灌溉水利用率测算

1《浙江省“十一五”灌溉水利用率测算》培训讲义浙江省水利河口研究院2007年4月浙江省“十一五”灌溉水利用测算培训教材目录前言1测算技术路线及样点灌区...................................21.1测算技术路线.........................................21.2样点灌区.............................................32测算方法.................................................52.1自流灌区.............................................52.2提水灌区.............................................73典型末级渠道及样点田块选择...............................93.1典型末级渠道选择要求.................................93.2样点田块选择要求....................................104实用量水技术............................................125样点灌区主要工作内容及进度安排..........................13附表1-7附件1《浙江省灌区实用量水技术讲义》。浙江省“十一五”灌溉水利用测算培训教材前言灌溉水利用率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的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。为适应“十一五”期间乃至今后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“十一五”全国农业灌溉用水效率与灌溉节水潜力，建立全国灌溉水利用率测算评价网络体系，2006年12月，水利部下发了《关于开展“十一五”全国农业灌溉水利用率测算分析工作的通知》（水农【2006】617号），全面启动了“十一五”全国农业灌溉水利用率测算分析工作。全国农业灌溉水利用率测算分析工作将历时5年。2006年底，完成各省（区、市）及全国2005年底农业灌溉水利用率测算分析报告；2010年底完成各省（区、市）及全国“十一五”灌溉水利用率测算分析报告。根据水利部对此项工作统一部署，结合浙江实际情况，我省灌溉水利用率测算工作具体由省农田水利总站统一组织领导，各样点灌区管理单位及省水利河口研究院参加。为更好地指导此项工作的开展，顺利完成我省“十一五”灌溉水利用率测算任务，特编制本培训讲义。1浙江省灌区实用量水21测算技术路线及样点灌区1.1测算技术路线本次“十一五”灌溉水利用率测算技术路线，主要是按照《全国现状灌溉水利用率测算技术方案》（下称《技术方案》）进行。根据《技术方案》，省级农业灌溉水利用率测算工作，主要是在对各省灌区基本情况进行统计与分析的基础上，通过选择不同规模、不同类型、不同工程状况和管理水平的典型代表灌区作为测算样本点，并依据样点灌区的灌溉用水管理资料、灌溉试验与观测资料和灌溉实践经验等，补充必要的典型观测，通过观测调查、计算分析，采用统一的首尾测算分析法（见后），对样点灌区灌溉水利用率进行测算分析。在样点灌区灌溉水利用率测算的基础上，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，按不同分类灌区灌溉用水量进行加权平均，推算出全省农业灌溉水利用率。具体技术路线如图1.1所示。图1.1省级灌溉水利用率测算技术路线浙江省灌区实用量水3测算主要过程如下：（1）对全省灌区情况开展整体调查，统计分析大、中、小型灌区的数量、分布、工程状况与管理水平、灌溉取水量等，并以此为基础，确定代表不同灌区规模、不同水源类型、不同工程状况与管理水平的典型代表灌区作为开展灌溉水利用率测算分析的样点灌区。（2）利用首尾测算分析法，跟踪开展对“十一五”不同年份样点灌区灌溉水利用率进行测算分析，根据灌溉水利用率影响因素和大、中、小型灌区状况分析，以样点灌区测算值为基础，推算全省大、中、小型灌区灌溉水利用率的平均值。（3）根据不同规模灌区的毛灌溉用水量和平均灌溉水利用率，加权平均得到全省灌溉水利用率的平均值。1.2样点灌区由以上技术路线可知，全省灌溉水利用率是通过样点灌区的计算结果来推求的，因此确定样点灌区是项目开展的首要任务。样点灌区应按不同的灌溉规模（大、中、小）、灌溉水源（提水、自流引水）、工程设施状况与管理水平（好、中、差）等因素选择。要求样点灌区应具有一定的观测、灌溉试验、灌溉用水管理等资料，并具备相应的技术力量。（1）大、中型灌区样点个数不应少于该类型灌区总数的10％和4%，有效灌溉面积应不少于全省大、中型灌区有效灌溉面积的20％。根据我省实际情况，大型灌区测算样点不少于3个，中型灌区不少于18个。浙江省灌区实用量水4（2）小型灌区样点个数应选择小型灌区总数的0.5％左右，同时满足提水、自流引水每个类型应不少于3个以上的样点。考虑到我省小型灌区数目众多，且均由乡镇或村一级政府管理，基础资料缺乏，测算工作不易开展，本次测算采用“以大带小”原则，均在大中型样点灌区内进行。即每一个大、中型灌区都在灌区自身范围内选择一个局部区域作为“小型”样点灌区，其面积控制在1万亩以下，所有测算工作由大中型样点灌区承担。对于自流灌区，所选的“小型”灌区灌溉水源尽可能单一，取水口便于安装量水设施和管理，最好选择支渠口已安装量水设施的区域；区内种植结构不一定要求与大灌区一致。对于提水灌区，因测算方法不同于自流灌区，不按灌区总进水量测算，主要统计灌溉面积和种植结构，因此只要根据灌区种植结构选择2-3处具有一定典型性，同时又符合“小型”灌区面积要求的区域即可。