錢 偉

（涼州區(qū)農(nóng)村飲水安全服務(wù)站，甘肅武威 733000）

0 引言

西營(yíng)河灌區(qū)是石羊河流域水系的一個(gè)支流，承擔(dān)著灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉、人畜飲水、工業(yè)用水的大型自流灌區(qū)，流域區(qū)屬大陸性溫帶干旱區(qū)域，具有冬季寒冷、常年干燥、多風(fēng)的特征，境內(nèi)多年年均降水量177.1 mm，蒸發(fā)量1943 mm，是典型的資源性缺水區(qū)域。西營(yíng)河灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積2.564萬hm2，2023年涼州區(qū)分配灌區(qū)水權(quán)水量2.071億m3，其中地表水1.966億m3，地下水0.105億m3。灌區(qū)承擔(dān)著西營(yíng)鎮(zhèn)、豐樂鎮(zhèn)、永豐鎮(zhèn)、五和鎮(zhèn)、康寧鎮(zhèn)、金山鎮(zhèn)、懷安鎮(zhèn)、松樹鎮(zhèn)、洪祥鎮(zhèn)等9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)69個(gè)農(nóng)民用水戶協(xié)會(huì)622個(gè)村民小組25492個(gè)用水戶及農(nóng)林場(chǎng)的灌溉任務(wù)，并為本灌區(qū)10.91萬人、永昌灌區(qū)5.59萬人及牲畜提供安全飲水服務(wù)；同時(shí)兼顧向下游民勤年度調(diào)水任務(wù)和西營(yíng)河48 km的河長(zhǎng)制落實(shí)工作。

灌區(qū)經(jīng)過40多年的建設(shè)，已建成中型水庫(kù)1座，總庫(kù)容2350萬m3；?。?）型水庫(kù)1座，總庫(kù)容25.61萬m3，引水渠首1座，最大引水流量40 m3/s；干渠6條，長(zhǎng)93.78 km，各類建筑物246座；支渠84條，長(zhǎng)245.48 km，各類建筑物921座；斗、農(nóng)渠道2864條，長(zhǎng)2339.27 km；農(nóng)田機(jī)電井105眼。已基本形成了蓄、引、提相配套的水利工程網(wǎng)絡(luò)，初步具備完整的灌溉工程體系。

1 灌區(qū)農(nóng)田灌溉與用水情況

2020年，西營(yíng)河灌區(qū)實(shí)播面積1.74萬hm2，其中地表水面積1.58萬hm2，地下水面積1058.13 hm2。按種植作物分類：夏禾面積5163.47 hm2；秋禾面積8707.6 hm2；經(jīng)濟(jì)作物面積783.4 hm2；生態(tài)面積2356.87 hm2。有507.67 hm2耕地撂荒。

2020年分配水權(quán)水量20709.35萬m3，其中：生活用水1094.05萬m3，占5.28%；工業(yè)用水1842.75萬m3，占8.90%；生態(tài)用水1245.18萬m3，占6.01%；農(nóng)業(yè)用水16527.37萬m3，占79.81%。按水源劃分：地表水19657.14萬m3，地下水1052.21萬m3。

地表水作物灌溉從4月20日開始，9月20日結(jié)束。夏禾作物灌水3.5次，秋禾作物灌水4次，經(jīng)濟(jì)作物灌水4次，特色林果業(yè)灌水4次，生態(tài)灌溉3次，秋冬儲(chǔ)水灌溉1次，766.67 hm2耕地需春灌。

2020年，西營(yíng)河河源來水36005.99萬m3。水庫(kù)下泄36842.60萬m3，其中：西營(yíng)水庫(kù)向民勤調(diào)水15188萬m3，天然河道下泄生態(tài)補(bǔ)給水量3574萬m3，灌區(qū)用水水庫(kù)下泄水量18080.60萬m3。西營(yíng)河渠首引水16285.05萬m3，其中：農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水15200.05萬m3；生活用水983萬m3；工業(yè)用水102萬m3。

