区域节水灌溉的节水潜力简易计算方法

摘　要：节水灌溉是用尽可能少的灌溉水投入，取得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式。节水灌溉的节水潜力是在保持农作物产量不降低的前提下，通过采用工程、技术和措施使从水源取用的灌溉水通过输水、配水和灌水供给作物利用的过程中，可能减少的损失水量。本文提出的区域发展节水灌溉的节水潜力简易计算方法，是基于《全国灌溉用水定额编制》的研究成果，并对一些参数进行了概化处理，只要规划区域具有水源取水量、斗口前的渠系水利用系数、不同灌溉工程类型的面积等最基本的数据，即可推求规划目标年发展节水灌溉的节水潜力。

关键词：节水灌溉；潜力计算；简易方法
一、节水灌溉概念的内涵
　　节水灌溉是用尽可能少的灌溉水投入，取得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式。节水灌溉必须依据作物生长发育的需水规律，进行适时灌溉，而又在灌溉的过程中使灌溉水损失降低到最小限度进行适量灌溉。因此，本文在这里研究和讨论的节水灌溉是节约灌溉用水的灌溉问题。灌溉用水是人类通过采用工程和技术措施，对水资源进行开发利用取得的。在对水资源进行开发利用形成灌溉水的过程中，需要投入大量的人力、物力和财力，对灌溉水的浪费就意味着直接的经济损失。由此可见，节水灌溉的实质是经济灌溉，也可称为节水高效灌溉。
　　二、对节水灌溉的节水潜力定位
　　当前国内对节水灌溉的涵义、节水灌溉的节水潜力有不同的看法，这方面的研究成果也很多。本文基于上述给出的节水灌溉概念的内涵，把节水灌溉的节水潜力定位为：在保持农作物产量不降低的前提下，通过采用工程、技术和措施使从水源取用的灌溉水通过输水、配水和灌水供给作物利用的过程中，可能减少的损失水量。也即是同时期灌溉水利用系数提高值与从取水口取用灌溉水量的乘积。根据灌溉水利用系数的定义可知，灌溉系统的灌溉水利用系数是灌溉系统的净灌溉定额与毛灌溉定额的比值，因此，节水灌溉反映的节水潜力是体现在毛灌溉定额的减少值与系统灌溉面积的乘积上。由此可见，节水灌溉的节水潜力是在分析期内，采用可能的工程、技术和措施，从水源少取用灌溉水的能力。这种能力虽然是用数值来计量，但节约出来的水能否直接利用或转移到别的部门利用，取决的因素很多，不能一概而论。一般来说，节约下来的水有70%左右可以转移到供别的部门用水或用于发展新的灌溉面积，其他部分只能用于提高原来灌溉面积上的灌溉保证率或改善区域的生态环境。
　　三、区域节水灌溉的节水潜力简易计算方法提出
　　对于节水灌溉的节水潜力分析计算方法国内己进行过诸多研究，多数研究都力求尽量准确地计算出节水的潜力，为此建立了不少的数学模型，这些对从微观上分析计算节水灌溉的节水潜力都是很有必要的。但是，因区域节水灌溉的节水潜力问题涉及到灌水技术、作物、土壤、水文地质、灌区规模、水源类型、管理水平、政策导向等诸多因素，而且有一些是难以定量的因素，因此是一个复杂的系统工程问题。如果要精确计算，则要花费大量的人力、物力开展周密的灌溉试验和有关参数的测定，并需进行区域的调查验证分析，在现阶段由于各方面的条件有限，特别是基层的水利部门很难做到。一般来说，分析计算区域节水灌溉的节水潜力，主要是供制定节水灌溉区划或规划时作为宏观决策的依据或为政府主管部门提供灌溉信息。如果能寻求一种比较简易的分析计算方法，提供给基层的技术人员使用，在计算数值成果上也有足够的可靠性，则具有较好的现实意义。
　　四、区域节水灌溉节水潜力简易计算方法的依据
　　由中国灌溉排水发展中心、水利部农田灌溉研究所等单位在2005年完成的《全国灌溉用水定额编制》研究工作中，通过典型县的现场调查取得了主要作物单位面积平均用水量数据4535组。样本覆盖了渠道防渗、管道输水、喷灌、微灌、传统地面灌等5种灌溉工程类型；渠灌、井灌、井渠结合灌3种水源类型；大型、中型、小型3种不同灌区规模。其中，传统地面灌样本数为2114组，占工程类型样本总数的47%；渠灌样本数2722组，占水源类型样本总数的60%；小型工程规模样本数2296组，占灌区规模样本总数的51%。对这些样本数经数据处理和进行回归分析后得出了“作物灌溉用水参照定额”和“主要作物灌溉用水定额调节系数”，为分析不同因素对作物灌溉用水定额提供了比较充分的依据。
　　五、区域节水灌溉的节水潜力简易计算方法
　　对于一个较大尺度的区域来说，如县域，其区域内作物种类尽管很多，种植结构也很复杂，但主要作物在种植面积和灌溉用水量上均占主导地位，而且在不同的水源类型和灌区规模中的种植比例基本相同。因此，可以依据上述《全国灌溉用水定额编制》研究得出的与该区域相对应的斗口(井口)主要作物灌溉用水定额调节系数研究成果，根据该区域灌溉设计保证率条件下，可从水源取用灌溉水的资料数据，规划现状基准年斗口以上渠系水利用系数，不同工程类型、水源类型和灌区规模的灌溉面积，推求出该区域灌溉面积斗口(井口)的“综合参照定额”。然后再根据灌溉用水定额调节系数、斗口以上渠系水利用系数，推求出各种灌溉工程水源取水口(渠首或井口)的综合毛灌溉定额。土渠传统地面灌的综合毛灌溉定额与节水灌溉工程的综合毛灌溉定额之差值即为修建节水灌溉工程后的节水能力。各种节水灌溉工程的节水能力与该区域规划目标年发展的各种节水灌溉工程面积乘积之和即为该区域发展节水灌溉后的节水潜力。
　　六、结语
　　上述简易计算方法，由于是按总灌溉用水量进行推算的，没有考虑区域内不同灌溉工程类型、水源类型和灌区规模中作物种植结构的差异，故这种计算实质上仍属一种估算，但这种估算是有一定根据的。在制定区域节水灌溉规划时，需要对发展节水灌溉后产生的节水潜力进行分析计算，以此作为规划决策的依据。对于节水灌溉的节水潜力分析计算方法国内己进行过诸多研究，但要精确计算则很困难。为此，借用《全国灌溉用水定额编制》的研究成果，采用作物灌溉用水“参照定额”、作物灌溉用水定额调节系数和作物用水定额计算式提出了一种区域节水灌溉的节水潜力简易计算方法。