苏州市农业用水及节水效益统计

邓若石

(苏州励藤工程设计咨询有限公司， 江苏 苏州 215000)

1 概 述

苏州市位处苏南，地理位置处于东经119°55′～121°20′和北纬30°47′～32°02′之间。东面是上海，南面是浙江，西面是五大淡水湖之一的太湖，北部与长江接壤，苏州市国土面积总计8 587.32 km2。

苏州主城区地势较低，境内有许多河流和湖泊。太湖的大部分水面面积都位于苏州境内。河流、湖泊、滩涂3种类型的面积合计3 142.9 km2，占该市土地面积的36.6%，平原占总面积的55%。苏州地势从西向东缓慢倾斜，平原海拔3～4 m，盐城湖和吴江地区海拔仅为2 m。低山丘陵(海拔高程在100～350 m)呈零星分布，主要分布区域为西部山区和太湖群岛[1]。

苏州地理位置所在区域属亚热带季风海洋性气候。 2017年的平均气温为17.9°C，降水量为1 244.6 mm。一年四季太阳光照足，日照时数多达1 617.1 h，气候适宜，降水量受气候影响雨量充沛，平均相对湿度70%，平均风力2.6 m/s[2]。

2 苏州市用水组成统计

2.1 用水量统计

根据2017年苏州市用水资料统计数据分析，其用水组成部分主要有：农业用水、工业用水、生活用水，其中工业用水包括火电用水量和一般工业用水量，生活用水包括城镇生活用水和农村生活用水等[3]。

假定时间尺度一定，用水类型x分类型对应序列{X1,X2,……,Xn}，用水量序列{W1,W2,……,Wn}。则用水比例Yi计算公式如下[4]：

(1)

式中：Yi为第i个行业的用水占比；Wi为第i个行业用水量；W为总用水量。

根据苏州市2010—2017年用水资料统计数据分析，苏州市多年平均总用水量83.63亿m3，其中多年平均农业用水量14.34亿m3，占比17.1%；多年平均工业用水量61.53亿m3，占比73.6%；多年生活用水量7.77亿m3，占比9.3%。其中农业用水量系列年统计显现呈用水量减少趋势，从2010年的16.37亿m3递减到2017年的13.16亿m3，年用水减退比例为10.9万m3/d。

苏州市各行用水量见图1，苏州市2010—2017年农业用水趋势变化见图2。

图1 苏州市各行用水量

图2 苏州市2010—2017年农业用水趋势变化

2.2 耗水量统计

2017年全市总耗水量为15.29亿m3，其中农田灌溉耗水量为6.735亿m3；林牧渔业耗水量为3.763亿m3；电力工业耗水量为1.432亿m3；一般工业耗水量为1.593亿m3；生活耗水量为1.771亿m3。其中农业灌溉耗水量占全市总耗水量的44%，显示现状下农业还是一个耗水大户。侧面反应该市农业高效节水空间还有待进一步提升。

3 农业灌溉用水指标

影响灌溉用水指标因素主要有灌溉基础设计节水效率、新节水技术使用、渠道衬砌防渗成效，农作物成活流程用水效率等方面，反应的是一个地区的灌溉效益具体情况。计算公式如下：

(2)

式中：A为用水指标；W为农业用水量；b为耕地灌溉面积。

根据苏州市2017年相关农业用水资料统计分析显示，全市2017年有效灌溉面积166.57×103hm2，最大值为48.26×103hm2(市区)，占比29.0%；最小值在昆山市，为15.3×103hm2,占比9.2%。全市总用水量13.16亿m3，最大用水量在市区5.19亿m3，最小值为1.23亿m3(昆山市)，最大值与最小值的倍比系数4.21,反应出农业用水量存在着地区不平衡性这一现象。苏州市农业用水及灌溉要素指标统计见表1。

