2021 年陕西省农田灌溉水有效利用系数测算分析研究

胡战峰，马军杰

（1.陕西省桃曲坡水库灌溉中心,陕西 铜川 727031；2.渭南市港口抽黄工程管理中心,陕西 渭南 714000）

0 引言

农田灌溉水有效利用系数可科学评价不同区域节水灌溉发展成效与节水潜力。提高灌溉水有效利用系数是深入贯彻“节水优先”方针的最重要举措。学者对农田灌溉水有效利用系数的研究主要聚焦于灌溉水利用效率的内涵和评价模型的构建,焦点是回归水问题。19 世纪70 年代,灌溉水有效利用系数开始用于评价农业水资源的效率及浪费情况。有学者认为灌溉水利用效率的指标体系中应加入回归水这一要素[1-2]。研究发现,土壤结构[3]、调亏灌溉[4]、作物差异[5]等诸多因素都会对灌溉水利用效率产生一定影响。我国从二十世纪四五十年代,开始建立灌溉用水效率指标体系以及相关算法[6]。自2006 年起,全国各省（区、市）每年开展灌溉水有效利用系数测算分析工作,首尾法作为基础测算方法被推广[7]。《实行最严格水资源管理制度考核办法》（国办发〔2013〕2 号）等有关规定和办法,把灌溉水有效利用系数正式纳入各省、市、区人民政府用水效率控制的主要考核指标。2014 年水利部、国家发展改革委等10 部委联合下发《实行最严格水资源管理制度考核工作实施方案》,对考核组织、程序、内容、评分和结果使用做出明确规定。近年来,采用遥感遥测方法快速估算灌溉水有效利用系数也逐步开展[8]。

本文针对陕西省不同规模类型灌区分布特点以及作物、土壤和灌溉等情况,按照《全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》（以下简称“《细则》”）,选取样点灌区并计算样点灌区、不同规模类型及全省农田灌溉水有效利用系数[9],分析其合理性。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

陕西省多年平均水资源总量423.3 亿m3,人均水资源量1092 m3,约为全国平均水平的一半,是全国水资源最紧缺的省份之一。由于水资源时空分布不均,尤其是位于黄河流域的陕北和关中地区仅占全省水资源总量的29%,且65%集中在汛期,多年平均降水量542.5 mm,人均水资源量410.5 m3,约为全国平均水平的1/5。其中陕北地区水资源总量为48.4 亿m3,人均水资源量为852.5 m3；关中地区水资源总量为67.8 亿m3,人均水资源量仅276.9 m3,不足全国平均水平的1/7。

2.2 测算分析方法

样点灌区选取,典型田块确定,毛、净灌溉用水量测算,样点灌区、不同规模类型样点灌区及全省灌区农田灌溉水有效利用系数测算均严格根据《细则》要求执行。

3 结果分析

3.1 样点灌区选取与合理性分析

2021 年共选取样点灌区94 个,其中大型灌区12 个、中型灌区25 个、小型灌区22 个和纯井灌区35 个（图1）。样点灌区有效灌溉面积和数量占比符合《细则》要求,见表1。样点灌区有效灌溉面积和数量占全省比例符合《细则》要求,因此选取的样点灌区具有代表性、可行性和稳定性。

表1 2021 年陕西省样点灌区选取情况

表2 2021 年样点灌区净、毛灌溉用水量量测方法

3.2 样点灌区灌溉水有效利用系数

相比2020 年,2021 年全省94 个样点灌区农田灌溉水有效利用系数有55 个增加,38 个减少,1 个维持不变。其中,12个大型灌区中有11 个增加,1 个减少；25 个中型灌区中18个增加,5 个减少,1 个维持不变；22 个小型灌区中9 个增加,13个减少；35 个纯井灌区中17 个增加,18 个减少。大部分样点灌区变幅在1%以内,平均变幅0.01%。在±2%以上的只有4 个。系数增加较大的灌区通常节水工程投资较大,且近年来农业水价综合改革实施较好。系数减少较大的灌区近年来投资少,渠系及建筑物损毁较严重。从整体来看,随着节水技术与灌区管理水平的提高,系数总的变化趋势是逐年增大。

