江苏省“十三五”农业灌溉用水有效利用系数测算分析技术指南

江苏省“十三五”农业灌溉用水有效利用系数测算分析技术指南1 目的意义灌溉用水有效利用系数指灌入田间可被作物利用的水量与灌溉系统取用的灌溉总水量的比值，其与灌区自然条件、工程状况、用水管理、灌水技术等因素有关，是评价灌溉用水效率的重要指标。

跟踪分析灌溉用水有效利用系数变化情况，合理评价节水潜力与节水灌溉发展成效，对于促进灌溉节水健康发展具有重要意义。

为了统一和规范全省“十二五”农业灌溉用水有效利用系数测算分析方法和步骤，促进该项工作有序开展，特制定本技术指南。

2 技术路线灌溉用水有效利用系数采用点与面相结合、调查统计与观测分析相结合、微观研究与宏观分析评价相结合的方法进行测算分析。

各县（市、区）在对灌区综合调研的基础上，选择代表不同规模与类型（大、中、小型灌区和纯井灌区）的典型灌区作为样点灌区，搜集整理样点灌区有关资料，并开展必要的田间观测，通过综合分析，得出样点灌区灌溉用水有效利用系数；以此为基础，得到县级、市级灌溉用水有效利用系数平均值；再由市级数据推算全省的灌溉用水有效利用系数。

具体思路如下：第一，各县（市、区）对灌区情况进行整体调查，分类统计灌区的灌溉面积、工程与用水状况等，确定代表不同规模与类型、不同工程状况、不同水源条件与管理水平的样点灌区，构建县级灌溉用水有效利用系数测算分析网络；第二，搜集整理各样点灌区的相关灌溉用水管理、气象、灌溉试验等资料，并进行必要的田间观测，分析计算样点灌区的灌溉用水有效利用系数；以此为基础，根据不同规模灌区灌溉用水有效利用系数影响因素和分类灌区灌溉用水情况，分析推算县域内不同类型灌区灌溉用水有效利用系数平均值；第三，根据各县（市、区）不同规模与类型灌区年毛灌溉用水量和平均灌溉用水有效利用系数，加权平均得到市级灌溉用水有效利用系数平均值；第四，根据各市年毛灌溉用水总量和灌溉用水有效利用系数平均值，加权平均得出全国灌溉用水有效利用系数平均值。

技术路线流程如下图所示。

灌溉用水有效利用系数测算分析技术路线框图3 有关要求与说明3.1 样点灌区的选择具体参照附件1要求。

3.2样点灌区典型田块选择与灌溉水量观测为了合理确定和复核灌区实际灌溉情况（充分灌溉或非充分灌溉）、田间净灌溉用水量等，原则上样点灌区应对典型田块进行田间灌水次数、灌水方式与习惯等调查，并进行田间灌溉用水量观测。

基本要求如下：（1）典型田块应面积适中、边界清楚、形状规则，同时综合考虑田间平整度、土质类型、地下水埋深、降雨气候条件、灌溉习惯和灌溉方式等因素的代表性。

如果以上因素差异较大，则应分区选择典型田块进行观测；对于范围较大的灌区，至少应在其上、中、下游针对主要作物选择典型田块进行观测。

（2）典型作物选择可根据其实灌面积在灌区内的比例确定。

原则上对于作物实灌面积超过灌区实灌面积10％以上的作物，均应进行田间毛灌溉水量（直接进入田块的灌溉水量）观测，灌水量观测位置应为田间进水口，水量进入田间的过程中无任何渠道输水；如不具备上述条件，也可根据其它方法估算田间毛灌溉用水量，如在斗（农）渠供水口计量，应考虑从计量口到田块入口过程的输水损失，或按照相近作物灌水情况进行估算。

