司振江，孙雪梅，吕纯波，李芳花，孟德宝

(1.黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080；2.黑龙江省农田水利管理中心,黑龙江 哈尔滨 150060)

黑龙江省2016年农田灌溉水有效利用系数测算分析与评价

司振江1，孙雪梅1，吕纯波2，李芳花1，孟德宝2

(1.黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080；2.黑龙江省农田水利管理中心,黑龙江 哈尔滨 150060)

根据2016年黑龙江省农田灌溉水有效利用系数样点灌区毛灌溉用水量、净灌溉用水量监测数据，结合试验研究资料及各类灌区灌溉面积、节水灌溉工程建设等有关数据，测算分析了黑龙江省不同规模类型灌区灌溉水有效利用系数，计算得出了全省农田灌溉水有效利用系数，并进行了合理性分析与综合评价。农田灌溉水有效利用系数的提出，为确定水资源管理“三条红线”控制指标提供了有力依据。

农田灌溉水有效利用系数;样点灌区;毛灌溉用水量;净灌溉用水量

农田灌溉水有效利用系数是评价农业灌溉用水效率的一项重要指标，国家“十二五”水利规划将其列为水资源管理“三条红线”考核的一项重要指标[1]，自2006年起，国家要求各省(自治区、直辖市)按年度上报农田灌溉水有效利用系数测算分析成果，并于2015年制定《农田灌溉水有效利用系数测算分析工作考评办法》，对农田灌溉水有效利用系数进行年度目标考核评价，并向社会公布。

黑龙江省多年平均地表水资源量为686亿m3，地下水资源量为287亿m3，扣除两者之间的重复计算量163亿m3，多年平均水资源总量为810亿m3。全省人均占有水资源量为2125 m3，耕地亩均占有水资源量405 m3，均低于全国平均水平。农业用水量占总用水量的89%，水资源供需矛盾日益突出[2]。水资源短缺制约着黑龙江省经济社会可持续发展，改善农业灌溉条件，提高灌溉水利用效率，降低灌溉成本，是促进农业可持续发展的重要途径。

1 农田灌溉及用水情况

1.1 农田灌溉概况

黑龙江省位于我国东北地区的北部，是我国位置最北、纬度最高和气温最低的边疆省份。全省土地总面积45.48万km2，属温带、寒温带大陆性季风气候。全省年平均降水量多介于400～650 mm，5—9月降水量占全年总量的80%～90%，春季降水约占全年总量的10%～15%，由于降水分配不均，容易产生春旱秋涝。多年平均水面蒸发量(E601)变化范围在500～850 mm之间。

黑龙江省按照东、中、西部发展布局。西部(松嫩平原)以控制和改造并举，以控为主，发展为辅，减少井灌面积和大中型灌区上游的小型灌区面积，以大中型灌区的节水、改造、完善和提高为重点，增加地表水灌溉面积，巩固传统优质粳稻生产基地[3]；建设重点是地下水置换，原则上不再新增水田面积，同时，大力发展旱田灌溉，全区水田面积不超过133.33万hm2，占全省水稻面积的30%左右。中部(南、北两大山区)以大中型灌区建设和完善为重点，搞好节水改造，发展为主，控制为辅，重点发展松花江沿岸提水灌区和黑河市北三县黑龙江沿岸提水灌区，全区水田面积控制在40万hm2左右，占全省水稻面积的10%左右。东部(三江平原)以发展为主，控制为辅的原则，大力开发和利用过境水资源，发展地表水灌溉，减少和置换现有井灌面积；全区水田面积控制在233.33万hm2左右，占全省水稻面积60%。全省发展旱田灌溉面积333.33万hm2，水田面积浮动区间366.67万～433.33万hm2。

1.2 灌溉面积及种植结构

2016年，黑龙江省种植结构中玉米533.33万hm2，水稻400.73万hm2，大豆266.67万hm2，杂粮等133.33万hm2。黑龙江省有效灌溉面积593.92万hm2，实际灌溉面积504.83万hm2。黑龙江省主要灌溉作物为水稻，2016年全省水田灌溉面积按区域布局分，东部三江平原230.93万hm2，占全省水田实灌面积的58%；西部松嫩平原132.73万hm2，占全省水田实灌面积的33%；中部地区37.07万hm2，占全省水田实灌面积的9%。按灌区类型分，全省万亩以上灌区水田面积100.60万hm2，占全省水田实灌面积的25%；五小工程水田面积300.13万hm2，占全省水田实灌面积的75%。按水源类型分，水田地表水灌溉面积148.27万hm2，占全省水田实灌面积的37%；水田地下水灌溉面积252.46万hm2，占全省水田实灌面积的63%。

1.3 各类灌区灌溉用水情况

黑龙江省灌区分为大、中、小、纯井灌区。其中，大型灌区25处，中型灌区313处，小型灌区23 550处，纯井灌区575 674处，见表1。2016年，全省灌溉用水量305.83亿m3，综合灌溉定额6060 m3/hm2。其中，大型灌区实际灌溉面积38.33万hm2，灌溉用水量49.21亿m3；中型灌区实际灌溉面积64.46万hm2，灌溉用水量67.20亿m3；小型灌区实际灌溉面积48.78万hm2，灌溉用水量44.26亿m3纯井灌区实际灌溉面积353.26万hm2，灌溉用水量145.16亿m3。