4 苏州市农业节水措施

4.1 节水措施类型

微灌、喷灌和低压管道输水设施是苏州市农业节水灌溉措施的主要组成部分。微灌溉主要依据微灌溉系统，采用微灌溉设备来将加压水分配到田间，当灌溉时，小流量通过灌溉设备润湿作物根部附近的土壤。灌溉设备和出水方式不同。灌溉分为滴灌，微喷，小管流出和渗灌，洒水灌溉是一种灌溉方法，其中加压水通过装有洒水器的管道喷入空气中形成水滴，然后喷洒到田间。与传统的地面灌溉相比，这种灌溉方式可节水40%～50%， 并具有许多优点：适应性广，不需要高的土地平坦度，可以在地形平缓以及不平的山丘上使用。可以使用大田作物，水果和蔬菜，经济作物，果树，牧场等；同时，也可用于灌溉农作物，喷施肥料，农药，并防止霜冻和干燥的热空气。但是，缺点是：在经济不发达的区域，受制于其高昂的投资成本，该灌溉技术难以推广；并且受风速和气候的影响很大。当风速大于5.5 m/s(相当于4风)时，它可以分散雨滴并降低洒水灌溉的均匀性。当气候干燥时，增加的蒸发损失将降低灌溉效率。管道灌溉是一种工程形式，其中管道取代明渠水灌溉，借助配水设施将水转移到田间[5]。

表1 苏州市农业用水及灌溉要素指标统计

4.2 典型年及典型区节水措施

4.2.1 典型年节水措施

2016—2017年苏州市加快工程节水措施建设，研究和推广农业灌溉工程节水模式，大力发展生态防渗渠道、管道灌溉以及喷灌、微灌、滴灌等，建设防渗渠道灌溉面积2 244.5 hm2，管道输水灌溉面积891.1 hm2，喷(微)灌灌溉面积475.7 hm2，依据农业部门相关统计数据，新增高效节水灌溉面积3 611.3 hm2，新增年节水能力779万m3。在规划建设的同时，同步实施节水计量设施，切实提升水分生产率、土地产出率和劳动生产率，提高农产品质量。大力推广先进和适用的灌溉技术，利用各种网络平台，电台，并和境内高校校区合作，加强技术培训，推广田间灌溉节水技术，农艺节水技术和管理型节水技术等。

4.2.2 节水措施在典型区域试点

在吸取系列年节水措施经验后，2018年苏州市在吴江区原有高效节水区域新增节水灌溉面积73.7 hm2，节水类型包括低压管道灌溉、微喷灌+滴灌、喷灌3种[6]；总计新增投资674万元，在原有的灌溉基础设施基础上新建灌溉泵站6座，并配套支持硬件运行的软系统6套。试点区项目建成投产运行后将取得明显的效益，仅仅灌溉水利用系数指标由0.66提高到0.70，农业有效灌溉保证率指标达到95%。高效节水面积最大的在该区北联圩，为28.14 hm2。灌溉类型为喷灌。最小的在雄风村，为7.37 hm2。2018年，苏州市全年新增高标准农田4 937.9 hm2，新增现代农业园区3 604.6 hm2，发展高效节水灌溉面积2 217.7 hm2，为农业迈向现代化可持续发展奠定了基础[7]。苏州市吴江区典型区高效节水要素统计见表2。

表2 苏州市吴江区典型区高效节水要素统计

5 农业水有效利用系数统计

因2010年、2011年度资料未收集到，本次农业水有效利用系数统计分析时间段为2012—2017年，苏州市2012—2017年农业水有效利用系数分析显示，随着时间约束尺度的增加，农业水有效利用系数多年平均为0.663，从2012年的0.636增加到2017年的0.687，总递增幅度8.02%，年递增幅度1.3%。高效节水措施从农业水有效利用系数这个因子来分析取得了一定的提高。

