灌溉水利用系数IWUE汇总(20091011)

1、1、项目研究背景农业是江苏省第一用水大户，其用水量占全省总用水量的60以上。农业用水中，90以上用于农田灌溉，因此灌溉用水量是水资源规划与水利工程建设必须考虑的最重要因素之一。灌溉用水量的多少，一是取决于净灌溉用水量，二是灌溉水利用系数(Irrigation Water Utilization Efficiency，IWUE)。因此，IWUE是灌区规划、设计和水资源调配的最基础数据之一。大型水利工程规模的确定，区域水资源的配置，乃至一般灌溉工程的规划设计，无不需要IWUE作为基础资料，因此，合理确定IWUE具有非常重要的现实意义。所谓灌溉水利用系数是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与水源地

2、灌溉取水总量的比值，它反映全灌区渠系输水和田间用水状况，是衡量从水源取水到田间作物吸收利用过程中灌溉水利用效率的一个重要指标，能综合反映灌区灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平。此外，IWUE还是节水潜力评价的依据，可为水资源宏观调配决策提供依据。IWUE与工程类型、管理水平和灌溉技术有关。江苏省南北自然条件和经济水平、水利工程的建设和管理水平差异很大，IWUE必然有所差别。目前我省虽然开展过零星的IWUE测试工作，但规模小，测点少，缺少对不同地区、不同水源类型、不同规模等灌区的系统测定工作，所得资料不多，且代表性较差，难以满足目前水资源规划、灌区规划和水土资源开发利用的要求。为适应我省节

3、水灌溉发展的新形势和节约型社会建设的要求，摸清全省农业灌溉水利用现状，需要全面开展农业IWUE测算分析工作，以评估灌区节水潜力，并为全省水利工程的规划设计提供基本数据，同时也为全国农业IWUE测算分析工作提供必要的数据支撑。2、国内外研究现状IWUE是衡量农业节水效果的关键指标，也是灌区规划设计、水资源分配的基础数据。我国目前各地和各灌区所给出的IWUE，由于分析方法和测定技术的差异，可比性较差。大部分文献资料认为，我国IWUE总体在0.45左右（其中渠系水利用系数0.5左右，田间水利用系数0.9左右），而发达国家，如美国和以色列等国家和地区，一般在0.7-0.8之间。与其相比，我国IWUE明

4、显偏低，尚有较大节水潜力。从我国目前各地区来测试资料分析，统计出的IWUE差异极大，有的灌区仅有0.2，而有的高达0.78，很多数据明显地存在错误。在这种模糊的数字指导下，显然难以正确地制定各地区的水资源发展规划，也无法对灌溉用水的节水潜力做出合理的评估，难以有针对性地指导节水灌溉的发展。影响IWUE测定精度的原因主要有以下几个方面：一是灌区测定样点数据不足，样本代表性差。IWUE测试工作消耗的人力、财力耗费巨大，以目前的科研组织体制和资金来源难以全面实施， 只能通过样点测量，然后进行统计。目前IWUE的零星测定工作主要由科研院所承担，以科研课题的形式开展。在科研经费和人力投入不足的情况下，国

5、内尚无大规模灌区IWUE测定的先例。取点较少造成数据代表性差，难以获得足够的统计精度。二是测定条件难以保证，测试设备精度不足，造成测试精度较低。在缺少量水设备的情况下，我国主要采用水工建筑物量水或者流速仪量水，当出现淹没流时，或者渠道断面不够规则（尤其是南方地区，多采用河道输水）、流速较小时，量水精度便会降低。另外，由于绝大部分灌区渠道缺少足够的专门量水建筑物，渠道量水一般只能测量到干支渠，斗渠及其以下量水较少。采用渠系水利用系数和田间水利用系数估算IWUE较为粗糙。三是灌区普遍存在渠道越级取水现象，如干渠上直接连接斗渠，支渠连接农渠等，即使能够较为准确地测定灌区某一级渠道的水利用系数，但如何

6、合理确定全灌区的IWUE仍然较为困难。四是目前的测试方法尚不统一，测试原理和方法各有不同，测试结果可比性差。有的灌区采用渠系水利用系数与田间水利用系数之积作为IWUE，这样就忽略了灌溉回归水的再利用，计算出的数值可能偏小；有些灌区采用水量平衡法计算，考虑了回归水循环利用，测试数值明显偏高（如漳河灌区，按照两种方法测试的节水可相差20%以上）。江苏省共有大中小型灌区26872个，灌区有效灌溉面积4680多万亩，承担了江苏省三分之二以上耕地面积的灌溉任务，是本省粮油棉生产的主要来源。灌溉用水，除少量城区绿化用水外，绝大部分是灌区灌溉用水，灌区IWUE的高低，基本代表了江苏省灌溉用水技术与管理的总体

