赣州市章江灌区农田灌溉水有效利用系数研究

魏 婷 杨永森

(1.赣州市河湖保护中心，江西 赣州 341000；2.中国水利水电科学研究院，北京 100038)

农田灌溉水有效利用系数是加强农田灌溉用水监测、科学合理评估农业灌区水利工程设施建设状况和农田灌溉用水管理水平的科学衡量指标，同时也是贯彻我国最严格的水资源管理体系和水资源管理制度“三条红线”的具体抓手[1]。对于赣州市而言，农田灌溉水有效利用系数也是体现全市农业水利现代化水平的关键指标。跟踪分析灌溉用水有效利用系数变动状况，可以合理评估节约用水能力和节水灌溉发展效果，这对推动灌溉节水事业健康发展具有重要意义，为全市的农田水利基础设施建设指明方向。本文归纳梳理该灌区农田灌溉水有效利用系数测算的具体方法，以赣州市章江大型灌区为例，对该灌区2019年农田灌溉水有效利用系数开展测算研究，为赣南丘陵地区其他中、小型灌区提供了参考依据。

1 章江灌区情况

章江灌区地处江西省南部地区赣州市，系赣江上游、横江河水系章江流域的中下游地区，多年平均降水量为1438mm，是一个以章惠水利枢纽工程、罗边水利枢纽工程及红旗水库为骨干的多水源蓄引提水有机结合的农业灌溉工程，是赣南丘陵地区比较有代表性的灌区，通过研究其农田灌溉水有效利用效率，为赣南丘陵地区其他中、小型灌区提供参考。

章江灌区规划范围涵盖赣州市章贡区、赣州经济开发区和南康区。灌区共分为4个灌片，现有耕地面积40.4万亩，规划设计面积30.72万亩，2019年有效灌溉面积23.15万亩,见表1。灌区内主要干渠5条，总长105.14km；支渠102条，总长143.85km；渠系建筑物532座。主要粮食作物为水稻、豆类、薯类等，是目前赣州市最为重要的粮食生产基地。

表1 2019年章江灌区情况统计

作为赣州市唯一一座大型灌区，该灌区已在2018年完成续建配套与节水改造工程，并成立了专门的管理单位对其进行标准化、制度化、信息化管理。灌区已建成的灌溉网络体系在当地的农业生产上发挥了重要作用，不仅提高了防御水旱灾害能力，还促进了工农业的生产发展，为赣州市的经济发展提供了良好的保障。

2 首尾法测算分析方法

传统的测算分析方法测量数据工作量大，对基层执行单位硬件设施、专业技术水平要求高，实施难度较大。而“首尾测算分析法”仅涉及两个量，计算的农田灌溉水有效利用系数是指灌进田间可被粮食作物使用的总水量与灌溉系统取用的灌溉总水量的比例，也可以是在某一时期灌进田间可被粮食作物使用的总水量与水源地灌溉取水量的比例，数据可直接量测获得，无须进行大量分析论证，简单方便[2]。

计算时段一般选取测算年的1月1日至12月31日，根据《全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》，在样点灌区应用首尾测算分析法[3]，计算公式为

ηw=Wj/Wɑ

(1)

式中：ηw为灌区灌溉用水有效利用系数；Wj为灌区净灌溉总用水量，m3；Wɑ为灌区毛灌溉总用水量，m3。

3 章江灌区灌溉用水有效利用系数测算

章江灌区的灌溉用水有效利用系数计算采取点与面相结合、调查计算与监测数据分析相结合、微观调查与宏观数据分析评价相结合的方式开展[4]。其办法是在对灌区综合调查的基础上，选择全部为农业灌溉供水的南干渠和北干渠作为农业灌区的典型渠道。搜集整理了南北干渠样点灌区相关资料，对2019年南北干渠渠道渠首供水能力进行了测定，并进行了必要的田间观测。经综合计算分析得出南北干渠灌区灌溉用水有效利用系数，以此为基础，进一步分析计算得到灌区的灌溉用水有效利用系数平均值。

3.1 灌区主要种植农作物及实灌溉面积的确定

经对各灌区的农业生产情况的调查分析后，确定了灌区内农业生产模式和主要灌溉农田作物为“早稻+晚稻”，并对早晚稻的实际灌溉面积进行了深入调查和统计。2019年章江灌区中早稻实际灌溉面积为17.72万亩，晚稻实际灌溉面积为19.69万亩，见表2。

表2 2019年章江灌区作物灌溉面积统计

3.2 毛灌溉用水总量的确定

典型样点灌区毛灌溉用水总量，是指在典型样点灌区中全部用作耕地灌溉的用水总量。年度毛灌溉用水总量W，是指在灌区内每年从供水地等灌溉系统所获取的用作农田耕地灌溉的总水量，其值相当于取水总量中扣除因工程维护、防汛除险等而要求的渠道(管路)弃水量、向灌区外的退水量和非农业灌溉水量等[5]。

以章江灌区北干渠作为代表渠道，利用当地水文站实际观测的北干渠渠道水位及实际流量测验资料，建立水位-流量临时曲线，根据实测日平均水位推算北干渠渠首毛灌溉用水总量。经过分析计算，从2019年4月19日供水开始，至10月16日供水结束，章江灌区北干渠渠首毛灌溉用水量为1226.30万m3，实际灌溉面积共2.19万亩，亩均毛灌溉用水量为559.9m3/亩，据此推算章江灌区23.15万亩实际灌面积毛灌溉用水量为12961.70万m3。2019年北干渠渠首毛灌溉用水量见表3。