样点灌区系数计算结果的可靠性,与样点灌区净、毛灌溉用水量获取方法密切相关,见表1。2021 年陕西省净灌溉用水量采用直接量测法的典型田块占比为28.1%,实测率偏低,需进一步提高实测比例。毛灌溉用水量采用实测的样点灌区数量占比为72.3%,实测比例较高,但存在辅助水源缺少实测的问题,如大型灌区中的井灌,塘坝堰等辅助水源缺乏实测手段,此外样点灌区的退水和弃水常常没有测流设施。

3.3 不同规模类型灌区及全省灌区灌溉水有效利用系数

经测算2021 年陕西省农田灌溉水有效利用系数为0.5820,其中,大型灌区为0.5497；中型灌区为0.5454；小型灌区为0.5472；纯井灌区为0.8072,见表3。

表3 不同规模类型灌区及全省灌区灌溉水有效利用系数

大型灌区灌溉水有效利用系数略大于中型灌区。这是由于陕西省大型灌区多处于关中地区,具有悠久的灌溉历史,灌区管理机构完善、管理水平和技术相对较高,再加上国家持续开展大型灌区续建配套与现代化改造工程,投资较大。

一般而言,提水灌区用水成本高于自流引水灌区,提水灌区用水浪费现象少,故同种规模的提水灌区灌溉水有效利用系数一般都大于自流引水灌区,尤其是小型灌区,由于提水灌区易发展管道输水和喷微灌,导致提水灌区灌溉水有效利用系数超出自流引水灌区较多。纯井灌区不同类型灌区灌溉水有效利用系数大小关系,也都符合一般情况。2020 年全省大型提水灌区的灌溉水有效利用系数超过了自流引水灌区,2021 年大型提水灌区提升达1.55%。

计算了陕西省2021 年相比2020 年不同规模和类型灌区的灌溉水有效利用系数变化率（见表3）。尽管陕西省2021 年各样点灌区灌溉水有效利用系数与往年相比有升有降,但上升的占大多数,这也表现在不同规模和类型灌区的灌溉水有效利用系数的变化上,总体上变化平稳略有上升。其中小型灌区降低0.31%、纯井灌区降低0.17%、中型灌区提高0.96%、大型灌区提高0.62%。大型提水灌区提高幅度较大,达到1.46%。

终上所述,无论从不同规模和水源类型灌区灌溉水有效利用系数的横向比较来看,还是从纵向变化来分析,陕西省2021 年不同规模和水源类型灌区的系数测算结果都是合理的。

陕西省2021 年农田灌溉水有效利用系数较2020 年增加了0.0027,增幅为0.47%。2020 年、2019 年、2018 年、2017 年和2016 年灌溉水有效利用系数分别较上一年增幅为0.47%、0.77%、1.22%、1.00%和0.65%。2021 年灌溉水有效利用系数增长幅度在近5 年处于偏下的水平,这与增长幅度逐渐放缓的客观规律是相符的。另外,从节水灌溉投资水平而言,近几年大致保持在同一个水平上,同样会造成系数增长的放缓。

4 结论与建议

2021 年陕西省农田灌溉水有效利用系数测算工作中样点灌区的选择满足《细则》要求,省水利厅和技术支撑单位在各市区和样点灌区测算过程中进行了多次督导、现场检查与指导,技术人员对样点灌区及全省农业灌溉的基础数据进行了全面细致地核查,参与计算的数据比较可靠。通过2021 年样点灌区系数测算结果的变化情况分析,各样点灌区的灌溉水有效利用系数能综合反映灌区灌溉工程状况、灌溉管理水平与灌水技术水平。通过不同规模和水源类型灌区系数的纵横向对比分析,陕西省2021 年不同规模和水源类型灌区以及全省灌区系数测算结果合理。