7、水平。上世纪八十年代，结合防渗渠道建设，江苏省曾经在苏北一些灌区进行过渠道水利用系数的测算，并对灌区的渠系水利用系数进行了测试。但由于缺少农田净灌溉定额的合理估算，难以对IWUE进行合理估算。如沿运河两岸的灌区，由于水稻超量灌水，田间水利用系数很低，但渠系水利用系数较高，若采用其他节水灌区的田间水利用系数，将导致IWUE的虚高。另外由于缺少足够的测点和连续资料，数据的可靠性、代表性均不高。目前工程规划设计所用的IWUE，通常采用专家估计或借鉴临近地区的数字，存在较大的模糊性和争议性。农业作为江苏省的第一用水大户，该数值的不准确将直接影响灌区规划和水资源的合理配置。如江苏省淮北地区，水质性缺水较

8、为严重，需要从长江远距离提水北送。IWUE的高低，将直接影响南水北调东线工程的规模和投资。但直到项目开始为止，江苏省IWUE的全面测定仍未开展，给水利工程，尤其是灌溉过程的规划设计带来很大不便，水资源配置和工程规划设计的依据不足。563、样点灌区的选择和代表性分析3.1样点灌区的选择的原则与依据3.1.1江苏省灌区概况江苏省共有以地面水位水源的大中小型灌区26872个，其中大型灌区共29个，有效灌溉面积1162.32万亩，其中提水灌区12个，有效灌溉面积495.01万亩、自流灌区17个，有效灌溉面积667.31万亩；中型灌区228个，有效灌溉面积1353.54万亩，其中提水灌区145个，有效灌

9、溉面积980.02万亩、自流灌区83个，有效灌溉面积373.52万亩；小型灌区26615个，有效灌溉面积2094.29万亩，其中提水灌区21894个，有效灌溉面积1978.64万亩、自流灌区4721个，有效灌溉面积115.65万亩。江苏省共有纯井灌区13719个，有效灌溉面积71.72万亩。其中采用土渠+地面灌溉形式的有8906个，有效灌溉面积56.1万亩、渠道防渗形式的有5个，有效灌溉面积0.04万亩、低压管道灌区647个，有效灌溉面积3.48万亩、喷灌区4150个，有效灌溉面积12万亩、微灌区11个，有效灌溉面积0.1万亩（2008年统计数据）。3.1.2影响灌溉用水有效利用系数的主要因素

10、分析 IWU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。二者之间的差值，包括输水损失和田间灌水损失（主要是灌溉技术不佳造成的田间深层渗漏、超量灌溉导致的无效腾发等）。影响水量损失的因素，在自然条件方面，主要受土壤类型、地下水埋深、作物类型等因素一项；在技术和管理层面上，主要受渠道衬砌状况、建筑物配套、灌区运行管理水平和灌溉实施者的灌水习惯有关，而管理水平的高低，往往与经济发展水平和水价的高低有关。因此，IWUE受到不同地区自然条件、经济水平和管理因素的多重影响。在选择样点灌区时，应考虑上述因素。选取的样点，应能够代表不同条件的灌区。3.1.3样点灌区的选择的原则与依据江苏

11、省灌区数量超过4万个，数量巨大。IWUE测定人力、财力耗费巨大，难以也无需对所有灌区全面展开测定。因此，本次测定主要采用抽样法进行。抽样法的核心是样本特征能代表总体特征。根据灌区IWUE的影响因素，本次测定样点灌区的选择原则主要包括以下两个方面：一是保证所选择的样本具有代表性，即样本的特征能够反映总体特征。这是开展IWUE量测的必备条件，必须加以保证。对于样点的代表性，根据IWUE的影响因素分析，本次样点灌区的选择主要考虑以下因素：1）灌区所在区域的代表性区域代表性主要影响灌区降雨量、土壤类型等自然因素，进而影响作物的种植比例、灌水习惯。另外，江苏省经济水平呈现明显的南北地域特征差异，即从苏南

12、向苏中和苏北，经济水平逐渐下降，对节水灌溉的投入也逐渐减少。因此，在样点灌区选择时，将全省分为苏南、苏中和苏北三个大区，在各区内分别选点，保证地域上的代表性。2）灌区面积的代表性IWUE具有明显的尺度效应，灌区面积影响分析尺度，而且从实际管理来看，灌区面积影响到灌区管理组织的完善程度，在一定长度上反映了管理水平的高低。本次测试按照大、中、小灌区进行了分类。各规模等级内，均取一定数量的灌区作为样本。3）灌溉水源的代表性水作为准公共产品，其价格不完全反映其价值。灌溉水源的差异影响取水的难易程度和农民灌水习惯。对于自流取水灌区，由于目前尚未实施按量计费，灌水定额和灌溉定额普遍偏高，对节水灌溉的投入

13、相对较少，IWUE一般偏低。相反，对于提水灌区，由于成本较高，衬砌和其他节水灌溉的投入较大，IWUE较高。因此，在按照面积分类的基础上，本次测试按照自流灌区、提水灌区和纯井灌区进行了分类。4）灌区管理水平的代表性在评价灌区管理水平时，本次研究主要考虑了以下因素：硬件的建设水平，包括渠道衬砌率、渠系建筑物配套率、节水灌溉工程覆盖面积率。组织管理机构。包括灌区管理人员的配备、技术人员数量、规章制度、基层用水协会组织数量等。节水灌溉技术推广状况。水稻为主的灌区，主要是水稻节水灌溉模式、节水模式推广面积及其比例；旱作物为主的灌区，考虑田间节水灌溉模式，沟、畦规格和灌水习惯（主要考察灌水定额）。管理水平