地下水灌溉從4月25日開始，夏禾作物灌水3次，秋禾作物灌水4次，經(jīng)濟(jì)作物灌水4次，特色經(jīng)濟(jì)林灌水4次，生態(tài)灌溉3次，秋冬儲(chǔ)水灌溉1次。

2020年，灌區(qū)井口提水802.07萬m3；其中：農(nóng)業(yè)用水677.38萬m3；生態(tài)用水30.62萬m3；生活用水14.14萬m3；工業(yè)用水79.93萬m3。

2 技術(shù)路線

1）在對(duì)灌區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行綜合研究的基礎(chǔ)上，分類匯總各類型灌溉區(qū)域的種植面積、水利設(shè)施與毛灌溉用水量等，通過選擇各種種植規(guī)模、水利設(shè)施和水資源管理的樣點(diǎn)區(qū)，構(gòu)建科學(xué)合理的灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析網(wǎng)絡(luò)圖；

2）全面收集樣點(diǎn)區(qū)灌溉面積、工程設(shè)施、渠系信息與毛灌溉用水量等有關(guān)資料，在樣點(diǎn)灌區(qū)內(nèi)選擇樣點(diǎn)地塊，測(cè)算樣點(diǎn)地塊作物畝均凈灌溉用水量，計(jì)算灌區(qū)凈灌溉用水量，利用“首尾測(cè)算分析法”，計(jì)算灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)；

3）以樣點(diǎn)區(qū)測(cè)算結(jié)果為基礎(chǔ)，逐級(jí)匯總分析，計(jì)算灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)；

4）按不同灌溉分類區(qū)域毛灌溉用水量進(jìn)行加權(quán)平均，分析推算灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)；

5）根據(jù)以上成果，編制灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算成果報(bào)告，成果報(bào)告上報(bào)部門審核。

3 樣點(diǎn)區(qū)域選擇

3.1 樣點(diǎn)片區(qū)劃分

根據(jù)典型樣點(diǎn)灌溉區(qū)域地塊選擇的技術(shù)要求，科學(xué)研究灌區(qū)地形地貌、水資源量、水利設(shè)施、田塊坡度、土壤類別、水文氣象、灌溉方式和灌溉管理制度等，按自流灌區(qū)上、中、下游對(duì)主要作物選擇典型樣點(diǎn)地塊進(jìn)行觀測(cè)。同時(shí)，為了更好地服務(wù)于高效節(jié)水大田滴灌工程，根據(jù)灌區(qū)目前實(shí)施的大田滴灌工程項(xiàng)目，增設(shè)高效節(jié)水片區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)。

3.2 樣點(diǎn)地塊及作物選擇

按照《全國(guó)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析技術(shù)指導(dǎo)細(xì)則》要求，各管理站根據(jù)本站范圍內(nèi)玉米、小麥、經(jīng)濟(jì)作物（經(jīng)濟(jì)林、馬鈴薯、胡蘿卜、飼草、藜麥）實(shí)際種植情況，每類作物在上、中、下游選擇3塊樣點(diǎn)地塊進(jìn)行灌溉水利用系數(shù)測(cè)算工作。灌區(qū)總共選定7個(gè)農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)測(cè)算分析點(diǎn)，涉及5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)9個(gè)村，測(cè)算地塊47塊，測(cè)算面積3.862 hm2，測(cè)算作物為春小麥、玉米、皇冠梨、洋芋。

4 主要測(cè)算方法及要求

4.1 灌水定額觀測(cè)分析法

4.1.1 觀測(cè)方法：田間凈灌水定額的測(cè)定要求各測(cè)水點(diǎn)統(tǒng)一使用水管處下發(fā)的梯形量水堰，在無法安裝量水堰的地塊應(yīng)加開地頭溝，在架設(shè)量水堰時(shí)，一般應(yīng)嵌入溝道及邊坡20 cm以上，以便牢固，防止漏水，在量水過程中，過堰水深不得大于堰檻寬的1/3，不得小于1/10；若保持水流自由流時(shí)，則堰檻應(yīng)高于下游水位2 cm以上，使水舌下空氣自由流通。