（3）原则上每次灌水期间都应进行典型田块毛灌溉水量观测，并据此确定田间毛灌溉定额。

田间毛灌溉定额与灌溉次数多少是判断是否充分灌溉的重要依据。

有条件的灌区也可以进行深入的田间灌水观测分析，确定田间净灌溉定额，为净灌溉用水量计算以及相关数据复核提供依据。

4 首尾测算分析法4.1 测算公式根据定义，灌区灌溉用水有效利用系数即为某时段灌区田间净灌溉用水总量与从灌溉系统取用的毛灌溉用水总量的比值。

计算公式如下：aj w W W =η （4-1）式中 w η——灌区灌溉用水有效利用系数；j W ——灌区净灌溉用水总量，m 3；a W ——灌区毛灌溉用水总量，m 3，确定方法详见4.2；在实际计算中，可先用下式计算灌区亩均综合净灌溉定额综M :AA MM Niii∑⋅=综 (4-2)式中 i M ——灌区第i 种作物净灌溉定额，m 3/亩，确定方法详见4.3；i A ——灌区第i 种作物实灌面积，亩；N ——灌区作物种类总数；A ——灌区实灌溉面积（不考虑复种指数情况），亩； 则灌溉用水有效利用系数为：aw W A M ⋅=综η （4-3）符号意义同前。

为了能够反映灌区灌溉水利用的整体情况，计算分析时段以测算分析年的日历年为准，即每年1月1日至12月31日；对于跨年度的作物则应分段计算（以下同），合理确定测算分析年该作物净灌溉用水量。

4.2 年毛灌溉用水总量确定 4.2.1灌区毛灌溉用水量确定（1）一般情况年毛灌溉用水总量是指灌区全年从水源地引入（取用）用于农田灌溉的总水量，其等于从水源地取水总量扣除由于工程保护、防洪除险等需要的渠道（管路）弃水量以及向灌区外的退水量。

当农田灌溉输水与城市、工业或农村生活供水使用同一渠道或管路时，还应扣除相应的城市、工业或农村生活用水从渠道分水点反推到渠首的供水量。

年毛灌溉用水总量应根据灌区从水源地实际取水测量值统计取得，而非以计收水费等为目的的水量。

（2）灌区内结合塘堰坝或其它供水水源灌溉情况在一些利用塘堰坝与骨干灌溉水源联合进行灌溉供水的灌区，其塘堰坝的蓄水一部分来自拦蓄当地降雨产生的地表径流，同时还可能有一部分来自渠道补水。

因此在统计灌区毛灌溉用水总量时，应考虑将塘堰坝拦蓄降雨径流增加的供水量或其它水源灌溉供水量加进来，按以下要求测算：① 如有统计资料，则以统计资料数据为准。

但供水量中不包括灌区渠系引水蓄入塘堰坝的水量。

② 如无统计资料，则应对测算年塘堰坝或其它供水水源灌溉供水情况进行代表性典型调查后进行估算。

有些灌区，在雨季往往有当地降雨产生的地表径流进入渠道，如果这些水量也用于农业灌溉，而且水量较大，则应进行降水径流分析，将进入渠道的水量计入到年毛灌溉用水总量中。

4.2.2灌区毛灌溉用水量测定方法灌区毛灌溉用水总量主要采用流量法确定，即：11Nn Mi i i W Q T ===⨯∑∑式中：W-灌溉季节内总取水量；i Q --第i 灌溉时段内的平均流量；Ti---灌溉时段内的引水持续时间； N —干渠条数。