14、，按照好、中、差进行评估，每个档次均抽取一定数量的灌区进行测试，保证样本的均匀分布。二是灌区具备良好的量测条件，以保证较高的量测精度。IWUE测算需要消耗大量人力，而且组织协调任务繁重，单独依靠科研院所力量难以完成，必须利用灌区管理单位、地方（县市）水利科研站所和水利站的技术力量。IWUE测试具有较强的技术性，对人员素质要求较高，所选择的灌区、试验站（所）必须有较高技术水平的专业人员，才能完成相关指标和参数的测试。同时，参研站（所）需具备一定的试验场地和试验设施。流速和流量的准确测定，需要封闭的沟渠、一定数量的控制建筑物或具备适于安装量水设施的条件，才能保证量水过程的准确度。因此，对灌区的硬件

15、条件也有一定要求。对于IWUE量测的组织管理，主要是按照区域，在考虑代表性的前提下，选择具备一定技术力量和量测条件的灌区进行实施。3.2样点灌区的数量与分布3.2.1测试单位组织与分布根据样点灌区的代表性和组织管理要求，在组织管理方面，考虑地域要求，本次从苏南、苏中和苏北三大分区中共选择8个综合实力较强的试验站（所）参与测试。其中在苏南地区布置了昆山、常熟2个站，在苏中地区布置了如皋、东台、宝应3个站，在苏北地区布置了徐州、射阳、涟水3个站，进行课题协作研究。上述8个水利科研站（所）早在上世纪6070年代就已建站，长期从事农田水利灌溉和排水的试验研究，皆承担过水利部和省重大农水科研课题，具有较

16、强的灌溉试验技术力量和灌溉试验设施条件。8个水利科研所站共有94人，其中拥有水利、农业工程师以上的技术职称有43人。3.2.2样点灌区的数量与分布江苏省灌区数量众多，类型丰富，样点灌区的选择既要以全国统一的方案要求为原则，也要结合本省的实际。根据江苏省气候、土壤、作物和管理水平，分别在苏南、苏中和苏北地区选择典型样点灌区。所选择的灌区必须有独立的灌排系统，对于灌排结合的渠道，应有渠道引水量资料以及其下级渠道在该渠道放水及非放水期间的提（引）水量资料。按不同的灌溉规模，将灌区分为大型（30万亩以上）、中型（130万亩）、小型（1万亩以下）和纯井灌区四种类型。根据水利部技术指南要求，研究采用逐年推

17、进的方法进行。2006和2007年,全省共选取了101个灌区。包括：大型灌区8个。其中7个灌区位于淮北平原，1个位于里下河圩区，宿迁市和淮安市各3个，盐城市和南通市各1个；中型灌区16个。其中有10个位于苏中的扬州市、6个位于苏北的淮安市；小型灌区61个，分布在全省各市；纯井灌区16个。主要分布在徐州、连云港、扬州三市。表3-1 江苏省样点灌区分布表(2008)序号市别灌区类型数量灌区名称一南京市61大型灌区1淳东灌区2中型灌区1三岔灌区3小型灌区4高淳栏港灌区、高淳九龙水库灌区、高淳环山河一级站、高淳小涧一级站二无锡市121大型灌区1白屈港灌区2中型灌区 2殷村港灌区、宝寿河灌区3小型灌区9

18、惠山前州镇、惠山前州诸口塘、锡山郭夹里灌区、锡山王坟头灌区、锡山杨木桥灌区、宜兴弋塍灌区、宜兴安西灌区、宜兴宜塍灌区、宜兴泉左灌区三徐州市101大型灌区1新沂沂北灌区2中型灌区2苗城灌区、大沙河灌区3小型灌区1铜山杨洼灌区4纯井灌区6丰县田楼村井灌区、沛县河口村井灌区、沛县毛寨村井灌区、邳州王李庄井灌区、睢宁梁集村井灌区、睢宁高作村井灌区四常州市31小型灌区3金坛白龙荡灌区、金坛湟里河南分站灌区、武进漕桥杨桥灌区根据前2年经验总结分析，认为大、中型灌区的建筑物配套较好，便于测试，而且组织机构和人员较为完备，因此2008年测试工作增加了大中型灌区的数量。共选取了29个大型灌区、19个中型灌区、5

19、6个小型灌区、11个纯井灌区作为样点灌区，开展IWUE测算分析工作。灌区基本信息详见表3-1。根据前2年经验总结分析，认为大、中型灌区的建筑物配套较好，便于测试，而且组织机构和人员较为完备，因此2008年测试工作增加了大中型灌区的数量。共选取了29个大型灌区、19个中型灌区、56个小型灌区、11个纯井灌区作为样点灌区，开展IWUE测算分析工作。灌区基本信息详见表3-1。续表3-1 江苏省样点灌区分布表(2008)序号市别灌区类型数量灌区名称五苏州市101小型灌区10常熟辛庄马分泾、常熟新裕余巷、常熟苏家坝灌区、常熟东科泾灌区、常熟杜桥灌区、常熟观智灌区、太仓沙溪直塘灌区、太仓沙溪黄桥灌区、张家