2 灌溉水有效利用系数测算分析方法

2.1 样点灌区选择

根据《全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》(以下简称《细则》)[4]，综合考虑黑龙江省灌区分布、作物种植结构等因素，按照灌区规模(大、中、小、纯井)、水源类型(提水、自流)、土壤、地形等因素，2016年全省共选取样点灌区185处，见表1。样点区基本反映了黑龙江省灌区实际情况。

表1 2016年全省样点灌区统计表

续表1

2.2 样点灌区典型田块选取

典型田块是监测田间净灌溉用水量的基本单元。《细则》要求，样点灌区应根据灌区规模、作物种类分别选取典型田块。大型灌区应按上、中、下游划分片区，片区内每种作物至少选取3个典型田块；中型灌区应按上、下游划分片区，片区内每种作物至少选取3个典型田块；小型灌区应按作物种类、灌溉制度、田面平整程度等因素选取典型田块，每种作物至少选取2个典型田块；纯井灌区应按土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌5种类型进行选取，同种灌溉类型下每种作物至少选择2个典型田块。

2016年，全省大、中、小及纯井样点灌区共选取典型田块224块，其中大型灌区选取典型田块87块，中型灌区选取典型田块113块，小型灌区选取典型田块8块，纯井灌区选取典型田块16块。

2.3 样点灌区净灌溉用水量计算

根据《细则》，优先采用直接量测法对典型田块净灌水量进行监测。对于旱作物、林果类及水稻控制灌溉，采用测定典型田块灌溉前后计划湿润层土壤含水率的变化确定某次亩均净灌溉用水量；对于水稻常规灌溉田块，采用测定典型田块灌溉前后田面水深的变化来确定某次亩均净灌溉用水量。将作物各生育期测得的各次亩均净灌溉用水量相加得到典型田块年亩均净灌溉水量，再乘以相应作物的灌溉面积，得到该作物样点灌区的年净灌溉用水量，各类作物年净灌溉用水量之和为样点灌区年净灌溉用水量。

2.4 样点灌区灌溉毛灌溉用水量计算

黑龙江省多数大中型灌区主要水源放水口有量水设施，其农业灌溉水量可通过量水设施观测统计；对放水口无量水设施的自流引水灌区，主要采用流速仪测速，通过计算过渠流量并记录引水时间的方法确定灌区毛灌溉用水量。井灌区和提水灌区灌溉主要通过调查了解机井和泵站的年度耗电量，通过利用耗电量～提水量之间的关系，推算出灌区年毛灌溉用水量。

2.5 灌溉水有效利用系数测算分析方法

(1)样点灌区灌溉水有效利用系数计算。样点灌区净灌溉用水量与毛灌溉用水量的比值即为样点灌区灌溉水有效利用系数。

(2)大型灌区灌溉水有效利用系数计算。全省大型灌区灌溉水有效利用系数，依据各大型灌区的样点灌区灌溉水有效利用系数与用水量加权平均得到。

(3)中型灌区灌溉水有效利用系数计算。以中型灌区3个档次样点灌区灌溉水有效利用系数为基础，采用算术平均法分别计算0.067～0.333万hm2、0.333～1万hm2、1～2万hm2灌区的灌溉水有效利用系数，然后将汇总得出的0.067～0.333万hm2、0.333～1万hm2、1～2万hm2灌区年毛灌溉用水量加权平均得出省级区域中型灌区的灌溉水有效利用系数。

(4)小型灌区灌溉水有效利用系数计算。以测算分析得出的各个小型样点灌区灌溉水有效利用系数为基础，采用算数平均法计算省级区域小型灌区灌溉水有效利用系数。

(5)纯井灌区灌溉水有效利用系数计算。以测算分析得出的各类型纯井样点灌区灌溉水有效利用系数为基础，采用算术平均法分别计算土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌5种类型灌区样点灌区的灌溉水有效利用系数；然后，按不同类型灌区年毛灌溉用水量加权平均，计算得出省级区域纯井灌区的灌溉水有效利用系数。

(6)全省灌溉水有效利用系数计算。根据不同类型灌区的灌溉水有效利用系数和年毛灌溉用水量，按不同类型灌区年毛灌溉用水量加权平均计算全省灌溉水有效利用系数。

3 灌溉水有效利用系数测算成果

根据上述方法，计算出2016年黑龙江省大型灌区灌溉水有效利用系数为0.4420，中型灌区灌溉水有效利用系数为0.4781，小型灌区灌溉水有效利用系数为0.5346，纯井灌区灌溉水有效利用系数为0.7198。全省灌溉水有效利用系数为0.5952。

