全国灌溉水利用系数分析评价和十一五规划指标任务分...

全国灌溉水利用系数分析评价和“十一五”规划指标任务分解2007年12月汇报内容一、研究的必要性二、研究任务三、基本思路四、样点代表灌区选择五、研究内容与方法六、“十一五”指标任务分解一、课题研究的必要性《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》将资源利用效率显著提高作为经济社会发展的主要目标之一，明确要求到“十一五”末全国农业灌溉用水有效利用系数提高到0.5（预期性指标）。《全国水利发展“十一五”规划》（送审稿）明确将节水灌溉作为“十一五”水利发展的主要目标。确定“十一五”期间新增节水灌溉工程面积1.5亿亩，到2010年全国农业灌溉用水有效利用系数提高到0.50左右。国外灌溉水利用效率研究回顾灌溉水利用效率的概念约在60年前提出，Israelsen(1950)将灌溉效率定义为灌溉农田或灌溉工程控制范围的农作物消耗的灌溉水量与从河流或其他自然水源引入渠道或渠系的水量的比值。Ei=Wc/Wr其中，Wc－－作物消耗的灌溉水量；Wr－－从河流或其他自然水源的取水量。1979年美国跨部门任务小组（interagencytaskforce）指出，人们通常认为，由于灌溉水利用效率低，许多灌溉水浪费了，事实不一定是这样。Allenetal.(1996,1997),Willardsonetal.(1998)认为，经典的“效率”术语过时了。如果工程投资是关注的主要问题，过去对于工程术语上的经典的效率的是适宜的并且是有意义的。经典的灌溉效率指标是针对规划设计和灌溉工程的维护而言的，其现在仍是有用的。不同的时期和为不同的目的对效率的理解与需求是不同的。当设计一个新的灌溉系统，经典的效率指标对于计算引水流量、确定系统规模是有用的，通常评估渠系的维护也用这一指标。然而，对于评估节省了多少水并且从灌溉能为其他用水者转移多少水量，则需要新的指标。有关国际专家观点我国灌溉水利用系数测算分析回顾定义：灌溉水利用系数（灌入田间的有效水量同与之相对应的灌溉水源引进的总水量的比值，有效水量是指灌入田间能被作物生长吸收的水量）。广西自治区80年代在22个灌区采用动水法对渠道水利用系数进行测试，对全省情况进行评价。历时7年。山西省1986年在18个典型灌区采用静水法进行了大规模渠道渗漏试验研究，采用正向递推水量平衡法对全省39个重点灌区进行分析，进而对全省的灌区渠系水利用系数进行评价。中国灌溉排水发展中心于2001－2003年进行了全国灌溉水利用系数抽样调查和分析。存在问题概念与口径不一致测算工作量大灌溉水利用系数的代表性较差缺乏合理统一的灌溉用水效率测算分析方法缺乏全国灌溉水利用率测算分析网络水利部农水司先后组织专家分别对2000年和2005年全国灌溉水利用系数进行了初步估算，提出分别达到0.43和0.45左右。一些大学或研究单位结合科研项目开展了有关渠道水利用系数和田间水利用系数的典型研究。摸清我国现状条件下（2005年）灌溉水利用状况，分析灌溉水利系数的各种影响因素及其影响程度；总结提出科学合理的灌区、各省（区、市）、分区及全国灌溉水利用系数测算评价方法；建立全国测算分析网络，跟踪分析全国及不同分区重要年份灌溉水利用系数变化；预测未来灌溉用水效率变化趋势，探讨分析全国、分区、省（区、市）的灌溉用水效率提高的潜力与合理的灌溉用水效率阈值，提出全国和分区提高灌溉用水效率的措施建议，对于科学评价全国灌溉用水状况，技术支持政府主管部门科学决策，促进全国灌溉节水健康发展，缓解水资源紧缺矛盾具有重要的意义。二、研究任务（1）确定微观测算与宏观评价灌溉水利用系数的科学方法；（2）分析评价各省、分区及全国灌溉用水现状，测算分析各省、分区和全国灌溉水利用系数，建立灌溉水利用系数测算分析网络，跟踪分析灌溉水利用系数变化，确定“十一五”末全国灌溉水利用系数。