20、港高桥灌区、张家港奚介灌区六南通市21大型灌区1如海灌区2中型灌区1焦港灌区七连云港171大型灌区4沭新渠灌区、沭南灌区、石梁河水库灌区、小塔山水库灌区2中型灌区2柴沂灌区、灌南涟中灌区3小型灌区6东海南辰站灌区、东海中寨站灌区、东海北涧水库灌区、东海讲习水库灌区、东海张谷水库灌区、东海曲阳水库灌区4纯井灌区5东海新王村灌区、东海桃北村灌区、东海石寨村灌区、东海五联村灌区、东海小埠村灌区八淮安市121大型灌区7楚州渠南灌区、洪金灌区、周桥灌区、竹络坝灌区、淮涟灌区、涟东灌区、涟西灌区2中型灌区5渠北灌区、运西灌区、涟水涟中灌区、顺河洞灌区、东灌区九盐城市161大型灌区4三层灌区、堤东灌区、阜宁

21、渠南灌区、五岸灌区2中型灌区2大丰江界河灌区、响水大寨渠灌区3小型灌区10滨海套捎村二组、大丰友谊村6组、大丰竞赛村灌区、东台通榆一站灌区、阜宁孙郑村灌区、建湖岗西农居会五组、亭湖柴坝村九组、响水张集乡程圩1组、响水张湾六组灌区、盐都楼王庆丰四组十扬州市61大型灌区2高邮灌区、沿运灌区2中型灌区4庆丰灌区、泾河灌区、向阳河灌区、三垛灌区续表3-1 江苏省样点灌区分布表(2008)序号市别灌区类型数量灌区名称十一镇江市101小型灌区10丹徒石马水库灌区、丹徒陈丰水库灌区、丹阳横塘六站灌区、丹阳其林灌区、丹阳岗下灌区、句容李塔灌区、句容茅山灌区、句容马埂灌区、扬中利民灌区、扬中邻丰灌区十二泰州市1

22、1大型灌区1城黄灌区十三宿迁市101大型灌区7沭阳沂北灌区、柴塘灌区、运南灌区、众程灌区、船行灌区、来龙灌区、皂河灌区2小型灌区3泗洪邵庄灌区、泗洪向阳灌区、泗洪应山灌区省合计1153.3 样点灌区基本情况与代表性分析灌区的选择按照树状分成选择，保证树干各分支的代表性。首先是区域选择，灌区分别位于苏南、苏中和苏北，在地域上具有代表性。在各区域内部，按照灌区灌溉规模，将灌区分为大、中、小型灌区和纯井灌区共4个类型；每个灌区类型中，按照取水方式，又分为大、中、小型提水灌区和大、中、小型自流灌区以及井灌区共7个亚类；根据灌区管理水平（地面水为水源分为高、中、低三个水平；井灌区按高水平管理灌区处理，按

23、照输灌水模式，分为土渠、防渗渠道、低压管道、喷灌、微灌5个水平），对7个亚类中进行划分，又分为23个细类。如表3-21所示。为减少抽样误差，每个细类有1-10个灌区作为重复。如此处理，保证了样点灌区在总体中的均匀分布，具有较好的代表性。表3-2 样点灌区分类表序号灌区规模取水方式管理水平1大型灌区提水高2中3低4引水高5中6低7中型灌区提水高8中9低10引水高11中12低13小型灌区提水高14中15低16引水高17中18低19纯井灌区土渠20防渗渠道21低压管道22喷灌23微灌3.4灌溉用水代表年分析2006-2008年全省年平均降水量1004.0m-1120.0mm，与多年平均降水量相比，偏

24、大在10%以内，基本属平水年。省内降雨量地区分布不均匀，实测年降水量最大为沂沭河区杨集站的1722.6mm（2007），最小为通南沿江区的新港站658.8mm（2008）。年内降水分布悬殊，汛期（5-9月）降水量占全年降水量的比值在50%到90%之间，平均为74.8%。全省平均不大于多年平均雨量的10%，可代表平水年水平。4.灌溉用水有效利用系数测算分析4.1样点灌区IWUE测算分析方法4.1.1传统测算方法传统IWUE的测算通常是通过实测获得不同级别典型渠道的渠道水利用系数，加权平均得到灌区干、支、斗、农各级渠道的渠系水利用系数；测量典型田块的田间水利用系数，采用系数连乘的方法得出IWUE。

