广西农业灌溉水有效利用系数测算分析研究

（1） 灌溉水源要有保证。由于灌区观测要持续 数年。因此，灌溉水源一定要有保证，不能因为旱情 或远离主渠道等原因而无水灌溉；
[ 收稿日期] 2010-10-11 [修回日期] 2010-11-23 [作者简介] 苏冬源（1983-），女，广西合浦人，广西水利科研究院工程师，硕士，从事水资源管理与节水灌溉研究工作。
2 样点灌区的选择和灌溉水量的观测
2.1 样点灌区的选择 为了使样点灌区具有较好的代表性，并以其测
算成果为基础由点到面分析估算不同规模、不同类 型灌区的平均灌溉水有效利用系数，样点灌区的选 择应代表大型（30 万亩以上）、中型（1- 30 万亩）、小 型（1 万亩以下）3 种不同灌溉规模的灌区，同时还 应考虑灌区灌溉水源条件（提水、自流引水）等因素。 不同灌溉规模样点灌区选择的类型与个数以能够代 表广西不同规模灌区灌溉用水的平均状况为原则， 选取不同代表性样点灌区分类测算。
为适应我国节水灌溉快速发展的新形势和节约 型社会建设的要求，科学评价广西农业灌溉水效率 与灌溉节水潜力，于 2006 年开启了广西现状农业灌 溉水有效利用系数测算分析工作，通过在广西范围 内选择样点灌区，建立固定监测点，形成监测网络体 系，每年跟踪分析广西农业灌溉水有效利用系数的 变化情况。
1 农业灌溉水有效利用系数的概念
3.2.4 样点灌区渠系水有效利用系数的计算 由各时段观测到的干渠渠首流量 Q、末级渠道
q 、灌水时段 T 及其它用水统计资料计算得到，灌区 渠首毛灌溉引水总量 Wa=10 799 679 m3，灌区水稻 实际灌溉面积 Aa=13 250 亩。从末级渠道进入样点 田块 1 的水稻田间毛灌溉用水量 Wm l =29 996 m3，灌 溉面积 Ai =86.7 亩，样点田块 2 的水稻田间毛灌溉 用水量 Wm l =18 288 m3，灌溉面积 Ai =51.2 亩。因此， 思勤江灌区的渠系水有效利用系数 η 渠计算如下：
4.1 计算方法 （1） 首先通过采用首尾测算法分别计算选定
的各规模、各类型样点灌区的灌溉水有效利用系数 加权平均值 η'，作为广西各规模、各类型灌区的灌溉 水有效利用系数 η，如中型提水、自流引水灌区的灌 溉水有效利用系数分别为 η 中型提水、η 中型自流引水，并调 查统计全区各规模、各类型灌区的毛灌溉用水总量， 如提水、自流引水中型灌区的毛灌溉用水总量分别
广西水利水电 GX WATER RISOURCES & HYDROPOWER ENGINEERING 2010（6） ·水资源·
广西农业灌溉水有效利用系数测算分析研究
苏冬源 1 ，王长兵 2
（1.广西水利科学研究院，广西 南宁 530023；2.广西北投水务有限公司，广西 钦州 535000）
[摘要] 通过在广西范围内选取样点灌区，建立固定监测点，采用首尾测算法跟踪测算分析 " 十一五 " 期间广西农业 灌溉水有效利用系数，并对测算结果进行合理性分析。 [关健词] 农业灌溉；系数；测算；研究 [中图分类号] TV213.9 [文献标识码] B [文章编号] 1003- 1510（2010）06- 0007- 04
为了能够反映样点灌区灌溉水利用的整体情况， 灌溉水有效利用系数的测算最好以年作为计算时段。 3.2 实例分析
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广西水利水电 GX WATER RISOURCES & HYDROPOWER ENGINEERING 2010（6）
3.2.1 思勤江灌区概况 思勤江灌区为中型自流引水灌区，灌区地形主
要是平原，主要灌溉农作物为水稻，其他作物如玉 米、甘蔗等几乎不灌水，灌溉用水可忽略不计。 3.2.2 灌区灌溉水源和供水口的落实及样点田块的
Wm1 + Wm2 29 996+182 88
Mm = — —— —— —— = —— —— —— —— ——— =350 m3 / 亩
A1+A2
86.7+51.2
Wm Mm ×Aa 350×13 250
η
渠
=
—— — Wa
=
— —— —— —— Wa
=
——————————— 10 799 679
=
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苏冬源，王长兵:广西农业灌溉水有效利用系数测算分析研究
（2） 便于设置量水设施。末级渠道一般处于 平坦地带，渠底比降甚缓，水头极其宝贵，而量水设 施都要引起一部分水头损失。因此，最好选择有跌 水的渠道，充分利用跌水的落差，以免增加水头损 失。对于有弃水的末级渠道，还需在末级渠道尾部设 置量水设施，为保证计量精度，要求末级渠道有足够 的水头；
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苏冬源，王长兵:广西农业灌溉水有效利用系数测算分析研究
为 W 中型提水、W 中型自流，然后推算不同规模灌区如中 型灌区的灌溉水有效利用系数平均值 η 中型，同样得 到大、小型灌区灌溉水有效利用系数平均值为 η 大 型 、η 小型为：