（3）分析研究不同类型灌区灌溉水利用率影响因素，工程措施、非工程措施与灌溉水利用系数之间的关系，预测未来灌溉用水效率变化趋势；（4）探讨分析全国、分区、省（区、市）的灌溉用水效率提高的潜力与合理的灌溉用水效率阈值，提出全国和分区提高灌溉用水效率的措施建议；（5）基于灌溉水与经济、生态、环境和社会的内在响应机理，研究评价灌溉节水对灌区产生的各种效应。三、基本思路点上研究面上研究点面结合全国级典型区省级典型区全国研究成果九大分区成果各省研究成果实验观测计算分析调查统计总结分析由点及面推广应用技术路线技术路线：各省选择不同规模（大、中、小、纯井灌区）、不同取水类型（提水、自流引水）、不同工程状况和管理水平的典型代表灌区作为样点灌区，通过调查观测、计算分析，得出样点灌区现状灌溉水利用系数。以样点灌区灌溉水利用系数测算成果为基础，采用点与面相结合，调查统计与观测分析相结合，按不同分类灌区灌溉用水量进行加权平均，推算各省灌溉水利用系数均值，然后由各省均值按水量加权平均推算全国的现状灌溉水利用系数。各省灌区基本情况调查确定省典型代表测算灌区典型代表灌区灌溉水利用率测算分析省省现状灌溉水利用率全国现状灌溉水利用率点面转化点面转化省大/中/小型/纯井灌区灌溉水利用率平均值点面转化四、代表样点灌区选择样点灌区规模分类：大型（30万亩以上）、中型（1－30万亩）、小型（1万亩以下）、纯井灌区。样点灌区状况分类：工程设施状况与管理水平“好、中、差”或只选“中”。灌溉水源条件分类：提水、自流引水。井灌区灌溉条件分类：土渠、渠道防渗、低压管道、喷灌、微灌。省级典型样点灌区分类大型灌区：样点灌区个数不应少于大型灌区总数的10％，有效灌溉面积不少于本省大型灌区有效灌溉面积的20％；提水、自流引水每个类型至少选取1个。中型灌区：样点灌区个数不应少于中型灌区总数的5％，有效灌溉面积不少于本省中型灌区有效灌溉面积的10％；提水、自流引水每个类型至少选取1个。小型灌区：样点灌区个数应选择小型灌区（小型水利工程控制的灌溉区域）总数的0.5％左右，同时满足，提水、自流引水每个类型至少3个样点灌区。纯井灌区：纯井灌区以单井控制面积作为一个测算单元。样点灌区（测算单元）个数参照小型灌区要求自行确定。有的省份纯井灌区范围大，井数多，可以选择适宜数量的样点灌区测算。至少每个类型（土渠、渠道防渗、低压管道、喷灌、微灌）应选择3个样点。省级样点灌区个数的要求：选择的典型样点灌区应具有一定的观测资料、灌溉试验资料、灌溉用水管理资料等，并具备相应的技术力量。五、研究内容与方法1、典型样点灌区灌溉水利用系数测算毛灌溉用水总量确定一般情况，灌溉用水总量是指灌区全年用于农田灌溉的从水源地引入（取用）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。灌区内结合塘堰坝或其它供水水源灌溉情况，在统计灌区毛灌溉用水总量时，还应考虑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。净灌溉用水量确定不同灌区种植结构、灌溉水源、灌溉方式等均有不同，针对旱作充分灌溉、非充分灌溉、水稻灌区等几种主要灌溉情况，提出了相应的净灌溉用水量测算分析方法。如果灌区范围较大，不同区域气候气象条件、灌溉用水实际情况差异明显，则应在灌区内分区域进行典型分析测算，再以分区结果为依据汇总分析整个灌区净灌溉用水量。旱作充分灌溉情况（1）若样点灌区有测算年各类种植作物净灌溉用水量的试验观测或统计资料，则可直接采用进行净灌溉用水量的计算。（2）若样点灌区缺乏测算年各类种植作物净灌溉用水量的试验观测或统计资料，可依据测算年的水文气象资料，通过计算分析得出各类作物的净灌溉定额和灌溉制度，并对当年实际灌溉情况进行调查，根据调查结果对净灌溉定额进行适当调整，以此为依据测算实际净灌溉用水量（在充分灌溉条件下，作物实际净灌溉用水量应能充分满足净灌溉需水量的要求）。旱作非充分灌溉旱作非充分灌溉分为两种情况：①在每次灌水期间都达不到作物的净灌水定额；②减少灌水次数，保证作物关键生育期的充分灌溉，即减少了对作物生长影响不大的灌水。