新疆博斯腾灌区灌溉水有效利用系数测算方法研究

王 君

（新疆水利水电科学研究院，乌鲁木齐 830000）

1 灌溉水有效利用水系数

灌溉水有效利用系数是表征灌溉用水效率的关键指标。 测定灌溉水有效利用系数是实行最严格水资源管理制度的需要。 2020年新疆灌溉水有效利用系数为0.57，根据《实行最严格水资源管理制度落实“三条红线”控制指标的通知》，到2030年全疆灌溉水有效利用系数预计将提高到0.59。

目前，测算方法有两种，首尾测算法和典型渠段测量法。从系统性地进行系数测算分析工作开始，水利部就提出统一技术方法， 初步建立全国测算分析网络，启动灌溉用水效率专题研究工作。由于首尾测算分析法适用于各种布置形式的渠系， 具有保证测算精度、减轻工作量，以及测算成果具有可对比性等优势， 因此水利部明确要求统一选用首尾测算分析方法。

2 测算方法

2.1 灌溉水有效利用系数

根据灌溉水有效利用系数的定义， 直接用净灌溉用水量与毛灌溉用水量的比值来计算灌区灌溉水有效利用系数，如式（1）。

式中 η 为灌溉水有效利用系数；W净为净灌溉用水总量（m3）；W毛为毛灌溉用水总量（m3）。

本次灌区农田灌溉水有效利用系数测算分析采用水利部推荐的“首尾测算分析法”，计算分析时段为每年1月1日～12月31日，该方法省去了中间各级的水量损耗测算，直接计量灌区年毛灌溉用水总量（需要扣除非农田灌溉用水量）。

2.2 年净灌溉用水总量测算方法

根据《指导细则》规定，大型灌区选择典型田块需要考虑上游、中游和下游3个片区。 故计算出灌区年净灌溉用水量Wi之后， 得出不同片区不同作物的年亩均净灌用水量为Wij， 再结合灌区内不同分区不同作物种类的灌溉面积Aij， 计算得出灌区年净灌溉用水总量W净，如式（2）。

式中 W净为年净灌溉用水总量（m3）；wij为第j个片区内第i种作物平均净灌溉用水量（m3/hm2）；Aij为第j个片区内第i种作物灌溉面积（hm2）；m为第j个片区内的作物种类（种）；n为样点灌区片区数量（个）。

2.3 年毛灌溉用水总量测算方法

灌区年毛灌溉用水总量W毛是指灌区全年从水源处（一个或多个）取用的用于农田灌溉的总水量，该水量为实测资料。 灌区年毛灌溉用水总量的计算如式（3）：

式中 W毛为年毛灌溉用水总量（m3）；W毛i为第i个水源取水量（m3）；n为灌区水源数量（个）。

灌区年毛灌溉用水量需要扣除非农田灌溉用水量，比如生态水等，否则会造成灌区灌溉水有效利用系数测算值偏小，不符合实际。 同时也不可重复计入，造成灌区灌溉水有效利用系数测算值偏高，盲目乐观。

3 实例应用

3.1 实例概况

本文实例为和硕县博斯腾灌区为井渠结合灌区，主要灌溉水源为开都河地表水和区域地下水。和硕县位于新疆天山中段南坡和硕盆地东部， 东西宽141.8km，南北长152.8km，北和西北面与和静县接壤，东面与托克逊县毗邻，南面与和硕县以库鲁克塔格山分水岭为界，西面隔黄水沟，与和硕县相望，西南面绕博斯腾湖湖岸与博湖县相邻， 距库尔勒市90km。 灌区内包含和硕县苏哈特乡、新塔热乡、特吾里克镇、清水河农场，现状年灌溉面积1.03万hm2。

3.2 灌溉水有效利用水系数

灌区作物类型全部为旱作物，对于旱作物、林果类及饲草料地， 采用土壤含水率测定法测定田间净灌水量。分别观测典型田块各次灌水前、后计划湿润深度土壤含水率， 分析计算土壤计划湿润层土壤水储蓄变化量作为一次灌水灌溉净水量。 年度各次灌水计划湿润层深度土壤水储蓄量作为典型田块净灌溉水量。野外取样在灌溉前后完成，并进行室内烘干测试和计算。 分别在播种之后灌溉期内每次灌水前后取样。 每次灌水前1d即24h内实施取样，在灌水后及时取样，并做好数据记录台账。对于冬小麦、玉米、辣椒作物，取样深度要求为40～60cm，按照距地表0～20，20～40，40～60cm、分层取样。

根据首尾测算分析测算方法， 选取新疆博斯腾灌区在上、中、下游有代表性的田块，计算博斯腾灌区灌溉水有效利用系数，采用式（1）～式（3）进行计算，所得结果如表1。计算表明：实例博斯腾灌区，上、中、下游灌溉水有效利用系数η已大于2020年全疆灌溉水有效利用系数标准0.57， 且提前达到2030年全疆灌溉水有效利用系数预0.59的目标， 说明灌区灌溉水资源调配及灌溉方案是科学有效的。

表1 灌区2021年灌溉水有效利用系数测算成果

4 结语

博斯腾灌区灌溉水有效利用系数测算， 对灌区科学决策提供重要参考。 灌溉水有效利用系数测算周期长、实效性强、要求精度高，建议相关水利部门加强组织领导， 保障人员与经费支持， 加大数据采集、测算、录入、复核力度，并做好地表水管理，加强地下水监测，以提高灌区地表水灌溉经济效益，保障灌区可持续发展。