25、其优点是可以根据各级渠道的输水效率，判断各级渠道用水情况，反映灌溉工程质量及灌溉用水管理水平，据此能合理确定节水措施。但是传统测算方法存在以下不足：（1）测定工作量大一个灌区的固定渠道一般都有干、支、斗、农4级，大型灌区级数更多，而每一个级别的渠道又有多条，特别是斗、农渠数量更多，计算某级渠道的加权平均渠道水利用系数时，测定工作量很大。灌溉地块自然条件和田间工程情况也存在差异，要取得较准确的田间水利用系数，需要选择众多的典型渠道和田块进行测定。可见，无论是渠系水利用系数，还是田间水利用系数，测定工作量都很大。以目前的人力和设备、资金水平，显然难以实现。（2）测试条件要求严格对于灌区来讲，要在面

26、广渠多的灌溉用水情况下停止供水来进行静水测试是难以做到的一般采用动水测试法进行全面测试。采用动水测试法测定渠道水利用系数时，需要有稳定的流量，测渠段中间无支流，下一级渠首分水点的观测时间必须和水的流程时间相适应，这些必要条件难以做到。（3）对测试手段和技术人员要求高大多数灌区很少进行IWUE的测算，测流设备较少，掌握测流技术的人员也较少。对于灌区来讲，进行一次全面的IWUE测量，需要对灌区的多条干、支、斗、农渠渠道水利用系数进行测试测定，需要消耗大量的设备和人员。尤其在存在越级取水时，需要大量的现场调查和复杂的计算过程才能保证IWUE的合理性，这对于许多灌区是难以达到的（4）典型测量获得的IW

27、UE的代表性差灌区不同的水文年或不同时期的来水和用水情况不同，渠首引进的流量或水量亦不相同，灌区的实灌面积也不相同，因此IWUE每次灌水都不相同。目前灌区只用某次测定计算得出的IWUE来代替所有的情况，不能反映灌区一段时期、甚至当年的实际灌溉水利用情况。实际上，灌溉效果具有较长的滞后效应，某次超量灌溉，其多余水量可能滞留在田面或土壤深层而为后继生育阶段所利用。以一次灌水定额的高低，难以确定其无效水量的比例。因此，田间水的利用效率难以确定，导致IWUE的不确定性。扩大测定时段，将测试时段扩大到整个生育期甚至更长，可以有效消除灌溉的后效性，增加IWUE的可信度。4.1.2 首尾测算分析法（1）首位

28、测算分析法原理根据定义，灌区灌溉用水有效利用系数即为某时段灌区田间净灌溉用水总量与从灌溉系统取用的毛灌溉用水总量的比值。计算公式如下： 式中 灌区灌溉用水有效利用系数；灌区净灌溉用水总量，m3；灌区毛灌溉用水总量，m3；在实际计算中，用下式计算灌区亩均综合净灌溉定额: 式中 灌区第种作物净灌溉定额，m3/亩；灌区第种作物实灌面积，亩；灌区作物种类总数；灌区实灌溉面积（不考虑复种指数情况），亩；则灌溉用水有效利用系数为：（2）首位测算分析法优缺点首尾测定法，克服了传统测定方法工作量大等缺点，适用于各种布置形式的渠系，但只是单纯为了确定灌区的IWUE，不能分别反映渠系输水损失和田间水利用的情况。1

29、）优点a由于不需要对各级渠道的渠道水利用系数进行测定，大大减少了测定工作量。并且由于灌区的同级渠道的长度、土质、工作制度、防渗情况的差异，其典型性、代表性选定的工作量也可省去。b.在灌区灌溉试验设备、田间观测资料与技术力量比较齐全的情况下，以作物净灌溉定额来计算灌区净灌溉用水量是可行的，大大减少了测定田间水利用系数的工作量。2)缺点a首尾测定法只是单纯为了确定灌区的IWUE, 不能分别反映渠系输水损失和田间水利用的情况。即首尾测定法的成果是可以反映IWUE，而对灌区灌溉水利用的存在的主要问题还难以分析。b.在田间观测资料不足的情况下，以作物净灌溉定额来计算灌区净灌溉用水量较为困难。因为深层渗漏

30、的灌溉水，在其他阶段可以通过毛管水上升向土壤上层供水而成为有效灌水量，但该部分水量与地下水位、降雨等密切相关，需要测定地下水位、土壤含水量变化等诸多参数，试验站所现有的设备与技术力量难以完成。一般需要同时观测各种作物的灌溉制度，或需要较多的气象资料和较为准确的作物系数。因此，本次测定时，采用作物整个生育期作为测定时段，以标准灌溉定额（具体确定方法见后）作为实际灌水定额（当实际灌水定额小于标准灌溉定额时，采用实际灌水定额）。通过延长测试时段，消除灌溉的后效性。4.1.3 测试方法的选择由于样点灌区多，测试工作量大，故本次测试采用了首尾测算分析法。对于首尾法存在的测试精度问题，本次测试采用下述方法

31、予以修正：（1）对于旱作物，在地下水较深的地区，通过加大取土深度，计算各层储存水量。根据试验站实测资料，分析根系分布状况，确定计划湿润层深度和储存水量。对于地下水较浅的地区，采用临近试验站的田间水利用系数作为标准，利用入田水量计算渠系水利用系数，然后计算IWUE。 （2）对于水田，灌区布置多个测点，采用当地常用节水灌溉模式进行灌溉，其灌水定额作为标准定额计算IWUE。将实际灌溉水量与之比较后进行取舍，具体方法见后。4.2灌区灌溉用水总量与灌溉定额计算根据样点灌区的测试结果，统计每个细类中，4.2.1样点灌区毛灌溉用水量确定灌区毛灌溉用水总量主要采用流量法确定，即：式中：W-灌溉季节内总取水量；