4.1.2 樣點(diǎn)地塊畝均灌溉用水量的觀測(cè)計(jì)算。渠灌：在典型地塊進(jìn)水口設(shè)置移動(dòng)式量水設(shè)施，在灌溉期間觀測(cè)某次灌溉水進(jìn)入地塊的水量，再根據(jù)樣點(diǎn)地塊灌溉的面積，推算出樣點(diǎn)地塊其種植作物種類單位灌溉用水量。滴灌：在樣點(diǎn)地塊的支管安裝計(jì)量水表，計(jì)量樣點(diǎn)地塊某次灌溉用水量，再根據(jù)樣點(diǎn)地塊灌溉的面積，推算出某種作物種類每畝灌溉用水量。

4.2 灌水定額直接量測(cè)法

4.2.1 觀測(cè)方法：在每次灌水的前后，根據(jù)《灌溉試驗(yàn)規(guī)范SL 13-2015》的有關(guān)規(guī)定，觀測(cè)樣點(diǎn)地塊內(nèi)不同作物一年內(nèi)相應(yīng)生育期內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層的土壤質(zhì)量含水率或體積含水率，計(jì)算該某次畝均凈灌溉用水量，分析計(jì)算出該樣點(diǎn)地塊不同作物種類年畝均凈灌溉用水量。

4.2.2 樣點(diǎn)地塊畝均灌溉用水w田的觀測(cè)計(jì)算。根據(jù)樣點(diǎn)地塊灌溉前后計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤含水率的變化確定某次每畝凈灌溉用水量，計(jì)算公式如下：

H—灌水期內(nèi)樣點(diǎn)地塊土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度（mm）；

λ—樣點(diǎn)地塊H土層內(nèi)土壤干容重（g/cm3）；

λ水—水的容重（g/cm3），一般可取1；

θg1—某次灌水前樣點(diǎn)地塊H土層內(nèi)土壤質(zhì)量含水率（%）；

θg2—某次灌水后樣點(diǎn)地塊H土層內(nèi)土壤質(zhì)量含水率（%）；

西營(yíng)灌區(qū)樣點(diǎn)地塊H 土層內(nèi)土壤干容重取值1.40g/cm3。

4.3 土壤含水率的測(cè)定方法

選定的地塊上，每輪水灌前1～3天，在田間用手工土鉆取樣點(diǎn)地塊中間有代表性的土壤，取掉土鉆中的上部土樣，將土鉆中部所需深度處的土壤20 g左右，用手捏碎后立即裝入已知準(zhǔn)確質(zhì)量的鋁盒內(nèi)，用手?jǐn)Q緊，裝入箱體或其他容器中，帶回實(shí)驗(yàn)室，將鋁盒外表擦拭干凈，立即稱重，準(zhǔn)確至0.01 g。打開鋁盒蓋，放在盒底，置于已預(yù)熱至105±2℃的烘箱中烘烤12 h后。將其取出，蓋好，再移入干燥器內(nèi)冷卻至室溫（約需30 min），立即稱其重量。抽取的土壤水分的測(cè)定應(yīng)做3份平行測(cè)定。灌后3～4天后同樣采取相同的辦法進(jìn)行土壤含水率的測(cè)定。