根据各灌区特点，灌区进口流量主要采用以下方法：1）利用水工建筑物量水。

主要用于自流灌区，通过测定引水闸（涵）的进、出口水位，根据建筑物尺寸和形式，选择适当的参数测定流量，然后定时测定水位变化，最后确定引水量。

2）利用水泵用电量估算。

主要用于提水灌区。

其基本原理是，在外河或井动水位变化不大的情况下，短历时内泵站的机械效率近似不变。

若能测定单位时间内的用电量、出水量、泵站净扬程之间的关系，则可利用耗电量推算出水量。

江苏省提水灌区，泵站出水口水位变化较小，但进水池水位在不同季节有所不同。

由于本省灌区多为平原性灌区，泵站设计扬程较小而流量较大，进水位的变动对出水量～耗电量关系影响较大，故应考虑水位变动对出水量的影响。

测试工程中，根据实际运行情况，选择不同进水位进行测定，绘制不同进水池水位下单位用电量的出水量。

使用时，根据测试时段前后的电表度数、进水池水位，即可测定各时段的提水量和累计提水量。

考虑泵站效率的老化，每年均对泵站的上述曲线进行一次率定。

水泵（泵站）的出水流量主要采用两种方法：一是对于进（出）水管道较长，满足电磁流量计安装条件的水泵，采用电磁流量测定管道流速，进而计算单位时间内的出水量。

对于管道较短，不符合电磁流量计安装条件的提水灌区，在其出水渠道上采用量水堰或流速仪测定流量，流速，推算方法同上。

4.3 净灌溉用水量确定灌溉用水量应有专业技术人员通过现场实测法确定。

通过与标准灌溉定额的比较，确定有效灌溉水量。

水田与旱作物的净灌溉用水量（或有效水量）测定方法见后。

4.3.1水田净灌水定额测定采用水位变化法测定（水田），即:i e s h h h =-式中：i h --灌水深深度；he -灌水结束后田面水深；s h --灌水开始时的田面水深。

具体测定方法如下：1）灌水前有水层田块的测定方法：在每个田块适当的测量位置，灌水前打入木桩，其上端与起始水位相平，灌水结束20分钟后，以此木桩上端作为起点，测定水深H1，忽略灌水过程中的入渗水量，该水深即为灌水深度。

为便于寻找木桩位置，在木桩附近插入树枝、旗帜作为标识。

2）灌水前无水层田块的测定方法：在每个田块的适当位置，灌水前打入木桩，其上端与地面相平。

灌水结束20分钟后，以此木桩上端作为起点，测定水深，该水深即为不考虑入渗损失的灌水深度H1。

灌水前另外固定某点，采用无底的铁筒或者塑料筒（上下直径必须相同），埋于地面以下20cm 以上，以防止侧渗（筒壁与土壤紧密结合）。

灌水前桶内须预铺设塑料布等起到防冲作用，灌水前还需在桶内预先打入木桩，其上端水平，高出地面H （H 一般可取大田设计灌水深度）。

迅速加水与木桩顶端齐平，灌水结束20分钟后，以此木桩上端作为标准，测定筒内水位，此水位与木桩顶端的差值即为灌水过程中的入渗水量H2。

此次灌溉的实际灌水深度。

H=H 1+H 24.3.2 旱作物净灌水定额测定采用取土烘干法测定。

灌水前和水层消失后24h 内，分别采用土钻分层取土，烘干法测定土壤含水率。

则某种作物的净灌水定额m 为：i ei si 1m 666.7*-*nii h γθθ==∑*（）式中：n-计划湿润层内取土的层数；i γ--第i 层土壤的干容重；ei si θθ、第i 层土壤在灌水结束后和灌水前的土壤含水率（占干土重的百分数）；ti-第i 层土壤的深度，有：1H h nii ==∑H-计划湿润层深度。

则灌区净灌水量W 为：k11*Ni nii n W A m ===∑∑式中：Ai-统计时段内灌区第i 种作物的灌溉面积；N-统计期内第i 种作物的灌水次数；其他意义同前。

净灌溉定额为测定时段内各次净灌水定额之和。

4.3.3 特殊情况(1)有洗碱要求时若灌区有洗碱要求，则在测算灌溉净用水量时必须考虑洗碱水量，洗碱过程中的漫溢水量视为损失量，不予考虑。

所需的田间洗碱渗漏量（洗碱净定额）可根据灌区试验资料和生产经验科学合理地确定。

此时灌溉用水有效利用系数应按下式修正：aNi s i iw W A L A M∑=⋅+⋅=1)(η （4-7）式中 L ——洗碱净定额，m 3/亩；s A ——洗碱面积，亩； 其它符号意义同前。

(2)井渠结合灌溉情况有些灌区采用井渠双灌，井灌区和渠灌区交错重叠，无法明确区分。

这时可将灌溉系统作为一个整体进行考虑，分别统计井灌提水量和渠灌引水量，以两者之和作为灌区总的灌溉用水量。

此时，灌溉用水有效利用系数则按下式计算：渠井a a Ni iiw W W A M+⋅=∑=1η （4-8）式中 渠a W ——渠灌年毛灌溉用水量，m 3井a W ——井灌年毛灌溉用水量，m 3； 其它符号意义同前。