通过对作物灌水情况的典型调查，有条件时对典型灌水进行实测，估算进入田间（毛渠）的实际灌水量，与根据气象条件分析计算的净灌水定额和灌溉制度进行比较，据此确定作物的净灌水定额和净灌溉定额。（1）当进入田间的实际亩均灌水量小于分析计算的净灌溉定额时，认为进入田间（毛渠）的实际灌水量就是净灌溉水量，对作物不同生育期的实际灌水次数进行典型样点调查，统计得到相应生育期的净灌溉水量。若无观测条件，则可用计算的作物净灌溉定额乘以折减系数得到亩均净灌溉用水量。折减系数根据各地实际情况由专家经验确定。（2）当进入田间的实际亩均灌水量大于分析计算的净灌水定额时，以分析计算的净灌水定额作为田间亩均实际净灌水定额，典型调查相应作物生育阶段实际灌水次数，据此计算作物的亩均净灌溉用水量。传统水稻灌溉方式情况，水稻的淹灌种植方式不同于旱作，水稻的净灌溉需水量包括泡田水量、蒸发蒸腾水量以及必要的渗漏水量三部分。采用《灌溉与排水工程设计规范》和灌溉试验规范中的计算方法。水稻净灌溉定额近似代替亩均净灌溉用水量分析计算水稻净灌溉用水量。水稻控制灌溉方式情况，对于采用干湿交替等水稻控制灌溉制度的区域，有观测资料的灌区可以根据实际观测值计算净灌溉用水量，或者采用相近灌溉试验站的相关灌溉试验资料进行估算。也可根据测算年水稻控制灌溉设计的净灌溉定额作为亩均净灌溉用水量，以此推算水稻净灌溉用水量。水稻灌溉作物套种套种期间：在灌溉实践中，一般以满足主体作物的需水为主，净灌溉定额是根据满足主体作物需水要求确定的，即两种作物中，以需水量大的作物或以经济效益高的作物需水为基础制定灌溉制度。针对这种情况，根据当地灌溉实际，依据主体作物确定净灌溉定额，实灌面积以套种作物实灌面积计。非套种期间：分析计算与典型调查相结合，确定生长中的作物的亩均净灌溉用水量即可。特殊情况有洗碱要求、井渠结合灌溉情况渠系水利用系数末级固定渠道放出的总水量与渠首引进的总水量的比值。W渠首W出3W出2W出1W出4W出5渠系水利用系数：（∑W出i）/W渠首以年为分析时段2、分省、分区及全国灌溉水利用系数大型灌区中型灌区小型灌区纯井灌区大型灌区中型灌区小型灌区纯井灌区大型灌区中型灌区小型灌区纯井灌区典型样点灌区不同规模灌区平均全省灌溉水利用率毛灌溉用水量加权平均毛灌溉用水量加权平均全国灌溉水利用率根据各省测算值，通过灌溉用水量加权平均得到全国灌溉水利用系数。全国分九个区东北区、海河区、黄河上中游区、黄河中下游区、淮河区、东南沿海区、长江中下游区、西南区、内陆河区。系数计算分析原则：由样点灌区推到省（市、区），对于破省区的部分，细化到地级市，将其划入国土面积50％以上（兼顾灌溉面积比例）的区内，地级市灌溉水利用系数平均值由样点值加权平均，原理与省级平均值计算方法相同。根据分区内省、破省地级市的灌溉水利用系数，灌溉用水量加权平均得到分区平均值。根据全国灌溉水利用率测算和灌溉用水现状评价的需要，在各省确定的典型测算灌区基础上，建立具有代表性的全国灌溉水利用率测算分析网点；在总结国内外有关工作成果和本次研究成果的基础上，分析确定统一的测算评价的技术方法与工作模式，建立资料数据分析整理与信息管理系统，实现灌溉水利用系数测算分析的持续性。3、建立全国灌溉水利用率测算分析网络难点：样点灌区的动态代表性4、重点样点灌区灌溉水利用系数与阈值分析国家级典型样点灌区选择与研究内容在全国范围内分区（东南、西南、西北、华北、东北、中部）选择六个样点灌区，以灌区为单元开展深入研究。典型灌区选择依据：（1）气象、水文条件、种植结构、灌溉方式等具有典型性；（2）水文单元相对独立完整；（3）灌溉水利用率、节水潜力等研究参数具有代表性；（4）资料比较完备（如长系列的实验观测资料）、具有一定的工作基础和技术力量；（5）地方领导重视，具有较高的积极性。重点样点灌区研究内容：（1）灌溉用水效率测算分析对量测技术与设备保障要求；（2）灌溉水循环特点，灌区内灌溉水重复利用，灌溉节水与资源节水的关系；（3）不同用水环节（骨干工程输水、田间工程输水、田间灌溉）灌溉用水损失量及其