南通市农田灌溉水有效利用系数测算分析

张哲文，沈 建，喻红芬

(1.江苏省水文水资源勘测局南通分局，江苏 南通 226406；2.南通市水利局，江苏 南通 226018)

农田灌溉水有效利用系数是贯彻新时期治水思路、落实水利发展改革总基调、全面落实国家节水行动的重要内容。从南通市来讲，对农田灌溉水有效利用系数进行测定既是江苏省水利厅布置的一项重要工作，也是全面反映南通市农村水利现代化水平的一项重要指标，同时对南通市下一步农田水利基础设施建设方向具有重要参考价值。

1 南通市农田灌溉情况

南通市陆域面积8 001 km2，下辖如东1个县，如皋、启东、海安3个市，崇川、通州、海门3个区及富民港办事处(南通经济技术开发区)。南通市有效灌溉面积41.77万hm2，实灌面积29.64万hm2。南通市共有大型灌区1个，中型灌区10个，小型灌区6 162个。

2 样点灌区选择

根据《技术指导细则》，各县(市、区)水利(务)局带领各测试技术支撑单位在实地调查的基础上确定样点灌区。根据各大、中、小型灌区灌溉工程状况、作物类别等方面确定选择样点灌区，样点灌区有一定的区域代表性。如东县、如皋市、海安市、通州区4个县(市、区)农田灌溉主要为水稻种植用水，因此以选择水稻种植为主，补充部分蔬菜、果园等灌溉作物。海门、启东主要以玉米、黄豆、花生等旱作物为主，因此选择玉米及经济作物种植样点灌区田块为主。

根据江苏省水利厅关于农田灌溉水有效利用系数测算分析工作要求，南通市结合本地实际，全市共确定11个样点灌区，其中大型灌区1个、中型灌区2个，小型灌区8个作为样点灌区。详见表1。

表1 南通市农田灌溉水有效利用系数样点灌区基本信息

3 样点灌区农田灌溉水有效利用系数测算分析

样点灌区农田灌溉水有效利用系数测算需要选取典型田块，根据要求共选择典型田块45个。南通市各县(市、区)样点灌区农田灌溉水净灌水量的测定推求均采用直接量测法。

3.1 典型田块每公顷年净灌溉用水量

通过测算典型田块每公顷每次净灌溉用水量，计算典型田块每公顷年净灌溉用水总量，计算公式为：

(1)

式中：W田净为典型田块年净灌溉用水总量，m3/hm2；W田净i为典型田块净灌溉用水量，m3/hm2。

3.2 样点灌区年净灌溉用水总量

通过样点灌区不同片区不同作物每公顷年净灌溉用水量和灌溉面积，计算样点灌区年净灌溉用水总量，计算公式为：

(2)

式中：W样净为样点灌区年净灌溉用水总量，m3；Wij为样点灌区样点片区样点作物年净灌溉用水量，m3/hm2；Aij为样点灌区样点片区样点作物灌溉面积，hm2。

3.3 样点灌区年毛灌溉用水总量

南通市灌区以中、小型居多。根据灌区的硬件设施、管理水平，有针对性地选取适合灌区的测算方法，不但可以使测算工作简单，而且可以提高测试精度[1]。

(1)通过样点灌区提水泵站总用电量估算毛灌溉用水总量。通过测算用电量和用水量的关系，利用用电量推算样点灌区年毛灌溉用水总量，计算公式为：

(3)

在提水泵站水泵稳定运行后，使用管道流量计或流速仪测定流量，同时记录此次开泵的历时和用电量，计算这次开泵总水量和每度电的出水量；最后根据样点灌区的总用电量计算样点灌区毛灌溉用水总量[2]。

毛灌溉用水量计算方法均要用到实测流量，部分样点灌区渠首流量采用旋桨式流速仪进行流量测验率定，参照《河流流量测验规范》(GB/50179—2015)的计算方法执行。

(2)利用仪器测量。对于可以安装电磁流量计的泵站，通过测定管道流速推算用水量[3]。

3.4 样点灌区灌溉水有效利用系数

按照《技术指导细则》中的要求，样点灌区灌溉水有效利用系数测算公式如下：

(4)