农业灌溉水有效利用系数是指某一时期灌入田 间可被作物利用的水量与水源地灌溉取水总量的比 值，它反映灌区渠系输水和田间灌溉用水状况，是衡 量灌区从水源引水到田间作物水分利用过程中灌溉
水利用程度的一个关键指标，也是反映灌区灌溉工 程状况、灌溉技术水平、用水管理水平等因素的一个 综合性指标。等于全灌区田间水有效利用系数与渠 系水有效利用系数的乘积。
Q=mbH 2gH
（3）
q = m0bh 2gh
（4）
流量系数 m0 用巴赞公式[4]计算：
［ ］［ 〔〕〔 〕］ 0.0027
B-b
b2 h 2
m0= 0.405 + — —— —H — - 0.03 —— B— × 1+0.55 —B
————— h+P 上
式中 ：q— ——过堰流量（m3/s）； h—— —堰上游水头（m）； b—— —堰口宽度（m）； B— ——堰的安装宽度，即行近渠槽宽度（m）； P上—— —上游相对于渠底的堰顶高程（m）。
（4） 作物种类相对固定。样点田块的作物种 类不宜改变太大，以利观测资料的逐年对比。 2.4 灌溉水量的观测
样点灌区灌溉水量的观测包括灌区渠首毛灌溉 水量、样点田块田间毛灌溉水量的测量，这是灌溉水 有效利用系数测定工作的关键，量水设施设备的选 择、观测人员的观测频率等都是测算精度的重要影 响因素。对水源比较单一的灌区，其毛灌溉用水总 量为灌区水源地实际取水测量统计值（水源取水总 量须扣除取水用于工业、生活、发电等非农业灌溉用 水量）；对多水源灌区，即塘堰坝与骨干灌溉水库联 合引水的灌区，其毛灌溉水量等于骨干灌溉水库灌 溉水量加上塘堰坝拦蓄降雨径流增加的灌溉供水量 或其它水源灌溉供水量。样点田块田间毛灌溉用水 量的测定，主要通过采用水尺、流速仪、水闸、简易 量水槛、矩形薄壁堰或三角形薄壁堰等方法进行 测定。
结合广西农业灌区的实际情况，将其分为 4 个 分区，即桂中区、桂西区、桂南区和桂东北区；每个分 区选取 2 - 3 个典型县和 5 - 8 个样点灌区，共选取 10 个典型县（市、区）和 11 个大型灌区、22 个中型灌 区、48 个小型灌区共 81 个样点灌区，其中，自流引 水灌区 71 个、提水灌区 10 个。 2.2 典型末级渠道的选择
（2） 反映灌区实际种植结构。样点田块是灌 区的一个缩影，通过样点田块观测的实际灌溉定额 应该能代表一个分区各种主要作物的实际灌溉定 额，因此，要求每个分区每种主要作物必须至少布设 一个样点田块；
（3） 进出水口尽量单一。要测定作物田间实 际用水量需在样点田块所有进出水口渠道上布设量 水设施来测定流经水量。因此，尽量选择进出水口 较少的样点田块，样点田块的灌溉水量必须通过末 级渠道的量水设施；
广西是一个以农业为基础产业的省区，主要农 作物有水稻、玉米、薯类、甘蔗、木薯、油料、蔬菜，等； 根据广西农田水利建设规划调查，广西共有各类灌 区（片）32 439 个，设计灌溉面积 3 246 万亩。2008 年，广西农田有效灌溉面积 2 280 万亩，节水灌溉面 积 1 029 万亩，总用水量 310.11 亿 m3，其中，农田灌 溉用水量 185.35 亿 m3，占总用水量的 59.77%，是主 要的用水大户[1]，农业耗水量大，而农业灌溉水有效 利用系数仅为 0.388，尚低于水利部《实施最严格的 水资源管理制度工作方案》 中全国灌溉水有效利用 系数平均值 0.48，广西农业有 2/3 的灌溉面积还是 沿用传统的串灌漫灌的灌溉方式，农业灌溉用水浪 费还比较严重。
选取 思勤江灌区灌溉主水源为思勤江引水坝，渠首 量水设施为闸门量水，灌区水稻实际灌溉面积为 13 250 亩。根据灌区农作物种植结构及用水情况， 选择两个样点田块，均种植水稻，实灌面积分别为 86.7、51.2 亩。 3.2.3 流量测定方法 灌区主干渠渠首采用闸门量水，流量观测日期 为 7 月 20 日-10 月 18 日（晚稻）。根据渠道水位判 别水流状态和计算过闸流量，水位采用水尺来测量， 设置上游水尺、下游水尺和门后水尺，3 种水尺的零 点均应与闸底在同一水平面上。流量公式采用闸门 全开自由出流公式[3]为：
3 样点灌区灌溉水有效利用系数测 算方法和实例分析
3.1 测算方法 目前常用的农业灌溉水有效利用系数测算方法
有两种：一种是传统的方法，即用各级渠道水利用有 效系数和田间水有效利用系数相乘的积来表示，能 够反映各级渠道输水利用率状况[2]。但是，传统灌溉 水有效利用系数的测算方法存在很多困难和问题， 如测定工作量大，测试条件要求严格，在实际测量中 难以满足，测试手段和技术人员需求量大，典型测量 获得的灌溉水有效利用系数的代表性差等 ; 另一种 方法是首尾测算法，即田间实际净灌溉用水量与灌 区渠首引入的毛灌溉用水量之比，不必测定灌溉水 输、配水过程中的损失，可大大减少测定工作量。然 后，在样点灌区灌溉水有效利用系数测算的基础上， 采用点与面相结合，微观分析与宏观分析相结合的 方法，加权推算全区农业灌溉水有效利用系数平均 值，首尾测算法的灌溉水有效利用系数计算公式为：