5 灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析成果

5.1 灌區(qū)凈灌溉用水量計(jì)算

典型樣點(diǎn)地塊畝均凈灌溉水量采用觀測(cè)分析法進(jìn)行測(cè)算，通過對(duì)典型樣點(diǎn)面積、實(shí)測(cè)水量、試驗(yàn)資料分析計(jì)算樣點(diǎn)區(qū)內(nèi)春小麥、大田玉米、高效節(jié)水玉米、經(jīng)濟(jì)林等其他作物畝均凈年灌溉用水量，按照加權(quán)平均的計(jì)算方法，推算出樣點(diǎn)區(qū)塊當(dāng)年畝均灌溉用水量和年凈灌溉用水量，采用以點(diǎn)帶面、點(diǎn)面結(jié)合，調(diào)查統(tǒng)計(jì)和觀測(cè)分析相結(jié)合的方法，推算出灌區(qū)2020凈灌溉用水量。經(jīng)測(cè)算分析，灌區(qū)2020年小麥面積5163.47 hm2，其中：地表水4704.17 hm2，地下水459.2 hm2；地表水小麥灌溉定額356.78 m3/667m2，地下水小麥灌溉定額261 m3/667m2；玉米面積8707.6hm2，其中：地表水7896.33 hm2，地下水811.27 hm2，地表水玉米灌溉定額415.76 m3/667m2，地下水玉米灌溉定額286 m3/667m2；經(jīng)濟(jì)林面積531 hm2（其中：地表水經(jīng)濟(jì)林面積519.13 hm2、地下水11.87 hm2），地表水經(jīng)濟(jì)林灌溉定額392.62 m3/667m2，地下水經(jīng)濟(jì)林灌溉定額255 m3/667m2；經(jīng)濟(jì)作物面積612.4 hm2（其中：地表水經(jīng)濟(jì)作物579.93 hm2、地下水32.47 hm2），地表水經(jīng)濟(jì)作物灌溉定額354.23 m3/667m2，地下水經(jīng)濟(jì)作物灌溉定額238 m3/667m2；生態(tài)面積2356.87 hm2（其中地表水2091.53 hm2，地下水265.34 hm2），地表水生態(tài)灌溉定額194 m3/667m2，地下水生態(tài)灌溉定額150 m3/667m2。

經(jīng)計(jì)算：凈灌溉用水量為9268萬m3。

計(jì)算方式如下：

5.2 灌區(qū)毛灌溉用水量的確定

根據(jù)《全國(guó)灌溉用水有效利用系數(shù)測(cè)算分析技術(shù)指南》確定灌區(qū)毛灌溉用水總量的要求，西營(yíng)灌區(qū)地表水以西營(yíng)河渠首一個(gè)取水計(jì)量點(diǎn)，以西營(yíng)河渠首引水總量為灌區(qū)地表水毛用水量，地下水毛用水量為機(jī)井出水口提水量，地表和地下水相加，扣除灌區(qū)內(nèi)生活、工業(yè)及其他用水量后，即為西營(yíng)灌區(qū)毛灌溉用水總量，最后計(jì)算得出2020年西營(yíng)灌區(qū)地表水、地下水毛灌溉用水總量為15908萬m3。其中：地表水農(nóng)業(yè)灌溉渠首引水量15200萬m3，地下水農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)井提取量708萬m3。

5.3 灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的測(cè)算

根據(jù)《全國(guó)灌溉水有效利用系數(shù)測(cè)算分析技術(shù)指導(dǎo)細(xì)則》，西營(yíng)灌區(qū)利用“首尾測(cè)算分析法”，即可用灌入田間被農(nóng)作物吸收利用的凈灌溉用水量與灌區(qū)從水源取用的灌溉總毛水量。以年凈灌溉用水量、年毛灌溉用水量為基礎(chǔ)，分析計(jì)算出西營(yíng)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)。

經(jīng)以下公式計(jì)算，西營(yíng)灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)為：

其中，西營(yíng)灌區(qū)地表水灌溉水有效利用系數(shù)：

西營(yíng)灌區(qū)地下水灌溉水有效利用系數(shù)：

6 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)測(cè)算成果分析，2020年灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)為0.5825，比2019年灌溉水有效利用系數(shù)0.5817增加了0.0008%，數(shù)據(jù)與去年基本一致，主要原因是：由于灌區(qū)高效節(jié)水面積增加；水價(jià)政策調(diào)整后農(nóng)業(yè)水價(jià)上漲，群眾節(jié)水意識(shí)有所提高；加之灌區(qū)灌溉精細(xì)化程度和管理水平提高；灌區(qū)玉米種植普遍采用覆膜種植、洋芋、胡蘿卜全部采用壟作溝灌農(nóng)藝措施等多方面因素影響，測(cè)定數(shù)據(jù)有所提高是合理、可靠的。