式中：Wa为样点灌区毛灌溉用水总量，m3；Wj为样点灌区净灌溉用水总量，m3；ηw为样点灌区灌溉水有效利用系数。

3.5 全市灌溉水有效利用系数

通过各样点灌区毛灌溉用水总量和相应的灌溉水有效利用系数加权平均计算各县(市、区)灌溉水有效利用系数。南通市农田灌溉水有效利用系数根据各大、中、小型灌区灌溉水有效利用系数及相应的毛灌溉用水总量加权平均得出，计算公式如下：

(5)

式中：ηw市为南通市农田灌溉水有效利用系数；ηwj为灌区灌溉水有效利用系数；Wai为灌区毛灌溉用水总量，m3。

4 市级农田灌溉水有效利用系数测算分析成果

4.1 测算成果数据分析比较

图1为各县(市、区)农田灌溉水有效利用系数3年数据，由图1可知，海安、如东、通州等县(市、区)农田灌溉水有效利用系数近年来均有稳步提高，农田灌溉水有效利用系数在0.64～0.65之间；海门、启东两县(市、区)均以旱作物、蔬菜及大棚种植等为主，水稻种植面积占比仅为3%至10%，由于高效节水种植面积占比较高，农田灌溉水有效利用系数近年稳步提升至0.67左右。

图1 各县(市、区)农田灌溉水有效利用系数近年比较图

如皋市农田灌溉水有效利用系数测试灌区选取大型灌区如海灌区1个，中型灌区2个，实际是由很多小型泵站灌区组成，灌溉水测试也是测泵站提水后的渠系水利用效率。因此，如皋市的测试成果与南通其他县(市、区)灌溉水有效利用系数基本在同一水平。

4.2 测算成果可靠性和合理性分析

南通市农田灌溉水有效利用系数测算分析工作是严格按照省厅批准的实施方案进行的。根据南通市各县(市、区)气候、土壤、作物种植结构和管理水平，选取了8个小型样点灌区，2个中型样点灌区，1个大型灌区，共45个典型田块，典型田块以水稻种植为主，结合旱作物、蔬菜、果园、大棚等种植作物。样点灌区及典型田块分布合理，符合选取规定要求，样本在各种自然条件和社会经济条件、管理水平下均具有较好的代表性，测算成果是可靠的、合理的。

海安及如东县主要采用电磁流量计测量渠首取水量，其他县区采用水量电量法或者流速仪法率定水泵每度电的抽水量测量毛灌溉用水量；水稻田间净灌溉用水量采用水尺桩与土壤水分相结合的测量方法。因此，根据灌区特点而选取的测算方法，提高了测试精度，测算工作采用适合各类型灌区的测算方法是相对合理、可靠的。

南通市农田灌溉水有效利用系数的变化趋势与现有文献的规律描述基本符合。通过对南通市内的各类型灌区进行比较，结果亦基本吻合，表明测定成果是可靠的。

4.3 测算成果影响因素分析

管理水平对农田灌溉水有效利用系数有较大影响。管理水平的影响主要表现在以下两个方面：一是灌区的硬件设施方面。管理水平高的灌区，防渗效果较好。而管理水平低的灌区，存在设施损坏等导致的漏水情况，输水渠道也以土渠居多[4]。二是灌溉制度方面。管理水平高的灌区，用水户都有较强的节水意识，在灌溉制度方面，也会依据作物的生长期采取不同的灌溉方式，例如水稻灌溉多采用浅湿节水灌溉、控制灌溉等高效节水灌溉模式，不仅提高了田间水利用率，同时达到高产的目的。另外在一些有条件的灌区，如启东、海门等县(市、区)的大棚设施农业灌溉采用微灌、喷灌等灌溉方式，大大提高了灌溉水利用率。

5 建 议

(1)加强节水灌溉测试必要性、重要性的认识，便于县(市、区)及早统筹，做好测算各项准备工作。

(2)普及节水灌溉知识，加强对灌区人员的专业技术指导。加强田间管理，减少田间渗漏，目前灌溉节水侧重于渠系输水效率的提高，但田间节水仍有较大的空间。

(3)加强对灌溉水有效利用系数测算项目技术人员的业务培训，提高测算分析技术及理论水平。

(4)继续加大农田水利工程建设。需要继续加强对灌区的渠系维修、改造力度，对部分灌区内的土渠进行改造，对已全部硬质化的灌区开展维护保养工作。加强灌区基础设施建设，建设自动化量水设施。

此外，依托小型农水工程等工程不断加大整个区域的水利工程建设，加强泵站的管理及管理人员的培训，从管理上、工程建设上两手发力，以样点灌区为典型，以点带面，不断提高南通市农田灌溉水平。