浙江省灌区实用量水52测算方法2.1自流灌区自流灌区骨干灌溉水源一般都能确定，灌区渠首一般都有量水设施，即使没有也容易安装，因此毛灌溉水量可以较方便地统计出来。灌区实际净灌溉用水量可通过典型末级渠道的实测进行统计。具体技术方法如下：（1）计算公式按照《技术方案》,采用首尾测算分析法测算样点灌区灌溉水利用率,其计算公式如下(2.2-1)(2.2-2)。()100%jiwiaiww（2.2-1）式中：wi——各灌区的灌溉水利用率（%）；jiw——各灌区的净灌溉用水总量（m3）；aiw——各灌区的毛灌溉用水总量（m3）。各灌区的净灌溉用水总量根据公式3.2-2计算。1njiiiiwMA（2.2-2）式中：jiw——各灌区的净灌溉用水总量（m3）；iM——各灌区的第i种作物实际净灌溉定额（m3/亩）；iA——各灌区的第i种作物实灌面积（亩）；n——各灌区的灌溉作物种类总数。考虑到各灌区的灌溉水利用率的差异性，建立如下公式（2.2-3）求出全省各类型灌区的平均灌溉水利用率，最后通过加权平均求出全省平均浙江省灌区实用量水6灌溉水利用率，分析计算结果的正确性。11/nnwiaiaiwiiww省（）（2.2-3）式中：w省——全省各类型灌区灌溉水利用率（%）；wi——各类型样点灌区的灌溉水利用率（%）；aiw——各类型样点灌区的毛灌溉用水总量（m3）；n——各类型样点灌区的个数。（2）样点灌区毛灌溉水量的确定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；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取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。（3）全省大、中、小三类灌区的总毛灌溉用水量对无量水设施的灌区，主要是通过对大型灌区、中型灌区按好、中、差三个档次以及灌溉定额区域分类；小灌区由于数量多、难以统计，全部按一般灌区处理，只按灌溉定额区域分类。然后利用类似的“小型”样点灌区亩均毛灌溉用水量计算该灌区毛灌溉用水量。对有量水设施的灌区，则直接采用其现有的统计资料。根据上述方法，统计出全省灌区的总毛灌溉用水量。（4）样点灌区净灌溉水量的确定净灌溉水量等于灌区该年各种作物种植面积（实际灌溉面积）乘以该作物该年的实际灌溉定额。因此，在计算各个样点灌区的净用水量时，必须摸清该灌区该年主要作物的种植面积（实际灌溉面积）和实际净灌溉定浙江省灌区实用量水7额。实际净灌溉定额可以采用在灌区选择几处典型的末级渠道安装量水设施，通过观测得到田间的实际灌溉水量，利用公式（2.2-4）来确定灌区作物实际净灌溉定额。iiiMWWi田i毛渠损（）/A（2.2-4）式中：iM——样点灌区第i种作物实际灌溉定额（m3/亩）；iW毛——样点灌区第i条典型末级渠道实际灌溉用水量（m3）；iW渠损——样点灌区第i条典型末级渠道量水处至田间进水口段渠道损失水量（m3）；若量水设施靠近田间进水口，此段渠道输水损失量可忽略；iA——样点灌区第i条典型末级渠道实际灌溉面积（亩）；田i——样点灌区第i条典型末级渠道对应的田间灌溉水利用率（%）。2.2提水灌区平原河网提水灌区，灌溉水源为河网。灌区内一般划分为若干个微型灌区，杭嘉湖地区称圩区，面积一般在千亩以下，农业灌溉用水相对独立，其灌溉水量、灌溉面积便于统计，灌溉水利用率也比较好测算。但对于整个灌区而言，如果灌区内微型灌区较多，则灌区的总灌溉水量势必难以准确统计，计算灌溉水利用率就比较困难，因此，计算河网灌区的灌溉水利用率不宜采用自流灌区的方法。河网提水灌区的灌溉水利用率的测算，宜采用如下的方法：即在灌区中选择2-3个典型的微型灌区作为灌区的测算样点，通过对这些样点的测浙江省灌区实用量水8算，再利用每个样点的毛灌溉水量与灌溉水利用率加权平均，得出全灌区的灌溉水利用率。全省提水灌区灌溉水利用率的测算，则在提水样点灌区的基础上，参照自流灌区的方法计算。（1）样点灌区毛灌溉水量的确定河网提水灌区灌溉设施多为提水泵站，通过监测泵站的运行，分析泵站的流量与耗电量之间的关系，可分析得到样点灌区的毛灌溉水量。（2）样点灌区净灌溉水量的确定河网样点灌区净灌溉水量的确定如自流灌区，也是通过在田间典型末级渠道安装量水设施、观测作物实际灌溉定额并结合灌区作物种植结构调查分析得到。浙江省灌区实用量水93典型末级渠道及样点田块选择由上述可知，灌溉水利用率必须按实际灌溉定额测算，而实际灌溉定额则需通过现场测试取得。为此，每一个灌区都必须选择3个以上由不同末级渠道控制的样点田块，观测本灌区的实际灌溉定额。首先要选择典型末级渠道和样点田块，末级渠道是为了计量灌溉水量，样点田块是提供农作物种植场地，二者相辅相成、缺一不可。具体选择时要二者兼顾，尽可能选择都比较适合的位置，以便准确、方便地获取观测成果。3.1典型末级渠道选择要求（1）灌溉水源要有保证由于项目观测要持续数年，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。（2）便于设置量水设施及控制闸末级渠道都处于平坦地带，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（详见本文第6节）。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。而且，为避免弃水现象发生，还需在量水设施前几十米渠道处安装简易控制闸门，位置如图1所示。浙江省灌区实用量水10（3）量水设施距样点田块要近如果量水设施距样点田块距离较远，则其间还存在渠道输水损失，会给分析工作带来一定的困难，因此，量水设施尽可能靠近样点田块。（4）便于观测和管理由于实际观测时可能要连续测读，因此从生活、通行、照明及量水设施管理等方面考虑，末级渠道应选择离观测者住地较近的地方。3.2样点田块选择要求（1）样点田块面积要求样点田块不能太小，但也不能太大，面积介入五十亩～一百五十亩之间为宜。为了保证灌溉面积准确，样点田块应便于丈量，其田块最好为规则形状。（2）种植结构要求样点田块是灌区的一个缩影。通过