32、 -第i灌溉时段内的平均流量；Ti-灌溉时段内的引水持续时间；N干渠条数。根据各灌区特点，灌区进口流量主要采用以下方法：（1）利用水工建筑物量水。主要用于自流灌区，通过测定引水闸（涵）的进、出口水位，根据建筑物尺寸和形式，选择适当的参数测定流量，然后定时测定水位变化，最后确定引水量。（2）利用水泵用电量估算。主要用于提水灌区。其基本原理是，在外河或井动水位不变的情况下，短历时内水泵的机械效率近似不变。若能测定单位时间内的用电量、出水量之间的关系，则可利用耗电量推算出水量。 江苏省提水灌区，泵站出水口水位变化较小，但进水池水位在不同季节有所不同。由于本省灌区多为平原性灌区，泵站设计扬程较小而流量

33、较大，进水位的变动对出水量耗电量关系影响较大，故应考虑水位变动对出水量的影响。测试工程中，根据实际运行情况，选择不同进水位进行测定，绘制不同进水池水位下单位用电量的出水量。使用时，根据测试时段前后的电表度数、进水池水位，即可测定各时段的提水量和累计提水量。考虑泵站效率的老化，每年均对泵站的上述曲线进行一次率定。水泵（泵站）的出水流量主要采用两种方法：一是对于进（出）水管道较长，满足电磁流量计安装条件的水泵，采用电磁流量测定管道流速，进而计算单位时间内的出水量。对于管道较短，不符合电磁流量计安装条件的提水灌区，在其出水渠道上采用量水堰或流速仪测定流量，流速，推算方法同上。4.2.2样点灌区实际灌

34、水定额测定方法（1）采用水位变化法测定（水田） 式中：-灌水深深度；-灌水结束后田面水深；-灌水开始时的田面水深。具体测定方法如下：1）灌水前有水层田块的测定方法：在每个田块适当的测量位置，灌水前打入木桩，其上端与起始水位相平，灌水结束20分钟后，以此木桩上端作为起点，测定水深H1，忽略灌水过程中的入渗水量，该水深即为灌水深度。为便于寻找木桩位置，在木桩附近插入树枝、旗帜作为标识。2）灌水前无水层田块的测定方法：在每个田块的适当位置，灌水前打入木桩，其上端与地面相平。灌水结束20分钟后，以此木桩上端作为起点，测定水深，该水深即为不考虑入渗损失的灌水深度H1。灌水前另外固定某点，采用无底的铁筒或

35、者塑料筒（上下直径必须相同），埋于地面以下20cm以上，以防止侧渗（筒壁与土壤紧密结合）。灌水前桶内须预铺设塑料布等起到防冲作用，灌水前还需在桶内预先打入木桩，其上端水平，高出地面H（H一般可取大田设计灌水深度）。迅速加水与木桩顶端齐平，灌水结束20分钟后，以此木桩上端作为标准，测定筒内水位，此水位与木桩顶端的差值即为灌水过程中的入渗水量H2。此次灌溉的实际灌水深度。H=H1+H2（2）采用量水建筑物测定 式中：W-某次灌溉的净灌水量；-第i时段的流量；ti-第i时段的灌水延续时间；-田间水利用系数，采用各地旱作物试验的实测数据，一般在0.85-0.95之间。对于水田，取为1.0。 的测定，目

36、前主要采用三角堰和分流表进行测定。为了保证三角堰的量水精度，三角堰一般安装在农渠防水口前5-10m，使得堰前水流尽可能平稳。采用分流计的渠道，分流计安装在农渠的防水口上。（3）采用取土烘干法测定 灌水前和水层消失后1224小时内，分别采用土钻分层取土，烘干法测定土壤含水率。则某种作物的净灌水定额m为：式中：n-计划湿润层内取土的层数；-第i层土壤的干容重；第i层土壤在灌水结束后和灌水前的土壤含水率（占干土重的百分数）；ti-第i层土壤的深度，有：H-计划湿润层深度。则灌区净灌水量W为：式中：Ai-统计时段内灌区第i种作物的灌溉面积；N-统计期内第i种作物的灌水次数；其他意义同前。4.2.3标准

37、灌溉定额与净灌溉定额确定按照我国节水灌溉规范，实测灌溉后入渗到一定深度土壤剖面内的水分含量即为作物有效耗水量，可由灌后与灌前计划湿润层含水量之差算出的净灌水定额。该数值不包括深层渗漏与田面泄水量。田间水利用系数定义为净灌溉定额与末级固定渠道放出的单位面积灌水量的比值。节水灌溉技术规范推荐采用下列方法计算测定：t=m式中 t 田间水利用系数；m设计灌水定额，m3/hm2；A末级固定渠道控制的实灌面积，hm2；W末级固定渠道放出的总水量，m3。如果能够算出每次灌溉的田间水利用系数，则可以通过测定进入田块的水量计算出IWUE。对于作物而言，生育期内的各次灌溉是相关的。尤其是旱作物，某个时期内灌溉的水