表3 2019年北干渠渠首毛灌溉用水量 单位：万m3

3.3 水稻田间净灌溉用水量实际观测值的确定方法

结合章江灌区实际情况，以主要灌溉作物水稻作为本次农业灌溉水有效利用系数测算分析对象。水稻田间净灌溉用水量通过实际观测水稻典型田块的每次灌溉水量确定。

3.3.1 典型田块的选择

在章江灌区北干渠灌区的灌溉面积范围内，综合考量田间平整度、土壤种类、地下水埋藏深度、降水天气条件、农民灌水习惯和浇水方法等各种因素，在其上、下游部分依次选取了3块面积大小适中、界限明确、形态规范的田块，来开展水稻灌溉用水量监测[6]。

3.3.2 灌区灌溉模式的选择

水稻灌溉模式一般分为充分灌溉和控制灌溉。充分灌溉是在渠道水源供水充分条件下的灌溉方式；控制灌溉则为在渠道水源供水不足，灌溉用水无法得到充分保证情况下的灌溉方式，或是为了节约用水采用的科学灌溉方式。根据对灌区情况进行整体情况分析，章江灌区水稻种植一般采取充分灌溉的生产方式。

3.3.3 水稻灌溉观测

水稻灌溉观测项目主要是通过水层监测，测算每次灌溉用水量，进而得到单次田间灌水量和各时期的田间灌水量，并以此确定田间净灌溉用水量M。

3.4 章江灌区净灌溉用水量的测算

根据田间灌区净灌溉用水量用式(2)计算:

(2)

式中：N为灌区播种作物种类总数；Mi为灌区第i种作物净灌定额，m3/亩；Ai为灌区第i种作物实灌面积，亩。

以田间观测法测定水稻田间净灌溉用水量，计算得到2019年章江灌区田间净灌溉用水量Wj为6193.46万m3。2019年章江样点灌区净灌用水总量见表4。

表4 2019年章江样点灌区年净灌用水总量

3.5 计算章江灌区灌溉用水有效利用系数

通过以章江灌区北干渠作为典型代表渠道，利用当地水文站实测资料分析计算确定的章江灌区当年毛灌溉用水量(12961.70万m3)，根据实际测量确定的早晚稻田间净灌溉定额Mi计算得的田向净灌溉用水量Wj(6193.46万m3)，根据灌溉水有效利用系数计算公式ηw=Wj/Wɑ计算得出2019年章江灌区灌溉水有效利用系数为0.4778。

随着大型灌区节水改造与续建配套工程的实施，以及国家节水行动的大力推行，灌区的灌溉水有效利用系数正逐年提高[7]。赣州市章江灌区自2018年以来就一直对标节水型灌区标准进行提档升级，通过实施节水改造与续建配套工程以及加强维修养护等方式，按照灌区及其骨干工程管理标准化、制度化、信息化、规范化要求，实现了“有钱管、有人管、管得好”的目标。据统计，江西省大型灌区2015—2019年的灌溉水有效利用系数分别为0.4479、0.4524、0.4599、0.4680、0.4719，而赣州市章江灌区2019年度测算结果0.4778，进一步说明了章江灌区的管理成效。

4 首尾测算法的优点与不足

首尾测算分析法，作为目前我国水利工程管理部门所普遍采用的测算农田灌溉水有效利用系数的办法，能够避免调水过程中渠系与田间的灌溉水有效利用系数的测算，操作简单，准确性较高，符合我国农村基层水利的实际需要[8-9]。农田灌溉水有效利用系数的计算是一个实用性、严谨性很强的工作，需要准确把握毛灌溉用水量和净灌溉用水量，其中毛灌溉用水量测定的难点在于降水量、田间地下水补充及渗漏量的测定，需要大量专业人员利用技术设备进行测定。而净灌溉用水量测定的难点在于基层观测人员年龄大、理论技术水平较低、人员变动大，观测人员能否准确把握灌水时机，是进行有效测定的重要影响因素[10]。

首尾测算分析法虽然能更方便地在基层处理测算农田灌溉水有效利用系数的关键问题，但是无法准确分析在输水过程中的各级损耗，从而无法准确直观评价渠系和田间工程的质量及输配水利用率，尤其是在灌区实施节水改造与续建配套工程以及高标准农田建设后，无法前后对比工程效益。

5 结 语

本文通过梳理农田灌溉水有效利用系数测算的具体方法，测算了章江灌区2019年农田灌溉水有效利用系数，通过对比研究近年来赣州市章江灌区农田灌溉水有效利用系数，体现了灌区的节水成效和管理能力。同时，发现该灌区可以通过以下方式提升农田灌溉水利用系数，如加强对灌区技术人员的培训指导、委托第三方技术单位进行技术保障、加强灌区维修养护改造力度、改用节水灌溉方式、普及节水灌溉知识、减少田间渗漏等。该研究为赣南丘陵地区其他中、小型灌区测算农田灌溉水有效利用系数提供计算研究样板，也为灌区以后的水资源高效利用提供了研究基础。