全省不同类型灌区灌溉水有效利用系数测算成果见表2。

表2 不同类型灌区灌溉水有效利用系数测算分析结果统计

续表2

4 灌溉水有效利用系数分析与评价

4.1 不同规模与水源类型灌区灌溉水有效利用系 数合理性分析

4.1.1 不同规模灌区灌溉水有效利用系数合理性分析

2016年黑龙江省不同规模灌区灌溉水有效利用系数对比如图1所示。不同规模灌区灌溉水有效利用系数表现出：纯井灌区>小型灌区>中型灌区>大型灌区，此规律符合实际。灌区规模越大，渠系越发达，灌溉输水渠线越长，输水过程水分损失较大，同时难于管理，灌溉水有效利用系数相对较小；而规模小的灌区渠道越级现象多，输水渠线短，部分小型灌区和纯井灌区水源甚至从取水口直接进入农渠，避免了输水过程的水分损失，同时灌区规模较小，管理方便，减少了用水浪费现象，因此灌溉水有效利用系数较大。综上所述，2016年不同规模灌区灌溉水有效利用系数变化趋势符合一般规律，结果合理。

图1 2016年黑龙江省不同规模灌区灌溉水有效利用系数

4.1.2 不同水源类型灌区灌溉水有效利用系数合理性分析

2016年黑龙江省不同水源类型灌区灌溉水有效利用系数测算结果如图2所示，从图中可以看出，不同规模灌区灌溉水有效利用系数均为提水>自流引水。提水灌区使用电力提水灌溉，考虑到成本的问题，灌区对水量控制比较严格，管理水平高于自流引水的灌区；自流灌区水量视河流来水而定，来水丰沛时，会存在过度灌溉问题，导致用水效率较低。纯井灌区灌溉水有效利用系数土质渠道地面灌<防渗渠道地面灌<喷灌<微灌，符合实际规律，系数合理。综上所述，2016年不同水源类型灌区灌溉水有效利用系数测算成果合理。

图2 2016年黑龙江省不同水源类型灌区灌溉水有效利用系数

4.2 全省灌溉水有效利用系数合理性分析

2016年，在对样点灌区上报数据审核过程中，依据黑龙江省地方标准《用水定额》(DB 23/T 727-2016)中农业灌溉分区及农业用水定额数据对样点灌区数据进行核准，对有疑异的数据与样点灌区填报单位反复沟通确认，以确保数据的真实性、可靠性、合理性；全省灌区统计信息中全省灌区数量、有效灌溉面积、实灌面积、节水工程面积及节水工程投资数据从2016年《黑龙江省水田发展情况报告》、黑龙江省水利厅规划计划处灌区统计信息等渠道获得，全省农业用水总量从黑龙江省水文局处获得，数据真实可靠。

图3为2010—2016年黑龙江省灌溉水有效利用系数变化趋势图。从图3可以看出，自2012年起，不同规模灌区灌溉水有效利用系数均在平稳中有所上升，小型灌区系数变化较小，与小型灌区投资较少有关；中型灌区2016年系数上升幅度较大，这与黑龙江省逐步增加灌区工程配套率、渠道衬砌率、提高灌区管理水平、推广节水控制灌区技术有关。综上，黑龙江省2016年灌溉水有效利用系数总体上较为合理。

图3 2010—2016年黑龙江省灌溉水有效利用系数变化趋势

[1] 张玉顺，路振广，王 敏，等. 河南省农田灌溉水有效利用系数测算分析[J].中国农村水利水电，2011(1)：9-12.

[2] 杨芳，郑江丽，李兴拼. 省级灌溉水有效利用系数测算工作评估方法探讨[J].节水灌溉，2016(9)：129-132.

[3] 魏邦记. 实现“5000万亩水田”灌区发展构想[J].黑龙江水利科技，2011，39(2)：170-171.

[4] 全国农田灌溉水有效利用系数测算分析专题组.全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则[Z].北京：中国灌溉排水发展中心，2016.

Calculation and analysis of effective utilization coefficient of farmland irrigation water in Heilongjiang Province in 2016

SI Zhenjiang1，SUN Xuemei1，LYU Chunbo2，LI Fanghua1，MENG Debao2

(1.Heilongjiang Province Hydraulic Research Instute, Harbin 150080，China；2.Heilongjiang Provincial farmland water conservancy management center，Harbin 150060，China)

According to gross and net irrigation water consumption monitoring data of effective utilization coefficient of farmland irrigation water sample irrigation area in Heilongjiang Province, combined with experimental study and irrigation area irrigated area, water-saving irrigation project construction and related data, effective utilization coefficient of farmland irrigation water of different types of irrigation area and the entire province were calculated, and the rational analysis and comprehensive evaluation were carried on. The effective utilization coefficient of farmland irrigation water provides a strong basis for determining the control index of "three red lines" in water resources management.

effective utilization coefficient of farmland irrigation water; sample irrigation area; gross irrigation water consumption; net irrigation water consumption

国家重点研发计划项目(2016YFC0400103)

司振江(1959-)，男，黑龙江宝清人，研究员级高级工程师，主要从事农业灌溉排水、生态环境修复及利用等方面的研究。E-mail：si_zj@163.com。

S274.4

A

2096-0506(2017)07-0001-06