38、量，即使相对于该时期而言超过了计划湿润层土壤的田间持水量，似乎造成了浪费，但进入计划湿润层以下的水量，部分可通过毛管上升水的形式向计划湿润层供水，或者延迟下次的灌水时间。即使对于水田而言，某次的超量灌溉，虽然增加了渗漏，但可以延长灌水间隔，水量并非完全被浪费。另外深层渗漏的水量，由于根系的下扎和计划湿润层的增加，可能被后即生育阶段所利用。因此，依据某一次的灌水量难以确定该次灌溉是否为充分灌溉、非充分灌溉或超量灌溉，以全生育期灌溉定额评估应更为合理。实际灌溉中，往往出现超量灌溉或灌水不足的情况。按照现有理论，如果超量灌溉，超出作物充分灌溉条件下滕发量需要的那部分水量，与作物生长和产量形成无益，属

39、于无效水量，这部分水量不应该计入净灌水定额。只有实际灌水定额低于或等于充分灌溉条件下的灌水定额时，其实际灌水定额才等于净灌水定额。超过该数值，应以充分灌溉条件下的净灌溉定额作为计算灌溉定额。在判断充分灌溉与非充分灌溉确定净灌水定额时，由于江苏省部分地区作物系数的可参考资料很少，难以准确判定各个生育阶段作物的潜在需水量，而且由于江苏省降雨较为频繁，地下水、降雨提供的水量占作物需水量的比例很高，采用计算理论需水量与实际需水量比较以确定充分灌溉或过量灌溉的方法，在江苏省使用有一定困难。根据上述问题，结合江苏省灌溉实验站较多的特点，本研究采用标准灌溉定额作为评价指标的方法。其基本原理是：对于特定地区的

40、特定作物，在适合当地的管理水平下，采用充分灌溉，将土壤含水率控制在合理的变化范围内，作物获得最高产量，其需水量就是该作物的潜在需水量或最大需水量，该模式下全生育期内作物的灌溉定额，即为本地区的标准灌溉定额。若小于此值，则作物供水不足，出现水分亏缺；高于该值，供水过量。具体操作如下：（1）在全省各个试验站点同时开展不同作物的灌溉试验，测定各种作物2008年作物需水量和灌溉定额作为标准需水量和标准灌溉定额。旱作物和水田灌溉技术，均采用当地最常用、推广面积最大的节水高产灌水模式。主要控制不同生育阶段的土壤含水率和水层深度，在大田情况下，测定其灌溉定额和需水量作为标准值。测定方法如前所述。考虑到不同地

41、区土壤和作物差异，除在灌溉实验站进行试验外，各灌区选择2-3个具有较好代表性的大田测点，由专业人员按照节水灌溉模式，根据土壤水分控制指标或水层深度控制指标，测定田块的实际灌水定额和灌溉定额，并测算其田间水利用系数，得到标准净灌水定额和净灌溉定额。（2） 将灌区各测点采集的实际灌溉定额并与标准灌溉定额进行比较，若低，则采用实际灌溉定额，否则以标准灌溉定额作为实际灌溉定额。根据测试的田间水利用系数，得到净灌溉定额，以此做为计算净灌溉用水量的依据。即：式中： 某种作物的净灌溉定额； 某种作物的实际灌溉定额； 标准灌溉定额；4.3样点灌区灌溉用水有效利用系数测算分析根据上述测试方法，对各灌区的实测数据

42、进行了分析和测算，得到了样点灌区的灌溉用水有效利用系数（IWUE）。2006、2007年各测定样点灌区101个，2008年测试了样点灌区115个。各样点灌区的IWUE测算如表4-1表4-4所示。表4-1 样点灌区IWUE表（大型灌区，2008）序号灌区名称IWUE（%）水源井灌 类型设计灌溉面积 (万亩)1淳东灌区53.90 提水31.00 2白屈港灌区48.10 自流引水35.13 3新沂沂北灌区49.81 提水34.15 4如海灌区45.77 提水31.00 5沭新渠灌区51.75 自流引水47.80 6沭南灌区48.73 自流引水48.00 7石梁河水库灌区47.20 自流引水40.58

43、 8小塔山水库灌区52.88 自流引水30.30 9楚州渠南灌区46.78 自流引水66.45 10洪金灌区49.41 自流引水35.78 11周桥灌区46.79 自流引水32.00 12竹络坝灌区54.06 提水31.60 13淮涟灌区48.30 自流引水30.81 14涟东灌区44.30 自流引水32.40 15涟西灌区45.37 自流引水30.78 16三层灌区53.71 自流引水76.20 17堤东灌区54.25 提水136.80 18阜宁渠南灌区51.62 自流引水56.20 19五岸灌区62.16 自流引水45.00 20高邮灌区58.89 自流引水63.22 21沿运灌区58.2