6 农业节水效益

6.1 农业产值增加值统计

2010年、2017年农业产值增加值对比统计分析见表3。由表3对比分析显示，全市农业万元增加值由2010年的704 156万元增加到2017年的1 185 448万元，增幅68.4%，增幅效益明显。增幅最大的在市区，由2010年的73 254万元增加到2017年的350 470万元，增幅378.4%。增幅最小的在太仓县，由2010年的131 381万元增加到2017年的198 691万元，增幅51.2%。反应了节水措施的实施对农业产值增加带来了巨大的增收效益。

表3 农业产值增加值对比统计分析

6.2 粮食产量和用水量要素及变化趋势统计

6.2.1 粮食产量和用水量要素统计

粮食播种面积、产量、农业用水量要素数据统计分析见表4。由表4数据显示，粮食播种面积多年平均151.60 hm2，最大的为2010年(161.72 hm2)，最小的为2017年(135.15 hm2)，倍比系数为1.20；粮食产量多年平均108.31万t，最大年份2012年(116.46万t)，最小年份2017年(92.42万t)，倍比系数为1.26；农业用水量多年平均16.97亿m3，最大年份是2010年(16.37亿m3)，最小值为2017年(13.16亿m3)，倍比系数为1.24。以上数据分析显示，农业用水量在整个系列年递减倍比系数最大，反应出节水效益取得了一定的成果。

表4 粮食播种面积、产量、农业用水量要素数据统计分析

6.2.2 粮食产量和用水量变化趋势统计

建立在最小二乘法基础之上的直线趋势模型方法是有效直观的表示趋势分析的一种途径，针对时间序列分别与粮食产量和用水量变化约束变量建立趋势方程如下[8]：

xi=a+kt

(3)

式中：xi为时间序列的趋势值；a为截距；k为趋势斜率；t为时间。

随着经济的发展和产业布局的调整，高附加值以及一些农业新技术的发展，农业用水在稳定现状一定程度的对粮食稳产启动促进作用。总耗水量分析显示，农业用水依然是该市耗水大户，因此必须采用节水灌溉措施来实现农业灌溉产业可持续发展。

根据2010—2017年粮食产量及用水量要素统计分析，采用趋势分析法分别对粮食产量及用水量要素进行趋势分析，依据公式(3)及2010—2017年实测资料。分别建立粮食产量变化趋势方程(4)及用水量变化趋势方程(5)。

x粮食产量=114.43-2.75t

(4)

x用水量=23.9-1.35t

(5)

由表4显示粮食播种面积从2010年的161.71×103hm2到2017年的135.15×103hm2，总减少幅度16.4%；粮食产量从2010年的114.43万t减少到2017年的92.40万t，总减少幅度19.3%，其中2017年粮食产量较多年均值递减14.6%；从16.37亿m3减少到2017年的13.2亿m3，总减少幅度19.59%，2017年农业用水量较多年均值递减8.20%；从图3趋势线也可以明显得出，农业用水递减幅度明显大于粮食产量递减幅度，显示节水措施取得了一定的效益。

图3 苏州市农业用水和粮食产量逐年变化过程线及趋势变化

7 结 语

依据2010—2017年苏州市农业用水资料，多年平均农业用水量14.34亿m3，排列在苏州市各产业用水量第二位，农业耗水量6.735亿m3，为耗水第一大户。

2017年全市用水指标7 900.6 m3/hm2，全市总用水量13.16亿m3，最大用水量在市区5.19亿m3，最小在昆山市1.23亿m3，倍比系数4.21，一定程度上反应出农业用水量存在地区不平衡现象，由于节水灌溉新技术及基础设施的投资加大，全市农业万元增加值由2010年的704 156万元增加大2017年的1 185 448万元，增幅68.4%，增幅效益明显。

2010—2017年统计数据显示，粮食播种面积总减少幅度16.4%；粮食产量总减少幅度19.3%，农业用水量总减少幅度19.59%，农业用水递减幅度大于粮食产量递减幅度，显示节水措施取得了一定成效。但是粮食产量减低和播种面积的减少之间存在的关联性还有待于在以后的工作中积累资料后予以分析研究。