构进行了调整，高耗水的水稻种植面积减小，且对高耗水作物推广了节水灌溉技术。 小型灌区的灌溉水有效利用系数增幅较小，2019 年与2018 年持平， 主要原因为2019 年部分中型灌区由于规模减小调整为小型灌区，这部分灌区系数虽然较2018 年有所提升， 但是按照小型灌区的系数计算方法，在一定程度上拉低了平均系数，导致小型灌区的灌溉水有效利用系数与2018 年基本一致。

从不同水源灌区来看，由于大型灌区均为提水灌溉，因此只对中型及小型灌区的不同水源类型下的灌溉水有效利用系数进行对比，如表1 所示。 可以看出，提水灌溉的灌溉水有效利用系数普遍略高于同类型的自流灌溉，这与其他学者的研究结果一致。 主要原因在于提水灌区需要耗费电量，用水成本较高，边灌边排等浪费现象要少于自流灌区。

从行政区划来看， 提水灌区、小型灌区占多数的镇海区灌溉水有效利用系数最高，节水灌溉工程投入最多的宁海县和海曙区的农田灌溉水有效利用系数也较高， 如表2 所示。同时，节水灌溉技术推广、作物种植结构调整、节水意识的普及等，也是各区（县）农田灌溉水有效利用系数增长的原因。

三、结 论

①2017—2019 年，宁波市不同规模灌区的农田灌溉水有效利用系数排序为：小型灌区>中型灌区>大型灌区。

表1 2017—2019 年不同水源灌区灌溉水有效利用系数

表2 2017—2019 年不同区（县）灌溉水有效利用系数

②宁波市同种规模灌区中提水灌区的灌溉水有效利用系数普遍高于自流灌区，无论是自流还是提水灌区，在2017—2019 年的测算工作中均逐年提升。

③2017—2019 年宁波市农田灌溉水有效利用系数呈逐年提高的趋势，主要是由于全市节水灌溉工程投入较大，到2019 年，全市高效节水灌溉面积达到40.18 万亩。 同时节水灌溉技术推广、 灌区管理水平提升、作物种植结构调整等都对灌溉水有效利用系数的提高起到了一定作用。

④多年测算发现，由于宁波市河网密集、水源分散，计量困难，在一定程度上会影响农田灌溉水有效利用系数测算的准确度。 因此，宁波市下一步应进一步研究自动量测技术，推广水位、水量自动监测，增加有效监测点位，提升农田灌溉水有效利用系数测算的准确性。

⑤宁波市水资源较为丰富，部分农户还缺乏主动节水意识，浪费现象仍然存在。 为进一步提高宁波市的农田灌溉水有效利用系数，除加大对节水工程投入外，还需进一步加强节水灌溉宣传，研究推广节水灌溉激励政策等，为今后宁波市继续提高农田灌溉水有效利用系数提供保障。