44、4 自流引水30.34 22城黄灌区54.87 提水32.00 23沭阳沂北灌区42.45 自流引水45.00 24柴塘灌区42.13 提水42.40 25运南灌区45.39 自流引水51.80 26众程灌区45.73 自流引水34.10 27船行灌区43.12 提水32.00 28来龙灌区57.43 自流引水49.40 29皂河灌区56.15 提水34.40 续表4-1 样点灌区IWUE表（中型灌区，2008）序号灌区名称IWUE（%）水源井灌 类型设计灌溉面积 (万亩)1三岔灌区61.38 提水5.80 2殷村港灌区55.38 提水7.35 3宝寿河灌区55.62 提水7.80 4苗城灌区

45、56.12 提水12.00 5大沙河灌区53.33 自流引水12.50 6焦港灌区55.13 提水20.60 7柴沂灌区55.94 提水3.48 8灌南涟中灌区51.21 提水22.70 9渠北灌区53.00 自流引水29.90 10运西灌区51.78 自流引水19.20 11涟水涟中灌区44.80 自流引水21.10 12顺河洞灌区43.53 自流引水12.10 13东灌区55.69 提水28.36 14大丰江界河灌区51.15 提水29.00 15响水大寨渠灌区52.52 自流引水6.00 16庆丰灌区49.88 自流引水20.27 17泾河灌区48.46 自流引水13.41 18向阳河灌

46、区63.21 提水13.60 19三垛灌区62.42 提水11.63 续表4-1 样点灌区IWUE表（小型灌区，2008）序号灌区名称IWUE（%）水源井灌 类型设计灌溉面积 (万亩)1高淳栏港灌区70.33 提水0.99 2高淳九龙水库灌区40.09 提水0.32 3高淳环山河一级站54.09 提水0.11 4高淳小涧一级站55.87 提水0.10 5惠山前州镇67.74 提水0.03 6惠山前州诸口塘70.00 提水0.02 7锡山郭夹里灌区58.16 提水0.11 8锡山王坟头灌区64.97 提水0.03 9锡山杨木桥灌区57.89 提水0.05 10宜兴弋塍灌区50.17 提水0.03

47、 11宜兴安西灌区48.55 提水0.10 12宜兴宜塍灌区51.00 提水0.15 13宜兴泉左灌区49.96 提水0.08 14铜山杨洼灌区61.03 自流引水0.90 15金坛白龙荡灌区58.30 提水0.30 16金坛湟里河南分站灌区68.21 提水0.50 17武进漕桥杨桥灌区48.08 提水0.09 18常熟辛庄马分泾54.08 提水0.06 19常熟新裕余巷80.70 提水0.08 20常熟苏家坝灌区55.75 提水0.09 21常熟东科泾灌区71.30 提水0.06 22常熟杜桥灌区81.12 提水0.08 23常熟观智灌区55.15 提水0.10 24太仓沙溪直塘灌区57.2

48、0 提水0.05 25太仓沙溪黄桥灌区52.21 提水0.11 26张家港高桥灌区42.31 提水0.05 27张家港奚介灌区46.63 提水0.06 28东海南辰站灌区48.13 提水0.50 续表4-1 样点灌区IWUE表（小型灌区，2008）序号灌区名称IWUE（%）水源井灌 类型设计灌溉面积 (万亩)29东海中寨站灌区46.71 提水0.05 30东海北涧水库灌区47.88 自流引水0.80 31东海讲习水库灌区47.33 自流引水0.60 32东海张谷水库灌区52.30 自流引水0.30 33东海曲阳水库灌区43.90 自流引水0.60 34滨海套捎村二组60.38 提水0.07 3

49、5大丰友谊村6组83.74 提水0.13 36大丰竞赛村灌区70.56 提水0.15 37东台通榆一站灌区82.28 提水0.08 38阜宁孙郑村灌区56.57 提水0.06 39建湖岗西农居会五组64.82 提水0.06 40亭湖柴坝村九组70.40 提水0.09 41响水张集乡程圩1组51.97 提水0.06 42响水张湾六组灌区53.22 提水0.07 43盐都楼王庆丰四组54.45 提水0.06 44丹徒石马水库灌区57.02 自流引水0.15 45丹徒陈丰水库灌区56.52 自流引水0.10 46丹阳横塘六站灌区64.11 提水0.62 47丹阳其林灌区63.19 提水0.56 48丹阳岗下灌区60.54 提水0.50 49句容李塔灌区52.29 自流引水0.90 50句容茅山灌区52.52 自流引水0.95 51句容马埂灌区66.63 自流引水0.13 52扬中利民灌区43.33 提水0.02 53扬中邻丰灌区50.00 提水0.01 54泗洪邵庄灌区56.35 自流引水0.20 55泗洪向阳灌区58.33 提水0.50 56泗洪应山灌区61.25 提水0.50 续表4-1 样点灌区IWUE表（纯井灌区，2008）序号灌区名称IWUE（%）水源井灌类型1丰县田楼村井灌区86.86 低压管道2沛县河口村井灌区